(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング(2)と、
前記ハウジング(2)上に軸受(5)により取付けられた駆動シャフト(3)と、
前記駆動シャフト(3)を駆動する駆動ユニット(4)と、
前記ハウジング(2)に対して夫々固定的に取付けられた取手(6、7)と、
前記駆動シャフトに対して荒削りディスク(9)を締着する締着手段と、
を備える、手持ち式動力工具を有するアセンブリであって、
位置変化情報(19)を生成する加速度センサ(18)と、
前記位置変化情報(19)を評価する評価手段(13)と、
前記評価手段(13)による評価の評価結果を出力する出力手段(14)と、
を備え、
前記評価結果は、操作者に対する一定の修正情報を備え、それらに基づき、前記動力工具の整列状態が修正され、前記整列状態の修正は、加速度センサ(18)の位置変化情報(19)に基づいてチェックされることを特徴とする、アセンブリ。
【請求項２】
前記手持ち式動力工具は、アングル・グラインダであることを特徴とする、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
当該アセンブリは、動力消費量値(P)を検知する第1センサ手段(11)を更に備え、前記評価手段(13)は、該検知された動力消費量値(P)も評価することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
当該アセンブリは、前記駆動シャフト(3)の軸受(5)に対して作用する機械的負荷値(F、M)を検知する第2センサ手段(12)を更に備え、
前記評価手段(13)は、検知された前記機械的負荷値(F5、M5)と、検知された前記動力消費量値(P)とを併せて評価するように構成されることを特徴とする、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記評価手段(13)は前記動力工具(1)に対して取付けられることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一つの請求項に記載のアセンブリ。
【請求項６】
当該アセンブリは、前記動力工具(1)から遠隔的に配置され且つ該動力工具に対し、少なくとも所定時間にわたり、データ接続(16)により接続されたデータ処理装置(15)を備えることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一つの請求項に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記出力手段(14)は、前記データ処理装置(15)上に配置されることを特徴とする、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記動力工具(1)は、位置変化情報(19)を生成するために前記ハウジング(2)上に取付けられた加速度センサ(18)を備えることを特徴とする、請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一つの請求項に記載のアセンブリを操作する方法であって、
位置変化情報を生成する段階と、
生成された前記位置変化情報を評価する段階と、
前記出力手段(14)により評価結果を出力する段階と、
前記評価結果は、操作者に対する一定の修正情報を備え、該一定の修正情報に基づき、前記動力工具の整列状態を修正する段階と、
前記整列状態の修正を、位置変化情報に基づいてチェックする段階と、
を有する、方法。
【請求項１０】
動力消費量値(P)を検知する段階と、
記録された動力値(P)を評価する段階と、
前記出力手段(14)により評価結果を出力する段階と、
を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記軸受(5)に対して作用する機械的負荷値(F、M)が更に検知されて、前記評価の考慮に入れられることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記評価結果は、作業動作に関する効率情報を備えることを特徴とする、請求項９から請求項１１のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項１３】
前記荒削りディスクは、前記動力工具もしくは前記アセンブリのセンサ手段により検出され、
前記動力工具の動作モードは、検出された荒削りディスクの形式に基づいて選択もしくは設定され、または、ユーザにより選択された動作モードがチェックされることを特徴とする、請求項９から請求項１２のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項１４】
