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WO2007096227A1 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents

Handwerkzeugmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2007096227A1
WO2007096227A1 PCT/EP2007/050870 EP2007050870W WO2007096227A1 WO 2007096227 A1 WO2007096227 A1 WO 2007096227A1 EP 2007050870 W EP2007050870 W EP 2007050870W WO 2007096227 A1 WO2007096227 A1 WO 2007096227A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
unit
measuring
characteristic
hand tool
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/050870
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juergen Hasch
Juergen Seidel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP07704223A priority Critical patent/EP1989025A1/de
Publication of WO2007096227A1 publication Critical patent/WO2007096227A1/de

Links

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
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a hand tool with a measuring unit for detecting a working progress characteristic according to the preamble of claim 1.
  • Hand tool machines are known, which are provided with a mechanical stop for signaling a work progress in a workpiece machining.
  • drilling machines which have a measuring rod, by means of which a desired drilling depth can be set when drilling a workpiece.
  • the invention is based on a hand tool with a measuring unit for detecting a Häungsstufrittskenn- large. It is proposed that the measuring unit is provided for transmitting a measuring signal and the working progress characteristic is designed as a geometric parameter of the measuring signal. As a result, a non-contact, precise detection of the work progress characteristic can be achieved. For example, mounting, tuning of a mechanical detection means and resulting inaccuracies can be avoided. By detecting a geometric characteristic, a simple construction of the measuring unit can be achieved. In particular, a small measurement time or a low computation effort can be achieved if the work progress in a workpiece machining itself is characterized by the course of a geometrical parameter, eg a distance, an angle, etc.
  • a geometrical parameter eg a distance, an angle, etc.
  • a "work progress parameter” is to be understood in particular to mean a parameter that is an achieved or achievable processing stage in a work process
  • Workpiece processing preferably uniquely characterized. It advantageously serves to take account of the processing stage during operation of the handheld power tool and to signal and / or determine this processing stage.
  • a "geometric parameter of the measurement signal” should be understood in particular to be a parameter of the measurement signal which characterizes a spatial course of the measurement signal. For example, this parameter may be formed as a course direction, beam angle, beam width, etc.
  • the measurement signal can also be transmitted by a transmission signal, which is sent to a workpiece, and a reception signal. signal, which is excited by the transmission signal and processed to detect the work progress characteristic, be formed. Furthermore, the measuring signal is preferably transmitted in the form of electromagnetic waves.
  • the work progress characteristic is designed as a distance characteristic.
  • particularly simple and common methods for recording the work progress characteristic can be used.
  • This is particularly suitable when the hand tool is designed as a drill. In this case, a precise detection of a drilling depth can be achieved, whereby a high quality work can be achieved.
  • the geometric characteristic is designed as alignment characteristic.
  • particularly simple and common means for detecting the geometric characteristic of the measuring signal such as e.g. optical elements are used.
  • the alignment parameter is preferably detected in relation to a direction predetermined by the measuring unit.
  • the measuring unit has a receiving surface for receiving the measuring signal and the working progress characteristic is designed as an orientation of the measuring signal relative to the receiving surface.
  • the measuring unit is provided for operation in an infrared range. This makes it possible to use particularly common and cost-effective transmitting and receiving means for the measuring signal.
  • a low sensitivity of the measuring unit in particular to vibrations that occur during workpiece machining, can be achieved.
  • an “infrared region” is to be understood in particular as meaning a region of the electromagnetic spectrum which is preferably arranged in a wavelength interval between 780 nm (nanometers) and 1 mm (millimeters). The area is advantageously selected such that a disturbance of a detection process can be prevented by heat radiation from surrounding objects.
  • An "operation in an infrared range” should be understood in particular to mean an operation in which at least a predominant part of the transmitted energy of the measurement signal is provided in an infrared range. In this case, the maximum of the spectral radiance of the measurement signal is preferably in the infrared range.
  • the power tool has a housing portion which is assigned to the measuring unit and permeable to the measuring signal.
  • the housing section is preferably transmissive in this region.
  • permeability is to be understood as meaning, in particular, a permeability which amounts to at least 10%. is and is preferably greater than 30%, in particular greater than 50%.
  • the handheld power tool has a signal processing unit which is provided to generate a work progress signal depending on the work progress characteristic.
  • the work progress signal may be used to signal a work progress, e.g. be used optically and / or acoustically, and / or as a control signal for controlling an operation of the power tool.
