DE102022202681A1

DE102022202681A1 - Verfahren zum Bestimmen einer Restlebensdauer einer Handwerkzeugmaschine und Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102022202681A1
Application number: DE102022202681.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Briesenick; Sebastian Maier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2023-09-21
Also published as: CN116776526A; US20230294263A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren (10) zum Bestimmen einer Restlebensdauer (54) einer Handwerkzeugmaschine (12), wobei in einem Betriebsartenerkennungsschritt (14) eine Betriebsart (52) der Handwerkzeugmaschine (12) mittels eines Abgleichs von Betriebsdaten (58) der Handwerkzeugmaschine (12) mit einer auf der Handwerkzeugmaschine (12) gespeicherten Vergleichswertetabelle (56) und/oder mittels einer Schaltstellungserkennung eines Betriebsartenwahlschalters (84) erkannt wird.
Es wird vorgeschlagen, dass in einem Berechnungsschritt (16) die Restlebensdauer (54) der Handwerkzeugmaschine (12) über zumindest der Betriebsart (52) und deren Betriebszeit berechnet und in einem Ausgabeschritt (18) einem Benutzer der Handwerkzeugmaschine (12) ausgegeben wird.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits ein Verfahren zum Bestimmen einer Restlebensdauer einer Handwerkzeugmaschine vorgeschlagen worden, wobei in einem Betriebsartenerkennungsschritt eine Betriebsart der Handwerkzeugmaschine mittels eines Abgleichs von Betriebsdaten der Handwerkzeugmaschine mit einer auf der Handwerkzeugmaschine gespeicherten Vergleichswertetabelle und/oder mittels einer Schaltstellungserkennung eines Betriebsartenwahlschalters erkannt wird.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Bestimmen einer Restlebensdauer einer Handwerkzeugmaschine, wobei in einem Betriebsartenerkennungsschritt eine Betriebsart der Handwerkzeugmaschine mittels eines Abgleichs von Betriebsdaten der Handwerkzeugmaschine mit einer auf der Handwerkzeugmaschine gespeicherten Vergleichswertetabelle und/oder mittels einer Schaltstellungserkennung eines Betriebsartenwahlschalters erkannt wird.
Es wird vorgeschlagen, dass in einem Berechnungsschritt die Restlebensdauer der Handwerkzeugmaschine über zumindest der Betriebsart und deren Betriebszeit berechnet und in einem Ausgabeschritt einem Benutzer der Handwerkzeugmaschine ausgegeben wird.
Unter einer „Handwerkzeugmaschine“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine tragbare werkstückbearbeitende Maschine, insbesondere eine Bohrmaschine und/oder ein Bohr- und/oder Schlaghammer, verstanden werden. Vorzugsweise umfasst der Begriff Handwerkzeugmaschine verschiedene Betriebsarten. Die unterschiedlichen Betriebsarten sind bevorzugt dazu vorgesehen, einen Betrieb der Handwerkzeugmaschine anwendungsspezifisch anzupassen. Die unterschiedlichen Betriebsarten weisen vorzugsweise zumindest verschiedene Stromstärken eines Elektromotors, verschiedene Drehzahlen einer Werkzeugaufnahme/des Elektromotors und/oder verschiedene Beschleunigungen der Werkzeugaufnahme/des Elektromotors der Handwerkzeugmaschine auf. Die unterschiedlichen Betriebsarten sind insbesondere dazu vorgesehen, die Handwerkzeugmaschine an die Anforderungen verschiedener Anwendungen, Einsatzbereiche und Einsatzwerkzeuge anzupassen. Insbesondere weist die Handwerkzeugmaschine zumindest Betriebsarten für Anwendungen im Leerlauf, beim Bohren, beim Meißeln und/oder beim Hammerbohren auf. Es ist denkbar, dass weitere, einem Fachmann für sinnvoll erscheinende Betriebsarten an der Handwerkzeugmaschine einstellbar sind, beispielsweise Schrauben, Rühren, Sägen, Schneiden, Schleifen oder Ähnliches. Die Handwerkzeugmaschine ist insbesondere akkubetrieben. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Verfahren zum Bestimmen der Restlebensdauer der Handwerkzeugmaschine an einer kabelgebundenen Handwerkzeugmaschine angewendet wird. Vorzugsweise ist die Handwerkzeugmaschine derart eingerichtet, dass zwischen verschiedenen Betriebsarten umgeschaltet werden kann.
Bevorzugt wird im Betriebsartenerkennungsschritt die Betriebsart der Handwerkzeugmaschine mittels des Abgleichs der Betriebsdaten der Handwerkzeugmaschine mit einer auf der Handwerkzeugmaschine gespeicherten Vergleichswertetabelle erkannt. Vorzugsweise weist die Vergleichswertetabelle zumindest vier Vergleichswertespalten auf. Jede der Vergleichswertespalten weist vorzugsweise Werte zum Abgleich mit den Betriebsdaten der Handwerkzeugmaschine auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass im Betriebsartenerkennungsschritt die Betriebsart der Handwerkzeugmaschine mittels der Schaltstellungserkennung des Betriebsartenwahlschalters erkannt wird. Insbesondere kann mittels des Betriebsartenwahlschalters zwischen den verschiedenen Betriebsarten umgeschaltet werden. Die Schaltstellungserkennung sendet in einem Verfahrensschritt vorzugsweise ein Signal an eine Auswerteeinheit der Handwerkzeugmaschine. Vorzugsweise wertet die Auswerteeinheit in einem Verfahrensschritt anhand des Signals der Schaltstellungserkennung die Betriebsart der Handwerkzeugmaschine aus.