前記アセンブリのデータ記憶装置内には個々の荒削りディスクに関するパラメータが記憶されて前記評価に対して使用されることを特徴とする、請求項９から請求項１３のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項１５】
記憶された荒削りディスクのパラメータは更新されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
被加工材の荒削り加工のための荒削りディスクを有する動力工具を使用する間における振動または往復運動を監視するために、更に良好な機械加工のための修正情報が、加速度センサにより決定された位置変化情報に基づいて出力手段により操作者に対して伝達される、
請求項１から請求項８のいずれか一つの請求項に記載のアセンブリ、または、請求項９から請求項１５のいずれか一つの請求項に記載の方法における、操作者の腕に対して締着された加速度センサの使用法。
【請求項１７】
前記加速度センサは、アームバンドに一体化された加速度センサであることを特徴とする、請求項１６に記載の使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手持ち式動力工具と荒削りディスクとを有するアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
斯かるアセンブリによれば、被加工材が機械加工され得る。このためには、上記動力工具、特にアングル・グラインダ上には、荒削りディスクが締着され、特に張設される。上記荒削りディスクは平坦な機械加工領域を有し、その平面は、上記動力工具の駆動シャフトの回転軸心に関して実質的に径方向に延在する。上記ディスクはまた、機械加工の間に変形されることもあるので、幾つかの場合、上記機械加工領域はもはや、厳密に平坦ではない。従って、上記荒削りディスクに対して実質的に平行に整列された被加工材の領域が機械加工される。上記荒削りディスクは通常、電気モータにより駆動される。操作者は、２つの取手を使用して、被加工材の機械加工を実施する。これとは対照的に、略径方向において被加工材に切り込みを導入するために、切断ディスクが使用される。本発明は、明示的に、切断ディスクを有するアセンブリには関しておらず、本出願は、“荒削り特有の”問題に対処している。
【０００３】
それが手持ち様式で行われる結果として、機械加工操作の品質及び作業結果は、操作者の経験と、該操作者による取扱い方とに大きく依存する。不正確な操作の結果として、不十分な作業結果が達成されることは確認されている。例えば、不適切な取扱いは過剰枚数の荒削りディスクの摩滅に繋がることが多いが、適切な操作は、更に少ない枚数の荒削りディスクを用いて機械加工結果が可能とされることを許容するであろう。更に、不正確な操作は、作業動作の所要時間が不必要に延長されるという影響も有し得る。同様に、不適切な操作は、被加工材の表面を破損するという影響を有し得る。不正確な操作は更に、操作者の健康に対して有害である振動を生成するという影響を有することもあり、操作者はこれらの振動に対して一定時間だけ晒されることが可能であり、その後に機械加工は停止されねばならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
故に、本発明の目的は、作業結果、必要とされる時間、使用されるべき荒削りディスクの枚数、及び、作業員に対して必要とされる条件に関し、荒削り加工の最適化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明が基礎を置く上記目的は、請求項１に基づくアセンブリ、及び、請求項７に基づく斯かるアセンブリを操作する方法により達成され、好適な進展例は従属請求項により提供される。
【０００６】
従って、上記荒削りディスクと共に、手持ち式動力工具を有する上記アセンブリは、ハウジングと、上記ハウジング上に軸受により取付けられた駆動シャフトと、上記駆動シャフトを駆動する駆動ユニットと、上記ハウジングに対して夫々固定的に取付けられた各取手と、上記駆動シャフトに対して荒削りディスクを締着する締着手段と、を備える。上記アセンブリは、動力消費量値を検知する第1センサ手段、上記検知された動力消費量値を評価する評価手段、及び、上記評価手段による評価の評価結果を出力する出力手段を更に備える。上記ハウジングという語句は、広範囲な意味で理解されるべきであると共に、上記動力工具の内部支持構造も備え得る。動力消費量値を検知する上記第1センサ手段に対して代替的に、または、それと組み合わせて、上記アセンブリは、上記評価手段により評価される位置変化情報を生成する加速度センサを備える。
【０００７】