  • the signal processing unit can be a component of the measuring unit.
  • a simple design and a particularly simple mode of operation of the signal processing unit can be achieved if the signal processing unit is designed as a threshold switching element.
  • the hand tool comprises a setting unit which is provided for setting a threshold of the working progress parameter.
  • the signal transmission unit is provided for the wireless transmission of the work progress signal, a particularly simple construction of the handheld power tool can furthermore be achieved, wherein elaborate wiring can be dispensed with.
  • the signal transmission unit for inductive and / or capacitive transmission of the work progress signal in particular to an output unit and / or to a control unit for controlling an operation of the power tool, be designed.
  • the power tool has an auxiliary handle, in which the measuring unit is arranged.
  • This can be dispensed with an additional space within a hand tool housing, to which the auxiliary handle can be attached, for the measuring unit.
  • the auxiliary handle is expediently fastened to a tool-side region of the handheld power tool housing, whereby a short distance for the measurement signal to a workpiece to be machined can be achieved.
  • the measuring unit can be mounted in the hand tool machine housing, preferably in a tool-side area of the hand tool housing.
  • FIG. 1 shows a drilling machine with a measuring unit arranged in an auxiliary handle during the machining of a workpiece
  • Fig. 3 shows the measuring unit in two different positions relative to the workpiece
  • Fig. 4 shows a circuit of the drill with the measuring unit and a signal processing unit and
  • FIG. 5 shows the handheld power tool with an alternative auxiliary handle and a wireless transmission of a work progress signal.
  • FIG. 1 shows a hand tool machine embodied as a battery-operated drilling machine 10 when machining a workpiece 12.
  • This comprises a housing 14 with a switch 16, a tool holder 18 in which a drill 20 is fixed, and an auxiliary handle 22 which is fastened to the housing 14 is.
  • a drive unit 24 and a control unit 26 for controlling the drive unit 24 can be seen.
  • information such as a rotational speed, a battery charge state etc. can be output to an operator via an output unit 28 designed as an LCD display.
  • an adjustment unit 30 the operator may also provide information, such as a speed, enter.
  • the drilling machine 10 is further provided with a function by which a working progress in the machining of the workpiece 12 to the operator can be displayed.
  • the work progress is characterized by a distance A of the drill 10 to the workpiece 12.
  • a drive of the drill 20 can be adapted or held by the drive unit 24 depending on the work progress.
  • the drill 10 is provided with a measuring unit 32, which is arranged in the auxiliary handle 22. In operation, this generates a measuring signal 34 in the form of infrared radiation, which is reflected onto the workpiece 12 and received again by the measuring unit 32.
  • a signal processing unit 36 is further arranged. The transmission, reception and processing of the measurement signal 34 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the auxiliary handle 22 of the drill 10 is seen in a sectional view from above.
  • the auxiliary handle 22 has a housing 38, within which the measuring unit 32 is arranged.
  • the housing 38 has a housing portion 40, which serves as an infrared filter and is made of a permeable to infrared radiation material.
  • This housing portion 40 provides a line of sight of the measuring unit 32 to a drilling area 42 of the workpiece 12 and an advantageous protection against ingress of dirt and dust in the space provided for the measuring unit 32 within the auxiliary handle 22 space.
  • the measuring unit 32 has a transmitting unit 44 and a receiving unit 46, which are shown in FIG.
  • the measuring signal 34 is over a transmission lens 48 is sent, reflected on the workpiece 12 and received via a receiving lens 50 from the receiving unit 46.
  • FIG. 3 illustrates the functional principle of the measuring unit 32 on the basis of a schematic sketch.
  • the transmitting unit 44 is designed as a light-emitting diode, which generates the measuring signal 34 in the form of infrared radiation during operation.
  • the measuring unit 32 has a receiving surface 52 facing the workpiece 12 during a workpiece staking process.
  • the reflected measuring signal 34 in each case has a different orientation relative to the receiving surface 52, which is characterized by an orientation characteristic variable CC n or ⁇ f formed as an angle.
  • This orientation characteristic variable CC n or CC f which is a geometric characteristic of the measuring signal 34, itself depends on the distance A n or Af of the workpiece 12 relative to the measuring unit 32, and is therefore designed as a distance characteristic. Since the working progress in the considered embodiment is given by the course of the distance A, the alignment characteristic OC n or CC f additionally represents a working progress characteristic.
  • the distance A n or A f to the workpiece 12 are determined.
