EP4088873A1 - Elektrische handwerkzeugmaschine - Google Patents

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Publication number
EP4088873A1
EP4088873A1 EP21172928.0A EP21172928A EP4088873A1 EP 4088873 A1 EP4088873 A1 EP 4088873A1 EP 21172928 A EP21172928 A EP 21172928A EP 4088873 A1 EP4088873 A1 EP 4088873A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
hand
signal
held power
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21172928.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jasper WESSELINGH
Michael Egger
Florian Mayr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to EP21172928.0A priority Critical patent/EP4088873A1/de
Publication of EP4088873A1 publication Critical patent/EP4088873A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/005—Arrangements for adjusting the stroke of the impulse member or for stopping the impact action when the tool is lifted from the working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/195—Regulation means
    • B25D2250/201—Regulation means for speed, e.g. drilling or percussion speed

Definitions

  • the present invention relates to an electric hand-held power tool, in particular a rotary and/or chipping hammer, with a tool holder which can be set in a linearly oriented percussion movement along a tool axis by a percussion mechanism included in the hand-held power tool.
  • the percussion mechanism is in turn operated by an electric motor included in the hand-held power tool.
  • EP 3 308 908 B1 discloses an electric power tool with a speed limiter configured to set an upper limit on the speed of a motor of the power tool at a given speed in response to detection of no-load on an output shaft by a vibration-based load detector.
  • DE 10 2013 200 602 A1 describes a power tool with a drive for a tool, with an operating device for activating the power tool, with a device for detecting a movement of the power tool, a filter being provided to filter at least one measured value of the detected movement, and a control unit being provided , to reduce a specified power of the drive and/or to brake the drive when the filtered measured value reaches a limit value.
  • the hand-held power tool has a control unit which is designed to adjust a speed and/or a power consumption of the electric motor on the basis of a filtered input signal representing the impact movement. It has proven to be advantageous if the control unit is designed to further process the input signal without taking into account any acceleration sensor that may be provided in the hand-held power tool, in particular a discrete acceleration sensor.
  • the invention includes the finding that the power-to-weight ratio of modern electric hand-held power tools is increasing continuously. This typically leads to an increase in productivity, which, however, is bought at the cost of a "more aggressive" behavior of the electric hand-held power tool. This has been noticed in particular with chisel hammers.
  • the control unit included according to the invention which is designed to adapt the speed and/or the power consumption of the electric motor on the basis of the filtered input signal representing the impact movement, creates the basis for a "soft start" of the electric hand-held power tool, for example, which is characterized in particular by a gradual increase in the speed and/or the power consumption of the electric motor in the course of a chiseling operation to be taken up.
  • the input signal represents a frequency of the flapping movement, in particular at least one harmonic of the frequency of the flapping movement.
  • the invention includes the finding that the frequency of the impact movement is variable because the electric motor has a different speed and/or frequency depending on whether the hand-held power tool is in idle or in nominal operation. In other words, the impact movement can be inferred by observing an operating state of the electric motor.
  • the handheld power tool has a detection unit for measuring and/or determining the input signal.
  • the detection unit can be signal-connected and/or energy-connected to the electric motor and/or a control unit of the electric motor. It has proven to be advantageous if the detection unit is designed to determine the input signal from a supply current and/or from a supply voltage of the electric motor. Since the supply current and/or the supply voltage allows conclusions to be drawn about the percussion movement of the hand-held power tool, the input signal representing the percussion movement can be determined in particular. It has proven to be advantageous if the detection unit is signal-connected to the control unit.
  • Nominal operation should be understood to mean, in particular, an operating mode of the hand-held power tool in which a tool accommodated in the tool holder machines a surface ("chiselling operation").
  • the electric motor In nominal operation of the handheld power tool, the electric motor preferably works at nominal speed and/or nominal power. Idle operation is to be understood in particular as an operating mode of the hand-held power tool in which a tool accommodated in the tool holder does not machine a surface, or at least rests on it with comparatively little pressure.
