EP3974112A1 - Electric handheld machine tool - Google Patents

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EP3974112A1
EP3974112A1 EP20198937.3A EP20198937A EP3974112A1 EP 3974112 A1 EP3974112 A1 EP 3974112A1 EP 20198937 A EP20198937 A EP 20198937A EP 3974112 A1 EP3974112 A1 EP 3974112A1
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EP
European Patent Office
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tool
hand
sensor
held power
tof sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20198937.3A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Dominik Buchner
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
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Priority to US18/025,245 priority patent/US20230321808A1/en
Priority to CN202180051752.9A priority patent/CN115956015A/en
Priority to EP21769488.4A priority patent/EP4221940A1/en
Priority to PCT/EP2021/075685 priority patent/WO2022069262A1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25F1/00—Combination or multi-purpose hand tools
    • B25F1/02—Combination or multi-purpose hand tools with interchangeable or adjustable tool elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/003—Stops for limiting depth in rotary hand tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25F5/02—Construction of casings, bodies or handles
    • B25F5/021—Construction of casings, bodies or handles with guiding devices

Definitions

  • the present invention relates to an electric handheld power tool with a housing and a tool holder.
  • hand tools for example in the form of hammer drills or drill drivers, are known in principle from the prior art.
  • the handheld power tool has a TOF sensor arranged on or in the housing whose field of view is oriented in the direction of the tool holder, so that the TOF sensor can detect a tool to be held in the tool holder.
  • the TOF sensor is a 3D camera system that can measure distances or distances using the time-of-flight method (TOF).
  • TOF sensors can also be referred to as TOF camera, PMD sensor or PMD camera.
  • the PMD sensor or PMD camera is a photomixing detector (also known as a photonic mixing device), which is essentially an optical sensor whose functional principle is based on the time-of-flight method.
  • the invention includes the knowledge that different tools, for example inserts such as drills or the like, can have different effects on the performance requirements of an electric hand-held power tool. For example, drilling a hole with a comparatively large diameter (e.g. 30 mm) requires considerably more power than drilling a comparatively small hole (e.g. 5 mm).
  • the tool itself can also be designed differently depending on its application. Since the tools can typically be used universally, the hand-held power tool does not "know" which tool is currently held in the tool holder.
  • the user is responsible for individually adapting the handheld power tool to the respective tool.
  • the individual adaptation can affect, for example, speed, torque, number of impacts or other similar operating parameters.
  • the hand-held power tool according to the invention enables a tool accommodated in the tool holder to be recognized by means of a TOF sensor and thus creates Basis for an automatic or at least partially automatic adaptation of the hand tool to the respective tool. This increases both comfort and safety for the user.
  • TOF sensors are typically very robust and tolerant of environmental influences such as light, background, etc.
  • the handheld power tool has sensor electronics that are designed to determine at least one tool-specific tool parameter on the basis of a sensor signal received from the TOF sensor. It has turned out to be advantageous if the at least one tool parameter is a length, a shape and/or size of the tool.
  • the tool parameter can also be a type of drill, for example "masonry drill”, “metal drill” or "wood drill”.
  • the hand-held power tool is equipped with control electronics that are designed to adapt one operating parameter on the basis of a control signal received from the sensor electronics.
  • the control signal received from the sensor electronics relates to the tool parameter or parameters. It has proven to be advantageous if comparison or reference values of the at least one tool parameter and/or operating parameter are stored in the sensor electronics and/or in the control electronics, preferably in the form of a look-up table.
  • the sensor electronics are designed to determine a penetration depth of the tool into a surface to be machined on the basis of the sensor signal received from the TOF sensor. It has turned out to be advantageous if the at least one operating parameter is adjusted by the control electronics on the basis of the determined penetration depth. For example, if the tool is provided in the form of a drill, a speed can be reduced by 50% (i.e. 50 percent) if the depth of penetration of the drill into the surface to be machined is, for example, 80% (i.e. 80 percent) of its total length.
