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Die Erfindung betrifft eine Bohrhilfe einer Handbohrmaschine zum unterstützenden Einbringen lotrechter oder waagerechter Bohrungen in Decken, Böden oder Wände gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Es ist eine universale Bohrhilfevorrichtung für Handbohrmaschinen als Justiergerät zum exakten Bohren in der Senkrechten und Waagerechten bekannt,
DE 298 11 926 U1 , die eine Halterung für horizontal und vertikal angeordnete Libellen aufweist, um einem Handwerker zumindest unmittelbar vor dem Beginn des Bohrens die korrekte Ausrichtung der Handbohrmaschine in der Senkrechten und der Waagerechten anzuzeigen.
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Nachteilig an diesem vorbekannten Stand der Technik ist, dass die Libellen nur bei ausreichender Umgebungsbeleuchtung erkennbar sind und auch nur, wenn sie ständig bohrstaubfrei gehalten werden, und dass die Libellen im Betrieb der Bohrmaschine nicht mehr ablesbar sind. Des Weiteren ist es mit dieser bekannten Bohrhilfevorrichtung allein möglich, sich eine waagrechte oder lotrechte Position einer Bohrmaschine anzeigen zu lassen, wodurch orthogonale Bohrungen nur bei exakt waagerechten und lediglich beschränkt auf die Hochachse bei exakt senkrechten Oberflächen ermöglicht werden.
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Bekannt ist weiterhin ein Handwerkzeug mit Lagebestimmung und ein Verfahren zur Lagebestimmung des Handwerkzeuges,
DE 10 2016 102 753 A1 , welche fest installierte oder aufsetzbare Sensormittel, etwa Lagesensoren von Smartphones oder Anschlagflächen am Gehäuse oder Abstandssensoren als Referenzen nutzen. Eine andere bekannte Handwerkzeugmaschine,
DE 10 2009 007 977 A1 , besitzt einen Drehratensensor mit einem Anzeigemodul und ermöglicht nach einem vorherigen Kalibrieren der Handwerkzeugmaschine an einer Kalibrierfläche ein Verfahren zum permanenten Anzeigen einer Winkelabweichung zwischen einer Werkzeugachse der Handwerkzeugmaschine und einer Arbeitsfläche. Des Weiteren ist eine Positionsbestimmung für Elektrohandwerkzeuge bekannt,
DE 10 2016 014 988 A1 , die mittels Wasserwaagen oder Abstandssensoren rechtwinklige Bohrungen in zueinander rechtwinklige Flächen ermöglichen soll. Ein bekannter Detektorhalter zur Befestigung an einer Handbohrmaschine,
DE 20 2012 006 711 U1 , ist zusätzlich zur Aufnahme eines Laserdetektors mit einer Libelle zur vor Bohrbeginn horizontalen oder vertikalen Lagebestimmung ausgestattet. Eine andere bekannte Positionierhilfe für ein Handwerkzeuggerät,
DE 101 17 953 A1 , ist ebenfalls mit einem Handwerkzeuggerät mit einem daran befestigbaren berührungslosen Entfernungsmesssystem mit Entfernungsmesssensoren zur Messung der Entfernung eines Werkzeuges zu einem Objekt ausgestattet, wobei die Messrichtung senkrecht zur Arbeitsrichtung orientiert ist. Keine dieser bekannten Positionierhilfen erlaubt es dabei orthogonale Bohrungen in beliebig schiefe Flächen einzubringen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bohrhilfe einer Handbohrmaschine zur Verfügung zu stellen, die unabhängig von der Umgebungsbeleuchtung gut erkennbar ist und zusätzlich zu lotrechten und waagerechten Bohrungen auch orthogonale Bohrungen in beliebig ausgerichtete Wände oder Decken unterstützt.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffes des ersten Patentanspruches, nämlich wenn die Bohrhilfe aus einem Detektor und einer Haltevorrichtung dafür an einer Bohrmaschine besteht, der Detektor eine Grundachse aufweist, die im auf der Haltevorrichtung aufgesetzten Zustand zu einer Drehachse eines Bohrers definiert ausgerichtet ist und der Detektor mindestens eine interne Lagesensorik sowie eine interne elektronische Auswerteeinheit dafür und optische Anzeigeelemente aufweist, erfindungsgemäß im Zusammenhang mit den technischen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des ersten Patentanspruches daraus, dass der Detektor mit einem Touchpad als Schalter zur Aktivierung der Bohrhilfe und/ oder zum Wechsel der Betriebsmodi und/ oder zur Festlegung einer Bezugsebene im freien Raum ausgestattet ist und der Detektor als freies bewegliches Handhabungsteil ausgebildet ist und zusätzlich einen elektronischen Speicherbaustein und eine eigene elektrische Energieversorgung aufweist und im an einer Wand, auf einem Boden oder unter einer Gebäudedecke frei angelegten Zustand des Detektors seine eigene Winkellage von ihm detektierbar und speicherbar ist und dass diese Winkellageninformation in einem anschließend auf der an einer Bohrmaschine befestigten Haltevorrichtung aufgesetzten Zustand des Detektors von ihm als Positionieranweisung der Bohrmaschine anzeigbar ist. Bei der Grundachse kann es sich dabei um die Hochachse, die Längsachse oder die Querachse des Detektors handeln.
