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Die
Erfindung betrifft ein durch einen Elektromotor angetriebenes Handwerkzeug
zur Bearbeitung einer Wand.
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Derartige
elektrische Handwerkzeuge sind in zahlreichen unterschiedlichen
Ausführungsformen bekannt,
bspw. als sog. Bohrhammer, Akkuschrauber oder Akkubohrer. Werden
diese Handbohrmaschinen bestimmungsgemäß eingesetzt, indem Löcher in
eine Stein-, Betonwand oder sonstige Gebäudewand gebohrt werden, tritt
oftmals das Problem auf, dass elektrische Leitungen angebohrt werden, was
in Praxis insbesondere dadurch zu vermeiden ist, dass die Wand an
der zu bohrenden Stelle zunächst
mittels eines Leitungssuchgerätes
auf das Vorhandensein von Leitungen abgesucht wird.
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Im
Stand der Technik sind Elektrowerkzeuge bekannt, welche die getrennten
Funktionen des Werkzeuges und des Leitungssuchgerätes zu kombinieren
versuchen.
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Aus
der
DE 82 21 788 U1 ist
ein Handgriff eines Elektrowerkzeugs bekannt, der mittels eines
lösbaren
Klemmhalters auf den Spindelhals des Elektrowerkzeugs, beispielsweise
einer Handbohrmaschine oder eines Bohrhammers, aufsetzbar ist. Der
Handgriff ist dadurch ausgezeichnet, dass er als Aufnahmegehäuse für die elektronischen
oder sonstigen Bauelemente eines Metall- und Leitungssuchgeräts ausgebildet
ist und mit wenigstens einem Signalgeber, einem Betätigungsschalter
und einer Stromquelle ausgerüstet
ist. Im Innern des Handgriffs sind eine Batterie und Platinen untergebracht,
welche die für ein
Metallsuchgerät
erforderlichen elektrischen und elektronischen Bauteile enthalten.
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In
der
DE 32 32 740 C2 ist
ein auf den Spannhals eines Elektrowerkzeugs aufsetzbarer Zusatzgriff
beschrieben, der als Aufnahmegehäuse nutzbar
ist und gleichzeitig als Metall- und als Leitungssuchgerät ausgebildet
ist.
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Auch
aus der
DE 299 04
877 U1 ist ein Leitungssucher zum Orten von Leitungen in
einer Wand, insbesondere zum Orten von Wasserleitungen oder von
elektrischen Leitungen, bekannt. Der Leitungssucher umfasst eine
Sensorik und eine die Signale der Sensorik auswertende Elektronik
zur Ansteuerung einer Anzeige sowie eine Spannungsquelle zur elektrischen
Leistungsversorgung. Die Sensorik, die Elektronik und die Spannungsquelle
sind hierbei in einem rohrförmigen
Gehäuseabschnitt
des Handgriffes aufgenommen.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug der eingangs genannten
Art so auszugestalten, dass eine einfache Aufnahme elektromagnetischer Signale
ermöglicht
wird.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass das Werkzeug einen in Richtung zu der Wand weisenden metallischen
Vorsprung aufweist, der als Antenne für von dem elektromagnetischen
Wechselfeld der Leitung ausgesandte Wechselstromsignale dient.
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Durch
die Erfindung wird in einfacher Weise ein bereits vorhandenes Bauteil
einer Bohrmaschine, eines Akku-Bohrschraubers, eines Akku-Schlagbohrschraubers
oder eines Akku-Stabschraubers als Messwertaufnehmer ausgenutzt.
Aufgrund der Erfindung bedarf es keines zusätzlichen Bauelements, d. h.
keiner zusätzlichen
Antenne, um elektromagnetische Signale aufzunehmen. Vielmehr kann
ein ohnehin und notwendigerweise vorhandenes metallisches und eine
Spitze aufweisendes Bauteil wie ein Bohrer oder ein Schraubervorsatz,
hierfür
hervorragend eingesetzt werden, da es aufgrund seiner Funktion bereits
Antennenform aufweist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung
und den Zeichnungen.
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Von
Vorteil ist es insbesondere, wenn der Vorsprung ein Bohrer oder
ein Schraubvorsatz ist. Es versteht sich, dass aber auch andere
metallische Vorsprünge
an anderen Werkzeugen in der Funktion einer Antenne eingesetzt werden
können.
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Zur
geeigneten Signalaufbereitung weist das Werkzeug in seinem Gehäuse eine
Verstärkerschaltung
zur Verstärkung
der Wechselstromsignale auf.
