CN103507039B - 工具机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工具机，该工具机包括工具容纳部（6）和磁‑气动的撞击机构（2），该工具容纳部设定为沿着运动轴线（3）活动地支承凿式工具（7），该撞击机构包含初级驱动器（22），该初级驱动器围绕运动轴线（3）布置并且沿着撞击方向（5）依次包含第一电磁线圈（46）、永久且径向磁化的环形磁体（42）和第二电磁线圈（47），该撞击机构在运动轴线上在电磁线圈内部并且沿着撞击方向依次具有撞击器（4）和锤头（13），该撞击机构具有沿着撞击方向作用于撞击器的空气弹簧（23），该空气弹簧通过固定的封闭件逆着撞击方向封闭，该空气弹簧具有通气孔，该通气孔在撞击器离开锤头小于撞击器的行程的5％时朝环境打开并且否则该通气孔封闭。

Description

工具机

技术领域

本发明涉及一种能驱动凿式工具的工具机，其中，撞击器直接通过电磁线圈来加速并且撞击工具。

背景技术

这种类型的工具机例如由专利文献US2010/0206593已知。

发明内容

工具机具有工具容纳部，该工具容纳部设定为沿着运动轴线活动地支承凿式工具。磁-气动的撞击机构包括初级驱动器，该初级驱动器围绕运动轴线布置并且沿着撞击方向依次地具有第一电磁线圈和第二电磁线圈。撞击机构在运动轴线上在电磁线圈的内部并且沿着撞击方向依次地具有撞击器和锤头。此外，撞击机构具有沿着撞击方向作用于撞击器的空气弹簧。空气弹簧可以完全或部分处于第一电磁线圈内部。空气弹簧具有通气孔，该通气孔在撞击器离开锤头小于撞击器的行程的10％时朝环境打开并且否则该通气孔封闭。通气孔优选是构成空气弹簧的气动腔室通向环境的唯一开孔。因此仅在撞击器靠近锤头或者说撞击位置时才实现与环境的空气交换。为了确定距离，假设锤头处于其基本位置上。在基本位置上锤头优选逆着撞击方向贴靠在止挡上。

一种方案设定，空气弹簧的通气孔设置在第一电磁线圈的朝向撞击方向的端部的轴向高度上。通气孔离第一电磁线圈的朝向撞击方向的端部明显近，而离第一电磁线圈的背离撞击方向的端部明显远。撞击器例如可以通过其外周面封闭通气孔。当撞击器优选在任意位置与第一电磁线圈交叠时尤其如此。

一种方案设定，通气孔的横截面这样设计，即在压力差为0.5巴时空气弹簧的最多10％的空气量在一秒内流过通气孔。通过通气孔的空气交换是较小的。最后应该仅仅补偿空气弹簧中的损失，其例如由于压缩空气弹簧时的泄露而流出。通气孔可以通过一个单独的或者多个大致在相同高度上的钻孔和/或缝隙实现。

一种方案设定，空气弹簧通过固定的封闭件逆着撞击方向封闭。该固定的封闭件相对于电磁线圈、工具容纳部等等是不可运动的。空气弹簧的气动腔室除了通气孔之外与环境隔离。通气孔处于第一电磁线圈的朝向环形磁体的端部的轴向高度上。

一种方案设定，在第一电磁线圈与第二电磁线圈之间具有永久并且径向磁化的环形磁体，例如环形磁体由多个永久磁体构成，它们分别以相同的磁极（N）朝向运动轴线，而以另一磁极（S）背离运动轴线。环形磁体基本上永久地相对于运动轴线产生沿径向方向定向的磁场，该磁场在第一电磁线圈和第二电磁线圈内反向走向。这种不对称性可以用于将两个电磁线圈内部的磁场强度反相地置于一个高值和一个低值。磁场强度的梯度使得撞击器基于磁阻力而运动。电磁线圈可以在交替的阶段中由控制器控制。在第一阶段中由第一电磁线圈在第一电磁线圈内部产生的第一磁场与环形磁体的磁场相长地叠加，而在第二阶段中与环形磁体的磁场相消地叠加。在第一阶段中由第二电磁线圈在第二电磁线圈内部产生的第二磁场与环形磁体的磁场相消地叠加，而在第二阶段中与环形磁体的磁场相长地叠加。

