DE102013213120A1

DE102013213120A1 - Tool device with lift-off recognition

Info

Publication number: DE102013213120A1
Application number: DE102013213120.8A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wolf
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-01-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeuggerät (1) mit einem Elektromagneten (8) zur Festlegung des Werkzeuggerätes (1) auf einer magnetisierbaren Unterlage (14) und/oder mit einem Elektromagneten (8) zur Festlegung eines magnetisierbaren Werkstücks und mit einer Sicherheitseinrichtung (12) zum Auslösen einer Sicherheitsmaßnahme. Die Sicherheitseinrichtung (12) ist geeignet, mittels einer Messung mindestens eines Betriebsparameters des Elektromagneten (8) den Kontakt des Werkzeuggerätes (1) zum Werkstück oder zur Unterlage (14) zu prüfen und bei Überschreiten einer zulässigen Maximalabweichung von einem Sollwert (G) die Sicherheitsmaßnahme auszulösen.The invention relates to a tool device (1) having an electromagnet (8) for fixing the tool device (1) on a magnetizable base (14) and / or with an electromagnet (8) for fixing a magnetizable workpiece and with a safety device (12) Triggering a security measure. The safety device (12) is suitable for checking the contact of the tool device (1) with the workpiece or underlay (14) by measuring at least one operating parameter of the electromagnet (8) and if a permissible maximum deviation from a setpoint value (G) is exceeded, the safety measure trigger.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeuggerät, insbesondere eine Bohrmaschine.The invention relates to a tool device, in particular a drill.

Bohrmaschinen können als stationäre oder auch als portable Geräte ausgeführt sein. Für den zuerst genannten Fall steht in der Regel eine Vielzahl von Spannmitteln zur Verfügung, mit denen das Werkstück während des Bohrens gehalten werden kann. Insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit eines Bedieners kann eine Halterung des Werkstücks erforderlich sein, da während des Bohrens auch Drehmomente auf das Werkstück übertragen werden. Um den Bohrvorgang zu vereinfachen, zu präzisieren bzw. sicher zu gestalten, kommen häufig Bohrständer, die auch Teil einer Maschinenanlage sein können, zum Einsatz. Mit diesen Bohrständern und Maschinensystemen kann das Bohrwerkzeug beispielsweise gezielt und präzise zum Werkstück geführt werden.Drills can be designed as stationary or as portable devices. For the former case is usually a variety of clamping means available with which the workpiece can be held during drilling. In particular, with regard to the safety of an operator, a support of the workpiece may be required because torques are also transmitted to the workpiece during drilling. In order to simplify, clarify or secure the drilling process, drill stands, which may also be part of a machine installation, are frequently used. With these boring stands and machine systems, the boring tool can be guided, for example, precisely and precisely to the workpiece.

Sollen hingegen insbesondere auch Werkstücke bearbeitet werden, die aufgrund ihres Gewichts, ihrer Größe oder ihrer Funktion ortsfest sind, muss die Bearbeitung vor Ort geschehen. Als Beispiele für derartige Werkstücke sind z. B. Architekturbauwerke, schwere Maschinen, Strommasten oder Schiffsrümpfe zu nennen. Um die Bohrarbeiten ausführen zu können, muss die Bohrmaschine zunächst zum Werkstück transportiert und anschließend dort in Betrieb genommen werden. Dabei treten bei Bohrwerkzeugen mit vergleichsweise großen Durchmessern, wie beispielsweise bei Kernbohrwerkzeugen, vergleichsweise hohe Drehmomente auf, so dass der Bediener ein entsprechendes Gegenmoment aufbringen muss, damit die Bohrmaschine sich nicht um die eigene Achse dreht. In der Regel muss der Bediener während des Bohrvorgangs zusätzlich noch eine Kraft in Richtung des Bohrvorschubs auf die Bohrmaschine ausüben. Für den Bediener entsteht dabei eine erhebliche Verletzungsgefahr, da sich die Bohrmaschine während der Rotation des Bohrwerkzeuges von dem Werkstück und dem Bediener loslösen kann.If, on the other hand, workpieces are also to be processed that are stationary due to their weight, size or function, processing must be done on site. As examples of such workpieces z. As architectural structures, heavy machinery, electricity pylons or ship hulls to call. In order to carry out the drilling work, the drilling machine must first be transported to the workpiece and then put into operation there. In the case of drilling tools with comparatively large diameters, such as in the case of core drilling tools, comparatively high torques occur, so that the operator has to apply a corresponding counter-torque so that the drilling machine does not rotate about its own axis. As a rule, during the drilling process, the operator must additionally exert a force in the direction of the drilling feed to the drilling machine. This creates a considerable risk of injury to the operator, since the drill can detach from the workpiece and the operator during the rotation of the drilling tool.

Weiterhin kann es notwendig sein, Bohrarbeiten über Kopf oder unter anderen schwierigen Bedingungen auszuführen. So ist es auch denkbar, dass der Bediener sich während dieser Arbeiten auf einem Gerüst oder einer Leiter aufhält und die Bohrmaschine unter Umständen nur mit einer Hand halten und bedienen kann. Das Aufbringen des erforderlichen Gegenmoments durch den Bediener kann in diesen Fällen sehr erschwert sein.Furthermore, it may be necessary to carry out drilling work overhead or in other difficult conditions. So it is also conceivable that the operator lingers during this work on a scaffold or a ladder and the drill can hold and operate only with one hand under certain circumstances. The application of the required counter-torque by the operator can be very difficult in these cases.

