DE19531484A1 - Vorrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet des Patents

Das Patent findet Anwendung bei tragbaren Werkzeugen, vor­ nehmlich bei nicht mit Muskelkraft zu betreibenden tragba­ ren Werkzeugen.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Die Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge zur Ausführung von Bearbeitungsgängen mit frei im Raum liegender Arbeits­ richtung ist seit langem ein Problem. Insbesondere mit dem verstärkten Einsatz elektrisch und pneumatisch betriebener Werkzeuge sind derartige Anwendungsfälle wesentlich zahl­ reicher.

Bekannte Lösungen, die sich mit diesem Problem beschäftig­ ten, konzentrierten sich zumeist auf die Gestaltung der Werkzeuge zur Ausführung solcher Bearbeitungsgänge, um bei­ spielsweise ein Verlaufen derselben zu vermeiden. Die Fest­ stellung der Lage beziehungsweise Richtung des Bearbei­ tungsganges war stets dem Ausführenden überlassen und ins­ besondere von seinem Erfahrungsschatz und der Sorgfalt der Ausführung abhängig.

Allgemein bekannt sind zwischenzeitlich Vorrichtungen, die bei tragbaren, handgeführten Bohrmaschinen, sichern sollen, daß eine beliebige Fläche stets im rechten Winkel angebohrt wird. Bei derartigen Vorrichtungen wird das Prinzip der längsverschiebbaren Spindel aus Ständerbohrmaschinen auf Handbohrmaschinen dergestalt übertragen, daß die Telesko­ pierbarkeit und damit die Längsverschiebung des Werkzeuges durch diese Vorrichtungen realisiert wird.

Mit derartigen Vorrichtungen lassen sich jedoch nur recht­ winklig zur Oberfläche des Werkstückes Bohrungen einbrin­ gen.

In DE-OS 40 00 803 ist eine Meßausrichteinrichtung für tragbare Werkzeuge beschrieben, die mit Hilfe von Meßlibel­ len eine Feststellung der momentanen Lage und entsprechen­ de Lagekorrekturen ermöglicht.

Nachteilig an der dort vorgeschlagenen Lösung ist, daß nur die Horizontal- und die Vertikalposition des Werkzeuges eindeutig bestimmbar sind. Bearbeitungsaufgaben, die die Einstellung anderer Winkel erfordern, können nur durch Bei­ lage entsprechender Ausgleichsstücke unter das Werkstück realisiert werden. Werden einfache Ausgleichsstücke verwen­ det, kann nicht die erforderliche Arbeitssicherheit gewähr­ leistet werden. Kommen Ausgleichsstücke mit entsprechenden Sicherungen zum Einsatz, erhöht sich der Kostenaufwand.

Ferner können nicht alle vorkommenden Anwendungsfälle unter Anwendung von Ausgleichsstücken bearbeitet werden. Bei der Ausführung von Arbeiten im freien Raum, insbesondere in Über-Kopf-Positionen versagt die vorgeschlagene Lösung.

Aufgabe des Patents

Das Patent hat die Aufgabe, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der tragbare Werkzeuge so ausgestattet werden können, daß sie in jeder beliebigen Lage kontrolliert arbeiten und dabei die Nachteile der bekannten Lösungen vermieden wer­ den.

Wesen des Patents

Das Wesen des Patents besteht darin, daß tragbare Werkzeuge entweder durch eine leicht daran zu befestigende oder eine in das Werkzeug integrierte Baueinheit so ausgestattet wer­ den, daß eine Voreinstellung des zu realisierenden Winkels in beliebiger Lage und mit der erforderlichen Genauigkeit ermöglicht wird.

Dies wird realisiert durch eine Lagemeßeinrichtung, die so­ weit verstellbar und zugleich voreinstellbar ist, daß jeder Winkel zwischen 0° und 360° eingestellt werden kann.

Durch eine Anzeigeeinheit wird die jeweilige Lage während der Ausführung des Bearbeitungsganges überprüfbar.

Eine vorteilhafte Ausführung verwendet eine Zusatzbauein­ heit zum Werkzeug. Diese Baueinheit kann durch geeignete Mittel am Werkzeug befestigt werden. Dabei ist es unerheb­ lich, ob eine feste oder eine wieder lösbare Verbindung hergestellt wird.

