WO2018172105A1 - Vorausschauendes überprüfen eines elektrischen handwerkzeugs - Google Patents

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WO2018172105A1
WO2018172105A1 PCT/EP2018/055915 EP2018055915W WO2018172105A1 WO 2018172105 A1 WO2018172105 A1 WO 2018172105A1 EP 2018055915 W EP2018055915 W EP 2018055915W WO 2018172105 A1 WO2018172105 A1 WO 2018172105A1
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WO
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hand tool
probability
failure
load
determined
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PCT/EP2018/055915
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Inventor
Andre Ullrich
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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.)
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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Priority to EP18711066.3A priority patent/EP3600781B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to an electric hand tool.
  • the invention relates to a technique for determining the operability of the electric hand tool.
  • An electric hand tool for example a cordless screwdriver or a hammer drill, is set up to perform a mechanical task
  • Hand tool a wear that depends on its load. In general, the longer the load lasts and the stronger it is, the greater the wear. However, when the wear is so great that the hand tool is no longer functional, it can not be easily determined. An average operating time or the age of the hand tool have not proven to be reliable parameters.
  • indicators are used to announce or report a failure or impending failure of an item.
  • a carbon brush of an electric motor a carbon brush of an electric motor
  • DE 10 2013 016 068 A1 proposes to determine status data of a tool and to output it on the tool.
  • Various other approaches relate to the prediction of the failure of an element.
  • An object underlying the invention is to provide an improved technique for checking an electric hand tool.
  • the invention solves this problem by means of the objects of the independent
  • a method of checking an electric hand tool includes steps of detecting a load of the electric hand tool; determining a probability of failure of the electric hand tool based on the load; and issuing an indication if the
  • a user of the hand tool can be warned early against an imminent failure of the hand tool.
  • a repair or maintenance measure can be initiated early, so that the availability of the hand tool is improved.
  • Different purposes can be different
  • Thresholds are given. For example, if the hand tool is used in ambulance service, the threshold may be set lower than if the hand tool is intended for home improvement use.
  • the default probability is determined with respect to a predetermined statistical usability.
  • the usability may indicate what power is provided by the electrical hand tool. Usability may include, for example, mechanical performance.
  • an indication may be issued when the
  • different usabilities may be predetermined and different indications may be output if the associated Usability with the specific probability of failure is no longer met. For example, an advance notice, an announcement, and an indication that the hand tool should be serviced may be successively received.
  • Failure probability of an element of the electric hand tool determines and the probability of failure of the electric hand tool is determined on the basis of the determined probability of failure.
  • the element may in particular comprise an assembly or a component.
  • the failure probabilities of several elements can also be considered and linked together.
  • a user of the hand tool on the basis of the probability of failure of one or more elements can be given a recommendation, which maintenance or repair interventions are required.
  • the probability of an unexpected failure can be lowered so much. Repair costs can be reduced. In particular, it can be prevented by the use of the already partially worn or
  • Damaged hand tool a consequential damage occurs, which can lead to additional expenses.
  • damage to parts that are not directly visible or damage due to invisible wear eg.
  • the probability of at least one specific damage of the hand tool can be determined and the
  • an irreversibly demagnetized motor for example, an irreversibly demagnetized motor, a break of a locking body, a
  • load and function information of the electric hand tool be transmitted to a central authority, the probability of failure of the electric hand tool on the basis of load and function information of a variety comparable
  • a computer program product comprises program code means for carrying out the method described above when the computer program product runs on a processor or is stored on a computer-readable medium.
  • a control device for an electric hand tool comprises a
  • Hand tool a processing device for determining a
  • Failure probability of the electric hand tool based on the load and output means for outputting an indication if the probability of default exceeds a predetermined threshold.
  • control device may be configured to partially or completely execute the method described above.
  • processing means may comprise a programmable microcomputer and the method described above may take the form of a programmable microcomputer
  • control device a
  • Communication device for coupling with another device.
  • the further device may comprise the above-mentioned central instance. Part of the determination of the probability of default can be carried out by the central authority.
  • the further device comprises, for example, a mobile telephone, a portable or permanently installed computer.
  • the further device can be set up to connect to the central instance.
  • the hint is output on the other device. For this purpose, part of the method described above, in particular the determination of the probability of failure, can be carried out by the further device.
  • a central authority is set up to charge and
  • Fig. 1 is a schematic representation of an electric hand tool
  • 2 shows a system with an electric hand tool
  • 3 is a flowchart of a method for checking a
  • Fig. 4 shows a diagram with default probabilities.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an electric hand tool 100.
  • the hand tool 100 preferably comprises a hand-held one
  • the hand tool 100 comprises an electrical energy storage 105, in another embodiment, however, may also be provided a cable connection to an electrical supply network.