Die Restlebensdauer der Handwerkzeugmaschine ist vorzugsweise von der jeweiligen Betriebsart und deren Betriebszeit abhängig. Die Restlebensdauer ergibt sich vorzugsweise aus einem Verschleiß der mechanischen, elektronischen und mechatronischen Komponenten der Handwerkzeugmaschine. Vorzugsweise ist der Verschleiß je nach Betriebsart unterschiedlich. Der Verschleiß wird vorzugsweise je nach Betriebsart berechnet oder aus empirischen Datenerhebungen abgeleitet. Unter einer „Betriebszeit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere die Zeit verstanden werden, in welcher die Handwerkzeugmaschine in einer Betriebsart betrieben wird. In einem Verfahrensschritt wird bevorzugt aus der Betriebsart und deren Betriebszeit der Verschleiß abgeleitet. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt aus dem Verschleiß die Restlebensdauer berechnet. Vorzugsweise wird aus der Betriebsart und deren Betriebszeit eine Betriebsdauer der Handwerkzeugmaschine erfasst. Die Betriebsdauer zeigt vorzugsweise die Zeit an, wie lange die Handwerkzeugmaschine, insbesondere in allen Betriebsarten, betrieben wurde. In einem Verfahrensschritt wird die Betriebsdauer vorzugsweise während des Ausgabeschritts ausgebgeben. Bevorzugt wird aus der Betriebsdauer ein anstehender Service für die Handwerkzeugmaschine berechnet. Vorzugsweise wird während des Ausgabeschritts die restliche Betriebszeit für die jeweilige Betriebsart bis zum nächsten Service ausgegeben. Die Betriebsdauer wird insbesondere aus den einzelnen Betriebszeiten zusammengesetzt.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens zum Bestimmen einer Restlebensdauer einer Handwerkzeugmaschine kann die Restlebensdauer der Handwerkzeugmaschine vorteilhaft genau erfasst werden. Es kann die Restlebensdauer mit vorteilhaft wenig zusätzlicher Elektronik bis zu keiner zusätzlichen Elektronik, ohne zusätzliche Mikrocontroller und/oder Sensoren in einer Handwerkzeugmaschine erfasst werden. Es kann die Restlebensdauer vorteilhaft frei von externen Ressourcen zur Auswertung erfasst werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Betriebsartenerkennungsschritt, der Berechnungsschritt und der Ausgabeschritt bei jedem Einschalten der Handwerkzeugmaschine durchgeführt werden, wobei die Handwerkzeugmaschine in einem Speicherschritt alle Betriebsdaten, Betriebsarten und/oder deren Betriebszeiten in einer Speichereinheit, insbesondere in einem Flash-Speicher, der Handwerkzeugmaschine speichert. Insbesondere wird zum Einschalten der Handwerkzeugmaschine ein Ein- und Ausschalter der Handwerkzeugmaschine betätigt, insbesondere gedrückt. Vorzugsweise wird der Ein- und Ausschalter in einem Verfahrensschritt von einem Benutzer der Handwerkzeugmaschine betätigt. Die Handwerkzeugmaschine ist vorzugsweise eingeschaltet, wenn der Ein- und Ausschalter von dem Benutzer betätigt, insbesondere gedrückt, ist. In einem Verfahrensschritt läuft die Handwerkzeugmaschine beim Einschalten in der voreingestellten Betriebsart. Vorzugsweise schaltet sich die Handwerkzeugmaschine beim Lösen des Ein- und Ausschalters aus. Es ist denkbar, dass der Ein- und Ausschalter die Drehzahl und/oder das Drehmoment der Handwerkzeugmaschine in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Ein- und Ausschalters regelt. Im Berechnungsschritt wird vorzugsweise die Restlebensdauer nach jedem Einschalten neu berechnet. Im Ausgabeschritt wird vorzugsweise die aktuelle Restlebensdauer nach jedem Einschalten, insbesondere nach jedem Ausschalten, dem Benutzer angezeigt. Die Speichereinheit ist vorzugsweise in einem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine vorteilhaft verlässliche Aussage über die Restlebensdauer einer Handwerkzeugmaschine in Abhängigkeit von einem Betrieb gemacht werden. Es kann vorteilhaft jeder Betrieb der Handwerkzeugmaschine einer Betriebsart zugeschrieben werden. Einem Benutzer der Handwerkzeugmaschine kann eine aktuelle Restlebensdauer vorteilhaft nach jedem Betrieb angezeigt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in einem Datenerfassungsschritt die Betriebsdaten der Handwerkzeugmaschine, insbesondere eine Schaltstellung eines Ein- und Ausschalters und/oder zumindest ein Strom-, Beschleunigungs- oder Drehzahlwert des aktuellen Betriebs der Handwerkzeugmaschine, erfasst werden. Vorzugsweise weist die Handwerkzeugmaschine zumindest eine Sensoreinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil der Betriebsdaten zu erfassen. Die Sensoreinheit erfasst während des Datenerfassungsschritts vorzugsweise die Stromwerte beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine. Die Stromwerte der Handwerkzeugmaschine werden bevorzugt schaltungstechnisch zwischen dem Elektromotor und einer Stromquelle, insbesondere einem Akku, der Handwerkzeugmaschine gemessen. Bevorzugt erfasst die Sensoreinheit im Datenerfassungsschritt die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters. Im Datenerfassungsschritt erfasst die Sensoreinheit vorzugsweise die Betriebszeit, in welcher die Handwerkzeugmaschine eingeschaltet ist. Unter einem „Beschleunigungswert“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere die Beschleunigung der Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine oder die Beschleunigung des Elektromotors verstanden werden. Insbesondere wird beim Datenerfassungsschritt die Beschleunigung der Werkzeugaufnahme oder des Elektromotors vom Einschalten der Handwerkzeugmaschine, insbesondere ab einer Mindestdrehzahl, bis zum Erreichen einer maximalen Drehzahl für die jeweilige Betriebsart erfasst. Unter einem „Drehzahlwert“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere die Drehzahl der Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine oder des Elektromotors verstanden werden. Es ist auch denkbar, dass die Sensoreinheit und/oder die Auswerteeinheit zumindest einen Teil der Betriebsdaten von einer Gerätesteuerung der Handwerkzeugmaschine erhalten. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Betriebsart einer Handwerkzeugmaschine vorteilhaft genau und insbesondere einfach mittels einer Datenerfassung bestimmt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in einem Prüfschritt die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters geprüft wird. Der Prüfschritt ist insbesondere ein Teilschritt des Betriebsartenerkennungsschritts. Vorzugsweise wird im Prüfschritt eine Zeit erfasst, in welcher sich der Ein- und Ausschalter in betätigter, insbesondere gedrückter, Schaltstellung befindet. Während des Prüfschritts wird die erfasste Schaltstellung und die Zeit in der jeweiligen Schaltstellung mit der Vergleichswertetabelle abgeglichen. Die Vergleichswertetabelle umfasst vorzugsweise in einer ersten der zumindest vier Vergleichswertespalten Vergleichsdaten. Insbesondere zeigen die Vergleichsdaten der ersten Vergleichswertspalte an, wie lange sich der Ein- und Ausschalter in einer betätigten Schaltstellung befinden muss, damit der Betrieb einer Betriebsart zugewiesen werden kann. Vorzugsweise zeigen die Vergleichsdaten der ersten Vergleichswertspalte an, dass zur Betriebsartenerkennung der Ein- und Ausschalter zumindest 0,3 Sekunden, bevorzugt 0,4 Sekunden und besonders bevorzugt zumindest 0,5 Sekunden betätigt sein muss. Im Prüfschritt wird insbesondere geprüft, ob der Ein- und Ausschalter lange genug betätigt wird. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann vorteilhaft sicher festgestellt werden, ob ein Betrieb der Handwerkzeugmaschine lang genug gedauert hat, um eine Betriebsart festzustellen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in einem ersten Klassifizierungsschritt ein Mittelwert und eine Steigung des Stromwerts klassifiziert werden. Der erste Klassifizierungsschritt ist insbesondere ein Teilschritt des Betriebsartenerkennungsschritts. Der erste Klassifizierungsschritt wird vorzugsweise nach dem Prüfschritt durchgeführt. Vorzugsweise weist eine zweite der zumindest vier Vergleichswertspalten Vergleichsdaten für die Stromwerte aus, welche im Datenerfassungsschritt erfasst werden. Die Vergleichsdaten der Stromwerte sind insbesondere in zumindest vier Mittelwertklassen für Mittelwerte und zumindest drei Steigungsklassen für die Steigung des Stromwerts aufgeteilt. Die Steigung und der Mittelwert beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine werden vorzugsweise im Datenerfassungsschritt ermittelt. Insbesondere werden während des Datenerfassungsschritts ein gleitender Mittelwert, ein Minimum und ein Maximum des Stromwerts während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine ermittelt. Insbesondere wird die Steigung des Stromwerts im Datenerfassungsschritt bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts ermittelt. Der Schwellenwert liegt vorzugsweise bei 0,3 A, bevorzugt bei 0,6 A und besonders bevorzugt bei 1 A. Im Klassifizierungsschritt werden der ermittelte Mittelwert, insbesondere der gleitende Mittelwert, und die Steigung des Stromwerts in die jeweiligen Klassen der zweiten Vergleichswertespalte eingeteilt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens können Stromwerte vorteilhaft einfach und aussagekräftig in verschiedene Klassen eingeteilt werden, um daraus eine Betriebsart abzuleiten.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in einem zweiten Klassifizierungsschritt ein Mittelwert und eine Steigung des Beschleunigungswerts klassifiziert werden. Der zweite Klassifizierungsschritt wird vorzugsweise nach dem Prüfschritt durchgeführt. Der zweite Klassifizierungsschritt ist insbesondere ein Teilschritt des Betriebsartenerkennungsschritts. Vorzugsweise weist eine dritte der zumindest vier Vergleichswertespalten Vergleichsdaten für die Beschleunigungswerte auf, welche im Datenerfassungsschritt erfasst werden. Die Vergleichsdaten der Beschleunigungswerte sind insbesondere in zumindest vier Mittelwertklassen für Mittelwerte und zumindest drei Steigungsklassen für die Steigung des Beschleunigungswerts aufgeteilt. Die Steigung und der Mittelwert des Beschleunigungswerts beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine werden vorzugsweise im Datenerfassungsschritt ermittelt. Insbesondere werden während des Datenerfassungsschritts ein gleitender Mittelwert, ein Minimum und ein Maximum des Beschleunigungswerts während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine ermittelt. Insbesondere wird die Steigung des Beschleunigungswerts im Datenerfassungsschritt bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts ermittelt. Der Schwellenwert ist vorzugsweise 20 m/s², bevorzugt 35 m/s² und besonders bevorzugt 50 m/s². Im Klassifizierungsschritt werden der ermittelte Mittelwert, insbesondere der gleitende Mittelwert, und die Steigung des Beschleunigungswerts in die jeweiligen Klassen der dritten Vergleichswertespalte eingeteilt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens können Beschleunigungswerte vorteilhaft einfach und aussagekräftig in verschiedene Klassen eingeteilt werden, um daraus eine Betriebsart abzuleiten.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in einem dritten Klassifizierungsschritt ein Mittelwert und eine Steigung des Drehzahlwerts klassifiziert werden. Der dritte Klassifizierungsschritt wird vorzugsweise nach dem Prüfschritt durchgeführt. Der dritte Klassifizierungsschritt ist insbesondere ein Teilschritt des Betriebsartenerkennungsschritts. Vorzugsweise weist eine vierte der zumindest vier Vergleichswertespalten Vergleichsdaten für die Drehzahlwerte aus dem Datenerfassungsschritt auf. Die Vergleichsdaten des Drehzahlwerts sind insbesondere in zumindest drei Mittelwertklassen für Mittelwerte und zumindest zwei Steigungsklassen für die Steigung des Drehzahlwerts aufgeteilt. Die Steigung und der Mittelwert des Drehzahlwerts beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine werden vorzugsweise im Datenerfassungsschritt ermittelt. Insbesondere werden während des Datenerfassungsschritts ein gleitender Mittelwert, ein Minimum und ein Maximum des Drehzahlwerts während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine ermittelt. Insbesondere wird die Steigung des Drehzahlwerts im Datenerfassungsschritt bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts ermittelt. Der Schwellenwert liegt vorzugsweise bei 5000 rpm, bevorzugt bei 10000 rpm und besonders bevorzugt bei 18000 rpm. Im Klassifizierungsschritt werden der ermittelte Mittelwert, insbesondere der gleitende Mittelwert, und die Steigung des Drehzahlenwerts in die jeweiligen Klassen der vierten Vergleichswertespalte eingeteilt. Im Betriebsartenerkennungsschritt wird vorzugsweise mittels der Einteilung der Strom-, Beschleunigungs- und Drehzahlwerte in jeweils eine Klasse eine Betriebsart der Handwerkzeugmaschine abgeleitet. Vorzugsweise erfolgt beim Betriebsartenerkennungsschritt, insbesondere nach dem Prüfschritt und den drei Klassifizierungsschritten, eine Zuordnung. Insbesondere werden die Betriebsdaten bei jedem Betrieb der Handwerkzeugmaschine in zumindest drei Mittelwertklassen und zumindest drei Steigungsklassen eingeordnet. Die Zuordnung weist vorzugsweise für jede Betriebsart zumindest eine Kombination der drei Mittelwertklassen und drei Steigungsklassen zur eindeutigen Erfassung der Betriebsart auf. Die Kombination weist vorzugsweise eine erste Zusammenstellung von einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse der Stromwerte, eine zweite Zusammenstellung von einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse der Beschleunigungswerte und eine dritte Zusammenstellung aus einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse der Drehzahlwerte. Vorzugsweise weist die Zuordnung für jede Betriebsart zumindest eine Kombination mit drei jeweiligen Zusammenstellungen von Mittelwertklassen und Steigungsklassen auf. Es ist denkbar, dass Betriebsarten mehreren Kombinationen zugewiesen sind. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann vorteilhaft eine Betriebsart einer Handwerkzeugmaschine mittels einer vorteilhaft einfachen Zuordnung von Betriebsdaten abgeleitet werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in einem Erhebungsschritt, insbesondere vor der Produktion der Handwerkzeugmaschine und insbesondere während der Entwicklungsphase, die Vergleichswertetabelle durch eine Betriebsartenmessung erstellt wird. Vorzugsweise werden beim Erhebungsschritt verschiedene Messungen durchgeführt, bei denen Strom-, Beschleunigungs- und Drehzahlwerte der Handwerkzeugmaschine in jeder möglichen Betriebsart aufgezeichnet werden. Die im Erhebungsschritt gemessenen Werte werden vorzugsweise auf der Speichereinheit, insbesondere dem Flash-Speicher, der Handwerkzeugmaschine gespeichert. Vorzugsweise werden die Werte aus dem Erhebungsschritt genutzt, um die Klassen der Vergleichswertetabelle zu definieren. Die Vergleichswertetabelle weist vorzugsweise für jede mögliche Betriebsart zumindest eine Kombination aus drei Mittelwertklassen und drei Steigungsklassen auf. Bevorzugt wird die Kombination zur Bestimmung der Betriebsart mit einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse aus der zweiten Vergleichswertespalte, einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse aus der dritten Vergleichswertespalte und einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse aus der vierten Vergleichswertespalte der Vergleichswertetabelle bestimmt. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens können die verschiedenen Klassen der Vergleichswertetabelle vorteilhaft genau und insbesondere verlässlich verwendet werden, um eine Betriebsart der Handwerkzeugmaschine zu bestimmen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Vergleichswertetabelle in einem Aktualisierungsschritt, insbesondere in einem regelmäßigen Zeitabstand, aktualisiert wird. Insbesondere beträgt der regelmäßige Zeitabstand maximal ein Jahr, vorzugsweise sechs Monate, bevorzugt drei Monate und besonders bevorzugt einen Monat. Vorzugsweise werden beim Aktualisierungsschritt zumindest die Werte in den Klassen der Vergleichswertetabelle aktualisiert. Bevorzugt werden beim Aktualisierungsschritt die Klassen für die Klassifizierungsschritte aktualisiert. Darunter, dass die Werte der Vergleichswertetabelle aktualisiert werden, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Werte der Vergleichswertetabelle mit weiteren Werten erweitert, dass Werte aus der Vergleichswertetabelle gestrichen und/oder dass Werte aus der Vergleichswertetabelle durch weitere Werte ersetzt werden. Darunter, dass die Klassen der Vergleichswertetabelle aktualisiert werden, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Wertebereiche, welche die Klassen definieren, verändert, insbesondere verkleinert oder vergrößert, werden, dass neue Klassen in die Vergleichswertetabelle aufgenommen und/oder dass bestehende Klassen aus der Vergleichswertetabelle entfernt werden. Vorzugsweise werden beim Aktualisierungsschritt Erfahrungswerte, welche während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine gesammelt wurden, verwendet, um die Vergleichswertetabelle zu aktualisieren. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann eine vorteilhaft genaue und zuverlässige Betriebsartenerkennung einer Handwerkzeugmaschine bereitgestellt werden. Vorteilhaft können aktuelle empirische Vergleichswerte zum Aktualisieren einer Vergleichswertetabelle verwendet werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in dem Ausgabeschritt dem Benutzer Rückmeldung über zumindest die Restlebensdauer, die Betriebsarten und deren Betriebszeiten mittels eines HMIs angezeigt und/oder drahtlos auf ein Endgerät übertragen wird. Der Ausgabeschritt wird vorzugsweise zeitlich nach dem Berechnungsschritt ausgeführt. Vorzugsweise wird dem Benutzer beim Ausgabeschritt die aktuelle Betriebsart mittels eines optischen Ausgabegeräts angezeigt. Das optische Ausgabegerät ist vorzugsweise als eine LED und/oder als ein Display ausgebildet. Es sind auch weitere, einem Fachmann für sinnvoll erscheinende optische Ausgabegeräte verwendbar, welche verschiedene Betriebsarten kenntlich machen können. Das HMI ist vorzugsweise an der Handwerkzeugmaschine angeordnet. Bevorzugt ist das HMI als ein Display, ein Touchscreen oder ein vergleichbares, einem Fachmann für sinnvoll erscheinendes HMI ausgebildet, welches dazu vorgesehen ist, eine Restlebensdauer, eine Betriebsart und deren Betriebszeit anzuzeigen. Insbesondere wird einem Benutzer die aktuelle Betriebsart während des Ausgabeschritts, insbesondere mittels des HMIs, des optischen Ausgabegeräts und/oder des Endgeräts, ausgegeben. Während des Ausgabeschritts wird vorzugsweise die aktuelle Betriebszeit in der aktuellen Betriebsart der Handwerkzeugmaschine, insbesondere mittels des HMIs und/oder des Endgeräts, ausgegeben. Vorzugsweise werden beim drahtlosen Übertragen zumindest die Daten der Lebensdauer, der Betriebsart und deren Betriebszeit mittels Bluetooth auf ein Endgerät übertragen. Vorzugsweise weist die Handwerkzeugmaschine zur drahtlosen Datenübertragung ein Bluetooth-Modul auf. Es ist auch denkbar, dass die Daten der Lebensdauer, der Betriebsart und deren Betriebszeit mittels einer anderen, einem Fachmann für sinnvoll erscheinenden drahtlosen Verbindungsart, welche dazu geeignet ist, Daten von einer Handwerkzeugmaschine an ein Endgerät zu senden, übertragen werden, beispielsweise mittels einer Zigbee, Z-Wave, 6LoWPAN, NFC, WiFi Direct, GSM, LTE, NB-loT,LTE-M, Z-Wave Long Range, Thread, HomeKit, DotDot und/oder einer Sidewalk Verbindung. Das Endgerät ist vorzugsweise als ein Smartphone, ein Laptop, ein Computer und/oder ein Tablet ausgebildet. Die Daten der Lebensdauer, der Betriebsart und deren Betriebszeit könnten auch an ein anderes, einem Fachmann für sinnvoll erscheinendes Endgerät übertragen werden, welches es ermöglicht, einem Benutzer diese Daten anzuzeigen. Vorzugsweise wird beim Ausgabeschritt der Benutzer darüber informiert, wenn eine kritische Restlebensdauer erreicht wird. Der Benutzer wird insbesondere mittels des HMIs, des optischen Ausgabegeräts und/oder des Endgeräts bei Erreichen der kritischen Restlebensdauer informiert. Durch die Ausgestaltung des Verfahrens kann vorteilhaft ein Benutzer über die Restlebensdauer, die Betriebsart und deren Betriebszeit einer Handwerkzeugmaschine informiert werden. Es kann vorteilhaft eine Warnung bei Erreichen einer kritischen Restlebensdauer ausgegeben werden.
Ferner wird eine Handwerkzeugmaschine mit zumindest einer Elektronikvorrichtung vorgeschlagen, welche zumindest eine Speichereinheit, eine Auswerteeinheit und eine Sensoreinheit umfasst, und mit zumindest einem HMI zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer Restlebensdauer. Die Sensoreinheit ist vorzugsweise zumindest dazu vorgesehen, die Betriebsdaten, insbesondere die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters und/oder zumindest die Strom-, Beschleunigungs- oder Drehzahlwerte des aktuellen Betriebs der Handwerkzeugmaschine, und die Betriebszeit zu erfassen. Die Sensoreinheit ist bevorzugt dazu eingerichtet, die erfassten Betriebsdaten und die Betriebszeit der Auswerteeinheit bereitzustellen. Die Sensoreinheit weist vorzugsweise ein Strommessgerät zum Messen der Stromwerte auf. Vorzugsweise ist das Strommessgerät schaltungstechnisch derart angeordnet, dass die Stromwerte zwischen dem Elektromotor und der Stromquelle, insbesondere dem Akku, der Handwerkzeugmaschine gemessenwerden. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit eine Schaltstellungserkennung auf, welche mittels eines Sensors die Schaltstellung des Betriebsartenwahlschalters erfasst. Die Sensoreinheit weist vorzugsweise einen weiteren Sensor auf, um die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters zu erfassen. Bevorzugt weist die Sensoreinheit einen Laufzeitsensor auf, welcher dazu vorgesehen ist, die Betriebszeit der Handwerkzeugmaschine zu erfassen. Insbesondere ist der Laufzeitsensor dazu vorgesehen, die Zeit zu erfassen, in welcher der Ein- und Ausschalter betätigt, insbesondere gedrückt, ist. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit zumindest einen Drehzahlsensor auf, welcher dazu vorgesehen ist, die Drehzahlwerte der Handwerkzeugmaschine zu erfassen. Insbesondere ist der Drehzahlsensor dazu vorgesehen, die Drehzahlwerte der Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine und/oder des Elektromotors der Handwerkzeugmaschine zu erfassen. Der Drehzahlsensor ist vorzugsweise als ein Hall-Effekt-Sensor, ein induktiver Sensor, ein oszillatorischer Sensor oder ein anderer, einem Fachmann für sinnvoll erscheinender Sensor ausgebildet, welcher dazu geeignet ist, die Drehzahlwerte der Handwerkzeugmaschine zu erfassen. Vorzugsweise weist die Sensoreinheit zumindest einen Beschleunigungssensor zur Messung der Beschleunigungswerte der Handwerkzeugmaschine auf. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu vorgesehen, die Betriebsdaten und die Betriebszeit, welche insbesondere von der Sensoreinheit erfasst werden, mit der Vergleichswertetabelle abzugleichen. Die Auswerteeinheit ist bevorzugt dazu vorgesehen, die Betriebsdaten mittels der Vergleichswertetabelle zu klassifizieren. Die Auswerteeinheit ist insbesondere derart eingerichtet, dass sie anhand des Abgleichs der Betriebsdaten mit der Vergleichstabelle, insbesondere anhand der Klassifizierung, die Betriebsart der Handwerkzeugmaschine ableitet. Bevorzugt ist die Auswerteeinheit dazu vorgesehen, insbesondere mittels der Betriebsart und der Betriebszeit, eine Restlebensdauer der Handwerkzeugmaschine zu berechnen. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu vorgesehen, die berechnete Restlebensdauer, die Betriebsart und deren Betriebszeit an eine Ausgabeeinheit der Handwerkzeugmaschine weiterzuleiten. Es ist denkbar, dass die Sensoreinheit einen Teil der Gerätesteuerung der Handwerkzeugmaschine ausbildet. Vorzugsweise ist die Gerätesteuerung derart ausgebildet, dass Betriebsdaten wie die Schaltstellung des Betriebsartenwahlschalters, die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters, die Drehzahlwerte, die Stromwerte und/oder die Beschleunigungswerte der Handwerkzeugmaschine, welche benötigt werden, um die Handwerkzeugmaschine zu betreiben, an die Sensoreinheit und/oder direkt an die Auswerteeinheit weitergeleitet werden. Unter einer „Gerätesteuerung“ der Handwerkzeugmaschine soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, welche die Handwerkzeugmaschine in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Betriebsartenwahlschalters und/oder des Ein- und Ausschalters steuert. Die Ausgabeeinheit ist bevorzugt dazu vorgesehen, zumindest die berechnete Restlebensdauer, die Betriebsart und deren Betriebszeit und/oder ein Signal beim Erreichen einer kritischen Restlebensdauer mittels des HMIs, des optischen Ausgabegeräts und/oder drahtlos an das Endgerät zu übertragen. Vorzugsweise weist die Ausgabeeinheit zur drahtlosen Übertragung von Daten an das Endgerät das Bluetooth-Modul auf. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Handwerkzeugmaschine eine andere Verbindungsart zum drahtlosen Übertragen von Daten aufweist, beispielsweise eine Zigbee, Z-Wave, 6LoWPAN, NFC, WiFi Direct, GSM, LTE, NB-loT,LTE-M, Z-Wave Long Range, Thread, HomeKit, DotDot und/oder eine Sidewalk Verbindung. Das HMI ist vorzugsweise als ein Display und/oder als ein Touchscreen ausgebildet. Das optische Ausgabeelement ist vorzugsweise als eine LED und/oder als ein Display ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschine kann die Restlebensdauer der Handwerkzeugmaschine vorteilhaft direkt von der Handwerkzeugmaschine berechnet und einem Benutzer ausgegeben werden. Es können vorteilhaft die Betriebsart und die Betriebszeit einem Benutzer angezeigt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Restlebensdauer einer Handwerkzeugmaschine und die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Restlebensdauer einer Handwerkzeugmaschine und die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, 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.
Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in einer schematischen Darstellung,
2 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Berechnen einer Restlebensdauer in einer schematischen Darstellung,
3 das erfindungsgemäße Verfahren zum Berechnen der Restlebensdauer in einer schematischen Darstellung und
4 eine schematische Vergleichswertetabelle mit verschiedenen Klassen in einer schematischen Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine 12 mit einer Elektronikvorrichtung, welche eine Speichereinheit 30, eine Auswerteeinheit 32 und eine Sensoreinheit 34 umfasst, und mit einem HMI 36. Die Handwerkzeugmaschine 12 ist dazu vorgesehen, ein Verfahren 10 zum Bestimmen einer Restlebensdauer 54 durchzuführen. Die Sensoreinheit 34 ist dazu vorgesehen, Betriebsdaten 58, insbesondere eine Schaltstellung eines Ein- und Ausschalters 40 und/oder Strom-, Beschleunigungs- oder Drehzahlwerte des aktuellen Betriebs der Handwerkzeugmaschine 12, und eine Betriebszeit zu erfassen. Die Sensoreinheit 34 weist ein Strommessgerät zum Messen der Stromwerte auf. Das Strommessgerät ist schaltungstechnisch derart angeordnet, dass die Stromwerte zwischen einem Elektromotor und einer Stromquelle, insbesondere einem Akku, der Handwerkzeugmaschine 12 gemessen werden. Die Sensoreinheit 34 weist eine Schaltstellungserkennung auf, welche mittels eines Sensors eine Schaltstellung eines Betriebsartenwahlschalters 84 erfasst. Die Sensoreinheit 34 weist einen weiteren Sensor auf, um die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters 40 zu erfassen. Die Sensoreinheit 34 weist einen Laufzeitsensor auf, welcher dazu vorgesehen ist, die Betriebszeit der Handwerkzeugmaschine 12 zu erfassen. Die Sensoreinheit 34 weist einen Drehzahlsensor auf, welcher dazu vorgesehen ist, die Drehzahlwerte der Handwerkzeugmaschine 12 zu erfassen. Die Sensoreinheit 34 weist einen Beschleunigungssensor zur Messung der Beschleunigungswerte der Handwerkzeugmaschine 12 auf. Die Auswerteeinheit 32 ist dazu vorgesehen, die Betriebsdaten 58 und die Betriebszeit, welche insbesondere von der Sensoreinheit 34 erfasst werden, mit einer Vergleichswertetabelle 56 abzugleichen. Es ist denkbar, dass die Sensoreinheit 34 als ein Teil der Gerätesteuerung der Handwerkzeugmaschine 12 ausgebildet ist. Die Gerätesteuerung ist derart ausgebildet, dass Betriebsdaten 58 wie die Schaltstellung des Betriebsartenwahlschalters 84, die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters 40, die Drehzahlwerte, die Stromwerte und/oder die Beschleunigungswerte der Handwerkzeugmaschine 12, welche benötigt werden um die Handwerkzeugmaschine 12 zu betreiben, an die Sensoreinheit 34 und/oder direkt an die Auswerteeinheit 32 weitergeleitet werden. Die Ausgabeeinheit ist dazu vorgesehen, die berechnete Restlebensdauer 54, eine Betriebsart 52 und deren Betriebszeit und/oder ein Signal beim Erreichen einer kritischen Restlebensdauer 54 mittels des HMIs 36, eines optischen Ausgabegeräts 38 und/oder drahtlos an ein Endgerät 46 zu übertragen. Die Ausgabeeinheit weist zur drahtlosen Übertragung von Daten an das Endgerät 46 ein Bluetooth-Modul auf. Das HMI 36 ist als ein Touchscreen ausgebildet. Das optische Ausgabegerät 38 ist als eine LED ausgebildet.
2 zeigt ein Verfahren 10 zum Bestimmen der Restlebensdauer 54 der Handwerkzeugmaschine 12, wobei in einem Betriebsartenerkennungsschritt 14 die Betriebsart 52 der Handwerkzeugmaschine 12 mittels eines Abgleichs der Betriebsdaten 58 der Handwerkzeugmaschine 12 mit einer auf der Handwerkzeugmaschine 12 gespeicherten Vergleichswertetabelle 56 und/oder mittels einer Schaltstellungserkennung des Betriebsartenwahlschalters 84 erkannt wird. In einem Berechnungsschritt 16 wird die Restlebensdauer 54 der Handwerkzeugmaschine 12 über zumindest der Betriebsart 52 und deren Betriebszeit berechnet und in einem Ausgabeschritt 18 einem Benutzer der Handwerkzeugmaschine 12 ausgegeben. Die Handwerkzeugmaschine 12 weist verschiedene Betriebsarten 52 auf. Im Betriebsartenerkennungsschritt 14 wird die Betriebsart 52 der Handwerkzeugmaschine 12 mittels des Abgleichs der Betriebsdaten 58 der Handwerkzeugmaschine 12 mit der auf der Handwerkzeugmaschine 12 gespeicherten Vergleichswertetabelle 56 erkannt. Die Vergleichswertetabelle 56 weist vier Vergleichswertespalten auf. Jede der Vergleichswertespalten weist vorzugsweise Werte zum Abgleich mit den Betriebsdaten 58 der Handwerkzeugmaschine 12 auf. Es ist denkbar, dass im Betriebsartenerkennungsschritt 14 die Betriebsart 52 der Handwerkzeugmaschine 12 mittels einer Schaltstellungserkennung des Betriebsartenwahlschalters 84 erkannt wird. Die Schaltstellungserkennung sendet in einem Verfahrensschritt ein Signal an die Auswerteeinheit 32 der Handwerkzeugmaschine 12. Die Auswerteeinheit 32 wertet in einem Verfahrensschritt anhand des Signals der Schaltstellungserkennung die Betriebsart 52 der Handwerkzeugmaschine 12 aus. Aus der Betriebsart 52 und deren Betriebszeit wird eine Betriebsdauer der Handwerkzeugmaschine 12 erfasst. Im Ausgabeschritt 18 wird die Betriebsdauer ausgegeben.
