DE102013207815A1

DE102013207815A1 - Hilfsvorrichtung zum lotrechten Ausrichten eines Einsatzwerkzeugs

Info

Publication number: DE102013207815A1
Application number: DE201310207815
Authority: DE
Inventors: Jürgen Hesse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2014-10-30

Abstract

Bei einer Hilfsvorrichtung (50) zum lotrechten Ausrichten eines Einsatzwerkzeugs (24) einer Handwerkzeugmaschine (10), insbesondere eines Bohrers (30) einer Bohrmaschine (12), in Bezug zu einer Werkstückoberfläche (70) eines Werkstücks (32), mit einer an der Handwerkzeugmaschine (10) befestigbaren Haltevorrichtung (52), die eine parallel zu einer Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbare Haltestange (58) aufweist, ist an einem von der Handwerkzeugmaschine (10) weggerichteten Ende (60) der Haltestange (58) ein Anzeigekörper (62) befestigt, dessen Längsachse (64) zumindest parallel zur Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbar ist, wobei der Anzeigekörper (62) eine zumindest bereichsweise sphärisch gekrümmte Außenfläche (66) sowie eine zumindest parallel zur Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbare Durchgriffsöffnung (68) aufweist, um ein Zugreifen des Einsatzwerkzeugs (24) durch die Durchgriffsöffnung (68) auf das Werkstück (32) zu ermöglichen, wobei der Anzeigekörper (62) in einem Käfig (72) mit einer sphärischen Innenlagerfläche (74) verschwenkbar aufgenommen ist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hilfsvorrichtung zum lotrechten Ausrichten eines Einsatzwerkzeugs einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Bohrers einer Bohrmaschine, in Bezug zu einer Werkstückoberfläche eines Werkstücks, mit einer an der Handwerkzeugmaschine befestigbaren Haltevorrichtung, die eine parallel zu einer Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs ausrichtbare Haltestange aufweist.
Aus der DE 84 05 010 U1 ist eine derartige Hilfsvorrichtung zum lotrechen Ausrichten eines Bohrwerkzeugs für Handbohrmaschinen oder Bohrhämmer bekannt, bei der eine jeweilige Winkellage des Bohrwerkzeugs überwacht und eingestellt werden kann. Dies erfolgt durch einen mit einem Zeiger versehenen Auflagefuß, der über ein Schwenklager mit einem Anzeigeelement verbunden ist, das über eine parallel zu einer Längsmittelachse des Bohrwerkzeugs ausgerichtete Haltestange an der Handbohrmaschine bzw. dem Bohrhammer befestigt ist. Das Anzeigeelement ist seitlich beabstandet von der Haltestange und der Handbohrmaschine bzw. dem Bohrhammer angeordnet.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass das Anzeigeelement von einer jeweiligen Bohrstelle beabstandet ist. Hierdurch kann es zu Ausrichtungsfehlern des Bohrerwerkzeugs kommen, wenn z. B. eine zugeordnete Werkstückoberfläche in einer Zone zwischen dem Auflagefuß und der Bohrstelle lokal vergleichsweise stark gekrümmt ist. Darüber hinaus ist die Sichtbarkeit des Zeigers von einer dem Anzeigeelement gegenüberliegenden Seite der Handbohrmaschine bzw. des Bohrhammers aus eingeschränkt.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Hilfsvorrichtung für eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere eine Bohrmaschine, bereitzustellen, die einem Benutzer das lotrechte Ausrichten eines zugeordneten Einsatzwerkzeugs mit hoher Präzision gestattet.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Hilfsvorrichtung zum lotrechten Ausrichten eines Einsatzwerkzeugs einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Bohrers einer Bohrmaschine, in Bezug zu einer Werkstückoberfläche eines Werkstücks, mit einer an der Handwerkzeugmaschine befestigbaren Haltevorrichtung, die eine parallel zu einer Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs ausrichtbare Haltestange aufweist. An einem von der Handwerkzeugmaschine weggerichteten Ende der Haltestange ist ein Anzeigekörper befestigt, dessen Längsachse zumindest parallel zur Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs ausrichtbar ist, wobei der Anzeigekörper eine zumindest bereichsweise sphärisch gekrümmte Außenfläche sowie eine zumindest parallel zur Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs ausrichtbare Durchgriffsöffnung aufweist, um ein Zugreifen des Einsatzwerkzeugs durch die Durchgriffsöffnung auf das Werkstück zu ermöglichen, wobei der Anzeigekörper in einem Käfig mit einer sphärischen Innenlagerfläche verschwenkbar aufgenommen ist.
Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Handwerkzeugmaschine, bei der eine Führung und Ausrichtung eines zugeordneten Einsatzwerkzeugs durch einen Benutzer mit hoher Genauigkeit und auf einfache Art und Weise stets lotrecht in Bezug zur Werkstückoberfläche eines entsprechenden Werkstücks ermöglicht wird. Die sphärische Innenlagerfläche des Käfigs ermöglicht hierbei eine leichtgängige, kugelgelenkartige Verschwenkbarkeit des Anzeigekörpers um zwei (Raumwinkel-)Achsen des Raumes in Bezug zum Käfig, wobei optionale Anschläge zur Limitierung des Schwenkwinkels des Anzeigekörpers im Käfig vorgesehen sein können. Der zumindest bereichsweise eine sphärisch gekrümmte Außenfläche aufweisende und innen bevorzugt zumindest bereichsweise hohl ausgebildete Anzeigekörper – d. h. im Wesentlichen kugelschichtförmige Anzeigekörper – ist hierbei symmetrisch zu einer gedachten Äquatorialebene ausgebildet und "schwimmend", d. h. im Idealfall praktisch spielfrei und hierdurch leichtgängig in dem diesen umschließenden Käfig aufgenommen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Käfig im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und weist an seinem vom Anzeigekörper weggerichteten und von diesem beabstandeten freien Ende einen radial nach außen gerichteten, umlaufenden Anlageflansch zur Führung an der Werkstückoberfläche auf.
Hierdurch ist eine großflächige Auflage des Käfigs auf der Werkstückoberfläche des Werkstücks gegeben. Durch die Beabstandung zwischen der Werkstückoberfläche und einer dieser zugewandten Seite des Anzeigekörpers kann die Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs geringfügig verschwenkt werden.
Bevorzugt weist der Käfig an seiner von der Werkstückoberfläche abgewandten Seite eine kreisrunde Ausnehmung auf.
Hierdurch ist die von der Werkstückoberfläche abgewandte Seite des Anzeigekörpers von einem Benutzer der Hilfsvorrichtung gut erkennbar.
Gemäß einer Ausführungsform weist eine von der Werkstückoberfläche abgewandte Seite des Anzeigekörpers mindestens eine kreisrunde Markierung auf, deren Durchmesser kleiner oder gleich einem Innendurchmesser der Ausnehmung ist.
Hierdurch sind auch geringfügige Abweichungen von der angestrebten lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs in Bezug zur Werkstückoberfläche eindeutig erkennbar. Die kreisrunde Markierung kann zum Beispiel als ein farbiger Kreisring oder als eine Kreisfläche ausgeführt sein.
Bevorzugt liegt die kreisrunde Markierung im Fall einer lotrechten Ausrichtung der Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs in Bezug zur Werkstückoberfläche allseitig innerhalb der Ausnehmung des Käfigs.
Hierdurch kann ein Benutzer auf intuitiv und visuell leicht erfassbare Art und Weise z. B. das lotrechte Einbringen einer Bohrung in ein Werkstück überwachen und ggfls. die Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs korrigieren.
Vorzugsweise ist die sphärisch gekrümmte Außenfläche des Anzeigekörpers zumindest abschnittsweise mit einer Umfangslinie versehen und eine Umfangsfläche des Käfigs weist mindestens eine Ausnehmung auf, wobei zumindest auf der Umfangsfläche des Käfigs mindestens ein Markierungsstrich vorgesehen ist, der im Fall einer lotrechten Ausrichtung der Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs in Bezug zur Werkstückoberfläche in Deckung mit der Markierungslinie kommen.
Hierdurch kann die Rechtwinkligkeit einer z. B. in das Werkstück einzubringenden Bohrung von einem Benutzer auch von der Seite aus überprüft werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Käfig eine Aussparung auf, durch die ein Steg zur Verbindung des Anzeigekörpers mit der Haltestange geführt ist.
Hierdurch erfolgt eine mechanische Verbindung zwischen dem Anzeigekörper mit dem darauf angeordneten Käfig und der Haltestange.
Bevorzugt sind die kreisrunde Markierung, die Umfangslinie sowie die Markierungsstriche farblich gegenüber dem Anzeigekörper und/oder dem Käfig hervorgehoben.
Hierdurch wird die visuelle Erkennbarkeit für einen Benutzer weiter verbessert. Gemäß einer Ausführungsform sind die kreisrunde Markierung und ein innerer Kontaktbereich des Käfigs zumindest bereichsweise elektrisch leitend ausgebildet und stellen einen elektrischen Schaltkontakt dar, der sich bei einer Abweichung von der lotrechten Ausrichtung der Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs in Bezug zur Werkstückoberfläche schließt oder öffnet, um ein elektrisches Signal zu erzeugen.
Hierdurch kann eine etwaige Abweichung der Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs von der angestrebten lotrechten Ausrichtung zur Werkstückoberfläche unabhängig von entsprechenden graphischen Markierungen in einer für den Benutzer intuitiv eindeutig wahrnehmbaren Weise angezeigt werden. Der Kontaktbereich sowie die kreisrunde Markierung sind hierbei bevorzugt mit einem elektrisch leitfähigen, ggfls. eingefärbten (Leit-)Kunststoff integral zum Anzeigekörper bzw. zum Käfig ausgeführt. Alternativ können die bevorzugt kreisringförmigen Kontaktbereiche durch das Aufdampfen eines metallischen Materials auf den Anzeigekörper bzw. den Käfig geschaffen werden.
Bevorzugt wird mittels des elektrischen Signals ein akustischer Signalgeber angesteuert.
Hierdurch ist eine nonvisuelle Anzeige einer Winkelabweichung möglich. Im Fall einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Anzeigekörper zumindest bereichsweise lichtdurchlässig ausgebildet und weist mindestens zwei vom elektrischen Signal angesteuerte Leuchtmittel auf, wobei im Fall einer Winkelabweichung der Anzeigekörper in einer ersten Farbe aufleuchtet und im Fall der Winkeltreue der Anzeigekörper in einer zweiten Farbe aufleuchtet.
