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Stand der Technik
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Es sind bereits Handwerkzeugmaschinen bekannt, bei denen Signale von Schaltern über Signalleitungen zu einer Elektronik übertragen werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem Gehäuse, in welchem ein Motor und eine Elektronik angeordnet sind, und mit zumindest einem Bedienelement. Es wird vorgeschlagen, dass das Bedienelement eine drahtlose Kommunikationseinheit aufweist, über die eine Schaltstellung des Bedienelements an die Elektronik übermittelbar ist. Vorteilhaft kann dadurch das Bedienelement flexibel angeordnet werden und der Verkabelungsaufwand innerhalb des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine sinkt.
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Die Handwerkzeugmaschine kann beispielhaft als ein Schrauber, ein Winkelschleifer, ein Gartenwerkzeuggerät, wie beispielsweise eine Heckenschere, eine Bohrmaschine, ein Bohrhammer, ein Multi-Tool, ein Exzenterschleifer, etc. ausgebildet sein. Die Handwerkzeugmaschine umfasst eine Werkzeugaufnahme, in der ein Einsatzwerkzeug lösbar befestigbar ist und die über den Motor rotatorisch und/oder linear oszillierend antreibbar ist. Der Motor kann über ein Getriebe und/oder ein Schlagwerk mit der Werkzeugaufnahme verbunden sein. Das Gehäuse der Handwerkzeugmaschine besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff und ist aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzt, die nicht werkzeuglos lösbar miteinander verbunden sind. Das Gehäuse weist an seiner Außenfläche zumindest einen Handgriffbereich auf, der dazu vorgesehen ist, bei der Benutzung der Handwerkzeugmaschine gegriffen zu werden. Die Elektronik der Handwerkzeugmaschine ist dazu vorgesehen, die Handwerkzeugmaschine, insbesondere den Motor, zu regeln oder zu steuern. Die Elektronik kann beispielhaft eine Leiterplatte, einen Mikrocontroller oder zumindest ein Sensorelement umfassen. Das Bedienelement ist mit der Elektronik insbesondere derart verbindbar, dass die Handwerkzeugmaschine in Abhängigkeit der Schaltstellung gesteuert wird. Das Bedienelement kann vorzugsweise als ein Betriebsschalter und/oder als ein Betriebsmodusschalter ausgebildet sein. Bei der Schaltstellung kann es sich beispielhaft um eine Ein- oder um eine Aus-Schaltstellung, oder eine Schaltstellung zwischen diesen beiden Schaltstellungen handeln. Zudem kann es sich bei der Schaltstellung auch um eine Betriebsart oder um eine Leistungsstufe handeln. Bei der Betriebsart kann es sich beispielhaft um eine über das Getriebe schaltbare Betriebsart handeln. Beispielsweise kann ein Betriebsartenwechsel durch ein zu- oder abschalten eine Schlagwerks oder eines rotatorischen Antriebs realisiert werden. Denkbar ist auch, dass der Betriebsartenwechsel durch ein mehrgängiges Getriebe, wie beispielsweise durch ein schaltbares Planetengetriebe realisiert wird. Bei der Leistungsstufe kann es sich beispielhaft um die Leistung des Motors handeln. Die drahtlose Kommunikationseinheit ist insbesondere als ein Funkmodul ausgebildet. Die als Funkmodul ausgebildete drahtlose Kommunikationseinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, Steuersignale über elektromagnetische Wellen im Radiofrequenzbereich an die Elektronik drahtlos zu übermitteln. Die elektromagnetischen Wellen können unmoduliert oder moduliert ausgebildet sein. Die drahtlose Kommunikationseinheit ist zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mechanisch mit dem Bedienelement gekoppelt. Unter einer mechanischen Kopplung soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Bewegung des Bedienelements zumindest teilweise in eine Bewegung der drahtlosen Kommunikationseinheit übertragen wird. Insbesondere ist mechanische Kopplung zwischen Bedienelement und Kommunikationseinheit derart ausgebildet, dass sich die Kommunikationseinheit mit dem Bedienelement relativ zu der Handwerkzeugmaschine, beziehungsweise dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine, bewegen lässt.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Bedienelement am Gehäuse der Handwerkzeugmaschine angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Bedienelement im Handgriffbereich angeordnet.