  • the electric motor When the handheld power tool is idling, the electric motor preferably operates at idling speed and/or idling power. It has proven to be advantageous if the no-load speed and/or the no-load power of the electric motor is lower than the nominal speed and/or nominal power of the electric motor.
  • a bandpass filter in particular a Butterworth filter
  • the control unit is designed to determine an energy signal from an energy of the bandpass signal, which energy signal represents in particular an average energy over a plurality of periods of the bandpass signal. It has turned out to be advantageous if the determination of the energy signal includes passing the bandpass signal through a low-pass filter, in particular through a Butterworth low-pass filter. It has proven to be advantageous if a filter characteristic, in particular a cut-off frequency of the bandpass filter and/or the low-pass filter, is constant, i.e. it is in particular independent of an operating mode of the hand-held power tool.
  • the control device is designed to check whether the energy signal has reached a lower and/or an upper threshold value. It has proven to be advantageous if the control unit is designed to adapt the speed of the electric motor to a nominal speed when the energy signal reaches the upper threshold value. It has also proven to be advantageous if the control device is designed to adapt the speed of the electric motor to an idle speed when the energy signal reaches the lower threshold value. In a particularly preferred embodiment, the no-load speed is lower than the nominal speed.
  • control unit is designed to adapt the power consumption of the electric motor to a nominal power when the energy signal reaches the upper threshold value. It has also turned out to be advantageous if the control device is designed to adapt the power consumption of the electric motor to an idle power when the energy signal reaches the lower threshold value. In a particularly preferred embodiment, the no-load power of the electric motor is lower than its nominal power.
  • the percussion mechanism is designed as an electropneumatic percussion mechanism.
  • a first preferred embodiment of an electric hand tool 100 is in 1 shown.
  • the hand-held power tool 100 is designed as a chisel hammer and has a tool holder 10 with a tool 15 designed as a chisel.
  • the tool 15 is clamped in the tool holder 10 .
  • the tool holder 10 can be set in a linearly oriented impact movement SB along a tool axis WA by an impact mechanism 70 included in the hand-held power tool 100 .
  • Impact mechanism 70 which is designed as an electropneumatic impact mechanism, is in turn operated by an electric motor 30 included in hand-held power tool 100 .
  • the electric motor 30 can be activated by an operating switch 93 which is arranged on a handle 91 of the housing 90 of the hand-held power tool 100 .
  • the hand-held power tool 100 is equipped with a control device 60 which is signal-connected to the operating switch 93 and the electric motor 30 .
  • a speed and/or a power consumption of the electric motor 30 can be adjusted by means of the control unit 60 . This takes place in particular taking into account an actuation state of the operating switch 93.
  • the control unit 60 is also designed on the basis of the filtered input signal S61, which represents the flapping movement SB (cf. 2 ), adjust a speed and/or a power consumption of the electric motor 30 .
  • This provides the basis for a "soft start" of the electric handheld power tool 100, which can be characterized in particular by a gradual increase in the speed and/or the power consumption of the electric motor 30 in the course of a chiseling operation to be started.
  • Hand-held power tool 100 also has a detection unit 20 for determining an input signal S61 (cf. 2 ) which represents the flapping movement SB.
  • the detection unit 20 is signal-connected to the electric motor 30 and the control unit 60 .
  • the detection unit 20 is designed to determine the input signal S61 from a supply current and/or from a supply voltage of the electric motor 30 .
  • FIG 2 shows, schematically in the form of a block diagram, an exemplary embodiment of the control unit 60 of the handheld power tool 100 of FIG 1 .
  • An input signal S61 which represents the impact movement SB of the impact mechanism 70, is supplied via an input block 61.
  • the input signal S61 advantageously represents a frequency of the flapping movement SB, in particular at least one harmonic of the frequency of the flapping movement SB.
  • the input block 61 is followed by a bandpass filter 62, here by way of example in the form of a Butterworth filter, for filtering the input signal S61 into a bandpass signal S62.
  • the control unit 60 is also designed to form an energy signal S63 from an energy of the bandpass signal S62. This is advantageously done by means of an energy evaluation block 63.
