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Stand der Technik
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Die Verwendung von RFID ist bereits in verschiedenen Anwendungsfeldern vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Antenneneinheit zur Kopplung mit einer Werkzeugmaschine, insbesondere einem Winkelschleifer, mit einer Antenne zur Kommunikation mit einem, insbesondere an einer Werkzeugeinrichtung angeordneten, Transponder, und mit einer Kopplungseinheit zur zumindest mechanischen Verbindung der Antenne mit der Werkzeugmaschine im Bereich einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine.
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Die Antenne kann dazu vorgesehen sein, mit einem Kurzreichweiten-Transponder, insbesondere einem RFID-Transponder zu kommunizieren. Der Transponder ist beispielsweise als RFID-Transponder ausgebildet. Die Antenne ist vorzugsweise dazu vorgesehen, drahtlos Energie und ein digitales Signal an den RFID-Transponder zu übermitteln. Die Antenne kann ein Antwortsignal des Transponders empfangen. Die Antenneneinheit kann weitere Bauteile, wie Spulen oder Kondensatoren aufweisen, die zu der Antenne in Reihe und/oder parallel geschaltet sind. Alternativ kann die Antenneneinheit Anschlüsse aufweisen, die dazu vorgesehen sind, mit Spulen oder Kondensatoren verbunden zu werden.
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Die Kopplungseinheit weist vorzugsweise zumindest ein mechanisches Verbindungselement auf. Insbesondere ist das mechanische Verbindungselement dazu vorgesehen, eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung, eine Klemmverbindung und/oder eine Klebeverbindung mit der Werkzeugmaschine, insbesondere einem korrespondierenden Verbindungselement der Werkzeugmaschine, einzugehen. Vorzugsweise weist die Kopplungseinheit eine Signalübertragungseinheit auf, die dazu vorgesehen ist, Signale an die Werkzeugmaschine zu übertragen. Insbesondere weist die Signalübertragungseinheit eine ohmsche Schnittstelle, insbesondere eine Steckschnittstelle oder eine Lötschnittstelle, auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Signalübertragungseinheit dazu vorgesehen sein, eine drahtlose Verbindung mit der Werkzeugmaschine, insbesondere mit einer Steuereinheit der Werkzeugmaschine herzustellen. Beispielsweise weist die Signalübertragungseinheit eine Sekundärantenne auf, die dazu vorgesehen ist, Funksignale der Werkzeugmaschine zu empfangen und/oder an Funksignale an die Werkzeugmaschine zu senden.
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Unter einer Werkzeugeinrichtung soll insbesondere ein Werkzeug an sich, oder eine Kopplungseinheit zum Tragen eines Werkzeugs verstanden werden. Das Werkzeug kann insbesondere als Schleifscheibe, Sägeblatt, Schleifpapier, Bohrer, Poliermittel, oder vergleichbares, ausgebildet sein. Die Werkzeugeinrichtung kann insbesondere als Trägerteller für Schleif- und/oder Polierpapier ausgebildet sein.
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Unter eine Anordnung „im Bereich“ der Werkzeugaufnahme soll insbesondere verstanden werden, dass die Antenne maximal 5 cm, insbesondere maximal 2 cm, vorzugsweise maximal 1 cm, von der Werkzeugaufnahme entfernt angeordnet ist.
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Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antenneneinheit kann erreicht werden, dass die Werkzeugmaschine mit Transpondern kommunizieren kann, die an Werkzeug angeordnet sind. Insbesondere kann hierdurch ein erhöhter Benutzungskomfort oder eine verbesserte Sicherheit erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Antenne dazu vorgesehen ist, ringartig um eine Werkzeugachse der Werkzeugaufnahme und/oder ringartig um die Werkzeugaufnahme an sich angeordnet zu werden. Unter einer „Werkzeugachse“ soll insbesondere eine Achse verstanden werden, um und/oder entlang der ein Werkzeug und/oder die Werkzeugeinrichtung durch die Werkzeugaufnahme angetrieben wird. Beispielsweise wird das Werkzeug oder die Werkzeugeinrichtung entlang der Werkzeugachse bewegt, um in der Werkzeugaufnahme aufgenommen zu werden. Hierdurch kann insbesondere eine Kommunikation mit dem Transponder unabhängig von einer Position des Transponders erreicht werden.
