EP3991934A1 - Bohrsystem mit einem kernbohrgerät und einem bohrständer und verfahren zum betrieb eines bohrsystems - Google Patents

Bohrsystem mit einem kernbohrgerät und einem bohrständer und verfahren zum betrieb eines bohrsystems Download PDF

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EP3991934A1
EP3991934A1 EP20204512.6A EP20204512A EP3991934A1 EP 3991934 A1 EP3991934 A1 EP 3991934A1 EP 20204512 A EP20204512 A EP 20204512A EP 3991934 A1 EP3991934 A1 EP 3991934A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drilling system
negative pressure
drilling
core
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20204512.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Sattler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to EP20204512.6A priority Critical patent/EP3991934A1/de
Priority to PCT/EP2021/079048 priority patent/WO2022090018A1/de
Publication of EP3991934A1 publication Critical patent/EP3991934A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/04—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
    • B28D1/041—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs with cylinder saws, e.g. trepanning; saw cylinders, e.g. having their cutting rim equipped with abrasive particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H1/00—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby
    • B25H1/0021—Stands, supports or guiding devices for positioning portable tools or for securing them to the work
    • B25H1/0057—Devices for securing hand tools to the work
    • B25H1/0064—Stands attached to the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
    • B28D7/005—Devices for the automatic drive or the program control of the machines

Definitions

  • the present invention relates to a drilling system with a core drilling device and a drill stand, the drill stand being fastened to a subsurface to be worked using a vacuum.
  • the invention is based on the idea that the drilling system has an electronic sensor for monitoring the negative pressure, the electronic sensor also being set up to transmit negative pressure data determined by it to the core drilling device via a communication link.
  • the drilling system can have a communication connection in order to transmit the negative pressure data, which are determined using the sensor, to the core drilling device.
  • the invention relates to a method for operating a drilling system, in which negative pressure data is recorded with an electronic sensor of the drilling system and can be transmitted to the core drilling device using suitable communication means, for example a communication link.
  • Core drills are known in the prior art, with which essentially cylindrical drill cores can be cut out of substrates to be processed, such as masonry or concrete. Lines or pipes, for example, can be laid or used in the essentially cylindrical boreholes. Since the corre- sponding core drilling devices can be very large and very heavy, depending on the size of the desired drill hole diameter, it is customary not to carry out core drilling by hand, but with the support of a drill stand.
  • Such drill stands which are known per se, are fastened to the subsoil to be worked on, both mechanical fastenings using dowels or supports and fastenings which are based on the utilization of a negative pressure being known. A negative pressure is generated between the drill stand and the subsoil to be worked on.
  • the use of vacuum plates, with which the drill stands can be securely and stably attached to the subsurface, has proven to be helpful.
  • the vacuum used to attach the drill rig to the subsoil must be monitored by the user of the drilling system. Especially a limit value for the negative pressure must not be fallen below for the sufficient, safe attachment of the drill stand to the substrate.
  • pressure gauges on the vacuum base and/or on the vacuum pump are used to indicate the negative pressure.
  • the negative pressure must be set to a sufficiently high negative pressure before the drilling system is put into operation.
  • the negative pressure must be monitored regularly and thoroughly by the user while the core drilling is being carried out so that measures can be taken to bring the negative pressure back into a desired and permissible working range if it falls below a previously defined limit value. These measures can consist, for example, in the drilling process being manually interrupted by the user in order to restore the adequate attachment of the drill stand.
  • the object on which the present invention is based is therefore to overcome the above-described deficiencies and disadvantages of the prior art and to provide a drilling system whose drill stand can be securely and stably attached to a subsurface to be worked on with vacuum but on the other hand the negative pressure can be better monitored during the operation of the drilling system.
  • a drilling system comprising a core drilling device and a drill stand
  • the drill stand can be fastened to a subsurface to be processed using a negative pressure.
  • the drilling system is characterized in that it has a has an electronic sensor for monitoring the negative pressure, the electronic sensor also being set up to transmit negative pressure data determined by it via a communication link to the core drilling device.
  • the core drilling device preferably includes appropriate means for receiving the transmitted vacuum data from the electronic sensor. These can be part of the control or evaluation unit of the core drilling device, for example.
  • the drilling system has a communication connection in order to transmit the negative pressure data, which are determined using the sensor, to the core drilling device.
  • the monitoring of the vacuum used to attach the drill rig can be significantly facilitated, especially when the core drilling rig is operated at the same time.
  • it can advantageously be ensured that the negative pressure does not fall below a certain minimum level, which is necessary to ensure that the drill stand is securely fastened to the ground.
  • the preferably continuous monitoring of the negative pressure means that when the pressure level drops, early measures can be taken to prevent an undesired drop in the negative pressure, so that a safety-relevant detachment of the vacuum plate from the substrate is avoided from the outset.
  • the invention thus makes a significant contribution to the safety of the drilling process and helps to reduce risks and health hazards for the user.
  • the use of an electronic vacuum sensor with evaluation of the pressure level is used in particular for earlier detection of a vacuum drop, and detachment of the base plate from the substrate can be effectively prevented.
  • significant advantages of the invention are that the user of the drilling system is considerably relieved when attaching the drill stand to the subsoil or while core drilling is being carried out.
  • a reduction in the negative pressure can be detected so early with the proposed drilling system that measures can be taken in good time to initiate measures against the negative pressure drop.
  • the proposed drilling system and its use can avoid longer work stoppages or interruptions in the execution of core drillings, while at the same time improving the control of the system and safety during the drilling process.
  • the electronic sensor for recording the negative pressure is part of the drilling system. It is preferred within the meaning of the invention that the sensor is present on the core drilling device of the system. In a further preferred embodiment of the invention, the sensor can be present on the drill stand or on the vacuum base plate, with the vacuum base plate being an optional component of the proposed drilling system. In other words, it is preferred within the meaning of the invention that the drilling system has a base plate for attaching the drill stand to the ground.
  • the senor is arranged in the area of the vacuum connection on the vacuum plate.
  • the sensor can in particular be integrated in an intermediate piece on a vacuum coupling or be part of the vacuum plate.
  • the sensor can be designed, for example, as an electrical vacuum measuring device or as a measuring device that is based on detecting the change in electrical properties of resistors, capacitors and/or coils when the pressure conditions change.
  • the negative pressure values to be measured lie in a range from 0 to 1.0 bar negative pressure.
  • Working vacuum values of the core drilling system in a range from 0.7 to 0.8 bar vacuum are particularly preferred.
  • a minimum vacuum level for the proposed drilling system to operate is 0.65 bar vacuum.
  • this preferably means that the system is set up to give the user information about an undesired drop in negative pressure if a negative pressure value determined with the sensor is less than 0.65 bar negative pressure, for example 0.6 bar negative pressure or at 0.5 bar negative pressure.
