HANDWERKZEUGMASCHINE

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Aus der EP 0 303 651 B2 ist eine Handwerkzeugmaschine, und zwar ein Bohrhammer, mit einem von einem Elektromotor antreibbaren Schlagwerk bekannt, bei dem eine im Antriebsstrang angeordnete Kupplung bei Erreichen einer von einem Sensor erfaßten vorgegebenen Bewegungsgröße selbständig ausrückt, und zwar zum Unterbrechen einer Schlagantriebstätigkeit des Schlagwerks in einer Leerlaufstellung. Als Bewegungsgröße wird eine auf einer Leerlaufstrecke befindliche Wegposition eines Schlagwerkteils oder eines Einsatzwerkzeugs erfaßt. Bei Verlassen dieser Wegposition rückt die Kupplung selbständig wieder ein. Der Sensor aktiviert bei Erreichen dieser Wegposition eine Steuereinrichtung, die ihrerseits einen Steuerimpuls auf einen elektromagnetischen Ausrück-Stellantrieb führt, der an der Kupplung angreift und diese ausrückt.

Vorteile der Erfindung

[0003] Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere von einem Bohr- und/oder Meißelhammer, mit in einem Gehäuse von einem Elektromotor antreibbaren Schlagwerk, über das ein in einer Werkzeughalterung angeordnetes Einsatzwerkzeug schlagend antreibbar ist, und mit einer Sensoreinheit, über die eine Kenngröße für eine Leerlaufstellung erfaßbar ist.

[0004] Es wird vorgeschlagen, daß bei einer erkannten Leerlaufstellung über eine Motorsteuereinheit der Elektromotor und damit das Schlagwerk aktiv abbremsbar ist. Eine zusätzliche Leerlaufkupplung und eine Fangvorrichtung für einen Schläger können vermieden und zusätzliche Bauteile, Gewicht, Bauraum, Montageaufwand sowie Kosten können eingespart werden. Verschleißprobleme an einer zusätzlichen Leerlaufkupplung sind vermeidbar. Es kann konstruktiv einfach ein kurzer Leerlaufweg und dadurch bedingt eine kurze Bauweise der Handwerkzeugmaschine sowie ein geringer Verschleiß an der Werkzeughalterung erreicht werden.

[0005] Ferner kann ein hoher Komfort erzielt werden, und zwar insbesondere indem auf eine Leerlauffeder vollständig verzichtet werden kann, beispielsweise indem über einen Drucksensor eine Anpreßkraft des Einsatzwerkzeugs gegen einen zu bearbeitenden Gegenstand ermittelt wird, oder indem eine Leerlauffeder zumindest leicht und mit einer kleinen Stellkraft ausgeführt werden kann, so daß vorteilhaft eine kleine Betätigungskraft zur Erreichung einer Arbeitsstellung ausreicht.

[0006] Das Schlagwerk ist vorteilhaft ausschließlich auf seine Schlagfunktion auslegbar, und eine Leerlauffunktion kann unberücksichtigt bleiben, wodurch sich konstruktive Freiheitsgrade ergeben. Das Schlagwerk ist robust durch den Verzicht auf Leerlauf- bzw. Entlüftungsbohrungen ausführbar, und es ist eine vorteilhafte Abdichtung gegen Schmutz und Schmiermittelverlust erreichbar.

[0007] Aus der Leerlaufstellung kann ein gezieltes und schnelles Hochfahren des Schlagwerks realisiert werden, und das Anlaufverhalten kann durch ein entsprechendes Ansteuern des Elektromotors konstruktiv einfach auf das Schlagwerk abgestimmt werden. Die erfindungsgemäße Lösung ist grundsätzlich bei sämtlichen Handwerkzeugmaschinen einsetzbar, deren Einsatzwerkzeuge schlagend antreibbar sind, wie insbesondere bei Schlagbohrmaschinen, Bohrhämmern, Meißelhämmern usw.