Der Betriebsartenerkennungsschritt 14, der Berechnungsschritt 16 und der Ausgabeschritt 18 werden bei jedem Einschalten 48 der Handwerkzeugmaschine 12 durchgeführt. Die Handwerkzeugmaschine 12 speichert in einem Speicherschritt 20 alle Betriebsdaten 58, Betriebsarten 52 und/oder deren Betriebszeiten in der Speichereinheit 30, insbesondere in einem Flash-Speicher, der Handwerkzeugmaschine 12 (2). Zum Einschalten 48 der Handwerkzeugmaschine 12 wird der Ein- und Ausschalter 40 der Handwerkzeugmaschine 12 betätigt, insbesondere gedrückt. Der Ein- und Ausschalter 40 wird in einem Verfahrensschritt von einem Benutzer der Handwerkzeugmaschine 12 betätigt. Die Handwerkzeugmaschine 12 ist eingeschaltet, wenn der Ein- und Ausschalter 40 von dem Benutzer betätigt, insbesondere gedrückt, ist. Die Handwerkzeugmaschine 12 schaltet sich beim Lösen des Ein- und Ausschalters 40 aus. Im Berechnungsschritt 16 wird die Restlebensdauer 54 nach jedem Einschalten 48 neu berechnet. Im Ausgabeschritt 18 wird dem Benutzer die aktuelle Restlebensdauer 54 nach jedem Einschalten 48, insbesondere nach jedem Ausschalten, angezeigt. Im Speicherschritt 20 wird die aktuelle Restlebensdauer 54 in der Speichereinheit 30 gespeichert.
In einem Datenerfassungsschritt 22 werden die Betriebsdaten 58 der Handwerkzeugmaschine 12, insbesondere eine Schaltstellung des Ein- und Ausschalters 40 und/oder zumindest ein Strom-, Beschleunigungs- oder Drehzahlwert des aktuellen Betriebs der Handwerkzeugmaschine 12, erfasst (2). Die Handwerkzeugmaschine 12 weist die Sensoreinheit 34 auf, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil der Betriebsdaten 58 zu erfassen. Die Sensoreinheit 34 erfasst während des Datenerfassungsschritts 22 die Stromwerte beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine 12. Die Stromwerte der Handwerkzeugmaschine 12 werden schaltungstechnisch zwischen dem Elektromotor und einer Stromquelle, insbesondere einem Akku, der Handwerkzeugmaschine 12 gemessen. Die Sensoreinheit 34 erfasst im Datenerfassungsschritt 22 die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters 40. Im Datenerfassungsschritt 22 erfasst die Sensoreinheit 34 die Betriebszeit, in welcher die Handwerkzeugmaschine 12 eingeschaltet ist.
In einem Prüfschritt 50 wird die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters 40 geprüft (3). Der Prüfschritt 50 ist ein Teilschritt des Betriebsartenerkennungsschritts 14. Im Prüfschritt 50 wird eine Zeit erfasst, in welcher sich der Ein- und Ausschalter 40 in betätigter, insbesondere gedrückter, Schaltstellung befindet. Während des Prüfschritts 50 werden die erfasste Schaltstellung und die Zeit in der jeweiligen Schaltstellung mit der Vergleichswertetabelle 56 abgeglichen. Die Vergleichswertetabelle 56 umfasst in einer ersten der zumindest vier Vergleichswertespalten Vergleichsdaten. Die Vergleichsdaten der ersten Vergleichswertspalte zeigen an, wie lange sich der Ein- und Ausschalter 40 in einer betätigten Schaltstellung befinden muss, damit der Betrieb einer Betriebsart 52 zugewiesen werden kann. Die Vergleichsdaten der ersten Vergleichswertspalte zeigen an, dass zur Betriebsartenerkennung der Ein- und Ausschalter 40 zumindest 0,3 Sekunden, bevorzugt 0,4 Sekunden und besonders bevorzugt zumindest 0,5 Sekunden betätigt sein muss. Im Prüfschritt 50 wird geprüft, ob der Ein- und Ausschalter 40 lange genug betätigt wird.
In einem ersten Klassifizierungsschritt 24 werden ein Mittelwert und eine Steigung des Stromwerts klassifiziert (3). Der erste Klassifizierungsschritt 24 ist ein Teilschritt des Betriebsartenerkennungsschritts 14. Der erste Klassifizierungsschritt 24 wird nach dem Prüfschritt 50 durchgeführt. Eine zweite der zumindest vier Vergleichswertspalten weist Vergleichsdaten für die Stromwerte aus dem Datenerfassungsschritt 22 auf. Die Vergleichsdaten der Stromwerte sind in vier Mittelwertklassen 60, 62, 64, 66 für Mittelwerte und drei Steigungsklassen 68, 70, 72 für die Steigung des Stromwerts aufgeteilt. Die Steigung und der Mittelwert beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine 12 werden im Datenerfassungsschritt 22 ermittelt. Während des Datenerfassungsschritts 22 werden ein gleitender Mittelwert, ein Minimum und ein Maximum des Stromwerts während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine 12 ermittelt. Die Steigung des Stromwerts wird im Datenerfassungsschritt 22 bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts ermittelt. Im Klassifizierungsschritt 24 werden der ermittelte Mittelwert, insbesondere der gleitende Mittelwert, und die Steigung des Stromwerts in die jeweiligen Klassen der zweiten Vergleichswertespalte eingeteilt. Die erste Mittelwertklasse 60 umfasst alle gemittelten Stromwerte, welche größer sind als 50 A. Die zweite Mittelwertklasse 62 umfasst alle gemittelten Stromwerte, welche zwischen 12 A und 50 A sind. Die dritte Mittelwertklasse 64 umfasst alle gemittelten Stromwerte, welche zwischen 1 A und 12 A liegen. Die vierte Mittelwertklasse 66 umfasst alle gemittelten Stromwerte, welche kleiner sind als 1 A. Die erste Steigungsklasse 68 umfasst alle Steigungen der Stromwerte, welche größer sind als 50 A. Die zweite Steigungsklasse 70 umfasst alle Steigungen der Stromwerte, welche zwischen 12 A und 50 A liegen. Die dritte Steigungsklasse 72 umfasst alle Steigungen der Stromwerte, welche zwischen 1 A und 12 A liegen.
