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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensormodul für ein Elektrogerät, umfassend eine Sensormodulsteuereinheit und eine Sensormodulsensoreinheit.
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Stand der Technik
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Aus der
EP 2 247 414 A1 ist bereits ein Gerätesystem mit zumindest einem Gerät und einer getrennt von dem Gerät ausgebildeten Sensorvorrichtung bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Sensormodul für ein Elektrogerät, umfassend eine Sensormodulsteuereinheit und eine Sensormodulsensoreinheit zumindest zum Ermitteln von zumindest einer Messgröße. Es wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul eine Identifikationsvorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Elektrogerät zu identifizieren, wobei die Sensormodulsteuereinheit dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit des identifizierten Elektrogeräts und der zumindest einen Messgröße das Elektrogerät und/oder das Sensormodul zu steuern.
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Die Erfindung stellt ein Sensormodul bereit, das universell mit einer Vielzahl von Elektrogeräten einsetzbar ist, wodurch der Benutzerkomfort gesteigert werden kann. Gleichzeitig kann die Benutzersicherheit mit dem Umgang des Elektrogeräts gesteigert werden, indem in Abhängigkeit des identifizierten Elektrogeräts und der zumindest einen Messgröße das Elektrogerät und/oder das Sensormodul gesteuert wird.
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Das Sensormodul umfasst in einer Ausführungsform neben der Sensormodulsteuereinheit und der Sensormodulsensoreinheit ein Sensormodulgehäuse, in dem die Sensormodulsteuereinheit und die Sensormodulsensoreinheit angeordnet sind. Die Sensormodulsteuereinheit ist zur Steuerung zumindest des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts eingerichtet. Hierbei kann die Sensormodulsteuereinheit zumindest ein Element, insbesondere eine elektrische Komponente, des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts steuern. Die Sensormodulsteuereinheit kann als zumindest ein Prozessor und/oder ein Mikrocontroller ausgebildet sein. Die Sensormodulsensoreinheit ist dazu ausgebildet, die zumindest eine Messgröße des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts zu ermitteln. Die Sensormodulsensoreinheit kann die zumindest eine Messgröße des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts erfassen, indem die Sensormodulsensoreinheit Informationen sensiert und die Informationen in eine digitale Information umwandelt. Hierzu weist die Sensormodulsensoreinheit einen geeigneten Algorithmus, eine geeignete Routine oder ein geeignetes Programm auf, das die Informationen in die digitale Information umwandelt. Zudem weist das Sensormodul die Identifikationsvorrichtung auf, wobei die Identifikationsvorrichtung dem Sensormodul zugeordnet ist. Es ist denkbar, dass die Identifikationsvorrichtung im Sensormodulgehäuse angeordnet ist oder als eine externe Vorrichtung ausgebildet ist, wobei die Identifikationsvorrichtung als externe Vorrichtung zumindest eine Kommunikationsverbindung mit dem Sensormodul ausbildet. Wenn die Identifikationsvorrichtung in dem Sensormodulgehäuse angeordnet ist, können die Identifikationsvorrichtung, die Sensormodulsteuereinheit und/oder die Sensormodulsensoreinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die Identifikationsvorrichtung, die Sensormodulsteuereinheit und die Sensormodulsensoreinheit auf verschiedenen Platinen angeordnet sind, wobei hierbei dann die verschiedenen Platinen mechanisch und/oder elektrisch miteinander verbunden sind. Wenn die Identifikationsvorrichtung als externe Vorrichtung ausgebildet ist, kann diese an dem Sensormodulgehäuse angeordnet sein. Es ist denkbar, dass in einer Ausführungsform die Sensormodulsteuereinheit die Identifikationsvorrichtung umfasst.
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Weiter weist das Sensormodul eine Sensormodulenergieversorgung auf, die das Sensormodul mit elektrischer Energie versorgt. Die Sensormodulenergieversorgung ist eine Energieversorgung des Sensormoduls. Bevorzugt handelt es sich bei dem Sensormodul um ein akkubetriebenes Sensormodul, welches mittels zumindest eines Akkus betreibbar ist. Hierdurch findet dann die Bereitstellung der elektrischen Energie durch die zumindest eine Energieversorgung mittels des zumindest einen Akkus statt. Der Akku des Sensormoduls kann hierbei als ein festverbauter Akku oder als ein Wechselakku ausgebildet sein. Der festverbaute Akku des Sensormoduls kann hierbei in dem Sensormodulgehäuse angeordnet sein. Der Wechselakku bildet mit dem Sensormodulgehäuse eine lösbare Verbindung aus, sodass ein Benutzer den Wechselakku mit dem Sensormodul verbinden und von dem Sensormodul entfernen kann. Alternativ kann das Sensormodul als ein netzbetriebenes Sensormodul ausgebildet sein.
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Die Identifikationsvorrichtung ist dazu ausgebildet, das Elektrogerät zu identifizieren. Hierzu kann die Identifikationsvorrichtung ein Identifikationsmerkmal des Elektrogeräts ermitteln, insbesondere auslesen. Unter „Identifikationsmerkmal“ soll im Rahmen dieser Erfindung eine für das Elektrogerät spezielle und individuelle Größe verstanden werden, wodurch das Elektrogerät durch die Identifikationsvorrichtung, insbesondere eindeutig, erkannt werden kann. Beispielsweise kann das Identifikationsmerkmal eine Kennung des Elektrogeräts oder eine Signatur des Elektrogeräts sein. Nach der Ermittlung, insbesondere das Auslesen, des Identifikationsmerkmals des Elektrogeräts kann die Identifikationsvorrichtung unter Verwendung des Identifikationsmerkmals des Elektrogeräts das Elektrogerät identifizieren. Hierzu kann die Identifikationsvorrichtung beispielsweise das Identifikationsmerkmal des Elektrogeräts mit einer Liste oder einer Datenbank von Elektrogeräten abgleichen. Die Datenbank kann hierbei beispielsweise eine interne Datenbank des Sensormoduls sein oder aber eine externe Datenbank auf einem externen elektrischen Gerät oder auf einem Speicherplatz auf einer Cloud-basierten Schnittstelle. Mit Hilfe des Identifikationsmerkmals des Elektrogeräts und der zumindest einen Messgröße kann die Sensormodulsteuereinheit das Elektrogerät und/oder das Sensormodul steuern.
