EP1008422A2 - Verfahren und Einrichtung zur Vermeidung von Unfällen bei handgeführten Werkzeugmaschinen durch Werkzeugblockieren - Google Patents

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EP1008422A2
EP1008422A2 EP99811119A EP99811119A EP1008422A2 EP 1008422 A2 EP1008422 A2 EP 1008422A2 EP 99811119 A EP99811119 A EP 99811119A EP 99811119 A EP99811119 A EP 99811119A EP 1008422 A2 EP1008422 A2 EP 1008422A2
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    • B25D2250/221—Sensors
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/13—Cutting by use of rotating axially moving tool with randomly-actuated stopping means
    • Y10T408/14—Responsive to condition of Tool or tool-drive

Definitions

  • the invention relates to a method and to the application of the Procedure based facility to prevent accidents by Tool blocking when working with hand-held machine tools rotating tool, especially with rotary hammers, with an interrupter device to interrupt the effect of the drive motor on the Tool depending on that supplied by a motion measuring device Rotational movement size detected operating state is equipped.
  • an acceleration threshold - a clutch triggers the drivetrain between the drive motor and the actual tool unit, in particular the drilling spindle, interrupts.
  • Difficulties with the two known, similar approaches arise from the fact that it is also in a desired operational use of the Machine, for example when working with a hammer drill in a concrete mass inhomogeneous composition for false tripping of the safety clutch is coming. This depends on the basic approach of an immediate Signal evaluation without a subsequent assessment together, i.e. a signal evaluation with necessarily a comparatively low security threshold without individual assessment of the respective accident.
  • the invention is therefore based on the object, hand-held machine tools to improve the type mentioned so that a Blocking of the tool by the reaction impulse or the reaction moment A measurement signal triggered by the motion sensor is then also an unambiguous one Provides information about a dangerous blocking case if the axis of rotation of the tool is distorted in the event of a malfunction, with the influencing variable simultaneously Acceleration to gravity on the measurement signal should be switched off.
  • the invention is in a method for preventing accidents Tool blocking when working with hand-held machine tools rotating tool, especially with rotary hammers, with an interrupter device to interrupt the effect of the drive motor on the Tool depending on that by a motion measuring device supplied inventory is equipped, characterized in that the movement of the machine tool at least two spatially apart and against the axis of rotation in normal operation of the Tool spaced points of the machine tool is measured, and that the measured values obtained before further processing and evaluation be subtracted from each other.
  • a facility to prevent rotational accidents due to Tool blocking in a hand-held machine tool with rotating Tool is characterized in that at least two acceleration sensors, preferably - in particular from Cost reasons - linear acceleration sensors as torsion sensors within of the housing of the machine tool on spatially from each other and opposite the tool axis preferably differently spaced locations are mounted and that the electronic evaluation unit has a subtraction level contains in which the signals delivered by the acceleration sensors before calculating one intended to trigger the interrupter device Signal are subtracted from each other.
  • the one of the several Acceleration sensors each delivered signals before calculating the expected and predeterminable angle of rotation of the machine tool from each other be subtracted.
  • FIG. 1A / B and FIG. 2 show the essentials in a basic illustration Components of a hand-guided in the context of the invention
  • Machine tool M its operating state by means of two acceleration sensors 1a or lb is monitored.
  • Fig. 1B is indicated by arrows indicated which acceleration 10 or deflection force in which deflection direction 11 on the machine tool in case of blocking of the tool 8 act.
  • the signals from the acceleration sensors 1a, 1b arrive an electronic evaluation unit 3, which is a microprocessor, one in discrete Circuit technology implemented microcomputer, a signal processor or the like can be.
  • the digitized signals are in this evaluation unit 3 of the acceleration sensors 1a, 1b are first subtracted from one another, such as explained and justified further below. Then the so obtained Result evaluated using a model or rule-based algorithm, which the operating state of the hand machine tool M when the Acceleration sensors 1a, 1b predicts.
