DE10340426B4

DE10340426B4 - Hand-operated machine tool

Info

Publication number: DE10340426B4
Application number: DE2003140426
Authority: DE
Inventors: Hans Martin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: DE10340426A1

Abstract

Handgeführte Werkzeugmaschine, umfassend:
a) ein der Bearbeitung eines Materials (20) dienendes Werkzeug (3) oder nur eine Halteeinrichtung (2) für solch ein Werkzeug (3), wobei das Werkzeug (3) für die Bearbeitung relativ zu einer Bearbeitungsfläche des Materials (20) auszurichten ist,
b) mehrere voneinander beabstandete Sender (11) zum Senden von Signalen,
c) wenigstens drei voneinander beabstandete Empfänger (12) für den Empfang der von dem Material (20) reflektierten Signale der Sender (12),
d) eine Auswerteeinrichtung (13), die aus den empfangenen Signalen die Ausrichtung des Werkzeugs (3) relativ zu dem Material (20) und/oder die Eindringtiefe des Werkzeugs (3) in das Material (20) ermittelt,
e) und eine Anzeigeeinrichtung (18, 19) zum Anzeigen der ermittelten Ausrichtung und/oder Eindringtiefe,
dadurch gekennzeichnet, dass
f) wenigstens drei Sender (11) zum Senden von gegen die Bearbeitungsfläche gerichtete Signalen vorgesehen sind,
g) und jedem der Sender (11) nur einer der Empfänger (12) und...Hand-held machine tool, comprising:
a) a tool (3) serving for machining a material (20) or only a holding device (2) for such a tool (3), wherein the tool (3) is to be aligned for machining relative to a working surface of the material (20) .
b) a plurality of spaced transmitters (11) for transmitting signals,
c) at least three spaced-apart receivers (12) for receiving the signals of the transmitters (12) reflected by the material (20),
d) an evaluation device (13) which determines from the received signals the orientation of the tool (3) relative to the material (20) and / or the penetration depth of the tool (3) into the material (20),
e) and a display device (18, 19) for displaying the determined orientation and / or penetration depth,
characterized in that
f) at least three transmitters (11) are provided for transmitting signals directed against the processing surface,
g) and each of the transmitters (11) only one of the receivers (12) and ...

Description

Die Erfindung betrifft die Erkennung der Ausrichtung eines Werkzeugs einer handgeführten Werkzeugmaschine relativ zu einem zu bearbeitenden Material und/oder die Erkennung der Eindringtiefe des Werkzeugs in das Material. Die Erfindung betrifft dementsprechend eine handgeführte Werkzeugmaschine mit einer entsprechenden Erkennungsvorrichtung und auch eine Erkennungsvorrichtung als solche, die mit einer handgeführten Werkzeugmaschine verbindbar ist. Die handgeführte Werkzeugmaschine kann insbesondere eine Bohrmaschine sein, für die die Ausrichtung ihres Bohrers oder die Bohrtiefe oder beides in Kombination ermittelt wird.The The invention relates to the detection of the orientation of a tool a hand-held machine tool relative to a material to be processed and / or detection the penetration depth of the tool into the material. The invention relates accordingly a hand-held Machine tool with a corresponding recognition device and also a recognition device as such, with a hand-held machine tool is connectable. The hand-held Machine tool may in particular be a drill for which the Alignment of your drill bit or drilling depth or both in combination is determined.

Bohrmaschinen mit Vorrichtungen zur Ermittlung und Anzeige der Bohrtiefe sind aus der DE 197 51 209 A1 und der DE 28 55 217 A1 bekannt. Nach der DE 197 51 209 A1 wird die Bohrtiefe mit einem axial gegen eine Federkraft verschieblichen Abstandsfühler mechanisch gemessen, während die Bohrtiefe nach der DE 28 55 217 A1 berührungslos mit einem Sender und einem Empfänger ermittelt wird. Problematisch ist bei dieser Art der reinen Bohrtiefenmessung die allein vom Augenmaß abhängige Ausrichtung des Bohrers.Drilling machines with devices for determining and displaying the drilling depth are from DE 197 51 209 A1 and the DE 28 55 217 A1 known. After DE 197 51 209 A1 the drilling depth is mechanically measured with a distance sensor displaceable axially against a spring force, while the drilling depth after the DE 28 55 217 A1 is determined without contact with a transmitter and a receiver. The problem with this type of pure drilling depth measurement is solely dependent on the eye size alignment of the drill.

Die DE 198 06 032 A1 beschreibt eine Erkennungsvorrichtung für eine exakte Ausrichtung des Bohrers senkrecht zu einer Bohrfläche. Die Erkennungsvorrichtung ist als Winkeltastkopf gebildet und umfasst eine Parallelscheibe, Drucktaster und eine optische Kontrollanzeige. Die Erkennungsvorrichtung ist mit einem Haltegriff verbunden, der mit der Bohrmaschine verbunden wird. Für die Ausrichtung des Bohrers werden der Haltegriff mit dem Winkeltastkopf an der Bohrmaschine befestigt und die Parallelscheibe des Winkeltastkopfs an die Bohrfläche angelegt. Entsprechend der Ausrichtung der Bohrachse werden von der Parallelscheibe die Drucktaster betätigt und dadurch die Ausrichtung ermittelt. Für die Ausrichtung muss somit eine Parallelscheibe an die Bohrfläche angelegt werden. Der Winkeltaster ist auf die exakt senkrechte Ausrichtung der Bohrachse zur Bohrfläche oder doch zumindest auf eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung beschränkt. Ferner müssen die Führungen der relativ zueinander bewegbaren Teile der Erkennungsvorrichtung sehr genau gefertigt sein, um eine entsprechend genaue Ausrichtung zu ermöglichen.The DE 198 06 032 A1 describes a recognition device for an exact alignment of the drill perpendicular to a drilling surface. The detection device is formed as an angle probe and includes a parallel disc, push button and a visual indicator. The recognition device is connected to a handle, which is connected to the drill. For the alignment of the drill, the handle with the angle probe attached to the drill and the parallel disc of the angle probe applied to the drilling surface. In accordance with the orientation of the drilling axis, the pushbuttons are actuated by the parallel disk, thereby determining the alignment. For alignment, a parallel disc must thus be applied to the drilling surface. The angle sensor is limited to the exact vertical orientation of the drilling axis to the drilling surface or at least to a substantially vertical orientation. Furthermore, the guides of the relatively movable parts of the detection device must be made very accurately to allow a correspondingly accurate alignment.

Eine aus der DE 100 13 943 A1 bekannte Vorrichtung zur Erkennung der Ausrichtung einer Bohrmaschine umfasst einen Lasersender, einen Reflektorspiegel und eine Mattscheibe. Der Lasersender und die Mattscheibe sind mit der Bohrmaschine verbunden. Der Reflektorspiegel wird auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Materials in der Nähe des Bohrlochs angebracht. Der Lasersender und die Mattscheibe sind relativ zueinander so angeordnet, dass der vom Lasersender gesendete Laserstrahl durch eine Bohrung der Mattscheibe hindurch parallel zur Bohrachse auf den Reflektorspiegel gerichtet ist. Bei exakt senkrechter Ausrichtung der Bohrachse tritt der reflektierte Laserstrahl durch die Bohrung der Mattscheibe. Die Mattscheibe ist mit einem Koordinatensystem versehen mit der Bohrung als Koordinatenmittelpunkt. Bei nicht exakt senkrechter Ausrichtung der Bohrachse ist der reflektierte Laserstrahl in dem Koordinatensystem der Mattscheibe als Lichtpunkt sichtbar, so dass der Benutzer aus der Lage des Lichtpunkts im Koordinatensystem der Mattscheibe auf die Ausrichtung der Bohrmaschine schließen und diese gegebenenfalls danach ausrichten kann. Umständlich ist, dass ein Reflektorspiegel auf der Bohrfläche angebracht werden muss. Die Vorrichtung dürfte darüber hinaus auch nur bei kleinen Neigungswinkeln, gemessen zur Senkrechten auf die Bohrfläche, geeignet sein, da das Koordinatensystem und damit die Mattscheibe mit zunehmendem Neigungswinkel unhandlich groß wird.One from the DE 100 13 943 A1 known device for detecting the alignment of a drill comprises a laser transmitter, a reflector mirror and a ground glass. The laser transmitter and the ground glass are connected to the drill. The reflector mirror is mounted on the surface of the material to be machined near the borehole. The laser transmitter and the ground glass are arranged relative to each other so that the laser beam emitted by the laser transmitter is directed through a hole in the ground glass screen parallel to the drilling axis on the reflector mirror. With exactly vertical alignment of the drilling axis, the reflected laser beam passes through the hole of the ground glass. The ground glass is provided with a coordinate system with the hole as the coordinate center. If the drilling axis is not exactly vertical, the reflected laser beam is visible in the coordinate system of the ground glass as a light spot, so that the user can deduce the orientation of the drilling machine from the position of the light spot in the coordinate system of the ground glass and, if appropriate, align it accordingly. It is awkward that a reflector mirror must be mounted on the drilling surface. The device should also be suitable only at small angles of inclination, measured to the perpendicular to the drilling surface, since the coordinate system and thus the ground glass becomes unwieldy with increasing inclination angle.