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Von
Vorteil ist eine Ausführungsform
des Werkzeugs, in der wenigstens ein optisches oder ein akustisches
Anzeigemittel zur Anzeige der Wechselstromsignale vorgesehen ist.
Als optisches Anzeigemittel eignet sich vorzugsweise eine Leuchtdiode oder
eine ringförmige
leuchtende Anzeige o. dgl. Selbstverständlich sind auch andere oder
miteinander kombinierte Anzeigearten denkbar, beispielsweise ein
Vibrationsalarm o. dgl.
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Optische,
akustische und Anzeigen können auch
in Kombination miteinander zum Einsatz kommen, insbesondere, wenn
die Warnfunktion stärker zum
Ausdruck gebracht werden soll.
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Als
vorteilhaft erweist sich eine Ausführungsform des Werkzeugs, in
der die Wechselstromsignale auf das Gehäuse des als Gleichstrommotors
ausgebildeten Elektromotors übertragbar
sind und von dem Gehäuse
zu der Verstärkerschaltung
weitergeleitet werden.
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Zur
Einstellung der Empfindlichkeit ist die Verstärkerschaltung in dem Werkzeug
vorzugsweise mit einem Potentiometer ausgestattet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Werkzeugs ist vorgesehen,
dass zwischen der Verstärkerschaltung
und dem Elektromotor ein Umschalter angeordnet ist, um alternativ
die Verstärkerschaltung
oder den Elektromotor zu betreiben.
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Besonders
leicht lässt
sich die Funktion des Werkzeugs wechseln, wenn der Umschalter so
an der Außenseite
des Werkzeugs angeordnet ist, dass er von der das Werkzeug führenden
Hand des Benutzers während
der Bearbeitung der Wand betätigt werden
kann. Beispielsweise kann auch die Schalterposition zwischen der
Rechtslauf- und
der Linkslaufstellung des Bohrers als Position für das Einschalten des Sensors
zum Erkennen elektrischer Wechselfelder eingesetzt werden.
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In
vorteilhafter Weise lässt
sich ebenfalls vorsehen, dass die Verstärkerschaltung einen eingangsseitigen
Schaltkreis zur Spannungsregelung umfasst.
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Zusätzlich ist
mit Vorteil vorgesehen, dass die Verstärkerschaltung mehrere hintereinander
geschaltete Verstärkerstufen
zur Verstärkung
des Wechselstromsignals umfasst.
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Ebenfalls
vorteilhaft ist ein Werkzeug, in dem das verstärkte Wechselstromsignal über den
Kollektor eines Transistors und einen Widerstand auf eine Leuchtdiode
geleitet wird.
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Nachstehend
wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese
zeigen:
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1 eine
seitliche Ansicht einer Bohrmaschine, deren Handgriff und dem Benutzer
zugewandter Teil einschließlich
des Elektromotors ohne äußere Verkleidung
dargestellt sind,
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2 den
vorderen Teil der Bohrmaschine gemäß 1, der gegen
eine Wand gehalten wird, einschließlich des Gehäuses des
Elektromotors und
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3 den
Schaltplan einer innerhalb der Bohrmaschine angeordneten Verstärkerschaltung.
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Eine
Akku-Bohrmaschine 1 (1) umfasst einen
Bohrer 2, der in ein Bohrfutter 3 eingespannt ist.
Der Bohrer 2 dient dazu, um Bohrungen in das Mauerwerk
einer Wand 4 (2) einzubringen, in der eine
Wechselspannung, beispielsweise 220 V mit einer Frequenz von 50
Hz, führende
Netzleitung 40 verborgen ist. Gleichzeitig dient er als
Messwertaufnehmer zur Messung oder zum Scannen eines Wechselstroms,
der induziert wird, wenn die Bohrmaschine 1 in das Streufeld
eines spannungführenden metallischen
Leiters in dem Mauerwerk eingebracht wird.
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Die
Bohrmaschine 1 umfasst einen in ihrem Inneren angeordneten,
als Antriebsmotor zum Antreiben des Bohrers 2 dienenden
Gleichstrom-Elektromotor 5 (3) mit einem
als elektrischer Anschluss dienenden Gehäuse 6. Zwischen dem
Elektromotor 5 und dem Bohrer 2 ist ein Getriebe 7,
beispielsweise ein Planetengetriebe, zwischengeschaltet.
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Die
Bohrmaschine 1 weist einen Ein-/Ausschalter 8 zum
Ein- bzw. Ausschalten der Bohrfunktion auf. Ferner ist ein Umschalter 9 vorgesehen,
der es erlaubt, auch während
des laufenden Bohrbetriebs, kurzfristig zur Scanfunktion umzuschalten,
um festzustellen, ob das Anbohren einer elektrischen Leitung droht.
