DE112005003148T5

DE112005003148T5 - Intelligentes Zubehör für Elektrowerkzeuge

Info

Publication number: DE112005003148T5
Application number: DE200511003148
Authority: DE
Inventors: Jeffrey M. Peaukee Zeiler; Thomas P. Oconomowoc James
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-10-31
Also published as: WO2006066259A2; WO2006066259A3; US20080302549A1; US7431682B2; CN101080304A; JP2008524003A; JP5016496B2; US20060159533A1; US7740425B2; GB0711608D0; GB2435189B; CN101080304B; GB2435189A

Abstract

Zubehör für ein Elektrowerkzeug, wobei das Zubehör umfasst:
einen Körper, der einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Zubehörs mit dem Elektrowerkzeug enthält; und
ein Kommunikationsorgan, das an dem Körper positioniert ist, um mit dem Elektrowerkzeug zu kommunizieren.

Description

VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der früher eingereichten, gleichzeitig anhängigen vorläufigen Patentanmeldung mit der lfd. Nr. 60/637.602, eingereicht am 17. Dezember 2004, deren gesamter Inhalt hiermit durch Literaturhinweis eingefügt ist, in Anspruch.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Zubehör für Elektrowerkzeuge und für anderes Gerät und insbesondere auf Zubehör für Elektrowerkzeuge und für anderes Gerät, das mit den Elektrowerkzeugen bzw. mit dem anderen Gerät kommuniziert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Produkte wie beispielsweise Elektrowerkzeuge werden verwendet, um verschiedene Arbeiten an verschiedenen Arten von Werkstücken (z. B. Holz, Metall, Beton, Kombinationen von Materialien usw.) auszuführen. Für ein gegebenes Elektrowerkzeug und für einen gegebenen Typ eines Werkstücks kann das Elektrowerkzeug wünschenswerte oder optimale Leistungscharakteristiken haben (z. B. Motordrehzahl, Schneidvorschubrate). Für eine solche Kombination aus einem Werkzeug und einem Werkstück kann ein gegebener Zubehörtyp verwendet werden oder bevorzugt sein, um die Arbeit auszuführen (z. B. ein Bohrer/Sägeblatt für Holz, für Metall usw.).
Ein Produktzubehör wie beispielsweise ein Bohrer für einen Elektrobohrer, ein Sägeblatt für eine Elektrogattersäge oder für eine Kreissäge und dergleichen kann mit irgendeiner Struktur oder irgendeinem Mittel ausgerüstet sein, um mit dem Elektrowerkzeug zu kommunizieren, um die Leistung zu verbessern und/oder um Leistungscharakteristiken wie beispielsweise Bohrraten, Schneidgeschwindigkeiten usw. einzustellen. Eine beispielhafte Struktur oder ein beispielhaftes Mittel für die Erzielung einer Kommunikation von dem Zubehör zu dem Werkzeug kann über Kontakt/mechanisch, kontaktlos/mechanisch, elektronisch usw. sein.
In einigen Aspekten wird ein Zubehör für ein Elektrowerkzeug geschaffen. Das Zubehör umfasst einen Körper, der einen Verbindungsabschnitt, um das Zubehör mit dem Elektrowerkzeug zu verbinden, und ein Kommunikationsorgan, das an dem Körper positioniert ist, um mit dem Elektrowerkzeug zu kommunizieren, enthält.
In einigen Aspekten wird eine Kombination geschaffen, wobei die Kombination ein Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse und einem durch das Gehäuse unterstützten Motor und ein Elektrowerkzeug-Zubehör, das mit dem Elektrowerkzeug verbindbar und durch den Motor antreibbar ist, umfasst, wobei das Elektrowerkzeug-Zubehör mit dem Elektrowerkzeug kommuniziert, um den Betrieb des Elektrowerkzeugs zu beeinflussen.
In einigen Aspekten wird eine Kombination geschaffen, wobei die Kombination ein Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse und einem durch das Gehäuse unterstützten Motor, ein Elektrowerkzeug-Zubehör, das mit dem Elektrowerkzeug verbindbar und durch den Motor antreibbar ist, wobei das Zubehör ein Kommunikationsorgan enthält, und eine Anzeigevorrichtung, die so betreibbar ist, dass sie Charakteristiken bezüglich des Betriebs des Elektrowerkzeugs für einen Anwender anzeigt, umfasst, wobei das Kommunikati onsorgan betreibbar ist, um mit dem Elektrowerkzeug und/oder der Anzeigevorrichtung zu kommunizieren.
In einigen Aspekten wird ein Zubehör für ein Elektrowerkzeug geschaffen. Das Zubehör kann mit einem Elektrowerkzeug und mit einem Inventarisierungssystem kommunizieren und umfasst einen Körper, der einen Verbindungsabschnitt für die Verbindung des Zubehörs mit dem Elektrowerkzeug und ein Kommunikationsorgan, das an dem Körper positioniert ist, um mit dem Elektrowerkzeug und dem Inventarisierungssystem zu kommunizieren, enthält.
Unabhängige Merkmale und unabhängige Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet bei Betrachtung der folgenden genauen Beschreibung und der Zeichnungen deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine Seitenansicht eines Zubehörs, die beispielsweise ein Kreissägenblatt und/oder eine über Kontakt/mechanisch arbeitende Kommunikationsanordnung für die Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
1B umfasst eine Seitenansicht und eine Stirnansicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Bohrers, die eine über Kontakt/mechanisch arbeitende Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulichen.
1C ist eine Seitenansicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Gattersägenblatts, die eine über Kontakt/mechanisch arbeitende Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
2A–2G sind Seitenansichten eines Zubehörs wie beispielsweise eines Kreissägenblatts, die eine kontaktlos/mechanisch arbeitende Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulichen, wobei in dem Zubehör zahlreiche Löcher gezeigt sind.
