EP3852978B1 - Handwerkzeugmaschine und verfahren zum betreiben einer handwerkzeugmaschine - Google Patents

Handwerkzeugmaschine und verfahren zum betreiben einer handwerkzeugmaschine Download PDF

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EP3852978B1
EP3852978B1 EP19762833.2A EP19762833A EP3852978B1 EP 3852978 B1 EP3852978 B1 EP 3852978B1 EP 19762833 A EP19762833 A EP 19762833A EP 3852978 B1 EP3852978 B1 EP 3852978B1
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EP
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housing element
motor
motor speed
hand
tool
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Christian Augustin
Darko Saric
Markus Rank
Stefan Schmid
Christian Iglhaut
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Hilti AG
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Hilti AG
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    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/221—Sensors

Definitions

  • the present invention relates to a hand-held power tool, according to the preamble of patent claim 1, and a method for operating a hand-held power tool, according to the preamble of patent claim 9.
  • a hand-held power tool and such a method are known, for example, from DE 10 2012 005803 A1 out.
  • EP 1 466 702 A1 An electric hand tool with a force sensor for measuring the contact force of the electric hand tool against a workpiece is known.
  • EP 1 958 735 A1 A hand tool is known with a base housing and an outer housing which is held to the base housing via decoupling means and which is firmly connected to a main handle and side handle connecting means. From the EP 1 882 559 A1 A hand tool is known with a housing and a handle which is held on the housing via a decoupling arrangement.
  • the object of the present invention is to provide an improved hand-held power tool and to improve a method for operating a hand-held power tool.
  • a hand-held power tool comprises a housing which has a first housing element and a second housing element.
  • the first housing element and the second housing element are decoupled from one another and movable relative to one another.
  • the hand-held power tool further comprises a tool holder and a motor for rotating and/or impacting the tool holder.
  • the hand-held power tool also comprises a magnetic field sensor for detecting a distance between the first housing element and the second housing element.
  • the hand-held power tool comprises a control device for adjusting a motor speed of the motor depending on the detected distance.
  • the hand tool is, for example, a hammer drill, a chisel hammer, a combination hammer, a core drill or a screwdriver.
  • the tool holder of the hand tool is used to insert a rotating tool, e.g. a drill or a chisel tool.
  • the motor of the hand tool is in particular an electric motor.
  • the motor of the hand tool is in particular a motor with an adjustable speed.
  • the motor of the hand tool is used in particular to set the tool in a rotating movement and/or a striking movement by rotating and/or striking the tool holder.
  • the motor of the hand tool is used to set the tool in rotation about a working axis by rotating the tool holder about the working axis.
  • the rotation of the tool can be used to drill a workpiece, such as a substrate and/or a wall.
  • the motor of the hand tool is also used to set the tool in a striking movement in the striking direction by striking the tool holder in a striking direction.
  • the striking direction is in particular parallel to the working axis.
  • the striking motion of the tool can be used to chisel an object.
  • a retroactive force can act on a handle of the hand-held power tool.
  • a retroactive torque can act on the handle.
  • the handle can be set into vibrating movements.
  • the housing of the handheld power tool has two housing elements that are mechanically decoupled from one another, namely the first housing element and the second housing element.
  • the tool holder is arranged on the first housing element and the second housing element has the handle of the handheld power tool. Due to the mechanical decoupling of the first housing element from the second housing element, a force acting back from the tool and the tool holder is not transmitted to the handle or is only transmitted to a limited extent.
  • first housing element and the second housing element are movably attached to one another and mechanically decoupled from one another using a decoupling means.
  • the decoupling means keeps the first housing element and the second housing element at a distance from one another.
  • the decoupling means is in particular compressible, so that the distance between the first housing element and the second housing element can be changed by compressing the decoupling means.
  • the decoupling means has, for example, one or more spring elements, bearings and/or spring-loaded bearings.
  • a user who holds the hand tool by the handle exerts a force on the handle in the direction of the workpiece.
  • the distance between the first housing element, on which the tool holder with the tool is arranged, and the second housing element, which encloses the handle is reduced by a pressing force of the user.
  • the pressing force compresses the decoupling means. The harder the user presses against the handle, the smaller the distance between the first housing element and the second housing element becomes.
  • the hand-held power tool has the magnetic field sensor.
  • the magnetic field sensor is, for example, a Hall sensor, a magneto-resistive sensor or a field plate sensor.
  • the magnetic field sensor is preferably a one-dimensional magnetic field sensor, such as a linear Hall sensor, or a multi-dimensional magnetic field sensor, such as a 3D magnetic field sensor and/or 3D Hall sensor.
  • other magnetic field sensors can also be used in the hand-held power tool.
  • the magnetic field sensor is arranged on the first housing element and measures the distance to the second housing element or it is arranged on the second housing element and measures the distance to the first housing element.
  • the hand-held power tool uses the magnetic field sensor to detect the distance between the first housing element and the second housing element the contact force that the user applies to the hand tool via the handle can be determined.
  • the control device of the hand-held power tool for adjusting the motor speed of the motor depending on the detected distance serves in particular to increase the motor speed when the detected distance decreases.
  • the control device is set up to increase the motor speed in a ramp-like manner when the detected distance decreases.
  • the control device is set up to increase the motor speed inversely proportional to the detected distance.
  • the control device is set up to increase the motor speed linearly depending on the reciprocal of the detected distance.
  • the rotary operation of the tool holder can also be adjusted depending on the detected distance.
  • a rotation rate and/or a torque of the tool holder can be adjusted depending on the detected distance and/or a rotary movement of the tool holder can be started depending on the detected distance.
  • the impact operation of the tool holder can also be adjusted depending on the detected distance.
  • an impact frequency, impact amplitude and/or impact force of the tool holder can be adjusted depending on the detected distance and/or an impact movement of the tool holder can be started depending on the detected distance.
  • adjusting the motor speed depending on the detected distance can involve starting the impact drive of the tool holder depending on the detected distance.
  • the control device can adjust the hand-held power tool depending on the contact pressure applied by the user.
  • the control device is designed to increase the motor speed when the determined contact pressure increases. This allows the user to intuitively control the power output of the hand-held power tool via the contact pressure.
  • the contact pressure-dependent setting of the hand tool makes it easier to attach the hand tool to the workpiece and the machining process of the workpiece can be started more easily and better.
  • This is particularly possible for hand-held machine tools with a low weight.
  • the tool can be placed on a workpiece at a low motor speed and then the motor speed can be ramped up to a maximum speed.
  • a hammer drill can be placed on the workpiece without a striking movement and the striking movement is only triggered by pressing against the workpiece.
  • the control device is designed to determine a contact force from the detected distance and to adjust the engine speed of the motor depending on the determined contact force.
  • control device calculates the contact force from the measured distance using an algorithm of the control device.
  • the control device is designed to increase the engine speed depending on the contact pressure determined.
  • the control device is designed to increase the engine speed in a ramp-like manner when the contact pressure determined increases.
  • the control device is designed to increase the engine speed in proportion to the contact pressure determined.
  • the control device is designed to increase the engine speed as the contact pressure increases, linearly dependent and/or continuously and directly proportional to the contact pressure determined.
  • the rotary operation of the tool holder can also be set depending on the contact pressure determined.
  • the rotation rate and/or the torque of the tool holder can be set depending on the contact pressure determined and/or the rotary movement of the tool holder can be started depending on the contact pressure determined.
  • the impact operation of the tool holder can also be set depending on the contact pressure determined.