一种方案设定，锤头由软磁性材料构成。锤头伸入到第二电磁线圈中，或者伸入到沿撞击方向贴靠在第二电磁线圈上的磁轭中。可磁化的锤头引导磁场。由第二电磁线圈产生的磁场基本上平行于撞击方向地离开锤头，即基本上垂直于锤头端面地延伸。由环形磁体产生的磁场同样基本上垂直于端面地进入锤头中。因此在端面附近高场强是可能的。

附图说明

下面的描述借助示例性的实施形式和附图阐述本发明。只要没有另外说明，相同的或功能相同的元件在附图中通过相同的附图标记表示。附图如下：

图1为电凿；

图2为电凿的撞击机构；

图3为撞击器和锤头的运动；

图4为撞击机构在平面IV-IV中的剖面图；

图5为撞击机构的电路图；

图6为控制曲线图。

具体实施方式

图1示出手持式的电凿1，作为凿式工具机的实例。磁-气动的撞击机构2借助在运动轴线3上引导的撞击器4周期性地或非周期性地沿撞击方向5产生撞击。工具容纳部6使凿式工具7在运动轴线3上保持贴靠在撞击机构2上。凿式工具7在工具容纳部6中沿着运动轴线3活动地引导并且可以沿着撞击方向5由撞击驱动地压入例如基础中。锁定装置8限定凿式工具7在工具容纳部6中的轴向运动。锁定装置8例如是可偏转的弓形件并且优选没有辅助器具地手动可解锁，以便可以更换凿式工具7。

撞击机构2布置在机器外壳9中。安设在机器外壳9上的把手10使得用户能够握持电凿1并且在运行中操控它。系统开关11优选安装在把手10上，借助该系统开关，用户可以使撞击机构2运转。系统开关11激活例如撞击机构2的控制器12。

图2示出磁-气动的撞击机构2的纵剖面图。撞击机构2只有两个活动的部件：一个撞击器4和一个锤头13。撞击器4和锤头3位于共同的运动轴线3上，锤头13沿着撞击方向5跟在撞击器4之后。撞击器4在撞击点14与上折返点15之间在运动轴线3上往复运动。

在撞击点14处，撞击器4撞到锤头13上。撞击点14沿着轴线的位置通过锤头13预给定。在撞击器4下一次撞击到锤头13上之前，锤头13优选静止在其基本位置16中并且优选在每次撞击之后返回到该基本位置16中。该优选的运行以下予以描述。但与传统气动撞击机构2相比，磁-气动的撞击机构2相对于锤头13的实际位置具有高的容差。该锤头可能在还沿着撞击方向5撞击时相对于基本位置16移开。基本位置16由此沿着撞击方向5给出撞击器4可撞击到锤头13上的最早位置。

撞击器4距锤头13的距离17在上折返点15处最大，在此由撞击器4经过的距离在下面被称为行程18。图3示意地描绘出撞击器4和锤头13在时间19上三个相继的撞击时的运动。

撞击器14在其静止状态中一般贴靠在锤头13上。为了撞击，撞击器4逆着撞击方向5往回运动并且在达到上折返点15之后沿着撞击方向5加速。撞击器4在其运动结束时沿着撞击方向5在撞击点14处碰撞到锤头13上。锤头13吸收撞击器4的动能显著超过一半并且沿着撞击方向5被偏移。锤头13使贴靠在其上的凿式工具7沿着撞击方向5独自移动到基础中。用户把撞击机构2沿着撞击方向5压向基础，由此锤头13优选间接地通过凿式工具7被移回到其基本位置16中。锤头13在基本位置中沿着撞击方向5贴靠在与外壳固定的止挡20上。止挡20例如可以包含缓冲元件。示例性的锤头13有径向伸出的翼部21，该翼部可以贴靠在止挡20上。

