[0001] Die Erfindung betrifft ein schlagunterstütztes Handbohrgerät, insbesondere ein Hammerbohrgerät,
gemäss dem Oberbegriff des gattungsbildenden Patentanspruchs 1.
[0002] Schlagunterstützte Handbohrgeräte werden in der Bauindustrie, im Installations- und
Elektrogewerbe und in verwandten Bereichen eingesetzt. Wegen ihrer hohen Abbauleistung
in mineralischen Untergründen, wie beispielsweise Beton, Mauerwerk oder Gestein, haben
sich für den professionellen Einsatz insbesondere Hammerbohrgeräte bewährt. Hammerbohrgeräte
weisen eine kontinuierlich angetriebene Werkzeugaufnahme und einen motorisch betätigbaren
Schlagmechanismus auf. Im Betrieb werden auf ein in die Werkzeugaufnahme eingespanntes
Werkzeug in zeitlicher Folge automatisch hammerschlagartige Impulse übertragen, welche
die Bearbeitung des Untergrundes unterstützen. Zugleich wird das in die Werkzeugaufnahme
eingesetzte Werkzeug kontinuierlich gedreht, um im Untergrund eine dübeltaugliche
Aufnahmebohrung zu erstellen. Bei den bekannten Hammerbohrgeräten grosser Abbauleistung,
beispielsweise der Geräteserie der Anmelderin, ist der Schlagmechanismus ein elektropneumatisches
Schlagwerk, welches im Betrieb auf das Werkzeug longitudinale Stösse überträgt.
[0003] Mit jedem Schlag wird die an der Werkzeugspitze befindliche Schneide in den Untergrund
eingetrieben und erzeugt eine kleine Kerbe. Durch die kontinuierliche Drehbewegung
des Werkzeugs wird der Untergrund durch Scherung abgetragen. Der Winkel, den die Schneide
an der Spitze des kontinuierlich gedrehten Werkzeuges zwischen zwei Schlägen überstreicht,
wird als Umsetzwinkel bezeichnet. Bei den bekannten Hammerbohrgeräten wird der Umsetzwinkel
derart gewählt, dass erst nach einigen vollständigen Umdrehungen eine periodische
Wiederholung auftritt. Auf diese Weise soll vermieden werden, dass die Schneide an
der Werkzeugspitze in unmittelbarer Folge in bereits vorhandene Kerben schlägt und
diese weiter vertieft. Bei periodischen Umsetzwinkeln, wie beispielsweise 30°, 36°,
45°, 52°, 60° usw., können die Kerben soweit vertieft werden, dass die Scherwirkung
nur mehr unzureichend Material abträgt, wodurch die Bohrleistung des Gerätes stark
vermindert wird. Aus diesem Grund werden derartige periodische Umsetzwinkel durch
geeignete Auslegung des Getriebes des Hammerbohrgerätes vermieden.
[0004] Während bei den bekannten schlagunterstützten Handbohrgeräten, insbesondere mit Hammerbohrgeräten,
bereits eine gute Abbauleistung erzielbar ist, besteht dennoch der Wunsch, die Abbauleistung
insbesondere von spröde versagenden Untergründen noch weiter zu verbessern. Es soll
ein schlagunterstütztes Handbohrgerät geschaffen werden, das in unterschiedlichen
mineralischen Untergründen mit optimaler Bohrleistung betrieben werden kann. Dabei
soll die Handhabung des Gerätes für den Anwender keine zusätzlichen Bedienungsschritte
erfordern.
[0005] Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem schlagunterstützten Handbohrgerät, insbesondere
einem Hammerbohrgerät, welches die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs
1 angeführten Merkmale aufweist. Das erfindungsgemässe schlagunterstützte Handbohrgerät
besitzt ein Gehäuse, in dem ein elektrischer Antriebsmotor für eine um ihre Längsachse
kontinuierlich rotierbare Werkzeugaufnahme, eine mit dem elektrischen Antriebsmotor
zusammenwirkende Regelungseinrichtung für die Umdrehungszahl der Werkzeugaufnahme,
die über einen am Gehäuse angebrachten Schalter von aussen aktivierbar ist, und ein
Schlagwerk für die periodische Abgabe von axialen Schlägen auf ein in die Werkzeugaufnahme
eingespanntes Werkzeug angeordnet sind. Der elektrische Antriebsmotor ist mit einer
Messeinrichtung für das Reaktionsdrehmoment gekoppelt. Die Regelungseinrichtung umfasst
eine Auswerteeinheit, welche mit der Messeinrichtung für das Reaktionsdrehmoment verbunden
ist und über welche die Drehzahl der Werkzeugaufnahme derart regelbar ist, dass das
im Betrieb am Antriebsmotor gemessene Reaktionsdrehmoment maximal ist.
