KR20010067076A - 수동으로 작동되는 다기능 공작 기계용 전환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 대상은, 예를 들어 "해머 드릴링"으로부터 "끌 작업(chisel)"으로 교체하는 경우와 같은 작업 모드의 교체시 개별적인 장치 기능들을 스위치 온/오프 또는 전환하기 위한, 예컨대 전기식 콤비 해머와 같이 수동으로 작동되는 다기능 공작 기계용으로 규정된 장치이다. 본 발명에 따라, 사용자에 의해 작동될 전환 장치는 기계식 구동 장치와 결합되며, 상기 구동 장치에 의해서는 서로에 대해 움직일 수 있는 2개의 부재로 구성된 쌍안정 스위치가 작동된다. 콤비 해머의 경우 본 발명에 의해서는, 예컨대 반응 모멘트 모니터링과 같이 끌 작업의 선택시 규정된 장치 기능들이 중단되거나 또는 전환되는 것이 보장된다.

Description

수동으로 작동되는 다기능 공작 기계용 전환 장치 {SWITCH-OVER DEVICE FOR MULTIFUNCTIONAL HANDGUIDED WORKING MACHINE}

본 발명은, 기계에 존재하는 전환 장치를 사용자에 의해 작동시켜 작동 모드를 선택할 때 개별 전기 장치의 기능을 스위치 온/오프 또는 전환하기 위한, 수동으로 작동되는 다기능 공구 기계내에 있는 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 다루어지는 방식의 수동으로 작동되는 다기능 공작 기계의 범주에는 예컨대 원형 톱, 진동 연마기, 드릴링 기계 또는 충격식 드릴링 기계 및 드릴링 작동으로부터 끌 작업 작동으로 전환될 수 있는 콤비 해머가 속한다. 본 발명에서는 콤비 해머가 예로 간주되지만, 여기에서 언급될 본 발명의 보편적인 적용 영역은 제한되지 않는다.

콤비 해머의 경우에는 드릴링 작업의 선택시 공구가 지지 헤드와 함께 회전되거나 또는 진동 방식으로 회전되도록 작동되는 한편, 끌 작업의 선택시에는 공구, 즉 끌이 전적으로 전방-후방으로만, 즉 진동 방식으로만 작동된다. 한가지 작동 방식으로부터 다른 작동 방식으로의 개별 공구의 전환은 하우징에 장치된 스위칭 단추를 돌리거나 또는 적어도 2가지 스위칭 위치 사이에서 움직일 수 있는 스위칭 키를 사용하여 공지된 방식으로 이루어진다. 드릴링 해머는 일반적으로 구동 성능이 상당히 높은 장치 부류에 속한다. 예를 들어 반응 모멘트를 장치 하우징상에 가하는 "철 히터(hitter)"의 경우와 같이 드릴링 작동의 선택시 공구의 차단으로 인한 소위 회전 사고를 차단하기 위해, 상기 방식의 공작 기계는 하우징의 상대적인 회전각을 검출하기 위해 일반적으로 구동 전자 장치내에 통합된 회로를 포함한다. 공구의 차단시 진동 방식으로 상승하는 반응 모멘트로 인해 결과되는 하우징의 회전각이 소수 밀리 세컨드의 짧은 시간격내에 소정의 값을 초과하면, 모터와 공구 홀더 사이에 있는 구동 레인이 신속하게 작용하는 클러치에 의해서 중단된다. 상기와 같은 반응 모멘트 모니터링 장치의 예는 WO 88 06 508 A3, DE 43 44 817 C2 및 EP 0 666 148 A2 그리고 DE 196 41 618 A1호와 같은 간행물에 상세하게 기술되어 있다.