撞击器4无接触地被磁性初级驱动器2驱动。初级驱动器22将撞击器4逆着撞击方向5提起。如下面介绍的那样，初级驱动器22优选只暂时在撞击器4向上折返点5提升期间是起作用的。初级驱动器22使得撞击器4在超过上折返点15之后加速，直至到达撞击点14。初级驱动器22可以与超过上折返点15基本上同时地被激活。优选初级驱动器22保持起作用直至撞击。空气弹簧23在撞击器4沿着撞击方向5从上折返点直至即将到撞击点之前的运动期间辅助初级驱动器22。空气弹簧23在运动轴线3上沿着撞击方向5布置在撞击器4上游并且作用于撞击器4。

撞击器4主要由圆柱体形基体构成，基体的外周面24平行于运动轴线3。前端面25指向撞击方向5。前端面25是平的并且覆盖撞击器4的整个横截面。后端面26优选同样是平的。撞击机构4装入到导向管27中。导向管27与运动轴线3同轴并且具有圆柱形内壁28。撞击器4的外周面24贴靠在内壁28上。撞击器4在导向管27中在运动轴线3上被强制引导。撞击器4的横截面和导向管27的空心横截面除了微小的滑动间隙之外精确配合地彼此匹配。撞击器4与活动密封件一样封闭导向管27。橡胶构成的密封环29可以装入到外周面24中，补偿制造公差。

导向管27在其沿着撞击方向5的前端部处封闭。在示例性的实施形式中，封闭件30被装入到导向管27中，该封闭件的横截面对应于导向管27的空心横截面。朝向内部的封闭面31优选是平的并且垂直于运动轴线3。封闭件30相对于在基本位置16中静止的锤头13以固定的距离32安装。在基本位置16中在封闭件30与锤头13之间的空腔是导向管27的对于撞击器4有效的区域，撞击器4可以在该区域内运动。最大的行程18基本上是距离32减去撞击器4的长度33。

单侧封闭的导向管27和撞击器4围成气动腔室34。气动腔室34的容积与封闭面31与撞击器的后端面26之间的距离35成比例。该容积由于沿着运动轴线3活动的撞击器4是可变的。在气动腔室34中运动时被压缩的或解压缩的空气产生空气弹簧23的作用。在撞击点14处、亦即当撞击器4撞到锤头13上时，气动腔室34具有最大容积。气动腔室34中的压力在此情况下最小并且有利地等于环境压力。空气弹簧23的势能在撞击点14处根据定义应等于零。在撞击器4的上折返点15处，气动腔室34具有最小容积，压力可以升高到约16巴。撞击器4的行程通过控制方法限定，以便将在上折返点15处气动腔室的容积和压力调节到目标值。在上折返点15处，空气弹簧23的势能应在窄的数值范围内，与外部的影响无关。尤其是由此撞击机构2相对于撞击时锤头13的位置变得稳固，尽管其位置对撞击器4直至上折返点15的运动持续时间有大的影响。

空气弹簧23设有一个或多个通气孔36，以便补偿空气弹簧23中空气量的损失。通气孔36在空气弹簧23的压缩期间通过撞击器4封闭。优选当空气弹簧23中的压力与环境压力相差小于50%时，撞击器4在即将到撞击点14之前释放通气孔36。在示例性的设计方案中，当撞击器4远离撞击位置大于其行程18的5%时，撞击器4经过其中一个通气孔36。

初级驱动器22基于作用于撞击器4的磁阻力。撞击器4的基体由软磁性的钢构成。相对于永久磁体，撞击器4的特征在于其低的矫顽磁场强度，其小于4000A/m，优选小于2500A/m。具有该低的磁场强度的外部磁场已经可以使撞击器4的极化换向。所施加的外部磁场将可磁化的撞击器4吸到最高磁场强度的区域中，而与其极性无关。