[0006] Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des schlagunterstützten Handbohrgerätes kann
dieses im optimalen Leistungsbereich betrieben werden. Es zeigt sich, dass bei einem
maximalen gemessenen Reaktionsdrehmoment auch die Bohrleistung ein Maximum aufweist.
Das Gerät wird unabhängig vom Untergrund immer im optimalen Leistungsbereich betrieben.
Dabei werden vom Anwender keinerlei zusätzliche Bedienungsschritte gefordert. Durch
den Betrieb im optimalen Leistungsbereich wird das schlagunterstützte Handbohrgerät
sehr effizient eingesetzt. Die optimierte Bohrleistung verkürzt die Zeit, die für
die Erstellung einer dübeltauglichen Aufnahmebohrung erforderlich ist. Dadurch wird
der Betrieb des Gerätes noch wirtschaftlicher.
[0007] In einer besonders einfachen Ausführungsvariante der Messeinrichtung umfasst diese
Dehnmessstreifen oder Wägezellen, welche an der Aufhängung des elektrischen Antriebsmotors
im Gehäuse angeordnet sind. Die gewählte Anordnung der Dehnmessstreifen oder Wägezellen
erfordert keinen besonderen konstruktiven Aufwand. Drehmomentmessverfahren mittels
Dehnmessstreifen oder Wägezellen sind erprobt und unter den Belastungen, denen schlagunterstützte
Handbohrgeräte mitunter ausgesetzt sind, mit ausreichend hoher Genauigkeit durchzuführen.
[0008] Indem die Auswerteeinheit mit einer Speichereinheit verbunden ist, in der verschiedene
Drehzahlbereiche festgelegt sind, und die Regelungseinrichtung derart ausgebildet
ist, dass nach Massgabe der Auswerteeinheit diese Drehzahlbereiche nach zunehmenden
Drehzahlen automatisch einstellbar sind, kann nach dem Aktivieren der Regelungseinrichtung
durch den Anwender das Auffinden der optimalen Drehzahl mit maximalem zugehörigen
Reaktionsdrehmoment in sehr kurzer Zeit erfolgen. Dazu wird für jede eingestellte
Drehzahl das zugehörige Reaktionsdrehmoment bestimmt und in der Speichereinheit festgehalten.
Danach regelt die Regelungseinrichtung selbsttätig auf diejenige Drehzahl der Werkzeugaufnahme,
welche dem grössten Wert der gemessenen Reaktionsdrehmomente entspricht. Diese Regelung
erfolgt unabhängig vom Anwender. Dieser muss nur einmal die Regelungseinrichtung aktivieren,
beispielsweise, wie bis anhin, über einen Druckknopf am Handgriff. Danach erfolgt
die Regelung vollautomatisch, ohne ein weiteres Zutun des Anwenders. Er kann bloss
am Geräusch des Elektromotors erkennen, dass eine Regelung stattfindet.
[0009] Die in der Speichereinheit festgelegten Drehzahlbereiche entsprechen vorzugsweise
Umsetzwinkeln von 37° - 39°, 46° - 50°, 61° - 65° und 91° - 98°. Der Zusammenhang
zwischen dem Umsetzwinkel und der Drehzahl der Werkzeugaufnahme bzw. der Schneide
an der Spitze eines in dieselbe eingespannten Werkzeuges ist dabei durch die Beziehung

gegeben. Diese Beziehung dient der näherungsweisen Bestimmung der optimalen Drehzahlbereiche
bzw. Umsetzwinkel. Während des Betriebes werden die den Umsetzwinkelbereichen entsprechenden
Drehzahlbereiche angesteuert und die Drehzahlen entsprechend variiert. Dabei wird
zu jeder eingestellten Drehzahl das zugehörige Reaktionsdrehmoment am Antriebsmotor
bestimmt. Schliesslich wird die optimale Drehzahl, mit der das schlagunterstützte
Handbohrgerät betrieben werden soll, durch die Regelungseinrichtung auf diejenige
Drehzahl geregelt, bei der das grösste Reaktionsdrehmoment gemessen wurde.