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Vorteilhaft weist die Antenneneinheit einen Träger auf, auf und/oder in dem die Antenne angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Träger ringartig oder ringförmig ausgebildet. Hierdurch kann insbesondere eine stabile Ausgestaltung erreicht werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Träger als Schutzbauteil, insbesondere als Schutzhaube, ausgebildet ist zur zumindest teilweisen Einhausung der Werkzeugeinrichtung, während diese in der Werkzeugaufnahme angeordnet ist. Insbesondere kann hierdurch eine Bauteilreduzierung erreicht werden.
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Ferner kann der Träger als Leiterplatte und die Antenne als Leiterbahn in und/oder auf der Leiterplatte ausgebildet sein. Hierdurch kann insbesondere eine kostengünstige Ausgestaltung erreicht werden.
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Die Antenne kann zumindest eine Schlaufe aufweisen. Beispielsweise ist die Schlaufe an einer radialen Innenseite des Trägers angeordnet. Die radiale Innenseite weist insbesondere zur Werkzeugachse hin.
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Beispielsweise windet sich die Schlaufe entlang ihres Verlaufs teilweise in eine erste Richtung um die Werkzeugachse und teilweise in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung um die Werkzeugachse. Hierdurch kann insbesondere eine bauraumsparende Ausgestaltung erreicht werden.
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Die Schlaufe windet sich vorteilhaft, insbesondere je Richtung, um weniger als 360° der Werkzeugachse. Insbesondere ist zumindest ein Winkelbereich der Werkzeugachse nicht von der Schlaufe umringt. Hierdurch kann insbesondere eine kostengünstige Ausgestaltung erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass sich die Schlaufe um mehr als 200°, insbesondere mehr als 300°, vorzugsweise mehr als 340°, der Werkzeugachse windet. Hierdurch kann insbesondere eine hohe Abdeckung erreicht werden.
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Gemäß alternativen Ausgestaltungen kann die Antenne mehrere, insbesondere mehr als fünf, beispielsweise weniger als zehn, Windungen aufweisen, die sich in gleicher Richtung um die Werkzeugachse winden. Die Antenne kann frei sein von Abschnitten, die sich entlang einer der Richtung entgegengesetzten Richtung um die Werkzeugachse winden. Hierdurch kann insbesondere eine gute Signalübertragung zum und/oder vom Transponder erreicht werden.
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Weiterhin wird eine Werkzeugmaschine vorgeschlagen mit einer Werkzeugaufnahme zur Aufnahme einer Werkzeugeinrichtung und zur Übertragung einer Bewegung, insbesondere einer Drehbewegung, auf die Werkzeugeinrichtung, insbesondere um eine Werkzeugachse, und mit einer Kopplungsschnittstelle zur Kopplung mit einer zuvor beschriebenen Antenneneinheit. Insbesondere ist die Werkzeugmaschine eine Elektrowerkzeugmaschine. Vorteilhaft ist die Werkzeugmaschine eine handgeführte Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine kann als Handwerkzeugmaschine ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Werkzeugmaschine als Winkelschleifer ausgebildet. Alternativ kann die Werkzeugmaschine als Kreissäge, insbesondere Tisch- oder Handkreissäge, als Kappsäge, als Stichsäge, als Bohrmaschine, insbesondere als Hand- oder Tischbohrmaschine, oder vergleichbares ausgebildet sein.
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Insbesondere weist die Kopplungsschnittstelle zumindest eine Signaleinheit auf, die dazu vorgesehen ist, Signale der Antenneneinheit zu empfangen. Insbesondere weist die Signaleinheit eine oder mehrere Kondensatoren und/oder Spulen auf, um eine Übertragungsfrequenz der Antenne der Antenneneinheit abzustimmen. Beispielsweise weist die Werkzeugmaschine eine Steuereinheit auf, die mit der Signaleinheit gekoppelt ist und die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem durch die Signaleinheit empfangenen Signal, zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere eine Leistungsbegrenzung und/oder eine Drehzahlbegrenzung, der Werkzeugmaschine durchzuführen.
