DE102013212602A1

DE102013212602A1 - Handwerkzeuggerät und Verfahren zum Wechseln eines Betriebsmodus des Handwerkzeuggeräts

Info

Publication number: DE102013212602A1
Application number: DE102013212602.6A
Authority: DE
Inventors: Jens Brennenstuhl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2015-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechsel eines Betriebsmodus bei einer Handwerkzeugmaschine 10 sowie eine Handwerkzeugmaschine 10, wobei die Erfassungseinrichtung 70 ausgebildet ist, eine Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 im Raum zu erfassen, wobei die Erfassungseinrichtung 70 mit der Programmwahleinrichtung 120 verbunden ist und ein in Abhängigkeit der erfassten Bewegung korrespondierendes Bewegungssignal 172 bereitstellt, wobei die Programmwahleinrichtung 120 wenigstens einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus 230 aufweist und ausgebildet ist, den Betriebsmodus in Abhängigkeit des Bewegungssignals auszuwählen, wobei ferner die Programmwahleinrichtung 120 mit der Steuereinrichtung 125 verbunden ist und ein Betriebszustandsignal 173 der Steuereinrichtung erfasst, wobei die Programmwahleinrichtung 120 den Betriebsmodus bei einem Betriebszustandssignal 173 auswählt, das mit einem lastfreien Betriebszustand der Antriebseinrichtung 30 korreliert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Handwerkzeuggerät und ein Verfahren zum Einstellen eines Betriebsmodus des Handwerkzeuggeräts, wobei das Handwerkzeuggerät / die Handwerkzeugmaschine mit einer Steuereinrichtung, einer Erfassungseinrichtung, einer Programmwahleinrichtung und einer Antriebseinrichtung ausgestattet ist, wobei die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, eine Bewegung der Handwerkzeugmaschine im Raum zu erfassen, wobei die Erfassungseinrichtung mit der Programmwahleinrichtung verbunden ist und ein in Abhängigkeit der erfassten Bewegung korrespondierendes Bewegungssignal bereitstellt, wobei die Programmwahleinrichtung wenigstens einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus aufweist und ausgebildet ist, den Betriebsmodus in Abhängigkeit des Bewegungssignals auszuwählen, wobei ferner die Programmwahleinrichtung mit der Steuereinrichtung verbunden ist und einen Betriebszustandsignal der Steuereinrichtung erfasst, wobei die Programmwahleinrichtung den Betriebsmodus bei einem Betriebszustandssignal auswählt, das mit einem lastfreien Betriebszustand der Antriebseinrichtung korreliert.
Stand der Technik
Aus der WO 2011/085194 ist eine Handwerkzeugmaschine mit einem Gehäuse und einer Antriebseinrichtung zum Antreiben eines in einem Werkzeugaufnahmebereich aufgenommenen Werkzeugs bekannt. Ferner ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, wobei über die Sensoreinrichtung eine vom Benutzer erzeugte Stellbewegung der Werkzeugmaschine ermittelbar ist, wobei aus der ermittelten Stellbewegung in einer Regel- bzw. Steuereinrichtung in der Handwerkzeugmaschine eine Stellgröße zur Einstellung der Antriebseinrichtung erzeugbar ist.
Im Betrieb unter Last hat dies zur Folge, dass sich das Verhalten der Werkzeugmaschine abhängig von der durch die Bewegung erzeugten Stellgröße verändert. Dies kann zu kritischen Situationen führen, wenn im Betrieb des Handwerkzeuggeräts durch eine unbewusste und/oder ungewollte Fehlbenutzung des Benutzers die Einstellung der Antriebseinrichtung verstellt wird.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Handwerkzeugmaschine und ein verbessertes Verfahren zur Auswahl eines Betriebsmodus der Handwerkzeugmaschine bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Handwerkzeugmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine verbesserte Handwerkzeugmaschine dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Handwerkzeugmaschine eine Steuereinrichtung, eine Erfassungseinrichtung, eine Programmwahleinrichtung und eine Antriebseinrichtung umfasst. Die Steuereinrichtung ist mit der Antriebseinrichtung verbunden. Die Erfassungseinrichtung ist ausgebildet, eine Bewegung der Handwerkzeugmaschine im Raum zu erfassen, wobei die Erfassungseinrichtung mit der Programmwahleinrichtung verbunden ist und ein in Abhängigkeit der erfassten Bewegung korrespondierendes Bewegungssignal bereitstellt. Die Programmwahleinrichtung weist wenigstens einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf und ist ausgebildet, den Betriebsmodus in Abhängigkeit des Bewegungssignals auszuwählen. Ferner ist die Programmwahleinrichtung mit der Steuereinrichtung verbunden und erfasst ein Betriebszustandsignal der Steuereinrichtung. Die Programmwahleinrichtung wählt den Betriebsmodus bei einem Betriebszustandssignal aus, das mit einem lastfreien Betriebszustand der Antriebseinrichtung korreliert.