Zur Festlegung einer Bohrmaschine an einem Werkstück ist aus der DE 10 2009 022 333 A1 ein Magnetbohrständer mit einem Elektromagneten zur Festlegung des Magnetbohrständers an einem Bauteil bekannt. Hierbei kann mit einer Sicherheitseinrichtung die Haltekraft des Elektromagneten vor Aufnahme des Betriebes der Bohrmaschine überwacht werden, wobei die Sicherheitseinrichtung eine Einrichtung zur Überwachung der den Elektromagneten durchtretenden Stromstärke aufweist, um hieraus ein Signal für eine ausreichende Magnethaltekraft oder für einen Fehlerzustand abzuleiten. im Falle einer ausreichenden Magnethaltekraft kann die Bohrmaschine zum Betrieb eingeschaltet werden, d. h. die Sicherheitseinrichtung gibt ein Freigabesignal. Sollte ein Fehlerzustand vorliegen, verhindert die Sicherheitseinrichtung den Betrieb der Bohrmaschine, d. h. die Bohrmaschine kann nicht eingeschaltet werden. Allerdings ist eine Erkennung des Abhebens des Magnetbohrständers von dem Bauteil während des Betriebes der Bohrmaschine nicht vorgesehen.To establish a drill on a workpiece is from the DE 10 2009 022 333 A1 a Magnetbohrständer with an electromagnet for fixing the Magnetbohrständers to a component known. This can be monitored with a safety device, the holding force of the electromagnet before starting the operation of the drill, wherein the safety device comprises means for monitoring the current flowing through the electromagnet to derive therefrom a signal for a sufficient magnetic holding force or a fault condition. in the case of a sufficient magnetic holding force, the drill can be turned on for operation, ie the safety device gives an enable signal. If a fault condition exists, the safety device prevents the operation of the drill, ie the drill can not be turned on. However, a detection of the lifting of the Magnetbohrständers of the component during operation of the drill is not provided.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeuggerät mit einem Elektromagneten zu schaffen, welches eine Erkennung des Abhebens des Werkzeuggerätes von einer magnetisierbaren Unterlage und/oder die Erkennung des Abhebens eines magnetisierbaren Werkstückes vom Werkzeuggerät während des Betriebes ermöglicht.It is an object of the present invention to provide a tool device with an electromagnet, which allows detection of the lifting of the tool device from a magnetizable pad and / or the detection of the lifting of a magnetizable workpiece from the tool during operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention, this object is achieved by the device having the features listed in claim 1. The subclaims relate to advantageous embodiments and developments of the invention.

Das erfindungsgemäße Werkzeuggerät mit einem Elektromagneten zur Festlegung des Werkzeuggerätes auf einer magnetisierbaren Unterlage und/oder mit einem Elektromagneten zur Festlegung eines magnetisierbaren Werkstücks weist eine Sicherheitseinrichtung zum Auslösen einer Sicherheitsmaßnahme auf. Zudem ist die Sicherheitseinrichtung geeignet, während des Betriebes des Werkzeuggerätes mittels einer Messung mindestens eines Betriebsparameters des Elektromagneten den Kontakt des Werkzeuggerätes zum Werkstück oder zur Unterlage zu prüfen und bei Überschreiten einer zulässigen Maximalabweichung von einem Sollwert die Sicherheitsmaßnahme auszlösen.The tool according to the invention with an electromagnet for fixing the tool device on a magnetizable pad and / or with an electromagnet for fixing a magnetizable workpiece has a safety device for triggering a safety measure. In addition, the safety device is suitable during operation of the tool device by means of a measurement of at least one operating parameter of the electromagnet to check the contact of the tool to the workpiece or workpiece and trigger the safety measure when exceeding a maximum permissible deviation from a target value.

Auf diese Weise kann mittels einer Messung eines Betriebsparameters des Elektromagneten festgestellt werden, ob sich der Elektromagnet noch im vorgesehenen Kontakt zum Werkstück bzw. zur Unterlage befindet und somit das Werkzeuggerät noch in der gewünschten Konfiguration betrieben werden kann. Diese Messung kann insbesondere zu jedem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, also nicht lediglich im Zuge eines Einschaltvorganges des Elektromagneten wie aus dem Stand der Technik bekannt, sondern auch dann, wenn sich ein stationärer Zustand der Betriebsparameter des Elektromagneten eingestellt hat.In this way, it can be determined by means of a measurement of an operating parameter of the electromagnet, whether the electromagnet is still in the intended contact with the workpiece or the base and thus the tool device can still be operated in the desired configuration. This measurement can take place in particular at any desired time, that is to say not only in the course of a switch-on process of the electromagnet as known from the prior art, but also when a stationary state of the operating parameters of the electromagnet has been established.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Werkzeuggerätes sind, dass die Abhebe-Erkennung ohne mechanische Mittel bewerkstelligt ist, dass die Abhebe-Erkennung zudem schmutzunempfindlich im Werkzeuggerät integrierbar ist und dass eine schnelle Erkennung des Zustands des Kontaktes des Werkzeuggerätes zum Werkstück oder zur Unterlage ermöglicht ist, wobei die Auslösung der Sicherheitsmaßnahme ebenfalls zeitnah und schnell erfolgt. Further advantages of the tool according to the invention are that the lift-off is accomplished without mechanical means that the lift-off detection is also dirt insensitive integrable in the power tool and that a quick detection of the state of contact of the power tool to the workpiece or pad is possible, the Triggering of the security measure also takes place promptly and quickly.