[0008] Grundsätzlich können sämtliche, dem Fachmann als geeignet erscheinende Elektromotoren über eine spezielle Motorsteuereinheit aktiv abgebremst werden, wie beispielsweise Asynchronmotoren, Synchronmotoren oder Gleichstrommotoren usw. über eine Bremssteuerung. Besonders vorteilhaft wird der Elektromotor jedoch von einem elektronisch kommutierten Motor gebildet. Die bürstenlosen, elektronisch kommutierten Motoren, insbesondere Reluktanzmotoren, sind besonders überlastfähig und können kurzzeitig mit einem großen Drehmoment und damit mit einem großen Bremsmoment belastet werden. Es kann ein großer Strom fließen, ohne daß eine Gefahr eines Bürstenfeuers besteht.

[0009] Ferner kann ein Anker des elektronisch kommutierten Elektromotors aufgrund einer fehlenden Ankerwicklung im Vergleich zu einem Anker eines herkömmlichen Elektromotors mit einer Ankerwicklung mit einer insgesamt geringeren Masse ausgeführt werden. Der Anker des elektronisch kommutierten Elektromotors speichert dadurch während des Betriebs eine geringere Rotationsenergie und kann mit wenig Energie schnell abgebremst werden. Der elektronisch kommutierte Elektromotor kann vorteilhaft mit einem großen Zwischenkreiskondensator oder mit einem Bremschopper in einer Bremsbeschaltung abgebremst werden.

[0010] Ist das Schlagwerk mit einer separaten Bremseinheit abbremsbar, kann das aktive Bremsen des Elektromotors unterstützt und ein Stillstand des Elektromotors bzw. des Schlagwerks besonders schnell erreicht werden. Die separate Bremseinheit kann verschiedenartig ausgeführt sein, beispielsweise kann diese von einer mechanischen oder einer elektromechanischen Einheit gebildet sein usw.

[0011] Besonders vorteilhaft ist ein Antriebskolben des Schlagwerks nach erkannter Leerlaufstellung zwischen 0,1 bis 3 Schlagtakten des Schlagwerks zum Stillstand abgebremst, wodurch ein Verschleiß des Schlagwerks reduziert und der Komfort gesteigert werden kann, und zwar insbesondere indem unnötige Vibrationen vermieden werden können.

[0012] Weist das Schlagwerk einen Topfkolben auf, kann ein kostengünstiger Kolben erreicht werden, bei dem ein Schläger und der Kolben reibungstechnisch verbindbar sind. Durch den direkten Kontakt zwischen dem Topfkolben und dem Schläger kann der Schläger über den Topfkolben vorteilhaft beim Übergang von einer Leerlaufstellung in eine Arbeitsstellung in kurzer Zeit beschleunigt und mit der erfindungsgemäßen Lösung durch das aktive Abbremsen des Elektromotors beim Übergang von einer Arbeitsstellung in eine Leerlaufstellung in kurzer Zeit verzögert werden. Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Lösung jedoch auch bei Schlagwerken einsetzbar, die einen in einem Zylinder bzw. in einem Hammerrohr geführten Kolben aufweisen.

[0013] Wird eine Motorsteuereinheit zumindest teilweise einstückig mit einer bereits vorhandenen Leistungssteuereinheit des Elektromotors ausgeführt, können vorteilhaft Bauteile, Bauraum und Gewicht eingespart werden. Besonders bei elektronisch kommutierten Motoren kann in einfacher Weise die Motorsteuereinheit einstückig mit einer Leistungssteuereinheit des Elektromotors ausgeführt werden.

[0014] Die Sensoreinheit kann verschiedene, dem Fachmann als geeignet erscheinende Sensoren aufweisen, beispielsweise elektronische, elektromechanische und/oder mechanische Sensoren, über die jedoch insbesondere eine Anpreßkraft des Einsatzwerkzeugs an einen zu bearbeitenden Gegenstand und/oder eine Wegposition des Einsatzwerkzeugs oder eines mit dem Einsatzwerkzeug bewegten Bauteils erfaßbar sein sollte. Besonders vorteilhaft weist die Sensoreinheit zumindest einen elektronischen Sensor auf. Dieser ist klein und leicht ausführbar und kann besonders vorteilhaft bei kleinen Handwerkzeugmaschinen platzsparend integriert werden. Die Informationen vom Sensor zur Motorsteuereinheit können über elektrische Leitungen, über Funk, optisch und/oder mechanisch übertragen werden usw.