  • an impact frequency, impact amplitude and/or impact force of the tool holder can be set depending on the contact pressure determined and/or an impact movement of the tool holder can be started depending on the contact pressure determined.
  • the setting of the motor speed depending on the Contact pressure i.e. also depending on the detected distance, starting the percussive drive of the tool holder depending on the determined contact pressure.
  • Idle mode is when the motor is rotating but no workpiece is being machined.
  • the hand tool can be started up gently, intuitively controlled by the user using the contact pressure.
  • control device is designed to increase the engine speed of the engine as a function of the determined contact force if the determined contact force is greater than a first specific threshold value.
  • the first specific threshold value corresponds to a specific contact force.
  • the first specific threshold value corresponds to a specific contact force that indicates that the tool is being placed on a workpiece.
  • the control device compares in particular the determined contact force with the first specific threshold value. If the control device determines that the determined contact force is greater than the first specific threshold value, the control device increases the motor speed, for example with increasing contact force, continuously and directly proportional to the determined contact force.
  • control device is designed to increase the motor speed of the motor depending on the contact pressure determined when the contact pressure determined is greater than the first determined threshold value, it can be determined that the tool is securely attached to a workpiece because a minimum pressure corresponding to the first determined threshold value is exerted on the workpiece. Furthermore, this can ensure that the hand-held power tool reacts dynamically to the user's contact pressure. In particular, this allows the tool attached to the workpiece to remain in secure contact with the workpiece during further processing. In particular, slipping of the tool from the workpiece due to drilling and/or impact operation can be avoided.
  • control device is designed to set the engine speed of the engine to a maximum engine speed when the determined contact force is greater than a second specific threshold value.
  • the second specific threshold value is greater than the first specific threshold value.
  • the second specific threshold value corresponds to a specific contact force, which in particular indicates that the tool is securely engaging the workpiece.
  • the control device compares in particular the determined contact force with the second specific threshold value. If the control device determines that the determined contact force is greater than the second specific threshold value, it sets the motor speed to the maximum motor speed.
  • the maximum motor speed is, for example, a maximum motor speed for which the motor of the hand-held power tool is designed.
  • the control device is designed to set the motor speed of the motor to the maximum motor speed when the contact pressure determined is greater than the second specific threshold value, the maximum power of the hand-held power tool is available as soon as it is recognized that the tool is securely engaging the workpiece. For example, with the appropriate contact pressure, the maximum power can be available 250 milliseconds after the tool is first applied to the workpiece.
  • a magnet is arranged on the first housing element and the magnetic field sensor is arranged on the second housing element. Furthermore, the magnetic field sensor is designed to detect a distance between the magnetic field sensor and the magnet as the distance between the first housing element and the second housing element.
  • the magnet is, for example, a permanent magnet or comprises a coil.
  • the magnetic field sensor arranged on the second housing element, which comprises the handle measures a magnetic field of the magnet arranged on the first housing element.
  • the magnetic field detected at the location of the magnetic field sensor depends on the distance to the magnet, so that the magnetic field sensor can detect the distance between the magnetic field sensor and the magnet.
  • the magnetic field sensor is arranged on the second housing element, which is preferably decoupled from the vibration movements of the first housing element, the magnetic field sensor can be protected from vibrations.
  • the magnetic field sensor is arranged on the second housing element and the magnetic field sensor detects the distance between the magnetic field sensor and the magnet, The distance between the first housing element and the second housing element can be measured precisely. This allows the contact pressure to be determined very precisely.
  • the magnetic field sensor is a 3D magnetic field sensor.
  • the 3D magnetic field sensor is a magnetic field sensor that can detect a magnetic field in three spatial directions.
  • a 3D magnetic field sensor measures a three-dimensional vector of the magnetic flux density of the magnetic field.
  • the 3D magnetic field sensor is, for example, a 3D Hall sensor in which one or more Hall elements are arranged on a chip in each spatial direction.
  • the magnetic field sensor is a 3D magnetic field sensor
  • the magnetic field of the magnet arranged on the first housing element can be determined very precisely.
  • the distance between the first housing element and the second housing element can be determined very precisely. This enables the motor's power output to react in a finely tuned manner to the distance and thus the contact pressure.
  • the tool holder is arranged on the first housing element and the second housing element has a handle of the hand-held power tool.
  • the motor, the striking mechanism and the drive shaft are also arranged in the first housing element.
  • the first housing element is at least partially arranged within the second housing element.
  • the tool holder is arranged on the inner first housing element and the outer second housing element has the handle of the hand-held power tool.
  • the first housing element may also be arranged adjacent to the second housing element instead of being arranged at least partially within the second housing element.
  • control device is configured to adjust the engine speed of the engine as a function of the detected distance by controlling the engine speed as a function of the detected distance or by regulating the engine speed as a function of the detected distance.
  • a method for operating a hand-held power tool has a motor for rotating and/or impacting a tool holder and a magnetic field sensor.
  • the hand-held power tool has a housing with a first housing element and a second housing element. The first housing element and the second housing element are decoupled from one another and movable relative to one another.
  • the method has a step of detecting a distance between the first housing element and the second housing element by means of the magnetic field sensor.
  • the method has a step of adjusting a motor speed of the motor depending on the detected distance.
  • the method comprises a step of determining a contact force from the detected distance.
  • the determination of the contact force from the measured distance is carried out, for example, by the control device described in connection with the hand-held power tool.
  • the step of determining the contact force from the detected distance takes place in particular after the step of detecting the distance between the first housing element and the second housing element and before the step of setting the motor speed of the Motor depending on the distance detected.
  • the process steps mentioned are carried out repeatedly in the order mentioned, in particular during operation of the hand-held power tool.
  • the step of adjusting the engine speed of the engine depending on the detected distance comprises adjusting the engine speed of the engine depending on the determined contact force.
  • adjusting the engine speed of the engine depending on the detected distance comprises controlling the engine speed depending on the detected distance or regulating the engine speed depending on the detected distance.
  • adjusting the engine speed of the engine comprises increasing the engine speed depending on the determined contact force if the determined contact force is greater than a first specific threshold value.
  • adjusting the engine speed of the engine comprises adjusting the engine speed to a maximum engine speed when the determined contact force is greater than a second predetermined threshold.
  • the second predetermined threshold is greater than the first predetermined threshold.
  • the control device has, for example, a processor and a computer program that can be executed with the aid of the processor.
  • the control device for example the computer program, comprises in particular one or more algorithms that are set up to determine the contact pressure from the detected distance, to compare the determined contact pressure with the first specific threshold value and the second specific threshold value and/or to adjust the engine speed.
  • the respective unit for example the processor, can be implemented using hardware and/or software.
  • the unit can be designed as a device or as part of a device, for example as a computer or as a microprocessor.
  • the unit can be designed as a computer program product, as a function, as a routine, as part of a program code or as an executable object.
  • a computer program product such as a computer program means
  • Fig. 1 shows a hammer drill as an embodiment of the hand-held power tool 1.
  • the hammer drill 1 has a tool holder 2 into which a shaft end of a tool 3, e.g. a drill or a chisel tool, can be inserted.
  • a primary drive of the hammer drill 1 is a motor 4, which drives a percussion mechanism 5 and a drive shaft 6.
  • a battery 7 or a power cable (not shown) supplies the motor 4 with power.
  • the hammer drill 1 has a housing 8, which comprises a first housing element 9 and a second housing element 10.
  • the second housing element 10 has a handle 11 by which a user can hold and guide the hammer drill 1.
