DE102008043136A1 - Schlaghammer mit linearmotorischem Antrieb - Google Patents

Schlaghammer mit linearmotorischem Antrieb Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen linearmotorisch angetriebenen Schlaghammer. Der Schlaghammer weist einen Amboss auf. Der Amboss ist ausgebildet, einen Schlag zu empfangen und mit einem zum schlagenden Arbeiten ausgebildeten Werkzeug wirkverbunden zu werden.Der Schlaghammer weist auch einen Schläger mit einer Masse auf, welcher beweglich gelagert und ausgebildet ist, mit einem translatorischen Freiheitsgrad entlang einer Schlagachse bewegt zu werden und gegen den Amboss zu schlagen und einen Impuls auf den Amboss und so auf das Werkzeug zu übertragen. Der Schlaghammer weist auch eine Antriebsvorrichtung auf, welche angeordnet und ausgebildet ist, mindestens mittelbar den Schläger zu bewegen und so mittels des Schlägers, den Impuls auf den Amboss zu übertragen. Erfindungsgemäß weist die Antriebsvorrichtung bei dem eingangs genannten Schlaghammer einen Linearmotor auf, welcher ausgebildet ist, den Schläger mittels eines Magnetfeldes in dem translatorischen Freiheitsgrad zu bewegen und so den Impuls auf den Amboss zu übertragen, wobei der Schläger ausgebildet ist, ein eigenes Magnetfeld mit zueinander entgegengesetzten Magnetpolen zu erzeugen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen linearmotorisch angetriebenen Schlaghammer. Der Schlaghammer weist einen Amboss auf. Der Amboss ist ausgebildet, einen Schlag zu empfangen und insbesondere mittels einer Aufnahmevorrichtung mit einem zum schlagenden Arbeiten ausgebildeten Werkzeug wirkverbunden zu werden. Der Schlaghammer weist auch einen Schläger auf, welcher eine insbesondere träge Masse aufweist und beweglich gelagert und ausgebildet ist, mit einem translatorischen Freiheitsgrad entlang einer Schlagachse bewegt zu werden und gegen den Amboss zu schlagen und einen Impuls auf den Amboss und so auf das Werkzeug zu übertragen. Der Schlaghammer weist auch eine Antriebsvorrichtung auf, welche angeordnet und ausgebildet ist, mindestens mittelbar den Schläger zu bewegen und so mittels des Schlägers den Impuls auf den Amboss zu übertragen.
  • Aus der DE 102 04 681 A1 ist ein Luftfederschlagwerk mit einem Schlagwerksgehäuse und einem hin- und herbewegbaren Antriebskolben sowie einem Schlagkolben bekannt. Bei dem Luftfederschlagwerk wird der Schlagkolben von dem Antriebskolben über eine Luftfeder bewegt. Der Antriebskolben ist durch einen elektrischen Linearmotor angetrieben und ist mit einem Läufer des Linearmotors einstückig verbunden. Der Läufer des Linearmotors ist geblecht ausgebildet und bildet so einen Verbund aus übereinander geschichteten Blechen.
  • Aus der DE 848780 ist ein Schlaghammer bekannt, bei dem mittels entlang einer Schlagachse angeordneten Spulen ein Schläger gegen ein Werkzeug bewegt wird. Dazu werden die Spulen zeitlich nacheinander und aufeinanderfolgend entlang der Schlagachse bestromt und so der als Eisenkern ausgebildete Schläger in Richtung Werkzeug bewegt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Erfindungsgemäß weist die Antriebsvorrichtung bei dem eingangsgenannten Schlaghammer einen Linearmotor auf. Der Linearmotor ist ausgebildet, den Schläger mittels eines Magnetfeldes in dem translatorischen Freiheitsgrad zu bewegen und so den Impuls auf den Amboss zu übertragen, wobei der Schläger ausgebildet ist, ein eigenes Magnetfeld mit zueinander entgegengesetzten Magnetpolen zu erzeugen.