3A ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Bohrers, die eine elektronische Kommunikationsanordnung für die Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
3B ist eine Seitenansicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Kreissägenblatts, die eine elektronische Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
3C ist eine Schnittansicht des in 3B gezeigten Zubehörs längs der Linie 3C-3C.
3D ist eine Seitenansicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Kreissägenblatts, die eine elektronische Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
3E ist eine Seitenansicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Gattersägenblatts, die eine elektronische Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
4A ist eine Seitenansicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Bohrers für einen Drehbohrhammer (rotary hammer).
4B ist eine schematische Unteransicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Drehbohrhammer-Bohrers, der mit zwei Bohrelementen gezeigt ist.
4C ist eine schematische Unteransicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Drehbohrhammer-Bohrers, der mit vier Schneidelementen gezeigt ist.
4D ist eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Lochs, das durch ein Zubehör wie beispielsweise einen Drehbohrhammer-Bohrer gebohrt ist.
5A ist eine perspektivische Ansicht eines Produkts wie beispielsweise eines Bohrhammers (hammer-drill) und eines Zubehörs wie beispielsweise eines Bohrers, der eine Tiefensensoranordnung enthält.
5B ist eine Seitenansicht eines Produkts wie beispielsweise eines Bohrhammers (hammer-drill) und eines Zubehörs wie beispielsweise eines Bohrers, der eine Tiefensensoranordnung enthält.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Produkts wie beispielsweise einer Kreissäge und eines Zubehörs wie beispielsweise eines Kreissägenblatts.
7A ist eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Produkts wie beispielsweise einer Schleifmaschine und eines Zubehörs wie beispielsweise einer Schleifscheibe.
7B ist eine Unteransicht eines Zubehörs wie beispielsweise einer Schleifscheibe, die eine kontaktlos/mechanisch arbeitende Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
7C ist eine Unteransicht eines Zubehörs wie beispielsweise einer Schleifscheibe, die eine elektronische Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
8A ist eine Seitenansicht eines Produkts wie beispielsweise einer Gattersäge und eines Zubehörs wie beispielsweise eines Gattersägenblatts, die eine kontaktlos/mechanisch arbeitende Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
8B ist eine Seitenansicht eines Abschnitts des in 8A gezeigten Zubehörs.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer externen Vorrichtung für die Verwendung mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerk zeug und einem Zubehör wie beispielsweise einem Bohrer, einem Sägeblatt und dergleichen.
10A ist eine schematische Seitenansicht eines Produkts wie beispielsweise eines Elektrowerkzeugs, das für die Verwendung mit einem Zubehör wie beispielsweise einem Bohrer, einem Sägeblatt und dergleichen betrieben werden kann.
10B ist eine schematische Vorderansicht eines Abschnitts des in 10A gezeigten Produkts.
11A ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Zubehörs wie beispielsweise eines Bohrers, die eine elektronische Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
11B ist eine Schnittansicht eines Zubehörs wie beispielsweise einer Lochsäge, die eine elektronische Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug veranschaulicht.
Bevor irgendwelche Merkmale und wenigstens ein Aufbau der Erfindung im Einzelnen erläutert werden, sei erwähnt, dass die Erfindung selbstverständlich nicht auf ihre Anwendung auf die Einzelheiten des Aufbaus und der Anordnungen der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung erwähnt oder in den Zeichnungen veranschaulicht werden, eingeschränkt ist. Die Erfindung ist für andere Konstruktionen geeignet und kann auf verschiedene Weisen in die Praxis umgesetzt oder ausgeführt werden. Außerdem dienen die Ausdrucksweise und die Terminologie, die hier verwendet werden, dem Zweck der Beschreibung, weshalb sie nicht als einschränkend angesehen werden sollten.
Die Verwendung von "enthalten", "besitzen" und "umfassen" sowie Abwandlungen hiervon haben die Bedeutung, dass sie die danach aufgelisteten Elemente und deren Äquivalente sowie zusätzliche Elemente einschließen. Die Verwendung von Buchstaben für die Identifizierung von Elementen eines Verfahrens oder eines Prozesses dient lediglich der Identifizierung und hat nicht die Bedeutung einer Angabe, dass die Elemente in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden sollten.
Obwohl im Folgenden auf Richtungen wie etwa oberer, unterer, abwärts, aufwärts, rückwärts, unten, vorn, hinten und dergleichen bei der Beschreibung der Zeichnungen Bezug genommen wird, sind diese Bezugnahmen um der Bequemlichkeit willen auf die Zeichnungen (bei normaler Betrachtung) bezogen. Diese Richtungen sollen nicht wörtlich genommen werden oder die vorliegende Erfindung in irgendeiner Form einschränken. Weiterhin werden Ausdrücke wie etwa "erster", "zweiter" und "dritter" im Folgenden zum Zweck der Beschreibung verwendet, wobei nicht beabsichtigt ist, dass sie eine relative Wichtigkeit oder Bedeutung angeben oder implizieren.
GENAUE BESCHREIBUNG
Ein Produktzubehör 20 wie beispielsweise ein Bohrer oder eine Lochsäge für einen Elektrobohrer, ein Sägeblatt für eine Elektrogattersäge oder für eine Kreissäge, eine Schleifscheibe für eine Schleifmaschine und dergleichen kann mit einem Kommunikationsorgan 24 wie beispielsweise mit einer Struktur, einer nicht vorhandenen Struktur oder einem Mittel für eine Kommunikation mit einem Produkt 28 wie beispielsweise einem Elektrowerkzeug oder einem anderen Gerät ausgerüstet sein, um die Leistung zu verbessern und/oder Leistungscharakteristiken wie beispielsweise Bohrraten, Schneidgeschwindigkeiten und dergleichen einzustellen. Beispielhafte Kommunikationsorgane 24 für die Erzielung einer Kommunikation von dem Zubehör 20 zu dem Produkt 28 können eine über Kontakt/mechanisch, kontaktlos/mechanisch oder elektronisch arbeitende Anordnung oder dergleichen umfassen.