  • the user can start up the hammer drill 1 using a main button 12.
  • the motor 4 rotates at an adjustable motor speed, the motor 4 drives the drive shaft 6 and the drive shaft 6 causes the tool holder 2 to rotate about a working axis 13. This rotates the tool 3 about the working axis 13.
  • the hammer drill 1 can drive the tool 3 into a substrate in an impact direction 14 along the working axis 13 in addition to the rotation about the working axis 13.
  • the hammer drill 1 has an operating selector switch (not shown) by means of which the tool holder 2 can be decoupled from the drive shaft 6, so that purely chiseling operation of the hammer drill 1 is possible.
  • the first housing element 9 and the second housing element 10 of the hammer drill 1 are mechanically decoupled from one another by means of decoupling means 15.
  • the tool holder 2, the motor 4, the impact mechanism 5, the drive shaft 6 and the accumulator 7 are arranged on the first housing element 9.
  • the second housing element 10 comprises the handle 11. During drilling and/or impact operation of the hammer drill 1, reaction forces of the tool 3 and the tool holder 2 can lead to vibration of the first housing element 9.
  • this vibration of the first housing element 9 is not transmitted to the handle 11 or is only transmitted in a weakened manner.
  • the decoupling is realized by arranging the first housing element 9 within the second housing element 10.
  • the decoupling of the first housing element 9 from the second housing element 10 can instead be realized by arranging the second housing element 10 with the handle 11 next to the first housing element 9.
  • the distance L is predetermined by the decoupling means 15 in the resting state, i.e. without the user pressing the hammer drill 1 against a workpiece.
  • the user who wants to work on a workpiece with the hammer drill 1 holds the hammer drill 1 by the decoupled handle 11 and starts the hammer drill 1 by pressing the main button 10.
  • the Motor 4 is initially set in a rotary motion at a low motor speed.
  • the tool 3 is then set in a rotary motion around the working axis 13.
  • the user places the tool 3 of the hammer drill 1 on the workpiece.
  • the user applies a contact force F to the handle 11. This contact force F is essentially directed in the direction of the workpiece, ie along the working axis 13.
  • variable distance L between the first housing element 9 and the second housing element 10 is reduced by the contact force F of the user.
  • the decoupling means 15 is compressed by the contact force F. The harder the user presses against the handle 11, the smaller the distance L between the first housing element 9 and the second housing element 10 becomes.
  • Fig. 2 shows a schematic view of a method for operating the hammer drill 1 from Fig. 1 .
  • a first step S1 of the method the distance L between the first housing element 9 and the second housing element 10 is detected by means of the magnetic field sensor 16.
  • the hammer drill 1 has the magnet 17 in addition to the magnetic field sensor 16.
  • the magnetic field sensor 16 is arranged on the second housing element 10.
  • the magnet 17 is arranged on the first housing element 9.
  • the magnetic field sensor 16 detects the magnetic field of the magnet 17, in particular the magnetic flux density of the magnet 17. The greater the contact force F of the user against the handle 11, the smaller the distance L between the first housing element 9 and the second housing element 10, in particular between the magnetic field sensor 16 and the magnet 17.
  • the magnetic field sensor 16 transmits the distance L as a signal to a control device 18 of the hammer drill 1.
  • the contact force F is determined from the detected distance L.
  • the control device 18 determines the contact force F from the detected distance L by a calculation using an algorithm of the control device 18.
  • a third step S3 of the method the engine speed of the engine 4 is adjusted depending on the determined contact force F.
  • control device 18 is designed to increase the motor speed of the motor 4 depending on the determined contact force F if the determined contact force F is greater than a first specific threshold value.
  • the control device 18 compares the contact force F determined in the second step S2 of the method with the first specific threshold value.
  • the first specific threshold value is a specific contact force that indicates that the tool 3 is securely attached to the workpiece. If the control device 18 determines that the determined contact force F is greater than the first specific threshold value and consequently the tool 3 is securely attached to the workpiece, the control device 18 sends a signal to the motor 4 to increase the motor speed.
  • control device 18 sends a signal to the motor 4 to increase the motor speed of the motor 4 continuously with increasing contact force and in direct proportion to the determined contact force F.
  • the control device 18 sends a signal to the motor 4 to increase the motor speed of the motor 4 continuously with increasing contact force and in direct proportion to the determined contact force F.
  • the impact operation of the tool holder 2 begins.
  • the impact frequency, impact amplitude and/or impact force are continuously increased. Because the motor speed is first increased and the impact operation only begins when the first specific threshold value is exceeded, the tool can be applied to the workpiece more easily.
  • control device 18 is designed to set the motor speed of the motor 4 to a maximum motor speed when the determined contact force F is greater than a second specific threshold value, wherein the second specific threshold value is greater than the first specific threshold value. To do this, the control device 18 compares the determined contact force F with the second specific threshold value.
  • the second specific threshold value corresponds to a specific contact force which in particular indicates that the tool 3 is securely engaging the workpiece.
  • control device 18 determines that the determined contact force F is greater than the second specific threshold value, i.e. as soon as the tool securely engages the workpiece, the control device 18 sets the motor speed to the maximum Set the engine speed for which the engine 4 is designed. This means that the maximum power of the hammer drill 1 is available.
  • the user can intuitively machine a workpiece with the tool 3 of the hammer drill 1 by means of a contact force-controlled soft start of the hammer drill 1 and a subsequent contact force-controlled maximum power output of the hammer drill 1.

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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und ein Verfahren zum Betreiben einer Handwerkzeugmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9. Eine derartige Handwerkzeugmaschine und ein derartiges Verfahren gehen beispielsweise aus der DE 10 2012 005803 A1 hervor.
  • Bei Handwerkzeugmaschinen ist das Ansetzen und Angreifen eines Werkzeugs der Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise eines Bohrers, an einem Werkstück oft problematisch. Dies ist insbesondere bei Handwerkzeugmaschinen mit hoher Einzelschlagenergie und/oder niedrigem Eigengewicht der Fall. Aus der EP 1 466 702 A1 ist eine Elektrohandwerkzeugmaschine mit einem Kraftsensor zur Messung einer Anpresskraft der Elektrohandwerkzeugmaschine gegen ein Werkstück bekannt. Aus der EP 1 958 735 A1 ist ein Handwerkzeuggerät bekannt mit einem Basisgehäuse und einem Übergehäuse, das über Entkoppelungsmittel an dem Basisgehäuse gehalten ist und das mit einem Haupthandgriff und Seitenhandgriffverbindungsmitteln fest verbunden ist. Aus der EP 1 882 559 A1 ist Handwerkzeuggerät bekannt mit einem Gehäuse und einem Handgriff, der über eine Entkoppelungsanordnung an dem Gehäuse gehalten ist.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Handwerkzeugmaschine zu schaffen und ein Verfahren zum Betreiben einer Handwerkzeugmaschine zu verbessern.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Handwerkzeugmaschine vorgeschlagen. Die Handwerkzeugmaschine umfasst ein Gehäuse, welches ein erstes Gehäuseelement und ein zweites Gehäuseelement aufweist. Das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement sind voneinander entkoppelt und relativ zueinander beweglich. Die Handwerkzeugmaschine umfasst weiter eine Werkzeugaufnahme und einen Motor zum drehenden und/oder schlagenden Antreiben der Werkzeugaufnahme. Die Handwerkzeugmaschine umfasst außerdem einen Magnetfeldsensor zum Erfassen eines Abstands zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement. Ferner umfasst die Handwerkzeugmaschine eine Steuereinrichtung zum Einstellen einer Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit des erfassten Abstands.