Hierdurch ist eine besonders gute visuelle Erkennbarkeit für den Benutzer gegeben, da der Anzeigekörper im Fall der Winkeltreue zumindest bereichsweise z. B. grün aufleuchtet und im Fall einer Winkelabweichung zumindest bereichsweise z. B. rot leuchtet. Um diesen Zweck zu erreichen, müssen jeweils mindestens eine grüne und eine rote Leuchtdiode (LED) nebst bevorzugt einer Spannungsquelle, wie z. B. einer Batterie, in geeigneter Weise in den zumindest bereichsweise transluzenten Anzeigekörper integriert sein.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Haltestange ein äußeres Element und mindestens ein darin längsverschiebbar aufgenommenes inneres Element auf, wobei das innere Element mittels eines Federelements vorgespannt ist.
Hierdurch liegt der Anlageflansch des Käfigs weitgehend unabhängig von axialen Bewegungen des Einsatzwerkzeugs bzw. der Handwerkzeugmaschine stets mit einer definierten Kraft an der Werkstückoberfläche an.
Bevorzugt ist die Haltestange mittels einer Klemmeinrichtung an einem Spindelhals der Handwerkzeugmaschine festsetzbar und die Haltestange ist in der Klemmeinrichtung längsverschiebbar aufgenommen.
Hierdurch kann die Hilfsvorrichtung im Bedarfsfall schnell und einfach an verschiedenen Handwerkzeugmaschinen befestigt werden. Darüber hinaus ist eine axiale Justierbarkeit der Haltestange gegeben – analog zu einem Tiefenanschlag einer Bohrmaschine –, um unterschiedlichen Längenabmessungen des Einsatzwerkzeugs Rechnung zu tragen. Die Klemmeinrichtung kann so ausgeführt sein, dass mit nur einem Spannorgan gleichzeitig die Befestigung der Hilfsvorrichtung und die axiale Lagesicherung der Haltestange erfolgt. Alternativ kann für beide Zwecke jeweils ein separates Spannorgan, wie zum Beispiel ein Schnellspannhebel oder dergleichen, vorgesehen sein.
Bevorzugt sind der Anzeigekörper und der Käfig mit einem Kunststoffmaterial gebildet.
Hierdurch ist eine kostengünstige, großserientaugliche sowie hochgradig maßhaltige Fertigung der wesentlichen Komponenten der Hilfsvorrichtung möglich. Das Kunststoffmaterial verfügt insbesondere über eine hohe Schlagzähigkeit, um insbesondere die Haltbarkeit der Hilfsvorrichtung zu optimieren.
Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Werkzeugsystem mit einer Handwerkzeugmaschine und einer Hilfsvorrichtung zum lotrechten Ausrichten eines Einsatzwerkzeugs der Handwerkzeugmaschine, insbesondere eines Bohrers einer Bohrmaschine, in Bezug zu einer Werkstückoberfläche eines Werkstücks, mit einer an der Handwerkzeugmaschine befestigbaren Haltevorrichtung, die eine parallel zu einer Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs ausrichtbare Haltestange aufweist. An einem von der Handwerkzeugmaschine weggerichteten Ende der Haltestange ist ein Anzeigekörper befestigt, dessen Längsachse zumindest parallel zur Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs ausrichtbar ist, wobei der Anzeigekörper eine zumindest bereichsweise sphärisch gekrümmte Außenfläche sowie eine koaxial zur Längsmittelachse des Einsatzwerkzeugs ausrichtbare Durchgriffsöffnung aufweist, um ein Zugreifen des Einsatzwerkzeugs durch die Durchgriffsöffnung auf das Werkstück zu ermöglichen, wobei der Anzeigekörper in einem Käfig mit einer sphärischen Innenlagerfläche verschwenkbar aufgenommen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einem Einsatzwerkzeug und einer Hilfsvorrichtung zur lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs zu einer zugeordneten Werkstückoberfläche gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Draufsicht auf die Hilfsvorrichtung von 1 bei einer lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs,
3 eine Draufsicht auf die Hilfsvorrichtung von 1 und 2 im Fall einer nicht lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs,
4 eine Seitenansicht der Hilfsvorrichtung von 1 bis 3 bei einer lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs,
5 eine Seitenansicht der Hilfsvorrichtung von 1 bis 4 im Fall einer nicht lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs,
6 eine Seitenansicht der Hilfsvorrichtung von 1 bis 5 im Fall einer nicht lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs, und
7 eine Hilfsvorrichtung zur senkrechten Ausrichtung eines Einsatzwerkzeugs zu einer zugeordneten Werkstückoberfläche gemäß einer zweiten Ausführungsform, mit elektrisch angesteuerten Signalgebern zur teilweise nonvisuellen Anzeige einer Abweichung von einer lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine beispielhafte Handwerkzeugmaschine 10, die illustrativ als netzgespeiste (Hand-)Bohrmaschine 12 ausgebildet ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf elektrische Handbohrmaschinen beschränkt ist, sondern auch bei anderen Handwerkzeugmaschinen, z. B. handgeführten Bohrmaschinen, Schraubern, Fräsmaschinen, Stichsägen usw. Anwendung finden kann, unabhängig davon, ob diese elektrisch, d. h. netzabhängig und/oder akkugespeist, oder nicht-elektrisch betreibbar sind.