Auf diese Weise wird gewährleistet, dass eine Verstellung des Betriebsmodus während des Arbeitens mit der Handwerkzeugmaschine zuverlässig vermieden wird, und gleichzeitig im Ruhezustand bzw. in ausgeschaltetem Zustand oder im Leerlaufzustand des Elektromotors der Betriebsmodus der Handwerkzeugmaschine einhändig, also ohne Zuhilfenahme einer zweiten Hand, verändert werden kann. So kann beispielsweise einhändig durch eine Bewegung der Handwerkzeugmaschine die Drehrichtung der Antriebseinrichtung schnell und auf einfache Weise umgeschaltet werden. Dadurch kann sich der Benutzer beispielsweise, wenn er auf einer Leiter steht, mit der zweiten Hand nach wie vor an der Leiter festhalten und mit der ersten Hand die Handwerkzeugmaschine sowohl halten als auch bedienen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Handwerkzeugmaschine eine Aufnahme zur Befestigung eines Werkzeugs auf, wobei die Aufnahme eine Arbeitsachse umfasst. Ferner umfasst die Handwerkzeugmaschine ein Gehäuse mit einem Haltegriff, wobei an dem Haltegriff ein Griffbereich zum Halten oder Bewegen der Handwerkzeugmaschine vorgesehen ist. Die Aufnahme ist rotierbar um die Arbeitsachse und/oder in Richtung der Arbeitsachse bewegbar. Ferner ist eine Programmwahlachse vorgesehen. Mittels der Erfassungseinrichtung ist eine Bewegung des Gehäuses durch einen Benutzer um oder entlang der Programmwahlachse erfassbar und der Programmwahleinrichtung kann ein korrespondierendes Bewegungssignal zur Verfügung gestellt werden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Anzahl an Stellelementen an der Handwerkzeugmaschine reduziert und der in Anspruch genommene Bauraum anderweitig genutzt werden kann. Hieraus ergaben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten und Freiheitsgrade.
Vorteilhaft ist, wenn die Programmwahlachse beabstandet zur Arbeitsachse im Gehäuse angeordnet ist und/oder wenn die Erfassungseinrichtung beabstandet zur Programmwahlachse und/oder zur Arbeitsachse angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Programmwahlachse parallel zur Arbeitsachse oder deckungsgleich mit der Arbeitsachse oder im Wesentlichen senkrecht zur Arbeitsachse ausgerichtet. Diese Ausrichtung erlaubt eine möglichst einfache Signalweiterverarbeitung der durch die Erfassungseinrichtung bereitgestellten Bewegungssignale.
Besonders ergonomisch ist für den Benutzer, wenn die Programmwahlachse zumindest teilweise durch das Gehäuse verläuft.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Erfassungseinrichtung wenigstens einen Beschleunigungssensor und/oder einen Drehratensensor und/oder einen Lagesensor umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Handwerkzeugmaschine wenigstens ein Aktivierungselement, das mit der Programmwahleinrichtung verbunden ist. Die Programmwahleinrichtung ist ausgebildet, den Betriebsmodus ausschließlich bei aktiviertem Aktivierungselement und Vorliegen des Bewegungssignals zu wechseln. Auf diese Weise wird eine unerwünschte Verstellung des Betriebsmodus vermieden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Aktivierungselement einen Taster. Alternativ kann auch eine Schalteinheit vorgesehen sein, die mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Die Steuereinrichtung ist dabei ausgebildet, die Antriebseinrichtung anhand der Schalteinheit und den durch die Programmwahleinrichtung vorgegebenen Betriebsmodus anzusteuern, wobei das Aktivierungselement an der Schalteinheit angeordnet ist oder ein reservierter Schaltwegbereich der Schalteinheit als Aktivierungselement dient. Üblicherweise wird die Schalteinheit an einen besonders einfach bedienbaren Ort des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine angeordnet, so dass auf diese Weise eine besonders ergonomisch bedienbare Handwerkzeugmaschine mit einem besonders einfachen System zum Wechsel des Betriebsmodus bereitgestellt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Programmwahleinrichtung einen Speicher. In dem Speicher ist ein erster vordefinierter Schwellenwert abgelegt, wobei der erste Schwellenwert mit einer ersten Bewegung der Handwerkzeugmaschine korrespondiert. Die Programmwahleinrichtung ist ausgebildet, das Bewegungssignal mit dem ersten Schwellenwert zu vergleichen, und bei einem Überschreiten des ersten Schwellenwerts den Betriebsmodus zu wechseln. Auf diese Weise kann ein unkalkulierbarer Wechsel des Betriebsmodus vermieden werden. Auch wird der Wechsel des Betriebsmodus für den Benutzer einfacher verständlich, wenn der Wechsel des Betriebsmodus ausschließlich bei einer bestimmten Bewegung, bei der der erste Schwellenwert überschritten wird, gewechselt wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist in dem Speicher ein zweiter Schwellenwert abgelegt, wobei der zweite Schwellenwert mit einer zweiten Bewegung der Handwerkzeugmaschine korrespondiert. Der zweite Schwellenwert ist dabei derart gewählt, dass die korrespondierende Bewegung des zweiten Schwellenwerts höher ist als die zum ersten Schwellenwert korrespondierende Bewegung. Die Programmwahleinrichtung ist ausgebildet, bei einem Überschreiten des zweiten Schwellenwerts und des ersten Schwellenwerts den Betriebsmodus beizubehalten. Auf diese Weise wird vermieden, dass Bewegungen, die nicht beispielsweise bei einem Verkanten des Werkzeugs während eines normalen Arbeitsfalls auftreten, einen Wechsel des Betriebsmodus auslösen und der Benutzer in der nachfolgenden Verwendung der Handwerkzeugmaschine einen anderen Betriebsmodus wie im vorherigen Benutzungsfall vorfindet.
Ferner ist von Vorteil, wenn die Erfassungseinrichtung ausgebildet ist, eine Richtung der Bewegung zu erfassen, wobei die Erfassungseinrichtung der Programmwahleinrichtung ein entsprechend zu der Richtung der Bewegung abhängiges Bewegungssignal bereitstellt, wobei die Programmwahleinrichtung ausgebildet ist, den Betriebsmodus in Abhängigkeit des Bewegungssignals auszuwählen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Handwerkzeugmaschine eine Handbohrmaschine, eine Handschlagbohrmaschine, ein Handbohrhammer, ein Handschlaghammer, eine Handkreissäge, eine Handstichsäge oder ein Schrauber ist. Diese Handwerkzeugmaschinen eignen sich besonders, wenn der Betriebsmodus wie oben erläutert gewechselt werden soll.
