DE102010029560A1

DE102010029560A1 - Hand-held power tool for a blade tool

Info

Publication number: DE102010029560A1
Application number: DE201010029560
Authority: DE
Inventors: Jochen ROSER; Thilo Koeder; Hans-Peter Grabsch; Ivan Spremo
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2011-12-01
Also published as: WO2011151147A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine handgehaltene Elektrowerkzeugmaschine (10) für ein Klingenwerkzeug (60), umfassend – ein Gehäuse (20) mit einem Griffbereich (40) und einer Betätigungseinheit (30) zum Aktivieren der Elektrowerkzeugmaschine (10) und/oder einer Arbeitsbewegung, – eine im Gehäuse (20) angeordnete Elektronikeinheit (200) zum Beaufschlagen der Antriebseinheit (80) mit wenigstens Steuer- und/oder Regelsignalen, die von einer im Gehäuse (20) angeordneten Betriebsspannungseinheit (90) mit einer elektrischen Gleichspannung versorgt ist, – eine im Gehäuse (20) angeordnete Antriebseinheit (80) zur Erzeugung einer Arbeitsbewegung des Klingenwerkzeugs (60), wobei die Antriebseinheit (80) wenigstens einen piezoelektrisch oder magnetostriktiv arbeitenden Aktor (100) mit einem Volumen piezoelektrisch oder magnetostriktiv anregbaren Materials umfasst, sowie – eine Aufnahme (50) für ein auswechselbares Klingenwerkzeug (60) mit einem Wechselmechanismus zum Befestigen und Lösen des auswechselbaren Klingenwerkzeugs (60).The invention relates to a hand-held electric machine tool (10) for a blade tool (60), comprising - a housing (20) with a grip area (40) and an actuating unit (30) for activating the electric machine tool (10) and / or a working movement, - a Electronic unit (200) arranged in the housing (20) for applying at least control and / or regulating signals to the drive unit (80), which is supplied with an electrical direct voltage from an operating voltage unit (90) arranged in the housing (20) - one in the housing (20) arranged drive unit (80) for generating a working movement of the blade tool (60), wherein the drive unit (80) comprises at least one piezoelectrically or magnetostrictively operating actuator (100) with a volume of piezoelectrically or magnetostrictively excitable material, and - a receptacle (50 ) for an exchangeable blade tool (60) with an exchange mechanism for attaching and loosening the exchangeable aren blade tool (60).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine handgeführte Elektrowerkzeugmaschine für ein Klingenwerkzeug mit einem Gehäuse und einem piezoelektrisch oder magnetostriktiv arbeitenden Aktor.The invention relates to a hand-held power tool for a blade tool with a housing and a piezoelectric or magnetostrictive actuator.

Bekannte ultraschallbetriebene handgeführte Elektrowerkzeugmaschinen, wie etwa elektrisches Schneidwerkzeuge, bestehen aus einem üblicherweise netzbetriebenen Generator mit einer Ansteuerelektronik und einer handgehaltenen Einheit mit einem Messer, welche mit dem Generator durch ein Kabel verbunden ist. Der Generator ist üblicherweise als Tischgerät ausgeführt.Known ultrasonic powered hand held power tools, such as electric cutters, consist of a typically mains operated generator with drive electronics and a handheld unit with a knife connected to the generator by a cable. The generator is usually designed as a tabletop device.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird eine handgehaltene Elektrowerkzeugmaschine für ein Klingenwerkzeug vorgeschlagen. Die Elektrowerkzeugmaschine umfasst ein Gehäuse mit einem Griffbereich und einer Betätigungseinheit zum Aktivieren der Elektrowerkzeugmaschine und/oder einer Arbeitsbewegung; eine im Gehäuse angeordnete Elektronikeinheit zum Beaufschlagen der Antriebseinheit mit wenigstens Steuer- und/oder Regelsignalen, die von einer im Gehäuse angeordneten Betriebsspannungseinheit mit einer elektrischen Gleichspannung versorgt ist; eine im Gehäuse angeordnete Antriebseinheit zur Erzeugung einer Arbeitsbewegung des Klingenwerkzeugs, wobei die Antriebseinheit wenigstens einen piezoelektrisch oder magnetostriktiv arbeitenden Aktor mit einem Volumen piezoelektrisch oder magnetostriktiv anregbaren Materials umfasst; sowie eine Aufnahme für ein auswechselbares Klingenwerkzeug mit einem Wechselmechanismus zum Befestigen und Lösen des auswechselbaren Klingenwerkzeugs.A hand-held power tool for a blade tool is proposed. The power tool includes a housing having a handle portion and an actuating unit for activating the power tool and / or a working movement; an electronic unit arranged in the housing for acting upon the drive unit with at least control and / or regulating signals which are supplied with an electrical DC voltage by an operating voltage unit arranged in the housing; a drive unit arranged in the housing for producing a working movement of the blade tool, wherein the drive unit comprises at least one piezoelectrically or magnetostrictively operating actuator with a volume of piezoelectrically or magnetostrictively activatable material; and a receptacle for a replaceable blade tool with a change mechanism for attaching and detaching the replaceable blade tool.

