WO2022073682A1 - Control device - Google Patents

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WO2022073682A1
WO2022073682A1 PCT/EP2021/073453 EP2021073453W WO2022073682A1 WO 2022073682 A1 WO2022073682 A1 WO 2022073682A1 EP 2021073453 W EP2021073453 W EP 2021073453W WO 2022073682 A1 WO2022073682 A1 WO 2022073682A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compressed air
machine tool
control
control device
switching valve
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/073453
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ingo Von Puttkamer
Markus Lohr
Original Assignee
Gühring KG
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 Gühring KG filed Critical Gühring KG
Publication of WO2022073682A1 publication Critical patent/WO2022073682A1/en

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L7/00—Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids
    • A47L7/0095—Suction cleaners or attachments adapted to collect dust or waste from power tools

Definitions

  • the present invention relates to a control device for coordinating the drive of an electrically or pneumatically driven machine tool, in particular a manually operated machine tool, e.g. a drill, and the activation of a pneumatically operated suction device.
  • a control device for coordinating the drive of an electrically or pneumatically driven machine tool, in particular a manually operated machine tool, e.g. a drill, and the activation of a pneumatically operated suction device.
  • Control units or controls that coordinate or synchronize the drive of an electrically or pneumatically driven, in particular cutting, machine tool with an activation of a suction device of the machine tool are generally known from the prior art.
  • publication EP 2 628 427 B1 shows a mobile suction device with an electric suction motor for generating a suction flow.
  • An electrically or pneumatically operated hand tool is connected to the suction device via a suction hose.
  • a motion sensor attached to the end of the suction hose of the machine tool reacts to a movement of the suction hose when the machine tool is actuated and sends a signal via a transmitter of an external communication device to a receiver of a communication device integrated in the suction device.
  • the communication device forwards the signal to a control unit, which in turn switches the suction motor on or off or adjusts its power.
  • the wireless communication between the suction device and the machine tool can also take place in the opposite direction, i.e. the communication device of the suction device sends a signal to the external communication device of the machine tool, e.g. when the dust collection chamber is full. A user can then be alerted to the full dust collection chamber by means of an LED display.
  • the components that form the electrical control of the suction of the suction device i.e. the movement sensor, the external communication device, the communication device of the suction device, the control unit, etc. are either integrated in the suction device or provided on the machine tool.
  • a further control device or a controller that coordinates the drive of an electrically or pneumatically driven, in particular cutting, machine tool with an activation of a suction device of the machine tool. ned, in particular synchronized, is shown in US Pat. No. 9,409,273 B2.
  • An electric tool in the form of a drill is connected to a suction device via a suction hose.
  • a function switch which can be switched between four switching stages is provided on a housing of the suction device. If the function switch is in an automatic position, a control module provided on the suction device detects the vibrations that arise when the drill is started, and an electronic switch electrically connected to the control module can activate or stop the suction.
  • the components that control the suction are therefore integrated with the housing of the suction device.
  • control devices of the prior art indicated above all have components which are provided either on the machine tool and/or on the suction device.
  • components which are provided either on the machine tool and/or on the suction device.
  • a control unit for coordinating the drive of an electrically or pneumatically driven machine tool, in particular a manually operated machine tool, e.g. drill, and the activation of a pneumatically operated suction device for suction of chips that occur during machining of a workpiece using the machine tool, has a pneumatic or electropneumatic circuit for Controlling a compressed air supply to the suction device.
  • the circuit is integrated in a housing that is independent of the machine tool or suction device.
  • the control device according to the invention is designed for driving a hand-held power tool, in particular a hand drill, with a cutting tool accommodated in a chuck.
  • the components of the pneumatic or electropneumatic circuit that control the supply of compressed air are therefore integrated or housed in the housing regardless of the location of the machine tool or the suction device.
  • the functional units suction device, machine tool and control are separated from each other or have a modular structure and can be designed specifically and optimized for their intended use.
  • control unit flexibly for different machine tools and suction devices and to further develop or expand the functionality of the control unit.
  • control unit can also perform functions described in more detail below, such as detecting the running time and/or the operating state of the machine tool or a tool driven by the machine tool or a warning function have a user for a filter change.
  • the circuit can have a pneumatically or electrically actuated switching valve, in particular a directional control valve, for controlling the supply of compressed air to the suction device.
  • the switching valve can respond to compressed air in the case of pneumatic control and to an electrical pulse or an electrical signal in the case of electrical control.
  • Directional valves are compact, easily available and low-maintenance components in fluid technology and are therefore particularly advantageous for controlling the compressed air supply of the pneumatically operated suction device.
  • the circuit can be configured in such a way that actuation of the switching valve is synchronized with start-up of the machine tool. In other words, at a point in time at which a user puts the power tool into operation or starts, the switching valve can switch to a state in which a compressed air flow to the suction device and thus suction can be carried out.
  • the housing can have an attachment means for attachment to a harness or belt to be worn by a user.
  • the belt carrying system can in particular be a backpack.
  • the housing is independent of the machine tool or suction device and can be carried by a user. It is also conceivable that the user does not wear the housing on his body during a machining process, but places it on the floor, for example.
  • the circuit can have a compressed air inlet, a first compressed air outlet for connecting a pneumatic machine tool, a second compressed air outlet for connecting the suction device, and a control element that can be actuated pneumatically as a function of a compressed air flow from the compressed air inlet to the first compressed air outlet for controlling the switching valve, with the switching valve between the compressed air inlet and the second compressed air outlet can be arranged.
  • the circuit can have two compressed air inlets, wherein a compressed air line can lead from a first compressed air inlet to the first compressed air outlet and another compressed air line can lead from a second compressed air inlet to the second compressed air outlet.
  • the compressed air inlet or inlets can be connected to a central compressed air supply.
  • the control element can actuate the switching valve pneumatically.
  • a control line can be arranged between the control element and the switching valve, which can forward the information about the level of the air pressure between the compressed air inlet and the first compressed air outlet to the switching valve.
  • the compressed air flow has an air pressure that is relatively low compared to the air pressure when the machine tool is not in operation.
  • This relatively low air pressure can be passed on via the control line to the switching valve, which then opens its passage so that compressed air can flow to the second compressed air outlet in the direction of the suction device and suction can be carried out.
  • the control may include a venturi nozzle.
  • compressed air flows through the Venturi nozzle and a vacuum is created, which is transmitted from the control line to the switching valve, which opens its passage so that compressed air can flow to the second compressed air outlet in the direction of the suction device and suction can be carried out.
  • the Venturi nozzle is an inexpensive and low-maintenance component and is therefore advantageous for use as a control element.
  • control element can actuate the switching valve electrically.
  • control element can be formed by a pressure switch that responds to the air pressure between the compressed air inlet and the first compressed air outlet.
  • switching valve can be formed by an electrically controllable valve which closes or opens its passage for compressed air in response to an electrical signal received from the pressure switch.
  • the pressure switch is exposed to the relatively high pressure of the compressed air supply, which sends an electrical signal to the pilot valve, which then closes its passage. As a result, no compressed air can flow to the second compressed air outlet in the direction of the suction device and suction cannot be carried out.
  • the control device can additionally have an electronic control unit for processing an electrical signal output by the pressure switch to the switching valve. It is thus possible for the control unit to be able to carry out other functions that support tool processing in addition to coordinating the drive of the machine tool and activating the suction device.
  • the control unit can be configured to record the running time of the machine tool. By evaluating the signal received from the pressure switch, the control unit can determine how long the machine tool or a tool clamped or fastened in the machine tool has already been used. A maximum running time assigned to the tool can then be used to determine whether a tool change is necessary without the user of the machine tool having to carry out a repeated visual check of the tool condition.
  • control unit can additionally have an output unit for outputting a warning signal to a user when a predetermined maximum runtime is exceeded.
  • the output unit can be provided in the form of an optical display, e.g. an LED display, which can be attached to the outside of the housing and/or a loudspeaker or acoustic output device integrated in the housing, which emits a warning tone if the maximum running time is exceeded. The user can thus be made aware in a simple manner that he must change the tool.
  • the control device can additionally have a switch-off unit for switching off the machine tool if a predetermined maximum running time is exceeded. If the user does not react to the visual and/or acoustic warning signals described above, the switch-off unit can ensure that the user does not continue to work with a worn tool, as a result of which the processing quality can be maintained at a high level.
  • the control unit can also be configured in such a way that it can receive signals from the machine tool, for example wirelessly, which contain information about the state of the tool, in particular tool wear, or the machine tool, in particular overloading or overheating or enable conclusions to be drawn about the tool condition or machine tool condition.
  • This information can, for example, relate to the speed and/or the torque of a drive spindle driving the tool and/or the temperature of the tool and can be recorded by means of sensors that are provided in or on the tool, a chuck holding the tool and/or the machine tool.
  • the tool status can thus be determined and monitored.
  • control unit can be configured to communicate with a tool management system (TM system).