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Bedienelement insbesondere werkzeuglos lösbar mit der Handwerkzeugmaschine verbindbar ist. Vorteilhaft kann dadurch das Bedienelement besonders flexibel an der Handwerkzeugmaschine anbringbar ausgebildet sein. Das Bedienelement kann ein Gehäuse aufweisen, in welchem die drahtlose Kommunikationseinheit aufgenommen ist. Das Gehäuse des Bedienelements kann eine mechanische Schnittstelle aufweisen, das mit einer korrespondierenden mechanischen Schnittstelle am Gehäuse der Handwerkzeugmaschine verbunden werden kann. Vorzugsweise weist die Handwerkzeugmaschine zumindest zwei, insbesondere mehrere, korrespondierende mechanische Schnittstellen auf, damit das Bedienelement flexibel an unterschiedlichen Positionen anbringbar ist. Die Verbindung über die mechanische Schnittstelle erfolgt insbesondere kraft- und/oder formschlüssig, beispielhaft über eine Rastverbindung. Alternativ ist auch denkbar, dass das Bedienelement stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das Bedienelement an einem mit dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine verbindbaren Zubehör angeordnet ist. Alternativ ist auch denkbar, dass das Bedienelement mit dem Zubehör über die mechanische Schnittstelle verbindbar ausgebildet ist. Bei dem Zubehör kann es sich beispielsweise um einen Zusatzhandgriff für einen Bohrhammer oder um eine Staubabsaugung für einen Bohrhammer handeln. Das Zubehör ist insbesondere werkzeuglos lösbar mit der Handwerkzeugmaschine ausgebildet.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Bedienelement energieautark ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch das Bedienelement unabhängig von einer Stromversorgung positioniert werden. Das Bedienelement ist insbesondere nicht mit der Stromversorgung der Handwerkzeugmaschine verbindbar ausgebildet. Das Bedienelement weist vorzugsweise eine Energieerzeugungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, über eine Betätigung des Bedienelements Energie zu erzeugen. Die Energieerzeugungseinheit kann beispielsweise als ein elektromagnetischer Generator ausgebildet sein. Der elektromagnetische Generator kann einen beweglichen Magneten umfassen, dessen Bewegung einen magnetischen Fluss in Spulen ändert und dadurch elektrische Energie erzeugt. Vorzugsweise ist die drahtlose Kommunikationseinheit derart mit der Energieerzeugungseinheit elektrisch verbunden, dass die durch die Energieerzeugungseinheit gewonnene elektrische Energie zur Bestromung der drahtlosen Kommunikationseinheit verwendet werden kann. Alternativ kann die Energieerzeugungseinheit einen Generator, der beispielsweise Piezoelemente aufweist, umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Bedienelement eine Energiespeichereinheit, die eine Batterie oder eine Akkuzelle umfasst, aufweisen. Vorzugsweise kann die durch die Energieerzeugungseinheit erzeugte Energie in der Energiespeichereinheit gespeichert werden. Des Weiteren ist auch denkbar, dass die Energieerzeugungseinheit dazu ausgebildet ist, Vibrationen, die während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine entstehen, in Energie umzuwandeln. Beispielsweise kann die Energieerzeugungseinheit im Wesentlichen analog zu der Energiegeneratoreinheit, die in
DE 10 2014 212 391 A1 beschrieben ist, ausgebildet sein. Insbesondere ist die Energieerzeugungseinheit als linearer Generator ausgebildet, der die Vibrationen eines Schlagwerks in Schlagrichtung in elektrische Energie umwandelt.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die drahtlose Kommunikationseinheit als eine RFID-Transpondereinheit ausgebildet ist. Vorteilhaft kann über die RFID-Technologie eine besonders kompakte und kostengünstige drahtlose Kommunikationseinheit realisiert werden. Insbesondere weist die Elektronik der Handwerkzeugmaschine eine RFID-Leseeinheit auf.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die RFID-Transpondereinheit mechanisch mit dem Bedienelement gekoppelt ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in zumindest einer Schaltstellung des Bedienelements die RFID-Transpondereinheit derart von einer Abschirmeinheit umgeben ist, dass ein Auslesen der Schalteinheit des Bedienelements verhindert wird.