사용자가 한가지 다른 작동 모드, 예컨대 끌작업 작동을 선택하면, 회전 사고의 위험이 존재하지 않게 되는데, 그 이유는 공구가 더 이상 회전 작동되지 않기 때문이다. 즉, 끌 작업 작동시에는 개별 전기 장치의 기능들이 드릴링 작동시와 다르게 세팅될 수 있다. 특히 콤비 해머의 근거없는 차단은 바람직하지 않은데, 그 이유는 상기 차단에 의해서 작업 프로세스가 불필요하게 느려지기 때문이다. 이것은 특히, 콘크리트 구조물의 에지를 날카롭게 할 때, 끌을 사용하여 벽에 개구를 만들 때와 같이 공작 기계의 갑작스런 회전 동작이 필수적인 규정된 적용예 및 작업 시퀀스에 적용된다. 달리 말해서 : 끌 작업 작동의 선택시에는 시간에 의존한 회전각 모니터링의 전기적인 기능 및 경우에 따라서는 구동 장치 레인의 중단이 스위치 오프되어야 하고/하거나 공작 기계의 개별 작동 파라미터가 전환되어야 한다.

본 발명의 목적은, 콤비 해머의 경우 예를 들어 드릴링 작동으로부터 끌 작업 작동으로의 교체와 같은 작동 모드의 교체시에, 규정된 전기 장치 기능의 선택을 선택된 작동 모드에 매칭시키는 정보를 기계의 전자 장치에 제공하도록 구성된, 수동으로 작동되는 다기능 공작 기계용 장치를 제작하는 것이다.

도 1 은 수동으로 작동되는 다기능 공작 기계, 특히 콤비 해머용의 본 발명에 따른 스위치 온/오프 장치 또는 전환 장치의 제 1 실시예의 개략도.

도 2 는 전환 장치의 변형 실시예.

도 3 은 많은 적용예, 특히 장치 상황이 좁은 경우에 바람직한 본 발명에 따른 전환 장치의 실시예.

도 4 는 본 발명에 따른 장점을 갖는, 도 1 및 도 2 에 비해 변형된 전환 장치의 변형예.

도 5 는 차단용 공구의 경우에 예를 들어 가속 측정기에 의해 장치 하우징내에서 검출된 임계 가속값에 따라 콤비 해머내에서의 분리 클러치의 트리거링을 단속적으로 모니터링하기 위한 프로그램-진행을 도시한 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 전환 단추 2 : 크랭크핀

3 : 스위칭 로드 4 : 영구 자석

5 : 홀-센서 8 : 크랭크

11 : 톱니 기어 12 : 케이블 커넥터

종속항에 바람직한 보충 설명 및 변형예가 기술되어 있는 도 1 에 규정된 상기 목적의 해결책은, 사용자에 의해 수동으로, 즉 기계식 회전 단추, 슬라이드 키 등을 통해 실행되는 작업 모드를 적절한 경로 이동에 의해 선택하고, 서로에 대해 움직일 수 있는 2 개 부재로 구성된 쌍안정 스위치를 이용하여 상기 경로 이동을 디지털 정보로 변환시키며, 상기 정보를 이용하여 관련 작동 모드에 결정적인 전기 장치 기능을 선택하려는 생각을 기초로 한다. 이것은 예를 들어 콤비 해머의 경우에 끌 작업을 선택할 때 마그네트 클러치의 트리거링 기준에 대한 문의 절차가 소멸되는 방식으로 이루어질 수 있다. 다른 가능성으로서는, 끌 작업의 선택시 마그네트 클러치에 대한 실제 스위칭 신호를 저지하는 방법이 있다.

본 발명 및 바람직한 개별 사항들은 도면을 참조하여 개별 실시예에서 자세히 설명된다.