本発明の本質は、特に、上記荒削りディスクを備えた手持ち式動力工具にて実施された作業が、特に、その効率または実効性に関して監視かつ考察される、ということである。基本的に、その場合、消費される動力は例えば除去結果などの作業結果に関して設定され得、消費される動力の知見に基づくと、作業動作が最適に実施されつつあるか否かもしくは既に実施されたか否か、及び、変更に対する必要性が在るか否かが決定され得る。変更に対する必要性は、その場合、上記出力手段により操作者に対して伝達され得る。上記出力の単純な形態は、例えば押圧力が増大されるために“更に強く押圧してください”、または、“被加工材に対して角度を変更し／更に平らにしてください”というものであり得、その結果として、例えば、除去率が増大され得るか、または、表面の品質が改善され得る。
【０００８】
上記加速度センサは、上記動力工具の運動を監視するために使用され得る。荒削りの間における機械加工の品質は、表面上での工具の往復運動を常に必要とする。斯かる十分な運動が、上記加速度センサにより監視され得る。不十分な往復運動の場合、操作者は、このことを、“更に往復させてください”というメッセージにより認識せしめられ得る。
【０００９】
更に、上記加速度センサは、健康に良くない振動を監視するためにも使用され得る。と言うのも、多くの場合、これらの振動は基本的に、荒削り動作自体により引き起こされるのではなく、未経験の操作者による動力工具の不正確な操作もしくは最適状態には及ばない操作により引き起こされるからである。此処で関連するものとは異なる工具システムを含む習用のシステムは、センサを使用することにより健康に良くない振動の監視を提供して、操作者が晒された振動の程度を記録するのみであるが、本発明は、操作者が、決定された振動に基づき、本発明に係るアセンブリにより、不正確な操作に関するメッセージを提供され、または、改善された作業の様式へと案内されることにより、本発明自体をこのことから解放している。健康に良くない振動に対してそれほど晒されない結果として、操作者は、日々、荒削り作業を相当に長時間にわたり実施し得る。斯かるメッセージは、“振動が止まるまで被加工材に対して工具を更に大きな角度／更に平らな角度にしてください”または、“更に往復させてください”というものであり得る。
【００１０】
従って、被加工材の荒削り加工の品質及び効率に対しては、以下のパラメータが極めて重要である：被加工材に対して荒削りディスクが適用される力；機械加工されるべき被加工材の領域に関する上記ディスクの逃げ角；機械加工が実施される基礎となる往復運動の性質及び強度；回転速度。種々の荒削りディスクと、それらにより機械加工されるべき被加工材とに対し、夫々の最適パラメータが記憶された特性要因図が記憶され得る。上記評価結果を生成するとき、これらの記憶されたパラメータが読み出されると共に、各センサにより検知された実際の状態と比較され得る。この様にして、操作者は、評価結果が出力される基礎となる上記特性要因図の各最適値へと可及的に接近すべく導かれることが意図され、これにより、業務課題に従う所望の最適化を実現することが可能とされる。工具の回転速度は、記憶されたパラメータに従い、自動的に制御され得る。
【００１１】
上記動力消費量値は、工具が電気的に駆動されるなら、例えば、電流の大きさなどの、荒削りの研削操作により引き起こされた現在のエネルギ消費量を判断し得る任意の値、または、複数の値の組み合わせであり得る。但し、上記工具は空気圧的または油圧的にも駆動され得るので、その場合には、エネルギ供給流体の対応値が、動力消費量値として使用され得る。上記評価手段は、検知された動力消費量値を評価し、評価結果を、該評価結果を出力する特に画面である上記出力手段へと受け渡す。
【００１２】
上記アセンブリの構成部材としての上記加速度センサは、上記動力工具とは別体的に形成され得る。例えば、上記加速度センサは、例えばフィットネス用のアームバンドと類似したアームバンドに対するなど、操作者の(手を含む)腕に対して取付けられ得る。上記加速度センサは、上記評価ユニットに対し、無線接続により接続され得る。代替的に、上記評価ユニットは、アームバンド内に、または、操作者に対して取付けられる他の一定のユニット内に一体化され得る。従って、本発明に係る着想を実現する簡素な手法は、荒削り動作の間における運動を監視するために使用される加速度センサを備えて特にプログラムされたフィットネス用アームバンドを備える。本発明に依れば、斯かるアセンブリは、習用の動力工具の一切の改造なしで、該工具を使用することさえ可能とする。
【００１３】
特に好適な進展例においては、上記駆動シャフトの軸受に対して作用する機械的負荷値を検知する第2センサ手段が配備される。そのとき、上記評価手段は、検知された動力消費量値と共に、検知された機械的負荷値を評価する。この好適な進展例は、機械的負荷値の組み合わせが、特に、処理の種類に関して重要な情報を提供する、という着想に基づいている。好適実施形態において更に詳細に説明される如く、上記機械的負荷値からは、動力工具に対する被加工材の整列状態を決定することが可能である。被加工材の品質的に高品位で効率的な機械加工に対しては、正しい整列状態が基本的な前提条件であることから、これらの検知された情報は、その場合、特に機械加工に対し、操作者を案内し、且つ、必要であれば修正を行うべく使用され得る。代替的に、または、このことと組み合わせて、その場合に上記機械的負荷値は、統計的目的に対しても、上記動力消費量値と共に処理され得る。これらの統計的目的は、一方では、納品書作成目的に使用され、他方では、長期の品質研究を支援し得る。