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Zudem betrifft die Erfindung eine Handwerkzeugmaschine mit einem Gehäuse, in welchem ein Motor und eine Elektronik angeordnet sind, und mit zumindest einem Bedienelement, wobei die Handwerkzeugmaschine ein drahtlos mit der Elektronik verbundenes Sensorelement aufweist. Vorteilhaft kann durch diese Maßnahme die Anzahl an Kabeln innerhalb der Handwerkzeugmaschine weiter reduziert werden. Das Sensorelement kann beispielsweise als ein Bewegungssensor, wie beispielsweise ein dreiachsiger Beschleunigungssensor oder ein Gyrosensor, als ein Temperatursensor, als ein Positionssensor, wie beispielsweise ein GPS-Sensor, etc. ausgebildet sein. Insbesondere ist das Sensorelement im Gehäuse der Handwerkzeugmaschine aufgenommen. Vorzugsweise ist das Sensorelement energieautark ausgebildet.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- Fig. la eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine;
- 1b einen Schnitt durch die Ebene A;
- 2 eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine;
- 3 eine Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In Fig. la ist eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine 10 gezeigt. Die Handwerkzeugmaschine 10 ist beispielhaft als ein netzbetriebener Bohrhammer ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in welchem ein Elektromotor 14, ein Getriebe 16 und eine Werkzeugaufnahme 18 angeordnet sind. In der Werkzeugaufnahme 18 ist ein Einsatzwerkzeug 20 lösbar befestigt. Über das Getriebe 16 wird die rotatorische Antriebsbewegung des Motors 14 in eine rotatorische und/oder linear oszillierende Antriebsbewegung der Werkzeugaufnahme 18 übertragen. Das Gehäuse 12 ist über eine Vibrationsdämpfungseinheit 22 mit einem Handgriff 24 verbunden. Die Handwerkzeugmaschine 10 weist eine Elektronik 26 auf. Der Motor 14 der Handwerkzeugmaschine 10 ist zwischen der Elektronik 26 und dem Getriebe 16 angeordnet. Die Elektronik 26 ist dazu ausgebildet die Handwerkzeugmaschine 10 zu steuern. Zur Energieversorgung ist die Handwerkzeugmaschine 10 über ein Netzkabel 28 mit einem Stromnetz verbindbar. Das Netzkabel 28 ist auf der Unterseite eines Handgriffs 24 angeordnet.
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Die Handwerkzeugmaschine 10 umfasst zwei Bedienelemente 30. Ein Bedienelement 30 ist als ein Betriebsschalter 32 ausgebildet. Der Betriebsschalter 32 weist eine Tastfunktion auf. Das andere Bedienelement 30 ist als ein Betriebsmodusschalter 34 ausgebildet. Die Bedienelemente 30 weisen jeweils eine drahtlose Kommunikationseinheit 36 auf, über die eine Schaltstellung der Bedienelemente 30 an die Elektronik 26 übermittelbar ist. Die Elektronik 26 ist insbesondere dazu ausgebildet, die Handwerkzeugmaschine 10 in Abhängigkeit der Schaltstellung der Bedienelemente 30 zu steuern oder zu regeln.
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Das als Betriebsschalter 32 ausgebildete Bedienelement 30 ist am Handgriff 24 der Handwerkzeugmaschine 10 angeordnet. Der Betriebsschalter 32 umfasst eine Schaltklinke 38, die mit einem Schaltelement 40 gekoppelt ist. Der Betriebsschalter 32 weist ein Gehäuse 42 auf, in welchem das Schaltelement 40 beweglich aufgenommen ist. Das Gehäuse 42 des Betriebsschalters 32 ist innerhalb des Handgriffs 24 angeordnet. Über eine Betätigung der Schaltklinke 38 wird der Betriebsschalter 32 von einer Aus-Schaltstellung, in der die Handwerkzeugmaschine 10 ausgeschaltet ist, in eine Ein-Schaltstellung, in der die Handwerkzeugmaschine 10 eingeschaltet ist, bewegt. Der Betriebsschalter 32 umfasst eine Energieerzeugungseinheit 44, die dazu ausgebildet ist, eine mechanische Bewegung des Betriebsschalters 32 in eine elektrische Energie umzuwandeln. Die Energieerzeugungseinheit 44 ist als ein elektromagnetischer Generator ausgebildet und weist ein Magnetelement 46, und zwei Spulenelemente 47 auf. Das Magnetelement 46 ist entlang einer Betätigungsrichtung 48 insbesondere linear beweglich im Gehäuse 42 des Betriebsschalters 32 angeordnet. Die Bewegung des Magnetelements 46 ist über das Schaltelement 40 mit der Schaltklinke 38 gekoppelt. Bei einer Betätigung des Betriebsschalters 32 wird durch die Bewegung des Magnetelements 46 der magnetische Fluss in den Spulenelementen 47 geändert und es entsteht eine elektrische Energie. Die Energieerzeugungseinheit 44 ist über ein Verbindungselement 50 mit einer Elektronik 52 des Betriebsschalters 32 elektrisch verbunden. Die Elektronik 52 ist im Gehäuse 42 angeordnet und umfasst eine Leiterplatte 54 mit einer als ein Funkmodul 56 ausgebildeten drahtlosen Kommunikationseinheit 36. Das Funkmodul 56 ist dazu ausgebildet, die Schaltstellung des Betriebsschalters 32 drahtlos an die Elektronik 26 der Handwerkzeugmaschine 10 zu übermitteln. Die Elektronik 52 des Betriebsschalters 32, insbesondere die drahtlose Kommunikationseinheit 36, wird über die Energieerzeugungseinheit 44 mit Energie versorgt. Des Weiteren wird der Betriebsschalter 32 von einem Federelement 60 mit einer Kraft in Richtung der Aus-Schaltstellung beaufschlagt.