Der zu messende Betriebsparameter kann ein Strom durch den Elektromagneten oder ein Magnetfluss sein. Für den Fall, dass sich der Elektromagnet und die magnetisierbare Unterlage bzw. das Werkstück voneinander aufgrund beispielsweise äußerer Krafteinwirkung ablösen, ändert sich schlagartig die Induktivität des Gesamtsystems aus Elektromagnet und Unterlage bzw. Werkstück, da sich das magnetisierbare Material im Falle eines mechanischen Kontaktverlusts von dem felderzeugenden Element, also insbesondere der Spule des Elektromagneten, entfernt. Dadurch, dass das magnetische Feld zunächst bestrebt ist, den Fluss aufrecht zu erhalten, wird der Strom durch den Magneten kurz ansteigen. Dieser Anstieg kann detektiert und als Information dahingehend herangezogen werden, ob das Werkzeuggerät bzw. der Magnetfuß die Unterlage oder das Werkstück den Elektromagneten verlassen hat. Gegebenenfalls kann dann – insbesondere bei einem „über Kopf”- oder sonstigem Arbeiten in exponierten Positionen – ein schnelles Abschalten des Antriebs des Werkzeuggerätes aus Sicherheitsgründen erfolgen.The operating parameter to be measured may be a current through the electromagnet or a magnetic flux. In the event that the electromagnet and the magnetizable pad or the workpiece from each other due to external force, abruptly changes the inductance of the entire system of electromagnet and pad or workpiece, since the magnetizable material in the case of a mechanical contact loss of the Field-generating element, ie in particular the coil of the electromagnet removed. Because the magnetic field first seeks to maintain the flux, the current through the magnet will rise briefly. This increase can be detected and used as information as to whether the tool or the magnetic base has left the pad or the workpiece the electromagnet. If necessary, then - especially in a "head over" - or other work in exposed positions - a quick shutdown of the drive of the power tool for security reasons.

Zusätzlich oder alternativ könnte der Magnetfluss bzw. die Flussdichte des Elektromagneten überwacht werden. Ein auf den Magnetfluss des Elektromagneten ansprechender Schalter kann die Sicherheitsmaßnahme auslösen, insbesondere den Strom für den Betrieb abschalten, wenn eine bestimmte magnetische Flussdichte unterschritten wird. Zur Auslösung des Schaltvorganges kann beispielsweise ein Reed-Schalter oder Hall-Sensor verwendet werden. Der Reed-Schalter oder Hall-Sensor kann in der Nähe des Elektromagneten derart angebracht werden, dass dieser bei Erregung des Elektromagneten beeinflusst wird. Eine derartige Überwachung des Magnetflusses kann die Sicherheit im Umgang mit Werkzeuggeräten weiter erhöhen.Additionally or alternatively, the magnetic flux or the flux density of the electromagnet could be monitored. A switch which responds to the magnetic flux of the electromagnet can trigger the safety measure, in particular switch off the current for operation, if a certain magnetic flux density is undershot. To trigger the switching process, for example, a reed switch or Hall sensor can be used. The reed switch or Hall sensor can be mounted in the vicinity of the electromagnet so that it is affected when the electromagnet is energized. Such monitoring of the magnetic flux can further increase the safety in dealing with tool devices.

Das Werkzeuggerät kann eine optische und/oder akustische und/oder haptische Signal- oder Anzeigeeinrichtung zur Meldung eines Fehlerzustands und/oder zur Warnung des Bedieners vor einem bevorstehenden Kontaktverlust zwischen Werkstück bzw. Unterlage und Elektromagnet und/oder zur Meldung der Auslösung der Abschaltung des Antriebs aufweisen. Somit kann der Arbeitsschutz und die Sicherheit für den Bediener nochmals verbessert werden. Die optische Signal- oder Anzeigeeinrichtung kann vorzugsweise als ein Warnblinken oder ein Warnblinklicht, welches das Auslösen der Abschaltung des Antriebes anzeigen kann, ausgeführt sein.The tool device can be an optical and / or acoustic and / or haptic signal or display device for reporting a fault condition and / or warning the operator of an imminent loss of contact between the workpiece or pad and solenoid and / or to report the triggering of the shutdown of the drive exhibit. Thus, the health and safety for the operator can be further improved. The optical signal or display device may be preferably designed as a hazard warning or a hazard warning light, which may indicate the triggering of the shutdown of the drive.

Der Antrieb des Werkzeuggerätes kann einen Elektromotor, einen Verbrennungsmotor, eine Turbine oder einen hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Motor umfassen.The drive of the power tool may include an electric motor, an internal combustion engine, a turbine or a hydraulically or pneumatically operated engine.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Werkzeuggerät einen Mikrocontroller zur Messung und/oder Prüfung der Betriebsparameter aufweisen, wobei der Mikrocontroller insbesondere den Strom, den Stromanstieg oder den Magnetfluss detektieren kann. Beispielsweise kann dann, falls eine Anstiegsschwelle des Stromes durch den Elektromagneten für eine vorbestimmte Zeitspanne überschritten wird, eine Warnung für den Bediener ausgegeben und/oder der Antrieb des Werkzeuggerätes abgeschaltet werden.In an advantageous development of the invention, the tool device can have a microcontroller for measuring and / or checking the operating parameters, wherein the microcontroller can in particular detect the current, the current increase or the magnetic flux. For example, if a rise threshold of the current through the electromagnet is exceeded for a predetermined period of time, a warning may be issued to the operator and / or the drive of the power tool may be switched off.