[0010] In einer Variante der Erfindung sind in der Speichereinheit verschiedene ldealdrehzahlen
festgelegt. Die Regelungseinrichtung ist derart ausgelegt, dass nach Massgabe der
Auswerteeinheit diese Idealdrehzahlen automatisch einstellbar sind und die Drehzahl
der Werkzeugaufnahme jeweils in einem Bereich von ± 5% der ldealdrehzahl variierbar
ist. Zu jeder Drehzahl wird das jeweils zugehörige Reaktionsdrehmoment gemessen und
in der Speichereinheit abgelegt. Danach ist die Drehzahl der Werkzeugaufnahme innerhalb
einer engen Toleranz von ± 1° automatisch auf diejenige Drehzahl regelbar, bei der
das maximale Reaktionsdrehmoment festgestellt wurde. Bei dieser Variante der erfindungsgemässen
Vorrichtung entsprechen die Idealdrehzahlen somit Umsetzwinkeln von 38°, 48°, 63°
und 95°, jeweils mit einer Toleranz von ± 1°, wobei der Zusammenhang zwischen der
Drehzahl und dem Umsetzwinkel gemäss der oben angeführten Beziehung gegeben ist. Bei
beiden geschilderten Varianten der Erfindung sind näherungsweise Drehzahlbereiche
vorgegeben, in denen ein möglichst grosses Reaktionsdrehmoment zu erwarten ist.
[0011] Die in die Beziehung zwischen dem Umsetzwinkel und der Drehzahl der Werkzeugaufnahme
eingehende Schlagfrequenz ist insbesondere bei den bekannten Hammerbohrgeräten mit
elektropneumatischem Schlagwerk keine Konstante, sondern verändert sich mit der Drehzahl.
Für die näherungsweise Bestimmung der Drehzahlbereiche spielt dies aber keine Rolle.
Während des Betriebes des erfindungsgemässen Gerätes erfolgt die Regelung der Drehzahl
der Werkzeugaufnahme nur mehr in Abhängigkeit vom gemessenen Reaktionsdrehmoment,
so dass auch in diesem Fall die Drehzahlabhängigkeit der Schlagfrequenz ohne Bedeutung
ist.
[0012] In einer Variante der Erfindung umfasst die Auswerteeinheit einen Mikroprozessor,
der derart gesteuert abläuft, dass die Einstellung der Drehzahl der Werkzeugaufnahme
nach Massgabe der gemessenen Reaktionsdrehmomente während des Betriebs periodisch
überwacht wird und bei detektierten Abweichungen, die Drehzahlen ausserhalb der angegebenen
Bereichsgrenzen entsprechen, gegebenenfalls eine Nachregelung veranlasst wird.
[0013] Das Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäss ausgestatteten schlagunterstützten
Handbohrgerätes zeichnet sich dadurch aus, dass das Reaktionsdrehmoment am Antriebsmotor
von der Messeinrichtung periodisch gemessen wird und die Messwerte an die Auswerteeinheit
weitergeleitet werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird über die Regelungseinrichtung
die Drehzahl der Werkzeugaufnahme nach Massgabe der Auswerteeinheit derart geregelt,
dass das gemessene Reaktionsdrehmoment maximal ist. Das erfindungsgemässe Verfahren
zeichnet sich durch seinen einfachen Regelkreis aus, bei dem im wesentlichen nur eine
einzige Regelgrösse zu betrachten ist.
[0014] Vorzugsweise stellt die Regelungseinrichtung nach ihrer Aktivierung automatisch diejenige
Drehzahl der Werkzeugaufnahme ein, bei der erwartet wird, dass das gemessene Reaktionsdrehmoment
maximal ist. Dazu werden in der Speichereinheit festgelegte Drehzahlwerte nacheinander
abgefahren und die zugehörigen gemessenen Reaktionsdrehmomente gemessen und in der
Speichereinheit festgehalten. Die Regelungseinheit regelt die Drehzahl der Werkzeugaufnahme
schliesslich auf die aufgefundene optimale Drehzahl und überprüft kontinuierlich,
ob die Regelungsbedingung erfüllt ist, d.h. das gemessene Reaktionsdrehmoment am Antriebsmotor
maximal ist, und regelt gegebenenfalls nach. Dadurch ist sichergestellt, dass das
schlagunterstützte Handbohrgerät immer im optimalen Leistungsbereich betrieben wird.