  • the sensor electronics are designed to determine tool wear on the basis of a sensor signal received from the TOF sensor.
  • the hand-held power tool can have a display for displaying and/or acknowledging the at least one tool-specific operating parameter. It has turned out to be advantageous if the display shows a user the wear of the tool.
  • the housing has a battery foot on or in which the TOF sensor is arranged.
  • an angle between a central axis of the field of view and an axis of rotation of the tool is at least 30° (i.e. 30 degrees).
  • the tool holder is designed to hold a rotating and/or percussive tool.
  • the object is also achieved by using a TOF sensor for detecting a tool accommodated in a tool holder of an electric hand-held power tool, the TOF sensor being included in the electric hand-held power tool.
  • the use according to the invention can be further developed in a corresponding manner by the features described with reference to the hand-held power tool.
  • FIG. 1 A preferred embodiment of an electric hand tool 100 is figure 1 shown.
  • the hand-held power tool 100 is equipped with a housing 90 and a tool holder 80 .
  • the battery base 95 is understood to be part of the housing 90 .
  • the hand-held power tool 100 has a TOF sensor 30 arranged on the housing 90 in the area of the battery base 95 .
  • a field of view FOV of the TOF sensor 30 is oriented in the direction of the tool holder 80 so that the TOF sensor 30 can detect a tool 200 clamped in the tool holder 80 .
  • the tool holder 80 is designed to hold a rotating tool 200 .
  • the tool 200 is provided, for example, in the form of a drill with an axis of rotation RA.
  • the TOF sensor 30 emits a modulated infrared light by means of a transmitter array 31 . This is at least partially reflected by the tool 200 and received again by a receiver array 33 of the TOF sensor 30 .
  • the measured phase difference between emitted and received light and the amplitude of the received light are evaluated by sensor electronics 40, which is signal-connected to TOF sensor 30, and result in very precise distance information and contours of tool 200 and size can be recognized very accurately and reliably.
  • sensor electronics 40 are included in handheld power tool 100 and are designed to determine at least one tool parameter of tool 200, in particular length, shape and/or size, based on a sensor signal received from TOF sensor 30.
  • an angle WA between a central axis MA of the field of view FOV and a rotation axis RA of the tool 200 is approximately 45 degrees, ie at least 30 degrees. This means that the tool 200 is detected obliquely or laterally by the TOF sensor 30, which leads to a distorted image of the tool 200. However, this distortion can be “calculated out” by the sensor electronics 40 .
  • angle WA is meant which is located between a tip 201 of the tool 200 and the axis of rotation RA of the tool 200 on the side of the axis of rotation RA facing away from the battery base 95 .
  • the hand-held power tool 100 also has control electronics 50 which are designed to have at least one operating parameter of hand-held power tool 100 on the basis of a control signal received from sensor electronics 40.
  • the tool 200 is provided in the form of a drill.
  • the drill is detected by the TOF sensor 30 , the TOF sensor 30 being signal-connected to the sensor electronics 40 .
  • reference values for typical drill diameters, lengths, types, etc. are stored in the sensor electronics 40 in a look-up table.
  • the sensor electronics 40 can now determine that a masonry drill with a length of 150 mm and a diameter of 10 mm is clamped in the tool holder 80. For example, a maximum speed of the tool holder of 1000 rpm can be set for this drill by means of the control electronics 50 . This maximum speed is a tool-specific operating parameter.
  • hand-held power tool 100 also has a display 70 for displaying and acknowledging the at least one tool-specific operating parameter. For example, a maximum speed of the tool holder of 1000 rpm is displayed for the drill type determined. The user can acknowledge this operating parameter via the display 70, whereupon the electronic control unit 50 implements this specification. Alternatively, the user can, for example, decrease or increase this operating parameter via the display 70 and then acknowledge it.
  • the use of a TOF sensor 30 for detecting a tool 200 accommodated in a tool holder 80 of an electric hand-held power tool 100 is proposed, with the TOF sensor 30 being comprised by the electric hand-held power tool 100 .