  • Die Handwerkzeugmaschine ist beispielsweise ein Bohrhammer, ein Meißelhammer, ein Kombihammer, ein Kernbohrer oder ein Schrauber. Die Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine dient zum Einsetzen eines drehbaren Werkzeugs, z. B. eines Bohrers oder eines Meißelwerkzeugs. Der Motor der Handwerkzeugmaschine ist insbesondere ein Elektromotor. Der Motor der Handwerkzeugmaschine ist insbesondere ein Motor mit einstellbarer Drehzahl. Der Motor der Handwerkzeugmaschine dient insbesondere dazu, durch drehendes und/oder schlagendes Antreiben der Werkzeugaufnahme das Werkzeug in eine Drehbewegung und/oder eine Schlagbewegung zu versetzen. Beispielsweise dient der Motor der Handwerkzeugmaschine dazu, durch drehendes Antreiben der Werkzeugaufnahme um eine Arbeitsachse das Werkzeug in eine Rotation um die Arbeitsachse zu versetzen. Durch die Rotation des Werkzeugs kann ein Werkstück, wie beispielsweise ein Untergrund und/oder eine Wand, bohrend bearbeitet werden. Beispielsweise dient der Motor der Handwerkzeugmaschine auch dazu, durch schlagendes Antreiben der Werkzeugaufnahme in einer Schlagrichtung das Werkzeug in eine Schlagbewegung in Schlagrichtung zu versetzen. Die Schlagrichtung ist insbesondere parallel zur Arbeitsachse. Durch die Schlagbewegung des Werkzeugs kann ein Gegenstand meißelnd bearbeitet werden.
  • Durch das Bearbeiten eines Werkstücks mit dem drehenden und/oder schlagenden Werkzeug der Handwerkzeugmaschine kann eine rückwirkende Kraft auf einen Handgriff der Handwerkzeugmaschine wirken. Beispielsweise kann durch das drehende Bearbeiten eines Werkstücks ein rückwirkendes Drehmoment auf den Handgriff wirken. Insbesondere kann durch das drehende und/oder schlagende Bearbeiten eines Werkstücks der Handgriff in Vibrationsbewegungen versetzt werden.
  • Zur Dämpfung oder Vermeidung von Vibrationsbewegungen des Handgriffs weist das Gehäuse der Handwerkzeugmaschine zwei voneinander mechanisch entkoppelte Gehäuseelemente auf, nämlich das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement. Insbesondere ist die Werkzeugaufnahme an dem ersten Gehäuseelement angeordnet und das zweite Gehäuseelement weist den Handgriff der Handwerkzeugmaschine auf. Durch die mechanische Entkopplung des ersten Gehäuseelements von dem zweiten Gehäuseelement wird eine von dem Werkzeug und der Werkzeugaufnahme aus rückwirkende Kraft nicht oder nur eingeschränkt auf den Handgriff übertragen.
  • Insbesondere sind das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement mit Hilfe eines Entkopplungsmittels aneinander beweglich befestigt und voneinander mechanisch entkoppelt. Insbesondere hält das Entkopplungsmittel das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement auf Abstand zueinander. Das Entkopplungsmittel ist insbesondere zusammendrückbar, sodass der Abstand zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement durch Zusammendrücken des Entkopplungsmittels veränderbar ist. Insbesondere besteht zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement durch das Entkopplungsmittel ein variabler Abstand. Das Entkopplungsmittel weist beispielsweise ein oder mehrere Federelemente, Lager und/oder gefederte Lager auf.
  • Zur Bearbeitung eines Werkstücks übt ein Benutzer, der die Handwerkzeugmaschine an dem Handgriff hält, eine Kraft auf den Handgriff in Richtung des Werkstücks aus. Der Abstand zwischen dem ersten Gehäuseelement, an welchem die Werkzeugaufnahme mit dem Werkzeug angeordnet ist, und dem zweiten Gehäuseelement, welches den Handgriff umfasst, wird durch eine Anpresskraft des Benutzers verkleinert. Insbesondere wird durch die Anpresskraft das Entkopplungsmittel zusammengedrückt. Je stärker der Benutzer gegen den Handgriff drückt, umso kleiner wird der Abstand zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement.
  • Zum Erfassen des variablen Abstands zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement weist die Handwerkzeugmaschine den Magnetfeldsensor auf. Der Magnetfeldsensor ist beispielsweise ein Hallsensor, ein magneto-resistiver Sensor oder ein Feldplattensensor. Der Magnetfeldsensor ist vorzugsweise ein eindimensionaler Magnetfeldsensor, wie beispielsweise ein linearer Hallsensor, oder ein mehrdimensionaler Magnetfeldsensor, wie beispielsweise ein 3D-Magnetfeldsensor und/oder 3D-Hallsensor. Es können aber auch andere Magnetfeldsensoren in der Handwerkzeugmaschine zum Einsatz kommen.
  • Der Magnetfeldsensor ist an dem ersten Gehäuseelement angeordnet und misst den Abstand zum zweiten Gehäuseelement oder er ist an dem zweiten Gehäuseelement angeordnet misst den Abstand zum ersten Gehäuseelement.
  • Dadurch, dass die Handwerkzeugmaschine den Magnetfeldsensor zum Erfassen des Abstands zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement aufweist, kann die Anpresskraft ermittelt werden, die der Benutzer über den Handgriff auf die Handwerkzeugmaschine aufbringt.
  • Die Steuereinrichtung der Handwerkzeugmaschine zum Einstellen der Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit des erfassten Abstands dient insbesondere dazu, die Motordrehzahl zu erhöhen, wenn sich der erfasste Abstand verkleinert. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die Motordrehzahl rampenartig zu erhöhen, wenn sich der erfasste Abstand verkleinert. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die Motordrehzahl umgekehrt proportional zum erfassten Abstand zu erhöhen. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die Motordrehzahl linear abhängig vom Kehrwert des erfassten Abstands zu erhöhen.
  • Durch das Einstellen der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands kann insbesondere auch der Drehbetrieb der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit des erfassten Abstands eingestellt werden. Zum Beispiel kann eine Drehrate und/oder ein Drehmoment der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit des erfassten Abstands eingestellt werden und/oder es kann eine Drehbewegung der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit des erfassten Abstands gestartet werden. Durch das Einstellen der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands kann insbesondere auch der Schlagbetrieb der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit des erfassten Abstands eingestellt werden. Zum Beispiel kann eine Schlagfrequenz, Schlagamplitude und/oder Schlagkraft der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit des erfassten Abstands eingestellt werden und/oder eine Schlagbewegung der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit des erfassten Abstands gestartet werden. Insbesondere kann das Einstellen der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands ein Starten des schlagenden Antriebs der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit des erfassten Abstands aufweisen.
  • Da der erfasste Abstand zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement ein Maß für die Anpresskraft des Benutzers ist, kann die Steuereinrichtung die Handwerkzeugmaschine in Abhängigkeit der von dem Benutzer aufgebrachten Anpresskraft einstellen. Insbesondere ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Motordrehzahl zu erhöhen, wenn sich die ermittelte Anpresskraft vergrößert. Dadurch kann der Benutzer über die Anpresskraft die Leistungsabgabe der Handwerkzeugmaschine intuitiv steuern.