Berührungslos arbeitende Erkennungsvorrichtungen, die auch ohne auf der Bohrfläche anzubringende Komponenten auskommen, sind aus der DE 100 37 019 A1 und der DE 43 36 730 A1 bekannt.Non-contact detection devices, which do not need to be mounted on the drilling surface components are from the DE 100 37 019 A1 and the DE 43 36 730 A1 known.

Die Vorrichtung der DE 100 37 019 A1 umfasst einen Ultraschallsender und zwei Ultraschallempfänger, die an der Bohrmaschine je mit einem radialen Abstand zur Bohrachse und winklig zueinander angebracht sind. Das von dem Sender gesendete Ultraschallsignal wird von der Bohrfläche reflektiert und von den Empfängern empfangen. Durch eine Laufzeitmessung und/oder eine Interferenzerfassung wird eine Winkelstellung der Bohrmaschine zur Bohrfläche ermittelt. Eine eindeutige Erkennung der Ausrichtung dürfte schwierig sein.The device of DE 100 37 019 A1 comprises an ultrasonic transmitter and two ultrasonic receivers which are mounted on the drill each with a radial distance to the drilling axis and at an angle to each other. The ultrasonic signal transmitted by the transmitter is reflected off the drilling surface and received by the receivers. Through a transit time measurement and / or an interference detection, an angular position of the drill to the drilling surface is determined. Clear recognition of alignment is likely to be difficult.

Die aus der gattungsgemäßen DE 43 36 730 A1 bekannte Vorrichtung weist zwei Sender und drei Empfänger auf. Je einer der Sender ist mit je zwei der Empfänger entlang einer geraden Linie angeordnet, wobei einer der Empfänger den Kreuzpunkt der beiden Linien bildet, d.h. er ist beiden der Sender zugeordnet. Die beiden Linien weisen rechtwinklig zueinander und definieren eine Ebene, z.B. XY eines kartesischen Koordinatensystems. Der Aufsetzpunkt der Werkzeugspitze auf das Werkstück ist in dieser Ebene frei wählbar, aber zu Beginn des Ausrichtvorgangs des Werkzeuges bekannt, und bildet den Schnittpunkt des kartesischen Koordinatensystems, wobei die Rotationsachse des Werkzeuges die Z-Achse bildet. Durch die Koordinaten werden folglich drei Ebenen ZX, ZY, XY definiert, von denen eine Ebene, die Bearbeitungsebene (XY) vorgegeben ist. Bei aufgesetztem Werkzeug verbleiben daher nur zwei variable Ebenen (XZ und YZ), die die Ausrichtung des Werkzeuges im Verhältnis zur dritten Ebene (XY) bestimmen. Zur Bestimmung der Neigung einer Ebene des kartesischen Koordinatensystems genügt es, zwei endlich beabstandete Schnittpunkte der Ebene ZX oder ZY mit der XY Ebene zu bestimmen. Eine diese beiden Punkte verbindende Linie auf die Ebene XY projiziert zeigt an, um welches Maß die Ebene ZX oder ZY zum Aufsetzpunkt in X- und/oder Y-Richtung verschoben ist, d.h. den Neigungswinkeln des Werkzeuges in die jeweilige Richtung. Da zwei variable Ebenen zu bestimmen sind, bedarf es zwei solcher Anordnungen. Um zu einem Ergebnis bezüglich der Ausrichtung des Werkzeuges zu gelangen, bedarf es nach der DE 43 36 730 A1 zweier aufeinander folgender Messungen. Dabei wird einmal die Verschiebung der Ebene ZX und einmal die Verschiebung der Ebene ZY gemessen. Daraus wird der Wert der „charakteristischen Größe" ermittelt, der durch die zeitlich unterschiedlichen Aufnahmen der beiden Ausgangswerte immer nur ein Näherungswert zur Ist-Situation sein kann.The from the generic DE 43 36 730 A1 known device has two transmitters and three receivers. Each one of the transmitters is arranged with two of the receivers along a straight line, one of the receivers forming the cross point of the two lines, ie it is associated with both of the transmitters. The two lines are at right angles to each other and define a plane, eg XY of a Cartesian coordinate system. The point of application of the tool point on the workpiece is freely selectable in this plane, but known at the beginning of the alignment of the tool, and forms the intersection of the Cartesian coordinate system, wherein the axis of rotation of the tool forms the Z-axis. The coordinates thus define three planes ZX, ZY, XY, of which one plane, the working plane (XY), is predetermined. With attached tool therefore only two variab remain le planes (XZ and YZ) that determine the orientation of the tool relative to the third plane (XY). To determine the inclination of a plane of the Cartesian coordinate system, it is sufficient to determine two finely spaced intersections of the plane ZX or ZY with the XY plane. A line connecting these two points projected on the plane XY indicates by which amount the plane ZX or ZY is displaced to the touchdown point in the X- and / or Y-direction, ie the inclination angles of the tool in the respective direction. Since two variable levels are to be determined, two such arrangements are needed. In order to reach a result regarding the alignment of the tool, it is necessary to DE 43 36 730 A1 two consecutive measurements. In this case, once the displacement of the plane ZX and once the displacement of the plane ZY is measured. From this, the value of the "characteristic quantity" is determined, which can only be an approximate value to the actual situation due to the temporally different recordings of the two output values.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Ausrichtung eines Werkzeugs einer handgeführten Werkzeugmaschine relativ zu einem damit zu bearbeitenden Material und/oder die Ermittlung einer Eindringtiefe des Werkzeugs in das Material auf einfache und eindeutige Weise zu ermöglichen.It It is an object of the invention to align a tool a hand-held machine tool relative to a material to be processed therewith and / or the determination a penetration depth of the tool into the material to simple and to enable a clear way.

Die Erfindung betrifft eine handgeführte Werkzeugmaschine, die wenigstens die folgenden Komponenten umfasst: Ein der Bearbeitung eines Materials dienendes Werkzeug oder nur eine Halteeinrichtung für das Werkzeug, die wenigstens eine, vorzugsweise genau eine, auszurichtende Bearbeitungsachse des Werkzeugs vorgibt, mehrere Sender zum Senden von gegen die Bearbeitungsfläche des Materials gerichteten Signalen, wenigstens drei Empfänger für den Empfang der von dem Material reflektierten Signale der Sender, eine Auswerteeinrichtung und eine Anzeigeeinrichtung. Mittels des Werkzeugs wird das Material entlang wenigstens einer Bearbeitungsachse bearbeitet, die für eine korrekte Bearbeitung relativ zu der Bearbeitungsfläche des Materials ausgerichtet werden muss. Die Sender sind vorzugsweise so ausgerichtet, dass sie ihre Signale parallel zu der Bearbeitungsachse senden. Grundsätzlich kann die Senderichtung jedoch auch winkelig zu der Bearbeitungsachse weisen. Die Empfänger sind vorzugsweise so ausgerichtet, dass sie die reflektierten Signale bestmöglich, d.h. mit größtmöglicher Intensität, empfangen. Die empfangenen Signale werden von den Empfängern an die Auswerteeinrichtung ausgegeben. Die Auswerteeinrichtung ermittelt aus den Ausgangssignalen der Empfänger die Ausrichtung der Bearbeitungsachse relativ zu der Bearbeitungsfläche des Materials, oder die Eindringtiefe des Werkzeugs oder beides in Kombination. In Abhängigkeit von der ermittelten Ausrichtung und/oder Eindringtiefe bildet die Auswerteeinrichtung ein Ausgangssignal und gibt es an die Anzeigeeinrichtung aus. Die Anzeigeeinrichtung zeigt die ermittelte Ausrichtung und/oder Eindringtiefe an, vorzugsweise optisch. Die Ausrichtung wird vorzugsweise in einem zweidimensionalen Koordinatensystem symbolisch angezeigt. Die Anzeige der Eindringtiefe erfolgt vorzugsweise alphanumerisch.The Invention relates to a hand-held machine tool, comprising at least the following components: one of the processing a material serving tool or only a holding device for the Tool that at least one, preferably exactly one, to be aligned Machining axis of the tool specifies, multiple transmitters to send from against the working surface of the material directed signals, at least three receivers for reception the reflected from the material signals of the transmitter, an evaluation and a display device. The tool becomes the material edited along at least one machining axis, which is for a correct Machining aligned relative to the working surface of the material must become. The transmitters are preferably oriented so that they send their signals parallel to the machining axis. Basically However, the transmission direction also at an angle to the machining axis point. The recipients are preferably aligned so that they reflect the reflected signals best, i.e. with the greatest possible Intensity, receive. The received signals are received by the receivers the evaluation device issued. The evaluation device determines from the output signals of the receiver, the alignment of the machining axis relative to the working surface of the material, or the depth of penetration of the tool or both in combination. Dependent on of the determined orientation and / or penetration depth forms the Evaluation an output signal and outputs it to the display device out. The display device shows the determined orientation and / or Penetration depth, preferably optically. The orientation is preferably symbolically displayed in a two-dimensional coordinate system. The indication of the penetration depth is preferably alphanumeric.

