DE10117121A1 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse (10) angeordneten Elektromotor (12), über den ein in einer Werkzeughalterung (14) angeordnetes Einsatzwerkzeug (16) rotierend antreibbar ist und mit einer Schutzvorrichtung (18), mit der über eine Sensoreinheit (20) eine Kenngröße für einen unbeherrschten Blockierfall des Einsatzwerkzeuges (16) erfaßbar und das Gehäuse (10) in seiner Bewegung bremsbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Schutzvorrichtung (18) zumindest teilweise von einer Motorsteuereinheit (22) gebildet ist, über die bei erkanntem unbeherrschten Blockierfall des Einsatzwerkzeuges (16) der Elektromotor (12) aktiv abbremsbar ist.

Description

Stand der Technik

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

Aus der EP 0 303 651 B2 ist eine Handwerkzeugmaschine, und zwar eine handgeführte Bohrmaschine mit einem in einem Gehäu­ se angeordneten Elektromotor bekannt, über den ein in einer Werkzeughalterung angeordnetes Einsatzwerkzeug bzw. ein Boh­ rer rotierend antreibbar ist. Die Handwerkzeugmaschine be­ sitzt eine Schutzvorrichtung, mit der über einen Sensor ein sogenannter unbeherrschter Blockierfall des Einsatzwerkzeugs feststellbar und ein Antrieb des Einsatzwerkzeugs unterbind­ bar ist.

Ein unbeherrschter Blockierfall liegt vor, wenn sich das Ein­ satzwerkzeug im zu bearbeitenden Werkstück verklemmt, das am Gehäuse wirkende Reaktionsdrehmoment eine Haltekraft eines Bedieners übersteigt, und das Gehäuse sich unkontrolliert mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit und über einen bestimmten Winkelbereich um eine Achse dreht. Ist die Halte­ kraft des Bedieners größer als das vorliegende Reaktions­ drehmoment bzw. hält der Bediener die Handwerkzeugmaschine während eines Blockierfalls fest, liegt ein sogenannter be­ herrschter Blockierfall vor.

Die Schutzvorrichtung der aus der EP 0 303 651 B2 bekannten Handwerkzeugmaschine besitzt eine in einem Antriebsstrang der Handwerkzeugmaschine angeordnete Kupplung zur Unterbrechung der Drehantriebstätigkeit bei einem unbeherrschten Blockier­ fall. Ferner besitzt die Schutzvorrichtung eine Halteeinrich­ tung zwischen der Kupplung und dem Einsatzwerkzeug, über die der Antriebsstrang mit dem Gehäuse in einem unbeherrschten Blockierfall verbunden wird. Die Halteeinrichtung wird von einer elektrisch auslösbaren Bremse gebildet.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit ei­ nem in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor, über den ein in einer Werkzeughalterung angeordnetes Einsatzwerkzeug ro­ tierend antreibbar ist, und mit einer Schutzvorrichtung, mit der über eine Sensoreinheit eine Kenngröße für einen unbe­ herrschten Blockierfall des Einsatzwerkzeugs erfaßbar und das Gehäuse in seiner Bewegung bremsbar ist.

Es wird vorgeschlagen, daß die Schutzvorrichtung zumindest teilweise von einer Motorsteuereinheit gebildet ist, über die bei erkanntem unbeherrschten Blockierfall des Einsatzwerk­ zeugs der Elektromotor aktiv abbremsbar ist. Eine zusätzliche Brems- oder Blockiereinheit kann vollständig vermieden oder besonders platzsparend und leicht ausgeführt werden. Zusätz­ liche Bauteile, Gewicht, Bauraum, Montageaufwand sowie Kosten können eingespart werden. Mit der konstruktiv einfachen Schutzvorrichtung sind Rücksetz- und Verschleißprobleme an einer zusätzlichen Bremseinheit vermeidbar. Die Schutzvor­ richtung ist grundsätzlich bei sämtlichen Handwerkzeugmaschi­ nen einsetzbar, deren Einsatzwerkzeuge rotierend antreibbar sind, wie z. B. bei Winkel- und Exzenterschleifern, Kreissä­ gen, Kettensägen usw. sowie insbesondere bei Handbohrmaschi­ nen, Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmern.