  • the invention can be also be used advantageously for those applications in which there are no predictive ones Calculation of the expected twist angle of the hand machine tool M takes place, that is to say in the case of those safety devices that do so Assess acceleration signal generated by tool blocking immediately and when a certain level is exceeded, possibly after interference signal filtering, as well as one and / or two integration, directly to trigger the Use drive interrupter device.
  • the method according to the invention and the measuring system based thereon have an effect reliable for any rotation axis of the overall system as well as for if necessary, tilted or warped tool axis, as below under 3 is explained.
  • the movement measuring device has at least two Acceleration sensors 1a, 1b, whose measurement results according to the invention subtracted from further processing.
  • the disturbance Gravitational acceleration for every possible application position of the power tool eliminated.
  • the second sensor 1b in a axis 9 including the axis of rotation in normal operation Level lies.
  • the axis of rotation can be assumed to be two-dimensional Take any position and always delivers error-corrected signal, as derived from the following mathematical derivation reveals.
  • more than two sensors can also be provided be, then by averaging or a plausibility check the reliability of the signal obtained is increased. If two redundant sensor pairs are provided, the intervals for one Security check to be stretched in principle.
  • Equation (3) used in equation (1) in conjunction with equation (2) yields:
  • Equation (3 ') inserted in equation (1') in conjunction with equation (2 ') gives:
  • any measuring system is suitable within the scope of the invention
  • Acceleration sensors or accelerometers i.e. those that are based on piezoelectric, piezoresistive or inertial and / or integrated as Part of a microelectronic circuit are realized.
  • the electronic Evaluation unit can either be implemented analogously with the help of Operational amplifiers and corresponding filter circuits or digital using a microprocessor with associated processor interfaces (see DE 43 44 817 C2). It is also possible to use the evaluation unit to realize as fuzzy logic, which is detailed in DE 196 41 618 A1 is described.
  • any known measurement method for acceleration, angular velocity or Angle of rotation applicable is mainly from Cost reasons based on linear acceleration sensors, for example referred to piezoelectric measurement methods.
  • linear acceleration sensors for example referred to piezoelectric measurement methods.

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Abstract

Das Verfahren und die Einrichtung zur Vermeidung von Unfällen durch Werkzeugblockieren beim Arbeiten mit einer handgeführten Werkzeugmaschine (M) mit rotierendem Werkzeug (8), z.B. Bohrhammer, die mit einer Unterbrechereinrichtung (5, 6) zum Unterbrechen der Wirkung des Antriebsmotors (7) auf das Werkzeug (8) in Abhängigkeit von dem durch eine Bewegungsmeßeinrichtung (1) erfaßten Betriebszustand ausgerüstet ist, zeichnen sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Bewegungsmeßeinrichtung vorzugsweise zwei Beschleunigungssensoren (1a, 1b) aufweist, deren Meßwerte (a1, a2) vor einer weiteren Signalauswertung subtrahiert werden. Dadurch lassen sich auch Blokkierunfälle bei schräger oder verzogener Werkzeugachse sicher detektieren und außerdem wird die Erdbeschleunigung als Störgröße für jede mögliche Anwendungsposition der Werkzeugmaschine kompensiert. Bei der Auswertung des Beschleunigungssignals im Falle des Werkzeugblockierens werden damit den momentanen Maschinenzustand genauer beschreibenden Meßsignale genutzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine auf der Anwendung des Verfahrens beruhende Einrichtung zur Vermeidung von Unfällen durch Werkzeugblockieren beim Arbeiten mit handgeführten Werkzeugmaschinen mit rotierendem Werkzeug, insbesondere bei Bohrhämmern, die mit einer Unterbrechereinrichtung zum Unterbrechen der Wirkung des Antriebsmotors auf das Werkzeug in Abhängigkeit von dem durch eine Bewegungsmeßeinrichtung gelieferten Drehbewegungsgröße erfaßten Betriebszustand ausgerüstet ist.