  • TM system tool management system
  • the control unit can communicate wirelessly with a TM cabinet system or TM software. This ensures, for example, that the tools used in the machine tool are always available, since after a necessary tool change, the TM system can take over the procurement of a new tool in a fully automated manner.
  • the control device can additionally have a replaceable filter integrated in the housing for filtering air sucked off by the suction device. If the control unit has an electronic control unit as described above, which receives an electrical signal from the pressure switch, with which the running time of the machine tool or the suction device can be deduced, the control unit can also determine the running time of the filter. If a predetermined maximum running time of the filter is exceeded, the output unit can in turn output a warning signal to the user, prompting him to change the filter. Furthermore, the control unit can communicate with the tool management system and thus transmit the information for a required filter change to a central tool management system.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a control device according to the invention, which is worn by a user on a belt during a machining operation with a machine tool;
  • FIG. 2 shows a circuit diagram for the graphical representation of a pneumatic circuit of a control device according to an exemplary embodiment.
  • control unit 1 shows a control unit 1 with a housing 3, which is worn on a belt by a user of a pneumatically driven machine tool 10 in the form of a hand drill.
  • the housing 3 has a fastening means, not shown in the figures, for fastening to the belt.
  • the control unit 1 is connected to an external compressed air supply 50, which provides compressed air for the pneumatically driven machine tool 10 and a suction device 12, described later, with which dust and/or chips produced during machining can be suctioned off.
  • the suction device 12 is attached to an attachment on the hand drill. Furthermore, it is indicated in FIG. 1 that the control device 1 communicates wirelessly with a tool management system 40, as a result of which an optimization of the machining process is made possible.
  • the control unit 1 serves to coordinate the drive of the machine tool 10 and to activate the pneumatically operated suction device 12.
  • the control unit 1 according to FIG.
  • the circuit is integrated in the housing 3, which is independent of the machine tool 10 or suction device 12 and is indicated in FIG. 2 by a dashed line.
  • the components of the pneumatic circuit that control the supply of compressed air are integrated or housed in the housing 3 regardless of the location of the machine tool 10 or the suction device 12 .
  • the functional units suction device 12, machine tool 10 and control are separated from each other or have a modular design and can be designed specifically and optimized for their intended use.
  • the weight and dimensions of the Machine tool 10 or the suction device 12 is reduced and at the same time its manageability is improved.
  • the circuit shown in Fig. 2 has a compressed air inlet 5, a first compressed air outlet 7 for connecting the pneumatic machine tool 10, a second compressed air outlet 9 for connecting the suction device 12, and a control element that can be actuated pneumatically as a function of a compressed air flow from the compressed air inlet 5 to the first compressed air outlet 7 30 for controlling a switching valve 20, the switching valve 20 being arranged between the compressed air inlet 5 and the second compressed air outlet 9.
  • a control line 32 is arranged between the control element 30 and the switching valve 20 and transmits the information about the level of air pressure between the first compressed air inlet 5 and the first compressed air outlet 7 to the switching valve 20 .
  • the switching valve 20 for controlling the supply of compressed air to the suction device 12 is designed in the form of a directional control valve and is controlled by the compressed air in the control line 32 .
  • directional control valves are compact, easily available and low-maintenance components and are therefore particularly advantageous for controlling the compressed air supply.
  • the control element 30 is designed as a Venturi nozzle.
  • compressed air flows from the compressed air inlet 5 through the venturi nozzle to the first compressed air outlet 7 and the air pressure drops due to the resulting flow or a vacuum is created, which is transmitted from the control line 32 to the switching valve 20 is transmitted, whereby this opens its passage, so that compressed air can flow from the compressed air inlet 5 to the second compressed air outlet 9 in the direction of the suction device 12 and suction can be carried out.
  • a suction is created that can suck off chips and/or dust occurring during drilling at a suction nozzle 13 of the suction device 12 .
  • the extracted air with the chips and/or dust it contains is fed back into the housing 3 and filtered by means of a filter 14 .
  • the pneumatic circuit is configured in such a way that an actuation of the switching valve 20 is synchronized with an activation of the machine tool 10 is.
  • the switching valve 20 changes to a state in which a compressed air flow to the suction device 12 and thus suction can be carried out.
  • control unit 1 has only one compressed air inlet 5 according to the exemplary embodiment. This means that only one compressed air line is routed from the external compressed air supply to the control unit 1, which is divided within the housing 3.
  • the circuit can have two separate compressed air inlets, as shown in FIG.
  • the switching valve 20 is controlled purely pneumatically.
  • the control element 30 can also activate the switching valve 20 electrically.
  • the control element 30 can be formed by a pressure switch which responds to the air pressure between the compressed air inlet 5 and the first compressed air outlet 7 .
  • Switching valve 20 may be formed by an electrically controllable valve which closes or opens its passage for compressed air in response to an electrical signal received from the pressure switch. When the machine tool 10 is not actuated, the relatively high pressure of the compressed air supply 50 is present at the pressure switch, which sends an electrical signal to the switching valve 20, which then closes its passage.
  • control unit 1 can additionally have an electronic control unit for processing an electrical signal output by the pressure switch to the switching valve 20 . It is thus possible for control unit 1 to be able to carry out other functions that support tool processing in addition to coordinating the drive of machine tool 10 and activating suction device 12 .
  • the control unit can be configured to record the running time of the machine tool 10 . By evaluating the signal received from the pressure switch, the control unit can determine how long the machine tool or a tool clamped or fastened in the machine tool has already been used. A maximum running time assigned to the tool can then be used to determine whether a tool change is necessary without the user of the machine tool 10 having to carry out a repeated visual check of the tool condition.
  • control device 1 can additionally have an output unit for outputting a warning signal to a user when a predetermined maximum running time is exceeded.
  • the output unit can be in the form of an optical display, for example an LED display, which can be attached to the outside of the housing 3 and/or a loudspeaker or acoustic output means integrated in the housing 3, which emits a warning tone when the maximum running time is exceeded. The user can thus be made aware in a simple manner that he must change the tool.
  • the control unit can additionally have a switch-off unit for switching off the machine tool 10 when a predetermined maximum running time is exceeded. If the user does not react to the visual and/or acoustic warning signals described above, the switch-off unit can ensure that the user does not continue to work with a worn tool, as a result of which the processing quality can be maintained at a high level.
  • control unit can be configured to communicate with a tool management system (TM system) 40, as indicated in FIG.
  • TM system tool management system
  • the control unit can communicate wirelessly with a TM cabinet system or TM software. This ensures, for example, that the tools used in the machine tool 10 are always available, since the procurement of a new tool can be taken over by the TM system 40 in a fully automated manner after a necessary tool change.
  • control unit 1 has an electronic control unit as described above, which receives an electrical signal from the pressure switch with which the running time of the machine tool or the suction can be deduced, the control unit can also determine the running time of the filter 14 . If a defined maximum running time of the filter 14 is exceeded, the output unit can in turn issue a warning signal to the user, prompting him to change the filter. Furthermore, the control unit can communicate with the tool management system 40 and thus transmit the information for a required filter change to a central tool management system.

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  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

The invention relates to a control device (1) for coordinating the drive of an electrically or pneumatically driven machine tool (10) and the activation of a pneumatically driven suction apparatus (12). The control device 1 comprises a pneumatic or electro-pneumatic circuit, integrated in a housing (3) that is separate from the machine tool (10) or suction apparatus (12), for controlling the supply of compressed air to the suction apparatus (12).

Description

STEUERGERÄT CONTROL UNIT
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Koordination des Antriebs einer elektrisch oder pneumatisch angetriebenen Werkzeugmaschine, insbesondere einer manuell geführten Werkzeugmaschine, z.B. Bohrmaschine, und der Aktivierung einer pneumatisch betriebenen Absaugvorrichtung. The present invention relates to a control device for coordinating the drive of an electrically or pneumatically driven machine tool, in particular a manually operated machine tool, e.g. a drill, and the activation of a pneumatically operated suction device.