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In einer Ausführungsform umfasst die Identifikationsvorrichtung zumindest eine Kamera und/oder zumindest eine Kommunikationseinheit. Die Kamera der Identifikationsvorrichtung ist zur Erfassung von Bilddaten oder Bildinformationen ausgebildet. Hierbei kann die Kamera der Identifikationsvorrichtung beispielsweise einen QR Code, eine TTNR und/oder eine Seriennummer des Elektrogeräts als das Identifikationsmerkmal des Elektrogeräts erfassen und in eine digitale Information umwandeln, damit die Identifikationsvorrichtung das Elektrogerät identifizieren kann. Die Kommunikationseinheit der Identifikationsvorrichtung kann auch unter Verwendung zumindest einer Kommunikationsverbindung das Elektrogerät identifizieren. Die Kommunikationsverbindung kann zum Übertragen von Kommunikationsdaten zwischen der Kommunikationseinheit der Identifikationsvorrichtung und des Elektrogeräts ausgebildet sein. Hierzu kann die Kommunikationseinheit der Identifikationsvorrichtung und/oder das Elektrogerät die Kommunikationsdaten senden/empfangen. Zur Identifikation des Elektrogeräts kann die Kommunikationseinheit der Identifikationsvorrichtung ein erstes Kommunikationssignal unter Verwendung der Kommunikationsverbindung an das Elektrogerät senden. Das Elektrogerät kann das erste Kommunikationssignal empfangen und das Identifikationsmerkmal als Antwort auf das erste Kommunikationssignal in Form eines zweiten Kommunikationssignals an die Kommunikationseinheit der Identifikationsvorrichtung senden. Die Kommunikationseinheit der Identifikationsvorrichtung kann das zweite Kommunikationssignal empfangen und das Identifikationsmerkmal zur Identifikation des Elektrogeräts auslesen. Alternativ ist es denkbar, dass das Elektrogerät das zweite Kommunikationssignal an die Kommunikationseinheit der Identifikationsvorrichtung sendet, ohne das Empfangen des ersten Kommunikationssignals. Beispielsweise kann hier das Identifikationsmerkmal in Form von Kommunikationsdaten eine Unique-ID, ein Unique-Code, eine Information eines RFID Chips des Elektrogeräts, eine Information eines EEPROM des Elektrogeräts oder dergleichen sein.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Kommunikationseinheit dazu ausgebildet, Kommunikationssignale und/oder Kommunikationsdaten zu senden und/oder zu empfangen. Hierbei können die Kommunikationssignale drahtlos übermittelt werden. Eine drahtlose Übermittelung der Kommunikationssignale kann dabei in Form von Bluetooth, WLAN, Infrarot, Nahfeldkommunikation (NFC) mittels RFID-Technik sein, als auch weitere, dem Fachmann geläufige, drahtlose Übermittelungen der Kommunikationssignale. Verwendete Kommunikationsprotokolle können hierbei Bluetooth Smart, GSM, UMTS, LTE, ANT, ZigBee, LoRa, SigFox, NB-loT, BLE, IrDA sein, als auch weitere, dem Fachmann geläufige, Kommunikationsprotokolle.
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In einer Ausführungsform ist die Identifikationsvorrichtung dazu eingerichtet, zumindest ein Elektrogerät aus einer Liste von Elektrogeräten zu identifizieren, wobei die Liste von Elektrogeräten zumindest ein motorisiertes Elektrogerät und ein nicht-motorisiertes Elektrogerät umfasst. Die Liste von Elektrogeräten kann hierbei eine Mehrzahl an unterschiedlichen und verschiedenartigen motorisierten und nicht-motorisierten Elektrogeräten umfassen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll ein „motorisiertes Elektrogerät“ als ein Elektrogerät verstanden werden, das zumindest einen Elektromotor zum Antreiben des Elektrogeräts aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll als ein „nicht-motorisiertes Elektrogerät“ ein Elektrogerät verstanden werden, das keinen Elektromotor aufweist. Beispielsweise kann das motorisierte Elektrogerät als eine Handwerkzeugmaschine, als ein Sauggerät, als ein Küchengerät oder als ein Gartengerät ausgebildet sein. Beispielhaft kann das nicht-motorisierte Elektrogerät als ein Leuchtgerät, insbesondere als ein Handleuchtgerät oder ein Baustellenstrahler, als ein Smartphone, als ein Smart Home Sensor, als ein Smart Home Aktuator, wie beispielsweise eine Funkwetterstation, eine Innen-/Außenkamera, eine Rollladensteuerung, ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll unter einer „Handwerkzeugmaschine“ insbesondere eine handgeführte Werkzeugmaschine verstanden werden. Beispielhaft kann die Handwerkzeugmaschine als ein Schrauber, ein Bohrschrauber, ein Schlagschrauber, ein Drehschlagschrauber, ein Trockenbauschrauber, eine Winkelbohrmaschine, ein Bohrhammer, eine Säge, ein Schleifer - insbesondere ein Schwing-, ein Multi-, ein Exzenter-, ein Roller-, ein Mikrowinkel-Schleifer-, ein Multifunktionsrotationswerkzeug - insbesondere ein Dremelschleifer, ein Geradschleifer -, ein Multifunktionswerkzeug - insbesondere eine Oszillationssäge bzw. PMF -, ein Nagler, ein Fliesen- oder ein Glasschneider, eine Oberfräse, ein Elektrohobel oder als eine Kantenfräse ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll unter einem „Küchengerät“ ein Gerät für Küchenarbeiten verstanden werden. Dabei kann das Küchengerät als ein mobiles Küchengerät oder als ein Standküchengerät ausgebildet sein. Beispielhaft kann das Küchengerät als ein Stabmixer ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll unter einem „Gartengerät“ ein Gerät für Gartenarbeiten verstanden werden. Beispielhaft kann das Gartengerät als eine Heckenschere, oder als ein Rasenmäher ausgebildet sein. Zudem soll unter dem Gartengerät auch ein Smart Garten Sensor und ein Smart Garten Aktuator, wie beispielsweise ein Bodensensor, ein Wasserventil, ein Regensensor und dergleichen, verstanden werden.
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In einer Ausführungsform ist die Sensormodulsteuereinheit dazu eingerichtet, unterschiedliche Funktionen, insbesondere unterschiedliche Steuer- und/oder Regelverfahren, in Abhängigkeit des identifizierten Elektrogeräts für das Elektrogerät und/oder das Sensormodul anzuwenden. Die unterschiedlichen Funktionen können für das jeweils identifizierte Elektrogerät unterschiedlich und abhängig von dem identifizierten Elektrogerät sein. Die unterschiedlichen Funktionen können unterschiedliche Betriebsmodi der identifizierten Elektrogeräte sein. So können die unterschiedlichen Funktionen unterschiedlich für einen Schrauber und für eine Heckenschere und für ein Schleifgerät sein. Beispielsweise können die unterschiedlichen Funktionen aus einer Liste von unterschiedlichen Betriebsmodi umfassend einen Schraubmodus, einen Bohrschraubmodus, einen Hammermodus, einen Drehschlagmodus, einen Schleifmodus, einen Schwingschleifmodus, einen Rotationsschleifmodus, einen Betriebsmodus mit unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten, einen Entfernungsmessmodus, einen Lage- und Winkelmessmodus, einen Markierungsmodus, einen Temperaturmessmodus, einen Feuchtigkeitsmessmodus, einen Schwingungsmessmodus, einen Vibrationsmessmodus, einen akustischen Geräuschmessmodus, einen Lichtintensitätsmessmodus, einen Umweltmessmodus für eine Messung von beispielsweise einen CO2-, einen CO oder einen Staubgehalt in einer Umgebungsluft, einen Materialoberflächeneigenschaftenmessmodus für eine Messung von beispielsweise eine Farbe oder eine Beschaffenheit einer Materialoberfläche, einen Strom- und/oder Spannungsmessmodus, einen Metalldetektionsmodus zur Erkennung von beispielsweise stromführenden Leitungen in einer Wand, einen Zubehörtyperkennungsmodus zur Erkennung von Zubehörtypen für das Elektrogerät, wie beispielsweise unterschiedliche Sägeblätter, oder zur Erkennung von Zubehörverschleiß, einen Elektrogerät-Verwendungsdatenmessmodus zur Erfassung beispielsweise einer Laufzeit des Elektrogeräts, Einschaltzyklen oder Ladezyklen eines Akkus, und dergleichen ausgewählt und angewendet werden. Hierzu kann die Sensormodulsteuereinheit die unterschiedlichen Funktionen des Elektrogeräts und/oder des Sensormoduls aus einer Liste und/oder einer Datenbank auswählen, sobald das Elektrogerät identifiziert wurde. Die Liste und/oder die Datenbank für die unterschiedlichen Funktionen des Elektrogeräts und/oder des Sensormoduls kann dabei intern, auf einem Element des Sensormoduls, und/oder extern, auf einem externen elektrischen Gerät, gespeichert sein. Die unterschiedlichen Funktionen werden angewendet, sobald das Elektrogerät identifiziert wurde. Die unterschiedlichen Steuer- und/oder Regelverfahren können unterschiedliche Steuer- und/oder Regelalgorithmen und/oder unterschiedliche Steuer- und/oder Regelprogramme sein, die Steuer- und/oder Regelparameter des Elektrogeräts und/oder des Sensormoduls steuert und/oder regelt. Die Steuer- und/oder Regelparameter können vorgegeben sein oder durch einen Benutzer einstellbar sein. Die Steuer- und/oder Regelverfahren können intern und/oder extern abgespeichert sein, sodass die Sensormodulsteuereinheit nach der Identifikation des Elektrogeräts zumindest ein Steuer- und/oder Regelverfahren auswählt. Die unterschiedlichen Funktionen für das identifizierte Elektrogerät können auch umfassen, dass ein Prüfverfahren zur Überprüfung einer korrekt ablaufenden Funktion der angewendeten Funktion durchgeführt wird. Das Prüfverfahren überprüft dabei anhand der ermittelten Messgrößen der Sensormodulsensoreinheit ob die angewendete Funktion innerhalb einer einstellbaren und/oder vorgegebenen Toleranz von dem Elektrogerät und/oder Sensormodul durchgeführt wird. Die Sensormodulsteuereinheit kann dann anhand der einstellbaren und/oder vorgegebenen Toleranz beurteilen, ob die angewendete Funktion korrekt abläuft. Wenn die Sensormodulsteuereinheit eine Abweichung zur einstellbaren und/oder vorgegebenen Toleranz feststellt, kann die Sensormodulsteuereinheit selbstregulierend die unterschiedlichen Funktionen verändern, sodass die einstellbare und/oder selbstregulierende Toleranz erfüllt wird.