Ein Ring, der mit seiner Rückseite auf beliebige Weise am Werkzeug befestigt wird, nimmt einen weiteren Ring auf, der mittels eines konzentrisch angeordneten Zapfens in diesem befestigt und zugleich geführt ist. Der äußere Ring ist so befestigt, daß dieser eine gebremste Drehbewegung ausführen kann und trägt eine Lagemeßeinrichtung.

In einer vorteilhaften Ausführung ist die Lagemeßeinrich­ tung eine Meßlibelle.

Bei einer anderen Ausführungsform wird anstelle der Meßli­ belle eine Meßeinrichtung, die nach dem Prinzip des Lots arbeitet, eingesetzt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform verwendet an ei­ nem der Ringe eine 360° Winkelteilung und am gegenüberlie­ genden Ring eine Markierung.

Vorteilhaft ist eine Lösung, bei der der gegenüberliegende Ring mit einer Noniusteilung versehen ist. Dadurch wird eine wesentlich exaktere Einstellung der Lage des Werkzeu­ ges ermöglicht.

Es ist dabei für das Wesen der Erfindung unerheblich, auf welchem der Ringe die Teilungen angeordnet sind.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Einrichtung ist diese in eine als Zusatzhandgriff bekannte Baugruppe inte­ griert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß auch be­ reits im Einsatz befindliche Werkzeuge mit geringem Aufwand nachzurüsten sind.

Eine weitere Ausführungsform benutzt anstelle des festste­ henden Ringes ein beliebiges Teil des Werkzeuggehäuses als Träger der Skale.

Vorteilhaft ist dabei die Anordnung der Einrichtung im Be­ reich des hinteren, oberen Endes des Werkzeuges. Dabei liegt die Einrichtung bei der Nutzung des Werkzeuges stets im Sichtbereich.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Meßwertgeber in das Werkzeug integriert. An beliebiger Stelle des Gehäuses ist eine Anzeigeeinheit positioniert, mit deren Hilfe die ermittelte Meßgröße angezeigt wird.

Eine weitere, wie oben beschrieben arbeitende Einrichtung verwendet neben der Anzeige- eine Stelleinheit, die an be­ liebiger Stelle des Werkzeuges angeordnet sein kann. Durch die Stelleinheit wird die Sollgröße vorgegeben und dieselbe in einer Auswerteeinheit mit einer durch den Sensor gelie­ ferten Istgröße verglichen. Die Anzeigeeinheit kann dabei in bekannter Weise die mit diesem Verfahren ermittelbaren Angaben zur Anzeige bringen.

Vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der das ermittelte Meßergebnis zu einer Ja- Nein-Aussage verarbeitet und als solche angezeigt wird.

Eine Ausführungsform verwendet zur Anzeige der Aussage eine Leuchtdiode.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird das ermittelte Meßergebnis an eine Auswerte-/Regeleinheit geliefert. Diese steuert wiederum ein Stellorgan, das die Energiezufuhr zum Antriebsorgan des Werkzeuges unterbricht. In diesem Falle wird die Zufuhr der Antriebsenergie zum Werkzeug unterbro­ chen, solange die Auswerteeinheit ein "Nein"- oder "Unzu­ lässig"- Signal liefert.

Durch ein gesondertes Bedienelement des Werkzeuges kann bei einer weiteren Ausführung die vorgenannte Einrichtung kurz­ zeitig, zum Beispiel für Anbohrvorgänge, außer Kraft ge­ setzt werden.

Ausführungsbeispiele

Das Patent wird nachstehend anhand von 4 Ausführungsbei­ spielen und 6 Fig. näher erläutert.

Ausführungsbeispiel 1

Bei diesem, in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungs­ beispiel wird eine Vorrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge beschrieben, die in das Werkzeuggehäuse eingebaut ist.

Ein in bekannter Weise hergestelltes und aufgebautes Werk­ zeug (1), vorzugsweise jedoch nicht ausschließlich als Werkzeug mit Elektroantrieb ausgeführt, enthält im Bereich der Hinterkante (20) des an sich beliebig ausgeführten Ge­ häuses (5) und damit im Sichtfeld eine Einrichtung (2), die unter Nutzung der Wirkung der Erdanziehungskraft eine In­ formation über die augenblickliche Lage des Werkzeuges im Raum liefert.

In die Einrichtung (2) ist entweder eine flüssigkeitsge­ füllte Meßlibelle oder ein pendelnd gelagertes Lot als Meß­ organ (26) eingebaut.