Die Werkzeugmaschine ist vorzugsweise eine Handbohrmaschine. Sie kann jedoch auch beispielsweise eine Handfräse, ein Handschleifgerät, eine Handsäge, vorzugsweise Stichsäge, grundsätzlich aber auch Kreissäge, sein. Entsprechend ist das Werkzeug in der bevorzugten Ausbildung ein Bohrer und in den beispielhaft genannten anderen Ausführungen eine Fräse, ein Schleifkopf oder ein Sägeblatt. Die auszurichtende Bearbeitungsachse fällt im Allgemeinen mit einer für die gesamte Maschine maßgeblichen Maschinenachse zusammen, im Falle einer Bohr- oder Fräsmaschine mit der Bohrachse oder allgemeiner einer Ausgangsdrehachse der Maschine oder noch allgemeiner mit der für die Bearbeitung maßgeblichen Ausgangsachse der Maschine, um die das Ausgangsdrehmoment oder/und eine Ausgangskraft ausgeübt wird oder werden.The Machine tool is preferably a hand drill. she can but also, for example, a hand milling machine, a hand grinder, a handsaw preferably jigsaw, in principle but also circular saw, be. Accordingly, the tool is in the preferred embodiment a drill and in the other exemplified embodiments a milling machine, a grinding head or a saw blade. The machining axis to be aligned generally coincides with a for the entire machine relevant Machine axis together, in the case of a drilling or milling machine with the drilling axis or, more generally, an output rotational axis of the machine or more generally with the for the editing relevant Output axis of the machine to the output torque and / or exerted a starting force will or will.

Die Sender sind voneinander beabstandet und die Empfänger sind voneinander beabstandet. Die Abstände der Sender untereinander, die Abstände der Empfänger untereinander und die Anordnung der wenigstens drei Sender/Empfänger-Paare zueinander sind so gewählt, dass die Auswerteeinrichtung auf der Basis des empfangenen Reflexionsmusters den Neigungswinkel, den die Bearbeitungsachse zu einer Senkrechten auf die Bearbeitungsfläche aufweist, ermitteln kann. Der Begriff "Reflexionsmuster" ist nicht einschränkend bezüglich der Messmethode gemeint. Er bezieht sich auf die empfangenen Signale im Hinblick auf den von der Auswerteeinrichtung vorzunehmenden Signalvergleich. Für die Ermittlung der Ausrichtung wird es sich ausschließlich oder zumindest im wesentlichen um den Vergleich des zu einem Zeitpunkt empfangenen Signals von jedem der Empfänger mit dem zum gleichen Zeitpunkt empfangenen Signal jedes anderen der Empfänger handeln. Für die Ermittlung der Eindringtiefe handelt es sich allein oder zusätzlich um den Vergleich der zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Bearbeitung empfangenen Signale.The Transmitters are spaced apart and the receivers are spaced apart. The distances the transmitter among each other, the distances between the receivers themselves and the arrangement of the at least three transmitter / receiver pairs to each other are chosen that the evaluation device based on the received reflection pattern the Angle of inclination, the machining axis to a vertical the working surface has, can determine. The term "reflection pattern" is not meant to be limiting with respect to the measurement method. It refers to the received signals with regard to to be carried out by the evaluation device signal comparison. For the determination of Alignment will be exclusive or at least essentially to compare the signal received at one time from each of the recipients with the signal received at the same time every other the recipient act. For the determination of the penetration depth is alone or in addition to comparing at different times during the Processing received signals.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung für die Erkennung der Ausrichtung oder Eindringtiefe des Werkzeugs oder beider Parameter in Kombination, soweit solch eine Vorrichtung separat, d.h. ohne Werkzeugmaschine, hergestellt, vertrieben oder angeboten wird. In bevorzugter Ausführung ist die Vorrichtung als Zubehörteil für handgeführte Werkzeugmaschinen konzipiert. In bevorzugter Ausführung ist die Vorrichtung integraler Bestandteil eines Zubehörteils, das einen Haltegriff bildet. Der Haltegriff dient als zusätzlicher Haltegriff für die Werkzeugmaschine, um deren Führung bei der Materialbearbeitung zu verbessern. Solche Führungshaltegriffe sind weithin in Gebrauch, werden aber nach der Erfindung um die Funktion der Erkennung der Ausrichtung und/oder Eindringtiefe des Werkzeugs erweitert. Es muss jedoch festgestellt werden, dass die Erfindung nicht auf die Integration in einem Zubehörteil beschränkt ist, sondern alternativ, obgleich weniger bevorzugt, auch fester Bestandteil der Werkzeugmaschine sein kann.The invention also relates to a device for detecting the orientation or penetration depth of the tool or both parameters in combination, as far as such a device separately, ie without a machine tool, manufactured, sold or offered. In a preferred embodiment, the device is an accessory for hand-held tool machines designed. In a preferred embodiment, the device is an integral part of an accessory that forms a handle. The handle serves as an additional handle for the machine tool to improve their leadership in material processing. Such guide handles are widely in use, but are extended according to the invention to the function of detecting the orientation and / or depth of penetration of the tool. It should be noted, however, that the invention is not limited to integration in an accessory, but alternatively, although less preferably, may be an integral part of the machine tool.

Nach der Erfindung weist die Werkzeugmaschine oder die als Zubehörteil konzipierte Erkennungsvorrichtung wenigstens drei der genannten Sender auf. Die wenigstens drei Sender und wenigstens drei Empfänger sind einander paarweise so zugeordnet, dass je einem der wenigstens drei Sender einer der wenigstens drei Empfänger und jedem der wenigstens drei Sender ein anderer der wenigstens drei Empfänger zugeordnet ist, wobei durch die paarweise Zuordnung erreicht wird, dass jeder der Empfänger zumindest im Wesentlichen nur das Signal des ihm zugeordneten Senders empfängt. In diesem Sinne werden wenigstens drei Sender/Empfänger-Paare gebildet. Vorzugsweise ist die paarweise Zuordnung derart, das jeder der wenigstens drei Sender genau nur das Signal des ihm zugeordneten der wenigstens drei Empfänger empfängt und keines der reflektierten Signale der jeweils zwei anderen der Sender. Falls diese Trennung in der Praxis nicht gänzlich gelingen sollte, so sollte der von den jeweils zwei anderen Sendern empfangene Signalanteil gegenüber dem Signalanteil des jeweils zugeordneten Senders vernachlässigbar klein sein in dem Sinne, dass eine Signalverrechnung durch die Auswerteeinrichtung nicht erforderlich oder zumindest mit gegenüber dem Stand der Technik vergleichsweise geringem Aufwand möglich ist. In diesem Sinne empfangen die wenigstens drei Empfänger zumindest im Wesentlichen das Signal des jeweils zugeordneten der wenigstens drei Sender.To The invention relates to the machine tool or designed as an accessory Recognition device at least three of said transmitter. The at least three transmitters and at least three receivers are paired with each other so that each one of the at least three Transmitter of one of the at least three receivers and each of the at least three transmitters another one of the at least three receivers is assigned, wherein By the pairwise assignment is achieved that each of the receivers at least essentially only receives the signal of its associated transmitter. In In this sense, at least three transmitter / receiver pairs are formed. Preferably is the pairwise assignment such that each of the at least three Sender exactly only the signal of the assigned to him at least three receivers receives and none of the reflected signals of the other two of the transmitters. If this separation should not succeed in practice, so should be the signal received by the other two transmitters across from the signal component of each associated transmitter negligible be small in the sense that a signal allocation by the evaluation device not required or at least with respect to the prior art comparatively little effort possible is. In this sense, the at least three receivers receive at least essentially the signal of the respectively associated one of the at least three channels.

Indem die Erfindung Überkreuzzuordnungen vermeidet oder zumindest ohne Überkreuzzuordnungen auskommt, wird der für die Signalverarbeitung von der Auswerteeinrichtung zu betreibende Aufwand deutlich gegenüber dem Stand der Technik verringert.By doing the invention avoids crossover assignments or at least without cross-over assignments gets done, is the for the signal processing to be operated by the evaluation device Expense clearly opposite reduced in the prior art.