Die Bohrmaschine 12 verfügt bevorzugt über ein ergonomisches Werkzeuggehäuse 14 mit einem Handgriff 16 und einem darin integrierten elektrischen Bedienschalter 18 zur Betätigung durch einen Benutzer. Die Versorgung der Bohrmaschine 12 mit elektrischer Energie erfolgt beispielhaft über eine am Handgriff 16 angeordnete Netzleitung 20. Im Fall einer akkugespeisten Handbohrmaschine erfolgt die Versorgung mit elektrischer Energie über ein Akkupack, das z. B. mechanisch mit dem Handgriff 16 verbindbar ist.
Die Bohrmaschine 12 verfügt ferner über eine Werkzeugaufnahme 22 zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs 24, das eine Längsmittelachse 26 aufweist. Die Werkzeugaufnahme 22 ist hier exemplarisch als ein (Bohr-)Spannfutter 28 ausgestaltet und bei dem Einsatzwerkzeug 24 handelt es sich um einen konventionellen (Spiral-)Bohrer 30. Ferner ist an einem, dem zu bearbeitenden Werkstück 32 zugewandten Ende 34 des Werkzeuggehäuses 14 ein zylindrischer Spindelhals 36 ausgebildet.
An dem Spindelhals 36 der Bohrmaschine 12 ist eine erfindungsgemäße Hilfsvorrichtung 50 zum lotrechten Ausrichten des Einsatzwerkzeugs 24 mittels einer Haltevorrichtung 52 befestigt. Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff der „lotrechten Ausrichtung“ eine Ausrichtung senkrecht zur Werkstückoberfläche eines zugeordneten Werkstücks, d. h. senkrecht zur Werkstückoberfläche 70 des Werkstücks 32. Die Bohrmaschine 12 bzw. die Handwerkzeugmaschine 10 bildet zusammen mit der daran befestigten Hilfsvorrichtung 50 ein Werkzeugsystem 56.
An der Haltevorrichtung 52 ist zur Verbesserung der Handhabbarkeit exemplarisch ein optionaler, zweiter Handgriff 54 vorgesehen. Der zweite Handgriff 54 kann erforderlichenfalls von der Haltevorrichtung 52 abgenommen werden. Darüber hinaus umfasst die Hilfsvorrichtung 50 eine teleskopierbare Haltestange 58. An einem von der Handwerkzeugmaschine 10 weggerichteten Ende 60 der Haltestange 58 ist ein Anzeigekörper 62 befestigt, dessen Längsachse 64 zumindest parallel zur Längsmittelachse 26 des Einsatzwerkzeugs 24 ausrichtbar ist.
Der Anzeigekörper 62 verfügt über eine zumindest bereichsweise sphärisch gekrümmte Außenfläche 66 sowie eine zumindest parallel zur Längsmittelachse 26 des Einsatzwerkzeugs 24 ausrichtbare Durchgriffsöffnung 68, die einen Zugriff des Einsatzwerkzeugs 24 auf das Werkstück 32 bzw. die Werkstückoberfläche 70 ermöglicht. Der Anzeigekörper 62 ist ähnlich einem Kugelgelenk verschwenkbar in einem Käfig 72 aufgenommen. Dieser weist eine korrespondierend zur Außenfläche 66 des Anzeigekörpers 62 ausgebildete, sphärisch gekrümmte Innenlagerfläche 74 auf, so dass der Anzeigekörper 62 in Bezug zur Längsmittelachse 26 des Einsatzwerkzeugs 24 ähnlich einem konventionellen Kugelgelenk um zwei Achsen des Raumes verschwenkbar aufgenommen ist. In 1 beträgt beispielhaft ein Raumwinkel α zwischen der Längsmittelachse 26 des Einsatzwerkzeugs 24 und der Werkstückoberfläche 68 genau 90°, wodurch die exakt lotrechte Einbringung der Bohrung 76 in das Werkstück 32 gewährleistet ist.
Der zumindest im Wesentlichen topfförmige Käfig 72 weist an seinem vom Anzeigekörper 62 weggerichteten und von diesem unterseitig beabstandeten freien Ende 78 einen radial nach außen gerichteten, umlaufenden und in etwa kreisringförmigen Anlageflansch 80 zur präzisen Führung der Handwerkzeugmaschine 10 an der Werkstückoberfläche 70 auf. Eine dem Werkstück 32 zugewandte (Unter-)Seite 82 des Anzeigekörpers 62 ist hierbei zur Beabstandung in einem geringen Abstand 84 zur Werkstückoberfläche 70 angeordnet, um zumindest eine geringfügige Verschwenkbarkeit des Einsatzwerkzeugs 24 in Bezug zur Werkstückoberfläche 70 zu ermöglichen. Der Käfig 72 verfügt ferner über eine seitliche Aussparung 86 zur Durchführung eines Steges 88, der zur mechanischen Verbindung des Anzeigekörpers 62 mit der Haltestange 58 der Hilfsvorrichtung 50 dient. Die Hilfsvorrichtung 50, insbesondere der Anzeigekörper 62, der Käfig 72 sowie die Haltestange 58 und die Haltevorrichtung 52 sind bevorzugt mit einem mechanisch hochbelastbaren Kunststoffmaterial und/oder mit einem leichtgewichtigen metallischen Material gefertigt.