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In einer Ausführungsform ist die Sensormodulsteuereinheit dazu vorgesehen, eine Ausgabeeinheit und/oder eine Eingabeeinheit des Sensormoduls zu steuern, insbesondere zu regeln. Die Ausgabeeinheit und/oder Eingabeeinheit des Sensormoduls kann zumindest teilweise in oder an dem Sensormodulgehäuse angeordnet sein. Die Ausgabeeinheit des Sensormoduls ist dazu eingerichtet, visuelle, akustische und/oder haptische Informationen an den Benutzer auszugeben. Dabei können die visuelle, akustische und/oder haptische Informationen identifizierte Elektrogeräte, Warnhinweise an den Benutzer, aktuelle Zustände des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts, schrittweise Arbeitsanweisungen an den Benutzer, insbesondere für die angewendeten unterschiedlichen Funktionen, Arbeitsfortschritte der unterschiedlichen Funktionen, insbesondere unterschiedlichen Steuer- und/oder Regelverfahren, des Elektrogeräts und/oder des Sensormoduls, Aufgabeaufforderungen an den Benutzer und/oder eine Anzeige von Messdaten an den Benutzer umfassen. Die Ausgabeeinheit des Sensormoduls kann beispielhaft als zumindest ein Display, eine LED, eine Mehrzahl an LEDs, ein Vibrationselement, ein Laserpointer, ein Projektor und/oder ein Lautsprecher ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass die Ausgabeeinheit des Sensormoduls eine Arbeitsumgebung dem Benutzer anzeigt. Die Eingabeeinheit des Sensormoduls ist dazu eingerichtet, Eingaben, insbesondere durch den Benutzer, zu empfangen. Die Eingaben können visuell, akustisch und/oder haptisch sein, wie beispielsweise Spracheingaben oder Berührungseingaben. Die Eingaben können direkt durch den Benutzer über die Eingabeeinheit erfolgen oder die Eingaben können indirekt über ein externes Gerät, wie beispielsweise ein Smartphone, ein Computer oder eine Cloud-basierte Schnittstelle, erfolgen. So ist es denkbar, dass Projektlisten, wie beispielsweise Bauanleitungen für DIY-Projekte mit einer schrittweisen Anweisung für den Benutzer, von der Cloud-basierten Schnittstelle abgerufen werden können. Mittels der Eingabeeinheit des Sensormoduls kann der Benutzer einstellbare Steuer- und/oder Regelparameter für die unterschiedlichen Funktionen des identifizierten Elektrogeräts eingeben und/oder verändern. Zudem kann der Benutzer mittels der Eingabeeinheit die unterschiedlichen Funktionen für das identifizierte Elektrogerät auswählen. Die Eingabeeinheit des Sensormoduls kann beispielsweise als zumindest ein berührungsempfindliches Display, ein Bedienelement, ein Hauptschalter, ein Mikrofon und/oder ein interaktives Projektionsdisplay ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform stellt die Sensormodulsteuereinheit einen Einzelnutzungsmodus ein, falls die Identifikationsvorrichtung kein Elektrogerät identifiziert. Der Einzelnutzungsmodus ist ein Betriebsmodus des Sensormoduls, in dem das Sensormodul eigenständig durch den Benutzer verwendet werden kann, insbesondere ohne ein identifiziertes Elektrogerät. Die Sensormodulsteuereinheit wendet bei einer Erfassung eines fehlenden Elektrogeräts durch die Identifikationsvorrichtung die unterschiedlichen Funktionen für das Sensormodul an, sodass der Benutzer das Sensormodul ohne das Elektrogerät betreiben kann.
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In einer Ausführungsform ist die Sensormodulsteuereinheit dazu vorgesehen, eine Steuerroutine einer Elektrogerätesteuereinheit des Elektrogeräts und/oder eine Antriebseinheit des Elektrogeräts und/oder eine Energieversorgung des Elektrogeräts und/oder eine Prozessoreinrichtung des Elektrogerätes zu beeinflussen, insbesondere zu steuern. Die Steuerroutine der Elektrogerätesteuereinheit kann die Elektrogerätesteuereinheit steuern und/oder regeln, wobei vorgegebene und/oder einstellbare Steuerparameter der Elektrogerätsteuereinheit verändert werden können. Die Elektrogerätsteuereinheit kann als zumindest ein Prozessor und/oder ein Mikrocontroller ausgebildet sein. Das Elektrogerät weist zumindest ein Elektrogerätgehäuse auf. Die Antriebseinheit des Elektrogeräts ist im Elektrogerätgehäuse angeordnet und dazu ausgebildet, das Elektrogerät anzutreiben, sodass der Benutzer gewünschte Arbeiten mittels des Elektrogeräts durchführen kann. Die Antriebseinheit des Elektrogeräts kann neben dem Elektromotor auch eine Getriebeeinheit und/oder ein Schlagwerk aufweisen. Die Getriebeeinheit ist dazu ausgebildet, eine Drehzahl des Elektromotors anzupassen, insbesondere zu verringern und/oder zu erhöhen. Die Getriebeeinheit kann in einer Ausführungsform als ein Planetengetriebe ausgebildet sein, wobei auch denkbar ist, dass das Planetengetriebe schaltbar ist. Der Elektromotor des Elektrogeräts ist in zumindest einem Betriebszustand dazu ausgebildet, ein Drehmoment zu einem Antrieb eines Hauptabtriebselements bereitzustellen. In einer Ausführungsform ist das Hauptabtriebselement als eine Hauptabtriebswelle ausgebildet. In bevorzugter Weise verläuft die Hauptabtriebswelle im Wesentlichen parallel zu einer Arbeitsrichtung des Elektrogeräts. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll „im Wesentlichen parallel“ eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden.