Die Aufgabe wird aber auch durch ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine verbesserte, oben erläuterte Handwerkzeugmaschine dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist. Erfassen einer Bewegung der Handwerkzeugmaschine im Raum in wenigstens eine Richtung. Ferner stellt die Erfassungseinrichtung der Programmwahleinrichtung in Abhängigkeit der erfassten Bewegung ein korrespondierendes Bewegungssignal bereit. Die Steuereinrichtung stellt der Programmwahleinrichtung ein Betriebszustandssignal über die Antriebseinrichtung bereit. Die Programmwahleinrichtung erfasst das Betriebszustandssignal und das Bewegungssignal. Die Steuereinrichtung steuert die Antriebseinrichtung gemäß dem Betriebsmodus an. Die Programmwahleinrichtung wählt den Betriebsmodus in Abhängigkeit des erfassten Bewegungssignals bei Vorliegen eines Betriebszustandssignals, das mit einem lastfreien Betriebszustand der Antriebseinrichtung korrespondiert, aus.
Auf diese Weise kann ein unerwünschter Wechsel des Betriebsmodus während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine zuverlässig vermieden werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Handwerkzeugmaschine;
2 eine schematische Darstellung einer Steuereinheit der in 1 gezeigten Handwerkzeugmaschine;
3 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Wechsel eines Betriebsmodus der in 1 gezeigten Handwerkzeugmaschine; und
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der in 2 gezeigten Steuereinheit der Handwerkzeugmaschine.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Handwerkzeugmaschine 10. Die Handwerkzeugmaschine 10 ist dabei als Akkuschrauber ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 10 umfasst ein Gehäuse 15 mit einem ersten Gehäuseabschnitt 20, in dem eine Antriebseinheit 25 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 25 umfasst eine Antriebseinrichtung 30, die mit einer Aufnahme 35 gekoppelt ist. Die Aufnahme 35 dient zur Befestigung eines Werkzeugs 40. Das Gehäuse 15 umfasst ferner einen zweiten Gehäuseabschnitt 45, der einen Haltegriff 50 umfasst. An dem Haltegriff 50 ist unterseitig in dem zweiten Gehäuseabschnitt 45 ein Akkupack 55 vorgesehen. Der Haltegriff 50 umfasst ferner einen Griffbereich 60, an dem die Handwerkzeugmaschine 10 durch eine Hand 66 gehalten werden kann. Ferner ist in dem Gehäuse 15 eine Steuereinheit 65 vorgesehen, die ausgebildet ist, die Antriebseinrichtung 30 anzusteuern.
Die Steuereinheit 65 umfasst eine Erfassungsreinrichtung 70, die angrenzend an den Akkupack 55 in einem unteren Bereich 71 des Haltegriffs 50 angeordnet ist. Ferner ist eine Schalteinheit 75 in einem oberen Bereich 80 des Haltegriffs 50 angeordnet. Die Schalteinheit 75 kann mittels eines Zeigefingers der Hand 66 in den Haltegriff 50 hinein gedrückt werden, um eine Antriebsleistung der Antriebseinrichtung 30 zu steuern.
Die Antriebseinheit 25 ist dabei ausgebildet, das Werkzeug 40 um eine Rotationsachse, die einer Arbeitsachse 85 entspricht, zu rotieren. Die Arbeitsachse 85 entspricht dabei auch einer Längsachse der Handwerkzeugmaschine 10 bzw. dem ersten Gehäuseabschnitt 20. Der Haltegriff 50 weist eine Programmwahlachse 95 auf, die im Wesentlichen parallel zur Arbeitsachse 85 angeordnet ist. Die Programmwahlachse 95 ist ferner beabstandet und in 1 unterhalb der Arbeitsachse 85 angeordnet. Sie läuft ferner durch den Griffbereich 60 des Haltegriffs 50. Zusätzlich oder alternativ kann eine weitere Programmwahlachse 90 vorgesehen sein, die durch den Griffbereich 60 des Haltegriffs 50 läuft und im Wesentlichen senkrecht zur Arbeitsachse 85 angeordnet ist.
Die Erfassungseinrichtung 70 umfasst einen ersten Sensor 100, der zwischen dem Griffbereich 60 und dem Akkupack 55 angeordnet ist. Ferner umfasst die Erfassungseinrichtung 70 einen zweiten Sensor 105, der in einem linksseitigen, der Aufnahme 35 zugewandten Abschnitt des ersten Gehäuseabschnitts 20 der Handbohrmaschine 10 angeordnet ist. Der zweite Sensor 105 ist somit zwischen der Antriebseinrichtung 30 und der Aufnahme 35 angeordnet. Der erste Sensor 100 ist somit sowohl zu der Arbeitsachse 85 als auch zu der Programmwahlachse 95 beabstandet angeordnet. Die weitere Programmwahlachse 90 läuft durch den ersten Sensor 100. Der zweite Sensor 105 ist ebenso beabstandet zu der Programmwahlachse 90, 95 angeordnet. Die Arbeitsachse 85 läuft je nach Ausgestaltung durch den zweiten Sensor 105, beispielsweise falls es sich bei dem zweiten Sensor 105 um einen Drehratensensor handelt (vgl. 1). Falls der zweite Sensor 105 als Beschleunigungssensor ausgebildet ist, kann der zweite Sensor 105 auch beabstandet zur Arbeitsachse 85 angeordnet sein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfassungseinrichtung 70 neben den beiden gezeigten Sensoren 100, 105 auch weitere Sensoren 115 aufweisen kann. Auch ist denkbar, dass die Erfassungseinrichtung 70 ausschließlich einen einzigen Sensor 100, 105 auch an anderer Position zur Erfassung einer Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 aufweist, der je nach Sensortyp radial beabstandet oder auf einer der beiden Programmwahlachsen 90, 95 im Gehäuse 15 der Handwerkzeugmaschine 10 angeordnet ist.