  • the receiving lens 50 and the arrangement of the receiving unit 46 to the receiving lens 50 are selected such that the measuring signal 34 reflected by the workpiece 12 is focused by the receiving lens 50 onto a photosensitive surface 54 of the receiving unit 46 becomes.
  • the measurement signal 34 is focused at the near position at a point P n of the surface 54, while being focused at the distant position at a point Pf of the surface 54.
  • the receiving unit 46 generates an electrical signal which depends on the point P n or P f of the focused measuring signal 34 on the photosensitive surface 54.
  • the receiving unit 46 is formed by a photodetector, which is designed for example as a PIN diode (positive intrinsic negative diode). This position of the point P n or P f of the focused measuring signal 34 on the surface 54 itself depends on the orientation of the measuring signal 34 relative to the receiving surface 52 and serves to detect the orientation characteristic OC n or CC f .
  • the measuring unit 32 outputs as an output signal an output voltage V out , which depends on the work progress characteristic formed as an orientation characteristic CC (the alignment characteristic CC should be considered here as a continuous variable which in the cases shown in FIG. 3 has the values CC n and CC f assumes).
  • the output voltage V out is proportional or inversely proportional to the orientation characteristic CC.
  • the output signal with the output Voltage V out is then processed in the signal processing unit 36. This is explained with reference to FIG. A circuit is shown in which the measuring unit 32, the signal processing unit 36, the control unit 26, the drive unit 24, the output unit 28 and the setting unit 30 can be seen.
  • the signal processing unit 36 may generate a work progress signal 56, which is given to the control unit 26 as a control signal.
  • the distance A reaches a certain limit, which corresponds to a desired work progress, by operating the work progress signal 56 and its transmission to the control unit 26, an operation of the drive unit 24 can be maintained or adjusted, for example by switching a speed, to the achieved work progress.
  • the signal processing unit 36 is designed as a threshold switching element.
  • the output voltage V out is compared with at least one adjustable limit value, which corresponds to the desired work progress and can be adjusted by means of the setting unit 30.
  • the work progress signal 56 can also be transmitted to the output unit 28, whereby the achievement of a desired work progress can be signaled by optical display and / or by an acoustic signal to the operator.
  • the signal processing unit 36 is designed as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit or Application-Specific Integrated Circuit) which is programmed in accordance with the purpose of an application.
  • the output signal with the output voltage V out is preferably digitized and processed.
  • the distance A can be calculated and calculated via the output unit 28 are displayed to the operator.
  • the continuous progress of the work progress can also be determined and displayed via the output unit 28.
  • the signal processing unit 36 may be integrated in the measuring unit 32, whereby components and space can be saved.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the drilling machine 10.
  • the drilling machine 10 has a signal transmission unit 58, which is assigned to the measuring unit 32 and is arranged in the auxiliary handle 22.
  • the latter is connected to the signal processing unit 36 and serves to wirelessly transmit the work progress signal 56 output by the signal processing unit 36 to the control unit 26 and / or to the output unit 28.
  • the signal transmission unit 58 is designed as an inductive transmitting element. In an embodiment variant, it is conceivable that the signal transmission unit 58 is designed as a capacitive transmitting element or as a transmitting element for transmitting the working progress signal 56 in the form of an electromagnetic wave.
  • a power supply unit 60 for supplying the measuring unit 32, the signal processing unit 36 and the Signalubertragungs- unit 58 is further arranged.
  • connection means of the auxiliary handle 22 for transmitting the work progress signal 56 and / or connecting means for supplying power to the auxiliary handle 22 arranged units and corresponding counter-connection means of the housing 14 can be omitted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit einer Messeinheit (32) zum Erfassen einer Arbeitsfortschrittskenngröße. Es wird vorgeschlagen, dass die Messeinheit (32) zum Senden eines Messsignals (34) vorgesehen ist und die Arbeitsfortschrittskenngröße als geometrische Kenngröße des Messsignals (34) ausgebildet ist.