  • Durch die anpressdruck-abhängige Einstellung der Handwerkzeugmaschine kann die Handwerkzeugmaschine beispielsweise leichter an dem Werkstück angesetzt werden und der Bearbeitungsvorgang des Werkstücks leichter und besser begonnen werden. Dies ist insbesondere auch für Handwerkzeugmaschinen mit einem geringen Eigengewicht möglich. Beispielsweise kann das Werkzeug bei niedriger Motordrehzahl an einem Werkstück angesetzt werden und sodann die Motordrehzahl rampenartig bis zu einer maximalen Drehzahl erhöht werden. Dadurch kann beispielsweise ein Bohrhammer ohne Schlagbewegung an dem Werkstück angesetzt werden und die Schlagbewegung erst durch ein Andrücken an das Werkstück ausgelöst werden.
  • Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, aus dem erfassten Abstand eine Anpresskraft zu ermitteln und die Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft einzustellen.
  • Beispielsweise berechnet die Steuereinrichtung die Anpresskraft aus dem erfassten Abstand mit Hilfe eines Algorithmus der Steuereinrichtung.
  • Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Motordrehzahl in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft zu erhöhen. In einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Motordrehzahl rampenartig zu erhöhen, wenn sich die ermittelte Anpresskraft erhöht. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Motordrehzahl proportional zur ermittelten Anpresskraft zu erhöhen. Gemäß der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Motordrehzahl mit steigender Anpresskraft linear abhängig und/oder kontinuierlich und direkt proportional zur ermittelten Anpresskraft zu erhöhen.
  • Durch das Einstellen der Motordrehzahl in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft kann insbesondere auch der Drehbetrieb der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Drehrate und/oder das Drehmoment der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft eingestellt werden und/oder kann die Drehbewegung der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft gestartet werden. Durch das Einstellen der Motordrehzahl in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft kann insbesondere auch der Schlagbetrieb der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft eingestellt werden. Zum Beispiel kann eine Schlagfrequenz, Schlagamplitude und/oder Schlagkraft der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft eingestellt werden und/oder eine Schlagbewegung der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft gestartet werden. Insbesondere kann das Einstellen der Motordrehzahl in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft, das heißt auch in Abhängigkeit des erfassten Abstands, ein Starten des schlagenden Antriebs der Werkzeugaufnahme in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft aufweisen.
  • Dadurch kann beispielsweise eine störende Schlagbewegung des Werkzeugs im Leerlaufbetrieb vermieden werden. Der Leerlaufbetrieb ist ein Betrieb, in dem sich der Motor dreht, jedoch kein Werkstück bearbeitet wird. Des Weiteren kann bei jedem erneuten Ansetzen der Handwerkzeugmaschine ein von dem Benutzer über die Anpresskraft intuitiv gesteuertes sanftes Anlaufen der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft zu erhöhen, wenn die ermittelte Anpresskraft größer als ein erster bestimmter Schwellenwert ist.
  • Der erste bestimmte Schwellenwert entspricht einer bestimmten Anpresskraft. Insbesondere entspricht der erste bestimmte Schwellenwert einer bestimmten Anpresskraft, die ein Ansetzen des Werkzeugs an einem Werkstück anzeigt. Die Steuereinrichtung vergleicht insbesondere die ermittelte Anpresskraft mit dem ersten bestimmten Schwellenwert. Wenn die Steuereinrichtung ermittelt, dass die ermittelte Anpresskraft größer als der erste bestimmte Schwellenwert ist, erhöht die Steuereinrichtung die Motordrehzahl beispielsweise mit steigender Anpresskraft kontinuierlich und direkt proportional zu der ermittelten Anpresskraft.
  • Dadurch, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft zu erhöhen, wenn die ermittelte Anpresskraft größer als der erste bestimmte Schwellenwert ist, kann ermittelt werden, dass das Werkzeug sicher an einem Werkstück angesetzt ist, da ein dem ersten bestimmten Schwellenwert entsprechender Mindestdruck auf das Werkstück ausgeübt wird. Des Weiteren kann dadurch erreicht werden, dass die Handwerkzeugmaschine dynamisch auf die Anpresskraft des Benutzers reagiert. Insbesondere kann dadurch das an dem Werkstück angesetzte Werkzeug bei der weiteren Bearbeitung in sicherem Kontakt mit dem Werkstück bleiben. Insbesondere kann ein Abrutschen des Werkzeugs von dem Werkstück durch den Bohr- und/oder Schlagbetrieb vermieden werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Motordrehzahl des Motors auf eine maximale Motordrehzahl einzustellen, wenn die ermittelte Anpresskraft größer als ein zweiter bestimmter Schwellenwert ist. Der zweite bestimmte Schwellenwert ist größer als der erste bestimmte Schwellenwert.
  • Der zweite bestimmte Schwellenwert entspricht einer bestimmten Anpresskraft, die insbesondere anzeigt, dass das Werkzeug sicher an dem Werkstück angreift. Die Steuereinrichtung vergleicht insbesondere die ermittelte Anpresskraft mit dem zweiten bestimmten Schwellenwert. Wenn die Steuereinrichtung ermittelt, dass die ermittelte Anpresskraft größer als der zweite bestimmte Schwellenwert ist, stellt sie die Motordrehzahl auf die maximale Motordrehzahl ein. Die maximale Motordrehzahl ist beispielsweise eine maximale Motordrehzahl, für die der Motor der Handwerkzeugmaschine ausgelegt ist.
  • Dadurch, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Motordrehzahl des Motors auf die maximale Motordrehzahl einzustellen, wenn die ermittelte Anpresskraft größer als der zweite bestimmte Schwellenwert ist, steht die maximale Leistung der Handwerkzeugmaschine bereit, sobald erkannt ist, dass das Werkzeug sicher an dem Werkstück angreift. Beispielsweise kann bei entsprechender Anpresskraft die maximale Leistung 250 Millisekunden nach dem ersten Ansetzen am Werkstück bereitstehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an dem ersten Gehäuseelement ein Magnet angeordnet und der Magnetfeldsensor ist an dem zweiten Gehäuseelement angeordnet. Des Weiteren ist der Magnetfeldsensor dazu eingerichtet, als den Abstand zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement einen Abstand zwischen dem Magnetfeldsensor und dem Magnet zu erfassen.
  • Der Magnet ist beispielsweise ein Permanentmagnet oder umfasst eine Spule. Insbesondere misst der an dem zweiten Gehäuseelement, das den Handgriff umfasst, angeordnete Magnetfeldsensor ein Magnetfeld des an dem ersten Gehäuseelement angeordneten Magnets. Das an dem Ort des Magnetfeldsensors erfasste Magnetfeld ist von dem Abstand zu dem Magneten abhängig, sodass der Magnetfeldsensor den Abstand zwischen dem Magnetfeldsensor und dem Magneten erfassen kann.
  • Dadurch, dass der Magnetfeldsensor an dem zweiten Gehäuseelement angeordnet ist, welches vorzugsweise von den Vibrationsbewegungen des ersten Gehäuseelements entkoppelt ist, kann der Magnetfeldsensor vor Vibrationen geschützt werden.
  • Dadurch, dass der Magnet an dem ersten Gehäuseelement angeordnet ist, der Magnetfeldsensor an dem zweiten Gehäuseelement angeordnet ist und der Magnetfeldsensor den Abstand zwischen dem Magnetfeldsensor und dem Magnet erfasst, kann der Abstand zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement genau erfasst werden. Dadurch kann die Anpresskraft sehr genau ermittelt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor ein 3D-Magnetfeldsensor.