  • the illustrated hand tool 100 is designed as a hand-held electric hammer drill.
  • Other possible power tools include about one
  • Cordless screwdriver a saw, a lawn edge scissors, a hedge trimmer, a flashlight or an electric kitchen tools such as an electric mixer.
  • the hand tool 100 comprises in the illustrated embodiment, an electric motor 1 10, which acts on a chuck 120 via a gear 1 15.
  • a drill or a chisel can be clamped.
  • the transmission 1 15 may include a clutch or percussion. In one embodiment, it is a manual transmission with several
  • a control device 125 is set up to control the function of the hand tool 100, in particular a current flow through the electric motor 110, as a function of a user control.
  • the control device 125 preferably comprises a processing device 130, which may in particular comprise a programmable microcomputer or microcontroller.
  • the processing device 130 is connected to at least one sensor 135 that is configured to provide load information of the hand tool 100.
  • the sensor 135 may in particular a temperature sensor, an acceleration sensor or a current sensor.
  • Power consumption, a load profile, a temperature profile or other suitable load data can be detected in the hand tool 100.
  • the control device 125 is preferably set up to store the acquired information and / or to further process or interpret it.
  • control device 125 is set up to determine a failure probability of a component, an assembly or the entire hand tool 100 on the basis of the load information and predetermined usability information of individual elements of the hand tool 100.
  • statistical methods can be used which sets a specific load of the hand tool 100 with empirically or otherwise recorded correlations between loads and failures of comparable hand tools 100 in relation.
  • a probability of failure of one or all of the hand tool 100 may be determined based on detected load information by comparing how many other power hand tools 100 are under similar loads
  • a decrease in deliverable mechanical power to the chuck 120 may be by a predetermined proportion with a further predetermined
  • Failure probability of the electric hand tool 100 can be determined. In particular, successively more urgent warnings can be issued if the probability of default exceeds successively rising thresholds or decreasing statistical ones
  • An output device 140 may be adapted for visual, audible and / or haptic notification of a user when the determined probability of failure under the selected conditions exceeds a predetermined threshold.
  • a communication module 145 is provided for coupling to an external device.
  • FIG. 2 shows a system 200 with an electric hand tool 100.
  • hand tools 100 are shown, here by way of example a hammer drill and a cordless screwdriver.
  • the electric hand tool 100 is wirelessly coupled to another device.
  • the further device can in particular be a user of the
  • Hand tool 100 controllable device include, for example a
  • Mobile phone a portable computer (tablet computer, laptop) or a desktop computer.
  • User computer 205 may, in particular, be via WLAN, Bluetooth, WiMAX, NFC or similar technology.
  • the user computer 205 may be in communication with a central entity 210.
  • the central instance 210 is preferably configured to load and
  • Usability of the hand tool 100 is imminent.
  • a failure of an element of the hand tool 100 can be predicted on the basis of said information.
  • concrete damage to the hand tool 100 may be better diagnosed or predicted based on the received information. An influence of the damage on a probability of failure or usability of the hand tool 100 can be determined accordingly.
  • the part of the central entity 210 part the user computer 205 or the hand tool 100.
  • the hand tool 100 is directly connected to the central entity 210 and the user computer 205 is eliminated.
  • the output of a determination result may also be made on the user computer 205.
  • the output may include an optical, auditory or haptic indication.
  • FIG. 3 shows a flow diagram of a method 300 for checking an electric hand tool 100.
  • the method 300 may be carried out partially or completely by the hand tool 100, the user computer 205 or the central instance 210 in various embodiments.
  • Hand tool 100 recorded.
  • the detection may include the sampling of information by the sensor 135 or the storage of operating parameters by the control device 125.
  • a course of loads over time is determined.
  • a probability of failure of an element or of the entire hand tool 100 can be determined.
  • the probability of the occurrence of a predetermined damage can be determined.
  • the damage may affect several elements of the hand tool 100.
  • a possible damage includes an irreversibly demagnetized electric motor 1 10. In this case, the magnetic field strength of a permanent magnet of the electric motor 1 10 decrease. A deliverable mechanical power to the drill chuck 120 can thereby be reduced.
  • Further damage may include breakage of a locking body, flexing or breakage of a indexing disk, or other mechanical deformation or wear of an element of the transmission 15 or the chuck 120. Such damage may be based, for example, on vibration information during use of the hand tool 100 be determined.
  • Another damage includes the wear of a pressed-in pinion, which can also be determined on the basis of vibration information, or exceeding a predetermined one
  • the transmission 1 15 comprise a clutch and a torque which is transmitted via the clutch, for example, by means of a torque sensor 135 can be determined.