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Das als Betriebsmodusschalter 34 ausgebildete Bedienelement 30 ist zum Umschalten zwischen zumindest zwei Betriebsarten der Handwerkzeugmaschine 10 ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 10 kann in beispielhaft zwei unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden. In einer ersten Schaltstellung wird die Handwerkzeugmaschine 10 in einem Bohrmodus betrieben, in einer zweiten Schaltstellung wird die Handwerkzeugmaschine 10 in einem Hammerbohrmodus betrieben. Alternativ sind auch mehrere unterschiedliche Betriebsarten denkbar, wie beispielsweise ein Meißelmodus. Der Betriebsmodusschalter 34 ist drehbar auf der Oberseite des Gehäuses 12 der Handwerkzeugmaschine 10 gelagert.
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In 1b ist ein Schnitt durch die in Fig. la eingezeichnete Ebene A gezeigt. Der Betriebsmodusschalter 34 weist eine als eine RFID-Transpondereinheit 62 ausgebildete drahtlose Kommunikationseinheit 36 auf. Die Elektronik 26 der Handwerkzeugmaschine 10 weist eine RFID-Leseeinheit 64 auf, die dazu ausgebildet ist, die RFID-Transpondereinheit 62 auszulesen. Die Bewegung der RFID-Transpondereinheit 62 ist mit der Bewegung des Betriebsmodusschalters 34 gekoppelt. Um die beiden Schaltstellungen des Betriebsmodusschalters 34 voneinander zu unterscheiden, ist der Betriebsmodusschalter 34 in einer der beiden-Schaltstellung derart von einer Abschirmeinheit 66 umgeben, dass die RFID-Transpondereinheit 62 nicht auslesbar, insbesondere nicht auslesbar durch die RFID-Leseeinheit 64 der Elektronik 26, ist. Die Abschirmeinheit 66 ist beispielhaft aus zwei gebogenen Metallplatten 68 ausgebildet. Durch eine Betätigung des Betriebsmodusschalters 34 entlang einer Betätigungsrichtung 70 von der in 1b gezeigten ersten Schaltstellung in eine nicht dargestellte zweite Schaltstellung, kann die RFID-Transpondereinheit 62 aus der Abschirmeinheit 66 herausbewegt werden, sodass die RFID-Transpondereinheit 62 ausgelesen werden kann und damit die Schaltstellung an die Elektronik 26 übermittelt wird. Es ist zudem denkbar, dass der Betriebsmodusschalter 34 für jeden zusätzlichen Betriebsmodus eine weitere Kommunikationseinheit und eine weitere Abschirmeinheit aufweist.
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Wie in 2 gezeigt, ist es auch denkbar, dass der Betriebsschalter 32 eine als RFID-Transpondereinheit 62 ausgebildete drahtlose Kommunikationseinheit 36 aufweist. Das mit der Schaltklinke 38 verbundene Schaltelement 40 ist mit der RFID-Transpondereinheit 62 verbunden, insbesondere in seiner Bewegung gekoppelt. Das mit der RFID-Transpondereinheit 62 verbundene Schaltelement 40 ist in der Abschirmeinheit 66 linear geführt, wobei durch eine Betätigung des Betriebsschalters 32 die RFID-Transpondereinheit 62 derart aus der Abschirmeinheit 66 heraus bewegt wird, dass sie durch die RFID-Leseeinheit 64 der Elektronik 26 ausgelesen werden kann.
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In 3 ist eine weitere alternative Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine 10 gezeigt. Die Handwerkzeugmaschine 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Akkubohrhammer ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 10 ist mit einem als Zusatzhandgriff 72 ausgebildeten Zubehör 74 lösbar verbindbar.
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Ein als Betriebsschalter 32 ausgebildetes Bedienelement 30 ist am Zubehör 74 angeordnet. Der Betriebsschalter 32 weist eine drahtlose Kommunikationseinheit 36 auf, die analog zu den vorherigen Ausführungsbeispielen eine RFID-Transpondereinheit 62, ein Funkmodul 56, wie beispielsweise ein Bluetooth-Modul, oder dergleichen umfassen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014212391 A1 [0007]