【００１４】
此処で、上記アセンブリの個々の要素が上記動力工具に対して取付けられることは絶対的に必要ではない。例えば、上記センサ手段(またはその部材)の幾つかが上記工具に取付けられれば好適であるが、特に上記評価手段及び上記出力手段は、上記工具自体に取付けられる必要はなく、遠隔的に配置されたデータ処理装置に対して取付けられても良く、そのときにそれは特に、上記アセンブリの構成部材である。このデータ処理装置は、少なくとも所定時間にわたり、例えば、短距離のデータ接続(ブルートゥース(Bluetooth（登録商標）)、WLAN、ケーブル接続…)により、または、インターネットもしくは電話接続の如き長距離接続によるなどして、データ接続により、上記動力工具に対して接続され得る。
【００１５】
上記動力工具が上記加速度センサを有するなら、特に好適である。これは、特に上記ハウジングが晒される加速度を検知し、それを位置変化情報へと変換する。斯かる位置変化情報は、上記工具における振動を示唆する高周波の性質であり得る。例えば、操作者が、被加工材に関して最適でない工具の整列状態を選択し、または、正しくない押圧圧力を生成したなら、上記動力工具は、被加工材上で震動し始め得る。そのときに、これは、例えば、整列状態を変更することにより、または、押圧圧力を変更することにより、停止され得る。そのとき、上記出力手段により、適切な修正情報が操作者に対して伝達され得る。横方向における上記動力工具の急激な加速もまた、過剰に大きな逃げ角により引き起こされ得る上記工具の側方への離間逸脱を示唆し得る。もし、このことが、消費される動力における急激な低下によっても追随されるなら、この側方への逸脱は確認される、と言うのも、この側方への離間逸脱は、被加工材に対する動力工具の接触の喪失により直ちに追随されることから、もはや一切の摩擦抵抗が無くなるからである。
【００１６】
もし、提案された修正情報の実施が、上記加速度センサに基づいてチェックされるならば、それも特に好適である。例えば、操作者は、上記修正情報により、被加工材に対して動力工具を、角度的運動を必要とすべく幾分か更に平坦に保持することが求められ得る。上記加速度センサと、それから獲得された位置変化情報とに基づくと、この角度の変更が実際に実施されたか否かもチェックされ得る。もしそうであれば、一種の確認信号が出力され得、もしそうでなければ、修正情報が再び出力されるか、または、出力され続けることにより、更新されたメッセージまたは継続的なメッセージが、実施されるべき角度の変更に対して注意を引き付ける。
【００１７】
好適な進展例において、上記取付けられた荒削りディスクは、上記動力工具もしくは上記アセンブリのセンサ手段により検出される。上記動力工具の動作モードは、検出された荒削りディスクの形式に基づいて選択もしくは設定される。代替的に、ユーザにより選択された動作モードもチェックされ得る。上記センサ手段は、上記荒削りディスクに対して取付けられたバーコードを検出し得る光学的センサであり得る。但し、他の検出方法も使用され得る。もし、取付けられたディスクが鋼鉄の機械加工に適しているなら、該工具は、対応する大きな回転速度にて自動的に動作され得る。代替的に、ユーザにより入力された回転速度が、このディスクによる鋼鉄の機械加工に対して完全に適しているか否かがチェックされ得ると共に、必要であれば、エラー・メッセージが出力される。
【００１８】
好適な進展例において、上記アセンブリ内には、特に、一つ以上の特性要因図の形態で、個々の荒削りディスクに関するパラメータが記憶される。斯かるパラメータは、特に、最適な回転速度、最適な逃げ角、特定材料に対するディスクの適切性、及び／または、荒削りディスクの最長の寿命を備え得る。好適には、各パラメータは、特に、中央コンピュータ・ユニットに対する(例えばインターネットなどの)遠隔データ接続による接続機構に基づき、更新され得る。上記評価が実施される基礎となる特性要因図もまた、操作者により選択され、または、読取られ得る。もし、上記動力工具に対して新たなディスクを締着するなら、操作者は、例えば該ディスクの型式番号の手動入力などにより、このことを上記アセンブリに伝える入力手段を使用し得る。
【００１９】
本発明は、図面に基づいて以下に更に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】荒削りディスクが接続された市販の動力工具を示す図である。
