EP4630205A1 - Verfahren zum anzeigen eines missbrauchs einer werkzeugmaschine - Google Patents

Verfahren zum anzeigen eines missbrauchs einer werkzeugmaschine

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Publication number
EP4630205A1
EP4630205A1 EP23810056.4A EP23810056A EP4630205A1 EP 4630205 A1 EP4630205 A1 EP 4630205A1 EP 23810056 A EP23810056 A EP 23810056A EP 4630205 A1 EP4630205 A1 EP 4630205A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine tool
drive
accumulator
operating state
speed value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23810056.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rory Britz
Daniel Seltmann
Markus Hartmann
Klaus Hauser
Robert Stanger
Mathias Frenzel
Moses Ender
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP4630205A1 publication Critical patent/EP4630205A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F1/00—Combination or multi-purpose hand tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling and regulating a machine tool, in particular a hand-held machine tool, comprising a machine tool housing, a control unit, a drive, a tool holder and an output device.
  • the present invention relates to a system containing a machine tool and a battery that can be connected to the machine tool for carrying out the method according to the invention, wherein the machine tool contains a housing, a control unit, a drive, a tool holder and an output device and the battery contains a battery housing, at least one energy storage element and a control device.
  • Machine tools with an accumulator also called a battery
  • the machine tool can be a hammer drill, a drill, a saw, a grinder or the like.
  • the accumulators used as a power supply usually contain a number of energy storage cells (also called battery cells) that are used and designed to absorb, store and release electrical energy.
  • the absorption of electrical energy into the energy storage cells can also be referred to as charging.
  • the release of electrical energy from the energy storage cells can also be referred to as discharging.
  • the object of the present invention is to solve the problem described above.
  • the object is also achieved by the subject matter of claims 1 and 4. Further advantageous embodiments of the invention are described in the corresponding subclaims.
  • the object is achieved in particular by a method for controlling and regulating a machine tool, in particular a hand-held machine tool, comprising a machine tool housing, a control unit, a drive, a tool holder and an output device.
  • a user By emitting or issuing at least one acoustic and/or visual signal, a user can be easily informed of incorrect behavior that leads to acceleration values that correspond to or even exceed the threshold value. This can prevent the incorrect behavior from occurring again.
  • the first operating state can be an activation state of the machine tool in which the drive generates a set speed.
  • the second operating state can be a deactivation state of the machine tool in which the drive does not generate any speed. It is thus possible that instead of or in addition to outputting at least one acoustic and/or visual signal, the drive is set from a first operating state, i.e. a state in which speeds can be generated, to a second operating state, i.e. a state in which speeds can no longer be generated.
  • the drive generates a first speed selected by a user for a predetermined period of time, e.g. 2 to 3 seconds. After this predetermined period of time has elapsed, the drive changes to the deactivation state, i.e.
  • the acceleration sensor is in particular a device for detecting shocks, vibrations and impacts.
  • a first speed value to be set for the drive in the first operating state and a second speed value to be set for the drive in the second operating state, the second speed value being higher than the first speed value and alternating between the first and second operating states for a predetermined period of time and/or frequency.
  • the predetermined period of time can be 2 to 5 seconds and the predetermined frequency can be 1 to 5 Hz.
  • a first speed value to be set for the drive in the first operating state and a second speed value to be set for the drive in the second operating state, the second speed value being at least 50% higher than the first speed value. Due to the relatively high speed difference that is noticeable to a user, a user of the machine tool can be shown a clearly noticeable system change and be informed of a malfunction.
  • the object is achieved by a system containing a machine tool and an accumulator that can be connected to the machine tool for carrying out the method according to the invention, wherein the machine tool contains a housing, a control unit, a drive, a tool holder and an output device and the accumulator contains a battery housing, at least one energy storage element and a control device.
  • At least one acceleration sensor for detecting at least one acceleration value is contained in the machine tool and/or in the accumulator.
  • At least one acceleration sensor may be contained in both the machine tool and the accumulator for detecting at least one acceleration value.
  • the at least one acceleration sensor in the machine tool and the at least one acceleration sensor in the accumulator are connected to one another by means of a line in such a way that This means that recorded acceleration values can be exchanged between the machine tool and the accumulator and compared with each other.
  • Figure 1 is a side view of a system comprising a machine tool and an accumulator connected to the machine tool;
  • Figure 2 is a side sectional view of the accumulator
  • Figure 3 is another side view of the system with the machine tool and the accumulator during use of the system for applying impact pulses to a nail.
  • Figure 1 shows a system S comprising a machine tool 1 and an accumulator 2 according to an exemplary embodiment.
  • the accumulator 2 is detachably connected to the machine tool 1 in order to supply the machine tool 1 with electrical energy.
  • the machine tool 1 is designed as a drill.
  • the machine tool 1 can also be designed as a screwdriver, hammer drill, saw, grinder or the like.
  • the machine tool 1 designed as a drilling machine essentially contains a machine tool housing 3 with a tool holder 4 and a handle s.
