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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere handgeführte Hub- oder Pendelhubsäge, mit einem Werkzeuggehäuse, in dem ein Antriebsmotor zum Antrieb einer Abtriebswelle angeordnet ist, die mit einer Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines zugeordneten Einsatzwerkzeugs verbunden ist.
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Aus dem Stand der Technik ist eine derartige, nach Art einer handgeführten Huboder Pendelhubsäge ausgeführte Handwerkzeugmaschine bekannt, bei der als Einsatzwerkzeug ein geeignetes Sägeblatt Anwendung findet. Um mit dieser Hub- oder Pendelhubsäge bei einer Bearbeitung eines entsprechenden Werkstücks einen optimalen Schnittfortschritt sowie ein gewünschtes Sägebild zu erhalten, müssen Andrück- und Vorschubkraft, d. h. die Kraft, mit der die Säge auf das Werkstück aufgedrückt wird sowie die Kraft, mit der die Säge in Vorschubbzw. Sägerichtung gegen das Werkstück gedrückt wird, in einem optimalen Verhältnis zueinander stehen.
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Nachteilig am Stand der Technik ist, dass bei einer derartigen, als Hub- oder Pendelhubsäge ausgebildeten Handwerkzeugmaschine z. B. durch eine Fehlbedienung ein vergleichsweise schlechtes Verhältnis von Andrück- zu Vorschubkraft entstehen kann. Hierbei kann das Sägeblatt beispielsweise bei zu niedriger Andrückkraft am Werkstück einhaken und somit die Handwerkzeugmaschine gegen deren Hubrichtung verschieben, während beispielsweise bei zu großer Vorschubkraft ein sogenannter „Flattereffekt“ auftreten kann. Dies kann jeweils zu einer Beeinträchtigung des gewünschten Sägebilds führen.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Handwerkzeugmaschine bereit zu stellen, bei der Fehlbedienungen sicher und zuverlässig erkannt werden können.
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Dieses Problem wird gelöst durch eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere eine handgeführte Hub- oder Pendelhubsäge, mit einem Werkzeuggehäuse, in dem ein Antriebsmotor zum Antrieb einer Abtriebswelle angeordnet ist, die mit einer Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines zugeordneten Einsatzwerkzeugs verbunden ist. Ein Beschleunigungssensor ist vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, eine Detektion von Vibrationen der Abtriebswelle im Betrieb der Handwerkzeugmaschine zur Erkennung einer Fehlbedienung der Handwerkzeugmaschine zu ermöglichen.
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Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Handwerkzeugmaschine, bei der durch Fehlbedienungen auftretende Vibrationen der Abtriebswelle mit einem robusten und kostengünstigen Beschleunigungssensor sicher und zuverlässig erkannt werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Beschleunigungssensor am Werkzeuggehäuse angeordnet.
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Somit kann der Beschleunigungssensor an frei verfügbarem Bauraum im Werkzeuggehäuse angeordnet werden, sodass die Abmessungen der Handwerkzeugmaschine zur Aufnahme des Beschleunigungssensors nicht vergrößert werden müssen.
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Bevorzugt ist eine Steuereinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, ein vom Beschleunigungssensor erzeugtes Beschleunigungssignal zur Erkennung der Fehlbedienung der Handwerkzeugmaschine auszuwerten.
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Somit kann das von dem Beschleunigungssensor erzeugte Beschleunigungssignal auf einfache Art und Weise ausgewertet werden.
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Die Steuereinheit ist bevorzugt dazu ausgebildet, auf der Basis des Beschleunigungssignals ein Vibrationssignal zu erzeugen, das Vibrationen der Abtriebswelle im Betrieb der Handwerkzeugmaschine repräsentiert und im Normalbetrieb der Handwerkzeugmaschine ein erstes zugeordnetes Vibrationsniveau aufweist. Bei der Fehlbedienung der Handwerkzeugmaschine tritt ein von der Steuereinheit erkennbares zweites Vibrationsniveau auf.