Die Einrichtung (2) ist im Gehäuse (5) des Werkzeuges (1) drehbar angeordnet. Die Einrichtung (2) trägt neben dem Meßorgan (26) eine Winkelskale (9). Das Gehäuse (5) trägt gegenüber der Winkelskale (9) eine Bezugsskale (10), wobei durch Verdrehen der Einrichtung (2) relativ zum Gehäuse (5) die gewünschte Sollage des Werkzeuges vorgegeben werden kann und während der Arbeitsverrichtung die Lage des Werk­ zeuges ständig kontrollierbar ist.

Die Bezugsskale (10) ist als Noniusskale ausgeführt und er­ laubt so eine präzisere Einstellung der Lage des Werkzeu­ ges.

Ausführungsbeispiel 2

In diesem, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer Werk­ zeuge beschrieben, die bei entsprechendem Erfordernis nach­ träglich am Werkzeug angebracht werden kann.

Eine, mit einem Meßorgan (26) versehene Einrichtung (2) ist als drehbarer Ring (7) ausgeführt. Dieser ist auf einem, mit einem feststehenden Ring (3) versehenen konzentrisch angeordneten Dorn (6) angeordnet und gegenüber dem festste­ henden Ring (3) verdrehbar.

Die Stirnfläche (4) des feststehenden Rings (3) ist als Be­ festigungsfläche so gestaltet, daß eine Anbringung der Vor­ richtung an möglichst viele unterschiedlich ausgeführte Werkzeuge ermöglicht wird. Dabei ist es unerheblich, ob die Vorrichtung dauerhaft am Werkzeug (1) befestigt wird oder durch geeignete Mittel zur Befestigung abnehmbar bleibt. Einer der Ringe (3) oder (7) weist wiederum eine Winkel- (9) und der gegenüberliegende Ring eine Bezugsskale (10) auf, die wiederum als Noniusskale ausgeführt sein kann.

Ausführungsbeispiel 3

In diesem, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Lösung für die Vorrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge beschrieben, die die Vorrichtung mit einem häufig bei tragbaren Werkzeugen verwendeten Zusatz­ handgriff kombiniert.

Ein Zusatzhandgriff üblicher Bauweise, der mittels einer Klemmschelle auf dem Spannhals des Werkzeugs festgeklemmt wird, trägt zwischen Klemmschelle (28) und Griffelement (36) einen drehbaren Ring (12), der auf einem konzentrisch zum Griffelement liegenden und materialeinheitlich mit der Klemmschelle (28) verbundenen Zapfen gelagert ist. Die Klemmschelle hat im Bereich des Ringes (12) eine zylindri­ sche Ausformung (29) etwa gleichen Durchmessers.

Entweder Ring (12) oder die zylindrische Ausformung (29) der Klemmschelle (28) tragen eine Winkel- (9) oder Bezugs­ skale (10), die auch als Noniusskale ausgeführt sein kann.

Ausführungsbeispiel 4

Bei diesem, in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Ausführungs­ beispiel wird die erfindungsgemäße Aufgabe mittels einer elektrisch/elektronisch wirkenden Baueinheit gelöst, indem durch gezielte Einwirkung auf die Energiezufuhr des Werk­ zeuges ein Inbetriebsetzen nur unter bestimmten Vorausset­ zungen, wie beispielsweise bei Erreichen der gewünschten Lage des Werkzeuges im Raum, ermöglicht wird.

Eine Regeleinheit (30) wird durch ein Stellelement (34), das an beliebiger Stelle des Werkzeuges (1) angeordnet sein kann, mit einer Sollgröße beaufschlagt. Ein beliebig aufge­ bauter und im Inneren des Gehäuses (5) des Werkzeugs (1) angeordneter Sensor (32), der wenigstens die Abweichung des Werkzeuges (1) von einer der Bezugsachsen desselben erfas­ sen und den ermittelten Wert in einer Ausgangsgröße abbil­ den kann, liefert an die Regeleinheit (30) die zu verglei­ chende Meßgröße. Durch die Regeleinheit (30) wird nach er­ folgtem Vergleich beider Größen die Energieversorgung der Antriebseinheit (33) des Werkzeugs freigegeben, wenn beide Größen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches lie­ gen, sofern dies nicht der Fall ist, bleibt die Energiezu­ fuhr gesperrt.