[0015] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Darstellung der Funktionsblöcke eines schlagunterstützten Handbohrgerätes gemäss
der Erfindung; und
- Fig. 2 und 3
- zwei Ablaufdiagramme zur Erläuterung der Erfindung.
[0016] In Fig. 1 ist ein schlagunterstütztes Handbohrgerät gemäss der Erfindung gesamthaft
mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Bei dem schematisch anhand seiner Funktionsblöcke
dargestellten Handbohrgerät handelt es sich insbesondere um ein Hammerbohrgerät mit
elektropneumatischem Schlagwerk. Die einzelnen mechanischen und elektrischen Funktionsblöcke
sind in einem Gehäuse 2 angeordnet. Die mechanischen Funktionsblöcke umfassen einen
elektrischen Antriebsmotor 3, ein elektropneumatisches Schlagwerk 5, ein Getriebe
7 und eine Werkzeugaufnahme 9, in die ein Werkzeug 10 eingesetzt ist. Die kraftübertragende
Koppelung der mechanischen Funktionsblöcke untereinander ist durch Doppelstriche angedeutet.
Der elektrische Antriebsmotor 3 ist über eine mechanische Verbindung 4 mit dem elektropneumatischen
Schlagwerk 5 verbunden. Auf diese Weise wird über einen Exzenter ein Erregerkolben
51 angetrieben, der einen Flugkolben 52 beschleunigt, welcher auf einen Döpper 53
schlägt, der sich in die Werkzeugaufnahme 9 fortsetzt und die axialen Schläge auf
das in die Werkzeugaufnahme 9 eingespannte Werkzeug überträgt.
[0017] Der elektrische Antriebsmotor 3 ist über eine zweite mechanische Verbindung 6 mit
einem Getriebe 7 verbunden, in dem die Umdrehungen des elektrischen Motors in einem
fest vorgegebenen Verhältnis übersetzt bzw. untersetzt werden. Eine weitere mechanische
Verbindung 8 überträgt die Drehbewegung des elektrischen Antriebs 3 bzw. des Getriebes
7 auf die Werkzeugaufnahme 9, welche dadurch im Betrieb kontinuierlich um ihre Achse
rotiert wird. Die kontinuierliche Drehbewegung der Werkzeugaufnahme 9 wird auf das
eingespannte Werkzeug 10 übertragen. Durch die Überlagerung der kontinuierlichen Drehbewegung
und der axialen Schläge an der Schneide 11 an der Spitze des Werkzeuges 10 kann eine
dübeltaugliche Bohrung erstellt werden.
[0018] Die Inbetriebnahme des Hammerbohrgerätes 1 erfolgt mittels eines Schalters S am Griffteil
des Gehäuses 1. Der Schalter S schliesst den Kontakt zur Energiequelle, welche ein
Akkumulator oder das elektrische Netz sein kann, an welches das Hammerbohrgerät 1
über eine nicht dargestellte Versorgungsleitung angeschlossen ist, und aktiviert die
Regelungseinrichtung C für den elektrischen Antriebsmotor 3. Mit Hilfe der Regelungseinrichtung
C ist bei den bekannten Hammerbohrgeräten 1 die Drehzahl des Antriebsmotors 3 bzw.
der damit gekoppelten Werkzeugaufnahme 9 regelbar. Beispielsweise umfasst die Regelungseinrichtung
C eine bekannte Phasenanschnittsteuerung.
[0019] Erfindungsgemäss ist der elektrische Antriebsmotor 3 mit einer Messeinrichtung 12
für das Reaktionsdrehmoment gekoppelt, welches im Betrieb auf den Antriebsmotor 3
einwirkt. Die Messeinrichtung 12 ist vorzugsweise durch Dehnmessstreifen oder Wägezellen
gebildet, welche an der Aufhängung 13, 14 des elektrischen Antriebsmotors 3 angeordnet
sind. derartige Dehnmessstreifen bzw. Wägezellen sind beispielsweise von der Firma
Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, D-6100 Darmstadt 1 erhältlich. Ein geeigneter
Dehnmessstreifen ist beispielsweise im Firmenprospekt Nr. G 24.01.7 beschrieben. Im
Firmenprospekt Nr. G 21.04.9 ist neben anderen auch eine Wägezelle mit der Typenbezeichnung
Z8 beschrieben, welche beispielsweise zum Einsatz kommen kann.