Besonders geeignet für die Sensoren 100, 105 der Erfassungseinrichtung 70 sind Drehratensensoren oder Beschleunigungssensoren oder Lagesensoren. Mittels dieser Sensorentypen können einfach Bewegungen der Handwerkzeugmaschine 10 im Raum erfasst werden. Ferner kann mittels der Sensoren 100, 105 zusätzlich oder alternativ zu der Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 auch eine Beschleunigung der Handwerkzeugmaschine 10 erfasst werden. Je nach Sensortyp kann durch die Beabstandung der Sensoren 100, 105 von den jeweiligen Programmwahlachsen 90, 95 eine Verdrehung der Handwerkzeugmaschine 10 um eine oder um die beiden Programmwahlachsen 90, 95 erfasst werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Programmwahlachse 95 in Verlängerung einer Drehachse eines Unterarms 110 angeordnet ist.
Mittels der Erfassungseinrichtung 70 können sowohl Bewegungen der Handwerkzeugmaschine 10 im Raum um wenigstens eine der beiden Programmwahlachsen 90, 95 als auch um die Arbeitsachse 85 zuverlässig erfasst werden. Auch kann mittels der Erfassungseinrichtung 70 ein Verhaken des Werkzeugs 40 in einem nicht dargestellten Werkstück erfasst werden. Dabei unterscheidet sich das Verhaken des Werkzeugs 40 gegenüber einer Verdrehung der Handwerkzeugmaschine 10 um die Programmwahlachsen 90, 95 dahingehend, dass hierbei die Handwerkzeugmaschine 10 um die Arbeitsachse 85 rotiert wird. Eine Rotation beim Verhaken des Werkzeugs 40 in einem Werkstück erfolgt jedoch nicht um eine der beiden Programmwahlachsen 90, 95. Dadurch kann das Verhaken von einer Bewegung der Handwerkzeugmaschine um die Programmwahlachsen anhand der Sensorsignale unterschieden werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in 1 gezeigte Handwerkzeugmaschine 10 beispielhaft ist. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass anstelle des in 1 gezeigten Akkuschraubers auch andere Handwerkzeugmaschinen 10 denkbar sind. Beispielsweise kann die Handwerkzeugmaschine 10 auch als Handbohrmaschine, Handschlagbohrmaschine, Handbohrhammer, Handschlaghammer, Handkreissäge oder Handstichsäge ausgebildet sein. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Handwerkzeugmaschine 10 als Gartengerät, beispielsweise als Rasentrimmer oder Heckenschere, ausgebildet ist. Selbstverständlich sind auch andere Handwerkzeugmaschinen 10 denkbar, bei denen die Aufnahme 35 rotiert und/oder entlang der Arbeitsachse 85 bewegbar ist.
2 zeigt eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten Steuereinheit 65 der Handwerkzeugmaschine 10. Die Steuereinheit 65 umfasst neben der Erfassungseinrichtung 70 eine Programmwahleinrichtung 120 und eine Steuereinrichtung 125. Die Programmwahleinrichtung 120 ist mit der Erfassungseinrichtung 70 über eine erste Verbindung 130 verbunden. Die Programmwahleinrichtung 120 ist ferner über eine zweite Verbindung 135 mit der Steuereinrichtung 125 verbunden. Die Steuereinrichtung 125 ist über eine dritte Verbindung 140 mit der Antriebseinrichtung 30 verbunden. Ferner ist die Steuereinrichtung 125 über eine vierte Verbindung 145 mit dem Akkupack 55 als Energiequelle verbunden. Die Programmwahleinrichtung 120 umfasst ferner einen Speicher 150.
Um mit der Handwerkzeugmaschine 10 sinnvoll arbeiten zu können, weist üblicherweise beispielsweise der Akkuschrauber wenigstens zwei Betriebsmodi, beispielsweise einen Rechtslauf als ersten Betriebsmodus und einen Linkslauf als zweiten Betriebsmodus der Antriebseinheit 25 auf. Diese Betriebsmodi 225, 230 sind notwendig, um beispielsweise mittels eines Bits als Werkzeug 40 eine Schraube mit Rechtsgewinde in ein Werkstück eindrehen und herausdrehen zu können. Ferner können noch ein dritter und vierter Betriebsmodus vorgesehen sein, die sich beispielsweise dahingehend unterscheiden, dass jeweils eine Laufrichtung unterteilt ist in einen langsamen Lauf und einen schnellen Lauf. So kann beispielsweise der Rechtslauf in einen langsamen Rechtslauf und ein schneller Rechtslauf bzw. der Linkslauf einen langsamen Linkslauf und einen schnellen Linkslauf unterteilt sein. Selbstverständlich können die Betriebsmodi auch anders ausgestaltet sein. Ferner ist die Wahl der Betriebsmodi auch abhängig vom Typ der Handwerkzeugmaschine 10.
Um einen schnellen und langsamen Lauf bereitzustellen, kann die Antriebseinrichtung 30 auch ein Getriebe 151 aufweisen. Um das Getriebe 151 entsprechend ansteuern zu können, handelt es sich hierbei um ein elektrisch schaltbares Getriebe 151, das mit der Steuereinrichtung 125 über eine fünfte Verbindung 155 verbunden ist.