Abstract

Elektrische Handwerkzeugmaschine mit einem Gehäuse und einer Werkzeugaufnahme, wobei die Handwerkzeugmaschine einen am oder im Gehäuse angeordneten TOF-Sensor aufweist, dessen Sichtfeld in Richtung der Werkzeugaufnahme orientiert ist, so dass der TOF-Sensor ein in der Werkzeugaufnahme aufzunehmendes Werkzeug erkennen kann.Electric hand-held power tool with a housing and a tool holder, the hand-held power tool having a TOF sensor arranged on or in the housing, whose field of view is oriented in the direction of the tool holder, so that the TOF sensor can detect a tool to be held in the tool holder.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Handwerkzeugmaschine mit einem Gehäuse und einer Werkzeugaufnahme. Solche Handwerkzeugmaschinen, beispielsweise in Form von Bohrhammern oder Bohrschraubern, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.The present invention relates to an electric handheld power tool with a housing and a tool holder. Such hand tools, for example in the form of hammer drills or drill drivers, are known in principle from the prior art.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Handwerkzeugmaschine anzugeben, die eine vergleichsweise komfortable Handhabung ermöglicht.It is the object of the present invention to specify an electric hand-held power tool that enables comparatively easy handling.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Handwerkzeugmaschine einen am oder im Gehäuse angeordneten TOF-Sensor aufweist, dessen Sichtfeld in Richtung der Werkzeugaufnahme orientiert ist, so dass der TOF-Sensor ein in der Werkzeugaufnahme aufzunehmendes Werkzeug erkennen kann.The object is achieved in that the handheld power tool has a TOF sensor arranged on or in the housing whose field of view is oriented in the direction of the tool holder, so that the TOF sensor can detect a tool to be held in the tool holder.

Bei dem TOF-Sensor handelt es sich um ein 3D-Kamerasystem, welches mit dem Lichtlaufzeitverfahren (englisch: time of flight, TOF, auch ToF) Distanzen bzw. Wegstrecken messen kann. TOF-Sensoren können auch als TOF-Kamera, PMD-Sensor oder PMD-Kamera bezeichnet werden. Bei den PMD-Sensor oder PMD-Kamera handelt es sich um ein Photomischdetektor (auch Photonic Mixing Device genannt), welcher im Wesentlichen ein optischer Sensor ist, dessen Funktionsprinzip auf dem Lichtlaufzeitverfahren beruht.The TOF sensor is a 3D camera system that can measure distances or distances using the time-of-flight method (TOF). TOF sensors can also be referred to as TOF camera, PMD sensor or PMD camera. The PMD sensor or PMD camera is a photomixing detector (also known as a photonic mixing device), which is essentially an optical sensor whose functional principle is based on the time-of-flight method.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass sich unterschiedliche Werkzeuge, beispielsweise Inserts wie Bohrer oder dergleichen, unterschiedlich auf Leistungsanforderungen einer elektrische Handwerkzeugmaschine auswirken können. Beispielsweise benötigt das Bohren eines Loches mit vergleichsweise großem Durchmesser (beispielsweise 30 mm) erheblich mehr Leistung als das Bohren eins vergleichsweisen kleinen Loches (beispielsweise 5 mm.) Auch das Werkzeug selbst kann, entsprechend seiner Anwendung, unterschiedlich ausgestaltet sein. Da die Werkzeuge typischerweise universell einsetzbar sind, "weiß" die Handwerkzeugmaschine nicht welches Werkzeug gerade in der in der Werkzeugaufnahme aufgenommen ist. Eine individuelle Anpassung der Handwerkzeugmaschine auf das jeweilige Werkzeug obliegt dem Benutzer. Die individuelle Anpassung kann z.B. Drehzahl, Drehmoment, Schlagzahl oder ähnliche weitere Betriebsparameter betreffen.The invention includes the knowledge that different tools, for example inserts such as drills or the like, can have different effects on the performance requirements of an electric hand-held power tool. For example, drilling a hole with a comparatively large diameter (e.g. 30 mm) requires considerably more power than drilling a comparatively small hole (e.g. 5 mm). The tool itself can also be designed differently depending on its application. Since the tools can typically be used universally, the hand-held power tool does not "know" which tool is currently held in the tool holder. The user is responsible for individually adapting the handheld power tool to the respective tool. The individual adaptation can affect, for example, speed, torque, number of impacts or other similar operating parameters.

