DE19531484C2 - Einrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung der Lage handgeführter, tragbarer Werkzeuge, vorzugsweise solcher Werkzeuge, die mittels Fremd­ energie angetrieben werden.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Die Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge zur Ausführung von Bearbei­ tungsgängen mit frei im Raum liegender Arbeitseinrichtung ist seit langem ein Problem. Insbesondere mit dem verstärkten Einsatz elektrisch und pneuma­ tisch betriebener Werkzeuge sind derartige Anwendungsfälle wesentlich zahl­ reicher.

Bekannte Lösungen, die sich mit diesem Problem beschäftigten, konzentrierten sich zumeist auf die Gestaltung der Werkzeuge zur Ausführung solcher Bear­ beitungsgänge, um beispielsweise ein Verlaufen derselben zu vermeiden. Die Feststellung der Lage beziehungsweise Richtung des Bearbeitungsganges war stets dem Ausführenden überlassen und insbesondere von seinem Erfahrungs­ schatz und der Sorgfalt der Ausführung abhängig.

Allgemein bekannt sind zwischenzeitlich Vorrichtungen, die bei tragbaren, handgeführten Bohrmaschinen sichern sollen, dass eine beliebige Fläche stets im rechten Winkel angebohrt wird. Bei derartigen Vorrichtungen wird das Prin­ zip der längsverschiebbaren Spindel aus Ständerbohrmaschinen auf Hand­ bohrmaschinen dergestalt übertragen, dass die Teleskopierbarkeit und damit die Längsverschiebung des Werkzeuges durch diese Vorrichtungen realisiert wird.

Mit derartigen Vorrichtungen lassen sich jedoch nur rechtwinklig zur Oberflä­ che des Werkstückes Bohrungen einbringen.

In DE-OS 40 00 803 ist eine Messausrichteinrichtung für tragbare Werkzeuge beschrieben, die mit Hilfe von Messlibellen eine Feststellung der momentanen Lage und entsprechende Lagekorrekturen ermöglicht.

Nachteilig an der dort vorgeschlagenen Lösung ist, dass nur die Horizontal- und die Vertikalposition des Werkzeuges eindeutig bestimmbar sind. Bearbei­ tungsaufgaben, welche die Einstellung anderer Winkel erfordern, können nur durch Beilage entsprechender Ausgleichsstücke unter das Werkstück realisiert werden. Werden einfache Ausgleichsstücke verwendet, kann nicht die erfor­ derliche Arbeitssicherheit gewährleistet werden. Kommen Ausgleichsstücke mit entsprechenden Sicherungen zum Einsatz, erhöht sich der Kostenaufwand. Ferner können nicht alle vorkommenden Anwendungsfälle unter Anwendung von Ausgleichsstücken bearbeitet werden. Bei der Ausführung von Arbeiten im freien Raum, insbesondere in Über-Kopf-Positionen versagt die vorgeschla­ gene Lösung.

In der US-Patentschrift 2,452,930, von der die Erfindung ausgeht, wird ein Winkelindikator beschrieben, der mit Hilfe eines an demselben befindlichen Gewindestiftes in eine Bohrung am Gehäuse derselben eingeschraubt wird. Dieser Winkelindikator ist nach dem Einschrauben auszurichten und mittels einer Kontermutter festzulegen. Er besitzt des weiteren eine Messlibelle sowie einen daran befestigten Zeiger, der mit seiner Zeigerspitze über eine auf einem feststehenden Ring angebrachte Skala läuft und auf diese Weise die Vorein­ stellung eines bestimmten Winkels ermöglicht. Nachteilig an dieser Ausfüh­ rung eines Winkelindikators ist dessen komplizierte Bedienung, die mangelnde Genauigkeit der Einstellung, die Notwendigkeit der Herstellung einer speziellen Form einer Messlibelle, die notwendige Justierung zwischen Zeiger und Mess­ libelle sowie die vorgeschlagene Art der Befestigung desselben an der Bohr­ maschine. Insbesondere durch die Art der Befestigung wird der Anwendungs­ bereich des Winkelindikators erheblich eingeschränkt. Moderne Handwerkzeu­ ge sind überwiegend mit Kunststoffgehäusen ausgeführt, in die keine Gewin­ debohrungen eingebracht werden können. Herstellerseitig sind solche Gewin­ debohrungen nicht vorgesehen. Ferner ist nachteilig, dass in der Praxis not­ wendig, unterschiedliche Anbringungsorte jeweils eine neue Bohrung erforder­ lich machen. Des weiteren ist eine notwendige Justierung zwischen Messli­ belle und Zeiger nachteilig, da ein unbeabsichtigtes Lösen der Schraube zur Fehlanzeige beitragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge vorzuschlagen, die eine präzise Einhaltung der Ar­ beitslage mit dem Werkzeug ermöglicht.