  • Communication module 145 is almost discharged or one of the sensors 135 fails. Also, an aging or defective electrical energy storage 105 whose capacity is reduced due to aging or defect, can be determined as a defect image. In another embodiment, it may be determined whether the overall system 100 has reached the end of a projected life. The lifetime can be determined based on time or a load can be taken into account. For example, if the hand tool 100 is subjected to frequent jarring or acceleration, such as when a user improperly or improperly operates the hand tool 100, the projected life can be achieved more quickly than under low load.
  • a probability of failure of the hand tool 100 may be determined.
  • the probability of default can be determined in particular on the basis of previously determined information and more preferably on the basis of statistical knowledge about a multiplicity of comparable hand tools 100.
  • a corresponding indication can be output in a step 335.
  • the hint can be found in
  • Steps 305 or 310 detected information can therefore be transmitted in a step 340 to the central entity 210.
  • the information may be provided by the central instance 210
  • a result of the adjustment may be returned in step 350.
  • selected information may also be sent from the central entity 210 to the
  • Hand tool 100 can be transmitted and this can be the local
  • FIG. 4 shows a diagram 400.
  • a time is up to a mechanical failure and in the vertical direction a
  • the illustrated information is to be considered as exemplary of a given electrical hand tool 100.
  • the time scale is inversely logarithmic and the probability scale is logarithmic. Both scales are given as examples and only for qualitative illustration. Exemplary statistical characteristics include:

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Abstract

Ein Verfahren zum Überprüfen eines elektrischen Handwerkzeugs umfasst Schritte des Erfassens einer Belastung des elektrischen Handwerkzeugs; des Bestimmens einer Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs auf der Basis der Belastung; und des Ausgebens eines Hinweises, falls die Ausfallwahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.

Description

Beschreibung
Titel
Vorausschauendes Überprüfen eines elektrischen Handwerkzeugs
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Handwerkzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Technik zur Feststellung der Betriebsfähigkeit des elektrischen Handwerkzeugs.
Stand der Technik
Ein elektrisches Handwerkzeug, beispielsweise ein Akkuschrauber oder ein Bohrhammer, ist dazu eingerichtet, eine mechanische Aufgabe unter
Verwendung elektrischer Energie auszuführen. Dabei unterliegt das
Handwerkzeug einem Verschleiß, der von seiner Belastung abhängt. Allgemein ist der Verschleiß umso größer, je länger die Belastung anhält und je stärker sie ist. Wann der Verschleiß so groß ist, dass das Handwerkzeug nicht mehr funktionsfähig ist, kann jedoch nicht auf einfache Weise bestimmt werden. Eine durchschnittliche Betriebsdauer oder das Alter des Handwerkzeugs haben sich nicht als zuverlässige Parameter erwiesen.
An manchen Elektrowerkzeugen werden Indikatoren eingesetzt, um einen Ausfall oder drohenden Ausfall eines Elements anzukündigen bzw. zu melden.
Beispielsweise kann eine Kohlebürste eines Elektromotors einen
Verschleißkontakt aufweisen, der eine LED aufleuchten lässt, wenn die
Kohlebürste verschlissen ist.
DE 10 2013 016 068 A1 schlägt vor, Zustandsdaten eines Werkzeugs zu ermitteln und am Werkzeug auszugeben. Verschiedene weitere Ansätze beziehen sich auf die Vorhersage des Ausfalls eines Elements.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zur Überprüfung eines elektrischen Handwerkzeugs bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen
Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Offenbarung der Erfindung
Ein Verfahren zum Überprüfen eines elektrischen Handwerkzeugs umfasst Schritte des Erfassens einer Belastung des elektrischen Handwerkzeugs; des Bestimmens einer Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs auf der Basis der Belastung; und des Ausgebens eines Hinweises, falls die
Ausfallwahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Ein Benutzer des Handwerkzeugs kann frühzeitig vor einem drohenden Ausfall des Handwerkzeugs gewarnt werden. Eine Reparatur- oder Wartungsmaßnahme kann frühzeitig eingeleitet werden, sodass die Verfügbarkeit des Handwerkzeugs verbessert ist. Für unterschiedliche Zwecke können unterschiedliche
Schwellenwerte vorgegeben werden. Wird das Handwerkzeug beispielsweise im Rettungsdienst verwendet, so kann der Schwellenwert niedriger gewählt werden als wenn das Handwerkzeug für den Gebrauch eines Heimwerkers bestimmt ist.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit bezüglich einer vorbestimmten statistischen Nutzbarkeit bestimmt wird. Die Nutzbarkeit kann angeben, welche Leistung von dem elektrischen Handwerkzeug erbracht wird. Die Nutzbarkeit kann beispielsweise eine mechanische Leistung umfassen.