Die paarweise Zuordnung von Sendern und Empfängern kann zwar grundsätzlich durch eine geeignete zeitliche Sequenzierung der Sendesignale und/oder durch unterschiedliche Wellenlängen der Sendesignale und/oder auch durch unterschiedliche Signalarten, beispielsweise Schallwellen und elektromagnetische Wellen, erhalten werden. In bevorzugter Ausführung wird die paarweise Zuordnung jedoch durch die Geometrie der Anordnung der Sender und Empfänger erhalten. Andere Möglichkeiten der Zuordnung können grundsätzlich ergänzend eingesetzt werden. Vorzugsweise wird die paarweise Zuordnung jedoch allein durch die Geometrie der Anordnung erhalten, so dass nur Sender und auf die Sender abgestimmte Empfänger einer einzigen Art und eines einzigen Typs verwendet werden können, die ihre Signale darüber hinaus zur gleichen Zeit senden und empfangen können. Die Geometrie der Anordnung ist vorzugsweise so, dass jeder der Sender zu dem ihm zugeordneten Empfänger einen geringeren Abstand aufweist als zu jedem der wenigstens zwei anderen Empfänger.The Pairwise assignment of transmitters and receivers can basically by a suitable temporal sequencing of the transmission signals and / or through different wavelengths the transmission signals and / or also by different signal types, For example, sound waves and electromagnetic waves obtained become. In a preferred embodiment However, the pairwise assignment is determined by the geometry of the arrangement the transmitter and receiver receive. Other options the assignment can in principle additional be used. Preferably, however, the pairwise assignment obtained solely by the geometry of the arrangement, leaving only transmitter and transceivers of a single type tuned to the transmitters and one single type can be used their signals about it can send and receive at the same time. The geometry of the arrangement is preferably such that each of the transmitters is assigned to it receiver a smaller distance than to each of the at least two others Receiver.

In bevorzugten Ausführungen sind pro Sender/Empfänger-Paar der wenigstens eine Sender und der wenigstens eine Empfänger entlang einer Linie, die bevorzugt gerade ist, nebeneinander angeordnet und die Linien weisen voneinander weg, vorzugsweise sternförmig von einer gemeinsamen zentralen Achse, die insbesondere die Bearbeitungsachse sein kann.In preferred embodiments are per sender / receiver pair the at least one transmitter and the at least one receiver along a line, which is preferably straight, arranged side by side and the lines are away from each other, preferably in a star shape a common central axis, in particular the machining axis can be.

Die Sender oder die Empfänger oder sowohl die Sender als auch die Empfänger sind vorzugsweise auf je einem Kreis um die gemeinsame, zentrale Achse angeordnet. Der Kreis für die Sender und der Kreis für die Empfänger kann der gleiche sein, bevorzugt handelt es sich jedoch um zwei konzentrische Kreise mit unterschiedlichen Radien. Pro Sender/Empfänger-Paar ist vorzugsweise stets der Sender oder stets der Empfänger näher bei der gemeinsamen, zentralen Achse angeordnet.The Transmitter or the receiver or both the transmitters and the receivers are preferably on each arranged a circle around the common, central axis. Of the Circle for the transmitters and the circle for the recipients may be the same, but preferably it is two concentric circles with different radii. Pro transmitter / receiver pair is preferably always the transmitter or always closer to the receiver the common, central axis arranged.

Die Sender/Empfänger-Paare sind vorzugsweise in gleichen oder zumindest im Wesentlichen gleichen Winkelabständen um die gemeinsame, zentrale Achse angeordnet (gleichmäßige Winkelteilung). Falls mehr Paare als die wenigstens drei Sender/Empfänger-Paare vorgesehen sind, gelten die Ausführungen zu den wenigstens drei Paaren in sinngemäßer Erweiterung auch für die mehr als drei Paare, insbesondere die Zuordnung der Sender zu den Empfängern. Bezüglich der Winkelteilung gilt dementsprechend, dass bei Verwendung von nur drei Sender/Empfänger-Paaren, wie dies bevorzugt wird, der Winkelabstand je zwei benachbarten Paaren Idealerweise 120° beträgt. Bei vier Paaren beträgt der Winkelabstand von Paar zu Paar Idealerweise 90° und verringert sich bei noch mehr Paaren entsprechend der Anzahl der Paare. Falls von der gleichmäßigen Winkelteilung abgegangen wird, beispielsweise aufgrund konstruktiver Gegebenheiten der Werkzeugmaschine, sollte die Abweichung der Winkelabstände untereinander unter 20 % bleiben, d.h. bei beispielsweise den bevorzugten genau drei Sender/Empfänger-Paaren sollte der Winkelabstand von Paar zu Paar nicht mehr als 140° und nicht weniger als 100° betragen.The Transmitter / receiver pairs are preferably in the same or at least substantially the same angularly arranged around the common, central axis (even angle division). If more pairs than the at least three transmitter / receiver pairs are provided, the comments apply to the at least three pairs in similar extension also for the more as three pairs, in particular the assignment of the transmitters to the receivers. Regarding the Angle division applies accordingly, that when using only three transmitter / receiver pairs, as is preferred, the angular distance per two adjacent ones Pairs Ideally 120 °. at four pairs the angular distance from pair to pair is ideally 90 ° and reduced with even more pairs according to the number of pairs. If from the even angle division is abandoned, for example, due to constructive circumstances the machine tool, the deviation of the angular distances should be mutually stay below 20%, i. for example, the preferred exactly three transmitter / receiver pairs the angular distance from pair to pair should not exceed 140 ° and not less than 100 °.

Des Weiteren entspricht es bevorzugten Ausführungen, dass die Empfänger in Schächten angeordnet sind. Indem die Empfänger je in einem eigenen Schacht angeordnet sind, wird in Verbindung mit der Anordnung der Empfänger in räumlicher Nähe zum jeweils zugeordneten Sender die Eindeutigkeit der Zuordnung nochmals verbessert, da durch die zurückgesetzte Anordnung durch die in Richtung auf das Material vorragenden Schachtwände zusätzlich eine Abschattung gegen reflektierte Signale von nicht zugeordneten Sendern erzielt wird. In anderen bevorzugten Ausführungen sind auch die Sender je in einem eigenen Schacht angeordnet. Die Anordnung entweder der Empfänger oder der Sender oder besonders bevorzugt der Sender und Empfänger je hinter der jeweiligen Schachtöffnung hat neben der Verbesserung der Trennung der Paare durch Abschattung auch den Vorteil, dass die Empfänger und/oder Sender gegen Beschädigungen besser geschützt sind als bei einer bündigen oder gar erhabenen Anordnung in Bezug auf die unmittelbar umgebende Oberfläche an oder auf der sie in solch einer weniger bevorzugten, alternativen Anordnung angeordnet wären.Of Furthermore, it corresponds to preferred embodiments that the receiver in shafts are arranged. By the receiver each arranged in its own shaft is connected with the arrangement of the receivers in spatial Proximity to each assigned transmitter the uniqueness of the assignment again improved because of the recessed Arrangement by the projecting towards the material shaft walls in addition to a Shading against reflected signals from unassigned transmitters is achieved. In other preferred embodiments are also the transmitter each arranged in a separate shaft. The arrangement of either receiver or the transmitter or more preferably the transmitter and receiver each behind the respective shaft opening In addition to improving the separation of couples through shading also the advantage that the receiver and / or transmitter against damage are better protected as with a flush or even raised arrangement with respect to the immediately surrounding surface on or on them in such a less preferred, alternative arrangement would be arranged.

Die Sender sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die vorteilhafterweise zu der Bearbeitungsachse senkrecht weist. Das gleiche gilt vorzugsweise für die Empfänger. Besonders bevorzugt sind die Sender und die Empfänger in der gleichen Ebene angeordnet.The Transmitters are preferably arranged in a common plane, which advantageously points perpendicular to the machining axis. The same is preferably true for the recipients. Most preferably, the transmitters and the receivers are in the same plane arranged.