Das Wesen des Patents besteht darin, dass tragbare Werkzeuge entweder durch eine leicht daran zu befestigende oder eine in das Werkzeug integrierte Baueinheit so ausgestattet werden, dass eine Voreinstellung des zu realisie­ renden Winkels in beliebiger Lage und mit der erforderlichen Genauigkeit er­ möglicht wird.

Dies wird realisiert durch eine Lagemesseinrichtung, die soweit verstellbar und zugleich voreinstellbar ist, dass jeder Winkel zwischen 0° und 360° eingestellt werden kann.

Durch eine Anzeigeeinheit wird die jeweilige Lage während der Ausführung des Bearbeitungsganges überprüfbar.

Ein Ring, der mit seiner Rückseite auf beliebige Weise am Werkzeug befestigt wird, nimmt einen weiteren Ring auf, der mittels eines konzentrisch angeord­ neten Dorns in diesem befestigt und zugleich geführt ist. Der äußere Ring ist so befestigt, dass dieser eine gebremste Drehbewegung ausführen kann und trägt die Lagemesseinrichtung. An einem der Ringe wird eine 360° Winkeltei­ lung und am gegenüberliegenden Ring eine Markierung verwendet, wobei der gegenüberliegende Ring auch mit einer Noniusteilung versehen ist. Da­ durch wird eine wesentlich exaktere Einstellung der Lage des Werkzeuges er­ möglicht.

Es ist dabei für das Wesen der Erfindung unerheblich, auf welchem der Ringe die Teilungen angeordnet sind.

Eine vorteilhafte Ausführung verwendet eine Zusatzbaueinheit zum Werkzeug. Diese Baueinheit kann durch geeignete Mittel am Werkzeug befestigt werden. Dabei ist es unerheblich, ob eine feste oder eine wieder lösbare Verbindung hergestellt wird.

In einer weiteren Ausführung ist die Lagemesseinrichtung eine Messlibelle. Bei einer anderen Ausführungsform wird anstelle der Messlibelle eine Lage­ messeinrichtung, die nach dem Prinzip des Lots arbeitet, eingesetzt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Einrichtung ist diese in eine als Zusatzhandgriff bekannte Baugruppe integriert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auch bereits im Einsatz befindliche Werkzeuge mit geringem Aufwand nachzurüsten sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Sensor in das Werkzeug integriert. An beliebiger Stelle des Gehäuses ist eine Anzeigeeinheit positioniert, mit de­ ren Hilfe die ermittelte Messgröße angezeigt wird.

Die Einrichtung verwendet neben der Anzeigeeinheit ein Stellelement, das an beliebiger Stelle des Werkzeuges angeordnet sein kann. Durch das Stellele­ ment wird ein Sollwert vorgegeben und derselbe in einer Auswerte-/Re­ geleinheit mit einem durch den Sensor gelieferten Istwert verglichen. Die An­ zeigeeinheit kann dabei in bekannter Weise die mit diesem Verfahren ermittel­ baren Angaben zur Anzeige bringen.

Vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der das ermittelte Messergebnis zu einer "Zulässig"-/"Unzulässig"-Aussage verarbeitet und als solche angezeigt wird. Eine Ausführungsform verwendet zur Anzeige der Aussage eine Leuchtdiode. Bei einer weiteren Ausführungsform steuert die Auswerte-/Regeleinheit ein Stellorgan, das die Energiezufuhr zum Antriebsorgan des Werkzeuges unter­ bricht. In diesem Falle wird die Energiezufuhr zum Werkzeug unterbrochen, solange die Auswerte-/Regeleinheit ein "Unzulässig"-Signal liefert.