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Die auf der Haltevorrichtung der Handbohrmaschine angeordnete Bohrhilfe kann demnach über die Lagesensorik und die elektronische Auswerteeinheit die korrekte Position einer Handbohrmaschine über optische Anzeigeelemente oder auch zusätzliche akustische Anzeigeelemente aktiv angeben, sodass zum einen die Ausleuchtung der Umgebung weniger wichtig ist und sogar eine leichte Verschmutzung der Anzeigeelemente noch überwunden werden kann, die durch entstehenden Bohrstaub gewöhnlich auftritt. Vorteilhaft ist des Weiteren, dass die Lageinformation der Bohrhilfe auch während der Bohrens weiterhin gespeichert bleibt, sodass die Anzeigeelemente auch während des Bohrens das Einbringen lotrechter oder waagerechter Bohrungen in Decken, Böden oder Wände weiter unterstützen können, was bei herkömmlichen Libellen nicht der Fall ist, die sofort nach Bohrbeginn unnütz werden. Weiterhin kann diese erfinderische Bohrhilfe an allen Bohrmaschinen einfach nachgerüstet werden, insbesondere an solchen, die einen Spannhals für zusätzliche Handgriffe aufweisen.
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Der Detektor ist dabei erfindungsgemäß mit einem Touchpad ausgestattet, welches quasi als Schalter zur Aktivierung oder Deaktivierung der Bohrhilfe dient oder dem Wechsel der unterschiedlichen Betriebsmodi und/ oder bei der Festlegung einer Bezugsebene im freien Raum genutzt werden kann, wobei die Bohrhilfe gemäß der Erfindung zusätzlich mit einem elektronischen Speicherbaustein und einer eigenen elektrischen Energieversorgung ausgestattet ist, sodass der Detektor in einem von der Haltevorrichtung abgenommenen Zustand an eine Wand, auf einem Boden oder unter einer Decke angelegt werden kann, wobei während der Betätigung des Touchpads die Lagesensorik die Position der Bohrhilfe im Raum, bzw. die Neigung einer Wand oder Decke detektieren und intern abspeichern kann, sodass vom Detektor bei seiner anschließenden Anordnung auf der Haltevorrichtung der Handbohrmaschine deren korrekte Position zusätzlich zur waagerechten und lotrechten Ausrichtung orthogonal zu einer beliebig ausgerichteten Wand, Deck oder Boden über die Anzeigeelemente angezeigt werden kann. Dies ermöglicht das orthogonale Bohren auf einer freien Ebene, was nur dadurch möglich ist, dass der Detektor zur Übertragung der Ebene von der Bohrmaschine abgenommen werden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der eine Grundachse des Detektors, beispielsweise dessen Hoch-, Längs- oder Querachse und dessen Lagesensorik im auf der Haltevorrichtung aufgesetzten Zustand zu einer Drehachse eines Bohrers parallel ausgerichtet ist, was die internen Berechnungsabläufe in der elektronischen Auswerteeinheit wesentlich vereinfacht.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die optischen Anzeigeelemente aus Richtungsanzeigelämpchen, insbesondere LEDs und mindestens einem Statuslämpchen, welches ebenfalls als LED ausgeführt ist. Diese LEDs haben den Vorteil sehr robust zu sein und wenig elektrische Energie zu beanspruchen. Weiterhin ist es möglich solche LED-Lämpchen in den unterschiedlichsten Farben zu verwenden oder solche, die farbwechselkönnend ausgebildet sind. Andere selbstleuchtende Flächen sind als Anzeigeelemente aber ebenfalls denkbar, etwa elektroluminiszente Folien.
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Die als Richtungsanzeigelämpchen ausgebildeten Anzeigeelemente sind bevorzugt im Kreis angeordnet und als Pfeilsymbole ausgebildet, sodass ihr Informationsinhalt, nämlich die mit dem Bohrer auf einer Bohrstelle angesetzte Bohrmaschine an ihrem Griff um die Bohrerspitze in die angezeigte Richtung zu bewegen, sofort von jedermann zu verstehen ist.
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Bevorzugterweise kann der Detektor der Bohrhilfe über eine ihm zugeordnete Haltevorrichtung, die eine konkave Kontaktfläche mit dem Radius eines Spannhalses einer Bohrmaschine aufweist, an jeder handelsüblichen Handbohrmaschine auf deren Spannhals angeordnet werden, wobei dies beispielsweise über einen einfachen Gummizug möglich ist oder mittels einer Schelle oder anderer Klemmbauteile. Dabei wird der Detektor automatisch und spielfrei mit seiner Grundachse parallel zur Bohrerdrehachse in der Haltevorrichtung ausgerichtet.
