EP3009236A1

EP3009236A1 - Meisselnde Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: EP3009236A1
Application number: EP14189134.1A
Authority: EP
Inventors: Eric Mascall
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2016-04-20
Also published as: WO2016059017A1; US20170274517A1; EP3206839A1

Abstract

Eine erfindungsgemäße meißelnde Handwerkzeugmaschine 1 hat einen Motor 5 und ein pneumatisches Schlagwerk 6, das von dem Motor 5 angetrieben wird. Der Anwender kann über einen Wahlschalter 24 zwischen wenigstens zwei Leerlauf-Drehzahlen wählen. Eine Motorsteuerung 20 regelt im meißelnden Betrieb eine Drehzahl des Motors 5 auf eine nominelle Drehzahl. Die nominelle Drehzahl ist von dem Anwender nicht einstellbar und in Hinblick auf eine optimale Effizienz des Schlagwerks 6 vorgegeben. Die Motorsteuerung 20 stellt die Drehzahl des Motors 5 auf die gewählte Leerlauf-Drehzahl ein, wenn das Schlagwerk 6 im Leerlauf ist. Wenigstens eine der wählbaren Leerlauf-Drehzahlen ist größer als die nominelle Drehzahl.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine meißelnde Handwerkzeugmaschine mit einem motorgetriebenen pneumatischen Schlagwerk und ein Steuerungsverfahren.
EP 1170095 A2 offenbart einen Bohrhammer, der ein von einem Motor angetriebenes pneumatisches Schlagwerk aufweist. Das Schlagwerk hat einen von dem Motor längs einer Arbeitsachse periodisch zwangserregten Erregerkolben. Eine Luftfeder ausgebildet durch eine pneumatische Kammer zwischen dem Erregerkolben und einem Schläger koppelt den Schläger an den Erregerkolben an. Ein effizienter Betrieb des Schlagwerks wird bei einer nominellen Schlagzahl des Schlägers erreicht; der Motor dreht mit einer entsprechenden nominellen Drehzahl. Der Bohrhammer erkennt einen Leerlauf des Schlagwerks. Der Leerlauf ergibt sich typischerweise, wenn der Anwender den Bohrhammer von einem Untergrund abhebt und das Werkzeug in die Luft schlägt. Der Bohrhammer reduziert die Drehzahl des Motors im Leerlauf. Der Bohrhammer erhöht automatisch die Drehzahl von der Leerlauf-Drehzahl auf die nominelle Drehzahl, wenn der Anwender den Bohrhammer mit dem Werkzeug an den Untergrund ansetzt. Die Absenkung der Drehzahl auf die LeerlaufDrehzahl nimmt der Anwender wahr, wenn beim Ansetzen des Werkzeugs das Schlagwerk anfänglich nur eine geringe Leistung abgibt, bis der Motor auf die nominelle Drehzahl beschleunigt ist.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Eine erfindungsgemäße meißelnde Handwerkzeugmaschine hat einen Motor und ein pneumatisches Schlagwerk, das von dem Motor angetrieben wird. Der Anwender kann über einen Wahlschalter zwischen wenigstens zwei Leerlauf-Drehzahlen wählen. Eine Motorsteuerung regelt im meißelnden Betrieb eine Drehzahl des Motors auf eine nominelle Drehzahl. Die nominelle Drehzahl ist von dem Anwender nicht einstellbar und in Hinblick auf eine optimale Effizienz des Schlagwerks vorgegeben. Die Motorsteuerung stellt die Drehzahl des Motors auf die gewählte Leerlauf-Drehzahl ein, wenn das Schlagwerk im Leerlauf ist. Wenigstens eine der wählbaren Leerlauf-Drehzahlen ist größer als die nominelle Drehzahl. Die Handwerkzeugmaschine hat ein schnelles Ansprechverhalten und eine hohe Abbauleistung. Eine andere der wählbaren Leerlauf-Drehzahlen kann gleich der nominellen Drehzahl sein. Das Schlagwerk startet langsamer und ermöglicht feinere Arbeiten. Beispielsweise hat die Handwerkzeugmaschine genau zwei einstellbare LeerlaufDrehzahlen, eine die größer als die nominelle und eine die gleich der nominellen Drehzahl ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1: einen Bohrhammer