【図２】本発明に係る動力工具を有するアセンブリの配置構成を概略的に示す図である。
【図３】種々の整列状態の間における上記工具に対する機械的負荷を示す図である。
【図４】本発明に係るアセンブリの操作の間における作業価値の概略図である。
【図５】本発明の有効範囲内において使用され得るアームバンド20を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１においては、アングル・グラインダ1の形態である公知の動力工具が示される。これは、取手6、7を備えたハウジング2を備え、それらにおいて、操作者は作業動作の間に両手で動力工具を案内し得る。動力工具1は、ハウジング2内に取付けられた駆動シャフト3も有している。駆動シャフト3に対しては、荒削りディスク9が締着される。上記動力工具は、電流ライン8により電気エネルギを受容する。但し、斯かる動力工具は、例えば、空気圧的または油圧的など、他のエネルギ源によっても駆動され得る。
【００２２】
図２は、動力工具1を有する本発明に係るアセンブリの概略的な配置構成を示しており、其処で使用される動力工具1は、主として、図１に示された如き公知のアングル・グラインダ1に基づいている。図２には、駆動シャフト3を担持する軸受5が示される。軸受5上には、該軸受5に対して作用する力F5及びモーメントM5の形態の機械的負荷値を検知し得る複数の力センサ12が配置される。夫々の力センサは特に、機械加工の結果として上記軸受上で生ずる垂直力成分F5V、水平力成分F5V、ならびに、生じている曲げモーメントM5を検知し得る。検知された負荷値F、Mは、評価ユニット13へと受け渡される。
【００２３】
電流ライン8により電気エネルギが供給される駆動モータ4も視認され得る。操作の間に消費された電流の大きさを電流測定デバイス11が決定し、それから、消費された動力Pが決定され得る。操作の間に検知された動力Pは、評価ユニット13に対しても伝達される。
【００２４】
同様に、ハウジング2に対しては、該ハウジング2の位置の一切の変化を検知し得ると共に、結果的な位置変化情報19を評価ユニット13に対して伝達し得る加速度センサ18も固定的に取付けられる。上記位置変化情報とは、絶対位置における変化だけでなく、整列状態における、すなわち、特に横方向及び回転方向の加速度における変化も意味すると理解される。
【００２５】
評価ユニット13上には、小型画面14も配備される。この画面14は、操作者に対して意図された修正情報を出力し得る。斯かる修正情報は、例えば単純な矢印17により具現される。上記出力は、代替的または付加的に、音響的に行われ得る。
【００２６】
画面14が工具2自体に取付けられることは、絶対的に必要ではない。上記評価もまた、必ずしも工具2において行われる必要はない。例えば、工具2は、データ接続16により、別体的な、特に静止的であるデータ処理ユニット15に対して接続されるという措置が為され得る。データ処理ユニット15上には、上記評価ユニットまたは付加的な評価ユニット13も配備され得る。更に、データ処理ユニット15上には、其処で評価結果を出力するために、画面14または他の一定の出力手段が配備され得る。上記データ処理ユニットは、PCまたはノートブックであり得る。
【００２７】
荒削りディスク9は、図示されない習用の締着手段により駆動シャフト3に対して固定的に接続されると共に、機械加工様式で被加工材10から材料を除去するに適している。例示的にのみ、被加工材10は、荒削りディスク9に関し、または、動力工具1に関し、３つの異なる位置で示される。上記被加工材は、第1位置においては表記10'によりマーク付けされると共に、実線により描かれている。此処で、荒削りディスク9は、約30°の逃げ角αにて、被加工材10に対して傾斜接触している。結果として、被加工材10'と荒削りディスク9との間には支持力F'が作用すると共に、該支持力は、(ディスクに対して平行である／駆動シャフトに対して直交する)水平方向及び(ディスクに対して直交する／駆動シャフトに対して平行である)垂直方向の両方において軸受5に作用する力成分F5H、F5V、及び、軸受5により吸収され得る曲げモーメントM'も生成することが理解され得る。破線により表された被加工材10''及び10'''は、上記被加工材に関するディスク9の代替的な相対整列状態を表す。表示10''は、被加工材の機械加工されるべき領域が、上記ディスクに対して平行にまたは駆動シャフト3に対して直交して整列されるという整列状態における被加工材を表している。表示10'''は、被加工材の機械加工されるべき領域が、ディスク9に関して約60°以上の逃げ角にて整列されるという整列状態における被加工材を表している。そのとき、力F''及びF'''は夫々、夫々の状態における押圧力に対応する。
【００２８】