3 zeigt ein Blockdiagramm für ein Verfahren zur Auswahl eines Betriebsmodus 225, 230 der Handwerkzeugmaschine 10. Im Folgenden werden die 1 bis 3 zum erleichterten Verständnis gemeinsam erläutert. Dabei werden gleiche Bezugszeichen für die gleichen Gegenstände bzw. Verfahrensschritte verwendet.
Um den Betriebsmodus 225, 230 einfach einhändig auswählen zu können, also ohne Zuhilfenahme einer zusätzlichen, die Handwerkzeugmaschine 10 nicht haltenden Hand, erfasst die Erfassungseinrichtung 70 mit den Sensoren 100, 105 in einem ersten Verfahrensschritt 200 eine Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 durch den Benutzer im Raum. Die Bewegung kann sowohl um die Programmwahlachsen 90, 95 als auch um die Arbeitsachse 85 erfolgen. Die Erfassungseinrichtung 70 stellt in Abhängigkeit der erfassten Bewegung bzw. ermittelten Beschleunigung ein entsprechendes Bewegungssignal über die erste Verbindung 130 der Programmwahleinrichtung 120 bereit. Die Programmwahleinrichtung 120 erfasst das Bewegungssignal der Erfassungseinrichtung 70.
Die Steuereinrichtung 125 stellt der Programmwahleinrichtung 120 über die zweite Verbindung 135 ein Betriebszustandssignal 173 über die Antriebseinrichtung 30 zur Verfügung. Das Betriebszustandssignal 173 enthält zumindest eine Information darüber, dass sich die Antriebseinrichtung 30 in einem Deaktivierungszustand befindet. Im Deaktivierungszustand kann die Antriebseinrichtung 30 ausgeschaltet sein oder sich maximal im Leerlaufzustand befinden. Unter einem Leerlaufzustand wird die höchste Drehzahl der Antriebseinrichtung 30 verstanden, in der die Antriebseinrichtung lastlos betrieben wird. Dabei wird unter lastlos verstanden, wenn an der Aufnahme 35 für das Werkzeug 40 und/oder an dem Werkzeug 40 kein Drehmoment abgegriffen wird. Im Deaktivierungszustand wird beispielhaft von der Steuereinrichtung 125 kein Strom aus dem Akkupack 55 über die dritte bzw. vierte Verbindung 140, 145 zur Antriebseinrichtung 30 geleitet. Dies sorgt zuverlässig dafür, dass das Werkzeug 40 in der Aufnahme 35 stillsteht und nicht rotiert. Alternativ kann die Antriebseinrichtung 30 im Deaktivierungszustand auch bestromt werden und das Getriebe 151 sich im ausgekuppelten Zustand befinden. Auch kann die Aufnahme 35 im Leerlaufzustand bewegt werden, jedoch wird kein Drehmoment beispielsweise zum Einschrauben einer Schraube an dem Werkzeug abgegriffen. Die Steuereinrichtung 125 ist dabei ausgebildet, aufgrund des von der Programmwahleinrichtung 120 vorgegebenen Betriebsmodus 225, 230 die Antriebseinrichtung 30 anzusteuern. Die Ansteuerung der Antriebseinrichtung 30 erfolgt ferner in Abhängigkeit des von der Schalteinrichtung 75 vorgegebenen Betriebswunsches des Benutzers.
In dem Speicher 150 der Programmwahleinrichtung ist zumindest ein erster Schwellenwert, der mit einem bestimmten vordefinierten Wert des Bewegungssignals 172 korreliert, abgelegt. Der Schwellenwert kennzeichnet somit ein bestimmtes vordefiniertes Bewegungsmuster. Zusätzlich können in dem Speicher 150 noch ein zweiter oder weitere vordefinierte Schwellenwerte abgelegt sein, die mit einem jeweiligen Bewegungssignal 172 der Erfassungseinrichtung 70 korrelieren. Die Schwellenwerte können dabei derart gewählt sein, dass sie charakteristisch für ein bestimmtes Bewegungsmuster bei einer Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 im Raum sind. Der Schwellenwert kann beispielsweise beim Hersteller der Handwerkzeugmaschine 10 im Speicher 150 hinterlegt werden. Auch ist denkbar, dass der Benutzer den Schwellenwert durch eine Lernfunktion im Speicher 150 selbst festlegt.
In einem zweiten Verfahrensschritt 205 erfasst die Programmwahleinrichtung 120 die über die erste Verbindung 130 bereitgestellten Bewegungssignale 172.
In einem dritten Verfahrensschritt 210 überprüft die Programmwahleinrichtung 120, ob es sich bei den erfassten Bewegungssignalen 172 um Bewegungen der Handbohrmaschine 10 um die Arbeitsachse 85 oder um Bewegungen der Handwerkzeugmaschine 10 um eine oder um beide Programmwahlachsen 90, 95 handelt. Dies kann beispielsweise erfasst werden, indem bei einer Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 um die Programmwahlachse 95, beispielsweise wenn die Handwerkzeugmaschine 10 aus dem Unterarm 110 heraus geschwenkt wird, der erste und der zweite Sensor 100, 105 der Erfassungseinrichtung 70 ein Bewegungssignal 172 liefern. Somit wird ein Bewegungssignal 172 bereitgestellt, bei dem beide Sensoren 100, 105 eine Bewegung erfassen. Abweichend dazu liefern die Sensoren 100, 105 bei einer Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 um die Arbeitsachse 85 ein Signal, das bezüglich seiner Charakteristik abweicht vom Bewegungssignal 172. Auf diese Weise können Bewegungen der Handbohrmaschine 10 resultierend beispielsweise aus einem Verhaken des Werkzeugs 40 an einem Werkstück auf einfach Weise von einer Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 beispielsweise um die erste und/oder zweite Programmwahlachse 90, 95 getrennt werden.
