CN104249351A - 手持式工具机装置 - Google Patents

Abstract

本发明由一种手持式工具机装置出发，其具有一冲击机构单元(12)和一传感器单元(16)，所述冲击机构单元尤其设置用于产生冲量到一插入工具(14)上，所述传感器单元至少部分设置用于检测至少一个运行参数和/或环境参数。提出：所述传感器单元(16)包括至少一个传感器元件(20)，所述至少一个传感器元件至少部分地设置用于检测所述冲击机构单元(12)的空间位态。

Description

手持式工具机装置

技术领域

本发明涉及一种手持式工具机装置、具有手持式工具机装置的手持式工具机和一种手持式工具机装置的传感器单元。

背景技术

已经提出过一种根据权利要求1前序部分所述的手持式工具机装置。

发明内容

本发明由一种手持式工具机装置出发，其具有一冲击机构单元和一传感器单元，所述冲击机构单元尤其设置用于产生冲量到一插入工具上，所述传感器单元至少部分设置用于检测至少一个运行和/或环境参数。

提出：所述传感器单元包括至少一个传感器元件，所述至少一个传感器元件至少部分地设置用于检测所述冲击机构单元的空间位态。“冲击机构单元”在该上下文关系中尤其应当被理解为这样的单元，该单元至少部分地设置用于产生一冲量，尤其到一手持式工具机的插入工具上，尤其通过将所述手持式工具机的驱动单元的旋转运动转换成一线性运动，和/或，至少部分地设置用于在一运行状态下旋转式驱动所述插入工具。该冲击机构单元尤其包括至少一个活塞元件，该至少一个活塞元件优选至少部分地机械式与所述手持式工具机优选包括的一驱动单元耦接。所述活塞元件优选设置用于：在一运行状态下实施线性运动。该引导元件优选由一锤管来形成并且优选还设置用于线性引导所述活塞元件。在一特别优选的实施例中，所述冲击机构单元包括一气动冲击机构。

“运行和/或环境参数”在该上下文关系中尤其应当被理解为这样的参数，该参数尤其描述和/或包括至少一个化学特性和/或优选至少一个物理特性，和/或，该参数至少部分地取决于所述冲击机构单元的运行状态和/或至少部分地取决于所述冲击机构单元的直接环境地构成。

所述手持式工具机装置还包括一控制和/或调节单元，所述控制和/或调节单元至少部分地设置用于控制和/或调节所述冲击机构单元，至少部分地取决于所述至少一个运行和/或环境参数。“控制和/或调节”在该上下文关系中尤其应当被理解为一种至少部分与所述驱动单元和/或所述冲击机构单元的运行状态无关的，尤其是至少部分与所述驱动单元的转速分离的过程，该过程至少部分地设置用于：至少部分主动地影响至少所述冲击机构单元的运行和/或将所述冲击机构单元的运行至少部分地适配和/或靠近一预先给定的流程和/或尤其优选相应于一算法尤其是主动地改变所述冲击机构单元的能动态改变的运行参数。所述控制和/或调节单元尤其可以至少部分机械式，特别优选至少部分电子式构造。优选地所述控制和/或调节单元附加地具有一计算单元且尤其是附加于所述计算单元具有一存储单元，该存储单元具有储存在其中的控制和/或调节程序，该程序设置用于：由所述计算单元来实施。在一特别优选的实施例中，所述控制和/或调节单元包括至少一个微控制器。

所述控制和/或调节单元优选至少部分地形成所述手持式工具机的电子单元，所述手持式工具机包括所述手持式工具机装置。“电子单元”在该上下文关系中尤其应当被理解为这样的单元，该单元至少在所述手持式工具机的一运行状态下至少部分地设置用于尤其是所述手持式工具机的驱动单元的控制和/或调节。优选地，所述电子单元包括所述驱动单元的至少一个马达控制装置。所述电子单元优选具有多个电子部件，尤其是至少一个晶体管、至少一个电容器、至少一个处理器、特别优选至少一个场效应晶体管(MOSFET)和/或至少一个双极型晶体管，尤其是具有绝缘的栅电极(IGBT)。