In der Nähe
des Umschalters 9 ist eine Leuchtdiode (LED) 10 angeordnet,
um das Vorhandensein einer elektrischen Leitung anzuzeigen.
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Im
Inneren der Bohrmaschine 1 ist ferner eine Platine 11 zur
Aufnahme einer Verstärkerschaltung 12 (3)
vorgesehen. Die Platine 11 wird von einer Platinenhalterung 13 aufgenommen.
Von außen
zugänglich
ist ein Knopf, ein Rädchen
oder ein Drehknebel 14 zur Einstellung eines zu der Verstärkerschaltung 12 zugehörigen Potentiometers 15.
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Ferner
ist innerhalb eines Handgriffs 16 der Bohrmaschine 1 eine
Kontaktaufnahme 17 für
einen auf der Unterseite des Handgriffs 16 anzubringenden Akku
(nicht dargestellt) vorgesehen.
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Die
Verstärkerschaltung 12 ist über einen galvanischen
Kontakt 17 zum Anschluss eines Sensors 18 mit
dem Gehäuse 6 des
Motors 5 verbunden. Das elektromagnetische Wechselfeld
wird über
den als Antenne dienenden Bohrer 2 aufgenommen und auf
das Gehäuse 6 des
Motors 5 übertragen.
Hierbei ist es unwichtig, ob das Gehäuse 6 des Motors 5 mit dem
Bohrer 2 galvanisch in Verbindung steht oder nicht. Durch
die dicht aneinanderliegenden, meist metallischen Baugruppen, wie
das Bohrfutter 3, die Bohrfutterachse, das Mittel zur Drehmomenteinstellung
und das Planetengetriebe 7, ist eine Übertragung des elektromagnetischen
Wechselfeldes auf das Gehäuse 6 auch
ohne galvanischen Kontakt gewährleistet.
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Die
in dem Sensor 18 induzierte elektrische Wechselspannung,
wird, wenn der Umschalter 9 geschlossen ist, über eine
Folge von drei in Reihe geschalteten elektronischen Invertern 19, 20, 21 verstärkt. Die
Inverter können
beispielsweise jeweils durch einen integrierten Schaltkreis IC 4069
in CMOS-Technologie gebildet sind. Anschließend wird das Wechselsignal über einen
ausgangsseitigen Widerstand 22, mit einem Widerstandswert
von beispielsweise 1,8 kΩ,
an den Basisanschluss eines Transistors 23, der beispielsweise
als Bipolartransistor des Typs BC 547 ausgebildet ist, weitergeführt. Vom
kollektorseitigen Ausgang fließt
das verstärkte Signal über einen
weiteren Widerstand 24, beispielsweise mit einem Widerstandswert
von 220 Ω,
zu der Leuchtdiode 10, die aufleuchtet.
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Die
Schaltstellung des Ein-/Ausschalters 8 kann hierbei wahlweise
geöffnet
oder geschlossen sein, da bei geschlossenem Umschalter 9 und
damit aktivierter Sensorschaltung die Bohrfunktion der Bohrmaschine
unterbrochen ist.
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Durch
einen zu dem ersten Inverter 19 parallel geschalteten hohen
Rückkopplungswiderstand 25,
der der hohen CMOS-Eingangsimpedanz entspricht und der beispielsweise
einen Widerstandswert von 10 MΩ aufweist,
arbeitet der Inverter 19 als Analogverstärker. Das
Potentiometer 15 mit einem Widerstand von beispielsweise
100 kΩ dient
zur Variation des Ausgangsstroms des ersten Inverters 19 und
zur Pegelerkennung am Eingang des zweiten Inverters 20.
Mit ihm lässt
sich die Empfindlichkeit der Verstärkerschaltung 12 stufenlos
einstellen. Zur Spannungsregelung umfasst die Verstärkerschaltung einen
Reglerschaltkreis 26, beispielsweise einen IC 7805, der
ein- und ausgangsseitig
mit Kondensatoren 27 bzw. 28 versehen ist. Beispielsweise
hat der Kondensator 27 eine Kapazität von 220 nF, während der
Kondensator 28 eine Kapazität von 100 nF hat. Die Spannungsregelung
dient dazu, auch bei sinkender oder schwankender Akkukapazität der Maschine eine
gleich bleibende Spannung zu liefern, um so eine Verfälschung
des Messergebnisses zu verhindern.
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Es
versteht sich für
den Fachmann von selbst, dass auch andere elektrische Handwerkzeuge
mit derartigen Sensorschaltungen ausgerüstet sein können.