Das Werkzeuggerät kann einen Bewegungssensor und/oder einen Vibrationsschalter und/oder Mittel zur Detektierung einer Verschiebung des Werkzeuggerätes auf der Unterlage und/oder ein Mittel zur Detektierung einer Verschiebung des Werkstücks aufweisen. Somit kann der Arbeitsschutz und die Sicherheit für den Bediener nochmals verbessert werden.The tool device may have a motion sensor and / or a vibration switch and / or means for detecting a displacement of the tool device on the base and / or a means for detecting a displacement of the workpiece. Thus, the health and safety for the operator can be further improved.

Das Werkzeuggerät kann in einer Variante der Erfindung nur dann eingeschaltet werden, wenn Strom durch den Elektromagneten fließt. Der Stromkreis für den Betrieb des Werkzeuggerätes kann unterbrochen oder nicht aktiviert werden, wenn im Stromkreis des Elektromagneten kein Strom fließt. Eine derartige Sicherheitseinrichtung kann zusätzlich zur Abhebe-Erkennung vorgesehen sein, um vor der Aktivierung des Betriebes des Werkzeuggerätes eine Funktionsfähigkeit und somit eine Haltekraft des Elektromagneten zu überprüfen und sicherzustellen. Hierbei kann überwacht werden, ob der Elektromagnet tatsächlich funktionsfähig ist oder nicht.In a variant of the invention, the tool device can only be switched on when current flows through the electromagnet. The power circuit for the operation of the power tool can be interrupted or not activated when no current flows in the circuit of the electromagnet. Such a safety device may additionally be provided for lift-off detection in order to check and ensure functioning and thus a holding force of the electromagnet prior to activation of the operation of the tool device. Here it can be monitored whether the electromagnet is actually functional or not.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann als Sicherheitsmaßnahme das Werkzeug sich aus dem Werkzeuggerät ausklinken oder ein Verbringen des Werkzeuges in das Werkzeuggeräteinnere erfolgen oder eine Einrichtung zum Abdecken des Werkzeuges im Werkzeuggerät vorhanden sein. Somit kann der Arbeitsschutz und die Sicherheit für den Bediener nochmals verbessert werden.In an advantageous development, as a safety measure, the tool can disengage from the tool device or the tool can be moved into the tool device interior or a device for covering the tool can be present in the tool device. Thus, the health and safety for the operator can be further improved.

Das Werkzeuggerät kann eine Einrichtung zur Entmagnetisierung des Elektromagneten aufweisen. Dazu wird der Elektromagnet in einer dem Betrieb vorgeschalteten Entmagnetisierungsphase zumindest teilweise entmagnetisiert, bevor eine Beaufschlagung mit einer Gleichspannung erfolgt. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass infolge einer Entmagnetisierung vor Beginn der Inbetriebnahme des Werkzeuggerätes die Auswirkungen der magnetischen Hysterese reduziert werden, so dass unabhängig von der vorherigen Restmagnetisierung des Elektromagneten von einem vorhergehenden Arbeitsablauf immer gleichbleibende Bedingungen bestehen, um die magnetische Haltekraft genauestens überwachen zu können. Dazu kann der Elektromagnet in der Entmagnetisierungsphase mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden.The tool device may have a device for demagnetizing the electromagnet. For this purpose, the electromagnet is at least partially demagnetized in a pre-demagnetization phase preceding the operation, before being subjected to a DC voltage. This measure has the advantage that due to a Demagnetization before the start of the commissioning of the tool device, the effects of the magnetic hysteresis can be reduced, so that regardless of the previous residual magnetization of the electromagnet from a previous workflow always consistent conditions exist to closely monitor the magnetic holding force can. For this purpose, the electromagnet can be acted upon in the demagnetization phase with an alternating voltage.

Das Werkzeuggerät kann ein Elektrowerkzeug, vorzugsweise eine Bohrmaschine, insbesondere eine Handbohrmaschine oder auch eine Magnetkernbohrmaschine, sein.The tool device may be a power tool, preferably a drilling machine, in particular a hand drill or a magnetic core drilling machine.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann eine Einrichtung zur Materialerkennung vorgesehen sein. Somit kann die Sicherheit für den Bediener weiter verbessert werden.In an advantageous development, a device for material detection can be provided. Thus, the safety for the operator can be further improved.