“取决于”应该尤其理解为一至少部分直接的关系。“传感器元件”应当在该上下文关系中尤其被理解为这样的元件，该元件至少部分地设置用于：将尤其包括角加速度和/或线性加速度并且尤其描述和/或包括至少一个化学特性和/或优选至少一个物理特性的至少一个参数转换成一模拟的、二元的和/或优选数字式的电信号并且将该电信号尤其提供给一控制和/或调节单元。传感器元件优选可以包括至少一个应变传感器、至少一个微电子机械系统(MEMS)传感器、尤其是至少一个陀螺仪传感器、至少一个压电陶瓷式的传感器片和/或至少一个另外的对本领域技术人员显示为有意义的传感器构型。

“冲击机构单元的空间位态”在该上下文关系中尤其应当被理解为所述插入工具的加工轴线尤其是相对于所述重力的确定的作用方向的尤其空间上的并且三维地观察的取向。

通过所述手持式工具机装置的依据本发明的设计方案可以实现所述手持式工具机装置的至少一个冲击机构单元的优选精确的控制和/或调节。

此外提出：所述传感器单元的所述至少一个传感器元件(26)至少部分地由一加速度传感器形成。“加速度传感器”在该上下文关系中尤其应当被理解为这样的传感器元件，所述传感器元件至少部分地设置用于：沿至少一个方向测量至少一个加速度，其方式是，尤其确定或检测作用到测试质量上的惯性力。由此例如能够确定速度增加或减小。所述加速度传感器尤其属于惯性传感器的组别。替换地或附加地也可以考虑：至少一个温度传感器、至少一个转速传感器、至少一个转矩传感器、至少一个压力传感器、至少一个速度传感器、至少一个虚拟式传感器和/或至少一个另外的对本领域技术人员显示为有意义的传感器元件。在一特别优选的实施例中，所述传感器单元的所述传感器元件至少部分地由三轴加速度传感器形成。“三轴加速度传感器”在该上下文关系中尤其应当被理解为一由运动传感器所形成的传感器元件，所述传感器元件具有三个测量轴，它们分别表示一能检测的加速度方向。所述三个测量轴优选分别彼此垂直地布置，其中，三个测量轴中的各一个分别形成x轴、y轴和z轴，由此而撑开一坐标系。由此可以实现所述手持式工具机装置的传感器元件的有利地简单的并且成本低廉的设计方案。

此外提出：所述传感器单元包括至少一个另外的传感器元件，所述至少一个另外的传感器元件至少部分地由一压力传感器形成并且所述至少一个另外的传感器元件至少部分地设置用于检测环境空气压力。尤其是当所述冲击机构单元包括一气动冲击机构时，所述手持式工具机装置的环境空气压力可能影响或损害所述冲击机构单元的运行和/或功能。通过检测所述环境空气压力能够实现反控制(Gegensteuerung)并且由此减少或避免了冲击机构单元的损害。

此外提出：所述手持式工具机装置具有至少一个输出单元，所述至少一个输出单元设置用于所述冲击机构单元的由所述至少一个传感器元件检测到的所述空间位态的能由操作者感知的输出。“能感知”在该上下文关系中尤其应当被理解为利用至少一个人体感觉器官能明显注意，尤其在没有技术辅助器件的情况下。优选地，所述输出单元至少部分地设置用于所述冲击机构单元的由所述至少一个传感器元件检测到的所述空间位态的能看到、能听到和/或能感觉到的输出。由此可以实现尤其是手持式工具机的优选舒适的且简单的处理和可操作性，该手持式工具机包括所述根据本发明的手持式工具机装置。

此外提出：所述手持式工具机装置包括至少一个接口单元，所述至少一个接口单元至少部分地设置用于与一外部信息单元交换运行参数数据组和/或环境参数数据组。“外部的信息单元”在该上下文关系中尤其应当被理解为这样的单元：该单元至少部分地设置用于：提供至少一个对于所述手持式工具机装置而言至少部分重要的信息并且将其至少近似与所述手持式工具机分开地且优选无关地来有效地或者说可运行地且能使用地构造。由此可以实现所述手持式工具机装置的至少一个冲击机构单元的优选精确的和适配应用情况的控制和/或调节。