Produktzubehör 20 umfasst gewöhnlich einen Körper 21 mit einem Verbindungsabschnitt 22 für eine Verbindung des Zubehörs 20 mit Produkten 28. Die Produkte 28 wie beispielsweise Elektrowerkzeuge umfassen ein Gehäuse 29, einen Motor 30 (siehe 6 und 7A), der durch das Gehäuse 29 unterstützt ist, um das Zubehör 20 anzutreiben, wenn es mit dem Elektrowerkzeug 28 verbunden ist, und eine (nicht gezeigte) Leistungsquelle für die Versorgung des Motors 30 mit Leistung.
Die 1A–1C veranschaulichen mehrere Zubehörelemente 20, die im Allgemeinen eine über Kontakt/mechanisch arbeitende Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt 28 enthalten. Beispielsweise kann das Kommunikationsorgan 24 für ein Kreissägenblatt ein Muster wie beispielsweise ein Vertiefungsmuster 24 in der Nähe der Nabe enthalten, kann eine Bohrerspitze eine oder mehrere Keilnuten 24 in der Nähe eines Verbindungsendes hiervon enthalten oder kann ein Gattersägenblatt beispielsweise eine oder mehrere Kerben 24 in sich aufweisen. Durch "mechanische" Wechselwirkung würde ein Sensor an dem Produkt 28 (z. B. an einer Kreissäge) das Zubehör 20 am Ort des Kommunikationsorgans 24 körperlich berühren, um eine Rückkopplung/Informationen für das Produkt 28 bereitzustellen. Eine Steuerschaltung 32 (siehe bei spielsweise 7A) würde die Rückkopplung/Informationen interpretieren und Leistungscharakteristiken für das Produkt 28 (z. B. Motordrehzahl, Schneidvorschubrate usw.) so setzen, dass der Betrieb des Produkts 28 und des Zubehörs 20 optimiert wird. Die Steuerschaltung 32 kann auch feststellen, ob das im Gebrauch befindliche Zubehör 20 geeignet verwendet wird (z. B. ein Holzschneidblatt zum Schneiden von Holz, ein Metallschneidblatt zum Schneiden von Metall usw.).
In einigen Fällen könnte jedoch ein körperlicher Eingriff zwischen dem Zubehör 20 und einem Sensor (z. B. einem Hebel oder einem Knopf oder dergleichen) beispielsweise wegen Verschleißes, einer Verunreinigung usw. nicht bevorzugt werden. Die 2A–2G veranschaulichen mehrere Zubehörelemente 20, die im Allgemeinen eine kontaktlose/mechanische Kommunikationsanordnung für eine Kommunikation mit einem Produkt 28 aufweisen. In solchen Konstruktionen könnte das Kommunikationsorgan 24 wenigstens ein an dem Zubehör 20 vorgesehenes körperliches Merkmal 24 aufweisen, während ein kontaktloser Aufnahmesensor 36 (siehe beispielsweise die 6, 7A und 8A) vorgesehen ist, um das Kommunikationsorgan 24 zu erfassen. Aus den durch den Sensor 36 erhaltenen Informationen von dem Kommunikationsorgan 24 werden eine oder mehrere Charakteristiken des Zubehörs 20 und/oder die Leistung des Zubehörs 20 und/oder des Produkts 28 (z. B. Drehzahl, Temperatur usw.) bestimmt, wobei Charakteristiken und/oder Leistung für das Produkt 28 bereitgestellt werden. Das Produkt 28 empfängt diese Informationen und kann die Geschwindigkeit und dergleichen ändern, um die Leistung des Produkts 28 und/oder des Zubehörs 20 zu verbessern und/oder zu optimieren.
Wie in den 2A–2E gezeigt ist, enthält das Kommunikationsorgan 24 beispielsweise eine Reihe von Löchern 24, die in einem Kreissägenblatt 20 vorgesehen sind, ferner kann die Kreissäge 28 einen Sensor, beispielsweise einen Hall-Effekt-Sensor, einen magnetischen Aufnehmer, eine optische Vorrichtung und dergleichen enthalten, um die Löcher 24 in dem Kreissägenblatt 20 zu erfassen. Kreissägenblätter müssen mit sehr spezifischen Drehzahlen laufen, um spezifische Materialien zu schneiden. Wenn die Kreissägenblätter mit diesen spezifischen Drehzahlen arbeiten, arbeiten die Kreissäge und das Kreissägenblatt mit optimaler Leistung, wodurch eine Beschädigung der Schneidkanten des Kreissägenblatts (hauptsächlich auf Grund der Entstehung von Wärme) oder des Werkstücks verhindert wird.
Außerdem ist beispielsweise beim Schneiden von Metall die bevorzugte Drehzahl eines Kreissägenblatts zum Schneiden von weichem Stahl viel höher als die Drehzahl zum Schneiden von Edelstahl. Ein Anwender kann die Kreissäge bei einer falschen oder einer geringeren als der optimalen Drehzahl für ein bestimmtes Material betreiben, wodurch das Blatt, das Werkstück usw. beschädigt werden können. In einer Konstruktion geben das eine oder die mehreren Kommunikationsorgane 24 (z. B. eine unterschiedliche Anzahl von Löchern) in den Kreissägenblättern 20 der Säge 28 den Typ des mit dem Blatt 20 zu schneidenden Materials, die Drehzahl, mit der es sich drehen soll, und dergleichen an. Solche Kommunikationsorgane 24 können ziemlich dauerhaft sein. Als Beispiel für diese Konstruktion könnte ein Kreissägenblatt 20 ohne Löcher der Säge 28 anzeigen, dass das Kreissägenblatt 20 ein Holzschneide-Kreissägenblatt 20 ist, wobei die Kreissäge 28 mit der optimalen Drehzahl (z. B. mit 3000 Hüben/Minute) zum Schneiden von Holz arbeiten sollte. Ebenso könnte ein Loch 24 in dem Kreissägenblatt 20 der Kreissäge 28 angeben, dass das Blatt 20 zum Schneiden von Metall vorgesehen ist, wobei in Reaktion darauf die Säge 28 mit 2000 Hüben/Minute laufen würde, während drei Löcher 24 in dem Kreissägenblatt 20 Kunststoff angeben könnten, drei Löcher 24 in einer weiteren Konfiguration Weichstahl angeben könnten, vier Löcher 24 Aluminium angeben könnten, fünf Löcher 25 Edelstahl angeben könnten usw. Auf Grund dessen kann auch das Fehlen eines physikalischen Merkmals ein Kommunikationsorgan 24 sein. Das heißt, dass ein Zubehör ohne Löcher noch immer durch einen Sensor überwacht werden könnte, wobei dann, wenn der Sensor keinerlei Loch erfasst, noch immer Informationen über das Zubehör 20 an das Produkt 28 übermittelt werden.