  • the tool holder 4 serves to receive and hold a tool 6.
  • the tool 6 is a drill.
  • the tool 6 can also be designed as a screw bit.
  • a drive 7, a gear 8, an output shaft 9 and a control unit 10 are provided inside the machine tool housing 3.
  • the drive 7 is designed, for example, as a brushless electric motor and is used to generate a torque.
  • the control unit 10 regulates and controls the functions or behavior of the machine tool 1 and in particular of the drive 7, i.e. the direction of rotation and speed of the drive 7. Furthermore, the control unit 10 contains an acceleration sensor 21 and a storage device 20.
  • the acceleration sensor 21 is used to detect accelerations in the form of acceleration values that act on the system and in particular on the machine tool 1. By detecting acceleration values, it can be determined whether and with what intensity shocks, vibrations and/or impacts act on the system S or the machine tool 1.
  • the acceleration sensor 21 is connected to the control unit 10 in such a way that detected acceleration values can be sent to the control unit 10.
  • the storage device 20 stores, among other things, threshold values for accelerations of the system S and for the machine tool 1.
  • the handle 5 in turn contains an actuating switch 16, an upper end 5a and a lower end 5b.
  • the actuating switch 16 is connected to the control unit 10, so that actuating the actuating switch 16 in direction D leads to activation of the drive 7 or the machine tool 1.
  • the drive 7, the gear 8, the output shaft 9 and the tool holder 4 are arranged in relation to one another in such a way that a torque generated by the drive 7 can reach the tool holder 4 via the gear 8 and the output shaft 9. The torque generated by the drive 7 is finally transmitted to the tool 6 via the tool holder 4.
  • the machine tool housing 3 further has a top side 3a, a bottom side 3b, a front end 3c and a rear end 3d.
  • the tool holder 4 is positioned at the front end 3c of the machine tool housing 3.
  • the upper end 4a of the handle 5 is attached to the underside 3b and near the rear end 3d of the machine tool housing 3.
  • a machine tool interface 11 is positioned at the lower end 5b of the handle 5. The machine tool interface 11 serves to releasably connect the machine tool 1 to the accumulator 2.
  • the machine tool 1 can also be designed such that it is connected to more than one accumulator 2 as an energy source.
  • a first output device 22 is positioned, which is connected to the control unit 10 via a corresponding line L in order to receive signals from the control unit 10.
  • the first output device 22 contains a loudspeaker and a lamp. Neither the loudspeaker nor the lamp are shown in the figures.
  • the accumulator 2 described in the exemplary embodiment can serve in particular as an energy storage device or electrical energy source for the machine tool 1.
  • the accumulator 2 essentially contains a battery housing 12, a number of energy storage cells 13, a battery interface 14, an acceleration sensor 23, a storage device 24, a second output device 25 and a control device 15.
  • the acceleration sensor 23 is used to record acceleration values. By recording acceleration values, it can be determined whether and with what intensity shocks, vibrations and/or impacts affect the system S or the accumulator 2.
  • the acceleration sensor 23 of the accumulator 2 is connected to the control device 15 in such a way that recorded acceleration values can be sent to the control device 15.
  • threshold values for accelerations of the system S and for the accumulator 2 are stored, among other things.
  • the second output device 25 is connected to the control device 15 via a corresponding line L in order to receive signals from the control unit 10.
  • the second output device 25 also contains a loudspeaker and a lamp. Neither the loudspeaker nor the lamp of the second output device 25 are shown in the figures.
  • the battery interface 14 is used to electrically or electronically connect the accumulator 2 to the machine tool 2 by means of the machine tool interface 11.
  • the battery interface 14 contains a positive contact P, a negative contact M and a communication contact K.
  • the positive contact P and negative contact M are used to transmit electrical energy from the energy storage cells 13 of the accumulator 2 to the consumers (in particular the drive 7) of the machine tool 1.
  • the communication contact K in turn is used to communicate the control device 15 of the accumulator 2 with the control unit 10 of the machine tool 1. For the communication between the accumulator 2 and the machine tool 1, data and information are exchanged in the form of signals.
  • the energy storage cells 13 can also be referred to as battery cells and are used to absorb, store and release electrical energy. As indicated in the figures, the energy storage cells 13 are cylindrical in shape and are designed based on lithium ion technology. Each energy storage cell 13 contains a contact device at one end which is used to transmit, i.e. absorb and release electrical energy. The individual contact devices are connected to the control device 15 via corresponding lines L.
  • the contact devices are not shown in the figures.
  • the energy storage cells 13 can also be based on another suitable technology.
  • the cylindrical shape of the energy storage cells 13 is also optional, so that any other suitable shape or geometry can be selected.
  • the energy storage cells 13 it is also possible for the energy storage cells 13 to be designed as pouch cells. It is also possible for the accumulator 2 to contain both cylindrical energy storage cells and pouch cells.