  • a low-pass filter 64 Functionally downstream of the energy evaluation block 63 is a low-pass filter 64, here in the form of a Butterworth low-pass filter, which converts the energy signal S63 into a filtered energy signal S64, which represents an average energy over a plurality of periods of the bandpass signal S63. transferred.
  • the control unit 60 is also designed to check whether the filtered energy signal S64 has reached a lower and/or an upper threshold value. This is implemented by a hysteresis block 65 which is connected downstream of the low-pass filter 64 . A lower and an upper threshold value are stored in the hysteresis block 65 . When the filtered energy signal S63 reaches the upper threshold, the speed of the electric motor 30 is adjusted to a nominal speed. If the filtered energy signal S63 again reaches the lower threshold value of the hysteresis block 65, the speed of the electric motor 30 is adjusted to an idle speed, the idle speed being lower than the nominal speed.
  • an adaptation of the rotational speed of the electric motor 30 is implemented in that a threshold value signal S65 output by the hysteresis block 65 is supplied to a ramp block 66, which provides an output signal S66.
  • the ramp block 66 ensures that the output signal S66 increases and/or decreases gradually. A jump in the output signal S66 is thus avoided.
  • the output signal S66 is in turn supplied to an output block 67 which is signal-connected and/or energy-connected to the electric motor 30 .
  • control unit 60 is designed to further process input signal S61 without taking into account any acceleration sensor that may be provided in hand-held power tool 100, in particular a discrete acceleration sensor.
  • signal processing can be implemented, for example, the filter characteristic of which is constant, ie, in particular, is independent of an operating mode of the hand-held power tool. This preferably ensures easy implementability and comparatively little computing effort.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

Elektrische Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bohr- und/oder Meißelhammer, mit einer Werkzeugaufnahme, die durch ein von der Handwerkzeugmaschine umfasstes Schlagwerk in eine linear orientierte Schlagbewegung entlang einer Werkzeugachse versetzt werden kann, wobei das Schlagwerk seinerseits durch einen von der Handwerkzeugmaschine umfassten Elektromotor betrieben wird, wobei die Handwerkzeugmaschine ein Steuergerät aufweist, das ausgebildet ist, auf Basis eines gefilterten, die Schlagbewegung repräsentierenden Eingangssignals, eine Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme des Elektromotors anzupassen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Bohr- und/oder Meißelhammer, mit einer Werkzeugaufnahme, die durch ein von der Handwerkzeugmaschine umfasstes Schlagwerk in eine linear orientierte Schlagbewegung entlang einer Werkzeugachse versetzt werden kann. Das Schlagwerk wird seinerseits durch einen von der Handwerkzeugmaschine umfassten Elektromotor betrieben.
  • EP 3 308 908 B1 offenbart ein elektrisches Kraftwerkzeug mit einem Drehzahlbegrenzer, der dazu konfiguriert ist, eine obere Grenze der Drehzahl eines Motors des Kraftwerkzeugs an einer gegebenen Drehzahl in Reaktion auf eine Erfassung einer Nicht-Last auf eine Ausgabewelle durch einen vibrationsbasierten Lastdetektor festzulegen.
  • DE 10 2013 200 602 A1 beschreibt ein Elektrowerkzeug mit einem Antrieb für ein Werkzeug, mit einer Bedieneinrichtung zur Aktivierung des Elektrowerkzeuges, mit einer Einrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Elektrowerkzeuges, wobei ein Filter vorgesehen ist, um wenigstens einen Messwert der erfassten Bewegung zu filtern, und wobei ein Steuergerät vorgesehen ist, um eine vorgegebene Leistung des Antriebes zu reduzieren und/oder den Antrieb abzubremsen, wenn der gefilterte Messwert einen Grenzwert erreicht.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Handwerkzeugmaschine bereitzustellen, die einen sicheren und ökonomischen Betrieb begünstigt.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das die Handwerkzeugmaschine ein Steuergerät aufweist, das ausgebildet ist, auf Basis eines gefilterten, die Schlagbewegung repräsentierenden Eingangssignals, eine Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme des Elektromotors anzupassen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Steuergerät ausgebildet ist, das Eingangssignal ohne Berücksichtigung eines etwaig in der Handwerkzeugmaschine vorgesehenen, insbesondere diskreten Beschleunigungssensors weiterzuverarbeiten.
  • Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass sich ein Leistungsgewicht moderner elektrischer Handwerkzeugmaschinen kontinuierlich erhöht. Dies führt typischerweise zu einer Produktivitätssteigerung, die allerdings durch ein "aggressiveres" Verhalten der elektrischen Handwerkzeugmaschine erkauft wird. Dies wurde insbesondere bei Meißelhämmern festgestellt.
  • Durch das erfindungsgemäß umfasste Steuergerät, das ausgebildet ist, auf Basis des gefilterten, die Schlagbewegung repräsentierenden Eingangssignals, die Drehzahl und/oder die Leistungsaufnahme des Elektromotors anzupassen, wird beispielsweise die Grundlage für einen "Soft Start" der elektrische Handwerkzeugmaschine geschaffen, der sich insbesondere durch eine graduelle Steigerung der Drehzahl und/oder der Leistungsaufnahme des Elektromotor im Zuge eines aufzunehmendes Meißelbetriebs auszeichnen kann.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Eingangssignal eine Frequenz der Schlagbewegung repräsentiert, insbesondere wenigstens eine Oberschwingung der Frequenz der Schlagbewegung. Die Erfindung schließt diesbezüglich die Erkenntnis ein, dass die Frequenz der Schlagbewegung variabel ist, weil der Elektromotor, abhängig davon, ob die Handwerkzeugmaschine im Leerlauf oder im Nominalbetrieb befindlich ist, eine jeweils andere Drehzahl und/oder Frequenz aufweist. Mit anderen Worten kann durch die Beobachtung eines Betriebszustands des Elektromotors auf die Schlagbewegung geschlossen werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Handwerkzeugmaschine eine Detektionseinheit zum Messen und/oder Bestimmen des Eingangssignals auf. Die Detektionseinheit kann mit dem Elektromotor und/oder einer Steuereinheit des Elektromotors signalverbunden und/oder energieverbunden sein. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Detektionseinheit ausgebildet ist, das Eingangssignal aus einem Versorgungsstrom und/oder aus einer Versorgungsspannung des Elektromotors zu bestimmen. Da der Versorgungsstrom und/oder die Versorgungsspannung einen Rückschluss auf die Schlagbewegung der Handwerkzeugmaschine zulässt, ist kann somit insbesondere das die Schlagbewegung repräsentierenden Eingangssignals bestimmt werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Detektionseinheit mit dem Steuergerät signalverbunden ist.