Die 3A–3E veranschaulichen mehrere Zubehörelemente 20, die im Allgemeinen eine elektronische Kommunikationsanordnung umfassen, um mit einem Produkt 28 zu kommunizieren. In solchen Konstruktionen könnte das Kommunikationsorgan 24 eine eingebettete Elektronik oder eingebettete Schaltungen 24, beispielsweise RFID-Tags, WI-FI usw. umfassen. Die Elektronik oder die Schaltungen 24 könnten durch ein Signal (z. B. ein WI-FI-Signal) von dem Produkt 28 mit Leistung versorgt werden. Die Rückkopplung/Informationen, die zwischen dem Zubehör 20 und dem Produkt 28 kommuniziert werden, können im Allgemeinem beispielsweise die Zubehörgröße, den Durchmesser, die Anzahl von Schneidelementen, die optimale Drehzahl, die ideale Vorschubrate, das von dem Zubehör zu schneidende Material usw. umfassen. Das Zubehör 20 könnte andere Typen von Kommunikationselementen 24 umfassen, beispielsweise einen Wärmesensor 24, um die Temperatur des Zubehörs 20 oder des Werkstücks 40 zu messen.
Wie in 3A gezeigt ist, könnte ein RFID-Tag 24 im Schaft eines Bohrers 20 positioniert sein. Wie in den 3B–3E gezeigt ist, könnte eine RFID-Schaltung 24 in einen Schlitz in einem Sägeblatt 20 gegossen oder an einem Sägeblatt 20 als eine Etikettschaltung positioniert sein.
Die 4A–4D veranschaulichen ein Beispiel des Betriebs eines Produkts 28 wie beispielsweise eines Drehbohrhammers beim Drehbohrhämmern. Wenn Beton mit einem Drehbohrhammer 28 gebohrt wird, können die Bohrgeschwindigkeiten von der Drehzahl der Bohrerspitze 20 und/oder den Schlägen pro Minute an der Bohrerspitze 20 abhängen. Diese zwei Variablen sind im Allgemeinen nicht unabhängig und ändern sich in Abhängigkeit beispielsweise von dem Bohrerspitzendurchmesser, der Anzahl der Schneidelemente an der Bohrerspitze und dergleichen.
Wie in den 4A und 4D gezeigt ist, bricht die Bohrerspitze 20 dann, wenn Beton gebohrt wird, tatsächlich den Beton am Boden des Lochs durch eine Hammerbewegung, woraufhin sie den Abfall durch die Drehbewegung entfernt. Der Zeitverlauf der Schläge ist für die Bohrgeschwindigkeit kritisch. Beispielsweise besitzen einigen Betonbohrerspitzen 20 zwei Schneidelemente 44 (siehe 4B, während andere vier Schneidelemente 44 besitzen (siehe 4C). In Abhängigkeit von der Anzahl der Schneidelemente 44 an der Unterseite der Bohrerspitze 20 unterscheidet sich das Schlagmuster für eine gegebene Drehzahl. Die Bohrraten werden dann verbessert, wenn das Schneidelement 44 auf den Beton in einem aufeinander folgenden Muster schlägt, wodurch die Betonkante getroffen wird, um eine neue Oberfläche zu zerbrechen (z. B. erfolgt der nächste Aufschlag an der Oberseite der Bruchkante).
Derzeit besteht für einen Anwender keinerlei Rückkopplung von dem Zubehör 20 zum Bohrer 28. Mit dem veranschaulichten "intelligenten" Zubehör 20 würde der Bohrer 28 beispielsweise den Bohrerspitzendurchmesser und die Anzahl von Schneidelementen 44 (über eine Kommunikation von dem Zubehör 20) kennen. Durch diese Rückkopplung/Informationen kann der Bohrer 28 dann das Aufschlagmuster in Bezug auf die Drehzahl optimieren. Diese Parameter können in dem Bohrer 28 im Voraus programmiert worden sein.
Wie in den 5A und 5B gezeigt ist, enthält ein Schlagbohrer 28 einen Tiefensensor 48, der eine Rückkopplung/Informationen zu dem Bohrer 28 bezüglich der Tiefe des Schnittes sendet, wobei der Bohrer 28 "lernen" könnte, um ein Verhältnis der Bohrdrehzahl zu der Schlaganzahl pro Umdrehung zu wählen, um die Bohrraten (d. h. die in Zoll gemessene Bohrtiefe pro Minute) zu erhöhen. Diese Kombination aus einem "intelligenten" Zubehör 20 und einem "intelligenten" Werkzeug 28 kann die früher vom Anwender ausgeführten Funktionen (z. B. Auslöseposition, ausgeübte Kraft durch die Bedienungsperson usw.) verringern oder sogar beseitigen. Von einem Anwender ausgeführte Funktionen sind gewöhnlich inkonsistent und für die gewünschte Operation nicht optimal. Wie in 5A gezeigt ist, könnte der Tiefensensor 48 elektronisch, beispielsweise mit Infrarotwellen oder Schallwellen (Ultraschallwellen) arbeiten (z. B. als Sicherungssensor für ein Kraftfahrzeug, als Laser usw.). Wie in 5B gezeigt ist, könnte der Tiefensensor 48 ein mechanischer Sensor sein, beispielsweise ein Stab, der die Werkstückoberfläche berührt und eine Schnittstelle mit dem Werkzeug 28 bildet und mit diesem kommuniziert.