Die teleskopierbare Haltestange 58 umfasst ihrerseits ein hülsenartiges äußeres Element 90 und mindestens ein darin entlang einer Längsmittelachse 92 verschiebbar aufgenommenes, hülsenartiges inneres Element 94, wobei das innere Element 94 mithilfe eines Federelements 96, insbesondere einer Zylinderdruckfeder, parallel zur Längsmittelachse 92 in Richtung des Werkstücks 32 mechanisch vorgespannt ist. Hierdurch wird der Anzeigekörper 62 zusammen mit dem darauf verschwenkbar aufgenommenen Käfig 72 bei hinreichend kleinem Arbeitsabstand zum Werkstück 32 stets mit einer definierten, gleichbleibenden mechanischen Vorspannkraft gegen die Werkstückoberfläche 68 zur Anlage gebracht. Die Befestigung der Haltestange 58 an der Haltevorrichtung 52 erfolgt mithilfe einer Klemmeinrichtung 98, die vorzugsweise mittels eines Schnellspannhebels 100 betätigbar ist. Hierdurch ist zugleich eine axiale Justierbarkeit der Haltestange 58 – ähnlich einem konventionellen Tiefenanschlag – in Bezug zur Handwerkzeugmaschine 10 gegeben.
In der in 1 gezeigten Stellung befindet sich das Einsatzwerkzeug 24 in der angestrebten, exakt senkrechten Ausrichtung in Bezug zur Werkstückoberfläche 70, d.h. das Einsatzwerkzeug 24 ist lotrecht zu dieser ausgerichtet, wobei die Längsmittelachse 26 des Einsatzwerkzeugs 24 und die Längsachse 64 des Anzeigekörpers 62 zusammenfallen sowie zugleich parallel beabstandet zur Längsmittelachse 92 der Haltestange 58 verlaufen.
2 zeigt die Hilfsvorrichtung 50 von 1 zur Illustration einer lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 der Handwerkzeugmaschine 10 von 1. Zur visuellen Erkennbarkeit einer derartigen lotrechten Ausrichtung weist der Kä72 gemäß einer Ausführungsform an seiner von der Werkstückoberfläche 70 wegweisenden (Ober-)Seite 110 eine bevorzugt kreisrunde Ausnehmung 112 auf und im Bereich einer gleichfalls von der Werkstückoberfläche 70 abgewandten (Ober-)Seite 114 des Anzeigekörpers 62 ist eine bevorzugt kreisrunde Markierung 116 vorgesehen, deren (Außen-)Durchmesser 118 kleiner oder gleich einem Innendurchmesser 120 der Ausnehmung 112 ist. Die kreisrunde Markierung 116 liegt bei der lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 von 1 allseitig genau innerhalb der Ausnehmung 112 bzw. konzentrisch innerhalb dieser. Hierdurch ist ein Benutzer der Hilfsvorrichtung 50 in der Lage, die lotrechte Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 von 1 auf der Werkstückoberfläche 70 auf visuell zu kontrollieren und ggfls. durch geringfügiges Verkippen der Handwerkzeugmaschine 10 von 1 zu korrigieren.
3 zeigt die Hilfsvorrichtung 50 von 1 und 2 zur Illustration einer nicht lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 der Handwerkzeugmaschine 10 von 1. Im Gegensatz zu 2 liegt hier die kreisrunde Markierung 116 nicht allseitig exakt innerhalb der Ausnehmung 112, sondern ist in Bezug zu dieser seitlich verschoben, wodurch für einen Benutzer eine Abweichung von der in 2 gezeigten, lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 von 1 in Bezug zur Werkstückoberfläche 70 visuell angezeigt wird.
4 zeigt die Hilfsvorrichtung 50 von 1 bis 3 zur Illustration einer lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 der Handwerkzeugmaschine 10 von 1, wobei zur visuellen Erkennbarkeit der lotrechten Ausrichtung bei seitlicher Blickrichtung auf die Hilfsvorrichtung 50, d. h. bei einem Blickwinkel senkrecht in die Blattebene hinein, die sphärisch gekrümmte Außenfläche 66 des Anzeigekörpers 62 über eine bevorzugt durchgehend und optisch gegenüber dieser hervorgehoben ausgestaltete Umfangslinie 132 aufweist. In eine näherungsweise zylindrische, äußere Umfangsfläche 134 des Käfig 72 sind darüber hinaus mindestens eine und illustrativ zwei Ausnehmungen 136 ausgebildet, wobei bei einer Ausbildung von zwei Ausnehmungen 136 mindestens ein Verbindungssteg 138 zwischen den Ausnehmungen 136 ausgebildet ist. Auf dem bzw. den Verbindungsstegen 138 und/oder an der Umfangsfläche 134 des Käfig 72 befindet sich jeweils ein Markierungsstrich 140, der bzw. die nur in der lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 in vollständige Deckung mit der Umfangslinie 132 kommen. Der bzw. die Markierungsstriche 140 verlaufen hierbei jeweils parallel und gleich beabstandet zum Anlageflansch 80 des Käfig 72.