Durch ein gesondertes Bedienelement des Werkzeuges kann bei einer weiteren Ausführung die vorgenannte Einrichtung kurzzeitig, zum Beispiel für Anbohr­ vorgänge, außer Kraft gesetzt werden.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachstehend anhand von 3 Ausführungsbeispielen und 4 Figur näher erläutert.

Ausführungsbeispiel 1

In diesem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung (2) zur Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge (1) beschrieben, die bei entspre­ chendem Erfordernis nachträglich am Werkzeug (1) angebracht werden kann. Eine mit einem Messorgan (26) versehene Einrichtung (2) ist als drehbarer Ring (7) ausgeführt. Dieser ist auf einem mit einem feststehenden Ring (3) versehenen konzentrisch angeordneten Dorn (6) angeordnet und gegenüber dem feststehenden Ring (3) verdrehbar.

Die Stirnfläche (4) des feststehenden Rings (3) ist als Befestigungsfläche so gestaltet, dass eine Anbringung der Einrichtung (2) an möglichst viele unter­ schiedlich ausgeführte Werkzeuge (1) ermöglicht wird. Dabei ist es unerheb­ lich, ob die Einrichtung (2) dauerhaft am Werkzeug (1) befestigt wird oder durch geeignete Mittel zur Befestigung abnehmbar bleibt.

Einer der Ringe (3) oder (7) weist eine Winkelskala (9) und der gegenüberlie­ gende Ring eine Bezugsskala (10) auf, die als Noniusskala ausgeführt sein kann.

Ausführungsbeispiel 2

In diesem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Lösung für die Einrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer Werkzeuge beschrieben, die die Einrichtung mit einem häufig bei tragbaren Werkzeugen verwendeten Zusatz­ handgriff (11) kombiniert.

Ein Zusatzhandgriff (11) üblicher Bauweise, der mittels Klemmschelle (28) auf dem Spannhals des Werkzeugs festgeklemmt wird, trägt zwischen Klemmschelle (28) und Griffelement (36) einen drehbaren Ring (12), der auf einem konzentrisch zum Griffelement (36) liegenden und materialeinheitlich mit der Klemmschelle (28) verbundenen Anschlusszapfen (13) gelagert ist. Die Klemmschelle (28) hat im Bereich des Ringes (12) eine zylindrische Ausfor­ mung (29) etwa gleichen Durchmessers.

Entweder Ring (12) oder die zylindrische Ausformung (29) der Klemmschelle (28) tragen eine Winkelskala (9) oder Bezugsskala (10), die auch als Nonius­ skala ausgeführt ist.

Ausführungsbeispiel 3

Bei diesem in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe mittels einer elektrisch/elektronisch wirkenden Baueinheit gelöst, indem durch gezielte Einwirkung auf die Energie­ zufuhr des Werkzeuges (1) ein in Betrieb setzen nur unter bestimmten Voraus­ setzungen, wie beispielsweise bei Erreichen der gewünschten Lage des Werk­ zeuges (1) im Raum, ermöglicht wird.

Eine Auswerte-/Regeleinheit (30) wird durch ein Stellelement (31), das an be­ liebiger Stelle des Werkzeuges (1) angeordnet sein kann, mit einem Sollwert beaufschlagt. Ein beliebig aufgebauter und im Inneren des Gehäuses (5) des Werkzeugs (1) angeordneter Sensor (32), der wenigstens die Abweichung des Werkzeuges (1) von einer der Bezugsachsen desselben erfassen und den er­ mittelten Ist-Wert in einer Ausgangsgröße abbilden kann, liefert an die Aus­ werte-/Regeleinheit (30) die zu vergleichende Messgröße. Durch die Auswerte- /Regeleinheit (30) wird nach erfolgtem Vergleich beider Größen die Energiever­ sorgung der Antriebseinheit (33) des Werkzeuges (1) freigegeben, wenn beide Größen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen, sofern dies nicht der Fall ist, bleibt die Energiezufuhr gesperrt.