Damit ein "intelligentes" Zubehör 20 im Allgemeinen die Drehzahl und die Schläge pro Minute des Werkzeugs 28 (Bohrer) ansteuert oder steuert, müssen diese Aktivitäten getrennt gesteuert werden. Derzeit wird ein Motor zum Steuern sowohl der Drehzahl als auch des Hämmerns in irgendeinem im Voraus definierten Verhältnis verwendet.
Dieses Verhältnis ist typischerweise nur für eine Größe des Bohrerspitzendurchmessers in einer Konfiguration des Schneidelements 44 optimal. Ein "intelligentes" Werkzeug 28 kann zwei Motoren besitzen, einen für die Steuerung des Hämmerns und einen für die Steuerung der Drehzahl. Das "intelligente" Zubehör 20 kommuniziert mit dem Werkzeug 28, wobei das Werkzeug 28 durch Betreiben der einzelnen Motoren mit unterschiedlichen Drehzahlen antwortet, wodurch das Bohrhämmern (d. h. die Schläge pro Umdrehung und die Drehzahlen) für eine bestimmte Bohrerspitze 20, die mit dem Werkzeug 28 verbunden worden ist, gesteuert wird.
Ferner könnte, sobald mit dem Bohren begonnen wird, eine Rückkopplung der Bohrrate verwendet werden, um das Hämmern und die Drehzahlen zu optimieren. Der Anwender würde lediglich das Werkzeug 28 einschalten müssen, während der restliche Betrieb "automatisch" erfolgen würde.
Wie in 6 gezeigt ist, enthält in einer Konstruktion die Kreissäge 28 einen Sensor 36, der sich in der Kreissäge befindet und der Blattschlitze aufnimmt. Aus den durch den Sensor 36 aufgenommenen Informationen bestimmt die Kreissäge 28 den Typ des Blattes 20 und den Typ des mit dem Blatt 20 zu schneidenden Materials und stellt somit den Betrieb der Kreissäge 28 entsprechend ein (z. B. die Geschwindigkeit des Werkzeugs). In einer solchen Konstruktion könnte das Produkt 28 mit einem elektronisch gesteuerten Motor oder mit einem Universalmotor mit Drehzahlrückkopplung ausgerüstet sein. Die Elektronik in dem Produkt 28 könnte so betreibbar sein, dass sie die Geschwindigkeit des Blattes 20 (und die Geschwindigkeit des Motors) für den Entwurf/Typ des Blattes optimiert.
In einigen Aspekten kann ein einzelnes Zubehör 20 für viele verschiedene Schneidmaterialien optimiert sein. Beispielsweise kann ein einzelnes Kreissägenblatt 20 gemäß dem Typ des durch das Blatt 20 zu schneidenden Materials optimiert sein.
Das "intelligente" Zubehör 20 nimmt dem Anwender das Raten ab, außerdem schafft die Kommunikation zwischen dem Zubehör 20 und dem Produkt 28 den optimalen Betrieb des Zubehörs 20 und des Produkts 28. Daher werden die Variablen, die ein effizientes Schneiden des Blattes 20 und eine lange Lebensdauer des Blattes 20 ermöglichen, im Allgemeinen durch das Werkzeug 28 und das Zubehör 20 und nicht durch den Anwender gesteuert. In solchen Konstruktionen ist es nicht erforderlich, dass der Anwender die optimalen Betriebscharakteristiken kennt und die Säge 28 auf diese Charakteristiken einstellt. Wie in den 7A und 7B gezeigt ist, enthält ein Produkt 28 wie beispielsweise eine Schleifmaschine eine Gegenplatte 52 mit einem darin vorhandenen Loch 56, eine Schleifscheibe 20 mit wenigstens einem darin definierten Loch 24 (siehe 7B) und einen Sensor 36, der in dem Loch 56 positioniert ist, das in der Gegenplatte 52 definiert ist, um das Vorhandensein des oder der Löcher 24, die in der Schleifscheibe 20 definiert sind, zu erfassen. Der Sensor 36 schafft eine Rückkopplung/Informationen für die Schleifmaschine 28 anhand der durch den Sensor 36 erfassten Löcher 24. Dieser Typ einer Kommunikation ist eine kontaktlose/mechanische Kommunikation zwischen der Schleifmaschine 28 und der Schleifscheibe 20. Wie in 7C gezeigt ist, kann alternativ ein RFID-Tag 24 an der Schleifscheibe 20 vorgesehen sein, um mit der Schleifmaschine 28 die Charakteristiken der Schleifscheibe 20, beispielsweise das geeignete Material, auf dem die Schleifscheibe 20 arbeiten sollte, die optimale Geschwindigkeit der Schleifscheibe 20 usw., zu kommunizieren. Die optimale Materialabtragung während des Schleifens hängt typischerweise von der Drehzahl der Scheibe 20 ab.