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Somit kann die Fehlbedienung der Handwerkzeugmaschine sicher und zuverlässig erkannt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, beim Erkennen des zweiten Vibrationsniveaus den Antriebsmotor zu beeinflussen.
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Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Handwerkzeugmaschine, bei der durch eine automatisierte Steuerung des Antriebsmotors zumindest eine Unterstützung zur Beseitigung einer auftretenden Fehlbedienung bereitgestellt wird.
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Die Steuereinheit ist bevorzugt dazu ausgebildet, beim Erkennen des zweiten Vibrationsniveaus den Antriebsmotor auszuschalten.
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Somit kann beim Erkennen einer Fehlbedienung auf einfache Art und Weise eine mögliche Beschädigung der Handwerkzeugmaschine verhindert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, beim Erkennen des zweiten Vibrationsniveaus ein visuelles und/oder akustisches Warnsignal zu erzeugen.
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Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Handwerkzeugmaschine, bei der ein entsprechender Benutzer im Falle einer Fehlbedienung sicher und zuverlässig auf diese Fehlbedienung hingewiesen werden kann.
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Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, beim Erkennen des zweiten Vibrationsniveaus einen visuellen und/oder akustischen Bedienhinweis zu erzeugen.
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Somit kann ein entsprechender Benutzer der Handwerkzeugmaschine im Falle einer Fehlbedienung auf einfache Art und Weise auf eine geeignete Maßnahme zur Korrektur dieser Fehlbedienung hingewiesen werden.
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Bevorzugt ist eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe des Warnsignals und/oder des Bedienhinweises vorgesehen.
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Somit können das Warnsignal und/oder der Bedienhinweis sicher und zuverlässig ausgegeben werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Beschleunigungssensor im Bereich der Abtriebswelle positioniert.
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Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Handwerkzeugmaschine, bei der der Beschleunigungssensor in einem Bereich der Handwerkzeugmaschine angeordnet ist, in dem bei einer Fehlbedienung entsprechende Vibrationen entstehen bzw. auftreten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einem Werkzeuggehäuse, in dem ein Beschleunigungssensor gemäß einer Ausführungsform angeordnet ist, und
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2 ein Diagramm von beispielhaften zeitlichen Verläufen von aus zugeordneten Beschleunigungssignalen des Beschleunigungssensors von 1 erzeugten Vibrationssignalen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine beispielhafte Handwerkzeugmaschine 100, die illustrativ ein mit einem Handgriff 115 versehenes Werkzeuggehäuse 110 aufweist, in bzw. an dem ein Beschleunigungssensor 150 zur Erkennung einer Fehlbedienung der
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Handwerkzeugmaschine 100 in deren Betrieb vorgesehen ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 100 nach Art einer handgeführten Hub- oder Pendelhubsäge ausgebildet, die zur netzabhängigen Stromversorgung mit einer flexiblen Leitung 188 versehen ist und nachfolgend zur Vereinfachung der Beschreibung auch als die Stichsäge 100 bezeichnet wird.
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Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegenden Erfindung nicht auf netzabhängig betreibbare Stichsägen beschränkt ist, sondern vielmehr auch bei netzunabhängig betreibbaren Stichsägen Anwendung finden kann, die zur Stromversorgung z. B. mechanisch und elektrisch mit einem zugeordneten Akkupack verbindbar sind. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch nicht auf Stichsägen beschränkt ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Handwerkzeugmaschinen verwendet werden kann, bei denen der Beschleunigungssensor 150 zur Erkennung einer Fehlbedienung Anwendung finden kann, unabhängig davon, ob die Handwerkzeugmaschine elektrisch, d. h. netzabhängig oder netzunabhängig, oder nicht-elektrisch betreibbar ist, z. B. bei einer Poliermaschine, einer Schleifmaschine, einer Fräsmaschine usw.