In einem zweiten Klassifizierungsschritt 26 werden ein Mittelwert und eine Steigung des Beschleunigungswerts klassifiziert (3). Der zweite Klassifizierungsschritt 26 wird nach dem Prüfschritt 50 durchgeführt. Der zweite Klassifizierungsschritt 26 ist ein Teilschritt des Betriebsartenerkennungsschritts 14. Eine dritte der zumindest vier Vergleichswertespalten weist Vergleichsdaten für die Beschleunigungswerte aus dem Datenerfassungsschritt 22 auf. Die Vergleichsdaten der Beschleunigungswerte sind in vier Mittelwertklassen für Mittelwerte und drei Steigungsklassen für die Steigung des Beschleunigungswerts aufgeteilt. Die Steigung und der Mittelwert des Beschleunigungswerts beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine 12 werden im Datenerfassungsschritt 22 ermittelt. Während des Datenerfassungsschritts 22 werden ein gleitender Mittelwert, ein Minimum und ein Maximum des Beschleunigungswerts während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine 12 ermittelt. Die Steigung des Beschleunigungswerts wird im Datenerfassungsschritt 22 bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts ermittelt. Im zweiten Klassifizierungsschritt 26 werden der ermittelte Mittelwert, insbesondere der gleitende Mittelwert, und die Steigung des Beschleunigungswerts in die jeweiligen Klassen der dritten Vergleichswertespalte eingeteilt. Die erste Mittelwertklasse 60' der Beschleunigungswerte umfasst alle gemittelten Beschleunigungswerte, welche größer sind als 200 m/s². Die zweite Mittelwertklasse 62' der Beschleunigungswerte umfasst alle gemittelten Beschleunigungswerte, welche zwischen 100 m/s² und 200 m/s² liegen. Die dritte Mittelwertklasse 64' der Beschleunigungswerte umfasst alle gemittelten Beschleunigungswerte, welche zwischen 50 m/s² und 100 m/s² liegen. Die vierte Mittelwertklasse 66' der Beschleunigungswerte umfasst alle gemittelten Beschleunigungswerte, welche kleiner sind als 50 m/s². Die erste Steigungsklasse 68' der Beschleunigungswerte umfasst alle Steigungen der Beschleunigungswerte, welche größer sind als 200 m/s². Die zweite Steigungsklasse 70' der Beschleunigungswerte umfasst alle Steigungen der Beschleunigungswerte, welche zwischen 50 m/s² und 200 m/s² liegen. Die dritte Steigungsklasse 72' der Beschleunigungswerte umfasst alle Steigungen der Beschleunigungswerte, welche zwischen 0 m/s² und 50 m/s² liegen.
In einem dritten Klassifizierungsschritt 28 werden ein Mittelwert und eine Steigung des Drehzahlwerts klassifiziert. Der dritte Klassifizierungsschritt 28 wird nach dem Prüfschritt 50 durchgeführt. Der dritte Klassifizierungsschritt 28 ist ein Teilschritt des Betriebsartenerkennungsschritts 14. Eine vierte der zumindest vier Vergleichswertespalten weist Vergleichsdaten für die Drehzahlwerte aus dem Datenerfassungsschritt 22 auf. Die Vergleichsdaten des Drehzahlwerts sind in drei Mittelwertklassen für Mittelwerte und zwei Steigungsklassen für die Steigung des Drehzahlwerts aufgeteilt. Die Steigung und der Mittelwert des Drehzahlwerts beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine 12 werden im Datenerfassungsschritt 22 ermittelt. Während des Datenerfassungsschritts 22 werden ein gleitender Mittelwert, ein Minimum und ein Maximum des Drehzahlwerts während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine 12 ermittelt. Die Steigung des Drehzahlwerts wird im Datenerfassungsschritt 22 bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts ermittelt. Im dritten Klassifizierungsschritt 28 werden der ermittelte Mittelwert, insbesondere der gleitende Mittelwert, und die Steigung des Drehzahlwerts in die jeweiligen Klassen der vierten Vergleichswertespalte eingeteilt. Im Betriebsartenerkennungsschritt 14 wird mittels der Einteilung der Strom-, Beschleunigungs- und Drehzahlwerte in jeweils eine Klasse eine Betriebsart 52 der Handwerkzeugmaschine 12 abgeleitet. Die erste Mittelwertklasse 60" der Drehzahlwerte umfasst alle gemittelten Drehzahlwerte, welche größer sind als 20000 rpm. Die zweite Mittelwertklasse 62" der Drehzahlwerte umfasst alle gemittelten Drehzahlwerte, welche zwischen 18000 rpm und 20000 rpm liegen. Die dritte Mittelwertklasse 64" der Drehzahlwerte umfasst alle gemittelten Drehzahlwerte, welche kleiner sind als 18000 rpm. Die erste Steigungsklasse 68" der Drehzahlwerte umfasst alle Steigungen der Drehzahlwerte, welche zwischen 500 rpm und 1000 rpm liegen. Die zweite Steigungsklasse 70" der Drehzahlwerte umfasst alle Steigungen der Drehzahlwerte, welche kleiner sind als 500 rmp.
In einem Erhebungsschritt 42, insbesondere vor der Produktion der Handwerkzeugmaschine 12 und insbesondere während der Entwicklungsphase, wird die Vergleichswertetabelle 56 durch eine Betriebsartenmessung erstellt (4). Beim Erhebungsschritt 42 werden verschiedene Messungen durchgeführt, bei denen Strom-, Beschleunigungs- und Drehzahlwerte der Handwerkzeugmaschine 12 in jeder möglichen Betriebsart aufgezeichnet werden. Die im Erhebungsschritt 42 gemessenen Werte werden auf der Speichereinheit 30, insbesondere dem Flash-Speicher, der Handwerkzeugmaschine 12 gespeichert. Die Werte aus dem Erhebungsschritt 42 werden genutzt, um die Klassen der Vergleichswertetabelle 56 zu definieren. Die Vergleichswertetabelle 56 weist für jede mögliche Betriebsart 52 zumindest eine Kombination aus drei Mittelwertklassen und drei Steigungsklassen auf. Die Kombination wird zur Bestimmung der Betriebsart 52 mit einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse aus der zweiten Vergleichswertespalte, einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse aus der dritten Vergleichswertespalte und einer Mittelwertklasse und einer Steigungsklasse aus der vierten Vergleichswertespalte der Vergleichswertetabelle bestimmt.
Die Vergleichswertetabelle 56 wird in einem Aktualisierungsschritt 44, insbesondere in einem regelmäßigen Zeitabstand, aktualisiert (2). Der regelmäßige Zeitabstand beträgt maximal ein Jahr, vorzugsweise sechs Monate, bevorzugt drei Monate und besonders bevorzugt einen Monat. Beim Aktualisierungsschritt 44 werden die Werte in den Klassen der Vergleichswertetabelle 56 aktualisiert. Beim Aktualisierungsschritt 44 werden die Klassen für die Klassifizierungsschritte 24, 26, 28 aktualisiert. Beim Aktualisierungsschritt 44 werden Erfahrungswerte, welche während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine 12 gesammelt wurden, verwendet um die Vergleichswertetabelle 56 zu aktualisieren.