In den 8A und 8B ist ein Produkt 28 wie beispielsweise eine Gattersäge veranschaulicht, die ein Zubehör 20 wie beispielsweise ein Gattersägenblatt, das mit ihr verbunden ist, besitzt. Das Gattersägenblatt 20 umfasst wenigstens ein in ihm vorgesehenes Loch 24, außerdem enthält die Gattersäge 28 einen Sensor 36 zum Erfassen des Vorhandenseins des oder der Löcher 24 in dem Gattersägenblatt und zum Übermitteln der Rückkopplung/Informationen über das Sägeblatt 20 an die Gattersäge 28. Beispielsweise sollte die Gattersägenblatt-Geschwindigkeit auf eine Schneidgeschwindigkeit und eine Blattlebensdauer während des Schneidens von Metall eingestellt werden. Verbesserungen an der Schneidgeschwindigkeit und der Blattlebensdauer können durch Verlangsamen oder Beschleunigen des Blattes 20 anhand der Anzahl von Zähnen pro Zoll vorgenommen werden. Dies gilt für eine große Vielfalt von Sägeblättern.
9 veranschaulicht eine Anzeigevorrichtung 60, die so betreibbar ist, dass sie Charakteristiken eines Produkts 28 wie beispielsweise eines Elektrowerkzeugs überwacht und bestimmte Informationen über den Betrieb des Produkts 28 einem Anwender anzeigt. Solche Charakteristiken können beispielsweise die Betriebsgeschwindigkeit oder die Vorschubrate, die Zubehörtemperatur, die Werkstücktemperatur usw. sein. Eine solche Vorrichtung 60 kann mit vorhandenen "unintelligenten" Werkzeugen (z. B. ohne Elektronik für eine Kommunikation mit einem "intelligenten Zubehör") verwendet werden. Beispielsweise kann ein "intelligentes" Zubehör 20 eine RFID-Schaltung 24 umfassen, die mit der Anzeigevorrichtung 60 kommuniziert, um dem Anwender über visuelle oder hörbare Mittel die optimale Kraft und die optimale Geschwindigkeit des Werkzeugs 28 beim Schneiden oder Bohren anzuzeigen. In einer solchen Konstruktion müsste ein Anwender den Betrieb des Werkzeugs 28 anhand des oder der Signale von der Vorrichtung 60 einstellen. Von der Vorrichtung 60 werden wenigstens sowohl die Geschwindigkeit (über eine Trigger-Geschwindigkeitssteuerung) als auch die Kraft durch Ausüben von mehr oder weniger Kraft auf das Werkzeug 28 dem Anwender angezeigt. Die Vorrichtung 60 kann mit einem Anwender durch LEDs 64 (z. B. gibt eine erleuchtete grüne LED an, dass eine höhere Kraft erforderlich ist, um die optimale Kraft zu erreichen, während eine erleuchtete rote LED angibt, dass weniger Kraft erforderlich ist, um die optimale Kraft zu erreichen), durch Beleuchten von Pfeilen 68 (z. B. geben erleuchtete nach rechts zeigende Pfeile an, dass eine höhere Geschwindigkeit erforderlich ist, um die optimale Geschwindigkeit zu erreichen, während erleuchtete Pfeile, die nach links zeigen, angeben, dass eine geringere Geschwindigkeit erforderlich ist, um die optimale Geschwindigkeit zu erreichen) oder durch Lautsprecher und dergleichen kommunizieren. Die Anzeigevorrichtung 60 kann durch eine Wechselspannungsleistungsquelle über ein Wechselspannungskabel mit Leistung versorgt werden. Alternativ kann die Anzeigevorrichtung 60 durch eine Batterie mit Leistung versorgt werden. Solche Batterien, die für die Versorgung der Anzeigevorrichtung mit Leistung verwendet werden, können Elektrowerkzeugbatterien oder übliche Haushaltsbatterien sein.
Beispielsweise können die gewünschte oder optimale Geschwindigkeit und die gewünschte oder optimale Kraft, die erforderlich sind, an dem Zubehör 20 auf mechanische oder elektronische Weise mit einem geeigneten Kommunikationsorgan 24 identifiziert werden. Das Zubehör 20 (z. B. die Bohrerspitze oder das Blatt) und eine Abstandsmessvorrichtung 48 können Informationen an die Vorrichtung 60 bezüglich der Änderung der Verlagerung (Δd) und der Betriebsgeschwindigkeit übermitteln. Mit diesen Informationen informiert die Vorrichtung 60 den Anwender darüber, die Kraft und die Geschwindigkeit an dem Produkt zu erhöhen oder zu erniedrigen. Durch die Hinzufügung eines Wärmesensors 24 in dem Zubehör 20 (der beispielsweise im Körper des Zubehörs oder in einem RFID-Tag des Zubehörs positioniert ist) kann die Kommunikation sogar noch nützlicher sein, um die Lebensdauer des Zubehörs 20 zu verlängern.
Bestimmte Kunden empfehlen, dass die Zulieferer statt einer herkömmlichen Strichcodierung die RFID-Technologie verwenden, um beispielsweise Produkte für Inventarisierungszwecke zu identifizieren. Beispielsweise könnte erforderlich sein, dass Zubehör auf seiner Verpackung RFID-Tags hat. Ein "intelligentes" Zubehör 20 mit einem RFID-Integral 24 für eine Kommunikation mit dem Elektrowerkzeug 28 könnte auch das Zubehör 20 in einem Inventarisierungssystem identifizieren (z. B. könnte ein Lesegerät während der Inventarisierungsvorgänge verwendet werden, um das Zubehör zu identifizieren). Diese Doppelbetriebsart des RFID-Systems könnte gegenüber der Bereitstellung zweier getrennter Tags (z. B. ein RFID-Tag für die Inventarisierungskontrolle und ein weiterer RFID-Tag für die Betriebskommunikation) oder gegenüber einem RFID-Tag für die Inventarisierung und anderen mechanischen oder elektronischen Merkmale an dem Zubehör für eine Kommunikation mit dem Produkt Geld sparen.