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Das Elektrogerät, insbesondere das motorisierte Elektrogerät und das nicht-motorisierte Elektrogerät, weist zumindest die Energieversorgung auf. Die Energieversorgung des Elektrogeräts versorgt das Elektrogerät mit elektrischen Energie. Das Elektrogerät kann hierbei als ein akkubetriebenes Elektrogerät oder als ein netzbetriebenes Elektrogerät ausgebildet sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem Elektrogerät um das akkubetriebene Elektrogerät, welches mittels zumindest eines Akkus, insbesondere mittels eines Elektrogerätakkupacks, ganz insbesondere eines Handwerkzeugmaschinenakkupacks, betreibbar ist. Hierdurch findet dann die Bereitstellung der elektrischen Energie durch die Energieversorgung mittels des zumindest einen Akkus statt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll unter einem „Elektrogerätakkupack“ ein Zusammenschluss von zumindest einer Akkuzelle und einem Akkupackgehäuse verstanden werden. Dabei ist der Elektrogerätakkupack ein Akkupack für das Elektrogerät. Der Handwerkzeugmaschinenakkupack ist dabei ein Akkupack für die Handwerkzeugmaschine. Der Elektrogerätakkupack ist vorteilhafter Weise zur Energieversorgung von handelsüblichen akkubetriebenen Elektrogeräten ausgebildet. Die zumindest eine Akkuzelle kann beispielsweise als eine Li-Ion-Akkuzelle mit einer Nennspannung von 3,6 V ausgebildet sein. In einer Ausführungsform der Erfindung kann der zumindest eine Akku gehäusefest im Wesentlichen innerhalb des Elektrogerätgehäuses angeordnet, insbesondere angebracht, ganz insbesondere montiert, sein. In einer weiteren Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, dass der zumindest eine Akku als ein wechselbarer Akku, insbesondere als ein wechselbarer Akkupack, ausgebildet ist. Bei dem netzbetriebenen Elektrogerät ist das Elektrogerät mittels einem Stromversorgungskabel an eine externe Netzsteckdose verbindbar. Dabei kann die externe Netzsteckdose eine Spannung von beispielsweise 100 V, 110 V, 120 V, 127 V, 220 V, 230 V oder 240 V mit 50 Hz oder 60 Hz bereitstellen, aber auch eine Dreiphasenwechselspannung. Die möglichen Ausgestaltungen der externen Netzsteckdose und die damit verbundenen verfügbaren Spannungen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Art der Energieversorgungseinheit beschränkt.
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Die Prozessoreinrichtung des Elektrogeräts kann als zumindest ein Prozessor und/oder ein Mikrocontroller ausgebildet sein. Die Prozessoreinrichtung des Elektrogeräts ist dazu ausgebildet, zumindest ein Bauteil des Elektrogeräts zu steuern, wie beispielsweise die Elektrogerätsteuereinheit, eine Eingabeeinheit des Elektrogeräts und/oder eine Ausgabeeinheit des Elektrogeräts. Es ist denkbar, dass in einer Ausführungsform die Elektrogerätsteuereinheit als die Prozessoreinrichtung des Elektrogeräts ausgebildet ist.
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Die Elektrogerätsteuereinheit kann beispielsweise die Steuerroutine aus einer Liste umfassend die Drehzahländerung des Elektromotors, eine Drehrichtungsänderung des Elektromotors, eine Drehrichtungsänderung einer Werkzeugaufnahme, ein Gangänderung des Elektromotors, eine Drehmomentänderung des Elektromotors, eine Temperaturänderung, eine Spannungsänderung des Elektromotors, eine Akkuspannungsänderung, ein Stromänderung des Elektromotors, ein Akkustromänderung, eine Stromaufnahmeänderung des Elektromotors, eine Akkustromabgabeänderung, eine Beeinflussung eines Hauptschalters, eine Saugleistungsänderung und eine Helligkeitseinstellungsänderung auswählen und anwenden.
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In einer Ausführungsform umfasst das Sensormodul zumindest eine Kamera zur Erfassung von Bilddaten als Messgröße und/oder zumindest ein Laserentfernungsmessmodul zur Erfassung von Entfernungsdaten als Messgröße und/oder zumindest ein gyroskopisches Messmodul zur Erfassung von Lage- und/oder Winkeldaten als Messgröße und/oder zumindest ein Magnetometermessmodul zur Erfassung von Magnetfeldern als Messgröße und/oder zumindest ein Temperaturmessmodul zur Erfassung von Temperaturdaten als Messgröße und/oder zumindest ein Strommessmodul zur Erfassung von Stromflüssen als Messgröße und/oder zumindest ein Drehzahlmessmodul zur Erfassung von Drehzahlen als Messgröße. Die zuvor genannten Module können im oder am Sensormodulgehäuse angeordnet sein. Die zuvor genannten Module ermitteln die Messgrößen und leiten diese an die Sensormodulsteuereinheit weiter. Die Kamera des Sensormoduls kann beispielsweise als Bilddaten eine Arbeitsumgebung und/oder eine Arbeitsfläche als Messgröße erfassen. Das Laserentfernungsmessmodul kann beispielsweise eine Entfernung zwischen dem Sensormodul, dem Elektrogerät und/oder der Arbeitsfläche erfassen oder aber ein Abstand zwischen zwei Arbeitsobjekten. Zudem kann das Laserentfernungsmessmodul eine Bohrtiefe eines Bohrlochs ermitteln. Das gyroskopische Messmodul kann beispielsweise einen Winkel zwischen dem Sensormodul, dem Elektrogerät und/oder einer Arbeitsfläche ermitteln oder einen Winkel zwischen zwei Arbeitsflächen. Weiter kann das gyroskopische Messmodul beispielhaft eine Lage des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts in einer Arbeitsumgebung erfassen. Das Magnetometermessmodul kann beispielsweise Magnetfelder in der Arbeitsumgebung erfassen, wobei das Magnetometermessmodul nach Art eines Kompasses ausgebildet sein kann. Weiter kann das Magnetometermessmodul eine Winkellage des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts in der Arbeitsumgebung erfassen. Dabei kann das Magnetometermessmodul einen Drift des gyroskopischen Messmoduls ausgleichen, sodass eine genauere Winkellage des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts relativ zur Arbeitsumgebung erfasst werden kann. Das Temperaturmessmodul kann beispielsweise eine Arbeitsumgebungstemperatur und/oder eine Oberflächentemperatur einer Arbeitsoberfläche erfassen. Das Strommessmodul kann beispielhaft einen Strom des Sensormoduls und/oder des Elektrogeräts ermitteln. Weiter kann das Sensormodul zumindest ein Messmodul aus einer Liste umfassend ein Feuchtigkeitsmessmodul zur Erfassung von Feuchtigkeitsdaten als Messgröße, ein COx-Konzentrationsmessmodul zur Erfassung von COx-Konzentrationsdaten als Messgröße, ein Staubpartikelmessmodul zur Erfassung von Staubpartikeldaten als Messgröße, ein Lichtintensitätsmessmodul zur Erfassung von Lichtintensitätsdaten als Messgröße, ein Sonneneinstrahlungsmessmodul zur Erfassung von Sonneneinstrahlungsdaten als Messgröße, ein Schimmelmessmodul zur Erfassung von Schimmeldaten als Messgröße, ein Druckerkennungsmessmodul zur Erfassung eines Drucks des Elektrogeräts auf eine Arbeitsoberfläche, ein Vibrationsmessmodul zur Erfassung von Vibrationsdaten als Messgröße, ein Mikrofon zur Erfassung von akustische Signalen als Messgröße und ein Materialerkennungsmessmodul zur Erfassung von Materialdaten als Messgröße aufweisen. Es ist auch möglich, dass das Sensormodul ein Elektrogerätmessmodul zur Erfassung von Elektrogerätmessdaten als Messgröße aufweist.