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine schematisch einen Bohrhammer 1. Der Bohrhammer 1 hat eine Werkzeugaufnahme 2, in welche ein Schaftende 3 eines Werkzeug, z.B. eines Meißels 4, eingesetzt werden kann. Einen primären Antrieb des Bohrhammers 1 bildet ein Motor 5, welcher ein Schlagwerk 6 und eine Abtriebswelle 7 antreibt. Ein Batteriepaket oder eine Netzleitung versorgt den Motor 5 mit Strom. Ein Anwender kann den Bohrhammer 1 mittels eines Handgriffs 8 führen und mittels eines Systemschalters 9 den Bohrhammer 1 in Betrieb nehmen. Im Betrieb dreht der Bohrhammer 1 den Meißel 4 kontinuierlich um eine Arbeitsachse 10 und kann dabei den Meißel 4 in Schlagrichtung 11 längs der Arbeitsachse 10 in einen Untergrund schlagen.
Das Schlagwerk 6 ist ein pneumatisches Schlagwerk 6. Ein Erregerkolben 12 und ein Schläger 13 sind in einem Führungsrohr 14 in dem Schlagwerk 6 längs der Arbeitsachse 10 beweglich geführt. Der Erregerkolben 12 ist über eine Taumelscheibe 15 an den Motor 5 angekoppelt und zu einer periodischen, linearen Bewegung gezwungen. Ein Taumelfinger 16 verbindet die Taumelscheibe 15 mit dem Erregerkolben 12. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer 17 zwischen dem Erregerkolben 12 und dem Schläger 13 koppelt eine Bewegung des Schlägers 13 an die Bewegung des Erregerkolbens 12 an. Der Schläger 13 kann direkt auf ein hinteres Ende des Meißels 4 aufschlagen oder mittelbar über einen im Wesentlichen ruhenden Döpper 18 einen Teil seines Impulses auf den Meißel 4 übertragen. Das Schlagwerk 6 und vorzugsweise die weiteren Antriebskomponenten sind innerhalb eines Maschinengehäuses 19 angeordnet.
Eine Motorsteuerung 20 kontrolliert die Drehzahl des Motors 5. Die Drehzahl ist in dem meißelnden Betrieb auf eine nominelle Drehzahl ausgeregelt. Das Schlagwerk 6 hat bei der nominellen Drehzahl die höchste Effizienz. Die Bewegung des Schlägers 13 hat bedingt durch die Masse des Schlägers 13 und die Kopplungsstärke der Luftfeder eine natürliche Periodizität, auf welche die Periodizität der Bewegung des Erregerkolbens 12 bei der nominellen Drehzahl abgestimmt ist.
Die pneumatische Kammer 17 ist gegenüber der Umgebung luftdicht abgeschlossen. Ein Lufteinstrom oder Luftausstrom durch Leckage ist um Größenordnungen geringer als das von dem Erregerkolben 12 bewegte Volumen. Das Schlagwerk 6 hat ein Ventil 21, das einen Luftaustausch der pneumatischen Kammer 17 mit der Umgebung ermöglicht. Das Ventil 21 ist im Wesentlichen eine radiale Öffnung in dem Führungsrohr 14, welche gegenüber der pneumatischen Kammer 17 durch den Schläger 13 verschlossen bzw. geöffnet wird. Der Schläger 13 wird im meißelnden Betrieb in Schlagrichtung 11 durch den Döpper 18 oder das Werkzeug in einem Schlagpunkt gestoppt, welche durch den Anpressdruck des Anwenders in das Schlagwerk 6 bis zu einem Anschlag 22 hineingeschoben sind. Die Öffnung ist in Schlagrichtung 11 soweit gegenüber dem Schlagpunkt versetzt, dass der Schläger 13 im Schlagpunkt die Öffnung abdeckt. Wenn der Anpressdruck fehlt, können das Werkzeug und der Döpper 18 gegenüber dem Anschlag 22 in Schlagrichtung 11 versetzt liegen. Der Schläger 13 gleitet entsprechend über den Schlagpunkt hinaus, bevor er durch den Döpper 18 gestoppt wird. Die Öffnung ist längs der Arbeitsachse 10 so angeordnet, dass der Schläger 13 die Öffnung freigibt, ergo die pneumatische Kammer 17 mit der Öffnung längs der Arbeitsachse 10 überlappt. Der Luftaustausch der Umgebung mit der pneumatischen Kammer 17 entkoppelt den Schläger 13 von dem Erregerkolben 12. Das Schlagwerk 6 ist in einem Leerlauf.