Obgleich im Vorstehenden stets von Sender/Empfänger-Paaren die Rede ist, so ist die Erfindung hierauf jedoch nicht beschränkt, solange die paarweise oder im erweiterten Sinne wenigstens paarweise Zuordnung besteht. Ein Sender/Empfänger-Paar kann um einen weiteren Sender und/oder einen weiteren Empfänger ergänzt sein. Bei Ergänzung durch einen weiteren Sender ist dieser weitere Sender jedoch in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben dem Empfänger des jeweiligen Paars zugeordnet. Bei Ergänzung durch einen weiteren Empfänger ist der weitere Empfänger in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben, dem Sender des jeweiligen Paars zugeordnet. Wird die Zuordnung, wie bevorzugt, durch die geometrische Anordnung erzielt, so sind bei zwei Empfängern, die einem gemeinsamen Sender zugeordnet sind, diese Empfänger vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des Senders angeordnet. Sinngemäß das gleiche gilt, falls zwei Sender einem gemeinsamen Empfänger zugeordnet sind.Although in the above always talk of transmitter / receiver pairs, so However, the invention is not limited thereto, as long as the pairs or in the extended sense at least pairwise assignment exists. A transmitter / receiver pair may be supplemented by another transmitter and / or a further receiver. At supplement however, this additional transmitter is in by another transmitter the same way as described above the receiver of associated with each pair. When supplemented by another receiver is the other recipient in the same way as described above, the transmitter of the respective Paired. Is the assignment, as preferred, by the geometric Arrangement achieved, so are two receivers that share a common Emitters are assigned, these receivers preferably at two opposite Sides of the transmitter arranged. The same applies analogously, if two Sender assigned to a common receiver are.

Die Signale sind vorzugsweise Ultraschallsignale, d.h. es handelt sich bei den Sendern und Empfängern um Ultraschallsender und Ultraschallempfänger. Auch elektromagnetische Signale kommen in Frage, beispielsweise Lichtsignale aus dem Infrarotbereich oder auch dem sichtbaren Bereich sowie Lasersignale und grundsätzlich auch andere Signale aus dem elektromagnetischen Spektrum, soweit eine ausreichende Reflexion durch das Material, vorzugsweise bereits an der Oberfläche bzw. im oberflächennahen Bereich des Materials gegeben ist. Ultraschallsignale eignen sich jedoch nicht zuletzt wegen ihrer Ausbreitungscharakteristik am besten.The Signals are preferably ultrasonic signals, i. It is about at the stations and receivers to ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver. Also electromagnetic Signals are possible, for example light signals from the infrared range or also the visible range as well as laser signals and in principle also other signals from the electromagnetic spectrum, as far as a sufficient Reflection through the material, preferably already on the surface or in the near-surface Given area of the material. Ultrasonic signals are suitable but not least because of their propagation characteristics best.

Für die Ermittlung der Ausrichtung wird vorzugsweise die Intensität der reflektierten Signale gemessen und auf der Basis des mittels der Empfänger gewonnenen Reflexionsmusters die Ausrichtung ermittelt. Eine Laufzeitmessung ist ebenfalls geeignet. Für die Ermittlung der Eindringtiefe eignet sich eine Laufzeitmessung in besonderer Weise. Hier ist die Intensität aber auch geeignet. Grundsätzlich ist die Ermittlung der Ausrichtung und/oder der Eindringtiefe auch mittels der Messung der Phasenverschiebung möglich. Sowohl für die Ermittlung der Ausrichtung als auch für die Ermittlung der Eindringtiefe kann auch eine Kombination mehrerer Messverfahren, beispielsweise von zwei der vorgenannten oder von allen drei vorgenannten Messverfahren, zur Anwendung gelangen.For the investigation the orientation is preferably the intensity of the reflected signals measured and based on the reflection pattern obtained by the receiver determines the orientation. A transit time measurement is also suitable. For the investigation The penetration depth is suitable for a transit time measurement in particular Wise. Here is the intensity but also suitable. in principle is also the determination of the orientation and / or the penetration depth possible by measuring the phase shift. Both for the investigation the orientation as well The determination of the penetration depth can also be a combination of several Measuring method, for example, of two of the aforementioned or of all three aforementioned measuring methods, apply.

Die als Zubehörteil konzipierte Erkennungsvorrichtung umfasst zumindest ein Gestell, das die Sender und Empfänger lagert und mit der Werkzeugmaschine verbindbar ist, vorzugsweise wieder lösbar. In bevorzugter Weiterbildung lagert das Gestell auch die Auswerteeinrichtung oder die Anzeigeeinrichtung oder besonders bevorzugt beide Einrichtungen. In noch einer Weiterbildung lagert das Gestell eine Energiequelle für die Auswerteeinrichtung und/oder die Anzeigeeinrichtung und/oder die Sender und Empfänger. In der bevorzugten Ausführungsform eines Zubehörteils lagert das Gestell sämtliche Komponenten, die der Erkennung der Ausrichtung und/oder Eindringtiefe dienen. In dieser Ausführung kann jede herkömmliche Werkzeugmaschine, insbesondere Bohrmaschine, mittels der Erkennungsvorrichtung zu einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ergänzt werden.The as an accessory designed recognition device comprises at least one frame, that the sender and receiver stores and can be connected to the machine tool, preferably again detachable. In a preferred embodiment, the frame also supports the evaluation device or the display device, or more preferably both devices. In yet another development, the frame stores an energy source for the evaluation device and / or the display device and / or the transmitter and receiver. In the preferred embodiment an accessory the rack stores all components, which serve to detect the orientation and / or penetration depth. In this embodiment can every conventional one Machine tool, in particular drill, by means of the recognition device to a machine tool according to the invention added become.

Für die als Zubehörteil konzipierte Erkennungsvorrichtung gelten im Übrigen die Ausführungen zur erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine gleichermaßen.For as accessory designed recognition device apply the remainder of the remarks equally to the machine tool according to the invention.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine oder die erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung kann um einen oder mehrere Sensoren erweitert sein, mit dessen oder deren Hilfe die Ausrichtung der Maschine nicht nur relativ zur Bearbeitungsfläche des zu bearbeitenden Materials, sondern zusätzlich auch absolut in Bezug auf das Schwerefeld und/oder das Magnetfeld der Erde ermittelt werden kann. Die Ausgangssignale solch eines Sensors oder der mehreren Sensoren werden vorteilhafterweise ebenfalls der Auswerteeinrichtung aufgegeben, die die Signale zusätzlich zu denen der Sender/Empfänger-Paare für die Ermittlung und Anzeige der Ausrichtung und/oder Eindringtiefe berücksichtigt.The machine tool according to the invention or the detection device according to the invention can be extended by one or more sensors, with the aid of which the orientation of the machine not only relative to the working surface of the material to be processed, but also in absolute terms with respect to the gravitational field and / or the magnetic field Earth can be determined. The output signals of such a sensor or of the plurality of sensors are also advantageously applied to the evaluation device which stores the signals in addition to which the transmitter / receiver pairs are considered for the determination and display of the orientation and / or penetration depth.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden auch in den Unteransprüchen und durch die Anspruchskombinationen beschrieben.Further preferred embodiments of the invention are also in the dependent claims and the claim combinations described.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorteilhaft weiter. Es zeigen:One embodiment The invention will be explained below with reference to figures. At the embodiment Obviously emerging features form each individually and in each combination of features the objects the claims and the embodiments described above advantageous. It demonstrate:

1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine bestehend aus einer herkömmlichen Maschine und einer als Zubehörteil konzipierten, erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung; 1 a part of a machine tool according to the invention consisting of a conventional machine and designed as an accessory, inventive detection device;

2 die Erkennungsvorrichtung der 1 in einer Ansicht in Richtung einer Bearbeitungsachse der Werkzeugmaschine; und 2 the recognition device of 1 in a view in the direction of a machining axis of the machine tool; and

3 den Schnitt A-A der 2. 3 the cut AA the 2 ,

1 zeigt einen vorderen Abschnitt einer Werkzeugmaschine 1. Eine Halteeinrichtung bzw. Werkzeugaufnahme 2 ist aus einem Gehäuse der Werkzeugmaschine 1 herausgeführt und dient der festen Halterung eines Werkzeugs 3. Die Werkzeugaufnahme 2 wird um eine Bearbeitungsachse B des Werkzeugs 3 drehangetrieben. Bei der Werkzeugmaschine 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Bohrmaschine. Die Werkzeugaufnahme 2, das Werkzeug 3 und die Bearbeitungsachse B sind dementsprechend ein Bohrfutter, ein Bohrer und dessen Bohrachse. Ein mit der Werkzeugmaschine zu bearbeitendes Material ist mit dem Bezugszeichen 20 versehen und liegt der Werkzeugmaschine 1 mit seiner Oberfläche, der Bearbeitungsfläche, im Ausführungsbeispiel der Bohrfläche, gegenüber. Die Bearbeitungsfläche ist plan, und es ist der Fall dargestellt, dass zum Bohren eines Lochs die Bearbeitungsachse B senkrecht zu der Bearbeitungsfläche, im Ausführungsbeispiel Bohrfläche, ausgerichtet werden soll. In 1 ist die Bearbeitungsachse B bereits exakt senkrecht zu der Bearbeitungsfläche ausgerichtet. 1 shows a front portion of a machine tool 1 , A holding device or tool holder 2 is from a housing of the machine tool 1 led out and serves the firm support of a tool 3 , The tool holder 2 becomes a machining axis B of the tool 3 rotatably driven. At the machine tool 1 In the exemplary embodiment, this is a drilling machine. The tool holder 2 , the tool 3 and the machining axis B are accordingly a chuck, a drill and its drilling axis. A to be machined with the machine tool material is denoted by the reference numeral 20 provided and lies the machine tool 1 with its surface, the working surface, in the embodiment of the drilling surface opposite. The working surface is flat, and it is the case that for boring a hole, the machining axis B is to be aligned perpendicular to the working surface, in the embodiment drilling surface. In 1 the machining axis B is already aligned exactly perpendicular to the working surface.