此外提出：所述传感器单元的所述至少一个传感器元件至少设置用于检测角加速度，尤其是绕所述插入工具的加工轴线的角加速度，并且至少设置用于检测至少基本上平行于所述插入工具的所述加工轴线的线性加速度。由此可以实现所述手持式工具机装置的优选精确的控制和/或调节以及一有利地高的操作安全性。

此外提出了具有根据本发明的手持式工具机装置的手持式工具机。

还提出了根据本发明的手持式工具机装置的传感器单元。

在此情况下，根据本发明的手持式工具机装置应该不限于上述的应用和实施方式。尤其是为了满足这里描述的功能方式，根据本发明的手持式工具机装置可以具有不同于单个元件、构件和单元的这里所述数目的数目。

附图说明

其它优点由下面的附图描述获得。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书以组合方式包含大量特征。本领域技术人员适宜地也可以单个地考虑这些特征并且概括为有意义的其它组合。

其中：

图1在一示意性侧视图中示出了具有根据本发明的手持式工具机装置的手持式工具机；以及

图2在示意图中示出了根据本发明的手持式工具机装置。

具体实施方式

在图1中示出了具有一手持式工具机装置10的由一钻锤所形成的手持式工具机36。但是也可以考虑：所述手持式工具机36的另外的对本领域技术人员显示为有意义的设计方案，例如作为冲击钻机、作为凿锤或作为破碎锤。所述手持式工具机36由一电动手持式工具机来形成。在所述手持式工具机36的一前部区域中布置有一工具接收部38，该工具接收部设置用于接收一插入工具14，尤其是钻头插入工具或凿子插入工具。此外，在所述手持式工具机36的前部区域中布置有一附加把手40并且在所述手持式工具机36的一背离所述前部区域的侧面上布置有一主把手42，所述手持式工具机36能够通过它们由一操作者来引导。所述主把手42呈U形地构造。在所述主把手42上布置有一能由操作者操纵的切换元件44，该切换元件设置用于操纵一驱动单元46。所述附加把手40棒形地构造。所述手持式工具机36的壳体48围住一未详细示出的由一电动马达所形成的驱动单元46和所述手持式工具机装置10，所述驱动单元能够借助于所述切换元件44来操纵。所述驱动单元46设置用于：驱动所述手持式工具机36的手持式工具机装置10的一冲击机构单元12。

所述手持式工具机装置10包括所述冲击机构单元12。所述冲击机构单元12设置用于：旋转式和/或平移式驱动所述插入工具14，该插入工具被保持在所述手持式工具机36的工具接收部38中。所述冲击机构单元12设置用于：使得所述插入工具14在一锤运行状态中平移式被驱动，在一冲击-钻运行状态中旋转式且平移式被驱动且在一钻运行状态中旋转式被驱动。所述冲击机构单元12设置用于转动式和/或冲击式驱动所述插入工具14。未详细示出的冲击机构单元12包括一由铆钉具所形成的传递元件，该传递元件在锤运行状态中以及在冲击钻运行状态中设置用于传递冲量到所述插入工具14上。所述冲击机构单元12还具有一引导元件，所述引导元件在所述冲击机构单元12的一运行状态中设置用于引导所述至少一个传递元件。所述引导元件由一锤管来形成。所述引导元件设置用于平行于所述插入工具14的加工轴线30来线性引导一传递元件、一冲击件元件和一活塞元件，该加工轴线形成所述冲击机构单元12的轴向方向50。在所述引导元件中，沿轴向方向50引导由驱动单元46驱动的活塞元件。从所述驱动单元46向所述工具接收部38去地观察，沿轴向方向50在所述活塞元件之后布置所述冲击件元件。所述冲击件元件同样沿轴向方向50在所述引导元件中能运动地受支承。

在图2中示意性示出了所述手持式工具机装置10。所述手持式工具机装置10具有一传感器单元16，其设置用于检测所述手持式工具机装置10的至少一个运行参数和/或环境参数。传感器单元16设置用于检测所述冲击机构单元12的一个或多个运行参数。附加地，传感器单元16设置用于检测所述冲击机构单元12的一个或多个环境参数。所述传感器单元16设置用于检测绕所述插入工具14的加工轴线30的角加速度以及检测平行于所述插入工具14的加工轴线30的线性加速度。