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Gemäß einer Ausführungsform ist in dem Werkzeuggehäuse 100 ein mit einer Antriebswelle 130 versehener Antriebsmotor 160 angeordnet, der z. B. über eine Steuereinheit 170 ansteuerbar ist. Diese kann beispielsweise von einem der Stichsäge 100 zugeordneten Mikroprozessor ausgebildet sein, der auf einer zugeordneten Leiterplatte im Werkzeuggehäuse 110 positioniert ist.
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Die Steuereinheit 170 weist illustrativ eine Auswerteeinheit 175 zur Auswertung von Beschleunigungssignalen auf, die im Betrieb der Stichsäge 100 vom Beschleunigungssensor 150 erzeugt und der Steuereinheit 170 über zugeordnete elektrische Leitungen 119 zugeführt werden. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 170 über die elektrischen Leitungen 119 mit mindestens einer und illustrativ zwei Ausgabeeinheiten 142, 144 verbunden. Die Ausgabeeinheit 142 ist z. B. ein Lautsprecher und die Ausgabeeinheit 144 ein Anzeigeelement.
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Der Antriebsmotor 160 ist z. B. über einen Handschalter 116 betätigbar, d. h. einund ausschaltbar, und kann ein beliebiger Motortyp sein, z. B. ein elektronisch kommutierter Motor oder ein Gleichstrommotor. Vorzugsweise ist der Antriebsmotor 160 über die Steuereinheit 170 derart elektronisch steuer- bzw. regelbar, dass z. B. Vorgaben hinsichtlich einer gewünschten Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 130 realisierbar sind. Die Funktionsweise und der Aufbau eines geeigneten Antriebsmotors sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
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Die Antriebswelle 130 ist illustrativ mit einem Hubantrieb 165 zum Antrieb einer Abtriebswelle 108 verbunden, die beispielhaft eine Werkzeugaufnahme 120 zur Aufnahme eines in Richtung eines Doppelpfeils 182 hubbeweglich angetriebenen Einsatzwerkzeugs 180, z. B. eines Sägeblatts, aufweist bzw. mit dieser verbunden ist. Das Sägeblatt 180 ist exemplarisch zumindest annähernd senkrecht zu einer am Werkzeuggehäuse 110 befestigten Fußplatte 112 angeordnet, über die die Stichsäge 100 auf einem Werkstück 190 abgestützt ist. Hierbei greift das über die Abtriebswelle 108 antreibbare Sägeblatt 180 illustrativ durch eine in der Fußplatte 112 vorgesehene Aussparung 192 auf ein werkstückseitiges Arbeitsfeld 118 am Werkstück 190 zu.
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Exemplarisch ist im Bereich der Abtriebswelle 108 der Beschleunigungssensor 150 positioniert, der dazu ausgebildet ist, eine Detektion von Vibrationen der Abtriebswelle 108 im Betrieb der Stichsäge 100 zu ermöglichen. Alternativ kann der Beschleunigungssensor 150 auch im Bereich einer der Stichsäge 100 zugeordneten Leiterplatte bzw. auf dieser Leiterplatte positioniert sein oder an einem beliebigen anderen Ort im bzw. am Werkzeuggehäuse 110 angeordnet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Stichsäge 100 bzw. das Sägeblatt 180 z. B. durch eine geeignete Steuerung mittels der Steuereinheit 170 in unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden. Beispielhaft ist das Sägeblatt 180 in einer Ausrichtung illustriert, die einer Geradeaus-Arbeitsrichtung bzw. einem sogenannten „Regelarbeits-“ oder Hubbetrieb der Stichsäge 100 entspricht, in dem das Sägeblatt 180 sich mit seinen Flachseiten in Richtung einer der Stichsäge 100 zugeordneten Längsachse 124 erstreckt und in einer mit dem Pfeil 182 gekennzeichneten Hubantriebsrichtung angetrieben wird. In einem sogenannten „Pendelhubbetrieb“ kann dieser Hubantriebsrichtung des Sägeblatts 180 eine mit einem Pfeil 132 gekennzeichnete Pendelantriebsrichtung überlagert werden. In einer weiteren Betriebsart kann das Sägeblatt 180 zudem aus seiner der Geradeaus-Arbeitsrichtung entsprechenden Erstreckung um eine zugeordnete Drehachse 184 in zur Längsachse 124 winklige Drehstellungen verdreht werden. Diese Betriebsart stellt einen sogenannten „Scrolling-Modus“ dar, in dem das Sägeblatt 180 durch Verdrehung um seine Drehachse 184 auf eine vom Verlauf der Längsachse 124 abweichende Arbeitslinie 127 ausgerichtet wird und dieser Arbeitslinie 127 folgt. Es ist somit durch die Drehstellung des Sägeblatts 180 eine von der Längsausrichtung (Längsachse 124) der Stichsäge 100 abweichende Arbeitsrichtung zu erreichen.