Steuergeräte bzw. Steuerungen, die den Antrieb einer elektrisch oder pneumatisch angetriebenen, insbesondere spanabhebenden, Werkzeugmaschine mit einer Aktivierung einer Absaugvorrichtung der Werkzeugmaschine koordinieren oder synchronisieren, sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. So zeigt beispielsweise die Druckschrift EP 2 628 427 B1 ein rollbares Sauggerät mit einem elektrischen Saugmotor zur Erzeugung eines Saugstroms. Eine elektrisch oder pneumatisch betriebene Hand-Werkzeugmaschine ist über einen Saugschlauch mit dem Sauggerät verbunden. Ein am Saugschlauchende der Werkzeugmaschine befestigter Bewegungssensor reagiert auf eine Bewegung des Saugschlauchs bei Betätigung der Werkzeugmaschine und sendet über einen Sender einer Extern-Kommuni- kationseinrichtung ein Signal an einen Empfänger einer im Sauggerät integrierten Kommunikationseinrichtung. Die Kommunikationseinrichtung leitet das Signal an eine Steuereinheit weiter, die ihrerseits den Saugmotor einschaltet, ausschaltet oder seine Leistung einstellt. Die leitungslose Kommunikation zwischen Sauggerät und Werkzeugmaschine kann auch in umgekehrter Richtung erfolgen, d.h. dass die Kommunikationseinrichtung des Sauggeräts, z.B. bei einem vollen Staubsammelraum, ein Signal an die Extern-Kommunikationseinrichtung der Werkzeugmaschine sendet. Ein Benutzer kann dann mittels einer LED-Anzeige auf den vollen Staubsammelraum aufmerksam gemacht werden. Die die elektrische Steuerung der Absaugung des Sauggeräts bildenden Komponenten, d.h. der Bewegungssensor, die Extern-Kom- munikationseinrichtung, die Kommunikationseinrichtung des Sauggeräts, die Steuereinheit etc. sind dabei entweder im Sauggerät integriert oder an der Werkzeugmaschine vorgesehen. Control units or controls that coordinate or synchronize the drive of an electrically or pneumatically driven, in particular cutting, machine tool with an activation of a suction device of the machine tool are generally known from the prior art. For example, publication EP 2 628 427 B1 shows a mobile suction device with an electric suction motor for generating a suction flow. An electrically or pneumatically operated hand tool is connected to the suction device via a suction hose. A motion sensor attached to the end of the suction hose of the machine tool reacts to a movement of the suction hose when the machine tool is actuated and sends a signal via a transmitter of an external communication device to a receiver of a communication device integrated in the suction device. The communication device forwards the signal to a control unit, which in turn switches the suction motor on or off or adjusts its power. The wireless communication between the suction device and the machine tool can also take place in the opposite direction, i.e. the communication device of the suction device sends a signal to the external communication device of the machine tool, e.g. when the dust collection chamber is full. A user can then be alerted to the full dust collection chamber by means of an LED display. The components that form the electrical control of the suction of the suction device, i.e. the movement sensor, the external communication device, the communication device of the suction device, the control unit, etc. are either integrated in the suction device or provided on the machine tool.
Ein weiteres Steuergerät bzw. eine Steuerung, die den Antrieb einer elektrisch oder pneumatisch angetriebenen, insbesondere spanabhebenden, Werkzeugmaschine mit einer Aktivierung einer Absaugvorrichtung der Werkzeugmaschine koordi- niert, insbesondere synchronisiert, ist in der US 9 409 273 B2 gezeigt. Ein elektrisches Werkzeug in Form eines Bohrers ist über einen Saugschlauch mit einer Ab- saugvorrichtung verbunden. An einem Gehäuse der Absaugvorrichtung ist ein Funktionsschalter vorgesehen, der zwischen vier Schaltstufen schaltbar ist. Wenn sich der Funktionsschalter in einer Automatikstellung befindet, erfasst ein an der Absaugvorrichtung vorgesehenes Steuermodul die Vibrationen, die beim Starten des Bohrers entstehen, wobei ein mit dem Steuermodul elektrisch verbundener elektronischer Schalter die Absaugung aktivieren bzw. stoppen kann. Die die Steuerung der Absaugung bildenden Komponenten sind daher mit dem Gehäuse der Absaugvorrichtung integriert. A further control device or a controller that coordinates the drive of an electrically or pneumatically driven, in particular cutting, machine tool with an activation of a suction device of the machine tool. ned, in particular synchronized, is shown in US Pat. No. 9,409,273 B2. An electric tool in the form of a drill is connected to a suction device via a suction hose. A function switch which can be switched between four switching stages is provided on a housing of the suction device. If the function switch is in an automatic position, a control module provided on the suction device detects the vibrations that arise when the drill is started, and an electronic switch electrically connected to the control module can activate or stop the suction. The components that control the suction are therefore integrated with the housing of the suction device.
Die oben angegebenen Steuergeräte des Stands der Technik weisen alle jeweils Komponenten auf, die entweder an der Werkzeugmaschine und/oder an der Absaugvorrichtung vorgesehen sind. Im Hinblick auf eine nutzerfreundlichere sowie flexiblere Anwendung und eine zweckoptimierte Auslegung der Funktionseinheiten Absaugvorrichtung, Werkzeugmaschine und Steuerung besteht daher grundsätzlich ein Verbesserungspotenzial. The control devices of the prior art indicated above all have components which are provided either on the machine tool and/or on the suction device. With regard to a more user-friendly and flexible application and a purpose-optimized design of the functional units suction device, machine tool and control, there is therefore fundamental potential for improvement.
Ausgehend von den Steuergeräten des oben beschriebenen Stands der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät zur Koordination des Antriebs einer elektrisch oder pneumatisch angetriebenen Werkzeugmaschine und der Aktivierung einer pneumatisch betriebenen Absaugvorrichtung bereitzustellen, das eine flexiblere Anwendung und eine zweckoptimierte Auslegung der Funktionseinheiten Absaugvorrichtung, Werkzeugmaschine und Steuerung ermöglicht. Based on the control devices of the prior art described above, it is therefore the object of the invention to provide a control device for coordinating the drive of an electrically or pneumatically driven machine tool and the activation of a pneumatically operated suction device, which allows more flexible use and a purpose-optimized design of the functional units suction device, Machine tool and control allows.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte oder bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche. This problem is solved by a control device with the features of claim 1 . Advantageous or preferred developments are the subject of dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Steuergerät zur Koordination des Antriebs einer elektrisch oder pneumatisch angetriebenen Werkzeugmaschine, insbesondere einer manuell geführten Werkzeugmaschine, z.B. Bohrmaschine, und der Aktivierung einer pneumatisch betriebenen Absaugvorrichtung zur Absaugung von Spänen, die bei einer spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe der Werkzeugmaschine anfallen, weist eine pneumatische oder elektropneumatische Schaltung zur Steuerung einer Druckluftzufuhr zur Absaugvorrichtung auf. Die Schaltung ist in einem von der Werkzeugmaschine oder Absaugvorrichtung unabhängigen Gehäuse integriert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Steuergerät für den Antrieb einer handgeführten Werkzeugmaschine, insbesondere einer Handbohrmaschine, ausgelegt, mit einem in einem Spannfutter aufgenommenen spanabhebenden Werkzeug. A control unit according to the invention for coordinating the drive of an electrically or pneumatically driven machine tool, in particular a manually operated machine tool, e.g. drill, and the activation of a pneumatically operated suction device for suction of chips that occur during machining of a workpiece using the machine tool, has a pneumatic or electropneumatic circuit for Controlling a compressed air supply to the suction device. The circuit is integrated in a housing that is independent of the machine tool or suction device. In a preferred embodiment, the control device according to the invention is designed for driving a hand-held power tool, in particular a hand drill, with a cutting tool accommodated in a chuck.
Die die Steuerung der Druckluftzufuhr bildenden Komponenten der pneumatischen oder elektropneumatischen Schaltung sind daher ortsunabhängig von der Werkzeugmaschine oder der Absaugvorrichtung in dem Gehäuse integriert bzw. untergebracht. Somit sind die Funktionseinheiten Absaugvorrichtung, Werkzeugmaschine und Steuerung voneinander getrennt bzw. modular aufgebaut und können für ihren Einsatzzweck spezifisch und optimiert ausgelegt werden. Durch die Unterbringung der Schaltung in dem unabhängigen Gehäuse können das Gewicht und die Abmessungen der Werkzeugmaschine bzw. der Absaugvorrichtung verringert und gleichzeitig deren Handhabbarkeit verbessert werden. The components of the pneumatic or electropneumatic circuit that control the supply of compressed air are therefore integrated or housed in the housing regardless of the location of the machine tool or the suction device. Thus, the functional units suction device, machine tool and control are separated from each other or have a modular structure and can be designed specifically and optimized for their intended use. By accommodating the circuit in the independent housing, the weight and the dimensions of the machine tool or the suction device can be reduced and at the same time their handling can be improved.
Es ist des Weiteren möglich, das Steuergerät flexibel für unterschiedliche Werkzeugmaschinen und Absaugvorrichtungen zu verwenden und die Funktionalität des Steuergeräts weiterzubilden bzw. zu erweitern. So kann das Steuergerät neben der Funktion der Steuerung der Aktivierung der Absaugvorrichtung und des Antriebs der Werkzeugmaschine im Folgenden genauer beschriebene Funktionen wie beispielsweise eine Detektierung der Laufzeit und/oder des Betriebszustands der Werkzeugmaschine bzw. eines von der Werkzeugmaschine angetriebenen Werkzeugs o- der eine Warnfunktion an einen Benutzer für einen Filterwechsel aufweisen. Furthermore, it is possible to use the control unit flexibly for different machine tools and suction devices and to further develop or expand the functionality of the control unit. In addition to the function of controlling the activation of the suction device and the drive of the machine tool, the control unit can also perform functions described in more detail below, such as detecting the running time and/or the operating state of the machine tool or a tool driven by the machine tool or a warning function have a user for a filter change.