Description

Handwerkzeugmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit einer Messeinheit zum Erfassen einer Arbeitsfortschrittskenngröße nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Handwerkzeugmaschinen bekannt, die zum Signalisieren eines Arbeitsfortschritts bei einer Werkstückbearbeitung mit einem mechanischen Anschlag versehen sind. Beispielsweise sind Bohrmaschinen bekannt, die einen Messstab aufweisen, durch welchen eine gewünschte Bohrtiefe beim Bohren eines Werkstückes eingestellt werden kann.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit einer Messeinheit zum Erfassen einer Arbeitsfortschrittskenn- große. Es wird vorgeschlagen, dass die Messeinheit zum Senden eines Messsignals vorgesehen ist und die Arbeitsfortschrittskenngröße als geometrische Kenngröße des Messsignals ausgebildet ist. Dadurch kann eine berührungslose, präzise Erfassung der Arbeitsfortschrittskenngröße erreicht werden. Beispielsweise können ein Montieren, ein Abstimmen eines mechanischen Erfassungsmittels und hierdurch entstehende Ungenauigkeiten vermieden werden. Durch die Erfassung einer geometrischen Kenngröße kann ein einfacher Aufbau der Messeinheit erreicht wer- den. Insbesondere kann eine geringe Messzeit bzw. ein geringer Rechenaufwand erreicht werden, wenn der Arbeitsfortschritt bei einer Werkstückbearbeitung selbst durch den Verlauf eines geometrischen Parameters, z.B. eines Abstands, eines Winkels usw., charakterisiert ist. Beispielsweise kann auf eine Umwandlung einer zeitlichen Kenngröße des Messsignals in eine geometrische Kenngröße und/oder auf einen Vergleich des Messsignals mit einem Referenzsignal verzichtet werden. Unter einer "Arbeitsfortschrittskenngröße" soll insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, die ein erreich- tes oder ein zu erreichendes Bearbeitungsstadium bei einer
Werkstückbearbeitung vorzugsweise eindeutig charakterisiert. Sie dient vorteilhafterweise zum Berücksichtigen des Bearbeitungsstadiums bei einem Betrieb der Handwerkzeugmaschine sowie zum Signalisieren und/oder zum Ermitteln dieses Bearbei- tungsstadiums . Unter einer "geometrischen Kenngröße des Messsignals" soll insbesondere eine Kenngröße des Messsignals verstanden werden, die einen räumlichen Verlauf des Messsignals charakterisiert. Beispielsweise kann diese Kenngröße als Verlaufsrichtung, Strahlwinkel, Strahlbreite usw. ausgebildet sein. Das Messsignal kann außerdem von einem Sendesignal, welches auf ein Werkstück gesendet wird, und einem Empfangs- signal, welches vom Sendesignal angeregt wird und zur Erfassung der Arbeitsfortschrittskenngröße bearbeitet wird, gebildet sein. Ferner ist das Messsignal vorzugsweise in Form von elektromagnetischen Wellen gesendet.
Vorzugsweise ist die Arbeitsfortschrittskenngröße als Abstandskenngröße ausgebildet. Dadurch können besonders einfache und gängige Methoden zur Erfassung der Arbeitsfortschrittskenngröße eingesetzt werden. Dies eignet sich insbe- sondere, wenn die Handwerkzeugmaschine als Bohrmaschine ausgebildet ist. Dabei kann eine präzise Erfassung einer Bohrtiefe erreicht werden, wodurch eine hohe Arbeitsqualität erzielt werden kann.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die geometrische Kenngröße als Ausrichtungskenngröße ausgebildet ist. Hierdurch können besonders einfache und gängige Mittel zur Erfassung der geometrischen Kenngröße des Messsignals, wie z.B. optische Elemente, eingesetzt werden. Dabei ist die Ausrichtungskenngröße vorzugsweise in Bezug auf eine durch die Messeinheit vorgegebene Richtung erfasst.