In dem Ausgabeschritt 18 wird dem Benutzer Rückmeldung über zumindest die Restlebensdauer 54, die Betriebsarten 52 und deren Betriebszeiten mittels eines HMIs 36 angezeigt und/oder drahtlos auf ein Endgerät 46 übertragen (3). Der Ausgabeschritt 18 wird zeitlich nach dem Berechnungsschritt 16 ausgeführt. Dem Benutzer wird beim Ausgabeschritt 18 die aktuelle Betriebsart 52 mittels eines optischen Ausgabegeräts 38 angezeigt. Das optische Ausgabegerät 38 ist als eine LED ausgebildet. Es sind auch weitere, einem Fachmann für sinnvoll erscheinende optische Ausgabegeräte 38 verwendbar, welche verschiedene Betriebsarten 52 kenntlich machen können. Das HMI 36 ist an der Handwerkzeugmaschine 12 angeordnet. Das HMI 36 ist als ein Touchscreen oder ein vergleichbares, einem Fachmann für sinnvoll erscheinendes HMI 36 ausgebildet, welches dazu vorgesehen ist, eine Restlebensdauer 54, eine Betriebsart 52 und deren Betriebszeit anzuzeigen. Einem Benutzer wird die aktuelle Betriebsart 52 während des Ausgabeschritts 18, insbesondere mittels des HMIs 36, des optischen Ausgabegeräts 38 und/oder des Endgeräts 46, ausgegeben. Während des Ausgabeschritts 18 wird die aktuelle Betriebszeit in der aktuellen Betriebsart 52 der Handwerkzeugmaschine 12, insbesondere mittels des HMIs 36 und/oder des Endgeräts 46, ausgegeben. Beim drahtlosen Übertragen werden die Daten der Restlebensdauer 54, der Betriebsart 52 und deren Betriebszeit mittels Bluetooth auf das Endgerät 46 übertragen. Die Handwerkzeugmaschine 12 weist zur drahtlosen Datenübertragung ein Bluetooth-Modul auf. Das Endgerät 46 ist als ein Smartphone, ein Laptop, ein Computer und/oder ein Tablet ausgebildet. Beim Ausgabeschritt 18 wird der Benutzer informiert, wenn eine kritische Restlebensdauer 54 erreicht wird. Der Benutzer wird mittels des HMIs 36, des optischen Ausgabegeräts 38 und/oder des Endgeräts 46 bei Erreichen der kritischen Restlebensdauer 54 informiert.
Beim Betriebsartenerkennungsschritt 14 erfolgt, insbesondere nach dem Prüfschritt 50 und den drei Klassifizierungsschritten 24, 26, 28, eine Zuordnung 74. Die Betriebsdaten 58 werden bei jedem Betrieb der Handwerkzeugmaschine 12 in zumindest drei Mittelwertklassen und zumindest drei Steigungsklassen eingeordnet. Die Zuordnung 74 weist für jede Betriebsart 52 zumindest eine Kombination von drei Mittelwertklassen und drei Steigungsklassen zur eindeutigen Erfassung der Betriebsart 52 auf. Die Kombination weist eine erste Zusammenstellung von einer Mittelwertklasse 60, 62, 64, 66 und einer Steigungsklasse 68, 70, 72 der Stromwerte, eine zweite Zusammenstellung von einer Mittelwertklasse 60', 62', 64', 66' und einer Steigungsklasse 68', 70', 72' der Beschleunigungswerte und eine dritte Zusammenstellung aus einer Mittelwertklasse 60", 62", 64" und einer Steigungsklasse 68", 70" der Drehzahlwerte auf. Die Zuordnung 74 weist für jede Betriebsart 52 zumindest eine Kombination mit drei Zusammenstellungen von Mittelwertklassen und Steigungsklassen auf. Die Zuordnung 74 weist Kombinationen zum Erfassen eines Leerlaufs 76, eines Bohrens 78, eines Meißelns 80 und eines Hammerbohrens 82 auf. Die Zuordnung 74 weist für das Bohren 78, das Meißeln 80 und das Hammerbohren 82 jeweils zwei Kombinationen mit jeweils drei Mittelwertklassen und drei Steigungsklassen auf. 4 zeigt beispielsweise, dass eine Kombination mit einer Zusammenstellung der ersten Mittelwertklasse 60 der Stromwerte mit der zweiten Steigungsklasse 70 der Stromwerte, einer Zusammenstellung der vierten Mittelwertklasse 66' der Beschleunigungswerte mit der dritten Steigungsklasse 72' der Beschleunigungswerte und einer Zusammenstellung der zweiten Mittelwertklasse 62" der Drehzahlwerte mit einer zweiten Steigungsklasse 70" der Drehzahlwerte dem Bohren 78 zugeordnet ist. In 3 wird gezeigt, dass bestimmte Mittelwertklassen und bestimmte Steigungsklassen zu keiner Zuordnung führen. Die erste und die vierte Mittelwertklasse 60, 66 der Stromwerte, die erste Steigungsklasse 68 der Stromwerte, die erste Mittelwertklasse 60' und die erste Steigungsklasse 68' der Beschleunigungswerte sowie die erste und die dritte Mittelwertklasse 60" und 64" der Drehzahlwerte führen zu keiner Zuordnung 74 einer Betriebsart 52.

Claims

Verfahren (10) zum Bestimmen einer Restlebensdauer (54) einer Handwerkzeugmaschine (12), wobei in einem Betriebsartenerkennungsschritt (14) eine Betriebsart (52) der Handwerkzeugmaschine (12) mittels eines Abgleichs von Betriebsdaten (58) der Handwerkzeugmaschine (12) mit einer auf der Handwerkzeugmaschine (12) gespeicherten Vergleichswertetabelle (56) und/oder mittels einer Schaltstellungserkennung eines Betriebsartenwahlschalters (84) erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Berechnungsschritt (16) die Restlebensdauer (54) der Handwerkzeugmaschine (12) über zumindest der Betriebsart (52) und deren Betriebszeit berechnet und in einem Ausgabeschritt (18) einem Benutzer der Handwerkzeugmaschine (12) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsartenerkennungsschritt (14), der Berechnungsschritt (16) und der Ausgabeschritt (18) bei jedem Einschalten (48) der Handwerkzeugmaschine (12) durchgeführt werden, wobei die Handwerkzeugmaschine (12) in einem Speicherschritt (20) alle Betriebsdaten (58), Betriebsarten (52) und/oder deren Betriebszeiten in einer Speichereinheit (30), insbesondere in einem Flash-Speicher, der Handwerkzeugmaschine speichert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Datenerfassungsschritt (22) die Betriebsdaten (58) der Handwerkzeugmaschine (12), insbesondere eine Schaltstellung eines Ein- und Ausschalters (40) und/oder zumindest ein Strom-, Beschleunigungs- oder Drehzahlwert des aktuellen Betriebs der Handwerkzeugmaschine (12), erfasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Prüfschritt (50) die Schaltstellung des Ein- und Ausschalters (40) geprüft wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Klassifizierungsschritt (24) ein Mittelwert und eine Steigung des Stromwerts klassifiziert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Klassifizierungsschritt (26) ein Mittelwert und eine Steigung des Beschleunigungswerts klassifiziert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Klassifizierungsschritt (28) ein Mittelwert und eine Steigung des Drehzahlwerts klassifiziert werden.
Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Erhebungsschritt (42), insbesondere vor der Produktion der Handwerkzeugmaschine (12) und insbesondere während der Entwicklungsphase, die Vergleichswertetabelle (56) anhand einer Betriebsartenmessung erstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichswertetabelle (56) in einem Aktualisierungsschritt (44), insbesondere in einem regelmäßigen Zeitabstand, aktualisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ausgabeschritt (18) dem Benutzer Rückmeldung über zumindest die Restlebensdauer (54), die Betriebsarten (52) und deren Betriebszeiten mittels eines HMIs (36) angezeigt und/oder drahtlos auf ein Endgerät (46) übertragen wird.
Handwerkzeugmaschine (12) mit zumindest einer Elektronikvorrichtung, welche zumindest eine Speichereinheit (30), eine Auswerteeinheit (32) und eine Sensoreinheit (34) umfasst, und mit zumindest einem HMI (36) zur Durchführung des Verfahrens (10) zum Bestimmen einer Restlebensdauer (54) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.