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Besonders bei Werkzeugmaschinen, die dazu geeignet sind, eine Vielzahl unterschiedlicher Werkzeugeinrichtungen aufzunehmen, kann erreicht werden, dass die Werkzeugmaschine eine an die entsprechende Werkzeugeinrichtung angepasste Betriebsbedingung herstellt und somit einen Bedienkomfort und/oder eine Haltbarkeit und/oder Langlebigkeit der Werkzeugeinrichtung steigert.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugmaschine eine zuvor beschriebene Antenneneinheit aufweist, die mit der Schnittstelle gekoppelt ist. Insbesondere ist die Antenneneinheit fest verbaut. Gemäß alternativen Ausgestaltungen kann die Antenneneinheit durch einen Bediener leicht, insbesondere werkzeuglos und/oder mit wenigen Handgriffen, vorzugsweise reversibel, entfernbar, austauschbar und/oder anbaubar sein. Hierdurch kann insbesondere ein hoher Komfort erreicht werden.
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Weiterhin wird ein System mit einer zuvor beschriebenen Werkzeugmaschine und einer zuvor beschriebenen Antenneneinheit vorgeschlagen.
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Die erfindungsgemäße Antenneneinheit, die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine und das erfindungsgemäße System soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Antenneneinheit, die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine und das erfindungsgemäße System zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten 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.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele 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.
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Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung:
- 1 ein erfindungsgemäßes System aus einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine und einer erfindungsgemäßen Antenneneinheit, in einer perspektivischen Ansicht,
- 2 das System aus 1 in einer Schnittdarstellung,
- 3 eine Detailansicht einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine gemäß 1,
- 4 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Antenneneinheit und
- 5 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Antenneneinheit.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein System mit einer Werkzeugmaschine 10 und einer Antenneneinheit 20.
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Die Werkzeugmaschine 10 ist als Winkelschleifer ausgebildet. Die Werkzeugmaschine 10 weist eine Werkzeugaufnahme 12 zur Aufnahme einer Werkzeugeinrichtung 14 auf. Die Werkzeugaufnahme 12 dient einer Übertragung einer Bewegung auf die Werkzeugeinrichtung 14. Die Werkzeugaufnahme 12 ist dazu vorgesehen, eine Drehbewegung um eine Werkzeugachse 13 auf die Werkzeugeinrichtung 14 zu übertragen. Die Werkzeugmaschine 10 weist weiterhin eine Kopplungsschnittstelle zur Kopplung mit einer Antenneneinheit 20 auf. Die Werkzeugmaschine 10 weist die Antenneneinheit 20 auf.
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Die Werkzeugeinrichtung 14 ist hierbei beispielsweise eine Schleif-Trennscheibe. Andere Werkzeugeinrichtungen, die in der Werkzeugaufnahme aufgenommen werden können, sind z.B. ein Trägerteller für Schleif- und/oder Polierpapier, eine Flex-Scheibe, ein Sägeblatt, oder ähnliches. An der Werkzeugeinrichtung ist ein Transponder 15 angeordnet. Der Transponder 15 ist ein Nahbereichstransponder. Der Transponder 15 ist ein RFID-Transponder. Der Transponder 15 dient einer Identifizierung der Werkzeugeinrichtung 14. Insbesondere ist der Transponder 15 dazu vorgesehen, eine Kennung an die Antenneneinheit 20 und/oder die Werkzeugmaschine 10 zu übermitteln, die über einen Typ der Werkzeugeinrichtung 14 informiert oder die bestimmte, insbesondere für die Werkzeugeinrichtung 14 vorgesehene, Betriebsparameter wiedergibt.
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Die Antenneneinheit 20 ist zur Kopplung mit der Werkzeugmaschine 10 vorgesehen. Die Antenneneinheit 20 weist eine Antenne 22 zur Kommunikation mit dem Transponder 15 auf (vgl. 4). Die Antenneneinheit 20 weist weiterhin eine Kopplungseinheit zur zumindest mechanischen Verbindung der Antenne 22 mit der Werkzeugmaschine 10 im Bereich der Werkzeugaufnahme 12 auf.