  • the control device 15 regulates and controls various functions of the accumulator 2. These functions include, among others, the regulation of the absorption and release of electrical energy.
  • control device 15 is connected to the energy storage cells 13 and the battery interface 14 via corresponding lines L such that electrical energy can reach the battery interface 14 from the energy storage cells 13 via the control device 15.
  • the system S comprising the machine tool 1 and the accumulator 2 contains a rail device.
  • the rail device is positioned between the battery interface 14 and the machine tool interface 11, so that the accumulator 2 can be pushed along the rail device and in the direction of arrow C onto the machine tool 1 and removed (pulled off) from the machine tool 1 again in the direction of arrow D.
  • the positive contact P, the negative contact M and the communication contact K of the accumulator 2 are in contact with the corresponding positive and negative contacts P, M and the communication contact K of the machine tool 1. Electrical energy and electrical signals can then reach the machine tool 1 from the accumulator 2.
  • the rail device is not shown in the figures.
  • a locking device serves to releasably connect the accumulator 2 to the machine tool 1.
  • an acceleration value is first measured by the acceleration sensor 21 of the machine tool 1 when the system S is used to drive a nail N into a material W, see Figure 3.
  • a force F is repeatedly exerted on the nail N by the user (not shown) via the system S.
  • the vibration of the system S is recorded in the form of acceleration values, which is generated during the driving of the nail N with the system S.
  • the acceleration values recorded by the acceleration sensor 21 are sent in the form of signals to the control unit 10 of the machine tool 1.
  • the control unit 10 compares the recorded acceleration values with the acceleration threshold values stored in the storage device 20. If recorded acceleration values reach or exceed the acceleration threshold values, a signal is sent from the control unit 10 to the output device 22.
  • the output device 22 then sends out an acoustic signal in the form of a signal tone and a visual signal in the form of a light signal.
  • a signal is sent from the control unit 10 to adjust the drive from a first operating state to a second operating state.
  • a first speed value is set for the drive 7 and in the second operating state, a second speed value is set for the drive 7.
  • the second speed value is higher than the first speed value.
  • the change between the first and second operating states takes place for a predetermined period of time and/or frequency.
  • the drive 7 is operated alternately at a certain frequency and for certain periods of time in the first or second operating state.
  • acceleration values can also be detected by the acceleration sensor 23 of the accumulator 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Verfahren zum Steuern und Regeln einer Werkzeugmaschine, insbesondere handgehaltene Werkzeugmaschine, enthaltend ein Werkzeugmaschinengehäuse, eine Steuereinheit, einen Antrieb, eine Werkzeugaufnahme und eine Ausgabeeinrichtung, mit den Verfahrensschritte - Erfassen wenigstens eines Beschleunigungswertes durch den wenigstens einen Beschleunigungssensor; - Aussenden wenigstens eines Signals an die Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben wenigstens eines akustischen und/oder visuellen Signalzeichens, wenn ein erfasster Beschleunigungswert einen in der Speichereinrichtung gespeicherten Schwellwert erreicht, und/oder - Aussenden wenigstens eines Signals von der Steuereinheit zum Einstellen des Antriebs von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand.

Description

Verfahren zum Anzeigen eines Missbrauchs einer Werkzeugmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Werkzeugmaschine, insbesondere handgehaltene Werkzeugmaschine, enthaltend ein Werkzeugmaschinengehäuse, eine Steuereinheit, einen Antrieb, eine Werkzeugaufnahme und eine Ausgabeeinrichtung.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein System enthalten eine Werkzeugmaschine und einen mit der Werkzeugmaschine verbindbaren Akkumulator zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Werkzeugmaschine ein Gehäuse, eine Steuereinheit, einen Antrieb, eine Werkzeugaufnahme sowie eine Ausgabeeinrichtung enthält und der Akkumulator ein Akku-Gehäuse, wenigstens ein Energiespeicherelement sowie eine Steuerungseinrichtung enthält.
Werkzeugmaschine mit einem Akkumulator (auch Akku genannt) als Energieversorgung sind gemäß dem Stand der Technik weitgehend bekannt. Bei der Werkzeugmaschine kann es sich um einen Bohrhammer, eine Bohrmaschine, eine Säge, ein Schleifgerät oder dergleichen handeln. Die als Energieversorgung dienenden Akkumulator enthalten für gewöhnlich eine Anzahl an Energiespeicherzellen (auch Akkuzellen genannt), die zum Aufnehmen, Speichern sowie Abgeben von elektrischer Energie dienen und ausgestaltet sind. Das Aufnehmen von elektrischer Energie in die Energiespeicherzellen kann auch als Laden (bzw. Aufladen) bezeichnet werden. Das Abgeben von elektrischer Energie aus den Energiespeicherzellen kann auch als Entladen bezeichnet werden.