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hingegen ermöglicht die Erkennung eines in der Werkzeugaufnahme aufgenommenen Werkzeug mittels eines TOF-Sensors und schafft so Grundlage für eine automatische oder zumindest teilweise automatische Anpassung der Handwerkzeugmaschine auf das jeweilige Werkzeug. Dies Erhöht sowohl den Komfort als auch die Sicherheit für den Benutzer. TOF-Sensoren sind typischerweise sehr robust und tolerant gegenüber Umwelteinflüssen wie Licht, Untergrund, usw.The hand-held power tool according to the invention, on the other hand, enables a tool accommodated in the tool holder to be recognized by means of a TOF sensor and thus creates Basis for an automatic or at least partially automatic adaptation of the hand tool to the respective tool. This increases both comfort and safety for the user. TOF sensors are typically very robust and tolerant of environmental influences such as light, background, etc.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Handwerkzeugmaschine eine Sensorelektronik auf, die ausgebildet ist, auf Basis eines vom TOF-Sensor erhaltenen Sensorsignals wenigstens einen werkzeugspezifischen Werkzeugparameter zu ermitteln. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der wenigstens eine Werkzeugparameter eine Länge, eine Form und/oder Größe des Werkzeugs ist. Der Werkzeugparameter kann auch ein Typ des Bohrers, beispielsweise "Steinbohrer", "Metallbohrer" oder "Holzbohrer" sein.In a particularly preferred embodiment, the handheld power tool has sensor electronics that are designed to determine at least one tool-specific tool parameter on the basis of a sensor signal received from the TOF sensor. It has turned out to be advantageous if the at least one tool parameter is a length, a shape and/or size of the tool. The tool parameter can also be a type of drill, for example "masonry drill", "metal drill" or "wood drill".

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Handwerkzeugmaschine ausgestattet mit einer Steuerelektronik, die ausgebildet ist, den einen Betriebsparameter auf Basis eines von der Sensorelektronik erhaltenen Steuersignals anzupassen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung betrifft das von der Sensorelektronik erhaltene Steuersignal den oder die Werkzeugparameter. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn in der Sensorelektronik und/oder in der Steuerelektronik Vergleichs- oder Referenzwerte des wenigstens einen Werkzeugparameters und/oder Betriebsparameters abgelegt sind, vorzugsweise in Form einer Look-Up Tabelle.In a particularly preferred embodiment, the hand-held power tool is equipped with control electronics that are designed to adapt one operating parameter on the basis of a control signal received from the sensor electronics. In a particularly preferred embodiment, the control signal received from the sensor electronics relates to the tool parameter or parameters. It has proven to be advantageous if comparison or reference values of the at least one tool parameter and/or operating parameter are stored in the sensor electronics and/or in the control electronics, preferably in the form of a look-up table.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Sensorelektronik ausgebildet auf Basis des vom TOF-Sensor erhaltenen Sensorsignals eine Eindringtiefe des Werkzeugs in eine zu bearbeitende Oberfläche zu ermitteln. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn anhand der ermittelten Eindringtiefe der wenigstens eine Betriebsparameter durch die Steuerelektronik angepasst wird. So kann beispielsweise eine Drehzahl, wenn das Werkzeug in Form eines Bohrers bereitgestellt wird, um 50 % (d.h. 50 Prozent) reduziert werden, wenn die Eindringtiefe des Bohrers in die zu bearbeitende Oberfläche beispielsweise 80 % (d.h. 80 Prozent) seiner Gesamtlänge beträgt.In a further preferred refinement, the sensor electronics are designed to determine a penetration depth of the tool into a surface to be machined on the basis of the sensor signal received from the TOF sensor. It has turned out to be advantageous if the at least one operating parameter is adjusted by the control electronics on the basis of the determined penetration depth. For example, if the tool is provided in the form of a drill, a speed can be reduced by 50% (i.e. 50 percent) if the depth of penetration of the drill into the surface to be machined is, for example, 80% (i.e. 80 percent) of its total length.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Sensorelektronik ausgebildet auf Basis eines vom TOF-Sensor erhaltenen Sensorsignals einen Verschleiß des Werkzeugs zu ermitteln. Die Handwerkzeugmaschine kann ein Display zum Anzeigen und/oder Quittieren des wenigstens einen werkzeugspezifischen Betriebsparameters aufweisen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Display einem Benutzer den Verschleiß des Werkzeugs anzeigt.In a further preferred embodiment, the sensor electronics are designed to determine tool wear on the basis of a sensor signal received from the TOF sensor. The hand-held power tool can have a display for displaying and/or acknowledging the at least one tool-specific operating parameter. It has turned out to be advantageous if the display shows a user the wear of the tool.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Handwerkzeugmaschine akkubetrieben ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse einen Akkufuß auf an dem oder in dem der TOF-Sensor angeordnet ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung beträgt ein Winkel zwischen einer Mittelachse des Sichtfelds und einer Rotationsachse des Werkzeugs wenigstens 30° (d.h. 30 Grad).It has turned out to be particularly advantageous if the hand-held power tool is battery-operated. In a particularly preferred embodiment, the housing has a battery foot on or in which the TOF sensor is arranged. In a particularly preferred embodiment, an angle between a central axis of the field of view and an axis of rotation of the tool is at least 30° (i.e. 30 degrees).