서로 상응하는 부품들은 모든 도면에서 동일한 도면 부호로 표시되어 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 차단 장치 또는 전환 장치의 제 1 실시예를 도시한다. 전기식 콤비 해머의 (도시되지 않은) 하우징내에는 다만 개략적으로만 지시된 전환 단추(1)가 장치되어 있는데, 이 단추는 일반적으로 180°만큼 서로에 대해 변위되는 2 가지 위치 사이에서 이중 화살표(7)의 방향으로 조절 가능하며, 콤비해머의 경우에는 작동 모드 "끌 작업" 및 작동 모드 "해머 드릴링" 사이에서 선택될 수 있다. 전환 단추(1)의 관찰자를 향한 공작 기계의 내부면상에는 바람직하게 일체형으로 형성된 편심 크랭크핀(2)이 제공되고, 상기 크랭크핀상에는 연결봉의 방식에 따라 이리저리 움직일 수 있는 스위칭 로드(3)가 회전 가능하게 장치되며, 상기 스위칭 로드는 스위칭 상태 "해머 드릴링"을 선택할 때 실선으로 재현된 스위칭 위치에 있게 된다. 그와 반대로 사용자에 의해 작동 모드 "끌 작업"이 선택되면 스위칭 로드가 화살표(9)의 방향으로 우측으로 움직이게 되고, 이것은 파선으로 도시되어 있다. 스위칭 로드(3)는 기계 하우징의 내부면상에 형성될 수 있는 (도시되지 않은) 가이드부내에서 가이드될 수 있다. 크랭크핀(2)에 대해 반대로 향하는 스위칭 로드(3)의 전방 단부에는 스위칭 마그네트, 특히 영구 자석(4)이 고정되어 있다. 스위칭 마그네트(4)는 센서에 의해 제어되는 스위치와 함께, 특히 홀-센서(5)와 함께 작용하며, 이 홀-센서는 회로 기술적으로 (도시되지 않은 방식으로) 공작 기계의 제어 전자 장치 및 모니터링 전자 장치내에 결합된다. 도시된 스위칭 위치인 "해머 드릴링"에서는 영구 자석(4)이 홀-센서(5)로부터 떨어진 위치에 있다. 이 때 홀-센서(5)와 연결된 스위치는 예를 들어 스위치-오프된다. 회전 단추(1)가 "끌 작업" 위치로 회전되면, 스위칭 마그네트(4)가 홀-센서(5)로 커버링되는 영역에 이르게 되어 상기 센서가 스위칭 위치 오프(NO)로부터 스위칭 위치 온(YES)으로 전환된다. 스위칭 위치 "해머 드릴링"에서는, 즉 홀-센서(5)의 스위칭 위치 오프에서는 구동 장치의 소정 작동 파라미터가 선택되고 특히 반응 모멘트 모니터링 장치가 작용하게 되며, 이 모니터링 장치는 사용자에게 위험한 공구 차단이 검출되자마자 (도시되지 않은) 마그네트 클러치가 구동 장치와 공구 홀더 사이의 구동 레일을 갑작스럽게 차단하는 것을 보장해준다. 그와 반대로 회전 단추(1)가 "끌 작업" 위치인 경우에는 홀-센서로 작동되는 스위치가 예를 들어 스위치-온된다. 이 경우에는 반응 모멘트 모니터링 장치용 소프트웨어-경로가 작용하지 않게 되고/되거나 마그네트 클러치를 위한 실제의 스위칭 신호가 저지된다. 달리 말해서: "끌 작업" 작동 모드의 선택시에는, 끌 작업 작동 중에 작동 경로 및/또는 바닥으로 인해 방해 신호 형태의, 진동 형태의 회전 동작이 기계에서 나타나는 경우에도 작동 프로세스 동안에는 콤비 해머의 원치 않는 차단이 저지된다.

도 2 는 약간 다르게 형성된, 커넥팅 로드(3)의 이리저리 움직이는 크랭크 구동 장치의 실시예를 보여준다. 커넥팅 로드(3)가 크랭크(8)를 통해 구동되는 상기 변형예는 기계의 공간적인 상태에 따라 바람직할 수 있다.

도 3 에 따른 본 발명의 실시예에서는 영구 자석(4)이 기계의 내부면에서 스위칭 단추(1)에 직접 고정되어 있다. 홀-센서(5)는 케이블 커넥터(12)를 통해 구동 전자 장치 및 모니터링 전자 장치(6)로부터 빼내져서 회전 단추(1)의 바로 근처까지 가이드된다. "해머 드릴링" 위치에서는 영구 자석(4)이 재차 홀-센서(5)로부터 떨어져 있다; 반응 모멘트 모니터링 장치가 작용한다. "끌 작업" 위치가 선택되면, 그와 동시에 소정의 작동 파라미터의 다른 기지 사항에서는 반응 모멘트 모니터링 장치가 작용하지 않는다.