初级驱动器22沿着运动轴线3具有空腔，导向管27装入到该空腔中。初级驱动器22在该空腔中和在导向管的内部产生永久磁场37和两部分式的可切换的磁场38。磁场37、38将空腔和导向管27的有效区域沿着运动轴线3划分为上区段39、中区段40和下区段41。磁场37、38的磁力线在上区段39和下区段41中基本上平行于运动轴线3延伸并且在中区段40中基本上垂直于运动轴线3延伸。磁场37、38在其磁力线相对于撞击方向5的平行的或反向平行的取向方面有区别。永久磁场37的部分示意地示出的磁力线（点划线图案）在导向管27的上区段39中基本上反向平行于撞击方向5而在导向管27的下区段41中基本上平行于撞击方向5延伸。对于撞击机构2的功能，永久磁场37的磁力线在上区段39中与在下区段41中的行进方向相比不同的进行方向是重要的。可切换的磁场38的磁力线在一个阶段期间（虚线示出）在导向管27的上区段39和下区段41内部基本上沿着撞击方向5延伸，而在另一阶段期间（未示出）在两个区段39、31内部基本上反向平行于撞击方向5延伸。永久磁场37和可切换的磁场38由此在两个区段的其中一个39中相消地叠加而在另一区段41中相长地叠加。磁场37、38在哪个区段39中相长地叠加取决于控制器12的当前控制循环。撞击器4相应地被吸到相长叠加的区段39、41中。可切换的磁场38的交变换极性驱使撞击器4往复运动。

永久磁场37通过由多个永久磁体43构成的径向磁化的环形磁体42产生。图4示出环形磁体42在平面IV-IV内的剖面图。示例性的永久磁体43优选是棒形磁体。永久磁体43沿着径向方向定向。其磁场轴线44，亦即从其南极到北极，垂直于运动轴线3。永久磁体43全部相同定向，在所示的实施例中其北极N指向运动轴线3而南极S背离运动轴线3。沿着圆周方向在各永久磁体43之间可以有气隙或者是不可磁化的材料45、例如塑料。环形磁体42沿着运动轴线3布置在封闭面31与锤头13之间。优选环形磁体42非对称地布置、特别是离封闭面31近，而离锤头13远。环形磁体42的位置将导向管27沿着运动轴线3划分为上区段39和下区段41，上区段沿着撞击方向5在环形磁体42上游，下区段沿着撞击方向5在环形磁体42下游。与下区段41中的磁力线相比，上区段39中的磁力线基本上沿着相反的方向延伸。永久磁体43优选包含钕合金。永久磁体43的各极的场强优选在1特斯拉以上、例如直至2特斯拉。

可切换的磁场38通过上电磁线圈46和下电磁线圈47产生。上电磁线圈46沿着撞击方向5设置在环形磁体42上游，优选紧紧贴靠在环形磁体42上。上电磁线圈46包围导向管27的上区段39。下电磁线圈47沿着撞击方向5布置在环形磁体42下游，优选贴靠在环形磁体42上，并且包围下区段41。这两个电磁线圈39、46沿着围绕运动轴线3的相同环流方向被电流48流经。由上电磁线圈46产生的上磁场49和由电磁线圈47产生的下磁场50基本上平行于运动轴线3延伸并且两者沿着运动轴线3以相同方向定向、亦即两个磁场49、50的磁力线在导向管27内部沿着撞击方向5延伸或者逆着撞击方向5延伸。电流48由可控制的电源51馈送到电磁线圈46、47中。优选这两个电磁线圈46、47和电源51串联连接（图5）。

下电磁线圈47的长度52、即沿运动轴线3的尺寸优选大于上电磁线圈46的长度53，长度比在1.75:1至2.25:1的范围内。在导向管27内部电磁线圈46、47对上磁场49或者对下磁场50的贡献优选是相同的。上电磁线圈46的匝数与下面电磁线圈47的匝数之比可以对应于长度比。径向尺寸54和电流密度优选对于两个电磁线圈46、47（没有撞击机构的其他部件）是相同的。