  • the negative pressure values mentioned relate to a preferred exemplary embodiment of the proposed drilling system, the negative pressure values mentioned preferably forming reference values in order to characterize the proposed drilling system
  • the negative pressure used is sufficient to securely fasten the drill stand to the subsoil to be worked on.
  • the negative pressure preferably moves within a desired working and pressure range in which this stable fastening can be ensured.
  • the negative pressure is in particular above a defined lower limit value, so that the safety and stability of the assembly can be ensured.
  • the term "lower limit value” is to be understood in the context of the invention as the amount of a desired pressure value.
  • a “lower limit value” can be -100 mbar, for example, while the desired working range with “higher” pressure values is between -100 and -200 mbar, for example. Consequently, the allocation of the adjectives "low” and "high” is determined by the distance between the corresponding values and a zero pressure value, which is present when the measured pressure corresponds to atmospheric or ambient pressure.
  • the pressure p can, for example, be plotted as a function p(t) as a function of the time t.
  • pressure p is plotted on the y-axis while time t is plotted on the x-axis.
  • the resulting curve then represents the progression of the pressure p over a time interval.
  • Vacuum values are preferably displayed in the area below the x-axis, which can also be referred to as "vacuum" within the meaning of the invention, while the pressure values above the x-axis Axis correspond to pressure values above atmospheric or ambient pressure. In the case of the negative pressure values below the x-axis, there is in particular a pressure which is lower than atmospheric or ambient pressure.
  • negative pressure drop is to be understood as a “decreasing” of the negative pressure.
  • Such a drop in negative pressure occurs, for example, when an otherwise constant negative pressure "drops" from, for example, -150 mbar to a value of -100 mbar.
  • this wording in absolute numbers means an increase in pressure, which is referred to as a “drop in negative pressure” within the meaning of the invention.
  • the term “increase in negative pressure” means that the pressure values in the above-mentioned pressure-time diagram move away from the x-axis.
  • there can be an “increase in the negative pressure” when an essentially constant negative pressure “rises” from, for example, -150 mbar to a value of -200 mbar, although this is actually associated with a pressure drop.
  • the senor is a negative pressure or pressure sensor that works in particular electronically.
  • electrosensor means in particular that the pressure change detected by the sensor can be converted into an electrical signal, with the electrical signal being able to be further processed and transmitted. It is preferred within the meaning of the invention that the sensor is designed to be battery-operated.
  • the use of at least one electronic sensor makes it possible in particular to dispense with the use of a manometer.
  • the measurement accuracy can be increased by using an electronic sensor.
  • the measurement data for the pressure or the negative pressure which are referred to as "negative pressure data" within the meaning of the invention, are already available in digital form through the acquisition with an electronic sensor, in which they can be processed particularly easily and inexpensively using the communication link can be transmitted to the core drill.
  • the communication connection is wireless.
  • the electronic sensor can have means for wireless communication.
  • the communication link exists between the electronic sensor and the core drilling device.
  • NF Near Field
  • Zigbee Zigbee
  • a wireless communication connection significantly reduces the cabling effort within the drilling system and contributes in particular to the mechanical robustness of the system.
  • the core drilling device has a control unit which is set up to receive the vacuum data and use it to control the core drilling device.
  • the control unit can be part of the device electronics, for example. It may include a processor to use the vacuum data received from the electronic sensor to control the core drill.
  • the use of the negative pressure data for controlling the core drilling device can, for example, lead to the control unit intervening in the control or operation of the core drilling device and possibly terminating it if a drop in the negative pressure is detected. This automates the previously manual user-interrupted operation of the core drilling rig and makes it even safer. It is preferred within the meaning of the invention that the pressure values recorded by the sensor are evaluated by the control unit of the core drilling device.
  • the control unit of the core drilling device is preferably set up to stop the rotary drive of the core drilling device and prevent further operation of the drilling system if the limit value is not reached.
  • the control unit may preferably comprise an electronic relay for controlling the power of the device. This relay can be designed as a triac and/or MOSFET, for example. It is preferred within the meaning of the invention that the relay is used to stop the rotary drive of the core drilling device, even if the core drilling device is switched on.
  • the drilling system includes an evaluation unit that is set up to evaluate the vacuum data.
  • the evaluation unit can preferably be part of the core drilling device.
  • the evaluation unit for evaluating the vacuum data can be part of the control unit or the electronics of the core drilling device.
  • the evaluation of the vacuum data can in particular include information technology processing of the data, ie data can be converted into other formats or they can be offset against other data or mathematical operations can be applied to the data. In terms of the invention, it is particularly preferred that the data can be plotted and evaluated graphically.
  • the vacuum data determined using the sensor are compared with a previously specified limit value.
  • This comparison of the data can be carried out, for example, in the control unit or in the evaluation unit of the core drilling device. It is preferred within the meaning of the invention that the previously defined limit value is stored in the core drilling device so that it can be accessed. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the vacuum data is compared with a lower limit value, with a desired working range in which a secure fastening of the drill stand can be ensured preferably being above this lower limit value.
  • a lower limit value can be, for example, at a value of -100 mbar, while a desired working range with secure fastening of the drill stand can be in a range from -100 mbar to -200 mbar, for example.
  • the desired working range can also be stored in the core drilling device or the control unit or the evaluation unit.
  • a lower limit value e.g. -100 mbar
  • an upper limit value e.g. -200 mbar
  • the negative pressure data recorded with the sensor are preferably continuously compared with these limit values, which limit the desired working range of the drilling system.
  • the drilling system has a display device that is set up to display the vacuum data.
  • the display device is part of the core drilling device. It can be embodied, for example, as a display, monitor, screen or touch screen.
  • the display device can also be a human machine interface display (HMI display), which is designed for an interaction between the user and the display device or the core drilling device.
  • HMI display human machine interface display
  • the display device can be used to display the vacuum data, raw data or evaluated data for the user, so that the user can grasp them quickly and react if necessary.
  • the drilling system has warning means that are set up to indicate a falling negative pressure.
  • the warning means are part of the core drilling device.
  • the indication to the user that the negative pressure between the ground and the drill stand or the vacuum plate is dropping represents a valuable advantage of the invention, because in this way the user does not have to constantly monitor the negative pressure used to attach the drill stand or need to check. Instead, the user is automatically informed by the system via the warning means about an undesired drop in the negative pressure and is thereby significantly relieved when working with the proposed drilling system. In other words, the user can be informed in particular when the negative pressure determined using the electronic sensor falls below a previously specified limit value.
  • Such an indication can also be given, for example, when the negative pressure value determined with the sensor leaves a desired working range or when the negative pressure data are outside the limit values that define or limit this working range.
  • Whether the warning means issue a warning to the user can also be made dependent on the negative pressure being outside the desired working range or below a previously specified lower limit value for a specified period of time. For example, it can be specified that the user only receives a warning when the vacuum values are outside the permissible working range for at least 3 seconds.