Rotationsunfälle, also insbesondere Verletzungen im Bereich des Handgelenks oder Arms oder der Sturz von Leitern, Gerüsten usw., bedingt durch das plötzliche Blockieren des Werkzeugs und das damit verbundene schnelle Ansteigen des Reaktionsmoments bei handgeführten Werkzeugmaschinen, insbesondere solchen größerer Leistung, wie Bohrhämmern, sind ein lange erkanntes und viel diskutiertes Problem. Aus der Vielzahl der bekannten Lösungsansätze für dieses Problem sei nur beispielhaft auf die Druckschriften EP 150 669 A2 sowie auf WO 88/06508 A3 hingewiesen. Durch die Verwendung eines innerhalb des oder am Gehäuse der Werkzeugmaschine angeordneten Verdrehsensors, insbesondere eines Beschleunigungssensors, der die Beschleunigung einer äußeren Schwenkbewegung der handgeführten Werkzeugmaschine erfaßt, wird - gegebenenfalls in Abhängigkeit von verschiedenen Vorgabe-Kriterien, z.B. eines Beschleunigungs-Schwellenwerts - eine Schaltkupplung auslöst, die den Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor und dem eigentlichen Werkzeugaggregat, insbesondere der Bohrspindel, unterbricht. Schwierigkeiten bei den beiden bekannten, im Ansatz ähnlichen Lösungen, ergeben sich daraus, daß es auch bei einer gewünschten Betriebsnutzung der Maschine, etwa beim Arbeiten mit einem Bohrhammer in einer Betonmasse inhomogener Zusammensetzung zu Fehlauslösungen der Sicherheitskupplung kommt. Dies hängt mit dem grundsätzlichen Lösungsansatz einer unmittelbaren Signalauswertung ohne Folgeabschätzung zusammen, d.h., einer Signalauswertung mit notwendigerweise vergleichsweise niedriger Sicherheitsschwelle ohne individuelle Bewertung des jeweiligen Störfalls.
Eine wesentliche Verbesserung wurde mit einem vorausschauenden Bewertungsverfahren für die von einem Beschleunigungssensor gelieferten Signale erreicht, wie es in der Patentschrift DE 43 44 817 C2 beschrieben ist. Diesem verbesserten Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, unter Vorgabe einer Zeitkonstante aus der vom Beschleunigungssensor gelieferten Drehbewegungsgröße einen aufgrund des Reaktionsmoments beim Blockieren oder teilweisem Blockieren des Werkzeugs zu erwartenden Verdrehwinkel der Werkzeugmaschine vorausschauend zu berechnen und die Sicherheitskupplung dann zu aktivieren, wenn der berechnete zu erwartende Verdrehwinkel einen vorgebbaren maximal zulässigen Verdrehwinkel überschreiten würde. Dabei wird das zukünftige Verhalten der Maschine unmittelbar nach Auftreten eines Störfalls bewertet und eine Gegenmaßnahme ausgelöst, wenn die Werkzeugmaschine mit einem Drehimpuls beaufschlagt worden ist, durch den sich ein Unfall nicht mehr vermeiden läßt.
Dem für die Praxis solcher handgeführter Werkzeugmaschinen vielversprechenden Lösungsansatz gemäß der genannten DE-Druckschrift haften jedoch noch zwei wesentliche, bei Versuchsreihen festgestellte, Probleme an:
  • (1) die Rotationsachse des Werkzeugs liegt häufig im entscheidenden Augenblick des Blockierens nicht zwangsläufig in der Werkzeugachse; und
  • (2) die Erdbeschleunigung beeinflußt das Meßsignal des Beschleunigungsmessers, und zwar abhängig von der momentanen Lage des Werkzeugs.
    • Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, handgeführte Werkzeugmaschinen der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein beim Blockieren des Werkzeugs durch den Reaktionsimpuls oder das Reaktionsmoment über den Bewegungssensor ausgelöstes Meßsignal auch dann eine eindeutige Aussage über einen gefährlichen Blockierfall liefert, wenn die Rotationsachse des Werkzeugs im Störfall verzogen ist, wobei gleichzeitig die Einflußgröße Erdbeschleunigung auf das Meßsignal ausgeschaltet werden soll.