磁轭55可以在导向管外部导引磁场37、38。磁轭55例如有空心圆柱体或由多个沿着运动轴线3延伸的肋片构成的笼架，该空心圆柱体或笼架包围两个电磁线圈46、47和由永久磁体43构成的环形磁体42。磁轭55的上环形封盖56逆着撞击方向5遮盖上电磁线圈46。下环形封盖57在锤头13的高度上邻接于导向管27。下封盖57沿着撞击方向5遮盖下电磁线圈47。磁场37、38在上区段39和下区段41中平行于或反向平行于运动轴线3。磁场37、38由磁轭55、尤其是由环形封盖56、57沿径向方向馈入。在下区段41中，径向回引基本上在锤头13内部进行。磁力线由此优选基本上垂直于撞击器4的端面26和锤头13的撞击面58。在上区段39中径向回引可以不受引导地、亦即经由空气进入磁轭56中。

磁轭55由可磁化材料、优选由硅钢片构成。导向管27是不可磁化的。导向管27的合适的材料包括铬钢、铝或塑料。导向管27的封闭件30优选由不可磁化的材料构成。

撞击器4优选在其任意状态中都与两个电磁线圈46、47交叠。尤其是，当撞击器4贴靠在锤头13上或者至少直至进入环形磁体42中时，后端面26伸入上电磁线圈46中。后端面26至少突出于环形磁体42的轴向中心。气动腔室34的通气孔36布置在上电磁线圈46的朝向环形磁体42的端部的轴向高度上。距环形磁体42的距离35优选小于1cm。

撞击机构2的控制器12控制电源51。电源51将从其输出的电流48调节到通过控制器12借助调节信号59预定的额定值60。电源51优选包含调节回路61，用以使输出的电流48稳定到额定值60。分接头测量实际电流62。差动放大器63根据实际电流48和额定值60形成调节量64，该调节量被输送给电源51用来控制电流输出。电源51由供电装置65、例如电网接头或电池组馈电。

控制器12在撞击器4往复运动期间控制额定值60和间接地控制电流48。图6描绘出关于时间19重复的示例性控制图案。控制图案基本上划分为三个不同的阶段。循环开始于主动回位阶段66。在主动回位阶段66期间，撞击器4从撞击位置出发逆着撞击方向5被加速。在空气弹簧23已达到预定的势能时，主动回位阶段66结束。紧接着主动回位阶段66是静止阶段67，在撞击器4达到上折返点15时该静止阶段结束。在撞击器4超过上折返点15期间或之后，开始加速阶段68。在加速阶段68期间，撞击器4沿着撞击方向5被加速，优选连续加速直至撞击器4撞击到锤头13上。根据所期望的撞击频率，在开始下一个主动回位阶段66之前，在加速阶段68之后可以实现暂停69。

控制器12导入具有主动回位阶段66的新撞击。控制器12为被调节的电源51预给定第一值70作为额定值60。第一值70的符号确定，电流48在电磁线圈47中环流，使得上电磁线圈46的磁场49相长地与导向管27的上区段39中的永久磁场37叠加。撞击器4现在逆着撞击方向5地并且克服空气弹簧23的力地被加速进入上区段39中。撞击器4的动能连续地增大。由于向后运动，空气弹簧23同时被压缩并且储存于其中的势能由于所做的体积功而升高。

电流48优选流过两个电磁线圈46、47。优选磁场37、38在下区段41中相消地叠加。第一值70的数值可以选择为使得由下电磁线圈47产生的磁场50相消地补偿永久磁体43的永久磁场37。磁场强度在下区段41中优选降低到零或者降低到小于在上区段39中的磁场强度的10%。电源51和电磁线圈46、47针对具有第一值70的电流强度的电流48设计。第一值70可以在主动回位阶段66期间保持恒定。

控制器12基于关于在上折返点15处空气弹簧23的势能的预测来触发主动回位阶段66的结束。例如在该势能在不通过初级驱动器22继续辅助的情况下达到目标值时，初级驱动器22被去活。在此情况下考虑，在初级驱动器22关断的时刻71，势能已经达到目标值的一部分并且撞击器4直至上折返点15的当前动能被转换为目标值的到此为止缺少的那一部分。在转换中的损失可以通过在控制器12中存储的表格72加以考虑。目标值在撞击器4的撞击能量的25%与40%之间，例如至少为30%和至多为37%。