  • the warning means can preferably be visual and/or acoustic indicators.
  • the optical display means can be formed, for example, by a warning light or warning LEDs, which can light up or flash red, for example, if the negative pressure drops to such an extent that a secure attachment of the drill stand to the ground can no longer be guaranteed. If the display means are acoustic display means, a warning signal can be emitted, for example, which informs the user about a possible safety risk. The user of the drilling system can then act quickly and take appropriate measures so that the negative pressure increases again and, in particular, is high enough to ensure that the core drilling device is securely fastened to the ground.
  • a step-by-step procedure can also be preferred for the purposes of the invention.
  • several lower limit values can be defined, with the user only being at risk, for example, if the value falls below the lowest limit value.
  • Exceeding a first lower limit value can result, for example, in a warning lamp changing from green to yellow or in an acoustic indicator emitting a louder warning signal emits or emits sounds at a more urgent frequency or at shorter intervals.
  • Exceeding a second lower limit value which is preferably lower than the first limit value, can lead, for example, to a warning light switching from yellow to red or an acoustic indicator emitting an even louder warning signal or signals with an even more urgent frequency or at even shorter intervals gives.
  • Such warning or status information can preferably be displayed temporarily or permanently.
  • the drilling system is a drilling system that is proposed in the context of this invention.
  • the drilling system comprises a drill stand and a core drilling device, with the core drilling device being fastened to the subsoil by means of the drill stand when core drilling is carried out.
  • a negative pressure is used, with a vacuum plate being arranged between the subsurface and the drill stand, which transfers the negative pressure generated by a negative pressure source to a fastening area between the subsurface and the drill stand.
  • the operation of the drilling system includes, in particular, the execution of core drillings or the cutting out of a substantially cylindrical core from the subsoil to be processed.
  • the negative pressure between the subsoil and the drill stand is monitored regularly, preferably continuously, by means of the electronic sensor, by measuring data relating to the pressure between the subsoil and the drill stand being recorded.
  • the electronic sensor includes communication means, with the help of which the recorded vacuum data can be transmitted to the core drilling device of the drilling system.
  • a communication connection is used in particular, which in another preferred embodiment of the invention can be designed as a bluetooth communication link.
  • the control method includes the additional method step of controlling the core drilling device by a control unit of the core drilling device as a function of previously recorded and transmitted vacuum data.
  • the invention relates to a method for controlling a drilling system as a function of negative pressure data that is determined using an electronic negative pressure sensor of the drilling system.
  • the control unit can intervene in the operation of the core drilling device and, for example, stop it immediately if a safety-relevant drop in the negative pressure between the drill stand and the underground is detected. This makes the use of the proposed drilling system even safer.
  • the negative pressure data recorded in an earlier method step and transmitted to the core drilling device can be evaluated by an evaluation unit.
  • the evaluation unit can be part of the core drilling device, for example. However, it can also be part of an external control unit, for example, with which the drilling system is controlled from the outside. This can be, for example, but not limited to, an external remote control or a mobile communication device such as a mobile phone, a tablet or a handheld device.
  • the transmitted and/or evaluated vacuum data can be displayed with a display device.
  • a display device can preferably be present on the core drilling device, specifically at a location that is particularly easy to see for the user of the drilling system during its operation.
  • the preferably continuous monitoring of the negative pressure that is present between the drill stand and the subsoil can be significantly simplified will. It is preferred within the meaning of the invention that status and/or warning messages can be displayed temporarily or permanently.
  • the drilling system can include warning means with which status and/or warning messages can be issued in order to indicate a falling underpressure.
  • the status and/or warning messages can be, for example, acoustic and/or visual warnings that can be more or less urgent depending on the deviation of the negative pressure from specified limit values or working areas.
  • light signals can be emitted by the warning means in different colors or in different time sequences.
  • warning tones can also be emitted.
  • FIG 1 shows a preferred embodiment of the proposed drilling system 1.
  • the drilling system 1 comprises a drill stand 2 and a core drill 3, the core drill 3 being fastened to the drill stand 2 on the subsurface U to be worked on.
  • a negative pressure is used in particular for the safe and stable attachment of the drill stand 2 and the core drilling device 3 to the subsurface U.
  • This can be applied with a base plate 6.
  • the base plate 6 can form the lower area of the drill stand 2 and delimit the drill stand 2 in the direction of the underground U.
  • the drilling system 1 includes an electronic sensor 4 with which measured values relating to the fastening vacuum can be recorded.
  • the electronic sensor 4 can be fixed to the base plate 6 of the drilling system 1, for example.
  • the electronic sensor 4 is preferably arranged in such a way that a reliable detection or the negative pressure between the drill stand 2 and the underground U or the base plate 6 and the underground U is made possible.
  • the electronic sensor 4 is set up to establish a communication connection 8 between the sensor 4 and the core drilling device 3 .
  • the negative pressure data recorded by the sensor 4 can be transmitted to the core drilling device 3 via the communication connection 8 , whereby they can be evaluated on the core drilling device 3 , displayed and/or used to control the core drilling device 3 .
  • a control unit 5 can be arranged on the core drilling device 3 .
  • the core drilling device 3 can include a display device 7 .

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bohrsystem mit einem Kernbohrgerät und einem Bohrständer, wobei der Bohrständer unter Verwendung eines Unterdrucks auf einem zu bearbeitenden Untergrund befestigt werden kann. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass das Bohrsystem einen elektronischen Sensor zur Überwachung des Unterdrucks aufweist, wobei der elektronische Sensor darüber hinaus dazu eingerichtet ist, von ihm ermittelte Unterdruckdaten unter Verwendung einer Kommunikationsverbindung an das Kernbohrgerät zu übermitteln. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Bohrsystems, bei dem Unterdruckdaten mit einem elektronischen Sensor des Bohrsystems erfasst und mit geeigneten Kommunikationsmitteln an das Kernbohrgerät übermittelt werden können.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bohrsystem mit einem Kernbohrgerät und einem Bohrständer, wobei der Bohrständer unter Verwendung eines Unterdrucks auf einem zu bearbeitenden Untergrund befestigt wird. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass das Bohrsystem einen elektronischen Sensor zur Überwachung des Unterdrucks aufweist, wobei der elektronische Sensor darüber hinaus dazu eingerichtet ist, von ihm ermittelte Unterdruckdaten über eine Kommunikationsverbindung an das Kernbohrgerät zu übermitteln. Dazu kann das Bohrsystem eine Kommunikationsverbindung aufweisen, um die Unterdruckdaten, die mit dem Sensor ermittelt werden, an das Kernbohrgerät zu übertragen. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Bohrsystems, bei dem Unterdruckdaten mit einem elektronischen Sensor des Bohrsystems erfasst und mit geeigneten Kommunikationsmitteln, beispielsweise mittels einer Kommunikationsverbindung, an das Kernbohrgerät übermittelt werden können.