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In einer Ausführungsform weist das Sensormodul eine Speichereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, die ermittelten Messgrößen der Sensormodulsensoreinheit zu speichern. Die Speichereinheit kann in dem Sensormodulgehäuse angeordnet sein. Denkbar ist auch, dass die Speichereinheit die ermittelten Messgrößen der Sensormodulsensoreinheit an eine externe Schnittstelle, wie beispielsweise eine Speichereinheit des Elektrogeräts, ein Smartphone, ein Computer und/oder eine Cloud-basierte Schnittstelle, übermittelt und die externe Schnittstelle die ermittelten Messdaten speichert. Die Sensormodulsteuereinheit ist dazu ausgebildet, die ermittelten Messgrößen, die auf der Speichereinheit gespeichert werden können, zu lesen und abzurufen. Hierdurch kann die Sensormodulsteuereinheit aktuell ermittelte Messgrößen mit gespeicherten Messgrößen vergleichen, um eine Abweichung zu ermitteln.
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In einer Ausführungsform weist das Sensormodul zumindest eine mechanische Schnittstelle zur mechanischen Verbindung und/oder eine elektrische Schnittstelle zur elektrischen Verbindung und/oder eine kommunikative Schnittstelle zur kommunikativen Verbindung mit dem Elektrogerät auf. Die mechanische Schnittstelle des Sensormoduls verbindet das Sensormodul mit dem Elektrogerät mechanisch. Hierzu weist die mechanische Schnittstelle des Sensormoduls ein mechanisches Verbindungselement auf und das Elektrogerät umfasst zumindest ein mechanisches Aufnahmeelement. Das Sensormodul bildet die mechanische Verbindung mittels einer Verbindung von dem mechanischen Verbindungselement mit dem mechanischen Aufnahmeelement des Elektrogeräts aus. Hierbei kann das mechanische Verbindungelement des Sensormoduls zumindest ein Positionierelement zur Positionierung des Sensormoduls relativ zu dem Elektrogerät aufweisen. Das mechanische Aufnahmeelement des Elektrogeräts kann zumindest eine Positionieraufnahme zur Aufnahme des Positionierelements des mechanischen Verbindungselements umfassen. Die mechanische Verbindung ermöglicht eine relativ zum Elektrogerät drehbare und kippbare Anordnung des Sensormoduls zum Elektrogerät. So kann die drehbare und kippbare Anordnung des Sensormoduls eine optimale Ausrichtung des Sensormoduls relativ zum Elektrogerät und relativ zu einer Arbeitsfläche ermöglich. Hierdurch kann ermöglicht werden, dass das Sensormodul im Wesentlichen keine Abschattung durch zumindest ein Element des Elektrogeräts erfährt.
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Denkbar ist auch, dass die mechanische Schnittstelle des Sensormoduls zumindest ein mechanisches Aufnahmeelement aufweist und das Elektrogerät zumindest ein mechanisches Verbindungselement umfasst.
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Die Verbindung des mechanischen Verbindungselements mit dem mechanischen Aufnahmeelement kann beispielsweise eine magnetische Verbindung, eine bajonettartige Verbindung, eine Schnappverbindung oder eine schlittenartige Verbindung sein. Bei der magnetischen Verbindung kann das mechanische Verbindungselement des Sensormoduls nach Art eines magnetischen Steckers ausgebildet sein. Das mechanische Aufnahmeelement des Elektrogeräts kann bei der magnetischen Verbindung nach Art einer magnetischen Kupplung ausgebildet sein. Wird der magnetische Stecker mit der magnetischen Kupplung verbunden, wird die mechanische Verbindung hergestellt und das Sensormodul mit dem Elektrogerät mechanisch verbunden. Der magnetische Stecker kann beispielsweise für das Positionierelement zumindest ein Vorsprung, ein Stift oder ein zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildeter Steg aufweisen. Die magnetische Kupplung kann beispielshaft für die Positionieraufnahme zumindest eine Ausnehmung, eine Öffnung oder eine zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildete Nut umfassen. Alternativ ist auch denkbar, dass das mechanische Verbindungselement der magnetischen Verbindung als eine magnetische Kupplung und das mechanische Aufnahmeelement als ein magnetischer Stecker ausgebildet ist.
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Bei der schlittenartigen Verbindung kann das mechanische Verbindungselement des Sensormoduls als ein T-förmiger Verbindungsschlitten ausgeformt sein. Das Positionierelement kann hierbei als zumindest eine Ausnehmung ausgebildet sein. Das mechanische Aufnahmeelement des Elektrogeräts kann hier als eine Schlittenaufnahme ausgeformt sein. Weiter kann die Positionieraufnahme nach Art eines federnd gelagerten Vorsprungs oder Stift ausgebildet sein. Hierbei kann der federnd gelagerte Vorsprung in die Ausnehmung des T-förmigen Verbindungsschlittens eingreifen, zur relativen Positionierung des Sensormoduls zum Elektrogerät.
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Bei der elektrischen Schnittstelle zur elektrischen Verbindung des Sensormoduls mit dem Elektrogerät weist das Sensormodul zumindest ein elektrisches Verbindungselement auf und das Elektrogerät weist zumindest ein elektrisches Aufnahmeelement auf. Das Sensormodul bildet die elektrische Verbindung mittels einer Verbindung von dem elektrischen Verbindungselement mit dem elektrischen Aufnahmeelement des Elektrogeräts aus. Das elektrische Verbindungselement und/oder das elektrische Aufnahmeelement kann beispielshaft als eine Kontaktfläche, ein Kontaktring, ein Kontaktstift, ein Kontaktpin, eine Kontaktklemme oder ein Kontaktsteg ausgebildet sein. Die elektrische Verbindung kann zur Energieversorgung des Sensormoduls unter Verwendung der Energieversorgung des Elektrogeräts dienen. Hier wäre es möglich, dass der Akku des Sensormoduls über die Energieversorgung des Elektrogeräts mit elektrischer Energie versorgt wird oder aber das Sensormodul seine benötigte elektrische Energie im Wesentlichen ausschließlich über die Energieversorgung des Elektrogeräts bezieht. Es ist auch denkbar, dass die elektrische Schnittstelle als die Identifikationsvorrichtung des Sensormoduls ausgebildet ist, sodass bei der Ausbildung der elektrischen Verbindung das Elektrogerät identifiziert wird.
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Die kommunikative Verbindung mittels der kommunikativen Schnittstelle kann drahtlos oder drahtgebunden hergestellt werden. Die drahtlose kommunikative Verbindung des Sensormoduls mit dem Elektrogerät kann, wie oben beschrieben, mittels der Kommunikationseinheit des Sensormoduls und einer Kommunikationseinheit des Elektrogeräts erfolgen. Die drahtgebundene kommunikative Verbindung kann unter Verwendung zumindest eines kommunikativen Verbindungselements des Sensormoduls und zumindest eines kommunikativen Aufnahmeelements des Elektrogeräts erfolgen. In einer Ausführungsform bildet das elektrische Verbindungselement zusätzlich das kommunikative Verbindungselement aus und das elektrische Aufnahmeelement bildet zusätzlich das kommunikative Aufnahmeelement aus. Hierbei kann dann die elektrische Verbindung zusätzlich als kommunikative Verbindung zum Austausch kommunikativer Signale zwischen dem Sensormodul und dem Elektrogerät dienen.