Die 10A und 10B veranschaulichen eine Weise der Überwachung der Geschwindigkeitssteuerung eines Elektrowerkzeugs in Form einer Rückkopplung auf Tachometerbasis. Das Elektrowerkzeug umfasst eine Motorwelle 70, Lager 71, einen Magneten 72 und einen Kommutator 76. Die Geschwindigkeitssteuerung wird durch Anordnen des Magneten 72 hinter dem Kommutator 76 und durch Anordnen eines Induk tors 80 in der Nähe des Magneten 72, um die Rate der Nord-/Südpole aufzunehmen und um dadurch die Drehzahl des Elektrowerkzeugs zu bestimmen, ausgeführt.
Bei einer Anordnung eines "intelligenten" Werkzeugs 20 wie beispielsweise eines Kreissägenblatts mit Löchern 24 und einem Aufnahmesensor 36 ist ein magnetisches Rückkopplungsverfahren auf Tachometerbasis nicht erforderlich. Das "intelligente" Zubehör 20 hat einen doppelten Zweck: Es wirkt als Verfahren für die Kommunikation zwischen dem Zubehör 20 und dem Werkzeug 28 und es wirkt dahingehend, dass es Informationen für die Geschwindigkeitssteuerung für das Werkzeug 28 bereitstellt.
Die 11A und 11B veranschaulichen ein "intelligentes" Zubehör 20, das einen Temperatursensor 24 enthält. Wie gezeigt ist, bildet der Temperatursensor 24 einen Teil einer RFID-Komponente 24. Alternativ könnte ähnlich wie in den 3A und 5B ein selbstständiger Temperatursensor 24 im Körper des Zubehörs 20 positioniert sein. Das meiste Elektrowerkzeug-Zubehör wird verwendet, um Werkstückmaterial zu entfernen. Im Prozess des Schneidens, Schleifens, Bohrens, Sägens und dergleichen entsteht während des Materialentfernungsprozesses Wärme. Die Temperatur ist eine Hauptursache für die Abnahme der Qualität der Schneidkante ohne Berücksichtigung eines allgemeinen Aufschlagfehlers. Daher ist die Fähigkeit, die Temperatur des Zubehörs zu überwachen und diese Informationen dem Elektrowerkzeug und dem Anwender zuzuführen, für die Verlängerung der Lebensdauer des Schneidwerkzeugs und/oder für die Verbesserung der Leistung des Schneidwerkzeugs wichtig. Daher könnte ein "intelligentes" Zubehör 20 in dem Prozess der Kommunikation der Schneidwerkzeugtemperatur zu dem Elektrowerkzeug 28 und beim Einstellen des Betriebs des Elektrowerkzeugs 28 auf der Grundlage solcher Informationen nützlich sein.
Selbstverständlich umfassen die beschriebenen Konstruktionen viele verschiedenen Alternativen und Abwandlungen in Bezug auf die oben diskutierten und in den Zeichnungen veranschaulichten Beispiele. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt solche Alternativen und Abwandlungen anhand der hier gegebenen Offenbarung, weshalb solche Alternativen und Abwandlungen innerhalb des Erfindungsgedankens und des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
Zusammenfassung
Intelligentes Zubehör für Elektrowerkzeuge
Es werden Zubehör für Elektrowerkzeuge und Kombinationen geschaffen. Ein Zubehör für ein Elektrowerkzeug kann einen Körper, der einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Zubehörs mit dem Elektrowerkzeug und ein Kommunikationsorgan, das an dem Körper positioniert ist, um mit dem Elektrowerkzeug zu kommunizieren, umfassen. Das Zubehör kann über das Kommunikationsorgan mit einem Elektrowerkzeug und mit einem Inventarisierungssystem kommunizieren. Die Kombination kann ein Elektrowerkzeug mit einem Gehäuse und einem durch das Gehäuse unterstützten Motor sowie ein Elektrowerkzeug-Zubehör, das mit dem Elektrowerkzeug verbindbar und durch den Motor antreibbar ist, umfassen, wobei das Elektrowerkzeug-Zubehör mit dem Elektrowerkzeug kommunizieren kann, um den Betrieb des Elektrowerkzeugs zu beeinflussen. Eine Kombination kann eine Anzeigevorrichtung aufweisen, die betreibbar ist, um einem Anwender Betriebscharakteristiken des Elektrowerkzeugs anzuzeigen. Das Kommunikationsorgan kann betreibbar sein, um mit der Anzeigevorrichtung zu kommunizieren.

Claims

Zubehör für ein Elektrowerkzeug, wobei das Zubehör umfasst: einen Körper, der einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Zubehörs mit dem Elektrowerkzeug enthält; und ein Kommunikationsorgan, das an dem Körper positioniert ist, um mit dem Elektrowerkzeug zu kommunizieren.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Zubehör ein Kreissägenblatt ist.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Zubehör ein Bohrer ist.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Zubehör ein Gattersägenblatt ist.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Zubehör eine Drehbohrhammer-Spitze ist.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Zubehör eine Schleifscheibe ist.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Zubehör eine Lochsäge ist.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsorgan mit dem Elektrowerkzeug kommuniziert, um den Betrieb des Elektrowerkzeugs zu beeinflussen.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsorgan mit dem Elektrowerkzeug durch Herstellen eines direkten Kontakts mit dem Elektrowerkzeug kommuniziert.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsorgan mit dem Elektrowerkzeug auf eine Weise kommuniziert, die keinen direkten Kontakt erfordert.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsorgan mit dem Elektrowerkzeug elektronisch kommuniziert.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsorgan eine Vertiefung oder eine Keilnut ist und wobei die Vertiefung bzw. die Keilnut mit dem Elektrowerkzeug durch Herstellen eines direkten Kontakts mit dem Elektrowerkzeug kommuniziert.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsorgan ein Loch oder eine Kerbe ist, die in dem Körper des Zubehörs definiert ist, und wobei das Loch bzw. die Kerbe mit dem Elektrowerkzeug dadurch kommuniziert, dass das Elektrowerkzeug das Loch bzw. die Kerbe erfasst.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsorgan eine elektronische Komponente ist und wobei das Kommunikationsorgan eine RFID-Komponente oder eine WI-FI-Komponente ist.