Die Werkzeugmaschine 1 ist zum Zwecke der Ausrichtung, beispielsweise für die senkrechte Ausrichtung der Bearbeitungsachse B, mit einer Erkennungsvorrichtung 4 ausgerüstet. Die Erkennungsvorrichtung 4 ist als Zubehörteil konzipiert, das mit der Werkzeugmaschine 1 zwar fest, aber dennoch lösbar verbunden ist. Das Zubehörteil ist ein Führungshaltegriff dessen integraler Bestandteil die Erkennungsvorrichtung 4 ist. Die Erkennungsvorrichtung 4 umfasst ein Gestell 6, das eine Spanneinrichtung bildet, mittels der es an dem vorderen Ende eines Gehäuses der Werkzeugmaschine 1 relativ zu dem Gehäuse nicht bewegbar klemmend befestigt ist. Das Gestell 6 dient als Träger für sämtliche Komponenten der Erkennungsvorrichtung 4, die dadurch an und in dem Zubehörteil autark von der Werkzeugmaschine 1 gebildet ist. Zur erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine wird die Werkzeugmaschine 1 erst in Kombination mit der Erkennungsvorrichtung 4. Komponenten der Erkennungsvorrichtung 4 sind insbesondere drei Paare von Ultraschallsendern 11 und Ultraschallempfängern 12. Von der Erkennungsvorrichtung 4 ist als weitere Komponente in 1 eine Anzeigeeinrichtung bestehend aus einem von Lichtquellen 18 gebildeten Koordinatenkreuz und einer alphanumerischen Leuchtanzeige 19. Das Gestell 6 ist radial zu der Bearbeitungsachse B an einer Seite unter Ausbildung eines Haltegriffs 5 verlängert. Gestell 6 und Haltegriff 5 sind einstückig, könnten grundsätzlich aber auch separat gefertigt und aneinander befestigt sein. Von der Erkennungsvorrichtung 4 abgesehen ist das Zubehörteil in der Art eines für handgeführte Werkzeugmaschinen üblichen Führungshaltegriffs ausgebildet.The machine tool 1 is for the purpose of alignment, for example, for the vertical alignment of the machining axis B, with a recognition device 4 equipped. The recognition device 4 is designed as an accessory that works with the machine tool 1 Although fixed, but still releasably connected. The accessory is a guide handle whose integral part is the detection device 4 is. The recognition device 4 includes a frame 6 , which forms a clamping device, by means of which it at the front end of a housing of the machine tool 1 is fixed relative to the housing not movable clamping. The frame 6 serves as a carrier for all components of the recognition device 4 which makes it independent of the machine tool on and in the accessory 1 is formed. The machine tool according to the invention becomes the machine tool 1 only in combination with the recognition device 4 , Components of the recognition device 4 are in particular three pairs of ultrasonic transmitters 11 and ultrasound receivers 12 , From the recognition device 4 is as another component in 1 a display device consisting of one of light sources 18 formed coordinate cross and an alphanumeric light display 19 , The frame 6 is radial to the machining axis B on one side to form a handle 5 extended. frame 6 and handle 5 are in one piece, but could in principle be made separately and attached to each other. From the recognition device 4 Apart from the accessory is designed in the manner of a usual for hand-held machine tools guide handle.

Die 2 und 3 zeigen die Erkennungsvorrichtung 4 einzeln. Wie in dem Längsschnitt der 3 erkennbar, nimmt der hohle Haltegriff 5 die weiteren Komponenten der Erkennungsvorrichtung 4, nämlich eine Auswerteeinrichtung 13 und eine Energiequelle 14 schützend auf. Die Energiequelle 14 versorgt sämtliche Komponenten der Erkennungsvorrichtung 4 mit der benötigten Energie, vorzugsweise elektrische Energie. Die Energiequelle 14 kann insbesondere eine elektrische Batterie sein.The 2 and 3 show the recognition device 4 individually. As in the longitudinal section of 3 recognizable, takes the hollow handle 5 the other components of the recognition device 4 namely, an evaluation device 13 and an energy source 14 protective. The energy source 14 supplies all components of the recognition device 4 with the required energy, preferably electrical energy. The energy source 14 may in particular be an electric battery.

In der Draufsicht der 2, in der die Bearbeitungsachse B senkrecht zur Figur weist, ist insbesondere die geometrische Anordnung der insgesamt drei Sender 11 und drei Empfänger 12 zu erkennen. Die Anordnung ist derart, dass jeder der Empfänger 12 zu genau einem der Sender 11 radial zu der Bearbeitungsachse B gemessen einen geringeren Abstand d (2) als zu jedem der beiden anderen Sender 11 aufweist. Durch die geometrische Anordnung werden drei Sender/Empfänger-Paare 11/12 gebildet. Die Sender/Empfänger-Paare 11/12 sind in einer gemeinsamen Ebene, die radial zu der Bearbeitungsachse B weist, und in einer gleichmäßigen Winkelteilung um die Bearbeitungsachse B angeordnet. Pro Sender/Empfänger-Paar 11/12 sind der Sender 11 und der Empfänger 12 entlang einer Radialen zu der Bearbeitungsachse B nebeneinander angeordnet. Die Sender 11 sind jeweils radial weiter außen als die Empfänger 12 angeordnet, was jedoch ohne weiteres umkehrbar wäre. Die Radialen sind im Uhrzeigersinn mit R₁, R₂ und R₃ durchnumeriert. Sie weisen zueinander je den gleichen Winkelabstand α von 120° auf. Die Radiale R₁ bildet eine Längsachse des Haltegriffs 5. Die Sender 11 sind auf einem gemeinsamen, zu der Bearbeitungsachse B konzentrischen äußeren Kreis und die Empfänger 12 sind auf einem gemeinsamen, zu der Bearbeitungsachse B ebenfalls konzentrischen inneren Kreis angeordnet sind. Die Anordnung ist ferner so, dass die Sender 11 ihre Signale parallel zu der Bearbeitungsachse B bzw. senkrecht zu der gemeinsamen, zu der Bearbeitungsachse B radialen Ebene, d.h. der Bearbeitungsfläche abstrahlen.In the plan view of 2 , in which the machining axis B is perpendicular to the figure, in particular the geometric arrangement of the total of three transmitters 11 and three recipients 12 to recognize. The arrangement is such that each of the receivers 12 to exactly one of the transmitters 11 measured radially to the machining axis B a smaller distance d ( 2 ) than to each of the other two transmitters 11 having. The geometric arrangement makes three transmitter / receiver pairs 11 / 12 educated. The transmitter / receiver pairs 11 / 12 are arranged in a common plane, which faces radially to the machining axis B, and in a uniform angular pitch about the machining axis B. Pro transmitter / receiver pair 11 / 12 are the transmitter 11 and the receiver 12 along a radial to the processing axis B arranged side by side. The transmitters 11 are each radially further outside than the receiver 12 arranged, which would be easily reversible. The radials are numbered clockwise with R ₁ , R ₂ and R ₃ . She knows sen each other to the same angular distance α of 120 °. The radial R ₁ forms a longitudinal axis of the handle 5 , The transmitters 11 are on a common, to the machining axis B concentric outer circle and the receiver 12 are arranged on a common, to the machining axis B also concentric inner circle. The arrangement is further such that the transmitters 11 their signals parallel to the machining axis B or perpendicular to the common, to the machining axis B radial plane, ie the processing surface radiate.

In 3 ist ferner erkennbar, dass jeder der Sender 11 in einem eigenen Schacht 8 und jeder der Empfänger 12 in einem eigenen Schacht 9 einzeln angeordnet ist. Das Gestell 6 bildet die Schächte 8 und 9. Die Sender 11 und Empfänger 12 sind in den Schächten 8 und 9 gegenüber der dem zu bearbeitenden Material 20 zugewandten Unterseite des Gestells 6 zurückversetzt angeordnet. Die Seitenwände der Schächte 8 und 9 sind gerade und zu der Bearbeitungsachse B parallel. Die Schächte 8 und 9 sind zu der Bearbeitungsfläche offen.In 3 It can also be seen that each of the transmitters 11 in a separate shaft 8th and each of the recipients 12 in a separate shaft 9 is arranged individually. The frame 6 forms the shafts 8th and 9 , The transmitters 11 and receiver 12 are in the shafts 8th and 9 opposite to the material to be processed 20 facing bottom of the frame 6 set back. The side walls of the shafts 8th and 9 are straight and parallel to the machining axis B. The shafts 8th and 9 are open to the working surface.