Das Werkzeuggerät kann eine aktive Antriebsbremse aufweisen. Insbesondere bei weniger stark untersetzten Werkzeuggeräten wie bei einem Winkelschleifer kann mittels einer aktiven Antriebsbremse der Arbeitsschutz und die Sicherheit für den Bediener zusätzlich optimiert werden.The tool device may have an active drive brake. In particular, in less heavily geared tool devices such as an angle grinder can be additionally optimized by means of an active drive brake occupational safety and security for the operator.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Elektrowerkzeug eine Einrichtung zur Detektion einer Haltekraft des Elektromagneten aufweisen. Durch Späne oder sonstige Partikel zwischen dem Werkzeuggerät bzw. dem Elektromagneten und der Unterlage oder dem Werkstück kann der Luftspalt zwischen dem Elektromagneten und der Unterlage bzw. dem Werkstück derartig vergrößert sein, dass von Anfang an keine ausreichende Magnetisierung der Unterlage oder des Werkstücks und damit auch keine ausreichende Haltekraft des Elektromagneten gegeben ist. In einem derartigen Fall verschärft sich die Problematik in zweierlei Hinsicht: Zum einen wird ein Ablösen des Elektromagneten von der Unterlage oder ein Ablösen des Werkstückes vom Elektromagneten aufgrund der ohnehin geringeren Haltekraft wahrscheinlicher und zum anderen kann der Ablösevorgang des ohnehin bereits vorhandenen vergleichsweise breiten Luftspaltes und des deswegen gegenüber diesem Fall verringerten Stromanstiegs bei einem vollständigen Ablösen nicht eindeutig genau detektiert werden. Aus diesem Grund ist es sehr vorteilhaft, die Abhebe-Erkennung mit einer Haltekraftdetektion zu kombinieren. Vorteilhafterweise kann die Überwachung der Stromstärke zu verschiedenen Zeitpunkten nach Einschalten des Elektromagneten erfolgen, um auf relativ einfache und sehr zuverlässige Weise eine ausreichende magnetische Haltekraft des Elektromagneten zu überwachen.In an advantageous development, the power tool can have a device for detecting a holding force of the electromagnet. By chips or other particles between the tool or the electromagnet and the pad or the workpiece, the air gap between the electromagnet and the pad or the workpiece can be increased such that from the beginning no sufficient magnetization of the pad or workpiece and thus no sufficient holding force of the electromagnet is given. In such a case, the problem is exacerbated in two ways: Firstly, a detachment of the electromagnet from the pad or a detachment of the workpiece from the electromagnet due to the already lower holding force is more likely and on the other hand, the detachment process of already existing comparatively wide air gap and the Therefore, compared to this case reduced current increase in a complete detachment are not clearly detected accurately. For this reason, it is very advantageous to combine the lift-off detection with a holding force detection. Advantageously, the monitoring of the current at different times after switching on the electromagnet can be made to monitor in a relatively simple and very reliable manner a sufficient magnetic holding force of the electromagnet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Werkzeuggerät eine Einrichtung zur Detektion der Eingangsspannung am Elektromagneten aufweisen, da auch ein Anstieg der Eingangsspannung einen Stromanstieg verursacht, der aber zu keiner Abschaltung des Antriebes des Werkzeuggerätes führen soll. Für den Fall, dass ein Stromanstieg detektiert wird, kann parallel geprüft werden, ob auch die Eingangsspannung am Elektromagneten angestiegen ist. Falls ja, kann dann mittels einer Auswertelogik entschieden werden, die Sicherheitsmaßnahme nicht auszulösen. Auf diese Weise können beispielsweise irrtümlich Abschaltvorgänge des Antriebes vermieden werden.In an advantageous development, the tool device may have a device for detecting the input voltage at the electromagnet, since an increase in the input voltage causes a current increase, but should not lead to a shutdown of the drive of the power tool. In the event that a current increase is detected, it can be checked in parallel whether the input voltage at the electromagnet has also increased. If so, it can then be decided by means of an evaluation logic not to trigger the safety measure. In this way, for example, shutdown operations of the drive can be avoided by mistake.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 ein als Handbohrmaschine ausgeführtes Werkzeuggerät mit einem Elektromagneten und 1 a tool designed as a hand drill with an electromagnet and

2 unter anderem den Stromanstieg bei einem Abriss des mechanischen Kontaktes in einem Strom-Zeit-Diagramm. 2 Among other things, the current increase in a breakdown of the mechanical contact in a current-time diagram.

In der 1 ist ein Werkzeuggerät als Bohrvorrichtung dargestellt, bei der eine Handbohrmaschine 1 als Antriebseinheit in einem Bohrständer 2 gehalten wird. Die Energieversorgung der Handbohrmaschine 1 erfolgt im gezeigten Beispiel autark mittels eines Akkupacks 3 als Spannungsquelle, welcher formschlüssig in der Handbohrmaschine 1 integriert ist. Der Akkupack 3 kann insbesondere einen in der Figur nicht gesondert dargestellten Akkumulator enthalten, welcher von einem Gehäuse umgeben ist. Zusätzlich können in dem Akkupack 3 auch noch weitere elektronische Bauelemente zur Ausführung elektronischer Funktionen enthalten sein. Der Akkupack 3 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus der Handbohrmaschine 1 durch Lösen des Formschlusses entnommen werden, um z. B. den integrierten Akkumulator in einer externen, in der Figur nicht dargestellte Ladestation, aufzuladen. Die Handbohrmaschine 1 und insbesondere der Akkupack 3 können darüber hinaus auch Mittel aufweisen, mit denen der Aufladevorgang des in den Akkupack 3 integrierten Akkumulators durchgeführt werden kann, ohne den Akkupack 3 von der Handbohrmaschine 1 zu trennen.In the 1 is a tool device shown as a drilling device, in which a hand drill 1 as a drive unit in a drill stand 2 is held. The power supply of the hand drill 1 takes place in the example shown self-sufficient by means of a battery pack 3 as a voltage source, which form-fitting in the hand drill 1 is integrated. The battery pack 3 may in particular contain an accumulator not shown separately in the figure, which is surrounded by a housing. Additionally, in the battery pack 3 also be included other electronic components for performing electronic functions. The battery pack 3 may in the embodiment shown from the hand drill 1 be removed by loosening the positive connection to z. B. to charge the integrated accumulator in an external charging station, not shown in the figure. The hand drill 1 and especially the battery pack 3 In addition, they can also have means by which the charging process of the battery pack 3 integrated accumulator can be performed without the battery pack 3 from the hand drill 1 to separate.