Zeichnung

[0015] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0016] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilschnitts durch einen Bohrhammer mit einem in einem Gehäuse 10 von einem Elektromotor 12 antreibbaren Schlagwerk 14, wobei der Elektromotor 12 von einem elektrisch kommutierten Motor gebildet ist.

[0017] An einem einer Rotationsachse eines Einsatzwerkzeugs 18 zugewandten Ende einer Welle 34 des Elektromotors 12 ist ein Ritzel 36 angeformt, das mit einem auf einem Lagerbolzen 38 gelagerten Stirnrad 40 kämmt. Auf dem Stirnrad 40 ist ein Exzenterzapfen 42 befestigt, über den ein Topfkolben 24 des Schlagwerks 14 antreibbar ist. Im Topfkolben 24 ist ein Schläger 26 verschiebbar gelagert, der über einen Döpper 46 auf das in einer Werkzeughalterung 16 befestigte Einsatzwerkzeug 18 bzw. auf einen in der Werkzeughalterung 16 befestigten Bohrer wirkt.

[0018] Ferner besitzt der Bohrhammer eine Sensoreinheit 30, mit einem elektronischen Sensor 20, über den eine Kenngröße für eine Leerlaufstellung erfaßbar ist.

[0019] Erfindungsgemäß ist bei einer erkannten Leerlaufstellung der Elektromotor 12 und damit das Schlagwerk 14 über eine Motorsteuereinheit 22 aktiv abbremsbar, wobei die Motorsteuereinheit 22 weitgehend einstückig mit einer bereits vorhandenen Leistungssteuereinheit 28 des Elektromotors 12 ausgeführt ist.

[0020] Wird das vom Elektromotor 12 über den Exzenterzapfen 42, den Topfkolben 24, den Schläger 26 und den Döpper 46 schlagend angetriebene Einsatzwerkzeug 18 von einem zu bearbeitenden Gegenstand abgehoben, drückt eine nicht näher dargestellte Leerlauffeder den mit dem Einsatzwerkzeug 18 in Wirkverbindung stehenden und in der Werkzeughalterung 16 axial verschiebbar gelagerten Döpper 46 in eine Ausgangsstellung axial in Richtung des zu bearbeitenden Gegenstands. Der im Bereich der Werkzeughalterung 16 im Gehäuse 10 befestigte elektronische Sensor 20 der Sensoreinheit 30 erfaßt eine Leerlaufstellung bzw. eine der Leerlaufstellung zugeordnete Wegposition des Döppers 46 und sendet ein Signal über eine Signalleitung 32 an eine Auswerteeinheit 48, die wiederum einen Impuls über eine Signalleitung 44 an die Motorsteuereinheit 22 weiterleitet.

[0021] Die Motorsteuereinheit 22 veranlaßt ein aktives Bremsen des Elektromotors 12, und zwar in der Weise, daß elektromagnetisch erzeugte Kräfte des Elektromotors 12 entgegen der Drehrichtung der Welle 34 wirken und der Topfkolben 24 des Schlagwerks 14 nach erkannter Leerlaufstellung ca. nach einem Schlagtakt zum Stillstand kommt.

[0022] Wird das Einsatzwerkzeug 18 wieder gegen einen zu bearbeitenden Gegenstand gedrückt und der Döpper 46 aus der Leerlaufstellung in seine Arbeitsstellung verschoben, sendet der elektronische Sensor 20 ein Signal über die Signalleitung 32 an die Auswerteeinheit 48 und diese wiederum ein Signal über die Signalleitung 44 an die Motorsteuereinheit 22, die ein gezieltes, auf das vorliegende Schlagwerk 14 abgestimmtes Hochfahren des Elektromotors 12 veranlaßt.