  • Dadurch wird vorteilhaft die Bewegung entlang der Schlagachse unterstützt. Weiter vorteilhaft kann mit einem insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Schläger oder mit einem mittels einer Statorspule elektromagnetisch ausgebildeten Schläger ein eigenes Magnetfeld erzeugt werden, welches bevorzugt eine eigene Ausrichtung, insbesondere mit zueinander entgegengesetzten Magnetpolen aufweist. Anders als bei einem aus dem Stand der Technik paramagnetisch ausgebildeten Schläger ist ein Schläger mit einem eigenen Magnetfeld vorteilhaft bevorzugt permanentmagnetisch und/oder elektromagnetisch ausgebildet. Durch den Schläger mit zueinander entgegengesetzten Magnetpolen kann der Schläger bevorzugt entlang der Schlagrichtung beschleunigt und/oder abgebremst werden. Dazu kann beispielsweise entlang der Schlagachse ein Magnet angeordnet sein, welcher ausgebildet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, das den Magnetpol des Schlägers entweder anzieht oder abstößt.
  • Bevorzugt sind die Magnetpole des Schlägers derart angeordnet und ausgerichtet, dass Magnetpole entlang der Schlagachse in zueinander entgegengesetzten Richtungen weisen. Magnetfeldlinien zwischen den Magnetpolen verlaufen dann – insbesondere im Wesentlichen – parallel zur Schlagachse.
  • Beispielsweise kann der Schläger auch einen ringförmig ausgebildeten Permanent- oder Elektromagnet aufweisen, welcher derart angeordnet ist, dass eine Ringebene quer zur Schlagachse verläuft. Der Permanent- oder Elektromagnet ist ausgebildet, magnetische Feldlinien mit einer Richtungskomponente entlang der Schlagachse auch weit außerhalb des Permanent- oder Elektromagneten zu erzeugen.
  • Weiter vorteilhaft kann im Falle eines ringförmigen Magneten ein zum Schlagen vorgesehener Kern des Schlägers bevorzugt ein hartelastisch ausgebildetes Material, beispielsweise Eisen oder Stahl aufweisen. Ein ringförmig ausgebildeter Permanentmagnet weist beispielsweise Permalloy auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schläger einen Permanentmagneten auf und der Linearmotor weist wenigstens eine elektromagnetische Statorspule auf. Die elektromagnetische Statorspule ist ausgebildet, stromdurchflossen ein Magnetfeld zu erzeugen und mittels des Magnetfeldes den Schläger durch Anziehen und/oder Abstoßen entlang der Schlagachse hin- und herzubewegen.
  • Durch einen permanentmagnetisch ausgebildeten Schläger braucht der Schläger vorteilhaft nicht bestromt zu werden, um das Magnetfeld mit zwei Magnetpolen dauerhaft zu erzeugen. Der Permanentmagnet weist bevorzugt Ferrit, Permalloy, oder eine permanentmagnetische Verbindung umfassend die Elemente Eisen, Nickel, Kobalt, Samarium, Wismut, Mangan, Neodym oder Bor oder eine Kombination aus diesen auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schläger eine elektromagnetische Schlägerspule auf, welche ausgebildet ist, stromdurchflossen ein Magnetfeld zu erzeugen und mit dem Magnetfeld der wenigstens einen Statorspule des Linearmotors in Wirkkontakt zu geraten. Dadurch kann vorteilhaft der Schläger entlang der Schlagachse hin- und/oder herbewegt werden. Die Schlägerspule des Schlägers kann beispielsweise mit Schleifkontakten des Schlägers verbunden sein, so dass die Schlägerspule über die Schleifkontakte beim Hin- und Herbewegen bestromt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schlaghammer ausgebildet, die Statorspulen mittels eines Statorstromes zu bestromen und eine Stromrichtung des Statorstromes zeitlich periodisch umzukehren, so dass der Schläger durch magnetische Anziehung und/oder Abstoßung hin- und herbewegt werden kann. Bevorzugt weist der Schlaghammer dazu eine Steuervorrichtung auf, welche mit der Statorspule ausgangsseitig verbunden ist und ausgebildet ist, den Statorstrom derart zu erzeugen, dass eine Statorstromrichtung zeitlich periodisch umkehrt. Weiter bevorzugt ist die Steuervorrichtung ausgebildet, den Statorstrom als insbesondere niederfrequenten Wechselstrom zu erzeugen. In einer anderen