Beispielsweise kann ein Hinweis ausgegeben werden, wenn die
Wahrscheinlichkeit, dass die Nutzbarkeit kleiner als 80 % ist, über 95 % liegt. Durch Berücksichtigung der Nutzbarkeit kann ein üblicher Verschleißprozess des Handwerkzeugs verbessert abgebildet werden.
Es können insbesondere unterschiedliche Nutzbarkeiten vorbestimmt sein und unterschiedliche Hinweise ausgegeben werden, wenn die zugeordnete Nutzbarkeit mit der bestimmten Ausfallwahrscheinlichkeit nicht mehr erfüllt ist. Beispielsweise können nacheinander eine Vorankündigung, eine Ankündigung und ein Hinweis darauf ergehen, dass das Handwerkzeug einer Wartung unterzogen werden sollte.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die
Ausfallwahrscheinlichkeit eines Elements des elektrischen Handwerkzeugs bestimmt und die Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs wird auf der Basis der bestimmten Ausfallwahrscheinlichkeit bestimmt. Das Element kann insbesondere eine Baugruppe oder ein Bauelement umfassen. In einer weiteren Ausführungsform können auch die Ausfallwahrscheinlichkeiten mehrerer Elemente betrachtet und miteinander verknüpft werden.
Auf diese Weise kann einem Benutzer des Handwerkzeugs auf der Basis der Ausfallwahrscheinlichkeit eines oder mehrerer Elemente eine Empfehlung gegeben werden, welche Wartungs- oder Reparatureingriffe erforderlich sind. Die Wahrscheinlichkeit eines unerwarteten Ausfalls kann so deutlich gesenkt werden. Reparaturkosten können gesenkt werden. Insbesondere kann verhindert werden, dass durch die Verwendung des bereits teilweise verschlissenen oder
beschädigten Handwerkzeugs ein Folgeschaden eintritt, der zu zusätzlichen Aufwänden führen kann. So können insbesondere Schäden an nicht direkt sichtbaren Teilen oder Schäden durch unsichtbaren Verschleiß (z. B.
Rissbildung) berücksichtigt werden.
Es ist besonders bevorzugt, dass mehrere Arten von Belastungsinformationen aufgenommen werden. Dabei können die Wahrscheinlichkeit wenigstens eines konkreten Schadens des Handwerkzeugs bestimmt und die
Ausfallwahrscheinlichkeit des Handwerkzeugs auf der Basis dieser
Wahrscheinlichkeit bestimmt werden.
In unterschiedlichen bevorzugten Ausführungsformen können beispielsweise ein irreversibel entmagnetisierter Motor, ein Bruch eines Sperrkörpers, eine
Verbiegung oder ein Bruch einer Schaltscheibe in einer Werkzeugverriegelung, ein Verschleiß eines eingepressten Ritzels, ein übermäßiges Kupplungsmoment, ein Verschleiß eines Kontakthalters, eine Entladung einer Batterie in einem Kommunikationsmodul, ein Ausfall eines Sensors, ein alternder oder defekter Energiespeicher oder ein Fehler im Gesamtsystem des elektrischen
Handwerkzeugs berücksichtigt werden.
Es ist besonders bevorzugt, dass Belastungs- und Funktionsinformationen des elektrischen Handwerkzeugs an eine zentrale Instanz übermittelt werden, wobei die Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs auf der Basis von Belastungs- und Funktionsinformationen einer Vielzahl vergleichbarer
Elektrowerkzeuge bestimmt wird.
Anders ausgedrückt sollen am elektrischen Handwerkzeug möglichst mehrere unterschiedliche Belastungsinformationen aufgenommen werden und ein Ausfall eines Elements des Handwerkzeugs erfasst werden. Derartige Erfassungen werden über eine möglichst große Vielzahl von vergleichbaren Handwerkzeugen durchgeführt. Dadurch kann eine statistische Grundgesamtheit vergrößert werden, auf deren Basis zuverlässige Bestimmungen der
Ausfallwahrscheinlichkeiten einzelner Elektrowerkzeuge möglich sind.
Insbesondere kann verbessert ein Zusammenhang zwischen einer spezifischen Form einer Belastung und einem Ausfall eines Elements des elektrischen Handwerkzeugs modelliert werden.