    Die Erfindung ist bei einem Verfahren zur Vermeidung von Unfällen durch Werkzeugblockieren beim Arbeiten mit handgeführten Werkzeugmaschinen mit rotierendem Werkzeug, insbesondere bei Bohrhämmern, die mit einer Unterbrechereinrichtung zum Unterbrechen der Wirkung des Antriebsmotors auf das Werkzeug in Abhängigkeit von dem durch eine Bewegungsmeßeinrichtung gelieferten Drehbewegungsgröße erfaßten Betriebsbestand ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Werkzeugmaschine an mindestens zwei räumlich voneinander und gegen die Drehachse im Normalbetrieb des Werkzeugs beabstandeten Stellen der Werkzeugmaschine gemessen wird, und daß die erhaltenen Meßwerte vor einer weiteren Verarbeitung und Bewertung voneinander subtrahiert werden.
    Eine Einrichtung zur Vermeidung von Rotationsunfällen aufgrund von Werkzeugblockieren bei einer handgeführten Werkzeugmaschine mit rotierendem Werkzeug gemäß der oben erläuterten Gattung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Beschleunigungssensoren, vorzugsweise - insbesondere aus Kostengründen - Linear-Beschleunigungssensoren als Verdrehsensoren innerhalb des Gehäuses der Werkzeugmaschine an räumlich voneinander und gegenüber der Werkzeugachse vorzugsweise unterschiedlich beabstandeten Stellen montiert sind und daß die elektronische Auswerteeinheit eine Subtraktionsstufe enthält, in der die von den Beschleunigungssensoren jeweils gelieferten Signale vor der Errechnung eines zur Auslösung der Unterbrechereinrichtung bestimmten Signals voneinander subtrahiert werden.
    Vorteilhafte Ergänzungen und Ausführungsarten für das erfindungsgemäße Verfahren und die darauf basierende Einrichtung sind Inhalt von jeweils abhängigen Patentansprüchen.
    Vorzugsweise und insbesondere stellt das erfindungsgemäße Verfahren und die darauf beruhende Sicherheitseinrichtung eine Verbesserung der in der genannten DE-Druckschrift beschriebenen Lösung dar, wobei die von den mehreren Beschleunigungssensoren jeweils gelieferten Signale vor der Errechnung des zu erwartenden und vorgebbaren Verdrehwinkels der Werkzeugmaschine voneinander subtrahiert werden.
    Hinsichtlich der Berechnung des zu erwartenden Verdrehwinkels, der Reduzierung oder Beseitigung nieder- bzw. hochfrequenter Störungen sowie der geeigneten mathematischen Prinzipien und Algorithmen für die zuverlässige vorausschauende Berechnung des zu erwartenden kritischen Verdrehwinkels wird wiederum auf DE 43 44 817 C2 verwiesen werden.
    Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
    Fig. 1A bzw. 1B
    die schematische Darstellung eines Bohrhammers in Seiten- bzw. Rückansicht als Beispiel für eine handgeführte Werkzeugmaschine, die mit zwei Beschleunigungssensoren ausgerüstet ist;
    Fig. 2
    die schematische Teilschnittdarstellung des Bohrhammers nach Fig. 1; und
    Fig. 3
    die Prinzipdarstellung eines Drehbewegungsmodells für eine Handwerkzeugmaschine gemäß Fig. 1, die im dargestellten Beispiel mit zwei Linear-Beschleunigungssensoren ausgerüstet ist.