Bei der seitlichen Blickrichtung von 4 auf die Hilfsvorrichtung 50 ist zwischen der Längsmittelachse 26 des Einsatzwerkzeugs 24 bzw. der Längsachse 64 des Anzeigekörpers 62 und der Werkstückoberfläche 70 ein Raumwinkel β ausgebildet, der hier bei der lotrechten Ausrichtung exakt 90° beträgt. Dieser Raumwinkel β liegt hierbei in der Zeichenebene, wohingegen der Raumwinkel α von 1 senkrecht zu dieser verläuft (vgl. insb. 1).
Sowohl die Umfangslinie 132 sowie der bzw. die Markierungsstriche 140 als auch die kreisrunde Markierung 116 von 2 sind zur verbesserten visuellen Erkennbarkeit bevorzugt optisch bzw. farblich deutlich gegenüber dem Anzeigekörper 62 bzw. dem Käfig 72 hervorgehoben und können beispielsweise mit einer Leuchtfarbe, einer fluoreszierenden oder einer phosphoreszierenden Beschichtung hergestellt sein.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße, gleichzeitige Bereitstellung der Umfangslinie 132 sowie des bzw. den Markierungsstrichen 140 und der kreisrunden Markierung 116 von 2 lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Vielmehr können auch nur die Umfangslinie 132 und der bzw. die Markierungsstriche 140 oder nur die kreisrunde Markierung 116 von 2 Anwendung finden.
5 zeigt die Hilfsvorrichtung 50 von 1 bis 4 zur Illustration einer nicht lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 der Handwerkzeugmaschine 10 von 1. Im Gegensatz zu 4 ist hier die Markierungslinie 132 auf der sphärisch gekrümmten Außenfläche 66 des Anzeigekörpers 62 mit keinem der auf dem Käfig 72 angebrachten Markierungsstriche 140 in Deckung gebracht.
6 zeigt die Hilfsvorrichtung 50 von 1 bis 5 zur Illustration einer weiteren, nicht lotrechten Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 der Handwerkzeugmaschine 10 von 1. Hierbei ist der Raumwinkel α zwischen der Längsmittelachse 26 des Einsatzwerkzeugs 24 bzw. der Längsachse 64 des Anzeigekörpers 62 größer als 90°, so dass keine lotrechte Ausrichtung des Einsatzwerkzeugs 24 in Bezug zur Werkstückoberfläche 70 des Werkstücks 32 gegeben ist. Die von einem Benutzer angestrebte lotrechte Ausrichtung zwischen dem Einsatzwerkzeug 24 und dem Werkstück 32 ist mit punktierten Linien angedeutet. Demzufolge befindet sich die durch die Ausnehmungen 136 des Käfig 72 hindurch für den Benutzer von der Seite her sichtbare Umfangslinie 132 nicht in Deckung mit den Markierungsstrichen 140 im Bereich der Verbindungstege 138 des Käfig 72. Gemäß einer Ausführungsform verfügt der Steg 88 der Hilfsvorrichtung 50 zur Befestigung am unteren Ende 60 der Haltestange 58 bzw. an dem inneren hülsenartigen Element 94 über eine topfförmige Aufnahme 144, in der das Ende 60, z. B. durch Verschrauben, Einschrauben, Verkleben, Verpressen, Verschweißen oder Verstemmen, befestigt ist. Der Anzeigekörper 62, der Steg 88 sowie die Aufnahme 144 sind bevorzugt einstückig mit einem geeigneten Kunststoffmaterial gefertigt. Auf ihrer dem Werkstück 32 zugewandten Seite verfügt die Aufnahme 144 ferner über eine keilförmige Anschrägung 146, um ein zumindest geringfügiges Verkippen des Werkstücks 32 in Relation zu der Aufnahme 144 zu ermöglichen.
7 zeigt die gemäß einer alternativen Ausführungsform ausgebildete Hilfsvorrichtung 50 von 1 bis 6, bei der die kreisrunde Markierung 116 von 2 und 3 zusätzlich oder alternativ zu ihrer farblichen Hervorhebung elektrisch leitend ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann die kreisrunde Markierung 116 auch eine kreisringförmige, elektrisch leitfähige Kontaktbahn ähnlichen Durchmessers aufweisen.
Darüber hinaus kann an der Innenlagerfläche 74 des Käfig 72 ein innerer, elektrisch leitender Kontaktbereich 150 vorgesehen sein, der hier exemplarisch mit einer bevorzugt kreisrunden Kontaktbahn 152 angedeutet ist, die die Markierung 116 im Fall der in 7 illustrativ dargestellten, lotrechten Ausrichtung geringfügig beabstandet konzentrisch umschließt. Die Kontaktbahn(en) 152 können beispielsweise durch Aufdampfen eines metallischen Materials oder mittels eines Leitkunststoffes hergestellt werden.