Ein Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
Eine Steuervorrichtung für ein elektrisches Handwerkzeug umfasst eine
Abtasteinrichtung zur Erfassung einer Belastung des elektrischen
Handwerkzeugs; eine Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung einer
Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs auf der Basis der Belastung; und eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe eines Hinweises, falls die Ausfallwahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Die Steuervorrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, das oben beschriebene Verfahren teilweise oder vollständig auszuführen. Insbesondere kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer umfassen und das oben beschriebene Verfahren kann in Form eines
Computerprogrammprodukts zur Ausführung auf der Verarbeitungseinrichtung vorliegen. Merkmale und Vorteile des Verfahrens können daher auch für die Steuervorrichtung gelten und umgekehrt.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Steuervorrichtung eine
Kommunikationseinrichtung zur Koppelung mit einem weiteren Gerät aufweist. Insbesondere kann das weitere Gerät die oben erwähnte zentrale Instanz umfassen. Ein Teil der Bestimmung der Ausfallwahrscheinlichkeit kann seitens der zentralen Instanz durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das weitere Gerät beispielsweise ein Mobiltelefon, einen tragbaren oder festinstallierten Computer. Das weitere Gerät kann zur Verbindung mit der zentralen Instanz eingerichtet sein. In einer Ausführungsform wird der Hinweis auf dem weiteren Gerät ausgegeben. Dazu kann ein Teil des oben beschriebenen Verfahrens, insbesondere das Bestimmen der Ausfallwahrscheinlichkeit, seitens des weiteren Geräts durchgeführt werden.
Eine zentrale Instanz ist dazu eingerichtet, Belastungs- und
Funktionsinformationen einer Vielzahl einander vergleichbarer elektrischer Handwerkzeuge zu empfangen und auf der Basis der empfangenen
Informationen und der Belastung eines elektrischen Handwerkzeugs dessen Ausfallwahrscheinlichkeit zu bestimmen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Handwerkzeugs; Fig. 2 ein System mit einem elektrischen Handwerkzeug; Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überprüfen eines
elektrischen Handwerkzeugs; und
Fig. 4 ein Diagramm mit Ausfallwahrscheinlichkeiten darstellt.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Handwerkzeugs 100. Das Handwerkzeug 100 umfasst vorzugsweise ein handgehaltenes
Werkzeug und ist elektrisch betreibbar. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Handwerkzeug 100 einen elektrischen Energiespeicher 105, in einer anderen Ausführungsform kann jedoch auch eine Kabelverbindung mit einem elektrischen Versorgungsnetz vorgesehen sein. Rein exemplarisch ist das dargestellte Handwerkzeug 100 als handgehaltener elektrischer Bohrhammer ausgeführt. Andere mögliche Elektrowerkzeuge umfassen etwa einen
Akkuschrauber, eine Säge, eine Rasenkantenschere, eine Heckenschere, eine Handlampe oder ein elektrisches Küchenwerkzeug wie einen elektrischen Mixer.
Das Handwerkzeug 100 umfasst in der dargestellten Ausführungsform einen Elektromotor 1 10, der über ein Getriebe 1 15 auf ein Bohrfutter 120 wirkt. In das Bohrfutter 120 können ein Bohrer oder ein Meißel eingespannt werden. Das Getriebe 1 15 kann eine Kupplung oder ein Schlagwerk umfassen. In einer Ausführungsform handelt es sich um ein Schaltgetriebe mit mehreren
einlegbaren Gangstufen. Eine Steuervorrichtung 125 ist dazu eingerichtet, die Funktion des Handwerkzeugs 100, insbesondere einen Stromfluss durch den Elektromotor 1 10, in Abhängigkeit einer Benutzersteuerung zu steuern.
Es wird vorgeschlagen, Belastungsinformationen und Funktionsinformationen einzelner Elemente 105 bis 125 des Handwerkzeugs 100 abzutasten und weiterzuverarbeiten. Dazu kann eine dedizierte Steuervorrichtung vorgesehen sein, oder die Steuervorrichtung 125 kann diese Aufgabe übernehmen. Dazu umfasst die Steuervorrichtung 125 bevorzugt eine Verarbeitungseinrichtung 130, die insbesondere einen programmierbaren Mikrocomputer oder Microcontroller umfassen kann. Außerdem ist die Verarbeitungseinrichtung 130 mit wenigstens einem Sensor 135 verbunden, der dazu eingerichtet ist, Belastungsinformationen des Handwerkzeugs 100 bereitzustellen. Der Sensor 135 kann insbesondere einen Temperatursensor, einen Beschleunigungssensor oder einen Stromsensor umfassen. Mittels des einen oder der mehreren Sensoren 135 können beispielsweise eine Laufzeit, ein Lastzyklus, ein Ladezyklus, eine
Leistungsaufnahme, ein Lastprofil, ein Temperaturprofil oder sonstige geeignete Belastungsdaten im Handwerkzeug 100 erfasst werden. Die Steuervorrichtung 125 ist bevorzugt dazu eingerichtet, die erfassten Informationen abzuspeichern und/oder weiterzuverarbeiten bzw. zu interpretieren.