预测装置73持续地比较撞击机构2的运行条件。示例性的预测基于压力测量。预测装置7截取压力传感器74的信号。将测得的压力与阈值比较。当压力超过阈值时，预测装置73将控制信号59输出到控制器12。控制信号59表示，在初级驱动器22立即关断时势能达到目标值。控制器12结束主动回位阶段66。

预测装置73优选从所存储的查找表72中加载阈值。查找表72可以恰好包含一个阈值。然而优选存储有多个针对不同运行条件预先确定的阈值。例如可以存储针对气动腔室34中的不同温度的多个阈值。预测装置73除了压力传感器74的信号外也接收温度传感器75的信号。例如根据后者选择阈值。

此外，预测装置73可以根据压力变化来估测撞击器4的速度。查找表72针对不同速度可以包含当前压力的不同阈值。因为较快的撞击器4倾向于较强地压缩空气弹簧23，针对较高速度与针对较低速度相比，该阈值更低。根据速度或者压力变化选择阈值可以改善目标值的可再现性。

主动回位阶段66的结束同时是静止阶段67的开始。控制器12将电流48的额定值60置于零。可切换的磁场38被关断并且初级驱动器22被去活。永久磁场37虽然作用于撞击器4。但是因为永久磁场37有基本上沿着运动轴线3恒定的场强，所以该磁场只对撞击器4施加小的力或者没有施加力。

代替将电流48降低到零，可以将电流48在静止阶段67中置于相对于额定值60为负的数值。由此消除撞击器4中的剩磁。电流48的数值与额定值60的数值相比更低，例如低于10%，以便不会干扰向后运动。

撞击器4在静止阶段67期间通过空气弹簧23被制动直至停止。在撞击器4达到停止、亦即上折返点15之前，空气弹簧23的势能在此还提高了撞击器4的动能的一部分。

主动回位阶段66和静止阶段67的顺序在所测试的撞击机构的结构中证明是特别高能效的，尤其是在主动回位阶段66结束时电流48关断到零。初级驱动器22的效能随着撞击器4距上折返点15的距离35的减小而降低。只要初级驱动器22有效地起作用，则撞击器4被加速到高速度。预测表明，撞击器4现在将在没有初级驱动器22的情况下达到所期望的上折返点15，越来越无效能地起作用的初级驱动器22被去活。在一种替选方案中，电流48连续地或者以数个步骤降低到零。在此情况下，可以针对效能成本对撞击器4达到上折返点15的运动轨迹进行适应性匹配。也在该替选方案中，优选在到达上折返点15之前接着是静止阶段67。

主动回位阶段66的持续时间由预测得出。持续时间根据运行或者也因撞击不同可以长度不同。例如锤头13在撞击之前没到达其基本位置16，由此撞击器4对于接下来的撞击必须经过更大的路程。在主动回位阶段66的固定持续时间情况下，所吸收的动能对于撞击器4而言可能不足以克服空气弹簧23的力直至期望的上折返点15。

控制器12基于上折返点15的达到而触发静止阶段67的结束。随着静止阶段67的结束，开始加速阶段68。控制器12借助撞击器4的折返运动来触发加速阶段68的开始。位置或运动传感器可以直接检测撞击器4的折返运动。优选折返运动的识别间接基于气动腔室34中的压力变化。

压力传感器74与气动腔室34耦合。压力传感器74例如是压阻式压力传感器74。压力传感器74可以布置在气动腔室34中或者经由空气通道与气动腔室34耦合。压力传感器74优选布置在封闭件30上或其中。压力传感器74配设有分析装置76。分析装置76监控气动腔室34中的压力变化。一旦压力变化为负值，亦即压力降低，分析装置76就向控制器12输出控制信号77，该控制信号表明撞击器4达到上折返点15。