Die Schaltung kann ein pneumatisch oder elektrisch betätigbares Schaltventil, im Besonderen Wegeventil, zur Steuerung der Druckluftzufuhr zur Absaugvorrichtung aufweisen. Das Schaltventil kann im Fall einer pneumatischen Ansteuerung auf Druckluft und im Fall einer elektrischen Ansteuerung auf einen elektrischen Impuls bzw. ein elektrisches Signal ansprechen. Wegeventile sind in der Fluidtechnik kompakte, leicht verfügbare und wartungsarme Komponenten und daher besonders vorteilhaft zur Steuerung der Druckluftzufuhr der pneumatisch betriebenen Absaugvorrichtung. Die Schaltung kann so konfiguriert sein, dass eine Betätigung des Schaltventils mit einer Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine synchronisiert ist. Mit anderen Worten kann das Schaltventil zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Benutzer die Werkzeugmaschine in Betrieb nimmt bzw. startet, in einen Zustand wechseln, in dem eine Druckluftströmung zur Absaugvorrichtung und damit eine Absaugung durchgeführt werden kann. The circuit can have a pneumatically or electrically actuated switching valve, in particular a directional control valve, for controlling the supply of compressed air to the suction device. The switching valve can respond to compressed air in the case of pneumatic control and to an electrical pulse or an electrical signal in the case of electrical control. Directional valves are compact, easily available and low-maintenance components in fluid technology and are therefore particularly advantageous for controlling the compressed air supply of the pneumatically operated suction device. The circuit can be configured in such a way that actuation of the switching valve is synchronized with start-up of the machine tool. In other words, at a point in time at which a user puts the power tool into operation or starts, the switching valve can switch to a state in which a compressed air flow to the suction device and thus suction can be carried out.
Das Gehäuse kann ein Befestigungsmittel zur Befestigung an einem von einem Benutzer zu tragenden Gurttragesystem oder Gürtel aufweisen. Das Gurttragesystem kann insbesondere ein Rucksack sein. Wie oben beschrieben, ist das Gehäuse von der Werkzeugmaschine oder Absaugvorrichtung unabhängig und kann von einem Benutzer getragen werden. Es ist ebenso denkbar, dass der Benutzer das Gehäuse während eines Bearbeitungsvorgangs nicht an seinem Körper trägt, sondern beispielsweise auf dem Boden abstellt. The housing can have an attachment means for attachment to a harness or belt to be worn by a user. The belt carrying system can in particular be a backpack. As described above, the housing is independent of the machine tool or suction device and can be carried by a user. It is also conceivable that the user does not wear the housing on his body during a machining process, but places it on the floor, for example.
Die Schaltung kann einen Drucklufteingang, einen ersten Druckluftausgang zum Anschluss einer pneumatischen Werkzeugmaschine, einen zweiten Druckluftausgang zum Anschluss der Absaugvorrichtung, und ein in Abhängigkeit von einer Druckluftströmung vom Drucklufteingang zum ersten Druckluftausgang pneumatisch betätigbares Steuerelement zur Ansteuerung des Schaltventils aufweisen, wobei das Schaltventil zwischen dem Drucklufteingang und dem zweiten Druckluftausgang angeordnet sein kann. Alternativ kann die Schaltung zwei Drucklufteingänge aufweisen, wobei eine Druckluftleitung von einem ersten Drucklufteingang zum ersten Druckluftausgang und eine weitere Druckluftleitung von einem zweiten Drucklufteingang zum zweiten Druckluftausgang führen kann. Der Drucklufteingang oder die Drucklufteingänge können mit einer zentralen Druckluftversorgung verbunden sein. The circuit can have a compressed air inlet, a first compressed air outlet for connecting a pneumatic machine tool, a second compressed air outlet for connecting the suction device, and a control element that can be actuated pneumatically as a function of a compressed air flow from the compressed air inlet to the first compressed air outlet for controlling the switching valve, with the switching valve between the compressed air inlet and the second compressed air outlet can be arranged. Alternatively, the circuit can have two compressed air inlets, wherein a compressed air line can lead from a first compressed air inlet to the first compressed air outlet and another compressed air line can lead from a second compressed air inlet to the second compressed air outlet. The compressed air inlet or inlets can be connected to a central compressed air supply.
In beiden Fällen kann das Steuerelement das Schaltventil pneumatisch ansteuern. Hierzu kann zwischen dem Steuerelement und dem Schaltventil eine Steu- erleitung angeordnet sein, die die Information über die Höhe des Luftdrucks zwischen dem Drucklufteingang und dem ersten Druckluftausgang an das Schaltventil weiterleiten kann. Bei nicht betätigter bzw. nicht betriebener Werkzeugmaschine strömt keine Druckluft vom Drucklufteingang zum ersten Druckluftausgang und in der Steuerleitung liegt der relativ hohe Luftdruck der Druckluftversorgung an. Das Schaltventil erfasst diesen Luftdruck und verschließt daher seinen Durchlass, so dass keine Druckluft zum zweiten Druckluftausgang in Richtung der pneumatisch betriebenen Absaugvorrichtung strömen kann. Wenn die Werkzeugmaschine betrieben wird, wird eine Druckluftströmung vom Drucklufteingang zum ersten Druckluftausgang erzeugt. Die Druckluftströmung weist einen Luftdruck auf, der im Vergleich zum Luftdruck bei nicht betriebener Werkzeugmaschine relativ niedrig ist. Dieser relativ niedrige Luftdruck kann über die Steuerleitung an das Schaltventil weitergeleitet werden, das daraufhin seinen Durchlass öffnet, so dass Druckluft zum zweiten Druckluftausgang in Richtung der Absaugvorrichtung strömen und eine Absaugung durchgeführt werden kann. In both cases, the control element can actuate the switching valve pneumatically. For this purpose, a control line can be arranged between the control element and the switching valve, which can forward the information about the level of the air pressure between the compressed air inlet and the first compressed air outlet to the switching valve. When the machine tool is not actuated or not in operation, no compressed air flows from the compressed air inlet to the first compressed air outlet and the relatively high air pressure of the compressed air supply is present in the control line. The switching valve senses this air pressure and therefore closes its passage so that no Compressed air can flow to the second compressed air outlet in the direction of the pneumatically operated suction device. When the machine tool is operated, a flow of compressed air is generated from the compressed air inlet to the first compressed air outlet. The compressed air flow has an air pressure that is relatively low compared to the air pressure when the machine tool is not in operation. This relatively low air pressure can be passed on via the control line to the switching valve, which then opens its passage so that compressed air can flow to the second compressed air outlet in the direction of the suction device and suction can be carried out.
Das Steuerelement kann eine Venturi-Düse umfassen. Bei betriebener Werkzeugmaschine strömt Druckluft durch die Venturi-Düse und es entsteht ein Unterdrück, der von der Steuerleitung an das Schaltventil übertragen wird, wodurch dieses seinen Durchlass öffnet, so dass Druckluft zum zweiten Druckluftausgang in Richtung der Absaugvorrichtung strömen und eine Absaugung durchgeführt werden kann. Die Venturi-Düse ist ein kostengünstiges und wartungsarmes Bauteil und daher vorteilhaft für die Verwendung als Steuerelement. The control may include a venturi nozzle. When the machine tool is in operation, compressed air flows through the Venturi nozzle and a vacuum is created, which is transmitted from the control line to the switching valve, which opens its passage so that compressed air can flow to the second compressed air outlet in the direction of the suction device and suction can be carried out. The Venturi nozzle is an inexpensive and low-maintenance component and is therefore advantageous for use as a control element.