    • Hintergrund der Erfindung:
  • Im Stand der Technik sind Kernbohrgeräte bekannt, mit denen im Wesentlichen zylinderförmige Bohrkerne aus zu bearbeitenden Untergründen, wie Mauerwerk oder Beton, herausgeschnitten werden können. In den im Wesentlichen zylinderförmigen Bohrlöchern können beispielsweise Leitungen oder Rohre verlegt oder eingesetzt werden. Da die entsprechenden Kernbohrgeräte je nach Größe des gewünschten Bohrlochdurchmessers sehr groß und sehr schwer sein können, ist es üblich, Kernbohrungen nicht handgeführt durchzuführen, sondern mit der Unterstützung eines Bohrständers. Solche an sich bekannten Bohrständer werden an dem zu bearbeitenden Untergrund befestigt, wobei sowohl mechanische Befestigungen unter Verwendung von Dübeln oder Stützen, als auch Befestigungen bekannt sind, die auf der Ausnutzung eines Unterdrucks beruhen. Dabei wird zwischen dem Bohrständer und dem zu bearbeitenden Untergrund ein Unterdruck erzeugt. Hilfreich hat sich hierbei die Verwendung von Vakuumplatten gezeigt, mit denen die Bohrständer sicher und stabil am Untergrund befestigt werden können.
  • Während des Betriebs des Kernbohrgeräts muss der Unterdruck, mit dem der Bohrständer an dem Untergrund befestig wird, vom Nutzer des Bohrsystems überwacht werden. Insbesondere ist für die ausreichende, sichere Befestigung des Bohrständers am Untergrund ein Grenzwert für den Unterdruck nicht zu unterschreiten. Bei konventionellen Bohrsystemen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, werden Manometer an der Vakuumgrundplatte und/oder an der Vakuumpumpe verwendet, um den Unterdruck anzuzeigen. Insbesondere muss der Unterdruck vor Inbetriebnahme des Bohrsystems auf einen ausreichend hohen Unterdruck eingestellt werden. Darüber hinaus muss der Unterdruck während der Durchführung der Kembohrung vom Anwender so regelmäßig und gründlich überwacht werden, dass bei Unterschreitung eines zuvor festgelegten Grenzwerts Maßnahmen ergriffen werden können, um den Unterdruck wieder in einen gewünschten und zulässigen Arbeitsbereich zu bringen. Diese Maßnahmen können beispielsweise darin bestehen, dass der Bohrvorgang vom Anwender manuell unterbrochen wird, um die ausreichende Befestigung des Bohrständers wiederherzustellen.
  • Die Erfahrung im Umgang mit konventionellen Kernbohrsystemen zeigt, dass eine Überwachung des Unterdrucks bei gleichzeitiger Durchführung der Kernbohrung für den Nutzer sehr beschwerlich und aufwändig ist. Dies insbesondere deswegen, weil es in der Praxis nur schwer zu erreichen ist, dass der Nutzer des Bohrsystems seine Aufmerksamkeit sowohl dem Bohrfortschritt, als auch der engmaschigen Überwachung des Unterdrucks widmet. Dies kann dazu führen, dass ein unerwünschter Abfall des Unterdrucks erst spät erkannt wird. Mithin wird nicht der Abfall des Unterdrucks erkannt, sondern erst ein daraus resultierendes Lösen der Vakuumgrundplatte vom Untergrund. Dies kann zu Unfällen, Sicherheitsrisiken und einer Gefährdung des Nutzers des Bohrsystems führen.
  • Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht somit darin, die vorstehend beschriebenen Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Bohrsystem bereitzustellen, dessen Bohrständer einerseits mit Unterdruck sicher und stabil an einem zu bearbeitenden Untergrund befestigt werden kann, bei dem aber andererseits der Unterdruck besser während des Betriebs des Bohrsystems überwacht werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen zu dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
    • Beschreibung der Erfindung:
  • Erfindungsgemäß ist ein Bohrsystem umfassend ein Kernbohrgerät und einen Bohrständer vorgesehen, wobei der Bohrständer unter Verwendung eines Unterdrucks auf einem zu bearbeitenden Untergrund befestigbar ist. Das Bohrsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen elektronischen Sensor zur Überwachung des Unterdrucks aufweist, wobei der elektronische Sensor darüber hinaus dazu eingerichtet ist, von ihm ermittelte Unterdruckdaten über eine Kommunikationsverbindung an das Kernbohrgerät zu übermitteln. Vorzugsweise umfasst das Kernbohrgerät entsprechende Mittel zum Empfang der übermittelten Unterdruckdaten des elektronischen Sensors. Diese können beispielsweise Bestandteil der Steuer- oder Auswerteeinheit des Kernbohrgeräts sein.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Bohrsystem eine Kommunikationsverbindung aufweist, um die Unterdruckdaten, die mit dem Sensor ermittelt werden, an das Kernbohrgerät zu übertragen. Tests haben gezeigt, dass mit der Verwendung des vorgeschlagenen Bohrsystems die Überwachung des Unterdrucks, der zur Befestigung des Bohrständers verwendet wird, deutlich erleichtert werden kann, insbesondere bei gleichzeitigem Betrieb des Kernbohrgeräts. Mit der Erfindung kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass der Unterdruck ein gewisses Mindestmaß nicht unterschreitet, welches notwendig ist, um eine sichere Befestigung des Bohrständers am Untergrund zu gewährleisten. Durch die bevorzugt kontinuierliche Überwachung des Unterdrucks können bei sinkendem Druckniveau frühzeitig Maßnahmen gegen einen unerwünschten Abfall des Unterdrucks ergriffen werden, so dass ein sicherheitsrelevantes Lösen der Vakuumplatte vom Untergrund von vornherein vermieden wird. Somit leistet die Erfindung einen wesentlichen Beitrag zur Sicherheit des Bohrvorgangs und trägt zur Reduzierung von Risiken und Gesundheitsgefahren für den Nutzer bei. Die Verwendung eines elektronischen Unterdrucksensors mit Auswertung des Druckniveaus dient insbesondere zur früheren Erkennung eines Unterdruckabfalls, und ein Lösen der Grundplatte vom Untergrund kann wirksam verhindert werden.
  • Wesentliche Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass der Nutzer des Bohrsystems bei der Befestigung des Bohrständers am Untergrund bzw. während der Durchführung einer Kernbohrung erheblich entlastet wird. Insbesondere kann eine Reduktion des Unterdrucks mit dem vorgeschlagenen Bohrsystem so frühzeitig erkannt werden, dass rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden können, um Maßnahmen gegen den Unterdruckabfall einzuleiten. Insbesondere können durch das vorgeschlagene Bohrsystem bzw. seine Verwendung längere Arbeitsunterbrechungen bzw. Unterbrechungen bei der Durchführung von Kernbohrungen vermieden werden bei gleichzeitiger Verbesserung der Kontrolle des Systems und der Sicherheit während des Bohrvorgangs.