図３は、被加工材に関する上記ディスクの整列状態が各機械的負荷値から如何にして推定され得るかを示している。図３ａは、底部にて、被加工材10'とディスク9との間に存在する力F'を示している。力F'の上方には、軸受6に作用する結果的な力成分F5V'及びF5H'、及び、結果的な軸受モーメントM5'も表される。逃げ角αは、結果的な力成分F5V'及びF5H'の比率から推定され得る。
【００２９】
図３ｂにおいて、結果的な軸受負荷F5V''及びF5H''及びM5H''は、ディスク9が、被加工材の機械加工されるべき領域に対して平行に整列された場合に対して示される。軸受上には、水平力成分FHも曲げモーメントMも無い、と言うのも、逃げ角αはゼロに等しいからである。この様に、上記ディスクと被加工材との間には最適な接触状態が在ることは明らかである。但し、大きな接触領域の結果として、被加工材の個々の箇所における表面圧力は非常に低いので、個々の箇所の機械加工は此処では長時間を必要とする。上記の平行な整列状態は、大きな面積にわたり材料を除去するために特に適しているが、上記ディスクの総面積よりも相当に小さい小寸の面積の機械加工には適していない。
【００３０】
図３ｃは、上記ディスクが被加工材に関して60°以上の逃げ角αにて保持された場合に対し、軸受上の力成分F5V'''及びF5H'''、及び、軸受上の曲げモーメントM5'''を示している。上記軸受上の水平力成分F5H'''は再び、図３ａに係る状況と比較して明確に増大されることが理解され得る。更に、軸受モーメントM5'''もまた、相当に増大する。但し、垂直成分F5V'''は減少される。上記水平力と垂直力との間における大きな比率の結果として、非常に大きな逃げ角が推定され得る。斯かる大きな逃げ角によると、品質的に高品位である表面領域の機械加工は実施され得ない。
【００３１】
故に、機械的負荷F、Mと共に、消費された動力Pを併せて考慮することにより、例えば、被加工材10'''に係る整列状態の場合における手持ち式動力工具1の操作が最適でないことが決定され得る。すると上記評価ユニットは、被加工材と上記工作機械との間の更に良好な整列状態を達成するためには、該工具が左方へと僅かに変位され且つ時計方向に回動されるべきことを計算する。このことは操作者に対し、例えば、画面14上に修正情報として表された矢印17により表示される。その場合、工具1と被加工材との間における最適化された整列状態は、表示10'を備えると共に実線により表された被加工材により視覚的に示される。そのとき、力F'は駆動シャフト3に対して特定角度にて作用し、小さな水平力成分FHまたは小さな曲げモーメントMが実質的に生ずる。故に、そのときに操作者が付与する支持力は、被加工材に対して“更に直角的に”有効に作用することから、機械加工は更に効果的である。
【００３２】
操作者が上記修正情報を正しく実施したか否かは、例えば、加速度センサ18に基づいてチェックされ得る。加速度センサ18は、上記ハウジングの位置における変化及び整列状態における変化に関する情報19を出力する。これらの情報19に基づき、ハウジング2が修正情報17に従い実際に変位されたか否かがチェックされ得る。もしそうであれば、修正情報19の出力は停止され得、そうでなければ、上記修正情報は、補正される必要があれば、出力し続けられ得る。代替的に、または、組み合わせにて、例えば作業段階の効率が低下されるという周期的な傾斜運動などの、操作者の不適切な運動もまた、加速度センサ18に基づいて決定され得る。その場合、評価結果は、操作者に対して上記傾斜運動を停止させるという要求により構成され得る。更に、上記ハウジングの振動は、検出され得ると共に、必要であれば、回転速度の僅かな補正により阻止され得る。
【００３３】
上記ディスクと被加工材との間における過剰に大きな逃げ角もまた、単独で、または、各機械的負荷値と組み合わせて、上記加速度センサにより決定され得る。これは、上記相対整列状態により図示されると共に、被加工材10'''により表される。被加工材10'''に当接して位置している、ディスク9の径方向に整列された研削領域は少ないが、その末端周縁部領域は多いことが理解され得る。研削の代わりに、斯かる整列状態によれば、一種の転動が生じ得る。結果として、被動輪により加速された車両と同様に、工具1全体が、横方向に離間すべく加速され得る。このことは、回転の方向に依存して、図２の画像の平面内へ、または、該平面外への上記工具の運動をもたらす。斯かる転動は、当然乍ら不都合であると共に、可及的に阻止されねばならない、と言うのも、このことは引き摺り線の形成を促進すると共に、概略的には、研削による機械加工を不可能とするからである。
【００３４】
代替的に、または、組み合わせにて、上記ハウジングから別体的に、特に、(例えば、アームバンドに対して)操作者の腕に対して取付けられることでも、加速度センサ18が配置され得る。その場合、該加速度センサに基づき、操作者が上記動力工具を十分な往復運動を以て案内しているか否かが決定され得る。上記評価手段及び出力手段もまた、斯かるアームバンド上に配置され得る。