Grundsätzlich können sämtliche, dem Fachmann als geeignet er­ scheinende Elektromotoren über eine spezielle Motorsteuerein­ heit aktiv abgebremst werden, wie beispielsweise Asynchronmo­ toren, Synchronmotoren oder Gleichstrommotoren usw. über eine Bremssteuerung. Besonders vorteilhaft wird der Elektromotor jedoch von einem elektronisch kommutierten Motor gebildet. Die bürstenlosen, elektronisch kommutierten Motoren, insbe­ sondere Reluktanzmotoren, sind besonders überlastfähig und können kurzzeitig mit einem großen Drehmoment und damit mit einem großen Bremsmoment belastet werden. Es kann ein großer Strom fließen, ohne daß eine Gefahr eines Bürstenfeuers be­ steht.

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

Wird eine Motorsteuereinheit zumindest teilweise einstückig mit einer bereits vorhandenen Leistungssteuerung des Elektro­ motors ausgeführt, können vorteilhaft Bauteile, Bauraum und Gewicht eingespart werden. Besonders bei elektronisch kommu­ tierten Motoren kann in einfacher Weise die Motorsteuerein­ heit einstückig mit einer Leistungssteuereinheit des Elektro­ motors ausgeführt werden.

Wird die Motorsteuereinheit mit einer kleinen, platzsparen­ den, separaten Bremseinheit kombiniert, kann mit einer gerin­ gen Motorbelastung das Gehäuse in einem unbeherrschten Bloc­ kierfall vorteilhaft abgebremst werden. Die separate Brems­ einheit kann verschiedenartig ausgeführt sein, beispielsweise kann diese von einer mechanischen oder einer elektromechani­ schen Einheit gebildet sein usw.

Die Sensoreinheit kann verschiedene, dem Fachmann als geeig­ net erscheinende Sensoren aufweisen, beispielsweise elektro­ nische, elektromechanische und/oder mechanische Sensoren, über die jedoch insbesondere eine Winkelgeschwindigkeit und eine Winkelbeschleunigung des Gehäuses sowie ein vom Gehäuse überstrichener Winkelbereich erfaßbar sein sollten. Besonders vorteilhaft weist die Sensoreinheit zumindest einen elektro­ nischen Sensor auf. Dieser ist klein und leicht ausführbar und kann besonders vorteilhaft bei kleinen Handwerkzeugma­ schinen platzsparend integriert werden. Die Informationen vom Sensor zur Motorsteuereinheit können über elektrische Leitun­ gen, über Funk, optisch und/oder mechanisch übertragen werden usw.

Zeichnung

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

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch einen Bohrhammer mit ei­ nem in einem Gehäuse 10 angeordneten Elektromotor 12, der von einem elektronisch kommutierten Motor gebildet ist. Über den Elektromotor 12 ist ein in einer Werkzeughalterung 14 befe­ stigtes Einsatzwerkzeug 16 bzw. ein Bohrer rotierend antreib­ bar. Ferner besitzt der Bohrhammer eine Schutzvorrichtung 18, mit der über eine Sensoreinheit 20 eine Kenngröße für einen unbeherrschten Blockierfall des Einsatzwerkzeugs 16 erfaßbar und das Gehäuse 10 in seiner Bewegung bremsbar ist. Die Schutzvorrichtung 18 ist erfindungsgemäß teilweise von einer Motorsteuereinheit 22 gebildet, über die bei einem erkannten unbeherrschten Blockierfall des Einsatzwerkzeugs 16 der Elek­ tromotor 12 abbremsbar ist. Die Motorsteuereinheit 22 ist weitgehend einstückig mit einer bereits vorhandenen Lei­ stungssteuereinheit 24 des Elektromotors 12 ausgeführt.