  • Der elektronische Sensor zur Erfassung des Unterdrucks ist Bestandteil des Bohrsystems. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Sensor an dem Kernbohrgerät des Systems vorliegt. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der Sensor am Bohrständer oder an der Vakuumgrundplatte vorliegen, wobei die Vakuumgrundplatte optionaler Bestandteil des vorgeschlagenen Bohrsystems ist. Mit anderen Worten ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Bohrsystem eine Grundplatte zur Befestigung des Bohrständers an dem Untergrund aufweist.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Sensor im Bereich des Vakuumanschlusses an der Vakuumplatte angeordnet vorliegt. Der Sensor kann insbesondere in einem Zwischenstück an einer Vakuumkupplung integriert vorliegen oder Bestandteil der Vakuumplatte sein. Der Sensor kann beispielsweise als elektrisches Unterdruckmessgerät ausgebildet sein oder als Messgerät, das auf einer Erfassung der Änderung von elektrischen Eigenschaften von Widerständen, Kondensatoren und/oder Spulen bei geänderten Druckverhältnissen beruht.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die zu messenden Unterdruckwerte in einem Bereich von 0 bis 1,0 bar Unterdruck liegen. Besonders bevorzugt sind Arbeits-Unterdruckwerte des Kernbohrsystems in einem Bereich von 0,7 bis 0,8 bar Unterdruck. Vorzugsweise liegt ein Mindest-Unterdruckwert für die Arbeit des vorgeschlagenen Bohrsystems bei 0,65 bar Unterdruck. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das System dazu eingerichtet ist, dem Nutzer einen Hinweis über einen unerwünschten Unterdruckabfall zu geben, wenn ein mit dem Sensor ermittelter Unterdruckwert bei kleiner als 0,65 bar Unterdruck liegt, also beispielsweise bei 0,6 bar Unterdruck oder bei 0,5 bar Unterdruck. Die genannten Unterdruckwerte beziehen sich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Bohrsystems, wobei die genannten Unterdruckwerte vorzugsweise Referenzwerte bilden, um das vorgeschlagene Bohrsystem zu charakterisieren
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der verwendete Unterdruck ausreichend ist, um den Bohrständer sicher an dem zu bearbeitenden Untergrund zu befestigen. Vorzugsweise bewegt sich der Unterdruck während des Betriebs des vorgeschlagenen Bohrsystems in einem gewünschten Arbeits- und Druckbereich, in dem diese stabile Befestigung gewährleistet werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Unterdruck insbesondere über einem festgelegten unteren Grenzwert liegt, damit die Sicherheit und Stabilität der Montage sichergestellt werden kann. Der Begriff "unterer Grenzwert" ist im Sinne der Erfindung als Betrag eines gewünschten Druckwerts zu verstehen. Ein "unterer Grenzwert" kann beispielsweise bei -100 mbar liegen, während der gewünschte Arbeitsbereich mit "höheren" Druckwerten beispielsweise bei zwischen -100 und -200 mbar liegt. Mithin bestimmt sich die Zuordnung der Adjektive "niedrig" und "hoch" durch den Abstand der entsprechenden Werte zu einem Nullwert des Drucks, der dann vorliegt, wenn der gemessene Druck dem Atmosphären- oder Umgebungsdruck entspricht.
  • Der Druck p kann beispielsweise als Funktion p(t) in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen werden. Vorzugsweise wird der Druck p auf der y-Achse aufgetragen, während die Zeit t auf der x-Achse aufgetragen wird. Die sich ergebende Kurve stellt dann den Verlauf des Drucks p im Laufe eines Zeitintervalls dar. Vorzugsweise werden im Bereich unterhalb der x-Achse Unterdruckwerte dargestellt, die im Sinne der Erfindung auch als "Vakuum" bezeichnet werden können, während die Druckwerte oberhalb der x-Achse Druckwerten oberhalb des Atmosphärenoder Umgebungsdruck entsprechen. Bei den Unterdruckwerten unterhalb der x-Achse liegt insbesondere ein Druck vor, der kleiner ist als der Atmosphären- oder Umgebungsdruck. Im Sinne dieser Erläuterungen ist der Begriff "Unterdruckabfall" als ein "Kleinerwerden" des Unterdrucks zu verstehen. Ein solcher Unterdruckabfall liegt beispielsweise vor, wenn ein sonst konstanter Unterdruck von beispielsweise -150 mbar auf einen Wert von -100 mbar "absinkt". Der Fachmann weiß, dass mit dieser Formulierung in absoluten Zahlen ein Druckanstieg gemeint ist, der im Sinne der Erfindung als "Unterdruckabfall" bezeichnet wird. Analog dazu bezeichnet der Begriff "Anstieg des Unterdrucks", dass sich die Druckwerte in dem oben angesprochenen Druck-Zeit-Diagramm von der x-Achse entfernen. Beispielsweise kann ein "Anstieg des Unterdrucks" dann vorliegen, wenn ein im Wesentlichen konstanter Unterdruck von beispielsweise -150 mbar auf einen Wert von -200 mbar "ansteigt", obwohl damit eigentlich eine Druckabsenkung verbunden ist.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass es sich bei dem Sensor um einen Unterdruck- bzw. Drucksensor handelt, der insbesondere elektronisch arbeitet. Mit dem Begriff "elektronischer Sensor" ist insbesondere gemeint, dass die mit dem Sensor erfasste Druckänderung in ein elektrisches Signal umgewandelt werden kann, wobei das elektrische Signal weiterverarbeitet und übertragen werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Sensor batteriebetrieben ausgebildet ist.