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Im Betrieb der Stichsäge 100 detektiert der Beschleunigungssensor 150 Vibrationen der Stichsäge 100, die an der Abtriebswelle 108 bzw. dem Sägeblatt 180 entstehen, und erzeugt ein entsprechendes Beschleunigungssignal, das der Steuereinheit 170 über die elektrischen Leitungen 119 zugeführt wird. Die Steuereinheit 170 bzw. deren Auswerteeinheit 175 werten dieses Beschleunigungssignal zur Erkennung einer Fehlbedienung der Stichsäge 100 aus und erzeugen hierzu auf der Basis des Beschleunigungssignals ein Vibrationssignal (210, 220 in 2), das Vibrationen der Abtriebswelle 108 im Betrieb der Stichsäge 100 repräsentiert, wie nachfolgend bei 2 beschrieben. Bei Erkennung einer Fehlbedienung kann die Steuereinheit 170 eine Vielzahl unterschiedlicher Maßnahmen ergreifen, wie ebenfalls nachfolgend bei 2 beschrieben, z. B. die Ausgabeeinheit 142 zur Ausgabe eines akustischen Warnsignals und/oder Bedienhinweises 176 und/oder die Ausgabeeinheit 144 zur Ausgabe einen visuellen Warnsignals und/oder Bedienhinweises 178 ansteuern.
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Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass Funktionsweise und Aufbau einer geeigneten Stichsäge als solches dem Fachmann hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind. Deshalb wird hier zwecks Einfachheit und Knappheit der Beschreibung auf eine weitere Beschreibung hiervon verzichtet.
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2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm 200 eines im Betrieb der Stichsäge 100 von 1 von der Steuereinheit 170 erzeugten ersten und zweiten Vibrationssignals 210, 220, anhand dessen die Funktionsweise der Stichsäge 100 bei einer Erkennung einer auftretenden Fehlbedienung weiter beschrieben wird. Das Diagramm 200 hat eine Abszisse 202, die eine exemplarische Betriebszeitdauer der Stichsäge 100 repräsentiert. Auf einer Ordinate 204 des Diagramms 200 sind beispielhaft Amplituden bzw. Ausschläge der Vibrationssignale 210, 220 aufgetragen, die in dieser Betriebszeitdauer aufgetreten sind.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Vibrationssignale 210, 220 beispielhaft einander überlagert sind, um deren Vergleichbarkeit zu illustrieren. Dem Fachmann ist jedoch eindeutig ersichtlich, dass es sich bei den Vibrationssignalen 210, 220 um zwei unterschiedliche, in verschiedenen Betriebszeiten erzeugte Vibrationssignale handelt. Hierbei repräsentiert das – in 2 dunklere – Vibrationssignal 210 ein im Normalbetrieb der Stichsäge 100 erzeugtes Vibrationssignal, während das – in 2 hellere – Vibrationssignal 220 ein bei einer exemplarischen Fehlbedienung der Stichsäge 100 erzeugtes Vibrationssignal repräsentiert.