Alternativ kann die Handbohrmaschine 1 und/oder der Bohrständer 2 über ein Netzkabel mit Energie versorgt werden.Alternatively, the hand drill 1 and / or the drill stand 2 be powered via a power cord.

Zum Einspannen eines Bohrwerkzeugs weist die gezeigte Handbohrmaschine 1 ein Bohrfutter 4 auf. Das Bohrwerkzeug kann wie beispielhaft in der 1 dargestellt ein Kernbohrer 5 sein. Um die Handbohrmaschine 1 sicher in dem Bohrständer 2 halten zu können, weist der Bohrständer 2 eine Aufnahme 6 auf. Um den Bohrständer 2, gegebenenfalls mit der integrierten Handbohrmaschine 1, vergleichsweise einfach zum Ort der Bohrarbeiten transportieren und positionieren zu können, ist an dem Bohrständer 2 ein Handgriff 7 vorhanden. Der Bohrständer 2 enthält in seinem Fuß einen Elektromagneten 8, dessen magnetische Wirkung durch einen Schalthebel 9 geschaltet werden kann. Die magnetische Wirkung besteht im eingeschalteten Zustand im Erzeugen eines magnetischen Feldes, das insbesondere auf Gegenstände oder eine Unterlage 14 aus einem ferromagnetischen Material eine Kraft in Richtung des Fußes des Bohrständers 2 ausübt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Schaltvorgang durch Umlegen des Schalthebels 9 entlang des eingezeichneten Pfeils erreicht. Nach dem Umlegen des Schalthebels 9 befindet sich dieser in einer zweiten Schaltstellung, wobei ein magnetisches Feld, das ausgehend von dem Fuß des Bohrständers 2 eine Anziehungskraft auf die ferromagnetische Unterlage 14 ausübt, erzeugt wird. Die magnetische Wirkung des Elektromagneten 8 kann im eingeschalteten Zustand insbesondere an der Unterseite des Fußes des Bohrständers 2 auftreten. Die Unterseite des Bohrständerfußes kann dabei beispielsweise auch eine nach innen zeigende v-förmige oder kreisförmige Nut aufweisen, um den Bohrständer 2 mittels der magnetischen Wirkung des Elektromagneten 8 auch an einer ferromagnetischen Unterlage 14 mit einer gekrümmten Oberfläche sicher haltern zu können. Die Gestaltung der Außenseiten des Bohrständerfußes kann prinzipiell völlig beliebig sein, wobei eine Anpassung der Geometrie dieser Außenseiten, gegebenenfalls auch mit an den Bohrständerfuß anzubringenden Adapterplatten, an die Unterlage 14, an welche der Bohrständer 2 befestigt werden soll, denkbar ist.For clamping a drilling tool, the hand drill shown 1 a chuck 4 on. The drilling tool can be used as an example in the 1 presented a core drill 5 be. To the hand drill 1 safely in the drill stand 2 To hold, the drill stand points 2 a recording 6 on. To the drill stand 2 , if necessary with the integrated hand drill 1 . It is comparatively easy to transport and position to the place of drilling, is on the drill stand 2 a handle 7 available. The drill stand 2 contains in his foot an electromagnet 8th whose magnetic effect is provided by a lever 9 can be switched. The magnetic effect consists in the on state in generating a magnetic field, in particular on objects or a pad 14 from a ferromagnetic material, a force in the direction of the foot of the drill stand 2 exercises. In the illustrated embodiment, the switching operation by moving the shift lever 9 reached along the arrow. After moving the gear lever 9 this is in a second switching position, wherein a magnetic field, starting from the foot of the drill stand 2 an attraction to the ferromagnetic underlay 14 is exercised. The magnetic effect of the electromagnet 8th can in the on state, in particular at the bottom of the foot of the drill stand 2 occur. The underside of the Bohrständerfußes may for example also have an inwardly facing v-shaped or circular groove to the drill stand 2 by means of the magnetic action of the electromagnet 8th also on a ferromagnetic base 14 to be able to hold securely with a curved surface. The design of the outer sides of the Bohrständerfußes can in principle be completely arbitrary, with an adaptation of the geometry of these outer sides, optionally with to be attached to the Bohrständerfuß adapter plates to the pad 14 to which the drill stand 2 is to be attached, is conceivable.

Des Weiteren sind Ausführungsformen möglich, bei denen der Fuß des Bohrständers 2 beispielsweise durch zusätzliche hier nicht dargestellte Winkelversteller gegenüber dem Rest des Bohrständers 2 rotiert und in dieser Stellung arretiert werden kann, falls dies für die Durchführung der Bohraufgabe erforderlich ist. Grundsätzlich muss die magnetische Wirkung nicht auf die Unterseite des Bohrständerfußes beschränkt sein, sondern kann sich z. B. zusätzlich auch auf die Seitenflächen des Bohrständerfußes erstrecken. Der in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Bohrständer 2 weist ein Verstellrad 10 auf, bei dessen Bewegung entlang dem gezeigten Pfeil eine Zahnstange 11 in Bohrvorschubrichtung bewegt werden kann. Anstelle des Verstellrads 10 kann alternativ auch eine Hebelmechanik, welche in der 1 nicht ausgeführt ist, diese Bewegung der Zahnstange 11 auslösen. Die Handbohrmaschine 1 mit dem Bohrwerkzeug wird bei dieser Bewegung zum Werkstück bewegt und das Bohrwerkzeug kann in das Werkstück eingreifen. Zusätzlich können die Teile des Bohrständers 2, welche bei dem Bohrvorgang eine Linearbewegung zueinander ausführen, auch über eine Schwalbenschwanzführung miteinander verbunden sein.Furthermore, embodiments are possible in which the foot of the drill stand 2 for example, by additional angle adjuster not shown here relative to the rest of the drill stand 2 rotated and locked in this position, if this is necessary for the performance of the drilling task. Basically, the magnetic effect does not have to be limited to the underside of the Bohrständerfußes, but can, for. B. also extend to the side surfaces of the Bohrständerfußes. The drill stand shown in this embodiment 2 has an adjusting wheel 10 on, during its movement along the arrow shown a rack 11 can be moved in Bohrvorschubrichtung. Instead of the adjusting wheel 10 Alternatively, a lever mechanism, which in the 1 not executed, this movement of the rack 11 trigger. The hand drill 1 with the drilling tool is moved in this movement to the workpiece and the drilling tool can engage in the workpiece. In addition, the parts of the drill stand 2 , which perform a linear movement to each other in the drilling process, also be connected to each other via a dovetail guide.