Durch die missbräuchliche Verwendung der Werkzeugmaschine oder des Akkumulators als Hammer bzw. als Ersatz für einen geeigneten Hammer, um Schläge (d.h. Kraftstoß bzw. Impuls) auf Objekte (z.B. Nagel, Schraube, Stift oder dergleichen) auszuüben können erhebliche Fehlfunktionen, Beschädigungen oder sogar einen dauerhaften Ausfall der Werkzeugmaschine oder des Akkumulators zu Folge haben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das vorstehend beschriebene Problem zu lösen.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und 4. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen beschrieben. Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Werkzeugmaschine, insbesondere handgehaltene Werkzeugmaschine, enthaltend ein Werkzeugmaschinengehäuse, eine Steuereinheit, einen Antrieb, eine Werkzeugaufnahme und eine Ausgabeeinrichtung.
Erfindungsgemäß sind die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen:
- Erfassen wenigstens eines Beschleunigungswertes durch den wenigstens einen Beschleunigungssensor;
- Aussenden wenigstens eines Signals an die Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben wenigstens eines akustischen und/oder visuellen Signalzeichens, wenn ein erfasster Beschleunigungswert einen in der Speichereinrichtung gespeicherten Schwellwert erreicht, und/oder
- Aussenden wenigstens eines Signals von der Steuereinheit zum Einstellen des Antriebs von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand.
Durch das Aussenden bzw. Ausgeben wenigstens eines akustischen und/oder visuellen Signalzeichens kann auf einfache Art und Weise einem Anwender ein Fehlverhalten angezeigt werden, dass zu den Beschleunigungswerten führt, die dem Schwellwert entsprechen oder sogar übersteigen. Eine Wiederholung des Fehlverhaltens kann hierdurch verhindert werden.
Bei dem ersten Betriebszustand kann es sich dabei um einen Aktivierungszustand der Werkzeugmaschine handeln, bei dem der Antrieb eine eingestellte Drehzahl erzeugt. Bei dem zweiten Betriebszustand kann es sich dabei um einen Deaktivierungszustand der Werkzeugmaschine handeln, bei dem der Antrieb keine Drehzahl erzeugt. So ist es möglich, dass anstelle von oder zusätzlich zu dem Ausgeben wenigstens eines akustischen und/oder visuellen Signalzeichens der Antrieb von einem ersten Betriebszustand, d.h. einem Zustand, bei dem Drehzahlen erzeugt werden können, in einen zweiten Betriebszustand, d.h. einen Zustand, bei dem keine Drehzahlen mehr erzeugt werden können, eingestellt wird. Der Antrieb erzeugt für eine vorbestimmte Zeitdauer, z.B. 2 bis 3 Sekunden, eine erste, von einem Anwender gewählte Drehzahl. Nach Ablauf dieser vorbestimmten Zeitdauer wechselt der Antrieb in den Deaktivierungszustand, d.h. der Antrieb erzeugt keine Drehzahl mehr, wenn ein erfasster Beschleunigungswert den Schwellwert erreicht hat. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise einem Anwender angezeigt werden, dass die Beschleunigungswerte einen Schwellwert erreicht hatten und eine Handlung, die diese Beschleunigungswerte erzeugen lässt, nicht zu wiederholen sind. Bei dem Beschleunigungssensor handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung zum Erfassung von Erschütterungen, Vibrationen und Stößen.
Entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass in dem ersten Betriebszustand für den Antrieb ein erster Drehzahlwert und in dem zweiten Betriebszustand für den Antrieb ein zweiter Drehzahlwert eingestellt ist, wobei der zweite Drehzahlwert höher ist als der erste Drehzahlwert und wobei für eine vorbestimmte Zeitdauer und/oder Frequenz zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand alterniert wird. Hierdurch kann einem Anwender der Werkzeugmaschine eine deutlich spürbare Systemänderung angezeigt werden. Bei der vorbestimmten Zeitdauer kann es sich um 2 bis 5 Sekunden und bei der vorbestimmten Frequenz kann es sich um 1 bis 5 Hz handeln.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass in dem ersten Betriebszustand für den Antrieb ein erster Drehzahlwert und in dem zweiten Betriebszustand für den Antrieb ein zweiter Drehzahlwert eingestellt ist, wobei der zweite Drehzahlwert wenigstens 50% höher ist als der erste Drehzahlwert. Durch den relativ hohen und für einen Anwender merklichen Drehzahlunterschied kann einem Anwender der Werkzeugmaschine eine deutlich spürbare Systemänderung angezeigt und auf ein Fehlverhalten hingewiesen werden.
Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch ein System enthalten eine Werkzeugmaschine und einen mit der Werkzeugmaschine verbindbaren Akkumulator zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Werkzeugmaschine ein Gehäuse, eine Steuereinheit, einen Antrieb, eine Werkzeugaufnahme sowie eine Ausgabeeinrichtung enthält und der Akkumulator ein Akku-Gehäuse, wenigstens ein Energiespeicherelement sowie eine Steuerungseinrichtung enthält.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens ein Beschleunigungssensor zum Erfassen wenigstens eines Beschleunigungswertes in der Werkzeugmaschine und/oder in dem Akkumulator enthalten ist.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels kann es möglich sein, dass sowohl in der Werkzeugmaschine als auch in dem Akkumulator wenigstens ein Beschleunigungssensor zum Erfassen wenigstens eines Beschleunigungswertes enthalten ist. Der wenigstens eine Beschleunigungssensor in der Werkzeugmaschine und der wenigstens eine Beschleunigungssensor in dem Akkumulator sind mittels einer Leitung so miteinander verbunden, dass erfasste Beschleunigungswerte zwischen der Werkzeugmaschine und dem Akkumulator ausgetauscht und zueinander verglichen werden können.
Darüber hinaus kann der wenigstens eine Beschleunigungssensor in der Werkzeugmaschine und der wenigstens eine Beschleunigungssensor in dem Akkumulator können auch mittels einer drahtlosen Verbindung (z.B. Bluetooth, NFC (= Near Field Communication) oder dergleichen) miteinander verbunden sein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
In den Figuren sind gleiche und gleichartige Einheiten, Komponenten und Bauteile mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
Es zeigt:
Figur 1 eine seitliche Ansicht auf ein System mit einer Werkzeugmaschine und einem mit der Werkzeugmaschine verbundenen Akkumulator;
Figur 2 eine seitliche Schnittansicht auf den Akkumulator; und
Figur 3 eine weitere seitliche Ansicht auf das System mit der Werkzeugmaschine und dem Akkumulator während der Verwendung des Systems zum Ausüben von Schlagimpulsen auf einen Nagel.
Ausführunqsbeispiele:
Figur 1 zeigt ein System S aus einer Werkzeugmaschine 1 und einem Akkumulator 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der Akkumulator 2 ist mit der Werkzeugmaschine 1 wiederlösbar verbunden, um die Werkzeugmaschine 1 mit elektrischer Energie zu versorgen.
Die Werkzeugmaschine 1 ist in der gezeigten Ausführungsform als Bohrmaschine ausgestaltet. Alternativ kann die Werkzeugmaschine 1 auch als Schrauber, Bohrhammer, Säge, Schleifgerät oder dergleichen ausgestaltet sein.
Wie in Figur 1 angedeutet, enthält die als Bohrmaschine ausgestaltete Werkzeugmaschine 1 im Wesentlichen ein Werkzeugmaschinengehäuse 3 mit einer Werkzeugaufnahme 4 und einem Handgriff s.
Die Werkzeugaufnahme 4 dient zum Aufnehmen und Halten eines Werkzeugs 6. Bei dem Werkzeug 6 handelt es sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Bohrer. Alternativ kann das Werkzeug 6 auch als Schrauben-Bit ausgestaltet sein.
Im Inneren des Werkzeugmaschinengehäuses 3 ist unter anderem ein Antrieb 7, ein Getriebe 8, eine Abtriebswelle 9 und eine Steuereinheit 10 vorgesehen. Der Antrieb 7 ist beispielsweise als bürstenloser Elektromotor ausgestaltet und dient zum Erzeugen eines Drehmoments.
Die Steuereinheit 10 regelt und steuert die Funktionen bzw. das Verhalten der Werkzeugmaschine 1 und insbesondere des Antriebs 7, d.h. die Drehrichtung und Drehzahl des Antriebs 7. Des Weiteren ist in der Steuereinheit 10 ein Beschleunigungssensor 21 sowie ein Speichereinrichtung 20 enthalten.
Der Beschleunigungssensor 21 dient zum Erfassen von Beschleunigungen in Form von Beschleunigungswerten, die auf das System und insbesondere auf die Werkzeugmaschine 1 wirken. Mit Hilfe des Erfassens von Beschleunigungswerten kann ermittelt werden, ob und in welcher Intensität Erschütterungen, Vibrationen und/oder Stöße auf das System S bzw. die Werkzeugmaschine 1 einwirken. Der Beschleunigungssensor 21 ist so mit der Steuereinheit 10 verbunden, dass erfasste Beschleunigungswerte an die Steuereinheit 10 gesendet werden können.
In der Speichereinrichtung 20 sind unter anderem Schwellwerte für Beschleunigungen des Systems S sowie für die Werkzeugmaschine 1 gespeichert. Der Handgriff 5 enthält wiederum einen Betätigungsschalter 16, ein oberes Ende 5a und ein unteres Ende 5b. Der Betätigungsschalter 16 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden, sodass ein Betätigen des Betätigungsschalters 16 in Richtung D zu einer Aktivierung des Antriebs 7 bzw. der Werkzeugmaschine 1 führt.
Wie ebenfalls in Figur 1 gezeigt, ist der Antrieb 7, das Getriebe 8, die Abtriebswelle 9 und die Werkzeugaufnahme 4 so zueinander angeordnet, dass ein von dem Antrieb 7 erzeugtes Drehmoment über das Getriebe 8 und die Abtriebswelle 9 zu der Werkzeugaufnahme 4 gelangen kann. Durch die Werkzeugaufnahme 4 wird das vom Antrieb 7 erzeugte Drehmoment schließlich auf das Werkzeug 6 übertragen.