[0020] Die Regelungseinrichtung C umfasst eine Auswerteeinheit E, welche mit der Messeinrichtung
12 für das Reaktionsdrehmoment verbunden ist. In Fig. 1 sind die elektronischen Verbindungen
durch Pfeile symbolisiert. Die Auswerteeinheit E verarbeitet die gemessenen und digitalisierten
Reaktionsdrehmomente und veranlasst die Regelungseinrichtung C, die Drehzahl der Werkzeugaufnahme
9 derart zu regeln, dass das im Betrieb am elektrischen Antriebsmotor 3 gemessene
Reaktionsdrehmoment maximal ist. Die Auswerteeinheit E ist mit einer Speichereinheit
M verbunden, in der Messdaten zwischenspeicherbar sind. Die Speichereinheit M kann
auch für den Abruf von darin enthaltener Steuerinformation eingesetzt werden, wie
weiter unten näher erläutert wird. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst
die Auswerteeinheit einen Mikroprozessor P, der einen speziellen Ablauf der Regelung
ermöglicht, wie noch erläutert wird.
[0021] In den Fig. 2 und 3 sind zwei Varianten des Ablaufes der Drehzahlregelung der Werkzeugaufnahme
9 dargestellt und durch Ablaufanweisungen 20 - 26 bzw. 30 - 36 wiedergegeben. Durch
Betätigung des Schalters S am Griffteil des Gehäuses 1 wird die Regelungseinrichtung
C aktiviert (20 bzw. 30). Die Regelungseinrichtung C greift auf die in der Speichereinheit
M abgelegte Steuerinformation zu. Bei der Variante der Erfindung gemäss dem Ablaufdiagramm
nach Fig. 2 besagt die Steuerinformation, dass das grösste Reaktionsdrehmoment bei
definierten Drehzahlbereichen zu finden ist. Die Regelungseinrichtung C regelt die
Drehzahl nacheinander auf diese Drehzahlbereiche und scannt diese durch. Dabei erfolgt
mit Hilfe der Messeinrichtung 12 zu jeder eingestellten Drehzahl eine Messung des
zugehörigen Reaktionsdrehmomentes am elektrischen Antriebsmotor 3 (21 - 23). Die gemessenen
und digitalisierten Messwerte werden in der Speichereinheit abgelegt und danach miteinander
verglichen. Durch Vergleich der gemessenen Reaktionsdrehmomente wird das maximale
Reaktionsdrehmoment ermittelt und die zugehörige Drehzahl der Werkzeugaufnahme 9 bestimmt
(24). Danach stellt die Regelungseinrichtung C die von der Auswerteeinheit E ermittelte
Drehzahl ein (25) und regelt diese derart, dass das gemessene Reaktionsdrehmoment
maximal bleibt (26). In einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind die Steuerinformationen
in der Speichereinheit M derart gewählt, dass die einzustellenden Drehzahlbereiche
Umsetzwinkeln von 37° - 39°, 46° - 50°, 61° - 65° und 91° - 98° entsprechen.
[0022] Bei der im Ablaufdiagramm gemäss Fig. 3 dargestellten Variante der Erfindung verläuft
die Regelung sehr ähnlich. In diesem Fall entnimmt die Regelungseinrichtung C der
Speichereinheit M die Steuerinfomation, dass nacheinander verschiedene ldealdrehzahlen
eingestellt werden sollen. Jede Idealdrehzahl wird in einem Bereich von ± 5 % variiert
und zu jeder eingestellten Drehzahl wird das zugehörige Reaktionsdrehmoment am elektrischen
Antriebsmotor 3 gemessen, digitalisiert und in der Speichereinheit M zwischengespeichert
(31 - 33). Wie bei der zuvor geschilderten Variante der Erfindung, erfolgt sodann
ein Vergleich der gemessenen Reaktionsdrehmomente, die Bestimmung des Maximalwertes
und die Ermittlung der zugehörigen Drehzahl (34). Die Regelungseinrichtung C stellt
die ermittelte Drehzahl ein (35) und regelt diese derart, dass das gemessene Reaktionsdrehmoment
maximal bleibt (36). In einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind die Steuerinformationen
in der Speichereinheit M derart gewählt, dass die einzustellenden Idealdrehzahlen
Umsetzwinkeln von 38°, 48°, 63° und 95° mit einer Toleranz von jeweils ± 1° entsprechen.