Eine Motorsteuerung 20 kann den Leerlauf beispielsweise an der geringeren Stromaufnahme des Motors 5 erkennen. Die Motorsteuerung 20 vergleicht beispielsweise die Stromaufnahme mit einem ersten Schwellwert. Die Motorsteuerung 20 reduziert die Drehzahl des Motors auf eine Leerlauf-Drehzahl. Der Motor 5 hält die Leerlauf-Drehzahl aufrecht, solange der Anwender den Systemschalter 9 betätigt hält. Die Motorsteuerung 20 erhöht die Drehzahl des Motors 5 auf die nominelle Drehzahl, sobald der Anwender den Bohrhammer 1 an den Untergrund anpresst. Bei dem Anpressen wird das Ventil 21 geschlossen und der Schläger 13 an den Erregerkolben 12, wenn auch ineffizient, angekoppelt. Die Stromaufnahme des Motors 5 steigt über einen zweiten Schwellwert, welcher geringer als der erste Schwellwert ist.
Der Bohrhammer 1 hat einen Wahlschalter 24, über welchen die Leerlauf-Drehzahl eingestellt wird. Der Wahlschalter 24 hat beispielsweise zwei Stellungen. Die LeerlaufDrehzahl ist in der ersten Stellung größer als in der zweiten Stellung. Die erste LeerlaufDrehzahl liegt beispielsweise zwischen 120 % bis 140 % der nominellen Drehzahl. Die erste Leerlauf-Drehzahl liegt vorzugsweise an der Schwelle, an welcher das pneumatische Schlagwerk 6 gerade noch anläuft. Bei einer höheren Drehzahl bewegt sich der Erregerkolben 12 zu schnell, um den Schläger 13 über die Luftfeder anzuregen. Die zweite Leerlauf-Drehzahl ist beispielsweise gleich der nominellen Drehzahl.
Der Leerlauf kann anstelle oder zusätzlich zu der Stromerfassung über andere Sensoren erfolgen. Beispielsweise kann ein Positionssensor die Stellung des Döppers 18 erfassen. Liegt der Döpper 18 an dem Anschlag 22 an, ist der Bohrhammer 1 in dem meißelnden Betrieb, ist der Döpper 18 gegenüber dem Anschlag 22 verschoben, ist der Bohrhammer 1 in dem Leerlauf.

Claims

Meißelnde Handwerkzeugmaschine (1) mit
einem Motor (5),
einem pneumatischen Schlagwerk (6), das einen von dem Motor (5) zwangserregten Erregerkolben (12) und einen über eine pneumatische Kammer (17) an den Erregerkolben (12) angekoppelten Schläger (13) aufweist,
einem Wahlschalter (24) zum Wählen einer Leerlauf-Drehzahl zwischen wenigstens einer ersten Leerlauf-Drehzahl und einer zweiten Leerlauf-Drehzahl,
einer Motorsteuerung (20), die im meißelnden Betrieb eine Drehzahl des Motors (5) auf eine nominelle Drehzahl regelt, und in einem Leerlauf die Drehzahl des Motors (5) in Abhängigkeit des Wahlschalters (24) auf die gewählte Leerlauf-Drehzahl regelt, wobei die erste Leerlauf-Drehzahl größer als die nominelle Drehzahl ist.
Meißelnde Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leerlauf-Drehzahl zwischen 120 % und 140 % der nominellen Drehzahl liegt.
Meißelnde Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leerlauf-Drehzahl gleich der nominellen Drehzahl ist.