In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass die Messeinheit eine Empfangsfläche zum Empfangen des Messsignals auf- weist und die Arbeitsfortschrittskenngröße als Ausrichtung des Messsignals relativ zur Empfangsfläche ausgebildet ist. Es kann dadurch zur Erfassung der Arbeitsfortschrittskenngröße eine einfache Bearbeitung des Messsignals erreicht werden, z.B. indem optische Elemente in der Empfangsfläche integriert sind. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Messeinheit zu einem Betrieb in einem Infrarotbereich vorgesehen ist. Es können dadurch besonders gängige und kostengünstige Sende- und Empfangsmittel für das Messsignal eingesetzt werden. Ferner kann eine geringe Empfindlichkeit der Messeinheit, insbesondere gegenüber Vibrationen, die bei einer Werkstückbearbeitung entstehen, erreicht werden. Unter einem "Infrarotbereich" soll insbesondere ein Bereich des elektromagnetischen Spektrums verstanden werden, der vorzugsweise in einem Wellenlängeintervall zwischen 780 nm (Nanometer) und 1 mm (Millimeter) angeordnet ist. Der Bereich ist vorteilhafterweise derart ausgewählt, dass eine Störung eines Erfassungsprozesses durch eine Wärmestrahlung von Umgebungsobjekten verhindert werden kann. Unter einem "Betrieb in einem Infrarotbereich" soll insbesondere ein Betrieb verstanden werden, bei welchem zumindest ein überwiegender Teil der gesendeten Energie des Messsignals in einem Infrarotbereich geleistet wird. Vorzugsweise liegt dabei das Maximum der spektralen Strahldichte des Messsignals im Infra- rotbereich.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine einen Gehäuseabschnitt aufweist, welcher der Messeinheit zugeordnet und für das Messsignal durchlässig ist. Dadurch kann ein vorteilhafter Schutz der Messeinheit, insbesondere gegen ein Eindringen von Staub, erreicht werden. Wird das Messsignal in Form von elektromagnetischen Wellen in einem Bereich des elektromagnetischen Spektrums gesendet, ist der Gehäuseabschnitt bevorzugt in diesem Bereich durchlässig. Unter "Durchlässigkeit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Durchlässigkeit verstanden werden, die mindestens 10% betragt und bevorzugt großer als 30% ist, insbesondere großer als 50%.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vor- geschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine eine Signalbearbeitungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, abhangig von der Arbeitsfortschrittskenngroße ein Arbeitsfortschrittssignal zu erzeugen. Dadurch kann ein Erfassen der Arbeitsfort- schrittskenngroße mit einer hohen Flexibilität ausgenutzt werden. Beispielsweise kann das Arbeitsfortschrittssignal zum Signalisieren eines Arbeitsfortschritts, z.B. optisch und/oder akustisch, und/oder als Steuersignal zum Steuern eines Betriebs der Handwerkzeugmaschine genutzt werden. Ferner kann die Signalbearbeitungseinheit ein Bauteil der Messein- heit sein.
Es können in diesem Zusammenhang ein einfacher Aufbau und eine besonders einfache Funktionsweise der Signalbearbeitungseinheit erreicht werden, wenn die Signalbearbeitungseinheit als Schwellenwertschaltelement ausgebildet ist.
Ferner kann der Bedienkomfort erhöht werden, wenn die Handwerkzeugmaschine eine Einstelleinheit umfasst, die zur Einstellung eines Schwellenwerts der Arbeitsfortschrittskenngro- ße vorgesehen ist.
Ist die Signalubertragungseinheit zur drahtlosen Übertragung des Arbeitsfortschrittssignals vorgesehen, kann ferner ein besonders einfacher Aufbau der Handwerkzeugmaschine erreicht werden, wobei auf eine aufwendige Verkabelung verzichtet werden kann. Beispielsweise kann die Signalubertragungseinheit zur induktiven und/oder kapazitiven Übertragung des Arbeitsfortschrittssignals, insbesondere an eine Ausgabeeinheit und/oder an eine Steuereinheit zum Steuern eines Betriebs der Handwerkzeugmaschine, ausgelegt sein.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine einen Zusatzhandgriff aufweist, in welchem die Messeinheit angeordnet ist. Dadurch kann auf einen zusatzlichen Bauraum innerhalb eines Handwerkzeugmaschinengehauses, an welchem der Zusatzhandgriff befestigt werden kann, für die Messeinheit verzichtet werden. Der Zusatzhandgriff ist im montierten Zustand zweckmaßigerweise an einem werkzeugseitigen Bereich des Handwerkzeugmaschinengehauses befestigt, wodurch eine kurze Strecke für das Messsignal zu einem zu bearbeitenden Werk- stuck erreicht werden kann. Alternativ kann die Messeinheit im Handwerkzeugmaschinengehause montiert werden, vorzugsweise in einem werkzeugseitigen Bereich des Handwerkzeugmaschinengehauses .
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmaßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen . E s ze igen :
Fig. 1 eine Bohrmaschine mit einer in einem Zusatzhandgriff angeordneten Messeinheit bei der Be- arbeitung eines Werkstucks,
Fig. 2 eine Schnittansicht des Zusatzhandgriffs mit der Messeinheit,
Fig. 3 die Messeinheit in zwei verschiedenen Positionen relativ zum Werkstuck, Fig. 4 eine Schaltung der Bohrmaschine mit der Messeinheit und einer Signalbearbeitungseinheit und
Fig. 5 die Handwerkzeugmaschine mit einem alternativen Zusatzhandgriff und eine drahtlose Uber- tragung eines Arbeitsfortschrittssignals.
Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine als akkubetriebene Bohrmaschine 10 ausgebildete Handwerkzeugmaschine bei einer Bearbeitung eines Werkstucks 12. Diese weist ein Gehäuse 14 mit einem Schalter 16, eine Werkzeugaufnahme 18, in welcher ein Bohrer 20 fixiert ist, und einen Zusatzhandgriff 22 auf, der am Gehäuse 14 befestigt ist. Innerhalb des Gehäuses 14 sind eine Antriebseinheit 24 und eine Steuereinheit 26 zum Steuern der Antriebseinheit 24 zu erkennen. Im Betrieb der Bohrmaschine 10 kann einem Bediener eine Information, wie z.B. eine Drehzahl, ein Akkuladezustand usw. über eine als LCD-Display aus- gebildete Ausgabeeinheit 28 ausgegeben werden. Durch eine Einstelleinheit 30 kann der Bediener ferner Informationen, wie z.B. eine Drehzahl, eingeben. Die Bohrmaschine 10 ist ferner mit einer Funktion versehen, durch welche ein Arbeitsfortschritt bei der Bearbeitung des Werkstücks 12 dem Bediener angezeigt werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Arbeitsfortschritt durch eine Entfernung A der Bohrmaschine 10 zum Werkstück 12 charakterisiert. Mittels einer weiteren Funktion der Bohrmaschine 10 kann ein Antrieb des Bohrers 20 durch die Antriebseinheit 24 abhängig vom Arbeitsfortschritt angepasst oder gehalten werden. Hierzu ist die Bohrmaschine 10 mit einer Messeinheit 32 versehen, welche im Zusatzhandgriff 22 angeordnet ist. Diese erzeugt im Betrieb ein Messsignal 34 in Form einer Infrarotstrahlung, welches auf das Werkstück 12 reflektiert und von der Messeinheit 32 wieder empfangen wird. Im Zusatzhandgriff 22 ist ferner eine Signalbearbeitungseinheit 36 angeordnet. Das Senden, Empfangen und Bearbeiten des Messsignals 34 wird anhand der Figuren 2 und 3 näher dargestellt.
In Figur 2 ist der Zusatzhandgriff 22 der Bohrmaschine 10 in einer Schnittansicht von oben gesehen. Der Zusatzhandgriff 22 weist ein Gehäuse 38 auf, innerhalb welches die Messeinheit 32 angeordnet ist. Das Gehäuse 38 weist einen Gehäuseabschnitt 40 auf, welcher als Infrarotfilter dient und aus einem für Infrarotstrahlung durchlässigen Material hergestellt ist. Dieser Gehäuseabschnitt 40 bietet eine Sichtverbindung der Messeinheit 32 zu einem Bohrbereich 42 des Werkstücks 12 sowie einen vorteilhaften Schutz gegen ein Eindringen von Schmutz und Staub in den für die Messeinheit 32 innerhalb des Zusatzhandgriffs 22 vorgesehenen Raum. Die Messeinheit 32 weist eine Sendeeinheit 44 und eine Empfangseinheit 46 auf, die in Figur 3 dargestellt sind. Das Messsignal 34 wird über eine Sendelinse 48 gesendet, auf das Werkstuck 12 reflektiert und über eine Empfangslinse 50 von der Empfangseinheit 46 empfangen .