所述传感器单元16包括至少一个传感器元件20，其设置用于检测所述手持式工具机装置10的至少一个运行参数和/或环境参数。第一传感器元件20设置用于检测所述手持式工具机装置10的冲击机构单元12的空间位态。所述第一传感器元件20设置用于检测所述插入工具14的加工轴线30相对于所述手持式工具机装置10的重力作用方向的空间位态。第一传感器元件20设置用于检测所述冲击机构单元12的运行状态。第一传感器元件20设置用于检测绕所述插入工具14的加工轴线30的角加速度。第一传感器元件20设置用于检测平行于所述插入工具14的加工轴线30的线性加速度。第一传感器元件20由一加速度传感器来形成。第一传感器元件20由一三轴加速度传感器来形成。但是也可以考虑：所述第一传感器元件20由一MEMS传感器来形成。替换或附加地，所述传感器单元16可以为了检测所述角加速度也包括至少一个转动速率传感器。

所述传感器单元16包括至少一个另外的传感器元件22，其设置用于检测所述手持式工具机装置10的至少一个另外的运行参数和/或环境参数。所述传感器单元16的所述另外的传感器元件22设置用于：检测所述冲击机构单元12的环境参数。所述传感器单元16的所述另外的传感器元件22设置用于检测所述冲击机构单元12的环境空气压力。所述传感器单元16的所述另外的传感器元件22由一压力传感器来形成。

所述手持式工具机装置10包括所述冲击机构单元12、一冲击识别单元32和一闭锁识别单元34，所述冲击识别单元设置用于检测所述插入工具14通过所述冲击机构单元12的平移驱动状态，所述闭锁识别单元设置用于检测所述手持式工具机36绕所述插入工具14或所述冲击机构单元12的加工轴线30的角加速度。所述冲击识别单元32设置用于：检测线性加速度，该线性加速度平行于所述插入工具14的加工轴线30走向。所述冲击识别单元32包括一传感器元件20，该传感器元件设置用于检测所述插入工具14的平移驱动状态。所述传感器元件20设置用于检测在锤运行状态下以及在冲击钻运行状态下的沿轴向方向50的线性加速度。所述闭锁识别单元34形成一反旋转系统。所述闭锁识别单元34包括一传感器元件20，该传感器元件设置用于检测角加速度。所述手持式工具机装置10的所述冲击识别单元32和所述闭锁识别单元34至少部分地一体式构造。所述冲击识别单元32和所述闭锁识别单元34至少部分地与所述传感器单元16一体式地构造。所述冲击识别单元32包括所述传感器单元16的第一传感器元件20。所述闭锁识别单元34同样包括所述传感器单元16的第一传感器元件20。

所述手持式工具机装置10还具有一控制和/或调节单元18，其设置用于取决于由传感器单元16所检测的运行参数和/或环境参数来控制和/或调节所述冲击机构单元12。所述控制和/或调节单元18设置用于取决于所述冲击机构单元12的空间位态、线性加速度和/或角加速度来控制和/或调节所述冲击机构单元12。所述控制和/或调节单元18构造为控制单元52并且设置用于通过所述驱动单元46来控制所述冲击机构单元12。替换地或附加地也可以考虑：所述控制和/或调节单元18构造为调节单元并且设置用于调节所述冲击机构单元12。所述控制单元52设置用于取决于由所述传感器单元16的第一传感器元件20所检测的运行参数来控制所述冲击机构单元12。所述控制单元52还设置用于取决于由所述传感器单元16的所述另外的传感器元件22所检测的环境参数来控制所述冲击机构单元12。替换地或附加地也可以考虑：所述控制单元52设置用于手动的控制，例如借助于能由操作者操纵的调整按钮或调整轮。

所述控制单元52包括一微控制器。所述控制单元52电子地与所述传感器单元16耦接。由所述传感器单元16的传感器元件20、22所检测的参数被继续导引给控制单元52。所述控制单元52评价由所述传感器单元16所检测的参数，将由传感器单元16所检测的参数与预先给定的并存储在控制单元52中的边界值进行比较并且相应于存储在所述控制单元52中的控制算法控制所述冲击机构单元12。如果检测到的参数达到或超过预先给定的最大值和/或检测到的参数达到或低于预先给定的最小值，那么所述控制单元52改变一输出控制参数，该输出控制参数被继续导引给驱动单元46或冲击机构单元12。