Ausführungsform weist die Steuervorrichtung einen Pulsweitenmodulator auf, welcher ausgebildet ist, zeitlich aufeinanderfolgend, einander abwechselnd positive und negative Steuerpulse mit einer zeitlich veränderbaren Steuerpulsdauer zu erzeugen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schlaghammer eine erste Statorspule und eine zweite Statorspule auf, welche jeweils entlang der Schlagachse voneinander beabstandet sind. Der Schlaghammer weist eine Steuervorrichtung auf, welche mit den Statorspulen verbunden und ausgebildet ist, die Statorspulen mittels jeweils eines Statorstromes derart elektrisch zu bestromen, dass die Statorspulen jeweils ein zueinander entgegengesetztes Magnetfeld erzeugen, und die Statorströme jeweils zeitlich periodisch umzukehren, so dass der Schläger während einer ersten Halbperiode von einem Magnetfeld der ersten Statorspule angezogen und von einem Magnetfeld der zweiten Statorspule abgestoßen werden kann, und während einer zweiten Halbperiode von dem Magnetfeld der ersten Statorspule abgestoßen und von einem Magnetfeld der zweiten Statorspule angezogen werden kann. Durch diese Ausführungsform einer Anordnung mit zwei Statorspulen, zwischen denen sich der Schläger entlang der Schlagachse hin- und herbewegt, ist vorteilhaft eine Anordnung gebildet, mit welcher der Schläger durch Umpolen der Magnetfelder der Statorspulen vor einem Erreichen eines Endes, bei dem der Schläger gegen die Statorspule oder eine andere feste Begrenzung eines Bewegungsraumes stößt, durch das umgepolte Magnetfeld abgebremst werden und so zurückfedern kann. Auf diese Weise ist vorteilhaft eine Magnetfeder gebildet. Dadurch können mechanische Federn oder Luftfedern vorteilhaft entfallen. Luftfedern erfordern zusätzlich, dass der Schläger gegen eine Zylinderwand eine Zylinders in dem sich der Schläger hin- und herbewegt, abgedichtet sein muss, damit die Luft der Luftfeder komprimiert werden kann. Eine mechanische Feder hat den Nachteil, dass sie nach häufiger Beanspruchung brechen kann. Unabhängig oder zusätzlich zu der Ausführung mit der Magnetfeder kann der Schlaghammer eine Luftfeder aufweisen, so dass der Schläger vor Erreichen eines Endes des Bewegungsraumes entlang der Schlagachse abgebremst werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Schlaghammers ist die Statorspule zylindrisch ausgebildet und umschließt ein sich längserstreckendes Lumen und kann so in dem Lumen ein Magnetfeld mit insbesondere parallel zur Schlagachse verlaufenden Feldlinien erzeugen. Der Schläger weist in dieser Ausführungsform einen in dem Lumen beweglich angeordneten, sich entlang der Schlagachse längserstreckenden Anker auf. Der Anker ist ausgebildet, mit dem Schlägermagnetfeld in Wirkkontakt zu geraten und so entlang der Schlagachse hin- und herbewegt zu werden. Der Anker ist bevorzugt permanentmagnetisch und/oder elektromagnetisch ausgebildet und weist zwei zueinander entgegengesetzte Magnetpole auf.
  • Der Amboss eines Schlaghammers kann mit dem Werkzeug trennbar oder untrennbar, insbesondere einstückig verbunden sein. Im Falle eines von dem Werkzeug und von dem Schläger getrennten Ambosses hat der Amboss die Funktion eines Döppers.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch betriebenen Schlaghammers. Bei dem Verfahren wird mittels einer Antriebsvorrichtung mindestens mittelbar ein Schläger entlang einer Schlagachse translatorisch bewegt und mittels des Schlägers ein Impuls auf einen Amboss übertragen, und mittels des Ambosses der Impuls empfangen und insbesondere über eine Aufnahmevorrichtung auf ein schlagend arbeitendes Werkzeug übertragen. Der Schläger erzeugt permanetmagnetisch und/oder elektromagnetisch ein Schlägermagnetfeld und wird mittels eines Magnetfeldes einer Statorspule entlang der Schlagachse hin- und/oder herbewegt und überträgt so den Impuls auf den Amboss. Der Impuls kann so vom Amboss auf das Werkzeug übertragen werden. Das Schlägermagnetfeld bildet bevorzugt zueinander entgegengesetzte Magnetpole aus.
  • Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Schlaghammer 1 mit einem permanentmagnetischen Schläger und ein Verfahren zum Betreiben eines Schlaghammers;
  • 2 zeigt schematisch den in 1 dargestellten Schlaghammer mit einem in Schlagrichtung laufenden Schläger und ein Verfahren zum Betreiben eines Schlaghammers;
  • 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Schlaghammer mit einem elektromagnetisch betriebenen und in Ausholrichtung laufenden Schläger und ein Verfahren zum Betreiben eines Schlaghammers;
  • 4 zeigt den in 3 dargestellten Schlaghammer mit dem in Schlagrichtung laufenden Schläger und ein Verfahren zum Betreiben eines Schlaghammers;
  • 5 zeigt schematisch einen Schlaghammer mit einem permanentmagnetischen Schläger und einem elektronisch kommutierten Stator und ein Verfahren zum Betreiben eines Schlaghammers.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Schlaghammer 1 in einer Schnittdarstellung und ein Verfahren zum Betreiben eines Schlaghammers. Der Schlaghammer 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 umschließt einen Amboss 3 und weist einen entlang einer Schlagachse 7 in einem translatorischen Freiheitsgrad beweglich gelagerten Schläger 4 auf. Der Schläger 4 weist eine träge Masse auf und weist einen Permanentmagneten, beispielsweise Permalloy auf. Der Schläger 4 weist einen Magnetpol 18 und einen Magnetpol 20 auf, welche jeweils eine zueinander entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Polarität der Magnetpole ist jeweils durch Pluszeichen oder Minuszeichen gekennzeichnet.
  • Der Amboss 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere einstückig mit einem Schaft 8 verbunden. Der Schaft 8 ist zylindrisch ausgebildet. Der Schlaghammer 1 weist auch ein Dämpfungselement 9 und einen Anschlag 11 auf. Der Anschlag 11 ist mit dem Gehäuse 2 verbunden und erstreckt sich in einen Innenraum des Gehäuses 2. Der Amboss 3 weist einen Längsabschnitt mit einem größeren Radialdurchmesser auf, als der Schaft 8. Zwischen dem Längsabschnitt mit dem größeren Radialdurchmesser und dem Schaft 8 erstreckt sich ein Längsabschnitt des Ambosses 3, wobei sich der Längsabschnitt konisch verlaufend zwischen dem Längsabschnitt mit dem größeren Radialdurchmesser und dem Schaft 8 radial verringernd erstreckt. Der Amboss 8 wird beim Bewegen entlang der Schlagachse 7 entgegen der Schlagrichtung formschlüssig durch den Anschlag 11 gegen ein Weiterbewegen entgegen der Schlagrichtung gesichert. Das Dämpfungselemente 9 ist entlang der Schlagachse 7 vor dem Anschlag 11 derart angeordnet, dass ein Bewegen des Ambosses 3 gegen den Anschlag 11 gedämpft ist. Das Dämpfungselement 9 ist beispielsweise durch ein Elastomer, insbesondere Silikongummi, Polypropylen oder Polyvinylchlorid aufweisend gebildet.