도 4 에 따른 실시예에서는 스위칭 로드(3)가 적어도 스위칭 단추(1)를 향한단부에서 (부분-)톱니 기어(11)를 포함하고, 이 톱니 기어는 기계 내부면에 배치되고 회전 단추(1)의 축상에 있는 톱니 휠(10)과 맞물린다. 전환 장치의 이와 같은 구동 메카니즘에 의해서도 또한 홀-센서(5)와 관련한 스위칭 마그네트(4)의 안전하고도 신뢰할만한 동작 및 위치 설정이 보장될 수 있다.

도 5 는, 콤비 해머의 경우 드릴링 동작의 선택시 공구가 저지될 때에 예컨대 전술한 위험한 반응 모멘트와 같은 임계 작동 상황을 모니터링하기 위한 알고리즘의 진행에 대한 흐름도 및 끌 작업 동작의 선택 경우에 상기 진행의 흐름을 소프트웨어 방식으로 중단하기 위한 흐름도를 예로 보여준다. 먼저 도시된 흐름도의 단계 S1에서는 예를 들어 장치 하우징내에 배치된 하나 이상의 가속 센서에 의해 측정된, 전자식으로 예비된 및 디지털화된 실제값이 연속적으로 또는 매우 짧은 시간격으로 제공되며, 이 실제값은 장치 하우징상에 순간적으로 작용하는 가속력에 대한 대표적인 정보를 포함하고 있다. 단계 S2 에서는 적어도 하나의 순간적인 실제값을 기초로 한 기계의 제어 알고리즘 및 모니터링 알고리즘의 모니터링 경과가 스타팅된다. 단계 S3 에서는, 상기 순간적인 실제값이 이전에 확인되고 처리된 실제값과 두드러진 차이를 나타내는지가 체크된다. 차이가 나타나는 경우에는, 단계 S4 에서 먼저 공구 기계의 모터가 스위치-온되어 있는지의 여부가 체크된다. 그 경우에는 또한, 단계 S5 에서 예를 들어 측정된 가속값을 2회 적분한 후에, 소수 밀리 세컨드의 시간격내에 상기 측정된 가속값을 기초로하여 기계 하우징의 회전각이 기대될 수 있는지의 여부가 체크된다. 그 다음 단계 S6 에서는 또한 장치 사용자가 "끌 작업 동작" 또는 "드릴링 동작" 을 선택했는지가 체크된다.기계가 드릴링 동작으로 세팅되고 측정된 가속의 실제값이 상응하게 높으면, 모터로부터 공구 홀더까지 이르는 구동 장치 라인을 중단시키는 마그네트 클러치가 단계 S7 에서 개방됨으로써, 결과적으로 갑자기 상승되는 반응 모멘트로 인한, 장치 사용자에게 위험한 기계의 회전 가속 동작이 야기될 수 없게 된다.

이 정도로 기술된 본 발명의 실시예에서는 작동 부재, 예컨대 회전 단추(1)에 의해서 커넥팅 로드(3)를 통해 스위치-온 및 스위치-오프 가능한 쌍안정 스위치가 영구 자석(4)에 의해 작동 가능한 홀-센서 스위치(5)였다. 그러나 쌍안정 스위치를 전자기 광선에 의해 여기될 수 있는 스위치로, 예컨대 광전자 스위치로 대체하는 것은 가능할 뿐 아니라 매우 좁은 공간 상태에 적용하는 경우에도 대부분 장점이 된다. 이 경우 영구 자석(4)은, 전환 장치의 작동시 관련 광전자 수신기 및 스위치에 대해 상대적으로 변위될 수 있는 매우 작은 반도체 광원으로 대체될 수 있다. 또한 도 3 에 따른 실시예의 변형예에서는, 홀-센서 스위치(5)를 고정적으로 설치된 광전자 부품으로 대체하고, 이 때 영구 자석(4) 대신에 차단 부재를 회전 스위치(1)의 내부면상에서 돌출하는 플레이트 형태 및 스크린 형태로 대체할 수 있는 것도 장점이 되며, 상기 플레이트 및 스크린은 "끌 작업" 작동 모드의 선택시에는 광원과 광전자 수신기 사이의 광경로 갭내에 배치되어 송신자와 수신자 사이의 광경로를 차단시킨다.