In Figur 3 ist das Funktionsprinzip der Messeinheit 32 anhand einer schematischen Skizze erläutert. Die Sendeeinheit 44 ist als eine Leuchtdiode ausgebildet, die im Betrieb das Messsignal 34 in Form einer Infrarotstrahlung erzeugt. Der Übersichtlichkeit halber ist in der Figur nur der Teil des vom Werkstuck 12 bei der Reflexion gestreuten Lichts dargestellt, der von der Empfangseinheit 46 empfangen wird. Es sind zwei Positionen des Werkstucks 12 relativ zur Messeinheit 32, eine nahe Position (gestrichelt) mit einer Entfernung An und eine ferne Position mit einer Entfernung Af, dargestellt. Die Messeinheit 32 weist eine bei einer Werkstuckbearbeitung dem Werkstuck 12 zugewandte Empfangsflache 52 auf. In der nahen und fernen Position weist das reflektierte Messsignal 34 jeweils eine verschiedene Ausrichtung relativ zur Empfangsflache 52 auf, die durch eine als Winkel ausgebildete Ausrich- tungskenngroße CCn bzw. αf charakterisiert ist. Diese Ausrich- tungskenngroße CCn bzw. CCf, die eine geometrische Kenngroße des Messsignals 34 ist, hangt selbst von der Entfernung An bzw. Af des Werkstucks 12 relativ zur Messeinheit 32 ab, und ist daher als Abstandskenngroße ausgebildet. Da der Arbeits- fortschritt im betrachteten Ausfuhrungsbeispiel durch den Verlauf der Entfernung A gegeben wird, stellt die Ausrich- tungskenngroße OCn bzw. CCf zusatzlich eine Arbeitsfort- schrittskenngroße dar. Ferner kann mit einem bekannten Abstand L zwischen dem Zentrum der Sendelinse 48 und dem Zent- rum der Empfangslinse 50 und mit der erfassten Ausrichtungs- kenngröße CCn bzw. αf durch eine Triangulationsmethode die Entfernung An bzw. Af zum Werkstück 12 ermittelt werden.
Zur Erfassung dieser als Ausrichtungskenngröße CCn bzw. CCf ausgebildeten Arbeitsfortschrittskenngröße sind die Empfangslinse 50 und die Anordnung der Empfangseinheit 46 zur Empfangslinse 50 derart gewählt, dass das vom Werkstück 12 reflektierte Messsignal 34 durch die Empfangslinse 50 auf eine lichtempfindliche Fläche 54 der Empfangseinheit 46 fokussiert wird. Das Messsignal 34 wird bei der nahen Position in einem Punkt Pn der Fläche 54 fokussiert, während es bei der fernen Position in einem Punkt Pf der Fläche 54 fokussiert wird. Die Empfangseinheit 46 erzeugt ein elektrisches Signal, das von dem Punkt Pn bzw. Pf des fokussierten Messsignals 34 auf der lichtempfindlichen Fläche 54 abhängt. Hierzu ist die Empfangseinheit 46 von einem Photodetektor gebildet, der z.B. als PIN-Diode (positive intrinsic negative diode) ausgeführt ist. Diese Position des Punkts Pn bzw. Pf des fokussierten Messsignals 34 auf der Fläche 54 hängt selbst von der Aus- richtung des Messsignals 34 relativ zur Empfangsfläche 52 ab und dient zur Erfassung der Ausrichtungskenngröße OCn bzw. CCf.
Die Messeinheit 32 gibt als Ausgangssignal eine Ausgangsspannung Vout aus, die von der als Ausrichtungskenngröße CC ausge- bildeten Arbeitsfortschrittskenngröße abhängt (Die Ausrichtungskenngröße CC soll hier als kontinuierliche Größe betrachtet werden, die in den in Figur 3 dargestellten Fällen die Werte CCn und CCf annimmt) . Beispielsweise ist die Ausgangsspannung Vout proportional oder umgekehrt proportional zur Ausrichtungskenngröße CC. Das Ausgangssignal mit der Aus- gangsspannung Vout wird anschließend in der Signalbearbeitungseinheit 36 bearbeitet. Dies ist anhand der Figur 4 erläutert. Es ist eine Schaltung dargestellt, in welcher die Messeinheit 32, die Signalverarbeitungseinheit 36, die Steu- ereinheit 26, die Antriebseinheit 24, die Ausgabeeinheit 28 und die Einstelleinheit 30 zu erkennen sind. Die Signalbearbeitungseinheit 36 kann ein Arbeitsfortschrittssignal 56 erzeugen, das als Steuersignal auf die Steuereinheit 26 gegeben wird. Erreicht die Entfernung A einen bestimmten Grenzwert, der einem gewünschten Arbeitsfortschritt entspricht, kann durch Erzeugen des Arbeitsfortschrittssignals 56 und dessen Übertragung zur Steuereinheit 26 ein Betrieb der Antriebseinheit 24 gehalten oder, z.B. durch Umschaltung einer Drehzahl, an den erreichten Arbeitsfortschritt angepasst werden. Hierzu ist die Signalbearbeitungseinheit 36 als Schwellenwertschaltelement ausgebildet. In diesem wird die Ausgangsspannung Vout mit zumindest einem einstellbaren Grenzwert verglichen, welcher dem gewünschten Arbeitsfortschritt entspricht und mit Hilfe der Einstelleinheit 30 eingestellt werden kann. Das Ar- beitsfortschrittssignal 56 kann ferner zur Ausgabeeinheit 28 übertragen werden, wodurch das Erreichen eines gewünschten Arbeitsfortschritts durch optische Anzeige und/oder durch ein akustisches Signal dem Bediener signalisiert werden kann. In einer Ausfuhrungsvariante, die ebenfalls anhand der Figur 4 erläutert wird, ist die Signalbearbeitungseinheit 36 als ASIC (Application specific integrated circuit oder anwendungsspezifische integrierte Schaltung) ausgebildet, welche dem Zweck einer Anwendung entsprechend programmiert ist. In diesem Element wird das Ausgangssignal mit der Ausgangsspannung Vout vorzugsweise digitalisiert und bearbeitet. Beispielsweise kann die Entfernung A berechnet werden und über die Ausgabe- einheit 28 dem Bediener angezeigt werden. Der kontinuierliche Verlauf des Arbeitsfortschritts kann außerdem ebenfalls ermittelt und über die Ausgabeeinheit 28 angezeigt werden. In einer weiteren Ausfuhrungsform kann die Signalbearbeitungs- einheit 36 in der Messeinheit 32 integriert sein, wodurch Bauteile und Bauraum eingespart werden können.