Auch ist denkbar, dass die Erfassungseinrichtung 70 ausschließlich wenigstens einen Sensor 100 im Bereich zwischen dem Griffbereich 60 und dem Akkupack 55, also im unteren Bereich des zweiten Gehäuseabschnitts 45, aufweist, wobei die Unterscheidung hierbei zwischen einem Schwenken der Handwerkzeugmaschine 10 durch den Benutzer und ein Verdrehen der Handwerkzeugmaschine 10 um die Arbeitsachse 85 bei dem oben genannten Verhaken dadurch erfolgt, dass die Bewegungssignale der Erfassungseinrichtung 70 unterschiedliche Charakteristiken aufweisen. Die Charakteristiken können sich beispielsweise dadurch unterscheiden, dass bei einem Verhaken der Griffbereich 60 stark um die Arbeitsachse 85 beschleunigt wird, so dass somit von der Erfassungseinrichtung 70 ein Bewegungssignal 172 bereitgestellt wird, das über einen zeitlichen Verlauf der Bewegung einen starken Anstieg innerhalb eines kurzen Zeitintervalls aufweist. Liegt ein Bewegungssignal 172 vor, das mit einem Verhaken des Werkzeugs 40 korreliert, so fährt die Programmwahleinrichtung mit dem ersten Verfahrensschritt fort.
In einem vierten Verfahrensschritt 211 erfasst die Programmwahleinrichtung 120 das Betriebszustandssignal 173, das der Programmwahleinrichtung 120 über die zweite Verbindung 135 von der Steuereinrichtung 125 bereitgestellt wird. Entspricht das Betriebszustandssignal 173 einem Deaktivierungszustand der Antriebseinheit 25, d.h. wenn der Motor stillsteht und nicht bestromt wird oder maximal im Leerlauf betrieben wird, so fährt die Programmwahleinrichtung 120 mit dem nachfolgenden fünften Verfahrensschritt 215 fort. Befindet sich die Antriebseinrichtung 30 im Betrieb, so wird mit dem ersten Verfahrensschritt 200 fortgefahren.
Sind die Bedingungen des dritten und vierten Verfahrensschritts 210, 211 erfüllt, so ruft die Programmwahleinrichtung 120 aus dem Speicher 150 in einem fünften Verfahrensschritt 215 den im Speicher abgelegten ersten Schwellenwert ab. Die Programmwahleinrichtung 120 vergleicht das Bewegungssignal 172 mit dem vordefinierten ersten Schwellenwert in einem sechsten Verfahrensschritt 220. Überschreitet das Bewegungssignal 172 den vordefinierten im Speicher 150 abgelegten Schwellenwert, so wechselt die Programmwahleinrichtung 120 von dem bestehenden vorliegenden, beispielsweise ersten, Betriebsmodus 225 in den anderen, beispielsweise zweiten Betriebsmodus 230.
Wird der vordefinierte Schwellenwert durch das Bewegungssignal 172 nicht überschritten, so wechselt die Programmwahleinrichtung 120 nicht den Betriebsmodus 225, 230. Den ausgewählten Betriebsmodus 225, 230 stellt die Programmwahleinrichtung 120 der Steuereinrichtung 125 über die zweite Verbindung 135 zur Verfügung, so dass die Steuereinrichtung 125 die Antriebseinrichtung 30 gemäß dem ausgewählten Betriebsmodus 225, 230 und der Vorgabe über die Schalteinheit 75 entsprechend ansteuern kann.
Selbstverständlich können, wie bereits oben erwähnt, im Speicher 150 mehrere Schwellenwerte abgelegt sein. Auch können die Schwellenwerte derart gewählt sein, dass sie korrespondierend zu einer bestimmten Bewegungsrichtung oder bestimmten Beschleunigungsrichtung korrelieren, so dass die Programmwahleinrichtung 120 unterschiedliche Beschleunigungen bzw. Bewegungen in bestimmte Richtungen, also unterschiedliche Bewegungsmuster, beispielsweise ausschließlich eine Verdrehung um die erste Programmwahlachse 90 von einer Verdrehung der Handwerkzeugmaschine 10 um die zweite Programmwahlachse 95 unterscheiden kann. Auf diese Weise können beispielsweise auch ein schneller oder langsamer Lauf der Aufnahme 35 festgelegt werden, so dass auf einfache Weise die oben genannten Betriebsmodi ansteuerbar sind.
Selbstverständlich können die oben genannten vier Betriebsmodi auch dadurch angesteuert werden, dass ein zweiter Schwellenwert im Speicher 150 abgelegt ist, wobei bei einem Überschreiten des zweiten Schwellenwerts in den zweiten Betriebsmodus, der beispielsweise einem schnellen Rechtslauf entspricht, geschaltet wird. Dabei können sich der erste und der zweite Schwellenwert dadurch unterscheiden, dass zur Überschreitung des zweiten Schwellenwerts eine für den zur Überschreitung des ersten Schwellenwerts identische Bewegung jedoch zeitlich schneller durchzuführen ist.
Zusätzlich kann in dem Speicher 150 ein weiterer Schwellenwert abgelegt sein, der mit einer korrespondierenden Bewegung korreliert, die schneller ist, als die zum ersten und zweiten Schwellenwert korrespondierende Bewegung. Dabei ist die Programmwahleinrichtung 120 ausgebildet, bei einem Überschreiten des weiteren Schwellenwerts den Betriebsmodus beizubehalten. Dies soll verhindern, dass beispielsweise bei einem Herunterfallen der Handwerkzeugmaschine 10 der Betriebsmodus unerwünschterweise gewechselt wird.