【００３５】
上記工作機械のハウジング上への上記加速度センサの配置は、上記機械の絶対位置の変化が厳密に検知され得る、という利点を有している。これらの位置変化から、被加工材に関する相対的な位置変化が導かれ得る。
【００３６】
操作者の腕上への上記加速度センサの配置は、該腕上で実際に生ずる(振動を含む)運動が厳密に検知され得る、という利点を有している。但し、これらの運動は、被加工材に関する上記工具の相対的な位置変化に関しては、一定程度までしか参考にならない。
【００３７】
効率評価と共に、必要であれば、作業動作に関する統計的な集計もまた、評価結果の役割を果たし得る。斯かる集計は、必要であれば、記録された負荷値及び、位置変化情報と共に、作業動作の所要時間にわたる動力消費量を備える。これらからは、作業計画に対して有用な確認事項が生成され得る。故に、例えば、個々の操作者に関して記録された値が、相互に比較され得る。不十分である個々の操作者が検出され、適切な訓練対策により排除され得る。従って、一定的な動力消費量は、均一な機械加工を意味し、それはまた、機械加工操作の品質の尺度でもあり得る。更に、評価結果は、納品書作成の目的に対しても使用され得る。
【００３８】
図４は、夫々、表示1'及び10'''に係る上記ディスクに関する被加工材の相対整列状態に対応する２つの可能的な場合I及びIIIにおいて、押圧圧力を一定とし、且つ、被加工材10と荒削りディスク9との間の整列状態を同一のままとしたときの、除去率Aと、消費された動力Pとの間の関係を示している。此処で、除去率Aは、例えば100ｇ／分など、例えば、単位時間当たりに除去された材料の量を意味している。一方、断面積が一定である被加工材の場合、この除去率は、進行速度に関して線形であり得る。
【００３９】
最初に、上記除去率と動力Pとの間の線形関係は良好であることが理解され得る。各々の場合において、同一の相対整列状態を以て、消費される動力Pが大きいほど、除去率Aは大きい。
【００４０】
直線Iは、上記工具と、表示10'により表された被加工材に基づいて図２において視覚的に呈示された被加工材との間における相対整列状態の場合における値を表している。直線IIIは、上記工具と、表示10'''により表された被加工材に基づいて図２において視覚的に呈示された被加工材との間における相対整列状態の場合における値を表しており、これは効率が低いと見做される。
【００４１】
場合Iにおいては、場合IIIよりも少なく消費された動力Pにより、増大された除去率Aが達成されることは明らかである。更に、図３ａに示された場合Iにおける曲げモーメントは、図３ｃに示された場合IIIよりも相当に小さく、従って、操作者は、被加工材10'''に対応するよりも被加工材10'に対応する相対整列状態にて工具を保持する方が更に容易であり、これは間接的に、作業結果に対して好適な影響を有する。
【００４２】
上記の最適な整列状態(逃げ角)は基本的に、上記アセンブリ内に記憶された特性要因図に基づいて決定され得る。斯かる特性要因図は、逃げ角、消費された動力、及び、押圧圧力、ならびに、工具の往復運動の相互間における、最適な関係を含み得る。斯かる特性要因図は、実験により決定され得る。
【００４３】
図５は、本発明の有効範囲内において使用され得るアームバンド20を示している。それは、加速度センサ18及び評価ユニット13が更に一体化された画面ユニット14を備える。上記工作機械に対する選択的なデータ接続は、無線的に確立される。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
ハウジング(2)と、
前記ハウジング(2)上に軸受(5)により取付けられた駆動シャフト(3)と、
前記駆動シャフト(3)を駆動する駆動ユニット(4)と、
前記ハウジング(2)に対して夫々固定的に取付けられた各取手(6、7)と、
前記駆動シャフトに対して荒削りディスク(9)を締着する締着手段と、
を備える、手持ち式動力工具、特にアングル・グラインダ(1)を有するアセンブリにおいて、
該アセンブリは、以下のものを更に備えることを特徴とする：
動力消費量値(P)を検知する第1センサ手段(11)、または、位置変化情報(19)を生成する加速度センサ(18)、
前記検知された動力消費量値(P)もしくは前記位置変化情報(19)を評価する評価手段(13)、及び、
前記評価手段(13)による評価の評価結果を出力する出力手段(14)。
〔態様２〕
当該アセンブリは、前記駆動シャフト(3)の軸受(5)に対して作用する機械的負荷値(F、M)を検知する第2センサ手段(12)を更に備え、
前記評価手段(13)は、検知された前記機械的負荷値(F5、M5)と、検知された前記動力消費量値(P)とを併せて評価するに適していることを特徴とする、態様１に記載のアセンブリ。