压力变化的分析由方法决定地导致微小的延迟，直至检测到达到、更准确说超过上折返点15。也可以绝对式检测压力并且将该压力与阈值比较。当压力达到阈值时，触发控制信号77的输出。气动腔室34中的压力可以在上折返点15处被测定并且作为阈值存储在分析装置76的表格中。阈值可以根据不同的运行条件、尤其是气动腔室34中的温度来取。分析装置76例如通过查询温度传感器来确定当前的运行条件，并且从表格中读取相配的阈值。这两种方法可以冗余地组合并且彼此分开地输出控制信号77。

控制器12当接收到控制信号77时开始加速阶段68。控制器12将电流48的额定值60置于第二值78。第二值78的符号选择为使得下电磁线圈47的下磁场50相长地与导向管27内部的永久磁场37叠加。由此得到导向管27的下区段41中的高场强。电流48在加速阶段68期间被馈入到下电磁线圈47中并且优选馈入到上电磁线圈46中。上区段39中的永久磁场37通过导向管27内部的上电磁线圈46的磁场38优选被减弱或者完全相消地补偿。撞击器4被吸到下区段41中的较强的磁场中。撞击器4在加速阶段68期间连续经历沿着撞击方向5的加速。直至达到撞击点14的动能大约为撞击器4的撞击能量。

对达到上折返点15的可替选的或附加的确定，基于由于撞击器4的运动在上电磁线圈46中感应的电压的变化。撞击器4可以在达到上折返点15之前已经与上磁轭环56交叠。环形磁体42的磁场49在上区域39中几乎闭合没有气隙地经由撞击器4流入上磁轭环56中。环形磁体42的磁场50在上区域41中经由大的气隙流到下磁轭环57中。在撞击器4运动直至折返点15期间，下区域41中的气隙还进一步增大，由此磁通在上区域中按份额增大。一旦撞击器4在折返点15中反向，则在上区域39中的磁通的份额减小。磁通的变化在上电磁线圈46中感应出电压。折返点15的特征是感应的电压的符号变换。在达到折返点15之前，电源51将电流48优选调节到零，以便遵守静止阶段。调节回路持续地调整调节量64，以便使电流48克服感应的电压保持为零。针对感应的电压的符号变换，调节回路62以明显较大的调节量62做出反应。控制信号77由此可以例如在调节量64超过阈值时被触发。

第二值78的数值优选调整为使得上磁场49正好相消地补偿永久磁场37或者使之降低到其场强的至少10%。电磁线圈46、47中的电流48在加速阶段68开始时升高到额定值60。控制边沿例如只通过时间常数来预给定，该时间常数由于电磁线圈46、47的电感和撞击器的反作用而形成。控制器12在加速阶段68期间将额定值60优选连续地降低到第二值78。

空气弹簧23辅助撞击器4沿撞击方向5的加速。在此，在空气弹簧23中储存的势能基本上被转换成撞击器4的动能。在撞击点14处，空气弹簧23优选完全松弛。在撞击点14附近，通气孔36被撞击器4释放。通气孔36导致空气弹簧23在其对撞击器4的作用没有完全降低到零的情况下被减弱。但空气弹簧23在此时刻已经将明显多于其势能的90%传递到撞击器4上。

控制器12基于下电磁线圈47中的电流48或者由电源51馈入的电流48的升高79触发加速阶段68的结束。在撞击器4运动期间，由于电磁感应而在下电磁线圈47上产生电压降，电源针对该电压降馈入电流48。随着撞击和撞击器4的停止，电压降突然消失。电流48短时升高，直至被调节的电源51将电流48又调节到额定值60。

电流传感器80可以检测在下电磁线圈47中环流的电流48。相关的鉴别器81将测到的电流48与阈值比较并且在超过阈值时输出结束信号82。结束信号82向控制器12表明，撞击器4已撞击到锤头13上。阈值例如根据第二值78亦即加速阶段68的阈值60进行选择。阈值可以比第二值78大5%～10%。对检测绝对电流48可替选地或附加地，可以利用电流传感器80检测电流48的变化速率并且通过鉴别器81对照变化速率的阈值进行比较。