4 zeigt eine schematische Darstellung der in 2 gezeigten Steuereinheit 65. Die Steuereinheit 65 weist abweichend zu der in 2 gezeigten Steuereinheit 65 ein zusätzliches Aktivierungselement 235 auf. Das Aktivierungselement 235 ist an der in 1 gezeigten Schalteinheit 75 angeordnet. Das Aktivierungselement 235 ist über eine sechste Verbindung 240 mit der Programmwahleinrichtung 120 verbunden.
Die Programmwahleinrichtung 120 überwacht den Zustand des Aktivierungselements 235. Die Ausführungsform ist dabei derart gestaltet, dass die Programmwahleinrichtung 120 nur dann den Betriebsmodus 225, 230 wechselt, wenn die Programmwahleinrichtung 120 von dem Aktivierungselement 235 erfasst, dass dieses durch den Benutzer aktiviert wird. Wird das Aktivierungselement 235 nicht aktiviert, so wechselt die Programmwahleinrichtung 120 auch dann nicht den Betriebsmodus 225, 230, wenn wie in 1 bis 3 erläutert, die gegebenen Bedingungen hinsichtlich der erfassten Bewegungssignale vorliegen.
Das Aktivierungselement 235 kann beispielsweise als Taster ausgebildet sein. Selbstverständlich sind auch andere Ausbildungsformen, wie zum Beispiel ein berührungssensitives Feld möglich. Das Aktivierungselement 235 kann entweder separat am Gehäuse 15 oder in der Schalteinheit 75 integriert sein. Auch ist eine Ausführungsform denkbar, in der das Aktivierungselement 235 einen vordefinierten Schaltwegebereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass bei einer ansatzweisen Betätigung des Aktivierungselements 235 zur Drehzahlregelung der Antriebseinrichtung 30 ein Wechsel des Betriebsmodus 225, 230 möglich ist. Dabei kann der vordefinierte Schaltwegebereich derart gestaltet sein, dass in diesem Bereich die Antriebseinrichtung 30 weiterhin deaktiviert ist Auch ist eine Ausführungsform bei einer ansatzweisen Betätigung der Schalteinheit 75 zur Drehzahlregelung als Aktivierungselement 235 zum Aktivieren eines Wechsels des Betriebsmodus 225, 230 denkbar.
Durch die in den Ausführungsformen erläuterte Auswahl des Betriebsmodus 225, 230 kann der Benutzer durch ein einfaches, gezielt erlernbares, vordefiniertes Bewegungsmuster den Betriebsmodus 225, 230 der Handwerkzeugmaschine 10 einfach wechseln. Auch ist denkbar, dass anstatt des Wechsels des Betriebsmodus 225, 230 zusätzlich oder alternativ eine Einstellung einer Kupplung der Antriebseinrichtung 30 verändert wird.
Die oben beschriebenen Ausgestaltungen haben den Vorteil, dass nach einer eindeutigen Identifikation eines Bewegungsmusters der Betriebsmodus 225, 230 gewechselt werden kann und somit eine Verstellung während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine 10 gezielt vermieden werden kann. Auf diese Weise kann beispielsweise von einem langsamen Rechtslauf durch eine ruckartige Linksdrehung des Haltegriffs 50 in einen schnellen Linkslauf gewechselt werden, ohne dass hierzu der Benutzer eine Verstellung an der Handwerkzeugmaschine 10 durch eine zusätzlich Hand vornehmen muss. Somit ist die Bedienung der Handwerkzeugmaschine 10 weitgehend unabhängig von ergonomischen Randbedingungen des Benutzers bezüglich der Erreichbarkeit und Betätigbarkeit von Bedienelementen zum Wechsel des Betriebsmodus. Auch kann auf zusätzliche Bedienelemente verzichtet werden, so dass die Handwerkzeugmaschine 10 besonders kostengünstig ausgebildet werden kann. Ferner kann die Konstruktion der Handwerkzeugmaschine 10 besonders bauraumgünstig ausgeführt werden, da die Erfassungseinrichtung 70 ausschließlich der Bedingung unterliegt, dass sie beabstandet von den Programmwahlachsen 90, 95 angeordnet werden muss, und sonst frei im Gehäuse 15 angeordnet werden kann. Auch ist denkbar, dass bereits in der Handwerkzeugmaschine 10 vorhandene Sensoren 100, 105, die beispielsweise der Erkennung kritischer Betriebszustände dienen, zusätzlich zur Erfassung der Bewegung der Handwerkzeugmaschine 10 zum Wechseln des Betriebsmodus nutzbar sind. Auf diese Weise kann die Handwerkzeugmaschine 10 besonders einfach und kostengünstig ausgebildet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/085194 [0002]

Claims

Handwerkzeugmaschine (10) mit einer Steuereinrichtung (125), einer Erfassungseinrichtung (70), einer Programmwahleinrichtung (120) und einer Antriebseinrichtung (30), wobei die Steuereinrichtung mit der Antriebseinrichtung (30) verbunden ist, – wobei die Erfassungseinrichtung (70) ausgebildet ist, eine Bewegung der Handwerkzeugmaschine (10) im Raum zu erfassen, – wobei die Erfassungseinrichtung (70) mit der Programmwahleinrichtung (120) verbunden ist und ein in Abhängigkeit der erfassten Bewegung korrespondierendes Bewegungssignal (172) bereitstellt, – wobei die Programmwahleinrichtung (120) wenigstens einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus (230) aufweist und ausgebildet ist, den Betriebsmodus in Abhängigkeit des Bewegungssignals auszuwählen, – wobei ferner die Programmwahleinrichtung (120) mit der Steuereinrichtung (125) verbunden ist und ein Betriebszustandsignal (173) der Steuereinrichtung erfasst, – wobei die Programmwahleinrichtung (120) den Betriebsmodus bei einem Betriebszustandssignal (173) auswählt, das mit einem lastfreien Betriebszustand der Antriebseinrichtung (30) korreliert.