  • Der 3D-Magnetfeldsensor ist ein Magnetfeldsensor, der ein Magnetfeld in drei Raumrichtungen erfassen kann. Insbesondere misst ein 3D-Magnetfeldsensor einen dreidimensionalen Vektor der magnetischen Flussdichte des Magnetfelds. Der 3D-Magnetfeldsensor ist beispielsweise ein 3D-Hallsensor, bei welchem ein oder mehrere Hall-Elemente pro Raumrichtung auf einem Chip angeordnet sind.
  • Dadurch, dass der Magnetfeldsensor ein 3D-Magnetfeldsensor ist, kann beispielsweise das Magnetfeld des an dem ersten Gehäuseelement angeordneten Magneten sehr genau bestimmt werden. Insbesondere kann dadurch, dass der Magnetfeldsensor ein 3D-Magnetfeldsensor ist, der Abstand zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement sehr genau bestimmt werden. Dadurch ist ein feinabgestimmtes Reagieren der Leistungsabgabe des Motors auf den Abstand und somit die Anpresskraft möglich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Werkzeugaufnahme an dem ersten Gehäuseelement angeordnet und das zweite Gehäuseelement weist einen Handgriff der Handwerkzeugmaschine auf.
  • Dadurch kann die Werkzeugaufnahme von dem Handgriff mit Hilfe der Entkopplung des ersten Gehäuseelements von dem zweiten Gehäuseelement entkoppelt werden. Dadurch können Vibrationen des Handgriffs durch rückwirkende Kräfte des Werkzeugs und der Werkzeugaufnahme abgeschwächt oder vermieden werden.
  • Insbesondere sind bei dieser Ausführungsform auch der Motor, das Schlagwerk und die Antriebswelle in dem ersten Gehäuseelement angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erste Gehäuseelement mindestens teilweise innerhalb des zweiten Gehäuseelements angeordnet.
  • Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform die Werkzeugaufnahme an dem innenliegenden ersten Gehäuseelement angeordnet und das außenliegende zweite Gehäuseelement weist den Handgriff der Handwerkzeugmaschine auf.
  • Dadurch kann die Entkopplung des Handgriffs von der Werkzeugaufnahme zur Reduzierung von Vibrationen durch eine Sub-Chassis-Lösung verwirklicht werden.
  • In Ausführungsformen kann auch das erste Gehäuseelement, anstatt mindestens teilweise innerhalb des zweiten Gehäuseelements angeordnet zu sein, neben dem zweiten Gehäuseelement angeordnet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit des erfassten Abstands durch ein Steuern der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands oder durch ein Regeln der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands einzustellen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Handwerkzeugmaschine vorgeschlagen. Die Handwerkzeugmaschine weist einen Motor zum drehenden und/oder schlagenden Antreiben einer Werkzeugaufnahme und einen Magnetfeldsensor auf. Außerdem weist die Handwerkzeugmaschine ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseelement und einem zweiten Gehäuseelement auf. Das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement sind voneinander entkoppelt und relativ zueinander beweglich. Das Verfahren weist einen Schritt eines Erfassens eines Abstands zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement mittels des Magnetfeldsensors auf. Außerdem weist das Verfahren einen Schritt eines Einstellens einer Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit des erfassten Abstands auf.
  • Eigenschaften und Vorteile, die für die Handwerkzeugmaschine beschrieben wurden, gelten für das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben der Handwerkzeugmaschine entsprechend.
  • Das Verfahren weist einen Schritt eines Ermittelns einer Anpresskraft aus dem erfassten Abstand auf.
  • Das Ermitteln der Anpresskraft aus dem erfassten Abstand wird beispielsweise von der im Zusammenhang mit der Handwerkzeugmaschine beschriebenen Steuereinrichtung ausgeführt.
  • Der Schritt des Ermittelns der Anpresskraft aus dem erfassten Abstand erfolgt insbesondere nach dem Schritt des Erfassens des Abstands zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement und vor dem Schritt des Einstellens der Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit des erfassten Abstands. Die genannten Verfahrensschritte werden insbesondere während eines Betriebs der Handwerkzeugmaschine in der genannten Reihenfolge wiederholt ausgeführt.
  • Der Schritt des Einstellens der Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit des erfassten Abstands weist ein Einstellen der Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des zweiten Aspekts weist das Einstellen der Motordrehzahl des Motors in Abhängigkeit des erfassten Abstands ein Steuern der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands oder ein Regeln der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des zweiten Aspekts weist das Einstellen der Motordrehzahl des Motors ein Erhöhen der Motordrehzahl in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft auf, wenn die ermittelte Anpresskraft größer als ein erster bestimmter Schwellenwert ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des zweiten Aspekts weist das Einstellen der Motordrehzahl des Motors ein Einstellen der Motordrehzahl auf eine maximale Motordrehzahl auf, wenn die ermittelte Anpresskraft größer als ein zweiter bestimmter Schwellenwert ist. Der zweite bestimmte Schwellenwert ist größer als der erste bestimmte Schwellenwert.
  • Die Steuereinrichtung weist beispielsweise einen Prozessor und ein mit Hilfe des Prozessors ausführbares Computerprogramm auf. Die Steuereinrichtung, beispielsweise das Computerprogramm, umfasst insbesondere einen Algorithmus oder mehrere Algorithmen, welcher/welche dazu eingerichtet ist/sind, die Anpresskraft aus dem erfassten Abstand zu ermitteln, die ermittelte Anpresskraft mit dem ersten bestimmten Schwellenwert und dem zweiten bestimmten Schwellenwert zu vergleichen und/oder die Motordrehzahl einzustellen. Die jeweilige Einheit, zum Beispiel der Prozessor, kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor, ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.
  • Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikations-Netzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
  • Die für das Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die Handwerkzeugmaschine entsprechend und umgekehrt.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer Handwerkzeugmaschine; und
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Betreiben der Handwerkzeugmaschine gemäß Fig. 1.
    AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden werden anhand der Figuren 1 und 2 eine Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine 1 und ein Verfahren zum Betreiben der Handwerkzeugmaschine 1 beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Handwerkzeugmaschine 1 einen Bohrhammer. Der Bohrhammer 1 hat eine Werkzeugaufnahme 2, in welche ein Schaftende eines Werkzeugs 3, z. B. eines Bohrers oder eines Meißelwerkzeugs, eingesetzt werden kann. Einen primären Antrieb des Bohrhammers 1 bildet ein Motor 4, welcher ein Schlagwerk 5 und eine Antriebswelle 6 antreibt. Ein Akkumulator 7 oder eine Netzleitung (nicht gezeigt) versorgt den Motor 4 mit Strom.