Die Regeleinheit liefert ferner an eine im Gehäuse (5) des Werkzeuges (1) integrierte Anzeigeeinheit eine Information über den momentanen Betriebszustand desselben. Dabei ist es unerheblich, welche Bauart, welchen Anzeigemodus und wel­ chen Einbauort die Signaleinrichtung (25) hat.

Mittels eines Schalters/Tasters (34) kann ferner die Rege­ leinheit (30) derart beeinflußt werden, daß ein anfängli­ ches, zeitlich und/oder anderweitig begrenztes Inbetrieb­ setzen der Antriebseinheit des Werkzeuges ermöglicht wird. Damit ist es möglich, eine notwendige Auslenkung des Werk­ zeuges (1) zu Beginn des Arbeitsvorganges, wie beispiels­ weise beim Anbohren, ohne Blockierung der Antriebseinheit vorzunehmen.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer, handge­ führter Werkzeuge, insbesondere tragbarer, mit Hilfsener­ gie betriebener, Werkzeuge, gekennzeichnet dadurch, daß mit dem Werkzeug (1) eine Einrichtung (2) zur Messung und Aus­ richtung der Lage desselben verbunden ist, wobei die Ein­ richtung (2) eine Verstellmöglichkeit zur Anzeige beliebi­ ger Winkelstellungen des Werkzeuges (1) ermöglicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (2), bestehend aus einem feststehen­ den Ring (3), der mit seiner Stirnfläche (4) auf beliebige Weise am Gehäuse (5) des Werkzeuges (1) befestigt ist und einem, auf einem materialeinheitlich mit diesem verbunde­ nen, konzentrisch angeordneten Dorns (6) auf demselben ge­ führten und befestigten, drehbaren Ring (7) mit am Umfang desselben befestigter Lagemeßeinrichtung (2) verwendet wird, wobei jeweils entweder der feststehende Ring (3) oder der drehbare Ring (7) eine Winkelskale (9) oder die Bezugs­ skale (10) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsskala eine Noniusteilung besitzt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagemeßeinrichtung (14) als flüs­ sigkeitsgefüllte, mit einer Gasblase als Anzeigeeinrichtung wirkende Meßlibelle ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagemeßeinrichtung (14) mit einem, nach dem Prinzip des Lots wirkenden Meßapparat ausgeführt ist.

6. Vorrichtung mit einem Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe Bestandteil eines Zusatzhandgriffes (11) ist, wobei der Ring (12) auf dem Anschlußzapfen (13) desselben angeordnet ist, eine La­ gemeßeinrichtung (14) an seinem Umfang aufnimmt und ein mit dem Zusatzhandgriff (11) materialeinheitlich verbundener Ring (29) die Bezugsskale trägt.

7. Vorrichtung mit einem Aufbau gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe Bestandteil eines Zusatzhandgriffes (11) ist, wobei der Schaft des Zusatz­ handgriffes (11) an dessen äußerem Ende verlängert ist, den feststehenden Ring bildet und einen drehbaren, eine Lage­ meßeinrichtung aufweisenden Ring trägt.

8. Vorrichtung mit einem Aufbau gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der, eine Winkelskala (9) und eine Lagemeßeinrichtung (8) tragende, Ring (19) im Be­ reich der Hinterkante (20) des Werkzeuges (1) angeordnet ist.

9. Vorrichtung gemaß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein werkzeuginterner Sensor (32) ein Meßsignal an eine Auswerte-/Regeleinheit (30) überträgt, dieses mit einem Sollwert, eingestellt mittels eines am Gehäuse (5) des Werkzeuges (1) angeordneten Stellelements (31), vergleicht und die ermittelten Differenzwerte auf geeignete Weise zur Anzeige bringt.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Differenzwerte durch die Auswerte-/Re­ geleinheit (30) zu einer "Zulässig-"/"Unzulässig-" Aussage verarbeitet und über eine geeignete Signaleinrichtung (25) zur Anzeige gebracht werden.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen einer "Unzulässig"- Aussage der Auswer­ te-/Regeleinheit (30) die Antriebseinheit (33) des Werkzeu­ ges (1) blockiert ist.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Schalters/Tasters (34) die bei einer "Un­ zulässig"- Aussage der Auswerte-/Regeleinheit (30) unter­ brochene Energiezufuhr aufrechterhalten werden kann.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerte-/Regeleinheit (30) ein kurzzeitiges Abweichen von der Sollage bei Beginn des Arbeitsvorganges erlaubt.