Die Handbohrmaschine 1 weist eine Sicherheitseinrichtung 12 und eine Anzeige- oder Signaleinrichtung 13 auf. Alternativ kann die Sicherheitseinrichtung 12 im Bohrständer 2 untergebracht sein. Die Sicherheitseinrichtung 12 kann ein Mikrocontroller sein. Die Signaleinrichtung 13 kann eine optische, akustische, haptische oder eine Kombination aus optischer, akustischer und/oder haptischer Signaleinrichtung sein.The hand drill 1 has a safety device 12 and a display or signaling device 13 on. Alternatively, the safety device 12 in the drill stand 2 be housed. The safety device 12 can be a microcontroller. The signaling device 13 may be an optical, acoustic, haptic or a combination of optical, acoustic and / or haptic signaling device.

Das Werkzeuggerät weist einen Bewegungssensor 15 und/oder einen Vibrationsschalter und/oder ein Mittel zur Detektierung einer Verschiebung des Werkzeuggerätes auf der Unterlage 14 und/oder ein Mittel zur Detektierung einer Verschiebung des Werkstücks auf. Der Bewegungssensor 15 ist mit der Sicherheitseinrichtung 12 verbunden, wobei bei einem Ansprechen des Bewegungssensors 15 während des Betriebes der Handbohrmaschine 1 ein entsprechendes Signal zur Auslösung einer Sicherheitsmaßnahme führt.The tool device has a motion sensor 15 and / or a vibration switch and / or a means for detecting a displacement of the power tool on the pad 14 and / or a means for detecting a displacement of the workpiece. The motion sensor 15 is with the safety device 12 connected, wherein at a response of the motion sensor 15 during operation of the hand drill 1 a corresponding signal leads to the triggering of a safety measure.

Es versteht sich, dass eine ausreichende Magnethaltekraft unbedingt notwendig ist, um Unfälle durch ein Verrutschen oder Lösen der Handbohrmaschine 1 oder des Bohrständers 2 von der magnetisierbaren Unterlage 14 oder ein Verrutschen oder Lösen eines magnetisierbaren Werkstücks von der Handbohrmaschine 1, dem Bohrständers 2 oder einem als Werkstückträger ausgestalteten schaltbaren Elektromagneten während des Betriebes zu vermeiden.It is understood that a sufficient magnetic holding force is absolutely necessary to accidents due to slipping or loosening of the hand drill 1 or the drill stand 2 from the magnetizable base 14 or a slipping or loosening of a magnetizable workpiece from the hand drill 1 , the drill stand 2 or to avoid a switchable electromagnet designed as a workpiece carrier during operation.

Zum Auslösen einer Sicherheitsmaßnahme wird von der Sicherheitseinrichtung 12 mindestens ein Betriebsparameter des Elektromagneten 8 gemessen, um den Kontakt der Handbohrmaschine 1 bzw. des Bohrständers 2 mit der Unterlage 14 zu prüfen. Bei Überschreiten einer zulässigen Maximalabweichung von einem Soll- bzw. Grenzwert G wird die Sicherheitsmaßnahme ausgelöst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Strom, der durch den Elektromagneten 8 fließt, als Betriebsparameter verwendet.To trigger a security measure is from the safety device 12 at least one operating parameter of the electromagnet 8th measured to the contact of the hand drill 1 or the drill stand 2 with the pad 14 to consider. If a permissible maximum deviation from a setpoint or limit value G is exceeded, the safety measure is triggered. In the present embodiment, the current flowing through the electromagnet 8th flows, used as operating parameters.

Das Abheben des Elektromagneten 8 hat eine Änderung des magnetischen Flusses zur Folge. Diese Flussänderung dPhi/dt erzeugt wie in dem in 2 dargestellten Messdiagramm einen Stromanstieg 23, da der Elektromagnet 8 die Flussänderung ausgleichen möchte.The lifting of the electromagnet 8th causes a change in the magnetic flux. This flux change dPhi / dt is generated as in the 2 represented a current increase 23 because the electromagnet 8th want to balance the flux change.