  • Der Bohrhammer 1 hat ein Gehäuse 8, welches ein erstes Gehäuseelement 9 und ein zweites Gehäuseelement 10 umfasst. Das zweite Gehäuseelement 10 weist einen Handgriff 11 auf, an dem ein Benutzer den Bohrhammer 1 halten und führen kann. Der Benutzer kann den Bohrhammer 1 mittels eines Haupttasters 12 in Betrieb nehmen. Durch Betätigen des Haupttasters 12 dreht der Motor 4 mit einer einstellbaren Motordrehzahl, treibt der Motor 4 die Antriebswelle 6 an und versetzt die Antriebswelle 6 die Werkzeugaufnahme 2 in eine Drehbewegung um eine Arbeitsachse 13. Dadurch wird das Werkzeug 3 um die Arbeitsachse 13 gedreht. Während des Betriebs kann der Bohrhammer 1 das Werkzeug 3 zusätzlich zur Drehung um die Arbeitsachse 13 in einer Schlagrichtung 14 längs der Arbeitsachse 13 in einen Untergrund schlagen. Dadurch, dass das Schlagwerk 5 die Werkzeugaufnahme 2 antreibt, führt das Werkzeug 3 zusätzlich zur Drehbewegung um die Arbeitsachse 13 Schlagbewegungen in der Schlagrichtung 14 aus. In einem Ausführungsbeispiel hat der Bohrhammer 1 einen Betriebswahlschalter (nicht gezeigt), durch den die Werkzeugaufnahme 2 von der Antriebswelle 6 entkoppelt werden kann, sodass ein rein meißelnder Betrieb des Bohrhammers 1 möglich ist.
  • Das erste Gehäuseelement 9 und das zweite Gehäuseelement 10 des Bohrhammers 1 sind durch Entkopplungsmittel 15 mechanisch voneinander entkoppelt. An dem ersten Gehäuseelement 9 sind die Werkzeugaufnahme 2, der Motor 4, das Schlagwerk 5, die Antriebswelle 6 und der Akkumulator 7 angeordnet. Das zweite Gehäuseelement 10 umfasst den Handgriff 11. Bei einem Bohr- und/oder Schlagbetrieb des Bohrhammers 1 können rückwirkende Kräfte des Werkzeugs 3 und der Werkzeugaufnahme 2 zu einer Vibration des ersten Gehäuseelements 9 führen. Durch das Entkoppeln des ersten Gehäuseelements 9 von dem zweiten Gehäuseelement 10 mittels des Entkopplungsmittels 15 wird diese Vibration des ersten Gehäuseelements 9 nicht oder nur abgeschwächt auf den Handgriff 11 übertragen. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Entkopplung durch ein Anordnen des ersten Gehäuseelements 9 innerhalb des zweiten Gehäuseelements 10 verwirklicht. In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Entkopplung des ersten Gehäuseelements 9 von dem zweiten Gehäuseelement 10 stattdessen durch Anordnen des zweiten Gehäuseelements 10 mit dem Handgriff 11 neben dem ersten Gehäuseelement 9 verwirklicht sein.
  • Zwischen dem ersten Gehäuseelement 9 und dem zweiten Gehäuseelement 10 ist ein variabler Abstand L. Der Abstand L ist im Ruhezustand, das heißt ohne dass der Benutzer den Bohrhammer 1 gegen ein Werkstück drückt, durch das Entkopplungsmittel 15 vorbestimmt.
  • Der Benutzer, der mit dem Bohrhammer 1 ein Werkstück bearbeiten möchte, hält den Bohrhammer 1 an dem entkoppelten Handgriff 11 und nimmt den Bohrhammer 1 durch Betätigen des Haupttasters 10 in Betrieb. Durch Betätigen des Haupttasters 10 wird der Motor 4 zunächst in eine Drehbewegung mit geringer Motordrehzahl versetzt. Weiter wird das Werkzeug 3 in eine Drehbewegung um die Arbeitsachse 13 versetzt. Der Benutzer setzt das Werkzeug 3 des Bohrhammers 1 an dem Werkstück an. Zur Bearbeitung des Werkstücks und zum Starten des Schlagbetriebs übt der Benutzer eine Anpresskraft F auf den Handgriff 11 aus. Diese Anpresskraft F ist im Wesentlichen in Richtung des Werkstücks, d. h. entlang der Arbeitsachse 13 ausgerichtet.
  • Der variable Abstand L zwischen dem ersten Gehäuseelement 9 und dem zweiten Gehäuseelement 10 wird durch die Anpresskraft F des Benutzers verkleinert. Insbesondere wird durch die Anpresskraft F das Entkopplungsmittel 15 zusammengedrückt. Je stärker der Benutzer gegen den Handgriff 11 drückt, umso kleiner wird der Abstand L zwischen dem ersten Gehäuseelement 9 und dem zweiten Gehäuseelement 10.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Betreiben des Bohrhammers 1 aus Fig. 1.
  • In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird der Abstand L zwischen dem ersten Gehäuseelement 9 und dem zweiten Gehäuseelement 10 mittels des Magnetfeldsensor 16 erfasst.
  • Zur Erfassung des Abstands L zwischen dem ersten Gehäuseelement 9 und dem zweiten Gehäuseelement 10 weist der Bohrhammer 1 zusätzlich zu dem Magnetfeldsensor 16 den Magneten 17 auf. Der Magnetfeldsensor 16 ist an dem zweiten Gehäuseelement 10 angeordnet. Der Magnet 17 ist an dem ersten Gehäuseelement 9 angeordnet. Der Magnetfeldsensor 16 erfasst das Magnetfeld des Magneten 17, insbesondere die magnetische Flussdichte des Magneten 17. Je größer die Anpresskraft F des Benutzers gegen den Handgriff 11, umso kleiner ist der Abstand L zwischen dem ersten Gehäuseelement 9 und dem zweiten Gehäuseelement 10, insbesondere zwischen dem Magnetfeldsensor 16 und dem Magneten 17. Je kleiner der Abstand L zwischen dem Magnetfeldsensor 16 und dem Magneten 17, umso größer ist das von dem Magnetfeldsensor 16 erfasste Magnetfeld. Folglich kann der Magnetfeldsensor 16 über das Erfassen des Magnetfelds des Magneten 17 den Abstand L erfassen. Der Magnetfeldsensor 16 übermittelt den Abstand L als Signal an eine Steuereinrichtung 18 des Bohrhammers 1.
  • In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird aus dem erfassten Abstand L die Anpresskraft F ermittelt. Insbesondere ermittelt die Steuereinrichtung 18 die Anpresskraft F aus dem erfassten Abstand L durch eine Berechnung mit Hilfe eines Algorithmus der Steuereinrichtung 18.
  • In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens wird die Motordrehzahl des Motors 4 in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft F eingestellt.
  • Insbesondere ist die Steuereinrichtung 18 dazu eingerichtet, die Motordrehzahl des Motors 4 in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft F zu erhöhen, wenn die ermittelte Anpresskraft F größer als ein erster bestimmter Schwellenwert ist. Dazu vergleicht die Steuereinrichtung 18 die in dem zweiten Schritt S2 des Verfahrens ermittelte Anpresskraft F mit dem ersten bestimmten Schwellenwert. Der erste bestimmte Schwellenwert ist eine bestimmte Anpresskraft, die ein sicheres Ansetzen des Werkzeugs 3 an dem Werkstück anzeigt. Wenn die Steuereinrichtung 18 ermittelt, dass die ermittelte Anpresskraft F größer als der erste bestimmte Schwellenwert ist und folglich das Werkzeug 3 sicher an dem Werkstück angesetzt ist, sendet die Steuereinrichtung 18 ein Signal an den Motor 4 zur Erhöhung der Motordrehzahl. Insbesondere sendet die Steuereinrichtung 18 ein Signal an den Motor 4, die Motordrehzahl des Motors 4 mit steigender Anpresskraft kontinuierlich und direkt proportional zu der ermittelten Anpresskraft F zu erhöhen. Durch die Erhöhung der Motordrehzahl setzt der Schlagbetrieb der Werkzeugaufnahme 2 ein. Durch die weitere Erhöhung der Motordrehzahl werden eine Schlagfrequenz, Schlagamplitude und/oder Schlagkraft kontinuierlich erhöht. Dadurch, dass die Motordrehzahl erst erhöht wird und der Schlagbetrieb erst einsetzt, wenn der erste bestimmte Schwellenwert überschritten wird, kann das Werkzeug leichter an dem Werkstück angesetzt werden.