  • Der Schlaghammer 1 weist auch eine erste Statorspule 13 und eine zweite Statorspule 15 auf. Die erste Statorspule 13 ist hohlzylindrisch ausgebildet und umschließt ein Lumen. Der Schaft 8 ist in dem Lumen entlang der Schlagachse 7 beweglich angeordnet und wird von ersten Statorspule 13 umschlossen. Die zweite Statorspule 15 ist entlang der Schlagachse 7 von der ersten Statorspule 13 beabstandet angeordnet. Zwischen der ersten Statorspule 13 und der zweiten Statorspule 15 erstreckt sich ein Bewegungsraum 22, in welchem der Schläger 4 beweglich angeordnet ist. Die erste Statorspule 13 erzeugt in diesem Ausführungsbeispiel ein Magnetfeld, welches mit einer positiven Polarität dem Schläger 4 zugewendet ist. Der Schläger 4 bildet in diesem Ausführungsbeispiel permanentmagnetisch ein Magnetfeld aus, welches mit einer positiven Polarität in Richtung der Schlagachse 7 der ersten Statorspule 13 zugewendet ist. Auf diese Weise wird der Schläger 4 von der ersten Statorspule 13 abgestoßen, da Magnetpole mit jeweils gleicher Polarität einander abstoßen. Die Statorspule 15 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein Magnetfeld auf, welches entlang der Schlagachse 7 verläuft und mit einem positiven Magnetpol dem Schläger 4 zugewandt ist. Der Schläger 4, insbesondere der Magnetpol 20 des Schlägers 4, ist in diesem Ausführungsbeispiel negativ polar ausgebildet und weist in Richtung der zweiten Statorspule 15. Dadurch wird der Schläger 4 von der zweiten Statorspule 15 angezogen.
  • Der Schlaghammer 1 weist auch eine Steuervorrichtung 24 auf. Die Steuervorrichtung 24 umfasst eine Leistungselektronik, welche ausgebildet ist, die Statorspulen 13 und 15 jeweils derart zu bestromen, dass der Schläger 4 entlang der Schlagachse 7 durch ein von den Statorspule 13 und/oder der Statorspule 15 erzeugtes Magnetfeld bewegt werden kann. Die Steuervorrichtung 24 kann dazu beispielsweise für jede Statorspule eine 2H-Brücke aufweisen. Bei einer 2H-Brücke ist ein erster Anschluss der Statorspule mit einem Ausgang einer Halbbrücke und mit einem zweiten Anschluss mit einem Ausgang einer zweiten Halbbrücke verbunden, wobei die Halbbrücken jeweils zwei Leistungstransistoren umfassen. Die Steuervorrichtung 24 ist eingangsseitig mit einer Benutzerschnittstelle 26 verbunden. Die Benutzerschnittstelle 26 ist ausgebildet, in Abhängigkeit von einer Benutzerinteraktion ein Benutzerinteraktionssignal zu erzeugen und ist beispielsweise – wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt – durch einen Schalter gebildet. Dargestellt ist auch eine Benutzerhand 27, welche den Schalter 26 betätigen kann. Die Steuervorrichtung 34 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung mit einem ersten Anschluss 28 der ersten Statorspule 13 und über eine weitere Verbindungsleitung mit einem zweiten Anschluss 30 der ersten Statorspule 13 verbunden. Die Steuervorrichtung 24 ist ausgangsseitig auch über eine Verbindungsleitung mit einem ersten Anschluss 32 der zweiten Statorspule und über eine weitere Verbindungsleitung mit einem zweiten Anschluss 24 der zweiten Statorspule 15 verbunden. Die Steuervorrichtung 24 ist ausgebildet, insbesondere in Abhängigkeit von dem von der Benutzerschittstelle 26 erzeugten Benutzerinteraktionssignal, die Statorspulen 13 und 15 jeweils zu bestromen. Die Steuervorrichtung 24 ist ausgebildet, eine Stromrichtung durch die erste Statorspule 13 und/oder durch die zweite Statorspule insbesondere zeitlich periodisch umzukehren. Der Schlaghammer 1 ist beispielsweise ausgebildet, von einer Hand eines Erwachenen gehalten zu werden. Dazu weist der Schlaghammer 1 einen mit dem Gehäuse 2 verbundenen Handgriff 10 auf.
  • 2 zeigt den in 1 dargestellten Schlaghammer 1, wo wobei die Steuervorrichtung 24 die Statorspulen 13 und 15 jeweils derart bestromt, dass durch die jeweils erzeugten Magnetfelder der Schläger 4 von der zweiten Statorspule 15 entlang der Schlagachse 7 abgestoßen wird und der Schläger 4 von der ersten Statorspule 13 entlang der Schlagachse 7 angezogen wird. Der Schläger 4 schlägt so auf den Schaft 8 des Ambosses 3. Dadurch kann ein zum Schlagen ausgebildetes Ende 60 des Ambosses 3 gegen ein Werkzeug 5 schlagen und so einen Impuls 12 auf das Werkzeug 5 übertragen.