电源51通过其调节回路61抵消电流回路83中的电流48的升高79。在此，调节量64变化。代替或补充于电流48的变化，也可以监控调节量64。不仅可以将调节量64的绝对值或者优选变化速率与阈值比较，而且可以响应于此地输出结束信号82。

随着得到结束信号82，控制器12结束加速阶段68。额定值60被置于零。相应地，电源51的电流输出减小到等于零的电流80。撞击器4不继续沿着撞击方向5加速。

控制器12可以紧接着加速阶段68或者在一段暂停之后开始下一个主动回位阶段66。

Claims (13)

1.工具机，该工具机包括工具容纳部(6)和磁－气动的撞击机构(2)，所述工具容纳部设定为沿着运动轴线(3)活动地支承凿式工具(7)，所述撞击机构包含初级驱动器(22)，所述初级驱动器围绕运动轴线(3)布置并且沿着撞击方向(5)依次地包含第一电磁线圈(46)和第二电磁线圈(47)，所述撞击机构在运动轴线(3)上在电磁线圈(46、47)内部并且沿着撞击方向(5)依次地具有撞击器(4)和锤头(13)，并且所述撞击机构(2)具有沿着撞击方向(5)作用于撞击器(4)的空气弹簧(23)，该空气弹簧(23)具有通气孔(36)，该通气孔在撞击器(4)离开锤头(13)小于撞击器的行程(18)的5％时朝环境打开并且否则该通气孔封闭。

2.按照权利要求1所述的工具机，其特征在于：所述空气弹簧(23)的通气孔(36)设置在第一电磁线圈(46)的朝向撞击方向(5)的端部的轴向高度上。

3.按照权利要求1所述的工具机，其特征在于：所述通气孔(36)的横截面这样设计，即在压力差为0.5巴时空气弹簧(23)的最多10％的空气量在一秒内流过通气孔(36)。

4.按照权利要求2所述的工具机，其特征在于：所述通气孔(36)的横截面这样设计，即在压力差为0.5巴时空气弹簧(23)的最多10％的空气量在一秒内流过通气孔(36)。

5.按照权利要求1所述的工具机，其特征在于：空气弹簧(23)通过固定的封闭件(30)逆着撞击方向(5)封闭。

6.按照权利要求2所述的工具机，其特征在于：空气弹簧(23)通过固定的封闭件(30)逆着撞击方向(5)封闭。

7.按照权利要求3所述的工具机，其特征在于：空气弹簧(23)通过固定的封闭件(30)逆着撞击方向(5)封闭。

8.按照权利要求4所述的工具机，其特征在于：空气弹簧(23)通过固定的封闭件(30)逆着撞击方向(5)封闭。

9.按照权利要求1至8之一所述的工具机，其特征在于：沿着撞击轴线在第一电磁线圈(46)与第二电磁线圈(47)之间设置永久并且径向磁化的环形磁体(42)。

10.按照权利要求9所述的工具机，其特征在于：所述环形磁体(42)由多个永久磁体(43)构成，这些永久磁铁以一个磁极(N)朝向运动轴线(3)，而以另一磁极(S)背离运动轴线。

11.按照权利要求10所述的工具机，其特征在于：各电磁线圈(46、47)在交替的阶段(68、66)中由控制器(12)控制，在第一阶段(68)中由第一电磁线圈(46)在第一电磁线圈(46)内部产生的第一磁场(49)与环形磁体(42)的磁场(37)相消地叠加，而在第二阶段(66)中与环形磁体的磁场相长地叠加，在第一阶段(68)中由第二电磁线圈(47)在第二电磁线圈(47)内部产生的第二磁场(50)与环形磁体(42)的磁场(37)相长地叠加，而在第二阶段(66)中与环形磁体的磁场相消地叠加。

12.按照权利要求1至8之一所述的工具机，其特征在于：所述撞击器(4)由软磁性材料构成。

13.按照权利要求1至8之一所述的工具机，其特征在于：所述锤头(13)由软磁性材料构成，所述锤头伸入到第二电磁线圈(47)中或者伸入到沿撞击方向(5)贴靠在第二电磁线圈(47)上的磁轭(57)中。