Handwerkzeugmaschine (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – eine Aufnahme (35) zur Befestigung eines Werkzeugs (40), wobei die Aufnahme (35) eine Arbeitsachse (85) umfasst, – Gehäuse mit einem Haltegriff (50), wobei an dem Haltegriff (50) ein Griffbereich zum Halten und/oder Bewegen der Handwerkzeugmaschine (10) vorgesehen ist, – wobei die Aufnahme (35) um die Arbeitsachse (85) rotierbar und/oder in Richtung der Arbeitsachse (85) bewegbar ist, – wobei eine Programmwahlachse (90, 95) vorgesehen ist, wobei mittels der Erfassungseinrichtung (70) eine Bewegung des Gehäuses durch einen Benutzer um oder entlang der Programmwahlachse (90, 95) erfassbar ist und der Programmwahleinrichtung (120) ein korrespondierendes Bewegungssignal (172) bereitgestellt wird.
Handwerkzeugmaschine (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmwahlachse beabstandet zur Arbeitsachse (85) im Gehäuse angeordnet ist, und/oder dass die Erfassungseinrichtung (70) beabstandet zur Programmwahlachse (90, 95) und/oder zur Arbeitsachse (85) angeordnet ist.
Handwerkzeugmaschine (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmwahlachse (90, 95) parallel zur Arbeitsache (85) oder deckungsgleich mit der Arbeitsachse (85) oder im Wesentlichen senkrecht zu Arbeitsachse (85) ausgerichtet ist.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmwahlachse (90, 95) zumindest teilweise durch das Gehäuse (15) verläuft.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (70) wenigstens einen Beschleunigungssensor und/oder einen Drehratensensor und/oder einen Lagesensor umfasst.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch wenigstens ein Aktivierungselement (235), das mit der Programmwahleinrichtung (120) verbunden ist, wobei die Programmwahleinrichtung (120) ausgebildet ist, den Betriebsmodus ausschließlich bei aktiviertem Aktivierungselement (235) und Vorliegen des Bewegungssignals (172) zu wechseln.
Handwerkzeugmaschine (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungselement einen Taster (235) umfasst oder dass eine Schalteinheit (75) vorgesehen ist, die mit der Steuereinrichtung (125) verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (125) ausgebildet ist, die Antriebseinrichtung (30) anhand der Schalteinheit (75) und des durch die Programmwahleinrichtung (120) vorgegebenen Betriebsmodus anzusteuern, wobei das Aktivierungselement (235) an der Schalteinheit (75) angeordnet ist oder ein reservierter Schaltwegbereich der Schalteinheit (75) als Aktivierungselement (235) dient.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmwahleinrichtung (120) einen Speicher (150) umfasst, wobei in dem Speicher (150) ein erster vordefinierter Schwellenwert abgelegt ist, wobei der erste Schwellenwert mit einer ersten Bewegung der Handwerkzeugmaschine (10) korrespondiert, wobei die Programmwahleinrichtung (120) ausgebildet ist, das Bewegungssignal (172) mit dem ersten Schwellenwert zu vergleichen und bei einem Überschreiten des ersten Schwellenwerts den Betriebsmodus zu wechseln.
Handwerkzeugmaschine (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speicher (150) ein zweiter Schwellenwert abgelegt ist, wobei der zweite Schwellenwert mit einer zweiten Bewegung der Handwerkzeugmaschine (10) korrespondiert, wobei der zweite Schwellenwert derart gewählt ist, dass die korrespondierende Bewegung des zweiten Schwellenwerts höher ist als die zum ersten Schwellenwert korrespondierende Bewegung, wobei die Programmwahleinrichtung (120) ausgebildet ist, bei einem Überschreiten des ersten und zweiten Schwellenwerts den Betriebsmodus beizubehalten.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (70) ausgebildet ist, eine Richtung der Bewegung zu erfassen, wobei die Erfassungseinrichtung (70) der Programmwahleinrichtung (120) ein entsprechend zu der Richtung der Bewegung abhängiges Bewegungssignal bereitstellt, wobei die Programmwahleinrichtung (120) ausgebildet ist, den Betriebsmodus in Abhängigkeit des Bewegungssignals (172) auszuwählen.
Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (10) eine Handbohrmaschine oder eine Handschlagbohrmaschine oder ein Handbohrhammer oder ein Handschlaghammer oder eine Handkreissäge oder eine Handstichsäge oder ein Schrauber ist.
Verfahren zum Wechsel eines Betriebsmodus einer Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, – wobei eine Bewegung der Handwerkzeugmaschine (10) im Raum in wenigstens eine Richtung erfasst wird, – wobei ein in Abhängigkeit der erfassten Bewegung korrespondierendes Bewegungssignal (172) von der Erfassungseinrichtung (70) der Programmwahleinrichtung (120) bereitgestellt wird, – wobei der Programmwahleinrichtung (120) ein Betriebszustandssignal (173) über die Antriebseinrichtung (30) durch die Steuereinrichtung (125) zur Verfügung gestellt wird, – wobei das Betriebszustandssignal (173) und das Bewegungssignal (172) durch die Programmwahleinrichtung (120) erfasst werden, – wobei der Betriebsmodus durch die Programmwahleinrichtung (120) in Abhängigkeit des erfassten Bewegungssignals (172) bei Vorliegen eines Betriebszustandssignals (173), das mit einem lastfreien Betriebszustand der Antriebseinrichtung (30) korrespondiert, ausgewählt wird.