  • Unter einem Nominalbetrieb soll insbesondere ein Betriebsmodus der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, bei der ein Werkzeug, das in der Werkzeugaufnahme aufgenommen ist, eine Oberfläche bearbeitet ("Meißelbetrieb"). Im Nominalbetrieb der Handwerkzeugmaschine arbeitet der Elektromotor vorzugsweise mit Nominaldrehzahl und/oder Nominalleistung. Unter einem Leerlaufbetrieb soll insbesondere ein Betriebsmodus der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, bei der ein Werkzeug, das in der Werkzeugaufnahme aufgenommen ist, eine Oberfläche nicht bearbeitet, oder zumindest mit vergleichsweise wenig Druck auf dieser aufsteht. Im Leerlaufbetrieb der Handwerkzeugmaschine arbeitet der Elektromotor vorzugsweise mit Leerlaufdrehzahl und/oder Leerlaufleistung. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Leerlaufdrehzahl und/oder die Leerlaufleistung des Elektromotors geringer ist als die Nominaldrehzahl und/oder Nominalleistung des Elektromotors.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist in dem Steuergerät ein Bandpassfilter, insbesondere ein Butterworth-Filter, zum Filtern des Eingangssignals in ein Bandpasssignal vorgesehen. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Steuergerät ausgebildet aus einer Energie des Bandpasssignals ein Energiesignal zu bestimmen, das insbesondere eine mittlere Energie über eine Mehrzahl von Perioden des Bandpasssignals repräsentiert. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Bestimmung des Energiesignals ein Führen des Bandpasssignals durch einen Tiefpass, insbesondere durch einen Butterworth-Tiefpass einschließt. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine Filtercharakteristik, insbesondere eine Grenzfrequenz des Bandpassfilters und/oder des Tiefpasses konstant ist, d.h. insbesondere unabhängig von einem Betriebsmodus der Handwerkzeugmaschine ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Steuergerät ausgebildet zu überprüfen, ob das Energiesignal einen unteren und/oder einen oberen Schwellwert erreicht. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Steuergerät ausgebildet ist, die Drehzahl des Elektromotors auf eine Nominaldrehzahl anzupassen, wenn das Energiesignal den oberen Schwellwert erreicht. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Steuergerät ausgebildet ist, die Drehzahl des Elektromotors auf eine Leerlaufdrehzahl anzupassen, wenn das Energiesignal den unteren Schwellwert erreicht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Leerlaufdrehzahl geringer als die Nominaldrehzahl.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Steuergerät ausgebildet ist, die Leistungsaufnahme des Elektromotors auf eine Nominalleistung anzupassen, wenn das Energiesignal den oberen Schwellwert erreicht. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Steuergerät ausgebildet ist, die Leistungsaufnahme des Elektromotors auf eine Leerlaufleistung anzupassen, wenn das Energiesignal den unteren Schwellwert erreicht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Leerlaufleistung des Elektromotors geringer als dessen Nominalleistung.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Schlagwerk als elektropneumatisches Schlagwerk ausgebildet.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, 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.
  • In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine; und
    Fig. 2
    das Steuergerät des Ausführungsbeispiels der Fig. 1.
    Ausführunasbeispiele:
  • Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Handwerkzeugmaschine 100 ist in Fig. 1 dargestellt. Die Handwerkzeugmaschine 100 ist als Meißelhammer ausgebildet und weist eine Werkzeugaufnahme 10 mit einem als Meißel ausgebildeten Werkzeug 15 auf. Das Werkzeug 15 ist in die Werkzeugaufnahme 10 eingespannt. Die Werkzeugaufnahme 10 kann durch ein von der Handwerkzeugmaschine 100 umfasstes Schlagwerk 70 in eine linear orientierte Schlagbewegung SB entlang einer Werkzeugachse WA versetzt werden. Das Schlagwerk 70, welches als elektropneumatisches Schlagwerk ausgebildet ist, wird seinerseits durch einen von der Handwerkzeugmaschine 100 umfassten Elektromotor 30 betrieben. Der Elektromotor 30 kann durch einen Bedienschalter 93, der an einem Handgriff 91 des Gehäuses 90 der Handwerkzeugmaschine 100 angeordnet ist, aktiviert werden.
  • Die Handwerkzeugmaschine 100 ist ausgestattet mit einem Steuergerät 60, das mit dem Bedienschalter 93 und dem Elektromotor 30 signalverbunden ist. Mittels Steuergerätes 60 kann eine Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme des Elektromotors 30 angepasst werden. Dies erfolgt insbesondere unter Berücksichtigung eines Betätigungszustands des Bedienschalters 93.
  • Das Steuergerät 60 ist weiterhin ausgebildet auf Basis des gefilterten, die Schlagbewegung SB repräsentierenden Eingangssignals S61 (vgl. Fig. 2), eine Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme des Elektromotors 30 anzupassen. Dies bietet die Grundlage für einen "Soft Start" der elektrische Handwerkzeugmaschinen 100, der sich insbesondere durch eine graduelle Steigerung der Drehzahl und/oder der Leistungsaufnahme des Elektromotor 30 im Zuge eines aufzunehmendes Meißelbetriebs auszeichnen kann.