  • Des Weiteren ist die Steuereinrichtung 18 dazu eingerichtet, die Motordrehzahl des Motors 4 auf eine maximale Motordrehzahl einzustellen, wenn die ermittelte Anpresskraft F größer als ein zweiter bestimmter Schwellenwert ist, wobei der zweite bestimmte Schwellenwert größer als der erste bestimmte Schwellenwert ist. Dazu vergleicht Steuereinrichtung 18 die ermittelte Anpresskraft F mit dem zweiten bestimmten Schwellenwert. Der zweite bestimmte Schwellenwert entspricht einer bestimmten Anpresskraft, die insbesondere anzeigt, dass das Werkzeug 3 sicher an dem Werkstück angreift.
  • Wenn die Steuereinrichtung 18 ermittelt, dass die ermittelte Anpresskraft F größer als der zweite bestimmte Schwellenwert ist, das heißt sobald das Werkzeug sicher an dem Werkstück angreift, stellt die Steuereinrichtung 18 die Motordrehzahl auf die maximale Motordrehzahl ein, für die der Motor 4 ausgelegt ist. Somit steht die maximale Leistung des Bohrhammers 1 zur Verfügung.
  • Mit dem beschriebenen Bohrhammer 1 und dem beschriebenen Verfahren zum Betreiben des Bohrhammers 1 kann der Benutzer ein Werkstück mit dem Werkzeug 3 des Bohrhammers 1 intuitiv durch einen anpresskraft-gesteuerten Sanftanlauf des Bohrhammers 1 und eine darauffolgende anpresskraft-gesteuerte maximale Leistungsabgabe des Bohrhammers 1 sicher bearbeiten.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Handwerkzeugmaschine (Bohrhammer)
    2
    Werkzeugaufnahme
    3
    Werkzeug
    4
    Motor
    5
    Schlagwerk
    6
    Antriebswelle
    7
    Akkumulator
    8
    Gehäuse
    9
    erstes Gehäuseelement
    10
    zweites Gehäuseelement
    11
    Handgriff
    12
    Haupttaster
    13
    Arbeitsachse
    14
    Schlagrichtung
    15
    Entkopplungsmittel
    16
    Magnetfeldsensor
    17
    Magnet
    18
    Steuereinrichtung
    S1
    Verfahrensschritt
    S2
    Verfahrensschritt
    S3
    Verfahrensschritt

Claims (12)

  1. Handwerkzeugmaschine (1) mit
    einem Gehäuse (8), welches ein erstes Gehäuseelement (9) und ein zweites Gehäuseelement (10) aufweist, wobei das erste Gehäuseelement (9) und das zweite Gehäuseelement (10) voneinander entkoppelt und relativ zueinander beweglich sind,
    einer Werkzeugaufnahme (2),
    einem Motor (4) zum drehenden und/oder schlagenden Antreiben der Werkzeugaufnahme (2),
    einem Magnetfeldsensor (16) zum Erfassen eines Abstands (L) zwischen dem ersten Gehäuseelement (9) und dem zweiten Gehäuseelement (10), und
    einer Steuereinrichtung (18) zum Einstellen einer Motordrehzahl des Motors (4) in Abhängigkeit des erfassten Abstands (L),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, aus dem erfassten Abstand (L) eine Anpresskraft (F) zu ermitteln und die Motordrehzahl des Motors (4) in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft (F) einzustellen und die Motordrehzahl mit steigender Anpresskraft (F) linear abhängig und/oder kontinuierlich und direkt proportional zur ermittelten Anpresskraft (F) zu erhöhen.
  2. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, die Motordrehzahl des Motors (4) in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft (F) zu erhöhen, wenn die ermittelte Anpresskraft (F) größer als ein erster bestimmter Schwellenwert ist.
  3. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, die Motordrehzahl des Motors (4) auf eine maximale Motordrehzahl einzustellen, wenn die ermittelte Anpresskraft (F) größer als ein zweiter bestimmter Schwellenwert ist, wobei der zweite bestimmte Schwellenwert größer als der erste bestimmte Schwellenwert ist.
  4. Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    an dem ersten Gehäuseelement (9) ein Magnet (17) angeordnet ist und an dem zweiten Gehäuseelement (10) der Magnetfeldsensor (16) angeordnet ist, und
    der Magnetfeldsensor (16) dazu eingerichtet ist, als den Abstand (L) zwischen dem ersten Gehäuseelement (9) und dem zweiten Gehäuseelement (10) einen Abstand zwischen dem Magnetfeldsensor (16) und dem Magnet (17) zu erfassen.
  5. Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (16) ein 3D-Magnetfeldsensor ist.
  6. Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (2) an dem ersten Gehäuseelement (9) angeordnet ist und das zweite Gehäuseelement (10) einen Handgriff (11) der Handwerkzeugmaschine (1) aufweist.
  7. Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (9) mindestens teilweise innerhalb des zweiten Gehäuseelements (10) angeordnet ist.
  8. Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) eingerichtet ist, die Motordrehzahl des Motors (4) in Abhängigkeit des erfassten Abstands (L) durch ein Steuern der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands (L) oder durch ein Regeln der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands (L) einzustellen.
  9. Verfahren zum Betreiben einer Handwerkzeugmaschine (1), welche einen Motor (4) zum drehenden und/oder schlagenden Antreiben einer Werkzeugaufnahme (2), einen Magnetfeldsensor (16) und ein Gehäuse (8) mit einem ersten Gehäuseelement (9) und einem zweiten Gehäuseelement (10) aufweist, wobei das erste Gehäuseelement (9) und das zweite Gehäuseelement (10) voneinander entkoppelt und relativ zueinander beweglich sind, mit den Schritten:
    Erfassen (S1) eines Abstands (L) zwischen dem ersten Gehäuseelement (9) und dem zweiten Gehäuseelement (10) mittels des Magnetfeldsensors (16),
    Einstellen (S3) einer Motordrehzahl des Motors (4) in Abhängigkeit des erfassten Abstands (L), und
    Ermitteln (S2) einer Anpresskraft (F) aus dem erfassten Abstand (L), dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahl des Motors (4) in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft (F) eingestellt und die Motordrehzahl mit steigender Anpresskraft (F) linear abhängig und/oder kontinuierlich und direkt proportional zur ermittelten Anpresskraft (F) erhöht wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen (S3) der Motordrehzahl des Motors (4) in Abhängigkeit des erfassten Abstands (L) ein Steuern der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands (L) oder ein Regeln der Motordrehzahl in Abhängigkeit des erfassten Abstands (L) aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen (S3) der Motordrehzahl des Motors (4) ein Erhöhen der Motordrehzahl in Abhängigkeit der ermittelten Anpresskraft (F) aufweist, wenn die ermittelte Anpresskraft (F) größer als ein erster bestimmter Schwellenwert ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen (S3) der Motordrehzahl des Motors (4) ein Einstellen der Motordrehzahl auf eine maximale Motordrehzahl aufweist, wenn die ermittelte Anpresskraft (F) größer als ein zweiter bestimmter Schwellenwert ist, wobei der zweite bestimmte Schwellenwert größer als der erste bestimmte Schwellenwert ist.
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