Alternativ kann das Steuerelement das Schaltventil elektrisch ansteuern. In diesem Fall kann das Steuerelement durch einen Druckschalter gebildet sein, der auf den Luftdruck zwischen dem Drucklufteingang und dem ersten Druckluftausgang anspricht. Des Weiteren kann in diesem Fall das Schaltventil durch ein elektrisch ansteuerbares Ventil gebildet sein, das in Reaktion auf ein vom Druckschalter empfangenes elektrisches Signal seinen Durchlass für Druckluft schließt bzw. öffnet. Wenn die Werkzeugmaschine nicht betätigt wird, liegt am Druckschalter der relativ hohe Druck der Druckluftversorgung an, der ein elektrisches Signal an das Schaltventil sendet, das daraufhin seinen Durchlass verschließt. Dadurch kann keine Druckluft zum zweiten Druckluftausgang in Richtung der Absaugvorrichtung strömen und es kann keine Absaugung durchgeführt werden. Bei betätigter bzw. betriebener Werkzeugmaschine hingegen fällt durch die Druckluftströmung der Druck zwischen dem Drucklufteingang und dem ersten Druckluftausgang ab und der Druckschalter sendet kein Signal mehr an das Schaltventil. Infolgedessen öffnet das Schaltventil seinen Durchlass, so dass Druckluft zum zweiten Druckluftausgang in Richtung der Absaugvorrichtung strömen und eine Absaugung durchgeführt werden kann. Das Steuergerät kann zusätzlich eine elektronische Steuereinheit zur Verarbeitung eines vom Druckschalter an das Schaltventil ausgegebenen elektrischen Signals aufweisen. Somit ist es möglich, dass das Steuergerät neben der Koordination des Antriebs der Werkzeugmaschine und der Aktivierung der Absaugvorrichtung weitere, die Werkzeugbearbeitung unterstützende Funktionen durchführen kann. Alternatively, the control element can actuate the switching valve electrically. In this case, the control element can be formed by a pressure switch that responds to the air pressure between the compressed air inlet and the first compressed air outlet. Furthermore, in this case the switching valve can be formed by an electrically controllable valve which closes or opens its passage for compressed air in response to an electrical signal received from the pressure switch. When the machine tool is not actuated, the pressure switch is exposed to the relatively high pressure of the compressed air supply, which sends an electrical signal to the pilot valve, which then closes its passage. As a result, no compressed air can flow to the second compressed air outlet in the direction of the suction device and suction cannot be carried out. When the machine tool is actuated or operated, however, the pressure between the compressed air inlet and the first compressed air outlet drops due to the compressed air flow and the pressure switch no longer sends a signal to the switching valve. As a result, the switching valve opens its passage so that compressed air can flow to the second compressed air outlet in the direction of the suction device and suction can be carried out. The control device can additionally have an electronic control unit for processing an electrical signal output by the pressure switch to the switching valve. It is thus possible for the control unit to be able to carry out other functions that support tool processing in addition to coordinating the drive of the machine tool and activating the suction device.
Die Steuereinheit kann zur Erfassung der Laufzeit der Werkzeugmaschine konfiguriert sein. Die Steuereinheit kann durch Auswertung des vom Druckschalter erhaltenen Signals bestimmen, wie lange die Werkzeugmaschine bzw. ein in der Werkzeugmaschine eingespanntes oder befestigtes Werkzeug bereits benutzt wurde. Anhand einer dem Werkzeug zugeordneten Maximallaufzeit kann dann ermittelt werden, ob ein Werkzeugwechsel notwendig ist, ohne dass der Benutzer der Werkzeugmaschine eine wiederholte visuelle Überprüfung Werkzeugzustands durchführen muss. The control unit can be configured to record the running time of the machine tool. By evaluating the signal received from the pressure switch, the control unit can determine how long the machine tool or a tool clamped or fastened in the machine tool has already been used. A maximum running time assigned to the tool can then be used to determine whether a tool change is necessary without the user of the machine tool having to carry out a repeated visual check of the tool condition.
Das Steuergerät kann zu diesem Zweck zusätzlich eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Warnsignals an einen Benutzer bei Überschreitung einer vorgegebenen Maximallaufzeit aufweisen. Die Ausgabeeinheit kann in Form einer optischen Anzeige, z.B. einer LED-Anzeige, die außen am Gehäuse angebracht sein kann und/oder eines im Gehäuse integrierten Lautsprechers oder akustischen Ausgabemittels vorgesehen sein, das bei Überschreitung der Maximallaufzeit einen Warnton ausgibt. Der Benutzer kann somit auf einfache Weise darauf aufmerksam gemacht werden, dass er das Werkzeug wechseln muss. For this purpose, the control unit can additionally have an output unit for outputting a warning signal to a user when a predetermined maximum runtime is exceeded. The output unit can be provided in the form of an optical display, e.g. an LED display, which can be attached to the outside of the housing and/or a loudspeaker or acoustic output device integrated in the housing, which emits a warning tone if the maximum running time is exceeded. The user can thus be made aware in a simple manner that he must change the tool.
Das Steuergerät kann zusätzlich eine Abschalteinheit zur Abschaltung der Werkzeugmaschine bei Überschreitung einer vorgegebenen Maximallaufzeit aufweisen. Wenn der Benutzer nicht auf die oben beschriebenen visuellen und/oder akustischen Warnsignale reagiert, kann durch die Abschalteinheit sichergestellt werden, dass der Benutzer nicht mit einem abgenutzten Werkzeug weiterarbeitet, wodurch die Bearbeitungsqualität hochgehalten werden kann. The control device can additionally have a switch-off unit for switching off the machine tool if a predetermined maximum running time is exceeded. If the user does not react to the visual and/or acoustic warning signals described above, the switch-off unit can ensure that the user does not continue to work with a worn tool, as a result of which the processing quality can be maintained at a high level.
Die Steuereinheit kann des Weiteren so konfiguriert sein, dass sie, beispielsweise drahtlos, Signale von der Werkzeugmaschine empfangen kann, die Informationen über den Zustand des Werkzeugs, insbesondere einen Werkzeugverschleiß, bzw. der Werkzeugmaschine, insbesondere Überlastung oder Überhitzung, enthalten oder einen Rückschluss auf den Werkzeugzustand bzw. Werkzeugmaschinenzustand ermöglichen. Diese Informationen können beispielsweise die Drehzahl und/oder das Drehmoment einer das Werkzeug antreibenden Antriebsspindel und/oder die Temperatur des Werkzeugs betreffen und mittels Sensoren, die im oder am Werkzeug, einem das Werkzeug aufnehmenden Spannfutter und/oder der Werkzeugmaschine vorgesehen sind, erfasst werden. Alternativ oder zusammen mit der Information über die Laufzeit der Werkzeugmaschine kann somit der Werkzeugzustand ermittelt und überwacht werden. The control unit can also be configured in such a way that it can receive signals from the machine tool, for example wirelessly, which contain information about the state of the tool, in particular tool wear, or the machine tool, in particular overloading or overheating or enable conclusions to be drawn about the tool condition or machine tool condition. This information can, for example, relate to the speed and/or the torque of a drive spindle driving the tool and/or the temperature of the tool and can be recorded by means of sensors that are provided in or on the tool, a chuck holding the tool and/or the machine tool. Alternatively or together with the information about the running time of the machine tool, the tool status can thus be determined and monitored.
Des Weiteren kann die Steuereinheit zur Kommunikation mit einem Toolmanagementsystem (TM-System) konfiguriert sein. Die Steuereinheit kann drahtlos mit einem TM-Schranksystem bzw. einer TM-Software kommunizieren. Dadurch ist beispielsweise sichergestellt, dass die in der Werkzeugmaschine eingesetzten Werkzeuge immer verfügbar sind, da nach einem erforderlichen Werkzeugwechsel die Beschaffung eines neuen Werkzeugs vollständig automatisiert von dem TM-System übernommen werden kann. Furthermore, the control unit can be configured to communicate with a tool management system (TM system). The control unit can communicate wirelessly with a TM cabinet system or TM software. This ensures, for example, that the tools used in the machine tool are always available, since after a necessary tool change, the TM system can take over the procurement of a new tool in a fully automated manner.
Das Steuergerät kann zusätzlich einen im Gehäuse austauschbar integrierten Filter zum Filtern von durch die Absaugvorrichtung abgesaugter Luft aufweisen. Wenn das Steuergerät eine oben beschriebene elektronische Steuereinheit aufweist, die vom Druckschalter ein elektrisches Signal erhält, mit dem auf die Laufzeit der Werkzeugmaschine bzw. der Absaugung rückgeschlossen werden kann, kann die Steuereinheit auch die Laufzeit des Filters ermitteln. Wenn eine vorgegebene Maximallaufzeit des Filters überschritten wird, kann durch die Ausgabeeinheit wiederum ein Warnsignal an den Benutzer ausgegeben werden, das ihn zu einem Filterwechsel auffordert. Des Weiteren kann die Steuereinheit mit dem Toolmanagementsystem kommunizieren und so die Information für einen benötigten Filterwechsel an ein zentrales Werkzeugverwaltungssystem übertragen. The control device can additionally have a replaceable filter integrated in the housing for filtering air sucked off by the suction device. If the control unit has an electronic control unit as described above, which receives an electrical signal from the pressure switch, with which the running time of the machine tool or the suction device can be deduced, the control unit can also determine the running time of the filter. If a predetermined maximum running time of the filter is exceeded, the output unit can in turn output a warning signal to the user, prompting him to change the filter. Furthermore, the control unit can communicate with the tool management system and thus transmit the information for a required filter change to a central tool management system.
Die oben diskutierten und weitere Merkmale werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen am Beispiel einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuergeräts näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuergeräts, das von einem Benutzer bei einem Bearbeitungsvorgang mit einer Werkzeugmaschine an einem Gürtel getragen wird; und The features discussed above and other features are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings using the example of an exemplary embodiment of a control unit according to the invention. It shows: 1 shows a schematic representation of a control device according to the invention, which is worn by a user on a belt during a machining operation with a machine tool; and
Fig. 2 einen Schaltplan zur grafischen Darstellung einer pneumatischen Schaltung eines erfindungsgemäßen Steuergeräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 2 shows a circuit diagram for the graphical representation of a pneumatic circuit of a control device according to an exemplary embodiment.