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Besonders vorteilhaft sind die Haltevorrichtung und/ oder der Detektor gegenseitig mit magnetischen oder magnetisierbaren Materialien ausgestattet, sodass der Detektor einfach magnetisch an der Haltevorrichtung festlegbar und aber auch werkzeugfrei von der Handbohrmaschine wieder abnehmbar ausgestaltet ist.
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Vorteilhafterweise kann die Position zusätzlich auch über akustische Signale angezeigt werden.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel und seine Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine räumliche Ansicht eines Detektors einer Bohrhilfe und
- 2 eine räumliche Ansicht einer Haltevorrichtung für die Bohrhilfe gemäß 1.
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Die Bohrhilfe 1 besteht aus einem Detektor 2 in Form einer zylindrischen Scheibe und aus einer Haltevorrichtung 6 dafür, die an einer Handbohrmaschine befestigbar ist, wobei der Detektor 2 eine Grundachse aufweist, die zu einer Drehachse eines in der Handbohrmaschine eingespannten Bohrers definiert, insbesondere parallel ausgerichtet ist, wobei der Detektor 2 mindestens eine interne Lagesensorik, eine interne elektronische Auswerteeinheit dafür sowie optische Anzeigeelemente aufweist und eine parallele Ausrichtung eine der Grundachsen des Detektors 2 und dessen Lagesensorik, sei es die Hoch-, die Längs- oder die Querachse, die internen Berechnungsabläufe in der elektronischen Auswerteeinheit vereinfacht.
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Als optische Anzeigeelemente weist der Detektor 2 auf einer Stirnseite im Kreis radial nach außen zeigende Richtungsanzeigelämpchen 3 auf, die als Pfeilsymbole ausgebildet sind sowie ein zentrisches Statuslämpchen 4, das in einer leicht konkaven Vertiefung angeordnet ist, deren Oberfläche als Touchpad 5 ausgebildet ist. Die Lämpchen 3; 4 sind hier als farbige LED-Lämpchen ausgebildet.
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Im Gehäuse des Detektors 2 ist radial umlaufend ein Metallring angeordnet sowie eine zeichnerisch nicht dargestellte Lagesensorik sowie eine ebenso zeichnerisch nicht dargestellte elektronische Auswerteeinheit mit dazugehöriger elektrischer Energieversorgung in Form einer Batterie oder eines Akkus.
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Der Bohrhilfe 1 zugehörig ist eine Haltevorrichtung 6, die einen konkaven Sitz 8 für den Detektor 2 aufweist und entgegengesetzt eine weitere konkave Kontaktfläche 7 mit einem größeren Radius, der dem Radius eines Spannhalses einer Handbohrmaschine entspricht. An der Haltevorrichtung 6 sind seitliche Haltekrallen 9 vorgesehen, mittels derer sie über einen Gummizug auf dem Spannhals der Handbohrmaschine festgelegt werden kann.
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Über den zeichnerisch nicht dargestellten Magneten in der Haltevorrichtung 6 kann der Detektor 2 auch beim Schlagbohren exakt in Position gehalten werden, wobei die magnetische Befestigung trotzdem ein einfaches Auf- und Absetzen des Detektors 2 ermöglicht.
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Der Detektor 2 weist einen ersten Betriebsmodus auf, der regulär bei jeder Aktivierung der Bohrhilfe 1 aktiv ist, die durch eine Berührung des Touchpads 5 erfolgt. Die Umschaltung zwischen lotrechtem und waagerechtem Bohren erfolgt automatisch, je nachdem ob die Bohrmaschine grob lotrecht oder grob waagerecht ausgerichtet ist.
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Ein zweiter Betriebsmodus, bei dem es erforderlich ist die gewünschte Bezugsebene auf die Bohrmaschine zu übertragen, wird durch ein längeres Gedrückthalten des Touchpads 5 aktiviert, wozu dann der freie Detektor 2 auf den Bereich einer Ebene aufgelegt wird, in der eine Bohrung eingebracht werden soll, wobei das Touchpad 5 weiter gedrückt gehalten wird. Die Richtungsanzeige-LEDs signalisieren per rund um laufendem Lauflicht den Scanvorgang und quittieren die Aufnahme und Speicherung der Lagedaten durch ein kurzes Aufdimmen. Der Detektor 2 der Bohrhilfe 1 wird sodann auf die Haltevorrichtung 6 aufgesetzt, woraufhin die Richtungsanzeigelämpchen die korrekte Winkelposition für eine Handbohrmaschine in einer perfekt orthogonalen Position zur eigescannten Oberfläche anzeigen.
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Um diesen zweiten Betriebsmodus wieder zu verlassen, ist es erforderlich die Bohrmaschine um einen Winkel größer 90° von der übertragenen Bezugsebene zu entfernen. Die Status-LED blinkt anschließend rot, bis der Wechsel zum ersten Betriebsmodus per Touchpad 5 bestätigt wird.