Der Stromanstieg 23 wird von dem Mikrocontroller 12 detektiert und falls eine Anstiegsschwelle bzw. der vorgegebene Soll- bzw. Grenzwert G für eine bestimmte Zeit T überschritten wird, so wird eine Warnung oder ein Alarm an der Signaleinrichtung 13 ausgegeben und/oder eine Sicherheitsabschaltung des Antriebes bewirkt. In 2 ist der von der Sicherheitseinrichtung 12 detektierte Stromanstieg 23 ein Hinweis auf einen nicht ausreichenden Kontakt oder Kontaktverlust der Handbohrmaschine 1 zum Werkstück oder zur Unterlage 14 beispielsweise vor oder während dem Betrieb, der von der Sicherheitseinrichtung 12 erkannt wird.The current increase 23 is from the microcontroller 12 detected and if a rise threshold or the predetermined setpoint or limit value G is exceeded for a certain time T, then a warning or an alarm at the signaling device 13 output and / or causes a safety shutdown of the drive. In 2 is that of the safety device 12 detected current increase 23 one Indication of insufficient contact or contact loss of the hand drill 1 to the workpiece or to the base 14 for example, before or during operation, by the safety device 12 is recognized.

In 2 ist wie bereits erwähnt eine Kurve 22 für den Strom-Zeit-Verlauf einer Gleichspannungsquelle für den Elektromagneten 8 während einer Abrissprüfung schematisch dargestellt.In 2 is as already mentioned a curve 22 for the current-time curve of a DC voltage source for the electromagnet 8th shown schematically during a demolition test.

Ein Kraft-Zeit-Verlauf 20 zeigt einen Anstieg einer entgegen der Haltekraft des Magneten ausgeübten äußeren Kraft, welche so lange bis zu einer Maximalkraft 24 erhöht wird, bis die Haltekraft nicht mehr zum Halten des Werkzeuges auf der Unterlage 14 ausreicht und ein Kontaktverlust des Elektromagneten 8 von der Unterlage 14 erfolgt. In diesem Moment tritt auch ein Peak im Strom-Zeit-Verlauf 23 auf, durch welchen der Grenzwert G für den Strom überschritten wird. Dieser Peak kann dann von der Sicherheitseinrichtung 12 detektiert werden, um eine Sicherheitsmaßnahme auszulösen. Der Zeitraum der Abrissprüfung selbst ist auf der Abszisse mit T bezeichnet.A force-time course 20 shows an increase of an external force exerted against the holding force of the magnet, which is up to a maximum force 24 is increased until the holding force is no longer holding the tool on the pad 14 sufficient and a contact loss of the electromagnet 8th from the pad 14 he follows. At this moment, there is also a peak in the current-time curve 23 through which the threshold value G for the current is exceeded. This peak can then be removed from the safety device 12 be detected to trigger a security measure. The period of the demolition test itself is denoted by T on the abscissa.

In 2 ist ferner eine Kurve 25 für den Spannungs-Zeit-Verlauf einer Gleichspannungsquelle für den Elektromagneten 8 schematisch dargestellt. Gut erkennbar ist die über die Zeit praktisch konstante Spannung.In 2 is also a curve 25 for the voltage-time curve of a DC voltage source for the electromagnet 8th shown schematically. The tension that is practically constant over time is easily recognizable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009022333 A1 [0005]

Claims

Tool device ( 1 ) with an electromagnet ( 8th ) for fixing the tool device ( 1 ) on a magnetizable pad ( 14 ) and / or with an electromagnet for fixing a magnetizable workpiece, and with a safety device ( 12 ) for triggering a safety measure, characterized in that the safety device ( 12 ) is suitable, during operation of the tool device by means of a measurement of at least one operating parameter of the electromagnet ( 8th ) the contact of the tool device ( 1 ) to the workpiece or to the base ( 14 ) and if a permissible maximum deviation of the operating parameter from a setpoint (G) is exceeded, the safety measure is triggered.

Tool device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the operating parameter of the electromagnet ( 8th ) is a current or a magnetic flux.

Tool device ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the safety device ( 12 ) is suitable as an operating parameter, the current through the electromagnet ( 8th ) flows, and to trigger the safety measure in case of a current deviation, in particular a current increase or exceeding a current threshold.

Tool device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the safety measure the shutdown of a drive of the tool device ( 1 ).

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tool device ( 1 ) an optical and / or acoustic and / or haptic signal or display device ( 13 ) for reporting a fault condition and / or to warn the operator and / or to signal a triggering of the shutdown of the drive.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drive comprises an electric motor, an internal combustion engine, a turbine, or a hydraulically or pneumatically operated engine.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tool device ( 1 ) a microcontroller ( 12 ) for measuring and / or checking the operating parameters, wherein the microcontroller ( 12 ) is suitable for detecting an operating parameter and for triggering the safety measure when the permissible maximum deviation of the operating parameter from the setpoint (G) is exceeded.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tool device ( 1 ) a motion sensor ( 15 ) and / or a vibration switch and / or a means for detecting a displacement of the power tool on the base ( 14 ) and / or has a means for detecting a displacement of the workpiece.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that a switching on of the tool device ( 1 ) is only possible when current flows through the electromagnet.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a device for notching a tool ( 5 ) or to move the tool ( 5 ) into the tool device interior or to cover the tool ( 5 ) is available.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that a device for demagnetizing the electromagnet ( 8th ) is available.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the tool device ( 1 ) is a power tool, preferably a drill, more preferably a magnetic core drill.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that a device for detecting material is present.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that an active drive brake is present.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the tool device ( 1 ) means for detecting a holding force of the electromagnet ( 8th ) having.

Tool device ( 1 ) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the tool device ( 1 ) means for detecting the input voltage at the electromagnet ( 8th ) having.