  • Durch die Verwendung von mindestens einem elektronischen Sensor kann insbesondere auf den Einsatz eines Manometers verzichtet werden. Insbesondere kann durch die Verwendung eines elektronischen Sensors die Messgenauigkeit erhöht werden. Darüber hinaus liegen die Messdaten für den Druck bzw. den Unterdruck, die im Sinne der Erfindung als "Unterdruckdaten" bezeichnet werden, durch die Erfassung mit einem elektronischen Sensor bereits in einer digitalen Form vor, in der sie besonders einfach und unaufwändig unter Verwendung der Kommunikationsverbindung an das Kernbohrgerät übermittelt werden können.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Kommunikationsverbindung drahtlos ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann der elektronische Sensor Mittel zur drahtlosen Kommunikation aufweisen. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Kommunikationsverbindung zwischen dem elektronischen Sensor und dem Kernbohrgerät besteht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Kommunikationsverbindung zwischen dem elektronischen Sensor und der Steuer- oder Auswerteeinheit des Kernbohrgeräts. Mithin können Kommunikationsprotokolle, wie Near Field (NF), Zigbee oder dergleichen verwendet werden, um die mit dem Sensor ermittelten Unterdruckdaten an das Bohrgerät zu übertragen. Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung einer bluetooth-Verbindung zur Übertragung der Daten von dem elektronischen Sensor an das Kernbohrgerät. Eine drahtlose Kommunikationsverbindung reduziert den Verkabelungsaufwand innerhalb des Bohrsystems erheblich und trägt insbesondere zur mechanischen Robustheit des Systems bei.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Kernbohrgerät eine Steuereinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Unterdruckdaten zu empfangen und zur Steuerung des Kernbohrgeräts zu verwenden. Die Steuereinheit kann beispielsweise Bestandteil der Geräte-Elektronik sein. Sie kann einen Prozessor umfassen, um die vom elektronischen Sensor empfangenen Unterdruckdaten zur Steuerung des Kernbohrgeräts zu verwenden. Die Verwendung der Unterdruckdaten zur Steuerung des Kernbohrgeräts kann beispielsweise dazu führen, dass die Steuereinheit in die Steuerung bzw. den Betrieb des Kernbohrgeräts eingreift und diesen ggf. beendet, wenn ein Abfall des Unterdrucks erkannt wird. Dadurch wird die früher manuell vom Nutzer durchgeführte Unterbrechung des Betriebs des Kernbohrgeräts automatisiert und noch sicherer. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die von dem Sensor erfassten Druckwerte von der Steuereinheit des Kernbohrgerätes ausgewertet werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit des Kernbohrgeräts dazu eingerichtet, bei Unterschreitung des Grenzwertes den Drehantrieb des Kernbohrgeräts zu stoppen und einen Weiterbetrieb des Bohrsystems zu unterbinden. Die Steuereinheit kann vorzugsweise ein elektronisches Relais zur Steuerung der Leistung des Gerätes umfassen. Dieses Relais kann beispielsweise als Triac und/oder MOSFET ausgebildet sein. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Relais dazu verwendet wird, den Drehantrieb des Kernbohrgerätes stoppen, selbst wenn das Kernbohrgerät eingeschaltet ist.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Bohrsystem eine Auswerteeinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Unterdruckdaten auszuwerten. Die Auswerteeinheit kann vorzugsweise Bestandteil des Kernbohrgeräts sein. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Auswerteeinheit zur Auswertung der Unterdruckdaten Bestandteil der Steuereinheit oder der Elektronik des Kernbohrgeräts sein. Die Auswertung der Unterdruckdaten kann insbesondere eine informationstechnologische Verarbeitung der Daten umfassen, d.h. Daten können in andere Formate umgewandelt werden oder sie können mit anderen Daten verrechnet werden oder es können mathematische Operationen auf die Daten angewendet werden. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Daten graphisch aufgetragen und ausgewertet werden können.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die mit dem Sensor ermittelten Unterdruckdaten mit einem zuvor festlegten Grenzwert verglichen. Dieser Vergleich der Daten kann beispielsweise in der Steuereinheit oder in der Auswerteeinheit des Kernbohrgeräts vorgenommen werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der zuvor festlegte Grenzwert in dem Kernbohrgerät hinterlegt ist, so dass auf ihn zugegriffen werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die Unterdruckdaten mit einem unteren Grenzwert verglichen werden, wobei ein gewünschter Arbeitsbereich, in dem eine sichere Befestigung des Bohrständers gewährleistet werden kann, vorzugsweise oberhalb dieses unteren Grenzwert liegt. Ein unterer Grenzwert kann beispielsweise bei einem Wert von -100 mbar liegen, während ein gewünschter Arbeitsbereich mit sicherer Befestigung des Bohrständers beispielsweise in einem Bereich von -100 mbar bis -200 mbar liegen kann.
  • Anstatt eines bevorzugt unteren Grenzwerts kann auch der gewünschte Arbeitsbereich in dem Kernbohrgerät bzw. der Steuereinheit oder der Auswerteeinheit hinterlegt sein. Es ist in dieser Ausgestaltung der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass ein unterer Grenzwert (zum Beispiel -100 mbar) und ein oberer Grenzwert (zum Beispiel -200 mbar) in dem Bohrsystem hinterlegt werden, die den zulässigen und gewünschten Arbeitsbereich für den Unterdruck im vorgeschlagenen Bohrsystem festlegen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mit dem Sensor erfassten Unterdruckdaten vorzugsweise kontinuierlich mit diesen Grenzwerten, die den gewünschten Arbeitsbereich des Bohrsystems begrenzen, verglichen werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Bohrsystem eine Anzeigevorrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Unterdruckdaten anzuzeigen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Anzeigevorrichtung Bestandteil des Kernbohrgeräts. Sie kann beispielsweise als Display, Monitor, Bildschirm oder Touch-Bildschirm ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die Anzeigevorrichtung auch ein Human Machine Interface-Display (HMI-Display) sein, der für eine Interaktion zwischen dem Nutzer und der Anzeigevorrichtung bzw. dem Kernbohrgerät ausgebildet ist. Die Anzeigevorrichtung kann insbesondere dazu verwendet werden, die Unterdruckdaten, Rohdaten oder ausgewertete Daten für den Nutzer anzuzeigen, so dass dieser sie schnell erfassen und erforderlichenfalls reagieren kann.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Bohrsystem Warnmittel aufweist, die dazu eingerichtet ist, auf einen abfallenden Unterdruck hinzuweisen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Warnmittel Bestandteil des Kernbohrgeräts. Der Hinweis für den Nutzer, dass der Unterdruck zwischen dem Untergrund und dem Bohrständer bzw. der Vakuumplatte abfällt, stellt einen wertvollen Vorteil der Erfindung dar, weil der Nutzer auf diese Weise nicht selbst ständig den Unterdruck, der zur Befestigung des Bohrständers verwendet wird, überwachen oder überprüfen muss. Stattdessen wird der Nutzer durch die Warnmittel über einen unerwünschten Abfall des Unterdrucks selbsttätig vom System aus informiert und dadurch wesentlich bei der Arbeit mit dem vorgeschlagenen Bohrsystem entlastet. Mit anderen Worten kann eine Information an den Nutzer insbesondere dann erfolgen, wenn der mit dem elektronischen Sensor ermittelte Unterdruck unter einen zuvor festgelegten Grenzwert fällt. Ein solcher Hinweis kann beispielsweise auch dann erfolgen, wenn der mit dem Sensor ermittelte Unterdruckwert einen gewünschten Arbeitsbereich verlässt bzw. wenn die Unterdruckdaten außerhalb der Grenzwerte liegen, die diesen Arbeitsbereich festlegen oder begrenzen. Ob die Warnmittel einen Warnhinweis an den Nutzer abgeben, kann auch davon abhängig gemacht werden, dass der Unterdruck für einen festgelegten Zeitraum außerhalb des gewünschten Arbeitsbereich bzw. unterhalb eines unteren zuvor festgelegten Grenzwerts liegt. Es kann beispielsweise festgelegt werden, dass der Nutzer erst dann einen Warnhinweis bekommt, wenn die Unterdruckwerte für mindestens 3 Sekunden außerhalb des zulässigen Arbeitsbereichs liegen.