In Figur 5 ist eine weitere Ausfuhrungsform der Bohrmaschine 10 dargestellt. Es sind für die oben beschriebenen und iden- tischen Teile keine neuen Bezugszeichen gegeben. Die Bohrmaschine 10 weist eine Signalubertragungseinheit 58 auf, die der Messeinheit 32 zugeordnet ist und im Zusatzhandgriff 22 angeordnet ist. Diese ist mit der Signalbearbeitungseinheit 36 verbunden und dient dazu, das von der Signalbearbeitungs- einheit 36 ausgegebene Arbeitsfortschrittssignal 56 drahtlos zur Steuereinheit 26 und/oder zur Ausgabeeinheit 28 zu übertragen. Die Signalubertragungseinheit 58 ist als induktives Sendeelement ausgebildet. Es ist in einer Ausfuhrungsvariante denkbar, dass die Signalubertragungseinheit 58 als kapaziti- ves Sendeelement oder als Sendeelement zum Senden des Arbeitsfortschrittssignals 56 in Form einer elektromagnetischen Welle ausgebildet ist. Im Zusatzhandgriff 22 ist ferner eine Stromversorgungseinheit 60 zum Versorgen der Messeinheit 32, der Signalbearbeitungseinheit 36 und der Signalubertragungs- einheit 58 angeordnet. Somit kann auf Anschlussmittel des Zusatzhandgriffs 22 zur Übertragung des Arbeitsfortschrittssignals 56 und/oder auf Anschlussmittel zur Stromversorgung der im Zusatzhandgriff 22 angeordneten Einheiten und auf entsprechende Gegenanschlussmittel des Gehäuses 14 verzichtet wer- den.

Claims

Ansprüche
1. Handwerkzeugmaschine mit einer Messeinheit (32) zum Erfassen einer Arbeitsfortschrittskenngröße, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Messeinheit (32) zum Senden eines Messsignals (34) vorgesehen ist und die Arbeitsfortschrittskenngröße als geometrische Kenngröße des Messsignals (34) ausgebildet ist.
2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfortschrittskenngröße als Abstandskenngröße ausgebildet ist.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die geometrische Kenngröße als Ausrichtungskenngröße (OCn, CCf) ausgebildet ist.
4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (32) eine Empfangsfläche (52) zum Empfangen des Messsignals (34) aufweist und die Arbeitsfortschrittskenngröße als Ausrichtung des Messsignals (34) relativ zur Empfangsfläche (52) ausgebildet ist .
5. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (32) zu einem Betrieb in einem Infrarotbereich vorgesehen ist .
6. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Gehauseabschnitt (40), welcher der Messeinheit (32) zugeordnet und für das
Messsignal (34) durchlassig ist.
7. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Signalbearbeitungseinheit (36) , die dazu vorgesehen ist, abhangig von der Ar- beitsfortschrittskenngroße ein Arbeitsfortschrittssignal (56) zu erzeugen.
8. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalbearbeitungseinheit (36) als Schwellenwertschaltelement ausgebildet ist.
9. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Signalubertragungseinheit (58), die zur drahtlosen Übertragung des Arbeitsfortschrittssignals
(56) vorgesehen ist.
10. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Zusatzhandgriff (22), in welchem die Messeinheit (32) angeordnet ist.
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