  • 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Schlaghammer 60 in einer Schnittdarstellung. Der Schlaghammer 60 weist im Unterschied zu dem in 1 und in 2 dargestellten Schlaghammer 1 einen Schläger 19 auf, welcher mittels einer Schlägerspule 36 elektrisch magnetisiert wird und so ein eigenes Magnetfeld mit Magnetpolen ausbilden kann. Die Schlägerspule 36 des Schlägers 19 umschließt in dieser Ausführungsform einen zum Schlagen ausgebildeten Kern, welcher in diesem Ausführungsbeispiel als Stahlkern ausgebildet ist. Der Stahlkern kann beispielsweise zum Vermeiden von Wirbelstromverlusten geblecht ausgebildet sein.
  • Der Schlaghammer 60 weist anders als der Schlaghammer 1 in den 1 und 2 Schleifkontakte 38 und 39 auf, welche jeweils angeordnet und ausgebildet sind, die Schlägerspule 36 des Schlägers 4 beim Hin- und Herbewegen entlang der Schlagachse 7 zum Bestromen elektrisch zu kontaktieren. Die Schleifkontakte 38 und 39 sind jeweils mit dem Gehäuse 2 des Schlaghammers 60 verbunden.
  • Der Schlaghammer 60 weist wie der Schlaghammer 1 in den 1 und 2 gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen auf, wobei die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen identische Funktion und Eigenschaft haben wie entsprechende Komponenten des Schlaghammers 1.
  • 4 zeigt den in 3 dargestellten Schlaghammer 60, wobei die Statorspulen 13 und 15 jeweils mittels der Steuervorrichtung 25 mit einem Strom mit einer im Vergleich zu 3 umgekehrten Stromrichtung bestromt werden. Die zweite Statorspule 15 weist in dem in 4 gezeigten Bestromungszustand ein Magnetfeld auf, welches mit einem negativen Pol dem Schläger 4 zugewendet ist. Der Schläger 4 erzeugt durch Bestromen ein Magnetfeld, welches mit einem negativen Pol der zweiten Statorspule 15 zugewendet ist. Dadurch wird der Schläger 4 von der zweiten Statorspule 15 entlang der Schlagachse 7 abgestoßen und in Richtung des Schaftes 8 des Ambosses 3 bewegt. Die erste Statorspule 13 ist in dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel mittels der Steuervorrichtung 25 derart bestromt, dass ein von der ersten Statorspule 13 erzeugtes Magnetfeld mit einem negativen Pol zu dem Schläger 4 hingewendet ist. Der Schläger 4 ist mit einem positiven Magnetpol der ersten Statorspule 13 zugewendet. Dadurch ziehen sich die erste Statorspule 13 und der Schläger 4 gegenseitig an. Der Schläger 19 schlägt – durch die zweite Statorspule 15 abgestoßen und durch die erste Statorspule 13 angezogen gegen den Schaft 8 des Ambosses 3 und überträgt so den Impuls 12 auf das Werkzeug 5.
  • Die Steuervorrichtung 25 ist ausgangsseitig über einen Anschluss 41 mit dem Schleifkontakt 38 und über einen Anschluss 40 mit dem Schleifkontakt 39 verbunden. Die Steuervorrichtung 25 ist ausgebildet, die Schlägerspule 36 über die Schleifkontakte 38 und 39 derart zu bestromen, dass die Schlägerspule 36 ein Magnetfeld zum Bewegen des Schlägers 19 ausbilden kann.
  • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Schlaghammer 70. Der Schlaghammer 70 weist eine Statorspule 14 auf. Die Statorspule 14 weist Spulenwicklungen auf, von denen eine Spulenwicklung 16 beispielhaft bezeichnet ist. Der Schlaghammer 70 weist auch ein Gehäuse 58 auf, welches ein sich längserstreckendes Lumen umschließt. Der Schlaghammer 70 weist auch einen Amboss 53 auf, welcher in dem von dem Gehäuse 58 umschlossenen Lumen entlang einer Schlagachse 7 mit einem translatorischen Freiheitsgrad beweglich angeordnet ist. Der Schlaghammer 70 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen längsgestreckt ausgebildeten Anker 52 auf. Der Anker 52 ist entlang der Schlagachse 7 beweglich angeordnet und befindet sich in einem von die Statorspule 14 umschlossenen Lumen 59. Der Anker 52 weist einen Magnetpol 54 und einen Magnetpol 56 auf, wobei die Magnetpole 54 und 56 jeweils zueinander entgegengesetzte Polarität aufweisen. 5 zeigt die Polarität beispielhaft mit Minuszeichen für den Magnetpol 54 und mit Pluszeichen für den Magnetpol 56. Der Anker 52 ist beispielsweise permanentmagnetisch ausgebildet und weist dazu das Material Permalloy auf. Dargestellt sind auch Feldlinien 51 eines von dem Anker 52 erzeugten Magnetfeldes. Der Anker 52 ist in diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Amboss 53 verbunden. Der Anker 52 und der Amboss 53 können anders als in der vorab beschriebenen einstückigen Ausführung – gestrichelt dargestellt – auch voneinander getrennt sein und beim Bewegen entlang der Schlagachse 7 gegeneinander schlagen. Der Schlaghammer 70 weist auch eine Steuervorrichtung 23 auf, welche ausgangsseitig über die Anschlüsse 45, 47 und 49 mit der Statorspule 14 verbunden ist. Die Anschlüsse 45 und 49 sind jeweils mit Ende der Statorspule 14 verbunden. Der Anschluss 47 ist mit einer Anzapfung der Statorspule 14 verbunden. Die Steuervorrichtung 23 ist ausgebildet, die Statorspule 14 elektronisch zu kommutieren und ein magnetisches Wechselfeld mittels der elektronischen Spule zu erzeugen und/oder ein magnetisches Feld durch entsprechende Bestromung der Anschlüsse 45, 47 und 49 zu erzeugen, welches entlang der Schlagachse 7 eine magnetische Feldstärke mit einem Feldstärkegradienten aufweist. Auf diese Weise kann der permanentmagnetisch ausgebildete Anker 52 in dem von der Statorspule 14 umschlossenen Lumen entlang der Schlagachse 7 beschleunigt und so gegen den Amboss 53 bewegt werden. Der Anker 52 kann so bei einem Hin- und herbewegen entlang der Schlagachse 7 gegen den Amboss 53 schlagen – oder im Falle einer Verbindung mit dem Amboss 53 zusammen mit dem Amboss 53 gegen das Werkzeug 5 schlagen. Der Anker 52 kann so einen Impuls 12 auf das Werkzeug 5 übertragen. Die Steuervorrichtung 23 ist beispielsweise ausgebildet, die Statorspule 15 mittels Pulsweitenmodulation anzusteuern.
  • Der Schlaghammer 70 ist beispielsweise ausgebildet, von einer erwachsenen Hand gehalten zu werden. Dazu weist der Schlaghammer 70 ein mit dem Gehäuse 58 verbundenen Handgriff 10 auf.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10204681 A1 [0002]
    • - DE 848780 [0003]

Claims (7)

  1. Linearmotorisch angetriebener Schlaghammer (1, 60, 70), mit einem Amboss (3), welcher ausgebildet ist, einen Schlag zu empfangen und mit einem zum schlagenden Arbeiten ausgebildeten Werkzeug (5) wirkverbunden zu werden, und mit einem Schläger (4, 19), welcher eine Masse aufweist und beweglich gelagert und ausgebildet ist, mit einem translatorischen Freiheitsgrad entlang einer Schlagachse (7) bewegt zu werden und gegen den Amboss (3) zu schlagen und so einen Impuls (12) auf den Amboss zu übertragen, und mit einer Antriebsvorrichtung (24, 25, 13, 15), welche angeordnet und ausgebildet ist, mindestens mittelbar den Schläger (4, 19) zu bewegen und mittels des Schlägers (4, 19) den Impuls (12) auf den Amboss (3) und so auf das Werkzeug (5) zu übertragen, wobei die Antriebsvorrichtung (24, 25, 13, 15) einen Linearmotor (13, 15, 4) aufweist, welcher ausgebildet ist, den Schläger (4) mittels eines Magnetfeldes in dem translatorischen Freiheitsgrad entlang der Schlagachse zu bewegen und so den Impuls (12) auf den Amboss (3) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schläger (4, 19) ausgebildet ist, ein eigenes Magnetfeld mit zueinander entgegengesetzten Magnetpolen (18, 20, 36) zu erzeugen.