    Die Fig. 1A/B und die Fig. 2 zeigen in einer Prinzipdarstellung die wesentlichen im Zusammenhang mit der Erfindung interessierenden Bauteile einer handgeführten Werkzeugmaschine M, deren Betriebszustand mittels zweier Beschleunigungssensoren 1a bzw. lb überwacht wird. In Fig. 1B ist durch Hinweispfeile angedeutet, welche Beschleunigung 10 bzw. Auslenkkraft in welcher Auslenkrichtung 11 auf die Werkzeugmaschine im Falle des Blockierens des Werkzeugs 8 wirken. Über eine Eingangsschnittstelle 2 zur Signalformung, A/D-Wandlung, usw., gelangen die Signale der Beschleunigungssensoren 1a, 1b zu einer elektronischen Auswerteeinheit 3, die ein Mikroprozessor, ein in diskreter Schaltkreistechnik ausgeführter Mikrorechner, ein Signalprozessor oder ähnliches sein kann. In dieser Auswerteeinheit 3 werden die digitalisierten Signale der Beschleunigungssensoren 1a, 1b zunächst voneinander subtrahiert, wie weiter unten näher erläutert und begründet. Anschließend wird das so erhaltene Ergebnis über einen modell- oder regelbasierten Algorithmus ausgewertet, welcher den Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine M bei Ansprechen der Beschleunigungssensoren 1a, 1b voraussagt. Die Erfindung läßt sich jedoch auch für solche Anwendungsfälle vorteilhaft einsetzen, bei denen keine vorausschauende Berechnung des zu erwartenden Verdrehwinkels der Handwerkzeugmaschine M erfolgt, also bei solchen Sicherheitseinrichtungen, die das aufgrund von Werkzeugblockieren erzeugte Beschleunigungssignal unmittelbar bewerten und bei Überschreiten eines bestimmten Pegels, gegebenenfalls nach Störsignalfilterung, sowie ein- und/oder zweimaliger Integration, direkt zur Auslösung der Antriebs-Unterbrechereinrichtung nutzen.
    Wird eine Beschleunigung durch Werkzeugblockieren detektiert, die von der Auswerteeinheit 3 als "gefährlich" eingestuft wird, so wird über eine Ausgabeschnittstelle 4 die Betriebsunterbrechungseinrichtung, also insbesondere eine Kupplung 5 betätigt, die den Antriebsstrang zwischen einem Antriebsmotor 7 und dem Werkzeughalter bzw. Werkzeug 8 unterbricht und gegebenenfalls zusätzlich einen Stromunterbrecher 6 auslöst.
    Das erfindungsgemäße Verfahren und das darauf basierende Meßsystem wirkt zuverlässig für jede beliebige Rotationsachse des Gesamtsystems sowie bei gegebenenfalls gekippter oder verzogener Werkzeugachse, wie nachfolgend unter Bezug auf Fig. 3 erläutert wird.
    Die Bewegungsmeßeinrichtung weist, wie bereits erwähnt, wenigstens zwei Beschleunigungssensoren 1a, 1b auf, deren Meßergebnisse erfindungsgemäß vor einer weiteren Verarbeitung subtrahiert werden. Wie sich aus der nachfolgenden Herleitung für zwei mögliche Anwendungsfälle ersehen läßt, wird die Störgröße Erdbeschleunigung für jede mögliche Anwendungsposition des Elektrowerkzeugs eliminiert.
    Bei der Beschleunigungsmeßeinrichtung 1 gemäß Fig. 3 ist vorgesehen, daß der zweite Sensor 1b in einer die Drehachse 9 im Normalbetrieb einschließenden Ebene liegt. Die Drehachse kann jedoch bei einer angenommenen zweidimensionalen Sensorebene jede beliebige Position einnehmen und liefert immer ein fehlerbereinigtes Signal, wie sich aus der nachfolgenden mathematischen Herleitung erkennen läßt. Auch können prinzipiell mehr als zwei Sensoren vorgesehen werden, wobei dann durch Mittelwertbildung oder eine Plausibilitätsüberprüfung die Zuverlässigkeit des erhaltenen Signals gesteigert wird. Sofern zwei redundante Sensorpaare vorgesehen werden, können die Intervalle für eine Sicherheitsüberprüfung prinzipiell gestreckt werden.