Die Auswerte-/Regeleinheit (30) liefert ferner an eine im Gehäuse (5) des Werkzeuges (1) integrierte Anzeigeeinheit eine Information über den momen­ tanen Betriebszustand desselben. Dabei ist es unerheblich, welche Bauart, welchen Anzeigemodus und welchen Einbauort die Signaleinrichtung (25) hat. Mittels eines Schalters/Tasters (34) kann ferner die Auswerte-/Regeleinheit (30) derart beeinflusst werden, dass ein anfängliches, zeitlich und/oder an­ derweitig begrenztes Inbetriebsetzen der Antriebseinheit (33) des Werkzeuges (1) ermöglicht wird. Damit ist es möglich, eine notwendige Auslenkung des Werkzeuges (1) zu Beginn des Arbeitsvorganges, wie beispielsweise beim An­ bohren, ohne Blockierung der Antriebseinheit (33) vorzunehmen.

Claims (11)

1. Einrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer, handgeführter, insbesondere mit Hilfsenergie betriebener Werkzeuge, wobei die Einrichtung eine Verstell­ möglichkeit zur Einstellung beliebiger Winkelstellungen des Werkzeuges auf­ weist, wobei die Einrichtung einen feststehenden Ring, einen konzentrisch zu diesem angeordneten Dorn, einen auf dem Dorn drehbar befestigten Ring auf­ weist, wobei jeweils entweder der feststehende oder der drehbare Ring eine Winkel- oder eine Bezugsskala aufweist, sowie am Umfang des drehbaren Rin­ ges eine Lagemesseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Ring (3) mit seiner Stirnfläche (4) am Gehäuse (5) des Werk­ zeuges (1) befestigbar ist, dass der Dorn (6) mit dem feststehenden Ring (3) materialeinheitlich verbunden ist dass die Bezugsskala (10) eine Noniusteilung besitzt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagemess­ einrichtung als flüssigkeitsgefüllte, mit einer Gasblase als Anzeigeeinrichtung wirkende Messlibelle ausgeführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagemess­ einrichtung mit einem nach dem Prinzip des Lots wirkenden Messapparat ausgeführt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe Bestandteil eines Zusatzhandgriffes (11) ist, wobei der Ring (12) auf dem Anschlusszapfen (13) desselben angeordnet ist, eine Lagemessein­ richtung an seinem Umfang aufnimmt und ein mit dem Zusatzhandgriff (11) materialeinheitlich verbundener Ring die Bezugsskala trägt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe Bestandteil eines Zusatzhandgriffes (11) ist, wobei der Schaft des Zusatzhandgriffes (11) an dessen äußerem Ende verlängert ist, den fest­ stehenden Ring bildet und einen drehbaren, eine Lagemesseinrichtung aufwei­ senden Ring trägt.

6. Einrichtung mit einem Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Winkelskala (9) und eine Lagemesseinrichtung tragende Ring im Bereich der Hinterkate (20) des Werkzeuges (1) angeordnet ist.

7. Einrichtung zur Einstellung der Lage tragbarer, handgeführter, insbesondere mit Hilfsenergie betriebener Werkzeuge, wobei die Einrichtung eine Verstell­ möglichkeit zur Einstellung beliebiger Winkelstellungen des Werkzeuges auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, dass ein werkzeuginterner Sensor (32) ein Messsignal als Istwert an eine Auswerte-/Regeleinheit (34) überträgt, dieses mit einem Sollwert, eingestellt mittels eines am Gehäuse (5) des Werkzeuges (1) angeordneten Stellelements (31), vergleicht und die ermittelten Differenz­ werte auf geeignete Weise zur Anzeige bringt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Differenzwerte durch die Auswerte-/Regeleinheit (30) zu einer "Zulässig"-/"Un­ zulässig"-Aussage verarbeitet und über eine geeignete Signaleinrichtung (25) zur Anzeige gebracht werden.

9. Einrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer "Unzulässig"-Aussage der Auswerte-/Regeleinheit (30) die Antriebsein­ heit (33) des Werkzeuges (1) blockiert ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Schalters/Tasters (34) die bei einer "Unzulässig"-Aussage der Auswerte-/Re­ geleinheit (30) unterbrochene Energiezufuhr aufrechterhalten werden kann.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, dass die Auswerte-/Regeleinheit (30) ein kurzzeitiges Abweichen von der Sollage bei Beginn des Arbeitsvorganges erlaubt.