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Die Antenne 22 ist dazu vorgesehen, ringartig um die Werkzeugachse 13 der Werkzeugaufnahme 12 angeordnet zu werden (vgl. 4). Die Antenne 22 ist dazu vorgesehen, ringartig um die Werkzeugaufnahme 12 angeordnet zu werden.
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Die Antenneneinheit 20 weist einen Träger 24 auf. Der Träger 24 ist ringartig ausgebildet. Der Träger 24 umschließt die Werkzeugachse 13. Die Antenne 22 ist an dem Träger 24 angeordnet. Der Träger 24 ist von einem Kunststoff gebildet. Der Träger 24 ist mit einem Schutzbauteil 16 verklebt. Das Schutzbauteil 16 ist als Schutzhaube ausgebildet. Das Schutzbauteil 16 ist als Teil der Antenneneinheit 20 ausgebildet. Alternativ kann das Schutzbauteil Teil der Werkzeugmaschine sein.
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Das Schutzbauteil 16 ist dazu vorgesehen, die Werkzeugeinrichtung 14 zumindest teilweise einzuhausen, während diese in der Werkzeugaufnahme 12 angeordnet ist. Das Schutzbauteil 16 ist aus einem Metall gefertigt. Das Schutzbauteil 16 ist zum Beispiel dazu vorgesehen, einen Bediener vor Materialspänen, Materialsplittern oder Funkenflug zu schützen.
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Gemäß alternativen Ausgestaltungen kann das Schutzbauteil selbst den Träger für die Antenne bilden und/oder der Träger kann mit dem Schutzbauteil aus einem Stück gefertigt sein. Beispielsweise könnte die Antenne mittels eines Laserverfahrens in einem Material des Schutzbauteils ausgebildet sein.
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Die Antenne 22 weist eine Schlaufe auf. Die Schlaufe bildet einen gebogenen Dipol. Die Schlaufe ist an einer radialen Innenseite des Trägers 24 angeordnet. Die Antenne 22 ist von der Schlaufe gebildet.
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Die Schlaufe windet sich entlang ihres Verlaufs teilweise in eine erste Richtung um die Werkzeugachse 13 und teilweise in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung um die Werkzeugachse 13. Die Antenne 22 weist zwei Umkehrbereiche auf, an denen sich die Richtung des Verlaufs der Schlaufe ändert.
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Die Schlaufe windet sich um weniger als 360° der Werkzeugachse 13. Gemäß weiteren Ausgestaltungen kann der Träger in einem Winkelbereich, in dem keine Schlaufe angeordnet ist, insbesondere zwischen den Umkehrbereichen, geschlitzt ausgebildet sein, beispielsweise um einem Spannmechanismus des Schutzbauteils, der dieses an der Werkzeugmaschine befestigt, Spielraum zu verschaffen.
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Die Schlaufe windet sich um mehr als 340° der Werkzeugachse 13.
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Die Kopplungseinheit weist eine Schraubklemme auf, die das Schutzbauteil an der Werkzeugmaschine 10 befestigt. Weiterhin weist die Kopplungseinheit einen Steckverbinder auf, mittels dem die Antenne 22 über ohmsche Leiter mit der Werkzeugmaschine 10 verbunden ist.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnung beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 5 nachgestellt.
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5 zeigt eine weitere Antenneneinheit 20a. Die Antenneneinheit 20a weist eine Antenne 22a und einen Träger 24a auf. Der Träger 24a ist als Leiterplatte und die Antenne 22a ist als Leiterbahn ausgebildet. Die Leiterbahn ist in und/oder auf der Leiterplatte ausgebildet.
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Die Antenne 22a weist mehrere, im vorliegenden Fall 8, Windungen auf, die sich in gleicher Richtung um eine Werkzeugachse 13a winden.
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Eine Kopplungseinheit der Antenneneinheit 20a weist eine drahtlose Signalübertragungseinheit auf.