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Beispielhaft kann das Elektrogerät als ein akku betriebener Schrauber ausgebildet sein. Das Sensormodul kann unter Verwendung der magnetischen Verbindung die mechanische Schnittstelle mit dem Elektrogerät ausbilden. Dabei kann die magnetische Verbindung zusätzlich die elektrische Verbindung ausbilden, indem zwei Kontaktpins des Sensormoduls die elektrische Verbindung mit zwei Kontaktflächen des akkubetriebenen Schraubers herstellen. Die Energieversorgung des Sensormoduls kann hier über die Energieversorgung des akkubetriebenen Schraubers erfolgen. Das Sensormodul kann als die Sensormodulsensoreinheit zumindest das Laserentfernungsmessmodul und das gyroskopische Messmodul umfassen. Weiter kann die Identifikationsvorrichtung als die Kamera ausgebildet sein, sodass die Identifikationsvorrichtung zumindest den QR Code des Schraubers zur Identifizierung des Schraubers identifiziert. Hierzu kann die Kamera der Identifikationsvorrichtung das Identifikationsmerkmal, welches in dem QR Code des Schraubers enthalten ist, ermitteln und mit der Liste der Elektrogeräte abgleichen, um den akkubetriebenen Schrauber zu identifizieren. Sobald der akkubetriebe Schrauber identifiziert wurde, kann die Sensormodulsteuereinheit beispielsweise eine Schraubfunktion, eine Bohrfunktion und/oder eine winkelabhängige Bohrfunktion anwenden und als Funktionen dem Benutzer zur Verfügung stellen. Diese Funktionen können die Sensormodulsteuereinheit über zumindest ein Display als die Ausgabeeinheit dem Benutzer anzeigen und den Benutzer über Bedienelemente des Sensormoduls auffordern, zumindest eine gewünschte Funktion auszuwählen. Nachdem der Benutzer die gewünschte Funktion über die Bedienelemente ausgewählt hat, kann die Sensormodulsteuereinheit mittels der Kommunikationsverbindung die Steuerroutine der Elektrogerätsteuereinheit des Elektrogeräts beeinflussen, sodass der Benutzer die gewünschte Funktion ausführen kann, wie beispielsweise eine Mehrzahl an Bohrlöchern unter einem gewünschten Winkel zur Arbeitsfläche oder mit einer gewünschten Bohrtiefe zu bohren. Hierbei kann die Speichereinheit des Sensormoduls die ermittelten Messgrößen, wie beispielsweise Abstand zur Arbeitsfläche, Winkel zur Arbeitsfläche, Drehzahl des Elektromotors oder Stromaufnahme des Elektromotors, speichern, sodass die Sensormodulsteuereinheit die gespeicherten Messgrößen mit aktuell ermittelten Messgrößen zur Bestimmung einer Toleranz abgleichen kann.
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Beispielsweise kann das Elektrogerät als eine akkubetriebene Heckenschere ausgebildet sein. Das Sensormodul kann unter Verwendung der schlittenartigen Verbindung die mechanische, elektrische und kommunikative Schnittstelle mit der akkubetriebenen Heckenschere ausbilden. Hierzu weist das Sensormodul den T-förmigen Verbindungsschlitten und zwei Kontaktflächen auf. Weiter umfasst die akkubetriebene Heckenschere zur Aufnahme des T-förmigen Verbindungsschlittens die Schlittenaufnahme und zur elektrischen und kommunikativen Verbindung der zwei Kontaktflächen zwei Kontaktstifte. Die Energieversorgung des Sensormoduls kann über die Energieversorgung der akkubetriebenen Heckenschere oder über den Akku des Sensormoduls erfolgen. Hier kann die Sensormodulsensoreinheit zumindest das gyroskopische Messmodul umfassen. Die Identifikationsvorrichtung kann als die Kommunikationseinheit ausgebildet sein, sodass die Kommunikationseinheit über beispielsweise einen RFID-Chip der Heckenschere das Identifikationsmerkmal der Heckenschere identifiziert. Nachdem die Kommunikationseinheit das Identifikationsmerkmal der Heckenschere identifiziert hat, identifiziert die Identifikationsvorrichtung die Heckenschere in der Liste der Elektrogeräte, wodurch die Sensormodulsteuereinheit beispielhaft eine Schneidfunktion, eine vertikale und/oder horizontale Schneidfunktion und/oder eine gewinkelte Schneidfunktion anwenden und als Funktionen dem Benutzer zur Verfügung stellen kann. Die Sensormodulsteuereinheit kann anhand einer Mehrzahl an LEDs und/oder eines Displays als Ausgabeeinheit dem Benutzer die zur Verfügung stehenden Funktionen anzeigen und dem Benutzer über die Mehrzahl an LEDs Anweisungen zur Handhabung der Heckenschere geben. Der Benutzer kann über Bedienelemente des Sensormoduls die gewünschte Funktion auswählen. In Abhängigkeit der gewünschten Funktion beeinflusst die Sensormodulsteuereinheit die Steuerroutine der Elektrogerätsteuereinheit des Elektrogeräts. Hierzu kann die Sensormodulsteuereinheit unter Verwendung der drahtgebundenen kommunikativen Schnittstelle mit dem Elektrogerät kommunizieren. Das Sensormodul ermöglicht dem Benutzer unter Anleitung des Sensormoduls eine Hecke stufenweise oder in einem einstellbaren Winkel zu schneiden.
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Beispielhaft kann das Elektrogerät als eine akkubetriebene Stichsäge ausgebildet sein. Das Sensormodul kann, wie bei der oben beschriebenen akkubetriebenen Heckenschere, unter Verwendung der schlittenartigen Verbindung die mechanische, elektrische und kommunikative Schnittstelle mit der akkubetriebenen Stichsäge ausbilden. Die Sensormodulsensoreinheit kann zumindest das gyroskopische Messmodul, das Temperaturmessmodul und das Druckerkennungsmessmodul umfassen. Die Ausgabeeinheit kann hier eine Mehrzahl an LEDs aufweisen. In Abhängigkeit der ermittelten Messgrößen der Sensormodulsensoreinheit kann die Sensormodulsteuereinheit über die Ausgabeeinheit Warnhinweise an den Benutzer ausgeben, wenn dieser einen unbeabsichtigten schrägen Schnitt in ein Werkstück tätigen möchte, wenn dieser einen zu hohen Druck auf das Werkstück über die Stichsäge ausübt oder wenn ein Material eines Sägeblatts der Stichsäge eine zu hohe Materialtemperatur aufweist. Die Sensormodulsteuereinheit kann in Abhängigkeit der Warnhinweise die Steuerroutine über die Kommunikationsverbindung mit der Stichsäge eine Stichsägensteuereinheit beeinflussen.
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Zudem wird in dieser Erfindung ein System umfassend ein Sensormodul, wie oben beschrieben, und zumindest ein Elektrogerät, wie oben beschrieben, vorgeschlagen.
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Weiter geht die Erfindung von einem Verfahren zu Steuerung eines Sensormoduls, wie oben beschrieben, aus. Die Verfahrensschritte umfassen zumindest ein Aktiveren des Sensormoduls, ein Identifizieren eines Elektrogeräts und ein Steuern zumindest einer Funktion des Elektrogeräts in Abhängigkeit einer ermittelten Messgröße.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Die Zeichnungen im Folgenden zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensormoduls für eine Mehrzahl an Elektrogeräten;
- 2 das erfindungsgemäße Sensormodul für einen Schrauber;
- 3a eine erste Ausführungsform einer mechanischen Schnittstelle zur mechanischen Verbindung des Sensormoduls mit dem Elektrogerät;
- 3b eine zweite Ausführungsform der mechanischen Schnittstelle zur mechanischen Verbindung des Sensormoduls mit dem Elektrogerät;
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Sensormodul 200 für ein Elektrogerät 300. Beispielhaft ist hier eine Mehrzahl an beispielhaften Elektrogeräten 300 gezeigt, drei motorisierte Elektrogeräte 310 und ein nicht-motorisiertes Elektrogerät 320. Die motorisierten Elektrogeräte 310 sind hier beispielhaft als ein Schrauber 100, eine Heckenschere 400 und eine Stichsäge 500 gezeigt. Das nicht-motorisierte Elektrogerät 320 ist beispielhaft als ein Baustellenstrahler 600 gezeigt.