作用到所述冲击机构单元12的能运动地受支承的构件上的重力影响所述冲击机构单元12的运行。在如下的空间位态中，其中，所述插入工具14的加工轴线30平行于重力的作用方向，并且从铆钉具元件到所述插入工具14上的冲量传递方向在锤运行状态下或在冲击钻运行状态下与所述重力的作用方向相反布置，所述冲击机构单元12的能运动的构件必须克服重力被加速。与之相反，在如下的空间位态中，其中，所述插入工具14的加工轴线30平行于重力的作用方向并且从铆钉具到所述插入工具14上的冲量传递方向在锤运行状态下或在冲击钻运行状态下与所述重力的作用方向相同指向地布置，所述冲击机构单元12的能运动的构件通过重力被额外地加速。在如下的空间位态中，其中，所述插入工具14的加工轴线30垂直于重力的作用方向布置，重力相比而言仅不明显地影响所述冲击机构单元12的能运动的构件。在如下的处于其间的空间位态中，其中，所述插入工具14的加工轴线30和重力的作用方向围出一个在0°和90°之间的角度，所述输出控制参数必须通过所述控制单元52被相应适配。所述输出控制参数由驱动单元46的转矩或转速或另外的对本领域技术人员显示为有意义的参数来形成。由此可以在每个空间位态中实现优化的加工结果。

所述控制单元52还设置用于在冲击钻运行状态下或在钻运行状态下切断所述驱动单元46和由此所述冲击机构单元12，如果由闭锁识别单元34或所述传感器单元16的第一传感器元件20检测到的角加速度达到或超过预先给定的最大值。插入工具14在冲击钻运行状态下或在钻运行状态下绕所述加工轴线30的高的角加速度可以表示控制不住的闭锁情况，其中，插入工具14闭锁且旋转运动传递到所述手持式工具机36上。通过驱动单元46和由此冲击机构单元12在该控制不住的闭锁情况下的切断可以实现有利地高的操作安全性。由三轴加速度传感器所形成的第一传感器元件20通过总共三个测量轴中的两个来检测所述角加速度。三轴加速度传感器的所述三个测量轴分别彼此垂直地布置。所述三轴加速度传感器的设置用于检测绕所述插入工具14的加工轴线30的角加速度的两个测量轴垂直于所述插入工具14的加工轴线30布置。

所述冲击识别单元32或所述传感器单元16的由三轴加速度传感器所形成的第一传感器元件20通过三轴加速度传感器的如下测量轴来检测线性加速度，该测量轴平行于所述插入工具14的加工轴线30并且垂直于所述三轴加速度传感器的两个另外的测量轴布置，所述两个另外的测量轴设置用于检测所述插入工具14的绕所述加工轴线30的角加速度。所述三轴加速度传感器以所有三个测量轴检测所述空间位态。

所述手持式工具机装置10还具有一输出单元24，该输出单元设置用于所述至少一个运行参数和/或环境参数的能由手持式工具机36的操作者感知的输出。所述输出单元24电子地与所述控制单元52且由此与所述传感器单元16耦接。所述输出单元24设置用于输出由传感器单元16的第一传感器元件20所检测的空间位态。所述输出单元24设置用于虚拟地输出检测到的空间位态。替选地或附加地也可以考虑声学的、触觉的和/或另一对本领域技术人员认为有意义的输出。此外也可以考虑：所述输出单元24设置用于输出检测到的角加速度、检测到的线性加速度和/或另一对本领域技术人员显示为有意义的参数。所述输出单元24包括一显示器。但是也可以考虑的是，所述输出单元24替换地或附加地包括单个布置的LED、扬声器或另外的对于本领域技术人员显示为有意义的输出元件。所述输出单元24嵌入所述手持式工具机36的壳体48中。所述输出单元24可以设置用于：通过输出当前的空间位态，在有目的地将所述手持式工具机36例如取向到水平的或垂直的位置中的情况下辅助操作者。例如可以在所述输出单元24的显示器上示出箭头，该箭头给操作者示出：他必须将所述手持式工具机36朝哪个方向转动或倾斜，以便实现所述插入工具14的加工轴线30的水平或垂直的位置或另一对本领域技术人员显示为有意义的位置。由此可以借助于传感器单元16、控制单元52和输出单元24实现垂直和/或水平钻功能。