An einem einer Rotationsachse des Einsatzwerkzeugs 16 zuge­ wandten Ende einer Welle 26 des Elektromotors 12 ist ein Rit­ zel 28 angeformt, das mit einem auf einem Lagerbolzen 44 ge­ lagerten Stirnrad 30 kämmt. An einem der Rotationsachse zuge­ wandten Ende des Lagerbolzens 44 ist ein Ritzel 32 angeformt, das mit einem auf einer Bohrspindel 34 angeordneten Tellerrad 36 kämmt. Über die Bohrspindel 34 ist die Werkzeughalterung 14 antreibbar.

Wird das von der Bohrspindel 34 angetriebene Einsatzwerkzeug 16 blockiert und ist eine Haltekraft eines Bedieners an zwei Haltegriffen 38, 40 des Bohrhammers kleiner als ein entste­ hendes Reaktionsdrehmoment am Gehäuse 10, wird ein Drehmo­ ment, ausgehend vom Elektromotor 12, über die Welle 26, die Zahnräder 28, 30, 32, 36 und die Bohrspindel 34 an das Gehäu­ se 10 übertragen, und das Gehäuse 10 wird entgegen der ur­ sprünglichen Drehbewegung des Einsatzwerkzeugs 16 mit einer Drehbewegung um die Rotationsachse des Einsatzwerkzeugs 16 unkontrolliert beschleunigt. Diese Drehbewegung wird von der Sensoreinheit 20 mit einem elektronischen Beschleunigungssen­ sor 42 erfaßt und mit einer Auswerteeinheit 46 ausgewertet. Liegt eine bestimmte Winkelbeschleunigung und ein bestimmter überstrichener Winkelbereich vor, wird von der Auswerteein­ heit 46 ein Impuls an die Motorsteuereinheit 22 weitergelei­ tet.

Die Motorsteuereinheit 22 veranlaßt ein aktives Bremsen des Elektromotors 12, und zwar in der Weise, daß elektromagnetisch erzeugte Kräfte des Elektromotors 12 entgegen der Dreh­ richtung der Welle 26 wirken. Die Motorsteuereinheit 22 ist in der Weise eingestellt bzw. erzeugt über den Elektromotor 12 ein Bremsmoment in der Größe, daß das Gehäuse 10 bzw. der Bohrhammer nach einem überstrichenen Winkelbereich kleiner als 30° zum Stillstand kommt und eine Gefährdung des Bedie­ ners ausgeschlossen werden kann.

Bezugszeichen

10

Gehäuse

12

Elektromotor

14

Werkzeughalterung

16

Einsatzwerkzeug

18

Schutzvorrichtung

20

Sensoreinheit

22

Motorsteuereinheit

24

Leistungssteuereinheit

26

Welle

28

Ritzel

30

Stirnrad

32

Ritzel

34

Bohrspindel

36

Tellerrad.

38

Haltegriff

40

Haltegriff

42

Sensor

44

Lagerbolzen

46

Auswerteeinheit

Claims (5)

1. Handwerkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse (10) an­ geordneten Elektromotor (12), über den ein in einer Werkzeug­ halterung (14) angeordnetes Einsatzwerkzeug (16) rotierend antreibbar ist, und mit einer Schutzvorrichtung (18), mit der über eine Sensoreinheit (20) eine Kenngröße für einen unbe­ herrschten Blockierfall des Einsatzwerkzeugs (16) erfaßbar und das Gehäuse (10) in seiner Bewegung bremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung (18) zumindest teilweise von einer Motorsteuereinheit (22) gebildet ist, über die bei erkanntem unbeherrschten Blockierfall des Ein­ satzwerkzeugs (16) der Elektromotor (12) aktiv abbremsbar ist.

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

3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit (22) zumindest teil­ weise einstückig mit einer bereits vorhandenen Leistungssteu­ ereinheit (24) des Elektromotors (12) ausgeführt ist.

4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung eine separate Bremseinheit aufweist.

5. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (20) zumindest einen elektronischen Sensor (42) aufweist.