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Das Sensormodul 200 umfasst eine Sensormodulsteuereinheit 210, eine Sensormodulsensoreinheit 220 und eine Identifikationsvorrichtung 230. Die Sensormodulsteuereinheit 210, die Sensormodulsensoreinheit 220 und die Identifikationsvorrichtung sind in einem Sensormodulgehäuse 205 angeordnet. Die Sensormodulsteuereinheit 210 ist zur Steuerung zumindest des Sensormoduls 200 und des Elektrogeräts 300 ausgebildet. Hier ist die Sensormodulsteuereinheit 210 als ein Mikrocontroller ausgebildet. Die Sensormodulsensoreinheit 220 kann zumindest eine Messgröße des Sensormoduls 200 und des Elektrogeräts 300 ermitteln. Die Identifikationsvorrichtung 230 ist dazu ausgebildet, das Elektrogerät 300 zu identifizieren. Unter Verwendung des identifizierten Elektrogeräts 300 und der ermittelten Messgröße kann die Sensormodulsteuereinheit 210 das Elektrogerät 300 und das Sensormodul 200 steuern. Das Sensormodul 200 umfasst hier eine Kommunikationseinheit 240, die in dem Sensormodulgehäuse 205 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist die Identifikationsvorrichtung 230 als die Kommunikationseinheit 240 ausgebildet. Die Kommunikationseinheit 240 kann eine Kommunikationsverbindung 800 mit dem Elektrogerät 300 und einem externen Gerät 700 herstellen. Das externe Gerät 700 ist hier beispielshaft dargestellt als ein Smartphone 710, eine Cloud-basierte Schnittstelle 720 und ein Laptop 730.
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Das Sensormodul 200 umfasst zudem eine Sensormodulenergieversorgung 250, die das Sensormodul 200 mit elektrischer Energie versorgt. Es handelt sich in dieser Ausführungsform um ein akkubetriebenes Sensormodul 200. In dieser Ausführungsform weist das Sensormodul 200 ein Kupplungselement 252 der Sensormodulenergieversorgung 250 auf, um den Akku der Sensormodulenergieversorgung 250 aufzuladen. Das Kupplungselement 252 der Sensormodulenergieversorgung 250 ist hier beispielhaft als eine USB-Steckkupplung ausgeformt. Zudem umfasst das Sensormodul 200 eine Speichereinheit 260, zur Speicherung der ermittelten Messgrößen der Sensormodulsensoreinheit 220. Das Sensormodulgehäuse 205 nimmt die Speichereinheit 260 auf, sodass die Speichereinheit 260 im Sensormodulgehäuse 205 angeordnet ist. Weiter ist eine Ausgabeeinheit 270 und eine Eingabeeinheit 280 des Sensormoduls 200 an dem Sensormodulgehäuse 205 angeordnet. Die Sensormodulsteuereinheit 210 ist dazu ausgebildet, die Ausgabeeinheit 270 und die Eingabeeinheit 280 zu steuern. Die Ausgabeeinheit 270 dient zur Ausgabe von visuellen, akustischen und/oder haptischen Informationen an einen Benutzer. In dieser Ausführungsform ist die Ausgabeeinheit 270 als eine Mehrzahl an LEDs ausgeformt. Mit Hilfe der Eingabeeinheit 280 kann der Benutzer Eingaben zur Steuerung des Sensormoduls 200 und/oder des Elektrogeräts 300 tätigen. Hier ist die Eingabeeinheit 280 als ein Bedienknopf ausgeformt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand des beispielhaften Schraubers 100 als eine Auswahl aus der oben beschriebenen Liste an motorisierten Elektrogeräten 310 und nicht-motorisierten Elektrogeräten 320 beschrieben. Der Fachmann versteht es, die nachfolgende Lehre auf weitere Elektrogeräte 300 zu übertragen, um das erfindungsgemäße Sensormodul 200 einzusetzen.
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2 stellt das erfindungsgemäße Sensormodul 200 für das als Schrauber 100 ausgebildete Elektrogerät 300 dar. Der Schrauber 100 umfasst eine Hauptabtriebswelle 120 und eine Werkzeugaufnahme 150. Der Schrauber 100 weist ein Gehäuse 110 mit einem Handgriff 126 auf. Der Schrauber 100 ist zu einer netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einer Energieversorgung für einen Akkubetrieb verbindbar, sodass der Schrauber 100 als ein akkubetriebener Schrauber 100 ausgebildet ist.
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Das Gehäuse 110 umfasst dabei illustrativ eine Antriebseinheit 111. Die Antriebseinheit 111 umfasst ferner einen Elektromotor 114 und eine Getriebeeinheit 118. Die Getriebeeinheit 118 kann als zumindest ein schaltbares Planetengetriebe ausgebildet sein. Die Getriebeeinheit 118 ist mit dem Elektromotor 114 über eine Motorwelle 116 verbunden. Die Getriebeeinheit 118 ist dazu vorgesehen, eine Drehung der Motorwelle 116 in eine Drehung zwischen der Getriebeeinheit 118 und der Werkzeugaufnahme 150 über die Hauptabtriebswelle 120 umzuwandeln. Weiter umfasst die Antriebseinheit 111 einen Signalschalter mit einem Betätigungselement 128. Der Signalschalter schaltet die Antriebseinheit 111, wobei ein Benutzer das Betätigungselement 128 betätigen kann. Bei Betätigung des Signalschalters durch den Benutzer, wird die Antriebseinheit 111 eingeschalten. Die Antriebseinheit 111 ist elektronisch steuer- und/oder regelbar, sodass ein Reversierbetrieb und eine Vorgabe mittels des Signalgebers für eine gewünschte Drehgeschwindigkeit realisierbar ist. Der Elektromotor 114 ist in dieser Ausführungsform als ein elektronisch kommutierter Motor ausgebildet.
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Bevorzugt ist die Werkzeugaufnahme 150 an der Hauptabtriebswelle 120 angeformt und/oder ausgebildet. Die Werkzeugaufnahme 150 ist hier als eine Innensechskantaufnahme, nach Art eines Bithalters, ausgebildet, welche dazu vorgesehen ist, ein Einsatzwerkzeug 160 aufzunehmen. Das Einsatzwerkzeug 160 ist nach Art eines Schrauberbits mit einer Mehrkant-Außenkupplung ausgeformt. Die Art des Schrauberbits, beispielsweise nach HEX-Typ, ist dem Fachmann hinlänglich bekannt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine Verwendung von HEX-Schrauberbits beschränkt, sondern auch weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende, Werkzeugaufnahmen können Anwendung finden, wie beispielsweise HEX-Bohrer oder SDS-Quick-Einsatzwerkzeuge. Zudem sind dem Fachmann der Aufbau und die Funktionsweise eines geeigneten Bithalters hinlänglich bekannt.
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In dieser Ausführungsform weist der Schrauber 100 eine Energieversorgung 190 zur Energieversorgung des Schraubers 100 auf. Hier erfolgt die Energieversorgung mittels eines nicht näher dargestellten Handwerkzeugmaschinenakkupacks. Die Bereitstellung der Energie durch die Energieversorgung 190 findet mittels des Handwerkzeugmaschinenakkupacks statt, wobei der Handwerkzeugmaschinenakkupack wechselbar ausgebildet ist.