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Das im Normalbetrieb der Stichsäge 100 erzeugte Vibrationssignal 210 hat illustrativ ein für die Stichsäge 100 charakteristisches Vibrationsgrundprofil, das eine zugeordnete Hubfrequenz als Hauptfrequenz aufweist. Dieses Vibrationssignal 210 kann z. B. in einer der Steuereinheit 170 zugeordneten Speichereinheit zu Vergleichszwecken abgespeichert sein. Das bei der exemplarischen Fehlbedienung der Stichsäge 100 erzeugte Vibrationssignal 220 hat zusätzlich zu diesem Vibrationsgrundprofil auswertbare bzw. erkennbare Störimpulse.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das im Normalbetrieb der Stichsäge 100 erzeugte Vibrationssignal 210 ein erstes zugeordnetes Vibrationsniveau 212 auf. Dieses kann z. B. anhand von einer dem Vibrationssignal 210 beispielhaft zuzuordnenden „Signalbreite“ bestimmt werden, die im Wesentlichen der Signalbreite des Vibrationsgrundprofils entspricht. Das exemplarisch bei der Fehlbedienung der Stichsäge 100 erzeugte Vibrationssignal 220 weist ein von der Steuereinheit 170 erkennbares zweites Vibrationsniveau 222 auf, das z. B. anhand von einer dem Vibrationssignal 220 beispielhaft zuzuordnenden „Signalbreite“ bestimmt werden kann, die im Wesentlichen der Signalbreite der Störimpulse entspricht. Wie aus 2 ersichtlich, unterscheidet sich das zweite Vibrationsniveau 222 erkennbar von dem ersten Vibrationsniveau 212, sodass eine automatisierte Erkennung der Fehlbedienung durch die Steuereinheit 170 bzw. deren Auswerteeinheit 175 problemlos möglich ist.
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Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das beschriebene erste und zweite Vibrationsniveau 212, 222 und deren Vergleichbarkeit zur Erkennung der Fehlbedienung lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Vielmehr können unterschiedliche Erkennungen bzw. Erfassungen von Fehlbedienungen mittels des Beschleunigungssensors 150 und der Steuereinheit 170 realisiert werden. Z. B. kann anhand einer Schwellwertanalyse der Amplituden bzw. Ausschläge des vom Beschleunigungssensor 150 erfassten Beschleunigungssignals und/oder der Vibrationssignale 210, 220 eine Fehlbedienungserkennung ausgeführt werden. Darüber hinaus kann auch der Beschleunigungssensor 150 derart eingestellt werden, dass er nur bei Überschreitung eines vorgegebenen Signalpegels anspricht usw.
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Wie oben bei 1 beschrieben kann bei einer anhand des zweiten Vibrationsniveaus 222 bestimmten Fehlbedienung die Steuereinheit 170 eine Vielzahl von unterschiedlichen Maßnahmen ergreifen bzw. einleiten. Beispielhaft kann die Steuereinheit 170 dazu ausgebildet sein, beim Erkennen des zweiten Vibrationsniveaus 222 den Antriebsmotor 160 der Stichsäge 100 auszuschalten oder zumindest zu beeinflussen, z. B. zu beschleunigen oder abzubremsen, um der Fehlbedienung entgegenzusteuern. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 170 dazu ausgebildet sein, beim Erkennen des zweiten Vibrationsniveaus 222 ein visuelles und/oder akustisches Warnsignal 176, 178 und/oder einen visuellen und/oder akustischen Bedienhinweis 176, 178, z. B. optisch projizierte Pfeile, zu erzeugen und diesen wie bei 1 beschrieben über die zugeordnete Ausgabeeinheit 142, 144 auszugeben.