  • Bei den Warnmitteln kann es sich vorzugsweise um optische und/oder akustische Anzeigemittel handeln. Die optischen Anzeigemittel können beispielsweise von einer Warnleuchte oder von Warn-LEDs gebildet werden, die beispielsweise rot aufleuchten oder blinken können, wenn der Unterdruck in einem Maße abfällt, dass eine sichere Befestigung des Bohrständers auf dem Untergrund nicht mehr gewährleistet werden kann. Wenn die Anzeigemittel akustische Anzeigemittel sind, kann beispielsweise ein Warnsignal abgegeben werden, das den Nutzer über ein mögliches Sicherheitsrisiko informiert. Der Nutzer des Bohrsystems kann dann schnell handeln und entsprechende Maßnahmen ergreifen, damit der Unterdruck wieder ansteigt und insbesondere ausreichend hoch ist, um eine sichere Befestigung des Kernbohrgeräts auf dem Untergrund zu gewährleisten.
  • Im Sinne der Erfindung kann auch ein stufenweises Vorgehen bevorzugt sein. Das heißt, dass im Sinne der Erfindung mehrere untere Grenzwerte festgelegt werden können, wobei eine Gefahr für den Nutzer beispielsweise erst bei Unterschreiten des untersten Grenzwertes eintritt. Das Überschreiten eines ersten unteren Grenzwerts kann beispielsweise dazu führen, dass eine Warnleuchte von grün auf gelb umspringt oder ein akustisches Anzeigemittel ein lauteres Warnsignal abgibt oder mit einer dringlicheren Frequenz oder in kürzeren Abständen Geräusche abgibt. Das Überschreiten eines zweiten unteren Grenzwerts, der vorzugsweise niedriger als der erste Grenzwert ist, kann beispielsweise dazu führen, dass eine Warnleuchte von gelb auf rot umspringt oder ein akustisches Anzeigemittel ein noch lauteres Warnsignal abgibt oder mit einer noch dringlicheren Frequenz oder in noch kürzeren Abständen Signale abgibt. Vorzugsweise können solche Warn- oder Zustandshinweise temporär oder dauerhaft angezeigt werden.
  • In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Bohrsystems. Die für das Bohrsystem eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten vorzugsweise für das Steuerungsverfahren für das Bohrsystem analog. Das Steuerverfahren ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
    1. a) Bereitstellung eines Bohrsystems mit Kernbohrgerät und Bohrständer,
    2. b) Befestigung des Bohrständers auf einem zu bearbeitenden Untergrund unter Verwendung eines Unterdrucks,
    3. c) Betrieb des Bohrsystems,
    4. d) Erfassung von Unterdruckdaten mit einem elektronischen Sensor des Bohrsystems,
    5. e) Übermittlung der Unterdruckdaten an das Kernbohrgerät mit einer Kommunikationsverbindung.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass es sich bei dem bereitgestellten Bohrsystem um ein Bohrsystem handelt, das im Kontext dieser Erfindung vorgeschlagen wird. Das Bohrsystem umfasst einen Bohrständer und ein Kernbohrgerät, wobei das Kernbohrgerät bei der Durchführung von Kernbohrungen mittels des Bohrständers auf dem Untergrund befestigt wird. Dabei wird im Kontext der Erfindung ein Unterdruck verwendet, wobei zwischen Untergrund und Bohrständer eine Vakuumplatte angeordnet vorliegen kann, die den von einer Unterdruckquelle erzeugten Unterdruck in einen Befestigungsbereich zwischen Untergrund und Bohrständer überträgt. Der Betrieb des Bohrsystems umfasst insbesondere die Durchführung von Kernbohrungen bzw. das Herausschneiden eines im Wesentlichen zylindrischen Bohrkerns aus dem zu bearbeitenden Untergrund. Während dieses Betriebs des Bohrsystems wird der Unterdruck zwischen Untergrund und Bohrständer mittels dem elektronischen Sensor regelmäßig, bevorzugt kontinuierlich, überwacht, indem Messdaten, die den Druck zwischen Untergrund und Bohrständer betreffen, erfasst werden. Der elektronische Sensor umfasst Kommunikationsmittel, mit deren Hilfe die erfassten Unterdruckdaten an das Kernbohrgerät des Bohrsystems übermittelt werden können. Dazu wird insbesondere eine Kommunikationsverbindung verwendet, die in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als bluetooth-Kommunikationsverbindung ausgebildet sein kann.
  • Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass das Steuerungsverfahren den zusätzlichen Verfahrensschritt einer Steuerung des Kembohrgeräts durch eine Steuereinheit des Kernbohrgeräts in Abhängigkeit zuvor erfassten und übermittelten Unterdruckdaten umfasst. In dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung des Systems betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Bohrsystems in Abhängigkeit von Unterdruckdaten, die mit einem elektronischen Unterdrucksensor des Bohrsystems ermittelt werden. Hierdurch kann die Steuereinheit in den Betrieb des Kernbohrgeräts eingreifen und diesen beispielsweise sofort stoppen, wenn ein sicherheitsrelevanter Abfall des Unterdrucks zwischen dem Bohrständer und dem Untergrund detektiert wird. Dadurch wird die Verwendung des vorgeschlagenen Bohrsystems noch sicherer.
  • In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann das Steuerungsverfahren einen oder mehrere der folgenden Verfahrensschritte umfassen:
    1. i) Auswertung der in Verfahrensschritt e) übermittelten Unterdruckdaten durch eine Auswerteeinheit,
    2. ii) Anzeige der übermittelten und/oder ausgewerteten Unterdruckdaten mit einer Anzeigevorrichtung und/oder
    3. iii) Abgabe einer Zustands- und/oder Warnmeldung durch Warnmittel des Bohrsystems, um auf einen abfallenden Unterdruck hinzuweisen.
  • Beispielsweise können die in einem früheren Verfahrensschritt erfassten und an das Kernbohrgerät übermittelten Unterdruckdaten durch eine Auswerteeinheit ausgewertet werden. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise Bestandteil des Kernbohrgeräts sein. Sie kann aber beispielsweise auch Bestandteile einer externen Steuerungseinheit sein, mit der das Bohrsystem von außen gesteuert wird. Dabei kann es sich beispielsweise um eine externe Fernbedienung oder eine mobile Kommunikationsvorrichtung, wie ein Mobiltelefon, ein Tablet oder ein handheld-Gerät, handeln, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Darüber hinaus können die übermittelten und/oder ausgewerteten Unterdruckdaten mit einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Eine solche Anzeigevorrichtung kann vorzugsweise am Kernbohrgerät vorliegen, und zwar an einer Stelle, die für den Nutzer des Bohrsystems während dessen Betriebs besonders gut einsehbar ist. Dadurch kann die bevorzugt kontinuierliche Überwachung des Unterdrucks, der zwischen Bohrständer und Untergrund vorliegt, wesentlich vereinfacht werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass Zustands- und/oder Warnmeldungen temporär oder dauerhaft angezeigt werden können.