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Werkzeugaufnahme zum Halten eines drehenden und/oder schlagenden und Werkzeugs ausgebildet.In a further preferred embodiment, the tool holder is designed to hold a rotating and/or percussive tool.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch die Verwendung eines TOF-Sensors zum Erkennen eines in einer Werkzeugaufnahme einer elektrische Handwerkzeugmaschine aufgenommenen Werkzeugs, wobei der TOF-Sensor von der elektrische Handwerkzeugmaschine umfasst ist. Die Erfindungsgemäße Verwendung kann durch die mit Bezug auf die Handwerkzeugmaschine beschriebenen Merkmale in entsprechender Weise weitergebildet sein.The object is also achieved by using a TOF sensor for detecting a tool accommodated in a tool holder of an electric hand-held power tool, the TOF sensor being included in the electric hand-held power tool. The use according to the invention can be further developed in a corresponding manner by the features described with reference to the hand-held power tool.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, 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.Further advantages result from the following description of the figures. Various exemplary embodiments of the present invention are shown in the figures. The figures, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigt:

Fig. 1
ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Handwerkzeugmaschine in Form eines Bohrhammers.
In the figures, the same and similar components are denoted by the same reference symbols. It shows:
1
a first preferred embodiment of an electric hand tool according to the invention in the form of a hammer drill.

Ausführungsbeispiele:Examples:

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Handwerkzeugmaschine 100 ist Figur 1 dargestellt. Die Handwerkzeugmaschine 100 ist ausgestattet mit einem Gehäuse 90 und einer Werkzeugaufnahme 80. Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Handwerkzeugmaschine 100 als akkubetriebener Bohrschrauber mit einem Akkufuß 95 ausgebildet. Der Akkufuß 95 wird als Teil des Gehäuses 90 verstanden.A preferred embodiment of an electric hand tool 100 is figure 1 shown. The hand-held power tool 100 is equipped with a housing 90 and a tool holder 80 . The battery base 95 is understood to be part of the housing 90 .

Die Handwerkzeugmaschine 100 weist einen am Gehäuse 90 im Bereich des Akkufußes 95 angeordneten TOF-Sensor 30 auf. Ein Sichtfeld FOV des TOF-Sensors 30 ist dabei in Richtung der Werkzeugaufnahme 80 orientiert, so dass der TOF-Sensor 30 ein in der Werkzeugaufnahme 80 eingespanntes Werkzeug 200 erkennen kann. Die Werkzeugaufnahme 80 ist zum Halten eines drehenden Werkzeugs 200 ausgebildet. Das Werkzeug 200 ist beispielhaft in Form eines Bohrers mit einer Rotationsachse RA bereitgestellt.The hand-held power tool 100 has a TOF sensor 30 arranged on the housing 90 in the area of the battery base 95 . A field of view FOV of the TOF sensor 30 is oriented in the direction of the tool holder 80 so that the TOF sensor 30 can detect a tool 200 clamped in the tool holder 80 . The tool holder 80 is designed to hold a rotating tool 200 . The tool 200 is provided, for example, in the form of a drill with an axis of rotation RA.