  • Die Handwerkzeugmaschine 100 weist weiterhin eine Detektionseinheit 20 zum Bestimmen eines Eingangssignals S61 (vgl. Fig. 2) auf, welches die Schlagbewegung SB repräsentiert. Die Detektionseinheit 20 ist mit dem Elektromotor 30 und dem Steuergerät 60 signalverbunden. Die Detektionseinheit 20 ist ausgebildet das Eingangssignal S61 aus einem Versorgungsstrom und/oder aus einer Versorgungsspannung des Elektromotors 30 zu bestimmen.
  • Fig. 2 zeigt, schematisch in Form eines Blockdiagram, eine beispielhafte Ausgestaltung des Steuergeräts 60 der Handwerkzeugmaschine 100 der Fig. 1. Über einen Eingangsblock 61 wird ein Eingangssignal S61, welches die Schlagbewegung SB des Schlagwerks 70 repräsentiert zugeführt. Vorteilhafterweise repräsentiert das Eingangssignal S61 eine Frequenz der Schlagbewegung SB repräsentiert, insbesondere wenigstens eine Oberschwingung der Frequenz der Schlagbewegung SB.
  • Dem Eingangsblock 61 nachgeschaltet ist ein Bandpassfilter 62, hier beispielhaft in Form eines Butterworth-Filters, zum Filtern des Eingangssignals S61 in ein Bandpasssignal S62. Das Steuergerät 60 ist weiterhin ausgebildet, aus einer Energie des Bandpasssignals S62 ein Energiesignal S63 zu bilden. Dies erfolgt vorteilhafterweise mittels eines Energiebewertungsblocks 63. Dem Energiebewertungsblock 63 funktional nachgeschaltet ist ein Tiefpass 64, hier in Form eines Butterworth-Tiefpasses, der das Energiesignal S63 in ein gefiltertes Energiesignal S64, welches eine mittlere Energie über eine Mehrzahl von Perioden des Bandpasssignals S63 repräsentiert, überführt.
  • Das Steuergerät 60 ist ebenfalls ausgebildet zu überprüfen, ob das gefilterte Energiesignal S64 einen unteren und/oder einen oberen Schwellwert erreicht. Dies wird durch einen Hystereseblock 65 realisiert, der dem Tiefpass 64 nachgeschaltet ist. Im Hystereseblock 65 ist ein unterer und ein oberer Schwellwert abgelegt. Wenn das gefilterte Energiesignal S63 den oberen Schwellwert erreicht, wird die Drehzahl des Elektromotors 30 auf eine Nominaldrehzahl angepasst. Erreicht das gefilterte Energiesignal S63 wiederum den unteren Schwellwert des Hystereseblocks 65, wird die Drehzahl des Elektromotors 30 auf eine Leerlaufdrehzahl angepasst, wobei die Leerlaufdrehzahl geringer als die Nominaldrehzahl ist. Genauer gesagt wird eine Anpassung der Drehzahl des Elektromotors 30 dadurch realisiert, dass ein durch den Hystereseblock 65 ausgegebenes Schwellwertsignal S65 einem Rampenblock 66 zugeführt wird, der ein Ausgangssignal S66 bereitstellt. Der Rampenblock 66 sorgt dafür, dass das Ausgangssignal S66 graduell steigt und/oder sinkt. Ein Sprung des Ausgangssignal S66 wird somit vermieden. Das Ausgangssignal S66 wird wiederum einem Ausgangsblock 67 zugeführt, der mit dem Elektromotor 30 signalverbunden und/oder energieverbunden ist.
  • Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, ist das Steuergerät 60 ausgebildet, das Eingangssignal S61 ohne Berücksichtigung eines etwaig in der Handwerkzeugmaschine 100 vorgesehenen, insbesondere diskreten Beschleunigungssensors weiterzuverarbeiten.