Die Kontaktbahn 152 stellt im Zusammenspiel mit der in dieser Ausführungsform elektrisch leitfähigen Markierung 116 einen elektrischen Schaltkontakt 154 dar, der im Fall von geringfügigen Abweichungen von der gezeigten lotrechten Ausrichtung zwischen der Längsachse 26 des Einsatzwerkzeugs und der Werkstückoberfläche 70 schließt oder öffnet. Hierdurch wird zur Erzeugung eines auswertbaren elektrischen Signals ein Stromkreis 156, bestehend aus elektrischen Leitungen 158, 160, 162, einer Spannungsquelle 164 und einem akustischen Signalgeber 166, insbesondere einem Summer oder einem Lautsprecher, sowie mindestens einem ersten Leuchtmittel 168 mit geeigneter Leuchtfarbe, geschlossen. Hierdurch ist für einen Anwender ein eindeutiges optisches und/oder ein akustisches Signal im Fall einer von der gewünschten lotrechten Ausrichtung abweichenden, inkorrekten Winkelstellung erzeugbar. Die Spannungsquelle 164 ist bevorzugt mit einer Batterie oder einem Akkumulator gebildet.
Gemäß einer Ausführungsform kann – wie mit den punktierten Linien angedeutet – ein zweites Leuchtmittel 170 vorgesehen sein, das z. B. über einen Inverter 172 vom elektrischen Schaltkontakt 154 angesteuert wird. Hierdurch leuchtet das erste Leuchtmittel 168 auf, wenn eine nicht lotrechte Stellung der Längsmittelachse 26 des Einsatzwerkzeugs bzw. der Längsachse 64 der Durchgriffsöffnung 68 des Anzeigekörpers 62 in Bezug zur Werkstückoberfläche 70 gegeben ist, während das zweite Leuchtmittel 70 erst im Fall der lotrechten Ausrichtung aufleuchtet. Bevorzugt geben die Leuchtmittel 168, 170 jeweils Licht in unterschiedlicher Farbe ab. Bevorzugt strahlt das erste Leuchtmittel 168 zur Anzeige einer etwaigen Winkelabweichung in der Farbe Rot, während das zweite Leuchtmittel 170 zur Anzeige der lotrechten Ausrichtung in der Farbe Grün erstrahlt.
Zumindest die beiden Leuchtmittel 168, 170 können zur weiteren Optimierung der Hilfsvorrichtung bevorzugt direkt in den Anzeigekörper 62 integriert sein, der zu diesem Zweck zumindest bereichsweise transluzent ausgebildet ist und dann zumindest bereichsweise selbst einen Leuchtkörper darstellt. Hierdurch leuchtet der Anzeigekörper zumindest bereichsweise im Fall einer Winkelabweichung oder im Fall der lotrechten Ausrichtung zwischen dem Einsatzwerkzeug (24 von 1) und der Werkstückoberfläche 70 jeweils in einer anderen Farbe auf, wodurch sich für einen Benutzer eine allseitig visuell noch besser erfassbare Anzeige ergibt. Um eine gleichmäßige Ausleuchtung des Anzeigekörpers 62 zu erreichen, können für jede Lichtfarbe mehrere Leuchtmittel, Lichtleiter sowie geeignete Lichtverteiler (Lichtdiffusoren) vorgesehen sein. Die mindestens zwei Leuchtmittel 168, 170 sind bevorzugt jeweils mit Leuchtdioden gebildet, die eine besonders stromsparende Erzeugung von Licht mit unterschiedlicher Leuchtfarbe ermöglichen. Darüber hinaus können die mindestens zwei Leuchtmittel 168, 170 auch mit mindestens einer zweifarbigen Leuchtdiode, also lediglich einer elektronischen Leuchtkomponente, ausgeführt sein. In vorteilhafter Weise kann der Signalgeber 166 auch so angesteuert werden, dass dieser im Fall einer lotrechten Ausrichtung oder bei Abweichungen von dieser jeweils Töne unterschiedlicher Frequenz bzw. Tonhöhe abgibt. Der gesamte elektrische Stromkreis 156 kann vollständig in den Anzeigekörper 62 integriert sein oder abgesehen von den mindestens zwei Leuchtmitteln 168, 170 auch außerhalb desselben angeordnet sein.
Alternativ kann auch eine berührungslose optische Abtastung der innenseitig im Käfig 72 vorgesehenen, kreisrunden Kontaktbahn 152 ausgehend von dem vollständig in den Anzeigekörper 62 integrierten elektrischen bzw. elektronischen Schaltkreis 156, z. B. mittels optischer Reflexsensoren oder dergleichen, erfolgen. Weiterhin ist eine berührungslose magnetische Lageerkennung des innerhalb des Käfig 72 verschwenkbar aufgenommenen Anzeigekörpers 62 mit Hilfe von Hallsensoren und Permanentmagneten möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 8405010 U1 [0002]

Claims

Hilfsvorrichtung (50) zum lotrechten Ausrichten eines Einsatzwerkzeugs (24) einer Handwerkzeugmaschine (10), insbesondere eines Bohrers (30) einer Bohrmaschine (12), in Bezug zu einer Werkstückoberfläche (70) eines Werkstücks (32), mit einer an der Handwerkzeugmaschine (10) befestigbaren Haltevorrichtung (52), die eine parallel zu einer Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbare Haltestange (58) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem von der Handwerkzeugmaschine (10) weggerichteten Ende (60) der Haltestange (58) ein Anzeigekörper (62) befestigt ist, dessen Längsachse (64) zumindest parallel zur Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbar ist, wobei der Anzeigekörper (62) eine zumindest bereichsweise sphärisch gekrümmte Außenfläche (66) sowie eine zumindest parallel zur Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbare Durchgriffsöffnung (68) aufweist, um ein Zugreifen des Einsatzwerkzeugs (24) durch die Durchgriffsöffnung (68) auf das Werkstück (32) zu ermöglichen, wobei der Anzeigekörper (62) in einem Käfig (72) mit einer sphärischen Innenlagerfläche (74) verschwenkbar aufgenommen ist.
Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (72) im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und an seinem vom Anzeigekörper (62) weggerichteten und von diesem beabstandeten freien Ende (78) einen radial nach außen gerichteten, umlaufenden Anlageflansch (80) zur Führung an der Werkstückoberfläche (70) aufweist.
Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (72) an seiner von der Werkstückoberfläche (70) abgewandten Seite (110) eine kreisrunde Ausnehmung (112) aufweist.
Hilfsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Werkstückoberfläche (70) abgewandte Seite (114) des Anzeigekörpers (62) mindestens eine kreisrunde Markierung (116) aufweist, deren Durchmesser (118) kleiner oder gleich einem Innendurchmesser (120) der Ausnehmung (112) ist.
Hilfsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisrunde Markierung (116) im Fall einer lotrechten Ausrichtung der Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) in Bezug zur Werkstückoberfläche (70) allseitig innerhalb der Ausnehmung (112) des Käfigs (72) liegt.
Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärisch gekrümmte Außenfläche (66) des Anzeigekörpers (62) zumindest abschnittsweise mit einer Umfangslinie (132) versehen ist und eine Umfangsfläche (134) des Käfigs (72) mindestens eine Ausnehmung (136) aufweist, wobei zumindest auf der Umfangsfläche (134) des Käfigs (72) mindestens ein Markierungsstrich (140) vorgesehen ist, der im Fall einer lotrechten Ausrichtung der Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) in Bezug zur Werkstückoberfläche (70) in Deckung mit der Umfangslinie (132) kommt.
Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (72) eine Aussparung (86) aufweist, durch die ein Steg (88) zur Verbindung des Anzeigekörpers (62) mit der Haltestange (58) geführt ist.
Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisrunde Markierung (116), die Umfangslinie (132) sowie die Markierungsstriche (140) farblich gegenüber dem Anzeigekörper (62) und/oder dem Käfig (72) hervorgehoben sind.
Hilfsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisrunde Markierung (116) und ein innerer Kontaktbereich (150) des Käfigs (72) zumindest bereichsweise elektrisch leitend ausgebildet sind und einen elektrischen Schaltkontakt (154) darstellen, der sich bei einer Abweichung von der lotrechten Ausrichtung der Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) in Bezug zur Werkstückoberfläche (70) schließt oder öffnet, um ein elektrisches Signal zu erzeugen.
Hilfsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des elektrischen Signals ein akustischer Signalgeber (166) angesteuert wird.
Hilfsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigekörper (62) zumindest bereichsweise lichtdurchlässig ausgebildet ist und mindestens zwei vom elektrischen Signal angesteuerte Leuchtmittel (168, 170) aufweist, wobei im Fall einer Winkelabweichung der Anzeigekörper (62) in einer ersten Farbe aufleuchtet und im Fall der Winkeltreue der Anzeigekörper (62) in einer zweiten Farbe aufleuchtet.
Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestange (58) ein äußeres Element (90) und mindestens ein darin längsverschiebbar aufgenommenes inneres Element (94) aufweist, wobei das innere Element (94) mittels eines Federelements (96) vorgespannt ist.
Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestange (58) mittels einer Klemmeinrichtung (98) an einem Spindelhals (36) der Handwerkzeugmaschine (10) festsetzbar ist und die Haltestange (58) in der Klemmeinrichtung (98) längsverschiebbar aufgenommen ist.
Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigekörper (62) und der Käfig (72) mit einem Kunststoffmaterial gebildet sind.
Werkzeugsystem (56) mit einer Handwerkzeugmaschine (10) und einer Hilfsvorrichtung (50) zum lotrechten Ausrichten eines Einsatzwerkzeugs (24) der Handwerkzeugmaschine (10), insbesondere eines Bohrers (30) einer Bohrmaschine (12), in Bezug zu einer Werkstückoberfläche (70) eines Werkstücks (32), mit einer an der Handwerkzeugmaschine (10) befestigbaren Haltevorrichtung (52), die eine parallel zu einer Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbare Haltestange (58) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem von der Handwerkzeugmaschine (10) weggerichteten Ende (60) der Haltestange (58) ein Anzeigekörper (62) befestigt ist, dessen Längsachse (64) zumindest parallel zur Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbar ist, wobei der Anzeigekörper (62) eine zumindest bereichsweise sphärisch gekrümmte Außenfläche (66) sowie eine koaxial zur Längsmittelachse (26) des Einsatzwerkzeugs (24) ausrichtbare Durchgriffsöffnung (68) aufweist, um ein Zugreifen des Einsatzwerkzeugs (24) durch die Durchgriffsöffnung (68) auf das Werkstück (32) zu ermöglichen, wobei der Anzeigekörper (62) in einem Käfig (72) mit einer sphärischen Innenlagerfläche (74) verschwenkbar aufgenommen ist.