Die Sender 11 und Empfänger 12 sind auf einem gemeinsamen Plattenteil 10 befestigt. Das Plattenteil 10 ist auf der planen Oberseite des Gestells 6 befestigt wie eine Art Deckel, beispielsweise mittels Klebeverbindung, Schweißverbindung oder Schraubverbindung. Das Gestell 6 bildet die Schächte 8 und 9 als Durchgangsschächte, so dass durch Befestigung des Plattenteils 10 gleichzeitig auch die Sender 11 und Empfänger 12 in den Schächten 8 und 9 angeordnet sind.The transmitters 11 and receiver 12 are on a common plate part 10 attached. The plate part 10 is on the plan top of the rack 6 attached like a kind of cover, for example by means of adhesive connection, welded connection or screw connection. The frame 6 forms the shafts 8th and 9 as passage shafts, so that by fastening the plate part 10 at the same time also the transmitters 11 and receiver 12 in the shafts 8th and 9 are arranged.

Die Spanneinrichtung für die klemmende Befestigung der Erkennungsvorrichtung 4 an der Werkzeugmaschine 1 wird von einer in Richtung der Bearbeitungsachse B weisenden, für die Sender/Empfänger-Paare 11/12 zentralen Durchgangsbohrung 7 durch das Gestell 6 und das Plattenteil 10 sowie einen sich von einer Seite der Erkennungsvorrichtung 4 bis in die Durchgangsbohrung 7 erstreckenden Schlitz 16 und eine Anziehschraube 17 gebildet. Wegen des Schlitzes 16 bilden das Gestell 6 und das Plattenteil 10 zwei um die Durchgangsbohrung 7 aufeinander zu bewegbare Arme, die mittels der Anziehschraube 17 im Bereich des Schlitzes 16 elastisch aufeinander zu gespannt werden können und dadurch den Durchmesser der Durchgangsbohrung 7 verkleinern. Durch Anziehen der Anziehschraube 17 und die damit einhergehende Verkleinerung der Durchgangsbohrung 7 wird somit in an sich bekannter Weise die Erkennungsvorrichtung 4 auf der Werkzeugmaschine 1 klemmend befestigt. Die Erkennungsvorrichtung 4, insbesondere deren Spanneinrichtung, ist so gebildet, dass sie mit jeder handelsüblichen Bohrmaschine oder gegebenenfalls anderen handgeführten Werkzeugmaschine verbunden werden kann.The clamping device for the clamping attachment of the detection device 4 on the machine tool 1 is pointing from one in the direction of the machining axis B, for the transmitter / receiver pairs 11 / 12 central through-hole 7 through the frame 6 and the plate part 10 as well as from one side of the recognition device 4 into the through hole 7 extending slot 16 and a tightening screw 17 educated. Because of the slot 16 make up the frame 6 and the plate part 10 two around the through hole 7 arms movable towards each other by means of the tightening screw 17 in the area of the slot 16 can be stretched elastically towards each other and thereby the diameter of the through hole 7 out. By tightening the tightening screw 17 and the concomitant reduction of the through hole 7 Thus, in a conventional manner, the recognition device 4 on the machine tool 1 clamped attached. The recognition device 4 , in particular its clamping device, is formed so that it can be connected to any standard drill or possibly other hand-held machine tool.

Die Auswerteeinrichtung 13 umfasst einen Mikroprozessor, der die Sender 11 ansteuert und dem die aus den empfangenen Signalen der Empfänger 12 gebildeten Ausgangssignal zugeleitet werden. Obgleich eine Softwareprogrammierung bevorzugt wird, kann grundsätzlich stattdessen auch ein fest verdrahtetes Schaltwerk vorgesehen sein. Aus dem sich aus den Ausgangssignalen der Empfänger 12 ergebenden Reflexionsmuster, beispielsweise Intensitätsmuster, ermittelt die Auswerteeinrichtung 13 die Neigung der Bearbeitungsachse B zu einer durch die Kontaktstelle des Werkzeugs und der Bearbeitungsfläche, im Ausführungsbeispiel die Bohrspitze, verlaufenden Senkrechten auf die Bearbeitungsfläche. Die Auswerteeinrichtung 13 bildet entsprechend der ermittelten Neigung ein Steuersignal, mit dem sie die Anzeige 18 für die Ausrichtung und die Anzeige 19 für die Eindringtiefe ansteuert, die ihrerseits entsprechend den erhaltenen Steuersignalen die Ausrichtung und Eindringtiefe anzeigen.The evaluation device 13 includes a microprocessor that controls the transmitters 11 controls and that from the received signals of the receiver 12 be formed output signal formed. Although software programming is preferred, a hardwired rear derailleur may in principle be provided instead. Out of the output signals of the receiver 12 resulting reflection pattern, such as intensity pattern, determines the evaluation 13 the inclination of the machining axis B to a through the contact point of the tool and the processing surface, in the embodiment, the drill bit, extending perpendicular to the working surface. The evaluation device 13 forms according to the determined inclination a control signal, with which they display 18 for the registration and the ad 19 for the penetration depth, which in turn indicate the orientation and penetration depth according to the control signals received.

Die Anzeigeeinrichtung 18, 19 ist auf der Oberseite des Gestells 6 dem Haltegriff 5 diametral gegenüberliegend angeordnet. Die Anzeige 18 für die Ausrichtung wird von fünf Lichtquellen, beispielsweise Leuchtdioden unterschiedlicher Farbe, gebildet, die zu einem Koordinatenkreuz angeordnet sind. Im Mittelpunkt des Koordinatenkreuzes ist eine Lichtquelle einer ersten Farbe, beispielsweise grün, und an der Peripherie sind vier Lichtquellen einer zweiten Farbe, beispielsweise rot, angeordnet, die zusammen ein rechtwinkliges Kreuz ergeben. Die Ansteuerung durch die Auswerteeinrichtung 13 ist so, dass bei exakt senkrechter Ausrichtung der Bearbeitungsachse B nur die zentrale Lichtquelle leuchtet. Entsprechend der Richtung der Neigung leuchtet eine oder leuchten zwei der peripheren Lichtquellen und zeigen so die Richtung einer gegebenenfalls vorhandenen Neigung der Bearbeitungsachse B an. Diese symbolische Anzeige der Ausrichtung kann um eine alphanumerische Anzeige für den Neigungswinkel ergänzt werden. Stattdessen können in der Peripherie des Koordinatenkreuzes entlang den Koordinatenachsen je mehrere periphere Leuchtquellen angeordnet sein, um auf diese Weise den Neigungswinkel dem Betrage nach grob anzuzeigen. Die Anzeige 19 für die Eindringtiefe wird im Ausführungsbeispiel durch den Buchstaben „E" für Eindringtiefe und eine nachfolgende Ziffer für die Eindringtiefe in beispielsweise mm angezeigt. Die alphanumerische Anzeige 19 könnte auch zu einer Anzeige für den Neigungswinkel weitergebildet sein, beispielsweise indem der Neigungswinkel in Schritten von je n° mit vorgestelltem Kennbuchstaben, beispielsweise "N" wie Neigung, gleichzeitig angezeigt wird.The display device 18 . 19 is on the top of the frame 6 the handle 5 arranged diametrically opposite. The ad 18 for the alignment of five light sources, such as light emitting diodes of different colors, formed, which are arranged to a coordinate system. At the center of the coordinate system is a light source of a first color, for example green, and at the periphery four light sources of a second color, for example red, are arranged, which together form a right-angled cross. The control by the evaluation device 13 is such that with exactly vertical alignment of the machining axis B only the central light source is lit. According to the direction of inclination, one or two lights of the peripheral light sources illuminate, thus indicating the direction of an optional inclination of the machining axis B. This symbolic display of the orientation can be supplemented by an alphanumeric display for the angle of inclination. Instead, a plurality of peripheral light sources may be arranged in the periphery of the coordinate system along the coordinate axes, so as to roughly indicate the angle of inclination in magnitude. The ad 19 for the penetration depth is indicated in the exemplary embodiment by the letter "E" for penetration depth and a subsequent digit for the penetration depth in, for example, mm The alphanumeric display 19 could also be developed into a display for the angle of inclination, for example by simultaneously displaying the angle of inclination in steps of n ° with an introduced code letter, for example "N" such as inclination.