  • Mittels der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltung des Steuergeräts 60 kann beispielshaft eine Signalverarbeitung realisiert werden, deren Filtercharakteristik konstant ist, d.h. insbesondere unabhängig von einem Betriebsmodus der Handwerkzeugmaschine ist. Dadurch ist vorzugsweise eine leichte Implementierbarkeit und ein vergleichsweise geringer Rechenaufwand gewährleistet.
    • Bezuaszeichenliste
    • 10
    Werkzeugaufnahme
    15
    Werkzeug
    20
    Detektionseinheit
    30
    Elektromotor
    60
    Steuergerät
    61
    Eingangsblock
    62
    Bandpassfilter
    63
    Energiebewertungsblock
    64
    Tiefpass
    65
    Hystereseblock
    66
    Rampenblock
    67
    Ausgangsblock
    70
    Schlagwerk
    90
    Gehäuse
    91
    Handgriff
    93
    Bedienschalter
    100
    Elektrische Handwerkzeugmaschine
    S61
    Eingangssignal
    S62
    Bandpasssignal
    S63
    Energiesignal
    S64
    gefiltertes Energiesignal
    S65
    Schwellwertsignal
    S66
    Ausgangssignal
    SB
    Schlagbewegung
    WA
    Werkzeugachse

Claims (12)

  1. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100), insbesondere Bohr- und/oder Meißelhammer, mit einer Werkzeugaufnahme (10), die durch ein von der Handwerkzeugmaschine (100) umfasstes Schlagwerk (70) in eine linear orientierte Schlagbewegung (SB) entlang einer Werkzeugachse (WA) versetzt werden kann, wobei das Schlagwerk (70) seinerseits durch einen von der Handwerkzeugmaschine (100) umfassten Elektromotor (30) betrieben wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (100) ein Steuergerät (60) aufweist, das ausgebildet ist, auf Basis eines gefilterten, die Schlagbewegung (SB) repräsentierenden Eingangssignals (S61), eine Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme des Elektromotors (30) anzupassen.
  2. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal (S61) eine Frequenz der Schlagbewegung (SB) repräsentiert, insbesondere wenigstens eine Oberschwingung der Frequenz der Schlagbewegung (SB).
  3. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steuergerät (60) ein Bandpassfilter (62), insbesondere ein Butterworth-Filter, zum Filtern des Eingangssignals (S61) in ein Bandpasssignal (S62) vorgesehen ist.
  4. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (60) ausgebildet ist, aus einer Energie des Bandpasssignals (S62) ein Energiesignal (S63, S64) zu bestimmen, welches insbesondere eine mittlere Energie über eine Mehrzahl von Perioden des Bandpasssignals (S63) repräsentiert.
  5. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Energiesignals (S63, S64) ein Führen des Bandpasssignals (S63) durch einen Tiefpass (64), insbesondere durch einen Butterworth-Tiefpass einschließt.
  6. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (60) ausgebildet ist zu überprüfen, ob das Energiesignal (S63, S64) einen unteren und/oder einen oberen Schwellwert erreicht.
  7. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (60) ausgebildet ist, die Drehzahl des Elektromotors (30) auf eine Nominaldrehzahl anzupassen, wenn das Energiesignal (S63, S64) den oberen Schwellwert erreicht.
  8. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (60) ausgebildet ist, die Drehzahl des Elektromotors (30) auf eine Leerlaufdrehzahl anzupassen, wenn das Energiesignal (S63, S64) den unteren Schwellwert erreicht.
  9. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Leerlaufdrehzahl geringer als die Nominaldrehzahl ist.
  10. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine eine Detektionseinheit (20) zum Messen und/oder Bestimmen des Eingangssignals (S61) aufweist.
  11. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (60) ausgebildet ist, das Eingangssignal (S61) ohne Berücksichtigung eines etwaig in der Handwerkzeugmaschine (100) vorgesehenen, insbesondere diskreten Beschleunigungssensors weiterzuverarbeiten.
  12. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100) Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Grenzfrequenz des Bandpassfilters (62) und/oder des Tiefpasses (64) konstant ist, d.h. insbesondere unabhängig von einem Betriebsmodus der Handwerkzeugmaschine (100) ist.
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