Die Fig. 1 zeigt ein Steuergerät 1 mit Gehäuse 3, das von einem Benutzer einer pneumatisch angetriebenen Werkzeugmaschine 10 in Form einer Handbohrmaschine an einem Gürtel getragen wird. Hierzu weist das Gehäuse 3 ein in den Figuren nicht gezeigtes Befestigungsmittel zur Befestigung am Gürtel auf. Das Steuergerät 1 ist an eine externe Druckluftzufuhr 50 angeschlossen, die Druckluft für die pneumatisch angetriebene Werkzeugmaschine 10 und eine später beschriebene Absaugvorrichtung 12 bereitstellt, mit der bei einer spanabhebenden Bearbeitung anfallende Stäube und/oder Späne abgesaugt werden können. Die Absaugvorrichtung 12 ist an einem Vorsatzgerät an der Handbohrmaschine befestigt. Des Weiteren ist in Fig. 1 angedeutet, dass das Steuergerät 1 drahtlos mit einem Toolmanagementsystem 40 kommuniziert, wodurch eine Optimierung des Bearbeitungsprozesses ermöglich wird. 1 shows a control unit 1 with a housing 3, which is worn on a belt by a user of a pneumatically driven machine tool 10 in the form of a hand drill. For this purpose, the housing 3 has a fastening means, not shown in the figures, for fastening to the belt. The control unit 1 is connected to an external compressed air supply 50, which provides compressed air for the pneumatically driven machine tool 10 and a suction device 12, described later, with which dust and/or chips produced during machining can be suctioned off. The suction device 12 is attached to an attachment on the hand drill. Furthermore, it is indicated in FIG. 1 that the control device 1 communicates wirelessly with a tool management system 40, as a result of which an optimization of the machining process is made possible.
Das Steuergerät 1 dient der Koordination des Antriebs der Werkzeugmaschine 10 und der Aktivierung der pneumatisch betriebenen Absaugvorrichtung 12. Das Steuergerät 1 gemäß Fig. 2 weist hierzu eine pneumatische Schaltung zur Steuerung einer Druckluftzufuhr zur Absaugvorrichtung 12 auf. Die Schaltung ist in dem von der Werkzeugmaschine 10 oder Absaugvorrichtung 12 unabhängigen Gehäuse 3 integriert, das in Fig. 2 durch eine Strichlinie angedeutet ist. The control unit 1 serves to coordinate the drive of the machine tool 10 and to activate the pneumatically operated suction device 12. For this purpose, the control unit 1 according to FIG. The circuit is integrated in the housing 3, which is independent of the machine tool 10 or suction device 12 and is indicated in FIG. 2 by a dashed line.
Die die Steuerung der Druckluftzufuhr bildenden Komponenten der pneumatischen Schaltung sind ortsunabhängig von der Werkzeugmaschine 10 oder der Absaugvorrichtung 12 in dem Gehäuse 3 integriert bzw. untergebracht. Somit sind die Funktionseinheiten Absaugvorrichtung 12, Werkzeugmaschine 10 und Steuerung voneinander getrennt bzw. modular aufgebaut und können für ihren Einsatzzweck spezifisch und optimiert ausgelegt werden. Durch die Unterbringung der Schaltung in dem unabhängigen Gehäuse 3 können das Gewicht und die Abmessungen der Werkzeugmaschine 10 bzw. der Absaugvorrichtung 12 verringert und gleichzeitig deren Handhabbarkeit verbessert werden. The components of the pneumatic circuit that control the supply of compressed air are integrated or housed in the housing 3 regardless of the location of the machine tool 10 or the suction device 12 . Thus, the functional units suction device 12, machine tool 10 and control are separated from each other or have a modular design and can be designed specifically and optimized for their intended use. By accommodating the circuit in the independent housing 3, the weight and dimensions of the Machine tool 10 or the suction device 12 is reduced and at the same time its manageability is improved.
Die in Fig. 2 gezeigte Schaltung weist einen Drucklufteingang 5, einen ersten Druckluftausgang 7 zum Anschluss der pneumatischen Werkzeugmaschine 10, einen zweiten Druckluftausgang 9 zum Anschluss der Absaugvorrichtung 12, und ein in Abhängigkeit von einer Druckluftströmung vom Drucklufteingang 5 zum ersten Druckluftausgang 7 pneumatisch betätigbares Steuerelement 30 zur Ansteuerung eines Schaltventils 20 auf, wobei das Schaltventil 20 zwischen dem Drucklufteingang 5 und dem zweiten Druckluftausgang 9 angeordnet ist. Zwischen dem Steuerelement 30 und dem Schaltventil 20 ist eine Steuerleitung 32 angeordnet, die die Information über die Höhe des Luftdrucks zwischen dem ersten Drucklufteingang 5 und dem ersten Druckluftausgang 7 an das Schaltventil 20 überträgt. The circuit shown in Fig. 2 has a compressed air inlet 5, a first compressed air outlet 7 for connecting the pneumatic machine tool 10, a second compressed air outlet 9 for connecting the suction device 12, and a control element that can be actuated pneumatically as a function of a compressed air flow from the compressed air inlet 5 to the first compressed air outlet 7 30 for controlling a switching valve 20, the switching valve 20 being arranged between the compressed air inlet 5 and the second compressed air outlet 9. A control line 32 is arranged between the control element 30 and the switching valve 20 and transmits the information about the level of air pressure between the first compressed air inlet 5 and the first compressed air outlet 7 to the switching valve 20 .
Das Schaltventil 20 zur Steuerung der Druckluftzufuhr zur Absaugvorrichtung 12 ist in Form eines Wegeventils ausgebildet und wird mittels der Druckluft in der Steuerleitung 32 angesteuert. Wegeventile sind in der Fluidtechnik kompakte, leicht verfügbare und wartungsarme Komponenten und daher besonders vorteilhaft zur Steuerung der Druckluftzufuhr. The switching valve 20 for controlling the supply of compressed air to the suction device 12 is designed in the form of a directional control valve and is controlled by the compressed air in the control line 32 . In fluid technology, directional control valves are compact, easily available and low-maintenance components and are therefore particularly advantageous for controlling the compressed air supply.
Das Steuerelement 30 ist in der in Fig. 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform als eine Venturi-Düse ausgebildet. Wenn die Werkzeugmaschine 10 betätigt wird bzw. in Betrieb ist, strömt Druckluft vom Drucklufteingang 5 durch die Venturi-Düse zum ersten Druckluftausgang 7 und der Luftdruck fällt aufgrund der entstehenden Strömung ab bzw. es entsteht ein Unterdrück, der von der Steuerleitung 32 an das Schaltventil 20 übertragen wird, wodurch dieses seinen Durchlass öffnet, so dass Druckluft vom Drucklufteingang 5 zum zweiten Druckluftausgang 9 in Richtung der Absaugvorrichtung 12 strömen und eine Absaugung durchgeführt werden kann. Wenn die Druckluft durch die Absaugvorrichtung 12 strömt, entsteht ein Sog, der bei der Bohrbearbeitung anfallende Späne und/oder Stäube an einer Saugdüse 13 der Absaugvorrichtung 12 absaugen kann. Die abgesaugte Luft mit den enthaltenen Spänen und/oder Stäuben wird in das Gehäuse 3 zurückgeführt und mittels eines Filters 14 gefiltert. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the control element 30 is designed as a Venturi nozzle. When the machine tool 10 is actuated or is in operation, compressed air flows from the compressed air inlet 5 through the venturi nozzle to the first compressed air outlet 7 and the air pressure drops due to the resulting flow or a vacuum is created, which is transmitted from the control line 32 to the switching valve 20 is transmitted, whereby this opens its passage, so that compressed air can flow from the compressed air inlet 5 to the second compressed air outlet 9 in the direction of the suction device 12 and suction can be carried out. When the compressed air flows through the suction device 12 , a suction is created that can suck off chips and/or dust occurring during drilling at a suction nozzle 13 of the suction device 12 . The extracted air with the chips and/or dust it contains is fed back into the housing 3 and filtered by means of a filter 14 .
Die pneumatische Schaltung ist so konfiguriert, dass eine Betätigung des Schaltventils 20 mit einer Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine 10 synchronisiert ist. Mit anderen Worten wechselt das Schaltventil 20 zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Benutzer die Werkzeugmaschine 10 in Betrieb nimmt bzw. startet, in einen Zustand, in dem eine Druckluftströmung zur Absaugvorrichtung 12 und damit eine Absaugung durchgeführt werden kann. The pneumatic circuit is configured in such a way that an actuation of the switching valve 20 is synchronized with an activation of the machine tool 10 is. In other words, at a point in time at which a user puts the machine tool 10 into operation or starts, the switching valve 20 changes to a state in which a compressed air flow to the suction device 12 and thus suction can be carried out.