Das Werkzeugmaschinengehäuse 3 weist des Weiteren eine Oberseite 3a, eine Unterseite 3b, ein vorderes Ende 3c und ein hinteres Ende 3d auf.
An dem vorderen Ende 3c des Werkzeugmaschinengehäuses 3 ist die Werkzeugaufnahme 4 positioniert. An der Unterseite 3b und in der Nähe des hinteren Endes 3d des Werkzeugmaschinengehäuses 3 ist das obere Ende 4a des Handgriffs 5 befestigt. An dem unteren Ende 5b des Handgriffs 5 ist eine Werkzeugmaschinenschnittstelle 11 positioniert. Die Werkzeugmaschinenschnittstelle 11 dient zum wiederlösbaren Verbinden der Werkzeugmaschine 1 mit dem Akkumulator 2.
Gemäß einem alternativen und in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Werkzeugmaschine 1 auch so ausgestaltet sein, dass diese mit mehr als einem Akkumulator 2 als Energiequelle verbunden ist.
An dem hinteren Ende 3d des Werkzeugmaschinengehäuses 3 ist eine erste Ausgabeeinrichtung 22 positioniert, welche über eine entsprechende Leitung L mit der Steuereinheit 10 verbunden ist, um Signale von der Steuereinheit 10 zu empfangen. Die erste Ausgabeeinrichtung 22 enthält einen Lautsprecher und eine Lampe. Weder der Lautsprecher noch die Lampe sind in den Figuren gezeigt.
Der in dem Ausführungsbeispiel beschriebene Akkumulator 2 kann insbesondere als Energiespeichervorrichtung bzw. elektrische Energiequelle für die Werkzeugmaschine 1 dienen. Der Akkumulator 2 enthält dabei im Wesentlichen ein Akku-Gehäuse 12, eine Anzahl an Energiespeicherzellen 13, eine Akku-Schnittstelle 14, einen Beschleunigungssensor 23, eine Speichereinrichtung 24, eine zweite Ausgabeeinrichtung 25 sowie eine Steuerungseinrichtung 15. Der Beschleunigungssensor 23 dient zum Erfassen von Beschleunigungswerten. Mit Hilfe des Erfassens von Beschleunigungswerten kann ermittelt werden, ob und in welcher Intensität Erschütterungen, Vibrationen und/oder Stöße auf das System S bzw. den Akkumulator 2 einwirken. Der Beschleunigungssensor 23 des Akkumulators 2 ist so mit der Steuerungseinrichtung 15 verbunden, dass erfasste Beschleunigungswerte an die Steuerungseinrichtung 15 gesendet werden können.
In der Speichereinrichtung 24 des Akkumulators 2 sind unter anderem Schwellwerte für Beschleunigungen des Systems S sowie für den Akkumulator 2 gespeichert.
Die zweite Ausgabeeinrichtung 25 ist über eine entsprechende Leitung L mit der Steuerungseinrichtung 15 verbunden ist, um Signale von der Steuereinheit 10 zu empfangen. Die zweite Ausgabeeinrichtung 25 enthält ebenfalls einen Lautsprecher und eine Lampe. Weder der Lautsprecher noch die Lampe der zweiten Ausgabeeinrichtung 25 sind in den Figuren gezeigt.
Die Akku-Schnittstelle 14 dient zum elektrischen bzw. elektronischen Verbinden des Akkumulators 2 mittels der Werkzeugmaschinenschnittstelle 11 mit der Werkzeugmaschine 2. Die Akku-Schnittstelle 14 enthält hierzu ein Pluskontakt P, ein Minuskontakt M sowie ein Kommunikationskontakt K. Der Pluskontakt P und Minuskontakt M dienen zum Übertragen elektrischer Energie von den Energiespeicherzellen 13 des Akkumulators 2 zu den Verbrauchern (insbesondere der Antrieb 7) der Werkzeugmaschine 1. Der Kommunikationskontakt K dient wiederum zum Kommunizieren der Steuerungseinrichtung 15 des Akkumulators 2 mit der Steuereinheit 10 der Werkzeugmaschine 1. Für die Kommunikation zwischen dem Akkumulator 2 mit der Werkzeugmaschine 1 werden Daten und Informationen in Form von Signalen ausgetauscht.
Die Energiespeicherzellen 13 können auch als Akkuzellen bezeichnet werden und dienen zum Aufnehmen, Speichern und erneuten Abgeben elektrischer Energie. Wie in den Figuren angedeutet, sind die Energiespeicherzellen 13 in zylindrischer Form und auf Basis einer Lithium- lonen-Technologie ausgestaltet. Jede Energiespeicherzelle 13 enthält an einem Ende eine Kontakteinrichtung, die zur Übertragung, d.h. Aufnahme sowie Abgabe von elektrischer Energie dient. Die einzelnen Kontakteinrichtung sind über entsprechende Leitungen L mit der Steuerungseinrichtung 15 verbunden.