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Der Schrauber 100 bildet mit dem Sensormodul 200 eine mechanische Verbindung mittels einer mechanischen Schnittstelle 900, eine elektrische Verbindung mittels einer elektrischen Schnittstelle 920 und eine kommunikative Verbindung mittels einer kommunikativen Schnittstelle 940 aus, siehe hierzu auch 3a und b. In dieser Ausführungsform wird das Sensormodul 200 über die elektrische Schnittstelle 920 mit der elektrischen Energie der Energieversorgung 190 des Schraubers versorgt. Hierdurch wird die Sensormodulenergieversorgung 250 über die Energieversorgung 190 des Schraubers 100 versorgt. Hier weist das Sensormodulsensoreinheit 220 zumindest ein Laserentfernungsmessmodul zur Erfassung von Entfernungsdaten und ein gyroskopisches Messmodul zur Erfassung von Winkel- und/oder Lagedaten auf. Nachdem die Identifikationsvorrichtung 230 den Schrauber 100 identifiziert hat, kann die Sensormodulsteuereinheit 210 unterschiedliche Funktionen anwenden. Beispielhaft können die unterschiedlichen Funktionen umfassen, eine Schraubfunktion, eine Bohrfunktion und eine winkelabhängige Bohrfunktion. Diese Auswahl an unterschiedlichen Funktionen kann die Sensormodulsteuereinheit 210 über die Ausgabeeinheit 270 dem Benutzer anzeigen. Über die Eingabeeinheit 280 kann der Benutzer eine gewünschte Funktion auswählen und einstellen. Anschließend beeinflusst die Sensormodulsteuereinheit 210 eine Steuerroutine einer Schraubersteuereinheit 140 über die kommunikative Verbindung der kommunikativen Schnittstelle 940. Der Schrauber 100 führt anschließend die ausgewählte Funktion aus.
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3 zeigt zwei Ausführungsformen der mechanischen, elektrischen und kommunikativen Verbindung von dem Sensormodul 200 mit dem Elektrogerät 300. Die mechanische Schnittstelle 900 verbindet das Sensormodul 200 mit dem Elektrogerät 300 mechanisch. Die mechanische Schnittstelle 900 wird unter Verwendung eines mechanischen Verbindungselements 290 des Sensormoduls 200 und einem mechanischen Aufnahmeelement 340 des Elektrogeräts 300 gebildet. Zudem weist das Sensormodul 200 zumindest ein Positionierelement 292 zur Positionierung des Sensormoduls 200 relativ zum Elektrogerät 300 auf. Weiter umfasst das Elektrogerät 300 zumindest eine Positionieraufnahme 342 zur Aufnahme des Positionierelements 292. Die elektrische Schnittstelle 920 verbindet das Sensormodul 200 elektrisch mit dem Elektrogerät 300. Zur elektrischen Verbindung umfasst das Sensormodul 200 zumindest ein elektrisches Verbindungselement 294 und das Elektrogerät 300 zumindest ein elektrisches Aufnahmeelement 350. Die kommunikative Schnittstelle 940 kann unter Verwendung zumindest eines kommunikativen Verbindungselements 298 des Sensormoduls 200 und zumindest eines kommunikativen Aufnahmeelements 360 des Elektrogeräts 300 ausgebildet werden. In 3a und b bildet die elektrische Schnittstelle 920 zusätzlich die kommunikative Schnittstelle 940 aus, sodass das elektrische Verbindungselement 294 zusätzlich ein kommunikatives Verbindungselement und das elektrische Aufnahmeelement 350 zusätzlich ein kommunikatives Aufnahmeelement ausbildet.
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In der 3a ist eine erste Ausführungsform der mechanischen Schnittstelle 900, der elektrischen Schnittstelle 920 und der kommunikativen Schnittstelle 940 dargestellt. Zudem zeigt 3a einen Ausschnitt 330 einer Seitenansicht des Elektrogeräts 300. In der ersten Ausführungsform umfasst das Sensormodul 200 acht Positionierelemente 292 zur Positionierung des Sensormoduls 200 relativ zu dem Elektrogerät 300. Die Positionierelemente 292 sind hier als Positionierstifte 293 ausgeformt. Das Elektrogerät 300 umfasst acht Positionieraufnahmen 342 zur Aufnahme der Positionierelemente 292. Die acht Positionieraufnahmen 342 sind als Ausnehmungen 343 ausgeformt. Die Positionierelemente 292 können in die Positionieraufnahmen 342 eingreifen, sodass das Sensormodul 200 verdrehbar relativ zum Elektrogerät 300 anordenbar ist.
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Die mechanische Verbindung von dem Sensormodul 200 mit dem Elektrogerät 300 ist hier als eine magnetische Verbindung ausgebildet. Das mechanische Verbindungselement 290 des Sensormoduls 200 ist hierbei als ein Magnetring 291 ausgeformt. Das mechanische Aufnahmeelement 340 des Elektrogeräts 300 ist hier als ein Magnetverbindungsring 341 ausgebildet. Wenn der Magnetring 291 des Sensormoduls 200 mit dem Magnetverbindungsring 341 verbunden wird, wird die mechanische Verbindung hergestellt und die mechanische Schnittstelle 900 ausgebildet.
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In der ersten Ausführungsform sind zwei elektrische Verbindungselemente 294 des Sensormoduls 200 ausgeformt, ein erstes elektrisches Verbindungselement 295 und ein zweites elektrisches Verbindungselement 296. Hierbei ist das erste elektrische Verbindungselement 295 und das zweite elektrische Verbindungselement 296 jeweils als ein Kontaktstift ausgeformt. Weiter sind zwei elektrische Aufnahmeelemente 350 des Elektrogeräts 300 ausgebildet, ein erstes elektrisches Aufnahmeelement 352 und ein zweites elektrisches Aufnahmeelement 354, wobei das erste und zweite elektrische Aufnahmeelement 352, 354 jeweils als ein Kontaktring ausgebildet ist.
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In der 3b ist eine zweite Ausführungsform der mechanischen Schnittstelle 900, der elektrischen Schnittstelle 920 und der kommunikativen Schnittstelle 940 dargestellt. Weiter ist in 3b ein Ausschnitt 332 eines Schnitts einer Seitenansicht des Elektrogeräts 300. In der zweiten Ausführungsform formt das mechanische Verbindungselement 290 des Sensorelements 200 mit dem mechanischen Aufnahmeelement 340 des Elektrogeräts 300 eine schlittenartige Verbindung aus. Hierzu ist das mechanische Verbindungselement 290 als ein T-förmiger Verbindungsschlitten 285 ausgebildet. Hier ist das Positionierelement 292 des Sensorelements 200 als eine Positionierausnehmung ausgeformt. In dieser Ausführungsform ist das mechanische Aufnahmeelement 340 des Elektrogeräts 300 als eine Schlittenaufnahme 344 ausgebildet. Die Positionieraufnahme 342 des Elektrogeräts 300 ist hier als ein federnd gelagerter Stift 345 ausgeformt. Zur relativen Positionierung des Sensormoduls 200 zum Elektrogerät 300 kann der federnd gelagerte Stift 345 in die Positionierausnehmung 286 des T-förmigen Verbindungsschlittens 285 eingreifen.
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In der zweiten Ausführungsform ist auch ein erstes elektrisches Verbindungselement 287 und ein zweites elektrisches Verbindungselement 288 vorgesehen. Dabei ist das erste elektrische Verbindungselement 287 und das zweite elektrische Verbindungselement 288 jeweils als eine Kontaktfläche ausgebildet. Zudem weist das Elektrogerät 300 ein erstes elektrisches Aufnahmeelement 356 und ein zweites elektrisches Aufnahmeelement 358, wobei aufgrund der Ansicht nur das erste elektrische Aufnahmeelement 356 gezeigt ist. Das erste und zweite elektrische Aufnahmeelement 356 ist jeweils als ein Kontaktstift ausgeformt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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