Bei nicht betätigter bzw. nicht betriebener Werkzeugmaschine strömt keine Druckluft vom Drucklufteingang 5 zum ersten Druckluftausgang 7 und in der Steuerleitung 32 liegt der relativ hohe Luftdruck der Druckluftversorgung an. Das Schaltventil 20 erfasst diesen Luftdruck und verschließt daher seinen Durchlass, so dass keine Druckluft zum zweiten Druckluftausgang 9 in Richtung der pneumatisch betriebenen Absaugvorrichtung 12 strömen kann. Wenn die Werkzeugmaschine betätigt wird, wird eine Druckluftströmung vom Drucklufteingang 5 zum ersten Druckluftausgang 7 erzeugt. Die Druckluftströmung weist einen Luftdruck auf, der im Vergleich zum Luftdruck bei nicht betriebener Werkzeugmaschine 10 relativ niedrig ist. Dieser relativ niedrige Luftdruck kann über die Steuerleitung 32 an das Schaltventil 20 weitergeleitet werden, das daraufhin seinen Durchlass öffnet, so dass Druckluft zum zweiten Druckluftausgang 9 in Richtung der Absaugvorrichtung 12 strömen und eine Absaugung durchgeführt werden kann. When the machine tool is not actuated or not in operation, no compressed air flows from the compressed air inlet 5 to the first compressed air outlet 7 and the relatively high air pressure of the compressed air supply is present in the control line 32 . The switching valve 20 detects this air pressure and therefore closes its passage so that no compressed air can flow to the second compressed air outlet 9 in the direction of the pneumatically operated suction device 12 . When the machine tool is actuated, a flow of compressed air from the compressed air inlet 5 to the first compressed air outlet 7 is generated. The compressed air flow has an air pressure that is relatively low compared to the air pressure when the machine tool 10 is not in operation. This relatively low air pressure can be passed on via the control line 32 to the switching valve 20, which then opens its passage so that compressed air can flow to the second compressed air outlet 9 in the direction of the suction device 12 and suction can be carried out.
Alternative Ausführungsformen Alternate Embodiments
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Schaltplan weist das Steuergerät 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform nur einen Drucklufteingang 5 auf. Das heißt, dass von der externen Druckluftversorgung nur eine Druckluftleitung zum Steuergerät 1 geführt wird, die innerhalb des Gehäuses 3 aufgeteilt wird. Alternativ kann die Schaltung zwei separate Drucklufteingänge aufweisen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wobei eine Druckluftleitung von einem ersten Drucklufteingang zum ersten Druckluftausgang 7 und eine weitere Druckluftleitung von einem zweiten Drucklufteingang zum zweiten Druckluftausgang 9 führen kann. In the circuit diagram shown in FIG. 2, the control unit 1 has only one compressed air inlet 5 according to the exemplary embodiment. This means that only one compressed air line is routed from the external compressed air supply to the control unit 1, which is divided within the housing 3. Alternatively, the circuit can have two separate compressed air inlets, as shown in FIG.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird das Schaltventil 20 rein pneumatisch angesteuert. Alternativ kann das Steuerelement 30 das Schaltventil 20 auch elektrisch ansteuern. In diesem Fall kann das Steuerelement 30 durch einen Druckschalter gebildet sein, der auf den Luftdruck zwischen dem Drucklufteingang 5 und dem ersten Druckluftausgang 7 anspricht. Des Weiteren kann in diesem Fall das Schaltventil 20 durch ein elektrisch ansteuerbares Ventil gebildet sein, das in Reaktion auf ein vom Druckschalter empfangenes elektrisches Signal seinen Durchlass für Druckluft schließt bzw. öffnet. Wenn die Werkzeugmaschine 10 nicht betätigt wird, liegt am Druckschalter der relativ hohe Druck der Druckluftversorgung 50 an, der ein elektrisches Signal an das Schaltventil 20 sendet, das daraufhin seinen Durchlass verschließt. Dadurch kann keine Druckluft zum zweiten Druckluftausgang 9 in Richtung der Absaugvorrichtung 12 strömen und es kann keine Absaugung durchgeführt werden. Bei betätigter bzw. betriebener Werkzeugmaschine 10 hingegen fällt durch die Druckluftströmung der Druck zwischen dem Drucklufteingang 5 und dem ersten Druckluftausgang 7 ab und der Druckschalter sendet kein Signal mehr an das Schaltventil 20. Infolgedessen öffnet das Schaltventil 20 seinen Durchlass, so dass Druckluft zum zweiten Druckluftausgang 9 in Richtung der Absaugvorrichtung strömen und eine Absaugung durchgeführt werden kann. In the embodiment shown in FIG. 2, the switching valve 20 is controlled purely pneumatically. Alternatively, the control element 30 can also activate the switching valve 20 electrically. In this case, the control element 30 can be formed by a pressure switch which responds to the air pressure between the compressed air inlet 5 and the first compressed air outlet 7 . Furthermore, in this case it can Switching valve 20 may be formed by an electrically controllable valve which closes or opens its passage for compressed air in response to an electrical signal received from the pressure switch. When the machine tool 10 is not actuated, the relatively high pressure of the compressed air supply 50 is present at the pressure switch, which sends an electrical signal to the switching valve 20, which then closes its passage. As a result, no compressed air can flow to the second compressed air outlet 9 in the direction of the suction device 12 and suction cannot be carried out. When the machine tool 10 is actuated or operated, however, the pressure between the compressed air inlet 5 and the first compressed air outlet 7 drops due to the compressed air flow and the pressure switch no longer sends a signal to the switching valve 20. As a result, the switching valve 20 opens its passage so that compressed air can flow to the second compressed air outlet 9 flow in the direction of the suction device and suction can be carried out.
Das Steuergerät 1 kann im Fall der elektrischen Ansteuerung des Schaltventils 20 zusätzlich eine elektronische Steuereinheit zur Verarbeitung eines vom Druckschalter an das Schaltventil 20 ausgegebenen elektrischen Signals aufweisen. Somit ist es möglich, dass das Steuergerät 1 neben der Koordination des Antriebs der Werkzeugmaschine 10 und der Aktivierung der Absaugvorrichtung 12 weitere, die Werkzeugbearbeitung unterstützende Funktionen durchführen kann. If the switching valve 20 is actuated electrically, the control unit 1 can additionally have an electronic control unit for processing an electrical signal output by the pressure switch to the switching valve 20 . It is thus possible for control unit 1 to be able to carry out other functions that support tool processing in addition to coordinating the drive of machine tool 10 and activating suction device 12 .
Die Steuereinheit kann zur Erfassung der Laufzeit der Werkzeugmaschine 10 konfiguriert sein. Die Steuereinheit kann durch Auswertung des vom Druckschalter erhaltenen Signals bestimmen, wie lange die Werkzeugmaschine bzw. ein in der Werkzeugmaschine eingespanntes oder befestigtes Werkzeug bereits benutzt wurde. Anhand einer dem Werkzeug zugeordneten Maximallaufzeit kann dann ermittelt werden, ob ein Werkzeugwechsel notwendig ist, ohne dass der Benutzer der Werkzeugmaschine 10 eine wiederholte visuelle Überprüfung Werkzeugzustands durchführen muss. The control unit can be configured to record the running time of the machine tool 10 . By evaluating the signal received from the pressure switch, the control unit can determine how long the machine tool or a tool clamped or fastened in the machine tool has already been used. A maximum running time assigned to the tool can then be used to determine whether a tool change is necessary without the user of the machine tool 10 having to carry out a repeated visual check of the tool condition.
Das Steuergerät 1 kann zu diesem Zweck zusätzlich eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Warnsignals an einen Benutzer bei Überschreitung einer vorgegebenen Maximallaufzeit aufweisen. Die Ausgabeeinheit kann in Form einer optischen Anzeige, z.B. einer LED-Anzeige, die außen am Gehäuse 3 angebracht sein kann und/oder eines im Gehäuse 3 integrierten Lautsprechers oder akustischen Ausgabemittels vorgesehen sein, das bei Überschreitung der Maximallaufzeit einen Warnton ausgibt. Der Benutzer kann somit auf einfache Weise darauf aufmerksam gemacht werden, dass er das Werkzeug wechseln muss. For this purpose, the control device 1 can additionally have an output unit for outputting a warning signal to a user when a predetermined maximum running time is exceeded. The output unit can be in the form of an optical display, for example an LED display, which can be attached to the outside of the housing 3 and/or a loudspeaker or acoustic output means integrated in the housing 3, which emits a warning tone when the maximum running time is exceeded. The user can thus be made aware in a simple manner that he must change the tool.