Zubehör nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsorgan ein Temperatursensor ist.
Kombination, die umfasst: ein Elektrowerkzeug, das ein Gehäuse und einen durch das Gehäuse unterstützten Motor enthält; und ein Elektrowerkzeug-Zubehör, das mit dem Elektrowerkzeug verbindbar und durch den Motor antreibbar ist, wobei das Elektrowerkzeug-Zubehör mit dem Elektrowerkzeug kommuniziert, um den Betrieb des Elektrowerkzeugs zu beeinflussen.
Kombination nach Anspruch 16, wobei das Zubehör einen Körper mit einem Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Zubehörs mit dem Elektrowerkzeug enthält und wobei das Zubehör außerdem ein Kommunikationsorgan enthält, das an dem Körper positioniert ist, um mit dem Elektrowerkzeug zu kommunizieren.
Kombination nach Anspruch 16, wobei das Elektrowerkzeug-Zubehör mit dem Elektrowerkzeug durch Herstellen eines direkten Kontakts mit dem Elektrowerkzeug kommuniziert.
Kombination nach Anspruch 16, wobei das Elektrowerkzeug-Zubehör mit dem Elektrowerkzeug auf eine Weise kommuniziert, die einen direkten Kontakt nicht erfordert.
Kombination nach Anspruch 16, wobei das Elektrowerkzeug-Zubehör mit dem Elektrowerkzeug elektronisch kommuniziert.
Kombination nach Anspruch 16, wobei das Zubehör ein Kommunikationsorgan für eine Kommunikation mit dem Elektrowerkzeug enthält.
Kombination nach Anspruch 21, wobei das Kommunikationsorgan eine Vertiefung oder eine Keilnut ist und wobei das Elektrowerkzeug einen Sensor enthält, der mit der Vertiefung bzw. der Keilnut in direktem Kontakt ist.
Kombination nach Anspruch 21, bei der das Kommunikationsorgan ein Loch oder eine Kerbe ist, die in dem Zubehör definiert sind, und wobei das Elektrowerkzeug einen Sensor enthält, der betreibbar ist, um das Loch bzw. die Kerbe zu erfassen.
Kombination nach Anspruch 21, wobei das Kommunikationsorgan eine elektronische Komponente ist und wobei das Kommunikationsorgan eine RFID-Komponente oder eine WI-FI-Komponente ist.
Kombination nach Anspruch 21, wobei das Kommunikationsorgan ein Temperatursensor ist.
Kombination, die umfasst: ein Elektrowerkzeug, das ein Gehäuse und einen durch das Gehäuse unterstützten Motor enthält; ein Elektrowerkzeug-Zubehör, das mit dem Elektrowerkzeug verbindbar und durch den Motor antreibbar ist, wobei das Zubehör ein Kommunikationsorgan enthält; und eine Anzeigevorrichtung, die betreibbar ist, um dem Anwender Charakteristiken bezüglich des Betriebs des Elektrowerkzeugs anzuzeigen; wobei das Kommunikationsorgan betreibbar ist, um mit dem Elektrowerkzeug und/oder der Anzeigevorrichtung zu kommunizieren.
Kombination nach Anspruch 26, wobei das Kommunikationsorgan mit der Anzeigevorrichtung kommuniziert.
Kombination nach Anspruch 26, wobei das Kommunikationsorgan eine elektronische Komponente ist und mit dem Elektrowerkzeug und/oder der Anzeigevorrichtung elektronisch kommuniziert.
Kombination nach Anspruch 28, wobei das Kommunikationsorgan eine RFID-Komponente oder eine WI-FI-Komponente ist.
Kombination nach Anspruch 28, wobei das Kommunikationsorgan mit der Anzeigevorrichtung kommuniziert.
Kombination nach Anspruch 26, wobei die Anzeigevorrichtung eine LED enthält, um dem Anwender Charakteristiken bezüglich des Betriebs des Elektrowerkzeugs anzuzeigen.
Kombination nach Anspruch 26, wobei die Anzeigevorrichtung einen Pfeil aufweist, der beleuchtet werden kann, um dem Anwender Charakteristiken bezüglich des Betriebs des Elektrowerkzeugs anzuzeigen.
Kombination nach Anspruch 26, wobei die Anzeigevorrichtung mehrere Anzeigeeinrichtungen umfasst, um dem Anwender mehrere Charakteristiken bezüglich des Betriebs des Elektrowerkzeugs anzuzeigen.
Kombination nach Anspruch 26, wobei die Anzeigevorrichtung durch eine Leistungsquelle getrennt von dem Elektrowerkzeug mit Leistung versorgt wird.
Kombination nach Anspruch 34, wobei die Anzeigevorrichtung ein Wechselspannungskabel umfasst, um die Anzeigevorrichtung mit einer Wechselspannungsquelle zu verbinden.
Kombination nach Anspruch 34, wobei die Leistungsquelle eine Batterie ist.
Kombination nach Anspruch 34, wobei die Leistungsquelle eine Elektrowerkzeug-Batterie ist.
Zubehör für ein Elektrowerkzeug, wobei das Zubehör mit einem Elektrowerkzeug und einem Inventarisie rungssystem kommunizieren kann, wobei das Zubehör umfasst: einen Körper, der einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Zubehörs mit dem Elektrowerkzeug enthält; und ein Kommunikationsorgan, das an dem Körper angeordnet ist, um mit dem Elektrowerkzeug und mit dem Inventarisierungssystem zu kommunizieren.
Zubehör nach Anspruch 38, wobei das Kommunikationsorgan eine elektronische Komponente ist.
Zubehör nach Anspruch 39, wobei das Kommunikationsorgan eine RFID-Komponente oder eine WI-FI-Komponente ist.