Die Kontakteinrichtungen sind nicht in den Figuren dargestellt.
Alternativ können die Energiespeicherzellen 13 auch auf einer anderen geeigneten Technologie basieren. Die zylindrische Form der Energiespeicherzellen 13 ist ebenfalls optional, sodass auch jede andere geeignete Form bzw. Geometrie gewählt werden kann. So ist es insbesondere auch möglich, dass die Energiespeicherzellen 13 als Pouchzellen ausgestaltet sind. Es ist zudem auch möglich, dass der Akkumulator 2 sowohl zylindrische Energiespeicherzellen als auch Pouch-Zellen enthält.
Die Steuerungseinrichtung 15 regelt und steuert verschiedene Funktionen des Akkumulators 2. Zu diesen Funktionen zählt unter anderem die Regelung der Aufnahme und Abgabe elektrischer Energie.
Darüber hinaus ist die Steuerungseinrichtung 15 so mit den Energiespeicherzellen 13 und der Akku-Schnittstelle 14 über entsprechende Leitungen L verbunden, dass elektrische Energie von den Energiespeicherzellen 13 über die Steuerungseinrichtung 15 zu der Akku-Schnittstelle 14 gelangen kann.
Zum wiederlösbaren mechanischen Koppeln des Akkumulators 2 mit der Werkzeugmaschine 1 enthält das System S aus Werkzeugmaschine 1 und Akkumulator 2 eine Schienenvorrichtung. Die Schienenvorrichtung ist zwischen der Akku-Schnittstelle 14 und der Werkzeugmaschinenschnittstelle 11 positioniert, sodass der Akkumulator 2 entlang der Schienenvorrichtung und in Pfeilrichtung C auf die Werkzeugmaschine 1 geschoben und in Pfeilrichtung D wieder von der Werkzeugmaschine 1 entfernt (abgezogen) werden kann. Wenn der Akkumulator 2 mit Hilfe der Schienenvorrichtung mit der Werkzeugmaschine 1 gekoppelt ist, steht der Pluskontakt P, der Minuskontakt M sowie der Kommunikationskontakt K des Akkumulators 2 mit den entsprechenden Plus- und Minuskontakten P, M sowie dem Kommunikationskontakt K der Werkzeugmaschine 1 in Kontakt. Elektrische Energie sowie elektrische Signale können dann von dem Akkumulator 2 zu der Werkzeugmaschine 1 gelangen.
Die Schienenvorrichtung ist in den Figuren nicht gezeigt.
Eine (in den Figuren nicht gezeigte) Verriegelungsvorrichtung dient zum wiederlösbaren Verbinden des Akkumulators 2 mit der Werkzeugmaschine 1 .
Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst ein Beschleunigungswert durch den Beschleunigungssensor 21 der Werkzeugmaschine 1 , wenn das System S verwendet wird, um einen Nagel N in einen Werkstoff W zu treiben, vgl. Figur 3. Zum Eintreiben des Nagels N in den Werkstoff W wird wiederholt eine Kraft F von dem nicht gezeigten Anwender über das System S auf den Nagel N ausgeübt. Mit Hilfe des Beschleunigungssensors 21 wird die Erschütterung des Systems S in Form von Beschleunigungswerten erfasst, die während des Eintreibens des Nagels N mit dem System S erzeugt wird.
Die von dem Beschleunigungssensor 21 erfassten Beschleunigungswerte werden in Form von Signalen an die Steuereinheit 10 der Werkzeugmaschine 1 gesendet. Durch die Steuereinheit 10 werden die erfassten Beschleunigungswerte mit den in der Speichereinrichtung 20 hinterlegten Beschleunigungsschwellwerten verglichen. Wenn erfasste Beschleunigungswerte die Beschleunigungsschwellwerte erreichen oder übersteigen, wird ein Signal von der Steuereinheit 10 an die Ausgabeeinrichtung 22 gesendet. Die Ausgabeeinrichtung 22 sende daraufhin ein akustisches Signalzeichen in Form eines Signaltons und ein visuelles Signalzeichen in Form eines Leuchtsignals aus.
Zusätzlich oder alternativ zum Aussenden eines Signals von der Ausgabeeinrichtung 22 wird ein Signal von der Steuereinheit 10 zum Einstellen des Antriebs von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand.