콤비 해머의 경우 본 발명에 의해서는, 예컨대 반응 모멘트 모니터링과 같이 끌 작업의 선택시 규정된 장치 기능들이 중단되거나 또는 전환되는 것이 보장된다.

Claims (12)

1. 기계에 존재하는 전환 장치를 사용자에 의해 작동시켜 작동 모드를 선택할 때 개별 전기 장치의 기능을 스위치 온/오프 또는 전환하기 위한, 수동으로 작동되는 다기능 공구 기계내에 있는 장치에 있어서, 전환 장치의 작동시 및 전환 장치의 작동에 의해 서로 상대적으로 움직일 수 있는 2 개의 부재로 구성된 쌍안정 스위치(4, 5)를 포함하며, 상기 스위치가 전환 장치의 한가지 스위칭 위치에서는 기계의 개별 전기 장치의 기능들을 작용시키도록 접속되고 다른 스위칭 위치에서는 작용시키지 않도록 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 쌍안정 스위치가, 전환 장치의 작동시 접근 및 이격 가능한 영구 자석(4)에 의해 전환될 수 있는, 기계내에 고정된 홀-센서 스위치(5)인 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 쌍안정 스위치가, 전환 장치의 작동시 그것의 여자기 부재가 스위치의 여자기 영역에 대해 상대적으로 이동될 수 있는, 전자기 광선에 의해 여기될 수 있는 스위치인 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 쌍안정 스위치가, 전환 장치의 작동시 그것의 여자기 광원이 관련 광전자 수신기 및 스위치에 대해 상대적으로 이동될 수 있는 광전자 스위치인 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 쌍안정 스위치가, 전환 장치의 작동시 한가지 스위칭 위치에서는 광원과 스위치의 광전자 수신기 사이의 광경로내에 있고 다른 스위칭 위치에서는 상기 광경로를 벗어나도록 구성된, 전환 장치와 결합된 차단 부재를 갖는, 기계내에 고정된 광전자 스위치인 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전환 장치가 사용자에 의해 선택적으로 전환 가능한 작동 부재(1)를 포함하고, 상기 작동 부재는 동작 부재(2, 3; 2, 3, 8; 10, 11, 3)와 결합되며, 상기 동작 부재에 쌍안정 스위치의 가동 부재(4)가 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 작동 부재는 기계 하우징내에 장치된 슬라이드 키이며, 상기 슬라이드 키는 쌍안정 스위치의 가동 부재를 지지하는 커넥팅 로드/연접봉과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 작동 부재는 기계 하우징내에 장치된 회전 단추(1)이며, 상기 단추의 축상에 쌍안정 스위치의 가동 부재(4)를 지지하는 편심기-커넥팅 로드/연접봉이 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 작동 부재는, 기계 하우징내에 장치되고 하우징 내부면에 크랭크 핀(2)이 제공되며 커넥팅 로드/연접봉을 작동시키는 크랭크 구동기의 부분인 회전 단추(1)이며, 상기 커넥팅 로드/연접봉에 쌍안정 스위치의 가동 부재가 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 작동 부재는 기계 하우징내에 장치된 회전 단추(1)이며, 상기 단추의 축상에서 하우징 내부면에는 적어도 부분적으로 톱니가 형성된 휠(10)이 배치되고, 상기 휠은 톱니 래크(3, 11)와 맞물리며, 상기 톱니 래크에 쌍안정 스위치의 가동 부재(4)가 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 작동 부재는 기계 하우징내에 장치된 회전 단추(1)이며, 상기 단추의 축상에서 하우징 내부면에는 회전 단추와 함께 회전 가능한, 쌍안정 스위치의 가동 부재(4)를 위한 홀딩 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 수동으로 작동되는 상기 공작 기계는 드릴 해머 또는 끌 작업용 해머로 선택적으로 사용하기 위한 전기식 콤비 해머이며, 전환 장치의 작동에 의해 드릴링 모드로부터 끌 작업 모드로 전환시 이때 함께 작동되는 스위치는 적어도 드릴링 모드의 선택시 작용하는 차단 보호 기능이 작용하지 않도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 장치.