Es wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung 125 dazu eingerichtet ist, auf der Basis der Belastungsinformationen und vorbestimmten Nutzbarkeitsinformationen einzelner Elemente des Handwerkzeugs 100 eine Ausfallwahrscheinlichkeit eines Bauelements, einer Baugruppe oder des gesamten Handwerkzeugs 100 zu bestimmen. Dabei können insbesondere statistische Methoden verwendet werden, die eine konkrete Belastung des Handwerkzeugs 100 mit empirisch oder anderweitig erfassten Korrelationen zwischen Belastungen und Ausfällen vergleichbarer Handwerkzeuge 100 in Relation setzt. Anders ausgedrückt kann eine Ausfallwahrscheinlichkeit eines Elements oder des gesamten Handwerkzeugs 100 auf der Basis erfasster Belastungsinformationen bestimmt werden, indem verglichen wird, wie viele andere elektrische Handwerkzeuge 100 unter ähnlichen Belastungen
ausreichend funktionsfähig geblieben sind. Dabei kann variiert werden, was genau unter ausreichend funktionsfähig verstanden werden soll. Beispielsweise kann eine Abnahme einer bereitstellbaren mechanischen Leistung am Bohrfutter 120 um einen vorbestimmten Anteil mit einer weiterhin vorbestimmten
Wahrscheinlichkeit auf einen Wartungsbedarf des Handwerkzeugs 100 hinweisen. Ferner kann auf der Basis von bekannten, zu ertragenden
Belastungen von Elementen des Handwerkzeugs 100 oder des gesamten Handwerkzeugs 100, beispielsweise in Form von statistischen
Ausfallwahrscheinlichkeiten B1 , B10, median und so weiter eine
Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs 100 bestimmt werden. Insbesondere können sukzessive eindringlicher werdende Warnungen ausgegeben werden, wenn die Ausfallwahrscheinlichkeit nacheinander aufsteigende Schwellenwerte übersteigt oder absteigende statistische
Nutzbarkeiten unterschritten werden. Eine Ausgabeeinrichtung 140 kann zur optischen, akustischen und/oder haptischen Benachrichtigung eines Benutzers eingerichtet sein, wenn die bestimmte Ausfallwahrscheinlichkeit unter den gewählten Bedingungen einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Kommunikationsmodul 145 zur Kopplung mit einem externen Gerät vorgesehen.
Figur 2 zeigt ein System 200 mit einem elektrischen Handwerkzeug 100.
Exemplarisch sind mehrere Handwerkzeuge 100 dargestellt, hier beispielhaft ein Bohrhammer und ein Akkuschrauber. Mittels eines Kommunikationsmoduls 145 ist das elektrische Handwerkzeug 100 drahtlos mit einem weiteren Gerät gekoppelt. Das weitere Gerät kann insbesondere ein vom Benutzer des
Handwerkzeugs 100 steuerbares Gerät umfassen, beispielsweise ein
Mobiltelefon („smartphone"), einen tragbaren Computer („tablet Computer", „laptop") oder einen feststehenden Computer („desktop Computer") umfassen. Eine Kommunikation zwischen dem Handwerkzeug 100 und dem
Benutzercomputer 205 kann insbesondere mittels WLAN, Bluetooth, WiMAX, NFC oder einer ähnlichen Technologie erfolgen. Der Benutzercomputer 205 kann mit einer zentralen Instanz 210 in Kommunikationsverbindung stehen. Die zentrale Instanz 210 ist bevorzugt dazu eingerichtet, Belastungs- und
Funktionsinformationen einer Vielzahl Handwerkzeuge 100 zu erfassen und in einem Datenspeicher 215 abzulegen.
Auf der Basis der gespeicherten Daten kann beispielsweise bestimmt werden, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Ausfall eines Handwerkzeugs 100 bei gegebenen Belastungsinformationen und eventuell einer vorbestimmten
Nutzbarkeit des Handwerkzeugs 100 bevorsteht. Außerdem kann beispielsweise ein Ausfall eines Elements des Handwerkzeugs 100 auf der Basis der genannten Informationen prognostiziert werden. Weiter kann ein konkreter Schaden am Handwerkzeug 100 auf der Basis der empfangenen Informationen verbessert diagnostiziert oder prognostiziert werden. Ein Einfluss des Schadens auf eine Ausfallwahrscheinlichkeit oder Verwendbarkeit des Handwerkzeugs 100 kann entsprechend bestimmt werden. Diese Bestimmungen können in
unterschiedlichen Ausführungsformen seitens der zentralen Instanz 210, seitens des Benutzercomputers 205 oder seitens des Handwerkzeugs 100 durchgeführt werden. In einer weiteren Ausführungsform ist das Handwerkzeug 100 direkt mit der zentralen Instanz 210 verbunden und der Benutzercomputer 205 entfällt. Unabhängig von der Verbindung zwischen dem Handwerkzeug 100 und der zentralen Instanz 210 kann die Ausgabe eines Bestimmungsergebnisses auch auf dem Benutzercomputer 205 erfolgen. Die Ausgabe kann einen optischen, akustischen oder haptischen Hinweis umfassen.
Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Überprüfen eines elektrischen Handwerkzeugs 100. Das Verfahren 300 kann in unterschiedlichen Ausführungsformen teilweise oder vollständig seitens des Handwerkzeugs 100, des Benutzercomputers 205 oder der zentralen Instanz 210 durchgeführt werden.
In einem Schritt 305 werden Informationen über eine Belastung des
Handwerkzeugs 100 erfasst. Das Erfassen kann das Abtasten von Informationen mittels des Sensors 135 oder das Abspeichern von Betriebsparametern seitens der Steuervorrichtung 125 umfassen. In einem Schritt 310 wird optional ein Verlauf von Belastungen über die Zeit bestimmt. In einem Schritt 315 kann eine Ausfallwahrscheinlichkeit eines Elements oder des gesamten Handwerkzeugs 100 bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann in einem Schritt 320 die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens eines vorbestimmten Schadens bestimmt werden.
Der Schaden kann mehrere Elemente des Handwerkzeugs 100 betreffen.
Beispielsweise können vorbestimmte Verschleißgrade verschiedener Elemente gemeinsam ein Schadensbild ergeben. Ein möglicher Schaden umfasst einen irreversibel entmagnetisierten Elektromotor 1 10. Dabei kann die magnetische Feldstärke eines Permanentmagneten des Elektromotors 1 10 absinken. Eine bereitstellbare mechanische Leistung am Bohrfutter 120 kann dadurch verringert sein. Ein weiterer Schaden kann den Bruch eines Sperrkörpers, ein Verbiegen oder ein Bruch einer Schaltscheibe oder eine sonstige mechanische Deformation oder einen Verschleiß eines Elements des Getriebes 1 15 oder des Bohrfutters 120 umfassen. Ein derartiger Schaden kann beispielsweise auf der Basis von Vibrationsinformationen während der Benutzung des Handwerkzeugs 100 bestimmt werden. Ein weiterer Schaden umfasst den Verschleiß eines eingepressten Ritzels, was ebenfalls auf der Basis von Vibrationsinformationen bestimmt werden kann, oder das Überschreiten eines vorbestimmten
Schwellenwerts durch ein Kupplungsmoment. Dazu kann das Getriebe 1 15 eine Kupplung umfassen und ein Drehmoment, das über die Kupplung übertragen wird, kann beispielsweise mittels eines Drehmomentsensors 135 bestimmt werden.
Weitere Schäden können sich ergeben, wenn eine Batterie des
Kommunikationsmoduls 145 nahezu entladen ist oder einer der Sensoren 135 ausfällt. Auch ein alternder oder defekter elektrischer Energiespeicher 105, dessen Kapazität aufgrund von Alterung oder Defekt verringert ist, kann als Fehlerbild bestimmt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann bestimmt werden, ob das Gesamtsystem 100 das Ende einer projektierten Lebensdauer erreicht hat. Die Lebensdauer kann zeitbasiert bestimmt werden oder es kann eine Belastung berücksichtigt werden. Ist das Handwerkzeug 100 beispielsweise häufigen Erschütterungen oder Beschleunigungen ausgesetzt, etwa wenn ein Benutzer das Handwerkzeug 100 unpräzise oder inkorrekt bedient, so kann die projektierte Lebensdauer rascher erreicht werden als unter geringer Belastung.
In einem Schritt 325 kann eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Handwerkzeugs 100 bestimmt werden. Die Ausfallwahrscheinlichkeit kann insbesondere auf der Basis zuvor bestimmter Informationen und weiter bevorzugt auf der Basis statistischer Erkenntnisse über eine Vielzahl vergleichbarer Handwerkzeuge 100 bestimmt werden.
Wird in einem Schritt 330 bestimmt, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt, so kann in einem Schritt 335 ein entsprechender Hinweis ausgegeben werden. Der Hinweis kann in
unterschiedlichen Ausführungsformen seitens des Handwerkzeugs 100 oder des Benutzercomputers 205 dargeboten werden.
Wie erwähnt ist es besonders bevorzugt, dass das Bestimmen der
Ausfallwahrscheinlichkeit auf der Basis möglichst vieler statistischer
Informationen ähnlicher oder baugleicher Handwerkzeuge 100 erfolgt. Die in den Schritten 305 oder 310 erfassten Informationen können daher in einem Schritt 340 an die zentrale Instanz 210 übermittelt werden. In einem Schritt 345 können die Informationen mit seitens der zentralen Instanz 210 vorhandenen
Informationen abgeglichen werden. Ein Ergebnis des Abgleiche kann in einem Schritt 350 zurückübermittelt werden. In einer anderen Ausführungsform können auch ausgewählte Informationen von der zentralen Instanz 210 an das
Handwerkzeug 100 übermittelt werden und dieses kann die lokalen
Informationen mit den empfangenen Informationen selbst abgleichen.