[0023] Der Zusammenhang zwischen dem Umsetzwinkel und der Drehzahl der Werkzeugaufnahme
bzw. der Schneide an der Spitze eines in dieselbe eingespannten Werkzeuges ist dabei
durch die Beziehung

gegeben. Diese Beziehung dient der näherungsweisen Bestimmung der optimalen Drehzahlbereiche
bzw. der ldealdrehzahlen. Die in die Beziehung zwischen dem Umsetzwinkel und der Drehzahl
der Werkzeugaufnahme 9 eingehende Schlagfrequenz ist insbesondere bei den bekannten
Hammerbohrgeräten 1 mit nur einem Antriebsmotor 3 für die Werkzeugaufnahme 9 und das
elektropneumatische Schlagwerk 5 keine Konstante, sondern verändert sich mit der Drehzahl.
Für die näherungsweise Bestimmung der Drehzahlbereiche bzw. der ldealdrehzahlen spielt
dies aber keine Rolle. Im Falle von separaten Antriebsmotoren für die Werkzeugaufnahme
und das Schlagwerk sind die Drehzahl der Werkzeugaufnahme und die Schlagfrequenz entkoppelt,
so dass eine exakte Bestimmung möglich ist. Während des Betriebes des erfindungsgemässen
Gerätes 1 erfolgt die Regelung der Drehzahl der Werkzeugaufnahme 9 nur mehr in Abhängigkeit
vom am Antriebsmotor 3 gemessenen Reaktionsdrehmoment, so dass auch in diesem Fall
die Drehzahlabhängigkeit der Schlagfrequenz ohne Bedeutung ist. Zur Bestimmung der
optimalen Drehzahl erfolgt die Messung der Reaktionsdrehmomente in Drehzahlschritten
von 2 [U/min].
[0024] Der in der Auswerteeinheit E angeordnete Mikroprozessor P läuft in vorteilhafter
Weise derart gesteuert ab, dass die Einstellung der Drehzahl der Werkzeugaufnahme
9 nach Massgabe der gemessenen Reaktionsdrehmomente während des Betriebs periodisch
überwacht wird und bei detektierten Abweichungen, welche Drehzahlen ausserhalb der
angegebenen Drehzahlbereichsgrenzen entsprechen, gegebenenfalls eine Nachregelung
veranlasst wird. Die Erfassung der Reaktionsdrehmomente am elektrischen Antriebsmotor
erfolgt dabei etwa 600 bis etwa 6000 mal je Minute.
[0025] Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des schlagunterstützten Handbohrgerätes kann
dieses im optimalen Leistungsbereich betrieben werden. Es zeigt sich, dass bei einem
maximalen gemessenen Reaktionsdrehmoment auch die Bohrleistung ein Maximum aufweist.
Das Gerät wird unabhängig vom Untergrund immer im optimalen Leistungsbereich betrieben.
Durch den Betrieb im optimalen Leistungsbereich wird das schlagunterstützte Handbohrgerät
sehr effizient eingesetzt. Die optimierte Bohrleistung verkürzt die Zeit, die für
die Erstellung einer dübeltauglichen Aufnahmebohrung erforderlich ist. Dadurch wird
der Betrieb des Gerätes noch wirtschaftlicher. Indem die Auswerteeinheit mit einer
Speichereinheit verbunden ist, in der verschiedene Drehzahlbereiche bzw. Idealdrehzahlen
festgelegt sind, und die Regelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass nach Massgabe
der Auswerteeinheit diese Drehzahlbereiche nach zunehmenden Drehzahlen automatisch
einstellbar und variierbar sind, kann nach dem Aktivieren der Regelungseinrichtung
durch den Anwender das Auffinden der optimalen Drehzahl mit maximalem zugehörigen
Reaktionsdrehmoment in sehr kurzer Zeit erfolgen. Die Regelung der optimalen Drehzahl
erfolgt unabhängig vom Anwender. Dieser muss nur einmal die Regelungseinrichtung aktivieren,
beispielsweise, wie bis anhin, über einen Druckknopf am Handgriff. Danach erfolgt
die Regelung vollautomatisch, ohne ein weiteres Zutun des Anwenders. Er kann allenfalls
am sich verändernden Geräusch des Elektromotors erkennen, dass überhaupt eine Regelung
stattfindet.