Mittels der Erkennungsvorrichtung 4 kann insbesondere bei senkrechter Ausrichtung der Bearbeitungsachse B die Eindringtiefe sehr genau ermittelt werden, indem aus den empfangenen Signalen das arithmetische Mittel, beispielsweise Intensitäts- und/oder Laufzeitmittel, gebildet wird. Die drei Sender/Empfänger-Paare 11/12 bilden für die Erkennung der Eindringtiefe eine ihrer Zahl entsprechende Verstärkung, im Ausführungsbeispiel eine Verstärkung gegenüber einem Einzelsignal um den Faktor 3. Gleichzeitig ermöglichen sie die exakte Ausrichtung der Bearbeitungsachse B und Einhaltung der Ausrichtung während der Bearbeitung. Grundsätzlich ermöglicht die Erkennungsvorrichtung 4 jedoch auch die exakte Ausrichtung unter einer bestimmten Neigung und auch die Ermittlung der Eindringtiefe im Falle einer Neigung der Bearbeitungsachse B, d.h. im Falle einer zur Senkrechten auf die Bearbeitungsfläche schrägen Ausrichtung.By means of the recognition device 4 can in particular when vertically aligned Bear Beitungsachse B the depth of penetration are determined very accurately by the arithmetic means, such as intensity and / or delay means is formed from the received signals. The three transmitter / receiver pairs 11 / 12 form for the detection of the penetration depth corresponding to their number of gain, in the embodiment, a gain compared to a single signal by a factor of 3. At the same time they allow the exact alignment of the machining axis B and compliance with the alignment during processing. Basically, the recognition device allows 4 but also the exact orientation under a certain slope and also the determination of the penetration depth in the case of an inclination of the machining axis B, ie in the case of an oblique to the perpendicular to the processing surface alignment.

Die Erkennungsvorrichtung 4 verfügt ferner über einen Auslöseknopf 21, durch dessen Betätigung der Mess- und Anzeigevorgang der Erkennungsvorrichtung 4 aktiviert wird. Der Auslöseknopf 21 ist ebenfalls am Gestell 6 angeordnet. Durch erneutes Betätigen des Auslöseknopfs 21, beispielsweise durch die gleiche Art der Betätigung oder auch eine andere An als bei der Aktivierung, beispielsweise einen Doppelklick, wird der Mess- und Anzeigevorgang beendet. Vorzugsweise wird mit der Beendigung durch den Auslöseknopf 21 auch gleichzeitig die Energiequelle 14 vom Rest der Erkennungsvorrichtung getrennt. Um Energie zu sparen, kann vorteilhafterweise eine automatische Abschaltung vorgesehen sein, die die Energiequelle 14 nach einer vorgegebenen Zeit, innerhalb der üblicherweise ein einzelner Bearbeitungsvorgang beendet ist, abgeschaltet wird. Durch Betätigung des Auslöseknopfs 21 kann der Mess- und Anzeigevorgang selbstverständlich wieder erneut aktiviert werden.The recognition device 4 also has a release button 21 , by the operation of the measurement and display operation of the detection device 4 is activated. The trigger button 21 is also on the frame 6 arranged. By pressing the release button again 21 , For example, by the same type of operation or other than the activation, for example, a double-click, the measurement and display process is terminated. Preferably, with the termination by the release button 21 also the source of energy at the same time 14 separated from the rest of the recognition device. To save energy, advantageously, an automatic shutdown can be provided, which is the energy source 14 after a predetermined time, within which usually a single processing operation is completed, is turned off. By pressing the release button 21 Of course, the measurement and display process can be reactivated again.

Claims

Hand-held machine tool, comprising: a) a machining a material ( 20 ) serving tool ( 3 ) or just a holding device ( 2 ) for such a tool ( 3 ), the tool ( 3 ) for machining relative to a working surface of the material ( 20 ), b) a plurality of mutually spaced transmitters ( 11 ) for transmitting signals, c) at least three mutually spaced receivers ( 12 ) for the reception of the material ( 20 ) reflected signals from the transmitter ( 12 ), d) an evaluation device ( 13 ), from the received signals the orientation of the tool ( 3 ) relative to the material ( 20 ) and / or the penetration depth of the tool ( 3 ) in the material ( 20 ), e) and a display device ( 18 . 19 ) for indicating the determined orientation and / or penetration depth, characterized in that f) at least three transmitters ( 11 ) are provided for transmitting against the processing surface directed signals, g) and each of the transmitter ( 11 ) only one of the recipients ( 12 ) and each of the transmitters ( 11 ) another of the recipients ( 12 ), so that three transmitter / receiver pairs ( 11 / 12 ) are formed such that each of the recipients ( 12 ) at least substantially only the signal of its associated transmitter ( 11 ) receives.

Machine tool according to claim 1, characterized in that the assignment by the geometric arrangement of the transmitter ( 11 ) and receiver ( 12 ) is achieved.

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that per transmitter / receiver pair ( 11 / 12 ) the transmitter ( 11 ) to the recipient ( 12 ) of the same transmitter / receiver pair ( 11 / 12 ) has a smaller distance (d) than to each of the receivers ( 12 ) of the other transmitter / receiver pairs ( 11 / 12 ).

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter / receiver pairs ( 11 / 12 ) are arranged in a star shape about a common, central axis (B).

Machine tool according to claim 4, characterized in that the common, central axis (B) a machining axis (B) of the tool ( 3 ).

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that per transmitter / receiver pair ( 11 / 12 ) the transmitter ( 11 ) and the recipient ( 12 ) are arranged side by side along a line (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) and the lines (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) of the transmitter / receiver pairs ( 11 / 12 ) point away from each other in a star shape.

Machine tool according to claim 6, characterized in that the lines (R ₁ , R ₂ , R ₃ ) radial to a common, central axis (B) of the transmitter / receiver pairs ( 11 / 12 ) are.

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the receivers ( 12 ) in shafts ( 9 ) are arranged, in which the reflected signal of the respectively associated transmitter ( 11 ) can penetrate.

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitters ( 11 ) in shafts ( 8th ) are arranged, through which the signals to the material to be processed ( 20 ).

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the signals are ultrasonic signals.

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the display device ( 18 . 19 ) for an indication of the orientation of the tool ( 3 ) Light sources ( 18 ), which form a coordinate system.

Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the display device ( 18 . 19 ) for an indication of the penetration depth of the tool ( 3 ) an alphanumeric indicator ( 19 ) having.

Device for detecting the orientation of a tool ( 3 ) of a hand-held machine tool ( 1 ) relative to a working surface of the material to be processed ( 20 ) and / or the penetration depth of the tool ( 3 ) in the material ( 20 ), the device ( 4 ) comprising: a) a frame ( 6 ), with the machine tool ( 1 ) is connectable, b) several of the frame ( 6 ) spaced apart transmitters ( 11 ) for transmitting signals, c) at least three of the frame ( 6 ) spaced apart receivers ( 12 ) for the reception of the material ( 20 ) reflected signals from the transmitter ( 11 ), characterized in that d) at least three transmitters ( 11 ) are provided for sending signals directed against the working surface, e) and each of the transmitters ( 11 ) only one of the recipients ( 12 ) and each of the transmitters ( 11 ) another of the recipients ( 12 ), so that three transmitter / receiver pairs ( 11 / 12 ) are formed such that each of the recipients ( 12 ) at least substantially only the signal of its associated transmitter ( 11 ) receives.

Device according to claim 14, characterized in that the frame ( 6 ) a handle ( 5 ) for the machine tool ( 1 ).

Device according to claim 13 or 14, characterized in that the frame ( 6 ) an energy source ( 14 ) for the stations ( 11 ) and receiver ( 12 ) stores.

Device according to claim 15, characterized in that the device ( 4 ) a shutdown device for the energy source ( 14 ) by means of which the energy source ( 14 ) in the case of activation of the device ( 4 ) is automatically turned off after a predetermined time interval.

Device according to one of claims 13 to 16, characterized in that the frame ( 6 ) an evaluation device ( 13 ), which consists of the received signals of the receivers ( 12 ) the orientation and / or the depth of penetration of the tool ( 3 ).

Device according to one of claims 13 to 17, characterized in that the frame ( 6 ) a display device ( 18 . 19 ) for indicating the orientation and / or the depth of penetration of the tool ( 3 ) stores.

Device according to one of claims 13 to 18, characterized in that the frame ( 6 ) a tensioning device ( 7 . 16 . 17 ), by means of which the frame ( 6 ) with the machine tool ( 1 ) can be connected.

Device according to one of claims 13 to 19, characterized in that the transmitters ( 11 ) and receiver ( 12 ) from the frame ( 6 ) are stored in the arrangement according to one of claims 2 to 9.

Device according to one of claims 13 to 20, characterized in that the display device ( 18 . 19 ) is formed according to any one of claims 11 and 12.

Device according to one of claims 13 to 21, characterized that the signals are ultrasonic signals.