〔態様３〕
前記評価手段(13)は前記動力工具(1)に対して取付けられることを特徴とする、態様１または態様２に記載のアセンブリ。
〔態様４〕
当該アセンブリは、前記動力工具(1)から遠隔的に配置され且つ該動力工具に対し、少なくとも所定時間にわたり、データ接続(16)により接続されたデータ処理装置(15)を備えることを特徴とする、態様１から態様３のいずれか一つの態様に記載のアセンブリ。
〔態様５〕
前記出力手段(14)は、前記データ処理装置(15)上に配置されることを特徴とする、態様４に記載のアセンブリ。
〔態様６〕
前記動力工具(1)は、位置変化情報(19)を生成するために前記ハウジング(4)上に取付けられた加速度センサ(18)を備えることを特徴とする、態様５に記載のアセンブリ。
〔態様７〕
以下の方法段階を有する、態様１から態様６のいずれか一つの態様に記載のアセンブリを操作する方法：
前記動力消費量値(P)を検知する段階、
記録された動力値(P)を評価する段階、
前記出力手段(14)により評価結果を出力する段階。
〔態様８〕
前記軸受(5)に対して作用する機械的負荷値(F、M)が更に検知されて、前記評価の考慮に入れられることを特徴とする、態様７に記載の方法。
〔態様９〕
前記評価に対しては、加速度センサ(18)の位置変化情報(19)が更に使用されることを特徴とする、態様７または態様８に記載の方法。
〔態様１０〕
前記評価結果は、操作者に対する一定の修正情報を備え、それらに基づき、前記動力工具の局所的整列状態が修正され得ることを特徴とする、態様７から態様９のいずれか一つの態様に記載の方法。
〔態様１１〕
前記評価結果は、作業動作に関する効率情報を備えることを特徴とする、態様７から態様１０のいずれか一つの態様に記載の方法。
〔態様１２〕
前記整列状態の修正は、加速度センサ(18)の位置変化情報(19)に基づいてチェックされることを特徴とする、態様７から態様１１のいずれか一つの態様に記載の方法。
〔態様１３〕
前記取付けられた荒削りディスクは、前記動力工具もしくは前記アセンブリのセンサ手段により検出され、
前記動力工具の動作モードは、検出された荒削りディスクの形式に基づいて選択もしくは設定され、または、ユーザにより選択された動作モードがチェックされることを特徴とする、態様７から態様１２のいずれか一つの態様に記載の方法。
〔態様１４〕
前記アセンブリのデータ記憶装置内には個々の荒削りディスクに関するパラメータが記憶されて前記評価に対して使用され、
特に、記憶された荒削りディスクのパラメータは更新されることを特徴とする、態様７から態様１２のいずれか一つの態様に記載の方法。
〔態様１５〕
被加工材の荒削り加工のための荒削りディスクを有する動力工具を使用する間における振動または往復運動を監視するために、更に良好な機械加工のための修正情報が、加速度センサにより決定された位置変化情報に基づいて出力手段により操作者に対して伝達される、
特に、態様１から態様６のいずれか一つの態様に記載のアセンブリ、または、態様７から態様１２のいずれか一つの態様に記載の方法における、操作者の腕に対して締着された加速度センサ、特にアームバンドに一体化された加速度センサ、の使用法。
【符号の説明】
【００４４】
１    アングル・グラインダ
２    ハウジング
３    駆動シャフト
４    駆動ユニット
５    軸受
６    第1取手
７    第2取手
８    電流ライン
９    荒削りディスク
１０    被加工材
１１    電流測定デバイス
１２    力センサ
１３    評価手段
１４    画面
１５    データ処理ユニット
１６    データ接続
１７    画面上の方向表示
１８    加速度センサ
１９    位置変化情報
２０    アームバンド
Ｆ    力
Ｍ    モーメント
Ｐ    動力
α    逃げ角
【図１】
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【図２】
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【図３ａ）】
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【図３ｂ）】
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【図３ｃ）】
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【図４】
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【図５】
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