Der TOF-Sensor 30 sendet mittels eines Sender-Arrays 31 ein moduliertes Infrarotlicht aus. Dieses wird von dem Werkzeug 200 zumindest teilweise reflektiert und von einem Empfänger-Array 33 des TOF-Sensors 30 wieder empfangen. Die gemessene Phasendifferenz zwischen emittiertem und empfangenem Licht sowie die Amplitude des empfangenen Lichts werden durch eine Sensorelektronik 40, die mit dem TOF-Sensor 30 signalverbunden ist, ausgewertet und ergeben sehr genaue Entfernungsinformationen sowie Konturen des Werkzeugs 200. Dadurch kann das Werkzeug 200 beispielsweise in Form und Größe sehr genau und zuverlässig erkannt werden. Demgemäß ist die Sensorelektronik 40 von der Handwerkzeugmaschine 100 umfasst und ausgebildet, auf Basis eines vom TOF-Sensor 30 erhaltenen Sensorsignals wenigstens einen Werkzeugparameter des Werkzeugs 200, insbesondere Länge, Form und/oder Größe, zu ermitteln.The TOF sensor 30 emits a modulated infrared light by means of a transmitter array 31 . This is at least partially reflected by the tool 200 and received again by a receiver array 33 of the TOF sensor 30 . The measured phase difference between emitted and received light and the amplitude of the received light are evaluated by sensor electronics 40, which is signal-connected to TOF sensor 30, and result in very precise distance information and contours of tool 200 and size can be recognized very accurately and reliably. Accordingly, sensor electronics 40 are included in handheld power tool 100 and are designed to determine at least one tool parameter of tool 200, in particular length, shape and/or size, based on a sensor signal received from TOF sensor 30.

Wie der Figur 1 entnommen werden kann, beträgt ein Winkel WA zwischen einer Mittelachse MA des Sichtfelds FOV und einer Rotationsachse RA des Werkzeugs 200 etwa 45 Grad, d.h. wenigstens 30 Grad. Zwar bedeutet dies, das Werkzeug 200 schräg oder seitlich vom TOF-Sensor 30 erfasst wird, was zu einem verzehrten Abbild des Werkzeugs 200 führt. Allerdings kann diese Verzerrung durch die Sensorelektronik 40 "herausgerechnet" werden. Wie der Figur 1 entnommen werden kann, ist derjenige Winkel WA gemeint, der zwischen einer Spitze 201 des Werkzeugs 200 und der Rotationsachse RA des Werkzeugs 200 auf der dem Akkufuß 95 abgewandten Seite der Rotationsachse RA befindlich ist.Again figure 1 can be taken, an angle WA between a central axis MA of the field of view FOV and a rotation axis RA of the tool 200 is approximately 45 degrees, ie at least 30 degrees. This means that the tool 200 is detected obliquely or laterally by the TOF sensor 30, which leads to a distorted image of the tool 200. However, this distortion can be “calculated out” by the sensor electronics 40 . Again figure 1 can be taken, that angle WA is meant which is located between a tip 201 of the tool 200 and the axis of rotation RA of the tool 200 on the side of the axis of rotation RA facing away from the battery base 95 .

Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Handwerkzeugmaschine 100 weiterhin eine Steuerelektronik 50 auf, die ausgebildet ist, wenigstens einen Betriebsparameter der Handwerkzeugmaschine 100 auf Basis eines von der Sensorelektronik 40 erhaltenen Steuersignals, anzupassen. Dies soll anhand eines Beispiels genauer erläutert werden. Das Werkzeug 200 ist in Form eines Bohrers bereitgestellt. Der Bohrer wird vom TOF-Sensor 30 erfasst, wobei der TOF-Sensor 30 mit der Sensorelektronik 40 signalverbunden ist. In der Sensorelektronik 40 sind wiederum Referenzwerte für typische Bohrerdurchmesser, Längen, Typen usw. in einer Look-Up Tabelle hinterlegt. Auf Basis des vom TOF-Sensor 30 erhaltenen Sensorsignals kann die Sensorelektronik 40 nun ermitteln, dass ein Steinbohrer mit einer Länge von 150 mm und einem mit einem Durchmesser von 10 mm in der Werkzeugaufnahme 80 eingespannt ist. Für diesen Bohrer kann mittels der Steuerelektronik 50 beispielsweise eine Maximaldrehzahl der Werkzeugaufnahme von 1000 U/min festgelegt werden. Diese Maximaldrehzahl ist ein werkzeugspezifischer Betriebsparameter.In the exemplary embodiment presented here, the hand-held power tool 100 also has control electronics 50 which are designed to have at least one operating parameter of hand-held power tool 100 on the basis of a control signal received from sensor electronics 40. This will be explained in more detail using an example. The tool 200 is provided in the form of a drill. The drill is detected by the TOF sensor 30 , the TOF sensor 30 being signal-connected to the sensor electronics 40 . In turn, reference values for typical drill diameters, lengths, types, etc. are stored in the sensor electronics 40 in a look-up table. On the basis of the sensor signal received from the TOF sensor 30, the sensor electronics 40 can now determine that a masonry drill with a length of 150 mm and a diameter of 10 mm is clamped in the tool holder 80. For example, a maximum speed of the tool holder of 1000 rpm can be set for this drill by means of the control electronics 50 . This maximum speed is a tool-specific operating parameter.

Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Handwerkzeugmaschine 100 weiterhin ein Display 70 zum Anzeigen und Quittieren des wenigstens einen werkzeugspezifischen Betriebsparameters auf. So wird beispielhaft für den ermittelten Bohrertyp eine Maximaldrehzahl der Werkzeugaufnahme von 1000 U/min angezeigt. Der Benutzer kann diesen Betriebsparameter über das Display 70 quittieren, woraufhin die Steuerelektronik 50 diese Vorgabe umsetzt. Alternativ kann der Benutzer kann diesen Betriebsparameter über das Display 70 beispielsweise verringern oder vergrößern und anschließend quittieren.In the exemplary embodiment presented here, hand-held power tool 100 also has a display 70 for displaying and acknowledging the at least one tool-specific operating parameter. For example, a maximum speed of the tool holder of 1000 rpm is displayed for the drill type determined. The user can acknowledge this operating parameter via the display 70, whereupon the electronic control unit 50 implements this specification. Alternatively, the user can, for example, decrease or increase this operating parameter via the display 70 and then acknowledge it.

Gemäß eines weiteren Erfindungsaspekts wird die Verwendung eines TOF-Sensors 30 zum Erkennen eines in einer Werkzeugaufnahme 80 einer elektrische Handwerkzeugmaschine 100 aufgenommenen Werkzeugs 200 vorgeschlagen, wobei der TOF-Sensor 30 von der elektrische Handwerkzeugmaschine 100 umfasst ist.According to a further aspect of the invention, the use of a TOF sensor 30 for detecting a tool 200 accommodated in a tool holder 80 of an electric hand-held power tool 100 is proposed, with the TOF sensor 30 being comprised by the electric hand-held power tool 100 .

BezugszeichenlisteReference List

3030
TOF-Sensor (Time-of-flight Sensor)TOF sensor (time-of-flight sensor)
3131
Sender-Arraytransmitter array
3333
Empfänger-Arrayreceiver array
4040
Sensorelektroniksensor electronics
5050
Steuerelektronikcontrol electronics
7070
Displayscreen
8080
Werkzeugaufnahmetool holder
9090
Gehäusehousing
9595
Akkufußbattery foot
100100
Elektrische HandwerkzeugmaschineElectric hand tool
200200
Werkzeugtool
201201
Werkzeugspitzetool tip
MAMA
Mittelachsecentral axis
FOVFOV
Sichtfeldfield of view
RARA
Rotationsachseaxis of rotation
WAWA
Winkelangle

Claims (11)

Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) mit einem Gehäuse (90) und einer Werkzeugaufnahme (80),
dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (100) einen am oder im Gehäuse (90) angeordneten TOF-Sensor (30) aufweist, dessen Sichtfeld (FOV) in Richtung der Werkzeugaufnahme (80) orientiert ist, so dass der TOF-Sensor (30) ein in der Werkzeugaufnahme (80) aufzunehmendes Werkzeug (200) erkennen kann.Electrical hand tool (100) with a housing (90) and a tool holder (80),
characterized in that the hand-held power tool (100) has a TOF sensor (30) which is arranged on or in the housing (90) and whose field of view (FOV) is oriented in the direction of the tool holder (80), so that the TOF sensor (30) can detect a tool (200) to be held in the tool holder (80). Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (100) eine Sensorelektronik (40) aufweist, die ausgebildet auf Basis eines vom TOF-Sensor (30) erhaltenen Sensorsignals wenigstens einen Werkzeugparameter des Werkzeugs (200), insbesondere Länge, Form und/oder Größe, zu ermitteln.Hand tool (100) according to claim 1,
characterized in that the hand-held power tool (100) has sensor electronics (40) which are designed to determine at least one tool parameter of the tool (200), in particular length, shape and/or size, on the basis of a sensor signal received from the TOF sensor (30). . Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (100) eine Steuerelektronik (50) aufweist, die ausgebildet ist wenigstens einen Betriebsparameter Handwerkzeugmaschine (100) auf Basis eines von der Sensorelektronik (40) erhaltenen Steuersignals, welches den wenigsten einen Werkzeugparameter betrifft, anzupassen.Hand tool (100) according to claim 2,
characterized in that the hand-held power tool (100) has control electronics (50) which are designed to adjust at least one operating parameter of the hand-held power tool (100) on the basis of a control signal received from the sensor electronics (40) which relates to at least one tool parameter. Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Sensorelektronik (40) und/oder in der Steuerelektronik (50) Vergleichs- oder Referenzwerte des wenigstens einen Werkzeugparameters abgelegt sind, vorzugsweise in Form einer Look-Up Tabelle.Hand tool (100) according to claim 3,
characterized in that comparative or reference values of the at least one tool parameter are stored in the sensor electronics (40) and/or in the control electronics (50), preferably in the form of a look-up table. Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik (40) ausgebildet ist auf Basis eines vom TOF-Sensor (30) erhaltenen Sensorsignals einen Verschleiß des Werkzeugs (200) zu ermitteln.Hand tool (100) according to claim 3 or 4,
characterized in that the sensor electronics (40) are designed to determine wear of the tool (200) on the basis of a sensor signal received from the TOF sensor (30). Handwerkzeugmaschine (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik (40) ausgebildet ist auf Basis eines vom TOF-Sensor (30) erhaltenen Sensorsignals eine Eindringtiefe des Werkzeugs (200) in eine zu bearbeitende Oberfläche zu ermitteln und anhand der Eindringtiefe den wenigstens einen Betriebsparameter, beispielsweise eine Drehzahl, anzupassen.Hand tool (100) according to at least one of claims 3 to 5,
characterized in that the sensor electronics (40) are designed to determine a penetration depth of the tool (200) into a surface to be machined on the basis of a sensor signal received from the TOF sensor (30) and based on the penetration depth the at least one operating parameter, for example a speed, to adjust. Handwerkzeugmaschine (100) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (100) ein Display (70) zum Anzeigen und/oder Quittieren des wenigstens einen werkzeugspezifischen Betriebsparameters aufweist.Hand tool (100) according to at least one of the preceding claims,
characterized in that the hand-held power tool (100) has a display (70) for displaying and/or acknowledging the at least one tool-specific operating parameter. Handwerkzeugmaschine (100) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (100) akkubetrieben ist, wobei das Gehäuse (90) eine Akkufuß (95) einschließt an dem oder in dem der TOF-Sensor (30) angeordnet ist.Hand tool (100) according to at least one of the preceding claims,
characterized in that the hand-held power tool (100) is battery-operated, the housing (90) including a battery base (95) on or in which the TOF sensor (30) is arranged. Handwerkzeugmaschine (100) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel zwischen einer Mittelachse (MA) des Sichtfelds (FOV) und einer Rotationsachse (RA) des Werkzeugs (200) wenigstens 30 Grad beträgt.Hand tool (100) according to at least one of the preceding claims,
characterized in that an angle between a center axis (MA) of the field of view (FOV) and a rotation axis (RA) of the tool (200) is at least 30 degrees. Handwerkzeugmaschine (100) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (80) zum Halten eines drehenden und/oder schlagenden und Werkzeugs (200) ausgebildet ist.Hand tool (100) according to at least one of the preceding claims,
characterized in that the tool holder (80) is designed to hold a rotating and/or percussive tool (200). Verwendung eines TOF-Sensors (30) zum Erkennen eines in einer Werkzeugaufnahme (80) einer elektrische Handwerkzeugmaschine (100) aufgenommenen Werkzeugs (200), wobei der TOF-Sensor (30) von der elektrische Handwerkzeugmaschine (100) umfasst ist.Use of a TOF sensor (30) for detecting a tool (200) accommodated in a tool holder (80) of an electric hand tool (100), the TOF sensor (30) being included in the electric hand tool (100).
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