  • Ferner kann das Bohrsystem Warnmittel umfassen, mit denen Zustands- und/oder Warnmeldungen abgegeben werden können, um auf einen abfallenden Unterdruck hinzuweisen. Bei den Zustands- und/oder Warnmeldungen kann es sich beispielsweise um akustische und/oder optische Warnhinweise handeln, die je nach Abweichung des Unterdrucks von vorgegebenen Grenzwerten oder Arbeitsbereichen mehr oder weniger dringlich sein können. Beispielsweise können Leuchtsignale in unterschiedlichen Farben oder unterschiedlicher Zeitabfolge von den Warnmitteln abgegeben werden. Alternativ können auch Warntöne emittiert werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figur, 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.
  • In der Figur sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Bohrsystems
    Ausführungsbeispiele und Figurenbeschreibung:
  • Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des vorgeschlagenen Bohrsystems 1. Das Bohrsystem 1 umfasst einen Bohrständer 2 und ein Kernbohrgerät 3, wobei das Kernbohrgerät 3 mit dem Bohrständer 2 auf dem zu bearbeitenden Untergrund U befestigt wird. Im Kontext der Erfindung wird zur sicheren und stabilen Befestigung des Bohrständers 2 und des Kernbohrgeräts 3 am Untergrund U insbesondere ein Unterdruck verwendet. Dieser kann mit einer Grundplatte 6 appliziert werden. Die Grundplatte 6 kann den unteren Bereich des Bohrständers 2 bilden und den Bohrständer 2 in Richtung des Untergrunds U abgrenzen. Das Bohrsystem 1 umfasst einen elektronischen Sensor 4, mit dem Messwerte in Bezug auf den Befestigungsunterdruck erfasst werden können. Der elektronische Sensor 4 kann beispielsweise an der Grundplatte 6 des Bohrsystems 1 befestigt vorliegen. Der elektronische Sensor 4 wird vorzugsweise so angeordnet, dass eine zuverlässige Erfassung bzw. des Unterdrucks zwischen Bohrständer 2 und Untergrund U bzw. Grundplatte 6 und Untergrund U ermöglicht wird.
  • Der elektronische Sensor 4 ist dazu eingerichtet, eine Kommunikationsverbindung 8 zwischen dem Sensor 4 und dem Kernbohrgerät 3 herzustellen. Über die Kommunikationsverbindung 8 können die mit dem Sensor 4 erfassten Unterdruckdaten an das Kernbohrgerät 3 übertragen werden, wobei sie am Kernbohrgerät 3 ausgewertet, angezeigt und/oder zur Steuerung des Kernbohrgeräts 3 verwendet werden können. Um die Unterdruckdaten zur Steuerung des Kernbohrgeräts 3 zu verwenden, kann an dem Kernbohrgerät 3 eine Steuereinheit 5 angeordnet vorliegen. Um die Unterdruckdaten übersichtlich und leicht einsehbar für den Nutzer anzuzeigen, kann das Kernbohrgerät 3 eine Anzeigevorrichtung 7 umfassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bohrsystem
    2
    Bohrständer
    3
    Kernbohrgerät
    4
    elektronischer Sensor
    5
    Steuereinrichtung
    6
    Grundplatte
    7
    Anzeigevorrichtung
    8
    Kommunikationsverbindung
    U
    zu bearbeitender Untergrund

Claims (12)

  1. Bohrsystem (1) umfassend ein Kernbohrgerät (3) und einen Bohrständer (2), wobei der Bohrständer (2) unter Verwendung eines Unterdrucks auf einem zu bearbeitenden Untergrund (U) befestigbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bohrsystem (1) einen elektronischen Sensor (4) zur Überwachung des Unterdrucks aufweist, wobei der elektronische Sensor (4) darüber hinaus dazu eingerichtet ist, von ihm ermittelte Unterdruckdaten über eine Kommunikationsverbindung (8) an das Kernbohrgerät (3) zu übermitteln.
  2. Bohrsystem (1) nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Kernbohrgerät (3) eine Steuereinheit (5) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Unterdruckdaten zu empfangen und zur Steuerung des Kernbohrgeräts (3) zu verwenden.
  3. Bohrsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kommunikationsverbindung (8) drahtlos ausgebildet ist.
  4. Bohrsystem (1) nach Anspruch 3
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kommunikationsverbindung (8) eine bluetooth-Verbindung ist.
  5. Bohrsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bohrsystem (1) eine Auswerteeinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Unterdruckdaten auszuwerten.
  6. Bohrsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bohrsystem (1) eine Anzeigevorrichtung (7) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Unterdruckdaten anzuzeigen.
  7. Bohrsystem (1) nach Anspruch 5
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anzeigevorrichtung (7) ein HMI-Display ist.
  8. Bohrsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bohrsystem (1) Warnmittel aufweist, die dazu eingerichtet ist, auf einen abfallenden Unterdruck hinzuweisen.
  9. Bohrsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bohrsystem (1) eine Grundplatte (6) zur Befestigung des Bohrständers (2) an dem Untergrund (U) aufweist.
  10. Verfahren zur Steuerung eines Bohrsystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    a) Bereitstellung eines Bohrsystems (1) mit Kernbohrgerät (3) und Bohrständer (2),
    b) Befestigung des Kernbohrgeräts (3) mit Hilfe des Bohrständers (2) auf einem zu bearbeitenden Untergrund (U) unter Verwendung eines Unterdrucks,
    c) Betrieb des Bohrsystems (1),
    d) Erfassung von Unterdruckdaten mit einem elektronischen Sensor (4) des Bohrsystems (1),
    e) Übermittlung der Unterdruckdaten an das Kernbohrgerät (3) mit einer Kommunikationsverbindung (8).
  11. Verfahren nach Anspruch 10
    gekennzeichnet durch den zusätzlichen Verfahrensschritt
    f) Steuerung des Kernbohrgeräts (3) durch eine Steuereinheit (5) des Kernbohrgeräts (3) in Abhängigkeit von den in Verfahrensschritt e) übermittelten Unterdruckdaten.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11
    wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
    i) Auswertung der in Verfahrensschritt e) übermittelten Unterdruckdaten durch eine Auswerteeinheit,
    ii) Anzeige der übermittelten und/oder ausgewerteten Unterdruckdaten mit einer Anzeigevorrichtung (7) und/oder
    iii) Abgabe einer Zustand- und/oder Warnmeldung durch Warnmittel des Bohrsystems (1), um auf einen abfallenden Unterdruck hinzuweisen.
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