Figur 4 zeigt ein Diagramm 400. In horizontaler Richtung ist eine Zeit bis zu einem mechanischen Ausfall und in vertikaler Richtung eine
Ausfallwahrscheinlichkeit angetragen. Die dargestellten Informationen sind als beispielhaft für ein gegebenes elektrisches Handwerkzeug 100 anzusehen. Die Zeitskala ist invers logarithmisch und die Wahrscheinlichkeitsskala logarithmisch unterteilt. Beide Skalen sind jeweils exemplarisch und nur zur qualitativen Veranschaulichung angegeben. Beispielhafte statistische Charakteristika umfassen:
Form: 5,18
Skala: 86,58
Mittelwert: 79,66
StdAbw: 17,67
Median: 80,67
IQR: 24,15
Ausfall: 5
Zensieren: 1
AD* 9,19
Korrelation: 0,94
Es wird von einer Weibull-Verteilung von Ausfällen ausgegangen. An einem ersten Punkt 405 liegt die B10-Ausfallwahrscheinlichkeit bei ca. 47 Stunden bei einem Vertrauensbereich von 85%. Eine mittlere Lebensdauer (Median) liegt bei ca. 80 Stunden.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren (300) zum Überprüfen eines elektrischen Handwerkzeugs (100), wobei das Verfahren (300) folgende Schritte umfasst:
- Erfassen (305) einer Belastung des elektrischen Handwerkzeugs (100);
- Bestimmen (325) einer Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen
Handwerkzeugs (100) auf der Basis der Belastung; und
- Ausgeben (335) eines Hinweises, falls die Ausfallwahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
2. Verfahren (300) nach Anspruch 1 , wobei die Ausfallwahrscheinlichkeit
bezüglich einer vorbestimmten statistischen Nutzbarkeit bestimmt wird.
3. Verfahren (300) nach Anspruch 2, wobei unterschiedlich hohe Nutzbarkeiten vorbestimmt sind und unterschiedliche Hinweise ausgegeben werden, wenn die Ausfallwahrscheinlichkeit der jeweils zugeordneten Nutzbarkeit erreicht ist.
4. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Ausfallwahrscheinlichkeit eines Elements des elektrischen Handwerkzeugs (100) bestimmt wird und die Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs (100) auf der Basis der bestimmten
Ausfallwahrscheinlichkeit bestimmt (325) wird.
5. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mehrere Arten von Belastungsinformationen aufgenommen werden, die Ausfallwahrscheinlichkeit wenigstens eines konkreten Schadens des
Handwerkzeugs (100) bestimmt (320) wird und die Ausfallwahrscheinlichkeit des Handwerkzeugs (100) auf der Basis dieser Ausfallwahrscheinlichkeit bestimmt (325) wird.
6. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Übermitteln (340) von Belastungs- und
Funktionsinformationen des elektrischen Handwerkzeugs (100) an eine zentrale Instanz (210), wobei die Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs (100) auf der Basis von Belastungs- und
Funktionsinformationen einer Vielzahl vergleichbarer Elektrowerkzeuge (100) bestimmt wird.
7. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung (130) abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
8. Steuervorrichtung (125) für ein elektrisches Handwerkzeug (100)
umfassend:
- eine Abtasteinrichtung (135) zur Erfassung einer Belastung des
elektrischen Handwerkzeugs (100);
- eine Verarbeitungseinrichtung (130), die dazu eingerichtet ist, eine
Ausfallwahrscheinlichkeit des elektrischen Handwerkzeugs (100) auf der Basis der Belastung zu bestimmen; und
- eine Ausgabeeinrichtung (140) zur Ausgabe eines Hinweises, falls die Ausfallwahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
9. Steuervorrichtung (125) nach Anspruch 8, ferner umfassend eine drahtlose Kommunikationseinrichtung (145) zur Koppelung mit einem weiteren Gerät (205), wobei der Hinweis auf dem gekoppelten Gerät (205) ausgegeben wird.
10. Zentrale Instanz (210), die dazu eingerichtet ist, Belastungs- und
Funktionsinformationen einer Vielzahl einander vergleichbarer elektrischer Handwerkzeuge (100) zu empfangen und auf der Basis der empfangenen Informationen und der Belastung eines elektrischen Handwerkzeugs (100) dessen Ausfallwahrscheinlichkeit zu bestimmen.
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