所述手持式工具机装置10还具有一接口单元26，其设置用于与一外部的信息单元28交换运行参数数据组和/或环境参数数据组。通过所述接口单元26能够将所述外部的信息单元28与所述手持式工具机36的手持式工具机装置10耦接。在手持式工具机36的手持式工具机装置10与所述外部的信息单元28的耦接状态下，所述运行参数数据组和/或环境参数数据组可以由所述外部的信息单元28被导向所述手持式工具机装置10的控制单元52，所述运行参数数据组和/或环境参数数据组例如包括关于手持式工具机36的环境的信息，该手持式工具机具有所述手持式工具装置10。所述外部的信息单元28由一智能手机来形成。但是也可以考虑所述外部的信息单元28的另一对于本领域技术人员显示为有意义的设计方案。所述外部的信息单元28通过一未示出的缆线尤其是通过一数据缆线与所述手持式工具机36的手持式工具机装置10连接。所述接口单元26具有一未详细示出的插接元件，尤其是一USB插槽，其嵌入所述手持式工具机36的壳体48中。但是也可以考虑，所述外部的信息单元28尤其是无接触地通过无线电信号例如蓝牙、WLAN、IR或另外的对本领域技术人员显示为有意义的技术与所述手持式工具机36的手持式工具机装置10连接。操作者例如可以冲着一倾斜的壁面例如应当以手持式工具机36来加工的坡屋顶来握住他的智能手机，以便因此检测壁面的倾斜度，其中，所述智能手机形成所述外部的信息单元28。为此，所述外部的信息单元28可以具有一应用程序或一另外的程序。待加工的壁面的检测到的倾斜度可以接下来或同时地通过所述接口单元26被继续导引给所述手持式工具机36的手持式工具机装置10，在那里，所述控制单元52将其输出控制参数尤其为了垂直和/或水平钻功能而适配到待加工的壁面的检测到的倾斜度上。

Claims (8)

1.手持式工具机装置，其具有一冲击机构单元(12)和一传感器单元(16)，所述冲击机构单元尤其设置用于产生冲量到一插入工具(14)上，所述传感器单元至少部分地设置用于检测至少一个运行参数和/或环境参数，其特征在于，所述传感器单元(16)包括至少一个传感器元件(20)，所述至少一个传感器元件至少部分地设置用于检测所述冲击机构单元(12)的空间位态。

2.根据权利要求1所述的手持式工具机装置，其特征在于，所述传感器的元件(16)的所述至少一个传感器元件(20)至少部分地由一加速度传感器形成。

3.根据前述权利要求之一所述的手持式工具机装置，其特征在于，所述传感器单元(16)包括至少一个另外的传感器元件(22)，所述至少一个另外的传感器元件至少部分地由一压力传感器形成并且所述至少一个另外的传感器元件至少部分地设置用于检测所述冲击机构单元(12)的环境空气压力。

4.根据前述权利要求之一所述的手持式工具机装置，其特征在于至少一个输出单元(24)，所述至少一个输出单元设置用于所述冲击机构单元(12)的由所述至少一个传感器元件(20)检测到的所述空间位态的能由操作者感知的输出。

5.根据前述权利要求之一所述的手持式工具机装置，其特征在于至少一个接口单元(26)，所述至少一个接口单元至少部分地设置用于与一外部的信息单元(28)交换运行参数数据组和/或环境参数数据组。

6.根据前述权利要求之一所述的手持式工具机装置，其特征在于，所述传感器单元(16)的所述至少一个传感器元件(20)至少部分地设置用于检测角加速度，尤其是绕所述插入工具(14)的加工轴线(30)的角加速度，并且/或者，至少部分地设置用于检测至少基本上平行于所述插入工具(14)的所述加工轴线(30)的线性加速度。

7.手持式工具机，其具有至少一个根据前述权利要求之一所述的手持式工具机装置(10)。

8.根据权利要求1至6之一所述的手持式工具机装置(10)的传感器单元。