  2. Schlaghammer (1, 60, 70) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schläger (4) einen Permanentmagneten (18, 20) aufweist und der Linearmotor (13, 15, 4) wenigstens eine elektromagnetische Statorspule (13, 15) aufweist, welche ausgebildet ist, stromdurchflossen ein Magnetfeld zu erzeugen und mittels des Magnetfeldes den Schläger (4) durch Anziehen und/oder Abstoßen entlang der Schlagachse (7) hin- und herzubewegen.
  3. Schlaghammer (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schläger (19) eine elektromagnetische Schlägerspule (36) aufweist, welche ausgebildet ist, stromdurchflossen ein Magnetfeld zu erzeugen und mit dem Magnetfeld der wenigstens einen Statorspule (13, 15) des Linearmotors (13, 15, 19) in Wirkkontakt zu geraten und so entlang der Schlagachse hin- und herbewegt zu werden.
  4. Schlaghammer (1, 60, 70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlaghammer (1, 60, 70) ausgebildet ist, die Statorspule mittels eines Statorstromes zu bestromen und eine Stromrichtung des Statorstromes zeitlich periodisch umzukehren, so dass der Schläger (4, 19, 52) durch magnetische Anziehung und/oder Abstoßung hin- und herbewegt werden kann.
  5. Schlaghammer (1, 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlaghammer (1, 60) eine erste Statorspule (13) und eine zweite Statorspule (15) aufweist, welche jeweils entlang der Schlagachse (7) voneinander beabstandet sind und der Schlaghammer (1, 60) eine Steuervorrichtung (24, 25) aufweist, welche mit der ersten und mit der zweiten Statorspule (13, 15) verbunden und ausgebildet ist, die erste und die zweite Statorspule (13, 15) mittels jeweils eines Statorstromes derart elektrisch zu bestromen, dass die Statorspulen jeweils ein zueinander entgegengesetztes Magnetfeld erzeugen, und die Statorströme jeweils zeitlich periodisch umzukehren, so dass der Schläger (4, 19) während einer ersten Halbperiode von einem Magnetfeld der ersten Statorspule (13) angezogen und von einem Magnetfeld der zweiten Statorspule (15) abgestoßen werden kann und während einer zweiten Halbperiode von dem Magnetfeld der ersten Statorspule (13) abgestoßen und von einem Magnetfeld der zweiten Statorspule (15) angezogen wird.
  6. Schlaghammer (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorspule (14) längsgestreckt ausgebildet ist und ein sich längserstreckendes Lumen (53) umschließt und so in dem Lumen (53) ein Magnetfeld insbesondere mit parallel zur Schlagachse (7) verlaufenden Feldlinien (50) erzeugen kann und der Schläger (52, 53) einen in dem Lumen (53) entlang der Schlagachse beweglich angeordneten, sich entlang der Schlagachse (7) längserstreckenden permanentmagnetisch ausgebildeten Anker (52) aufweist, welcher ausgebildet ist, von dem Magnetfeld der Statorspule in Wirkkontakt zu geraten und so entlang der Schlägerachse hin- und herbewegt zu werden.
  7. Verfahren zum Betreiben eines elektrisch betriebenen Schlaghammers (1, 60, 70), bei dem mittels einer Antriebsvorrichtung mindestens mittelbar ein Schläger (4, 19, 52) entlang einer Schlagachse (7) translatorisch bewegt wird und mittels des Schlägers (4, 19, 52) ein Impuls (12) auf einen Amboss (3, 53) übertragen wird, und mittels des Ambosses (3, 53) der Impuls (12) empfangen und auf ein schlagend arbeitendes Werkzeug (5) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schläger permanetmagnetisch und/oder elektromagnetisch ein eigenes Schlägermagnetfeld ausbildet und mittels eines Magnetfeldes einer Statorspule (13, 14, 15) entlang der Schlagachse (7) hin- und herbewegt wird und so der Impuls (12) auf den Amboss (3, 53) übertragen wird.
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