In dem ersten Betriebszustand wird für den Antrieb 7 ein erster Drehzahlwert und in dem zweiten Betriebszustand wird für den Antrieb 7 ein zweiter Drehzahlwert eingestellt. Der zweite Drehzahlwert ist dabei höher ist als der erste Drehzahlwert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet das Einstellen des Antriebs 7 von einem ersten in einen zweiten Drehzahlwert, dass beim Erfassen der Beschleunigungswerte, die die vorbestimmten Schwellwerte erreichen oder auch übersteigen, entweder der Antrieb 7 bereits mit einem ersten Drehzahlwert betrieben und daraufhin mit einem zweiten Drehzahlwert betrieben wird, oder dass erst bei einem erneuten Aktivieren des Antriebs 7 (d.h. Drehzahlwert = null) ein erster von einem Anwender gewählter Drehzahlwert automatisch von der Steuereinheit 10 zu einem zweiten Drehzahlwert eingestellt bzw. geändert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt der Wechsel zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand für eine vorbestimmte Zeitdauer und/oder Frequenz. Mit anderen Worten: der Antrieb 7 wird abwechselnd in einer bestimmten Frequenz und für bestimmte Zeitdauern in dem ersten oder zweiten Betriebszustand betrieben.
Anstelle oder zusätzlich zu dem Erfassen von Beschleunigungswerten mit Hilfe des Beschleunigungssensors 21 der Werkzeugmaschine 1 können Beschleunigungswerte auch durch den Beschleunigungssensor 23 des Akkumulators 2 erfasst werden.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann somit auch mit Hilfe des Beschleunigungssensors 23 des Akkumulators 2 durchgeführt werden. Bezuqszeichenliste
1 Werkzeugmaschine
2 Akkumulator
3 Werkzeugmaschinengehäuse
3a Oberseite des Werkzeugmaschinengehäuses
3b Unterseite des Werkzeugmaschinengehäuses
3c vorderes Ende des Werkzeugmaschinengehäuses
3d hinteres Ende des Werkzeugmaschinengehäuses
4 Werkzeugaufnahme
5 Handgriff
5a oberes Ende des Handgriffs
5b unteres Ende des Handgriffs
6 Werkzeug
7 Antrieb
8 Getriebe
9 Abtriebswelle
10 Steuereinheit der Werkzeugmaschine
11 Werkzeugmaschinenschnittstelle
12 Akku-Gehäuse
13 Energiespeicherzellen
14 Akku-Schnittstelle
15 Steuerungseinrichtung
16 Betätigungsschalter
20 Speichereinrichtung der Werkzeugmaschine
21 Beschleunigungssensor der Werkzeugmaschine
22 erste Ausgabeeinrichtung an der Werkzeugmaschine
23 Beschleunigungssensor des Akkumulators
24 Speichereinrichtung des Akkumulators
25 zweite Ausgabeeinrichtung an dem Akkumulator
L Leitung
P Pluskontakt M Minuskontakt
K Kommunikationskontakt
S System
N Nagel W Werkstoff
F Kraft

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Steuern und Regeln einer Werkzeugmaschine (1), insbesondere handgehaltene Werkzeugmaschine (1), enthaltend ein Werkzeugmaschinengehäuse (3), eine Steuereinheit (10), einen Antrieb (7), eine Werkzeugaufnahme (4) und eine Ausgabeeinrichtung (22), gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte - Erfassen wenigstens eines Beschleunigungswertes durch den wenigstens einen Beschleunigungssensor (21 , 23); - Aussenden wenigstens eines Signals an die Ausgabeeinrichtung (22, 25) zum Ausgeben wenigstens eines akustischen und/oder visuellen Signalzeichens, wenn ein erfasster Beschleunigungswert einen in der Speichereinrichtung (20, 24) gespeicherten Schwellwert erreicht, und/oder - Aussenden wenigstens eines Signals von der Steuereinheit zum Einstellen des Antriebs von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Betriebszustand für den Antrieb ein erster Drehzahlwert und in dem zweiten Betriebszustand für den Antrieb ein zweiter Drehzahlwert eingestellt ist, wobei der zweite Drehzahlwert höher ist als der erste Drehzahlwert und wobei für eine vorbestimmte Zeitdauer und/oder Frequenz zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand alterniert wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Betriebszustand für den Antrieb (7) ein erster Drehzahlwert und in dem zweiten Betriebszustand für den Antrieb (7) ein zweiter Drehzahlwert eingestellt ist, wobei der zweite Drehzahlwert wenigstens 50% höher ist als der erste Drehzahlwert. System (S) enthalten eine Werkzeugmaschine (1) und einen mit der Werkzeugmaschine
(1) verbindbaren Akkumulator (2) zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Werkzeugmaschine (1) ein
Werkzeugmaschinengehäuse (3), eine Steuereinheit (10), einen Antrieb (7), eine Werkzeugaufnahme (4) sowie eine Ausgabeeinrichtung enthält und der Akkumulator (2) ein Akku-Gehäuse (12), wenigstens ein Energiespeicherelement (13) sowie eine Steuerungseinrichtung (15) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Beschleunigungssensor zum Erfassen wenigstens eines Beschleunigungswertes in der Werkzeugmaschine (1) und/oder in dem Akkumulator (2) enthalten ist. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator wenigstens eine Ausgabeeinrichtung enthält, welche mit der Steuerungseinrichtung (15) sowie dem Beschleunigungssensor der Werkzeugmaschine (1) und/oder dem Beschleunigungssensor des Akkumulators (1) verbunden ist.
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