Das Steuergerät kann zusätzlich eine Abschalteinheit zur Abschaltung der Werkzeugmaschine 10 bei Überschreitung einer vorgegebenen Maximallaufzeit aufweisen. Wenn der Benutzer nicht auf die oben beschriebenen visuellen und/oder akustischen Warnsignale reagiert, kann durch die Abschalteinheit sichergestellt werden, dass der Benutzer nicht mit einem abgenutzten Werkzeug weiterarbeitet, wodurch die Bearbeitungsqualität hochgehalten werden kann. The control unit can additionally have a switch-off unit for switching off the machine tool 10 when a predetermined maximum running time is exceeded. If the user does not react to the visual and/or acoustic warning signals described above, the switch-off unit can ensure that the user does not continue to work with a worn tool, as a result of which the processing quality can be maintained at a high level.
Des Weiteren kann die Steuereinheit zur Kommunikation mit einem Toolmanagementsystem (TM-System) 40 konfiguriert sein, wie es in Fig. 1 angedeutet ist. Die Steuereinheit kann drahtlos mit einem TM-Schranksystem bzw. einer TM-Software kommunizieren. Dadurch ist beispielsweise sichergestellt, dass die in der Werkzeugmaschine 10 eingesetzten Werkzeuge immer verfügbar sind, da nach einem erforderlichen Werkzeugwechsel die Beschaffung eines neuen Werkzeugs vollständig automatisiert von dem TM-System 40 übernommen werden kann. Furthermore, the control unit can be configured to communicate with a tool management system (TM system) 40, as indicated in FIG. The control unit can communicate wirelessly with a TM cabinet system or TM software. This ensures, for example, that the tools used in the machine tool 10 are always available, since the procurement of a new tool can be taken over by the TM system 40 in a fully automated manner after a necessary tool change.
Wenn das Steuergerät 1 eine oben beschriebene elektronische Steuereinheit aufweist, die vom Druckschalter ein elektrisches Signal erhält, mit dem auf die Laufzeit der Werkzeugmaschine bzw. der Absaugung rückgeschlossen werden kann, kann die Steuereinheit auch die Laufzeit des Filters 14 ermitteln. Wenn eine definierte Maximallaufzeit des Filters 14 überschritten wird, kann durch die Ausgabeeinheit wiederum ein Warnsignal an den Benutzer ausgegeben werden, das ihn zu einem Filterwechsel auffordert. Des Weiteren kann die Steuereinheit mit dem Toolmanagementsystem 40 kommunizieren und so die Information für einen benötigten Filterwechsel an ein zentrales Werkzeugverwaltungssystem übertragen. If the control unit 1 has an electronic control unit as described above, which receives an electrical signal from the pressure switch with which the running time of the machine tool or the suction can be deduced, the control unit can also determine the running time of the filter 14 . If a defined maximum running time of the filter 14 is exceeded, the output unit can in turn issue a warning signal to the user, prompting him to change the filter. Furthermore, the control unit can communicate with the tool management system 40 and thus transmit the information for a required filter change to a central tool management system.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
1 Steuergerät 1 control unit
3 Gehäuse Drucklufteingang erster Druckluftausgang zweiter Druckluftausgang3 housing Compressed air inlet, first compressed air outlet, second compressed air outlet
Werkzeugmaschinemachine tool
Absaugvorrichtung suction device
Saugdüse suction nozzle
Filter filter
Schaltventil switching valve
Steuerelement control
Steuerleitungcontrol line
Toolmanagementsystem (TM-System) externe Druckluftzufuhr Tool management system (TM system) external compressed air supply

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1 . Steuergerät zur Koordination des Antriebs einer elektrisch oder pneumatisch angetriebenen Werkzeugmaschine (10) und der Aktivierung einer pneumatisch betriebenen Absaugvorrichtung, gekennzeichnet durch eine pneumatische oder elektropneumatische Schaltung, die in einem von der Werkzeugmaschine (10) oder Absaugvorrichtung (12) unabhängigen Gehäuse (3) integriert ist, zur Steuerung einer Druckluftzufuhr zur Absaugvorrichtung (12). 1 . Control device for coordinating the drive of an electrically or pneumatically driven machine tool (10) and the activation of a pneumatically operated suction device, characterized by a pneumatic or electropneumatic circuit which is integrated in a housing (3) independent of the machine tool (10) or suction device (12). is, for controlling a compressed air supply to the suction device (12).
2. Steuergerät nach Anspruch 1 , wobei die Schaltung ein pneumatisch oder elektrisch betätigbares Schaltventil (20), im Besonderen Wegeventil, zur Steuerung der Druckluftzufuhr zur Absaugvorrichtung (12) aufweist. 2. Control device according to claim 1, wherein the circuit has a pneumatically or electrically actuatable switching valve (20), in particular a directional control valve, for controlling the compressed air supply to the suction device (12).
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schaltung so konfiguriert ist, dass eine Betätigung des Schaltventils (20) mit einer Inbetriebnahme der Werkzeugmaschine (10) synchronisiert ist. 3. Control device according to claim 1 or 2, wherein the circuit is configured such that an actuation of the switching valve (20) is synchronized with a start-up of the machine tool (10).
4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (3) ein Befestigungsmittel zur Befestigung an einem von einem Benutzer zu tragenden Gurttragesystem oder Gürtel aufweist. 4. Control unit according to one of the preceding claims, wherein the housing (3) has a fastening means for fastening to a belt carrying system or belt to be worn by a user.
5. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltung einen Drucklufteingang (5), einen ersten Druckluftausgang (7) zum Anschluss einer pneumatischen Werkzeugmaschine (10), einen zweiten Druckluftausgang (9) zum Anschluss der Absaugvorrichtung (12), und ein in Abhängigkeit von einer Druckluftströmung vom Drucklufteingang (5) zum ersten Druckluftausgang (7) pneumatisch betätigbares Steuerelement (30) zur Ansteuerung des Schaltventils (20) aufweist, und wobei das Schaltventil (20) zwischen dem Drucklufteingang (5) und dem zweiten Druckluftausgang (9) angeordnet ist. 5. Control device according to one of the preceding claims, wherein the circuit has a compressed air inlet (5), a first compressed air outlet (7) for connecting a pneumatic machine tool (10), a second compressed air outlet (9) for connecting the suction device (12), and an in Depending on a compressed air flow from the compressed air inlet (5) to the first compressed air outlet (7), it has a pneumatically actuatable control element (30) for actuating the switching valve (20), and the switching valve (20) between the compressed air inlet (5) and the second compressed air outlet (9) is arranged.
6. Steuergerät nach Anspruch 5, wobei das Steuerelement (30) das Schaltventil (20) pneumatisch ansteuert. 6. Control device according to claim 5, wherein the control element (30) controls the switching valve (20) pneumatically.
7. Steuergerät nach Anspruch 6, wobei das Steuerelement (30) eine Venturi- Düse umfasst. 7. Control device according to claim 6, wherein the control element (30) comprises a Venturi nozzle.
8. Steuergerät nach Anspruch 5, wobei das Steuerelement (30) das Schaltventil (20) elektrisch ansteuert. 8. Control device according to claim 5, wherein the control element (30) controls the switching valve (20) electrically.
9. Steuergerät nach Anspruch 8, wobei das Steuerelement (30) durch einen Druckschalter gebildet ist, der auf den Luftdruck zwischen dem Drucklufteingang (5) und dem ersten Druckluftausgang (7) anspricht. 9. Control device according to claim 8, wherein the control element (30) is formed by a pressure switch which responds to the air pressure between the compressed air inlet (5) and the first compressed air outlet (7).
10. Steuergerät nach Anspruch 9, zusätzlich mit einer elektronischen Steuereinheit zur Verarbeitung eines vom Druckschalter an das Schaltventil (20) ausgegebenen elektrischen Signals. 10. Control device according to claim 9, additionally having an electronic control unit for processing an electrical signal output from the pressure switch to the switching valve (20).
11 . Steuergerät nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit zur Erfassung der Laufzeit der Werkzeugmaschine (10) konfiguriert ist. 11 . Control unit according to claim 10, wherein the control unit is configured to record the running time of the machine tool (10).
12. Steuergerät nach Anspruch 11 , zusätzlich mit einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Warnsignals an einen Benutzer bei Überschreitung einer vorgegebenen Maximallaufzeit. 12. Control device according to claim 11, additionally having an output unit for outputting a warning signal to a user when a predetermined maximum running time is exceeded.
13. Steuergerät nach Anspruch 11 oder 12, zusätzlich mit einer Abschalteinheit zur Abschaltung der Werkzeugmaschine (10) bei Überschreitung einer vorgegebenen Maximallaufzeit. 13. Control unit according to claim 11 or 12, additionally having a switch-off unit for switching off the machine tool (10) when a predetermined maximum running time is exceeded.
14. Steuergerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Steuereinheit zur Kommunikation mit einem Toolmanagementsystem (40) konfiguriert ist. 14. Control device according to one of claims 11 to 13, wherein the control unit is configured to communicate with a tool management system (40).
15. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich mit einem im Gehäuse austauschbar integrierten Filter (14) zum Filtern von durch die Absaugvorrichtung (12) abgesaugter Luft. 15. Control device according to one of the preceding claims, additionally having a replaceable integrated filter (14) in the housing for filtering through the suction device (12) sucked air.
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