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 Kommunikationsorgan 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 Elektrowerkzeug
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 beispielsweise 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
(&Dgr;d) 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 Induktors 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.