1. Schlagunterstütztes Handbohrgerät, insbesondere Hammerbohrgerät, mit einem Gehäuse
(2), in dem ein elektrischer Antriebsmotor (3) für eine um ihre Längsachse kontinuierlich
rotierbare Werkzeugaufnahme (9), eine mit dem elektrischen Antriebsmotor (3) zusammenwirkende
Regelungseinrichtung (C) für die Umdrehungszahl der Werkzeugaufnahme (9), die über
einen am Gehäuse angebrachten Schalter (S) von aussen aktivierbar ist, und ein Schlagwerk
(5) für die periodische Abgabe von axialen Schlägen auf ein in die Werkzeugaufnahme
(9) eingespanntes Werkzeug (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (3) mit einer Messeinrichtung (12) für das Reaktionsdrehmoment
gekoppelt ist, und dass die Regelungseinrichtung (C) eine Auswerteeinheit (E) umfasst,
welche mit der Messeinrichtung (12) für das Reaktionsdrehmoment verbunden ist und
über welche die Drehzahl der Werkzeugaufnahme (9) derart regelbar ist, dass das im
Betrieb am Antriebsmotor (3) gemessene Reaktionsdrehmoment maximal ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (12)
Dehnmessstreifen oder Wägezellen umfasst, welche an der Aufhängung (13, 14) des elektrischen
Antriebsmotors (3) im Gehäuse (2) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit
(E) mit einer Speichereinheit (M) verbunden ist, in der verschiedene Drehzahlbereiche
festgelegt sind, dass die Regelungseinrichtung (C) derart ausgebildet ist, dass nach
Massgabe der Auswerteeinheit (E) diese Drehzahlbereiche nach zunehmenden Drehzahlen
automatisch einstellbar sind, wobei für jede eingestellte Drehzahl das zugehörige
Reaktionsdrehmoment bestimmt und in der Speichereinheit (M) festgehalten wird, und
dass danach auf diejenige Drehzahl der Werkzeugaufnahme (9) geregelt wird, welche
dem grössten Wert der gemessenen Reaktionsdrehmomente entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Speichereinheit
(M) festgelegten Drehzahlbereiche Umsetzwinkeln von 37° - 39°, 46° - 50°, 61° - 65°
und 91° - 98° entsprechen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit
(E) mit einer Speichereinheit (M) verbunden ist, in der verschiedene ldealdrehzahlen
festgelegt sind, und dass über die Regelungseinrichtung (C) nach Massgabe der Auswerteeinheit
(E) die Idealdrehzahlen automatisch einstellbar und die Drehzahl der Werkzeugaufnahme
(9) jeweils in einem Bereich von ± 10% der Idealdrehzahl variierbar ist, wobei jeweils
die zugehörigen Reaktionsdrehmomente gemessen und in der Speichereinheit (M) abgelegt
werden, und dass danach die Drehzahl der Werkzeugaufnahme (9) auf diejenige Drehzahl
regelbar ist, bei der das maximale Reaktionsdrehmoment festgestellt wurde.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ldealdrehzahlen Umsetzwinkeln
von 38°, 48°, 63° und 95° bei einer Toleranz von jeweils ± 1° entsprechen.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinheit (E) einen Mikroprozessor (P) umfasst, der periodisch die Einstellung
der Drehzahl der Werkzeugaufnahme (9) nach Massgabe der gemessenen Reaktionsdrehmomente
überwacht und gegebenenfalls eine Nachregelung veranlasst.
8. Verfahren zum Betrieb eines schlagunterstützten Handbohrgerätes (1) gemäss einem der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsdrehmoment von
der Messeinrichtung (12) periodisch gemessen wird, und die Messwerte an die Auswerteeinheit
(E) weitergeleitet werden, und dass die Regelungseinrichtung (C) die Drehzahl der
Werkzeugaufnahme (9) nach Massgabe der Auswerteeinheit (E) derart regelt, dass das
gemessene Reaktionsdrehmoment maximal ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (C)
nach ihrer Aktivierung automatisch diejenige Drehzahl der Werkzeugaufnahme (9) einstellt,
bei der das gemessene Reaktionsdrehmoment maximal ist, wobei in der Speichereinheit
(M) festgelegte Drehzahlwerte nacheinander abgefahren werden und die zugehörigen gemessenen
Reaktionsdrehmomente gemessen und in der Speichereinheit (M) festgehalten werden,
und dass die Regelungseinheit (C) die aufgefundene optimale Drehzahl kontinuierlich
nachregelt.