Bezugszeichen

[0023] 

10

Gehäuse

12

Elektromotor

14

Schlagwerk

16

Werkzeughalterung

18

Einsatzwerkzeug

20

Sensor

22

Motorsteuereinheit

24

Antriebskolben

26

Schläger

28

Leistungssteuereinheit

30

Sensoreinheit

32

Signalleitung

34

Welle

36

Ritzel

38

Lagerbolzen

40

Stirnrad

42

Exzenterzapfen

44

Signalleitung

46

Döpper

48

Auswerteeinheit

Ansprüche

1. Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bohr- und/oder Meißelhammer, mit in einem Gehäuse (10) von einem Elektromotor (12) antreibbaren Schlagwerk (14), über das ein in einer Werkzeughalterung (16) angeordnetes Einsatzwerkzeug (18) schlagend antreibbar ist, und mit einer Sensoreinheit (30), über die eine Kenngröße für eine Leerlaufstellung erfaßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer erkannten Leerlaufstellung über eine Motorsteuereinheit (22) der Elektromotor (12) und damit das Schlagwerk (14) aktiv abbremsbar ist.

2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (12) von einem elektronisch kommutierten Motor gebildet ist.

3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebskolben (24) des Schlagwerks (14) nach erkannter Leerlaufstellung zwischen 0,1 und 3 Schlagtakten des Schlagwerks (14) zum Stillstand abgebremst ist.

4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk (14) mit einer separaten Bremseinheit abbremsbar ist.

5. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk (14) einen von einem Topfkolben gebildeten Antriebskolben (24) aufweist.

6. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit (22) zumindest teilweise einstückig mit einer bereits vorhandenen Leistungssteuereinheit (28) des Elektromotors (12) ausgeführt ist.

7. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (30) zumindest einen elektronischen Sensor (20) aufweist.

Claims

1. Portable power tool, in particular a hammer drill and/or rotary demolition hammer, having a percussion mechanism (14) which can be driven in a housing (10) by an electric motor (12) and via which an application tool (18) arranged in a tool holder (16) can be driven in a percussive manner, and having a sensor unit (30), via which a characteristic quantity for an idling position can be detected, characterized in that, if an idling position is detected, the electric motor (12) and thus the percussion mechanism (14) can be actively braked via a motor control unit (22).

2. Portable power tool according to Claim 1, characterized in that the electric motor (12) is formed by an electronically commutated motor.

3. Portable power tool according to Claim 1 or 2, characterized in that, after an idling position is detected, a drive piston (24) of the percussion mechanism (14) is braked to a stop between 0.1 and 3 percussion cycles of the percussion mechanism (14).

4. Portable power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the percussion mechanism (14) can be braked using a separate braking unit.

5. Portable power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the percussion mechanism (14) has a drive piston (24) formed by a pot-type piston.

6. Portable power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the motor control unit (22) is designed at least partly in one piece with a power control unit (28), already present, of the electric motor (12).

7. Portable power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit (30) has at least one electronic sensor (20).

Revendications

1. Machine électroportative notamment perforateur et/ou ciseau, comportant un boîtier (10) et un mécanisme de percussion (14) entraîné par un moteur électrique (12), par lequel un outil insérable (18), installé dans un porte-outils (16), est entraîné en percussion et une unité de capteur (30) capte une position de ralenti par une grandeur caractéristique,
caractérisée en ce que
lorsqu'une position de marche à vide est détectée, une unité de commande de moteur (22) freine le moteur électrique (12) et le mécanisme de frappe (14) lié à celui-ci.

2. Machine électroportative selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
le moteur électrique (12) est un moteur à commutation électronique.

3. Machine électroportative selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée par
un piston d'entraînement (24) du mécanisme de percussion (4) est freiné jusqu'à l'arrêt une fois reconnue la position de marche à vide entre 0,1 et 3 cadences de frappe du mécanisme de frappe.

4. Machine électroportative selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le mécanisme de frappe (14) est freiné par une unité de freinage distincte.

5. Machine électroportative selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le mécanisme de frappe (14) comporte un piston d'entraînement (24) constitué par un piston en forme de pot.

6. Machine électroportative selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
l'unité de commande de moteur (22) est réalisée au moins en partie en une seule pièce avec l'unité de commande de puissance (28) équipant déjà le moteur électrique (12).

7. Machine électroportative selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
l'unité de capteur (30) comporte au moins un capteur électronique (20).

Zeichnung