    Die in Fig. 3 angegebenen Größen bezeichnen folgendes:
    a1, a2 =
    Meßsignale des ersten Beschleunigungssensor 1a bzw. des zweiten Beschleunigungssensors 1b; insbesondere repräsentieren a1 und a2 lineare Tangentialbeschleunigungen um jeweilige Drehachsen, die nachfolgend als "Fall 1" bzw. als "Fall 2" einer näheren Betrachtung unterzogen werden.
    d =
    Abstand der Beschleunigungssensoren 1a, 1b;
    r1a1, r1b1 =
    Abstände der Beschleunigungssensoren 1a, 1b für den "Fall 1", bei dem die (gedachte) Drehachse des Werkzeugs, beispielsweise im Fall des Werkzeugblockierens gegenüber der Antriebsachse bzw. Drehachse im Normalbetrieb nach unten versetzt ist; und
    r1a2, r1b2 =
    Abstände der Beschleunigungssensoren 1a, 1b von einer (gedachten) Drehachse für den "Fall 2", d.h., wenn die Drehachse des Werkzeugs im Falle des Blockierens gegenüber der Antriebsachse bzw. Drehachse im Normalbetrieb nach oben versetzt ist;
    ϕ =
    zu erwartender Drehwinkel im Falle des Werkzeugblockierens.
    Mathematische Herleitung zu "Fall 1":
    Figure 00060001
    d = r1a1 + r1b1 a1r1b1 = - a2r1a1 a1r1b1 + a1r1a1 = - a2r1a1 + a1r1a1 a1(r1a1 + r1b1) = r1a1(a1 - a2) a1 r1a1 = a1 - a2 r1a1+r1b1
    Gleichung (3) eingesetzt in Gleichung (1) in Verbindung mit Gleichung (2) ergibt:
    Figure 00060002
    Ersichtlicherweise ist der Wert
    Figure 00060003
    nicht mehr abhängig von der Erdbeschleunigung, da der Anteil der Erdbeschleunigung in beiden Beschleunigungssensorsignalen a1 bzw. a2 in gleicher Größe vorhanden ist, wie sich aus Gleichung (4) ersehen läßt, also vollständig kompensiert wird.
    Mathematische Herleitung für den "Fall 2":
    Figure 00070001
    d = r1a2 - r1b2 -a1r1b2 = - a2r1a2 -a1r1b2 + a1r1a2 = - a2r1a2 + a1r1a2 a1(r1a2 - r1b2) = r1a2(a1 - a2) a1 r1a2 = a1 - a2 r1a2 - r1b2
    Gleichung (3') eingesetzt in Gleichung (1') in Verbindung mit Gleichung (2') ergibt:
    Figure 00070002
    Auch für den "Fall 2" gilt also, daß der für die Signalauswertung zur Verfügung stehende Wert des Meßsignals, also die Drehbeschleunigung, nicht mehr abhängig ist von der für beide Beschleunigungssensoren gleichen Massenanziehung bzw. der Erdbeschleunigung.
    Im Rahmen der Erfindung eignet sich prinzipiell jedes Meßsystem mit Beschleunigungssensoren oder Beschleunigungsaufnehmern, also solche, die piezoelektrisch, piezoresistiv oder inertial basiert sind und/oder integriert als Teil einer mikroelektronischen Schaltung realisiert sind. Die elektronische Auswerteeinheit kann entweder analog realisiert sein mit Hilfe von Operationsverstärkern und entsprechenden Filterschaltkreisen oder digital unter Verwendung eines Mikroprozessors mit zugeordneten Prozessorschnittstellen (vergleiche DE 43 44 817 C2). Ebenso möglich ist es, die Auswerteeinheit als Fuzzy-Logik zu realisieren, was in DE 196 41 618 A1 ausführlich beschrieben ist.
    Zur Verwirklichung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips ist prinzipiell jedes bekannte Meßverfahren für Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit bzw. Drehwinkel anwendbar. Im obigen Ausführungsbeispiel wird vor allem aus Kostengründen auf Linearbeschleunigungssensoren, beispielsweise basierend auf piezoelektrischen Meßverfahren Bezug genommen. Prinzipiell eignen sich jedoch auch Impulsrad- und magnetische Winkelschrittgeber, mikromechanische Beschleunigungssensoren, optische Meßverfahren, magnetohydrodynamische Meßverfahren, Drehbeschleunigungsmeßverfahren nach dem Ferraris-Prinzip, kapazitive Meßverfahren oder auch DMS-Beschleunigungsaufnehmer.

    Claims (7)

    1. Verfahren zur Vermeidung von Unfällen durch Werkzeugblockieren beim Arbeiten mit einer handgeführten Werkzeugmaschine mit rotierendem Werkzeug (8), insbesondere für Bohrhämmer, die mit einer Unterbrechereinrichtung (5, 6) zum Unterbrechen der Wirkung des Antriebsmotors (7) auf das Werkzeug (8) in Abhängigkeit von dem durch eine Bewegungsmeßeinrichtung (1) erfaßten Betriebszustand ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Werkzeugmaschine im Raum an mindestens zwei räumlich voneinander und gegen die Werkzeugachse beabstandeten Stellen der Werkzeugmaschine gemessen wird, und daß die erhaltenen Meßwerte (a1, a2) vor der Berechnung eines die Unterbrechereinrichtung (5, 6) auslösenden Signals voneinander subtrahiert werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Werkzeugmaschine im Raum an gegen die Werkzeugachse unterschiedlich beabstandeten Stellen gemessen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bewegungsgröße die Beschleunigung der Werkzeugmaschine im Raum an mindestens zwei räumlich voneinander beabstandeten Stellen erfaßt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Subtraktion der von mindestens zwei Beschleunigungssensoren gelieferten Meßwerte unter Vorgabe einer Zeitkonstante aus der durch die Subtraktion erhaltenen Drehbeschleunigungsgröße ein zu erwartender Verdrehwinkel (ϕ) der Werkzeugmaschine (M) vorausschauend berechnet und die Unterbrechereinrichtung (5, 6) aktiviert wird, sobald der berechnete, zu erwartende Verdrehwinkel einen vogebbaren maximal zulässigen Verdrehwinkel überschreitet.
    5. Einrichtung zur Vermeidung von Unfällen aufgrund von Werkzeugblockierens bei einer handgeführten Werkzeugmaschine mit rotierendem Werkzeug, insbesondere Bohrhämmern, die mit einer Unterbrechereinrichtung (5, 6) zum Unterbrechen der Wirkung des Antriebsmotors (7) auf das Werkzeug (8) in Abhängigkeit von dem durch eine Beschleunigungsmeßeinrichtung (1) erfaßten Betriebszustand ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsmeßeinrichtung mindestens zwei innerhalb des Gehäuses der Werkzeugmaschine an räumlich voneinander und gegenüber der Werkzeugachse beabstandeten Stellen montierten Beschleunigungssensoren (1a, 1b) ausgerüstet ist, und daß die die Beschleunigungssignale (a1, a2) der Beschleunigungssensoren verarbeitende elektronische Auswerteeinheit (3) eine Subtraktionsstufe enthält, in der die von den Beschleunigungssensoren jeweils gelieferten Signale vor der Errechnung eines Auslösesignals für die Unterbrechereinrichtung (5, 6) voneinander subtrahiert werden.
    6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungssensoren (1a, 1b) Linear-Beschleunigungssensoren sind.
    7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Beschleunigungssensoren (1a, 1b) so angeordnet ist, daß er in normaler Betriebsstellung der Werkzeugmaschine ein maximales Ausgangssignal liefert.
    EP99811119A 1998-12-10 1999-12-06 Verfahren und Einrichtung zur Vermeidung von Unfällen bei handgeführten Werkzeugmaschinen durch Werkzeugblockieren Expired - Lifetime EP1008422B1 (de)

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    Publications (3)

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