Die vorgeschlagene Elektrowerkzeugmaschine ist ein handliches einteiliges Gerät, bei dem auf störende Verbindungskabel zwischen separaten Gehäuseteilen verzichtet werden kann. Die Elektrowerkzeugmaschine kann insbesondere schnurlos mit Batterien oder Akkus betreibbar sein. Gegebenenfalls kann sie – zusätzlich oder alternativ – mit Netzstrom über ein Netzkabel betreibbar oder aufladbar sein. Das Klingenwerkzeug ist ein Einsatzwerkzeug, das lösbar mit dem Aktor verbunden ist, vorzugsweise über ein Koppelelement in Form einer Sonotrode.The proposed power tool is a handy one-piece device, can be dispensed with disturbing connection cable between separate housing parts. The power tool can be operated in particular cordless with batteries or rechargeable batteries. Optionally, it may be - additionally or alternatively - operable or rechargeable with mains power via a mains cable. The blade tool is an insertion tool, which is detachably connected to the actuator, preferably via a coupling element in the form of a sonotrode.

Die Verbindung kann insbesondere form- oder kraftschlüssig sein. Eine oder mehrere Klingen können seitlich und/oder stirnseitig am Klingenwerkzeug ausgebildet sein. Der Griffbereich des Gehäuses kann vorteilhaft ergonomisch geformt sein.The connection may in particular be positive or non-positive. One or more blades may be formed laterally and / or frontally on the blade tool. The grip region of the housing can advantageously be ergonomically shaped.

Entsprechend einer günstigen Weiterbildung kann die Aufnahme mit einem Koppelelement mit der Antriebseinheit gekoppelt sein, vorzugsweise in dem Koppelelement angeordnet sein. Das Koppelelement, z. B. eine Sonotrode, kann eine Öffnung aufweisen, in die das Klingenwerkzeug eingesteckt werden kann. Das Klingenwerkzeug kann beim Einsetzen z. B. einrasten, wenn es in der richtigen Position ist. Das Klingenwerkzeug kann alternativ oder zusätzlich mit einem Sicherringsstift in der Öffnung fixiert werden. Denkbar ist auch ein Spannfutter zum Haltern des Klingenwerkzeugs. Die Öffnung zur Aufnahme des auswechselbaren Klingenwerkzeugs kann auch ein Schlitz sein, in welchem das eingesetzte Klingenwerkzeug geklemmt werden kann.According to a favorable development, the receptacle can be coupled to the drive unit with a coupling element, preferably arranged in the coupling element. The coupling element, for. B. a sonotrode, may have an opening into which the blade tool can be inserted. The blade tool can when inserting z. B. latch when it is in the correct position. The blade tool can be fixed alternatively or additionally with a safety pin in the opening. Also conceivable is a chuck for holding the blade tool. The opening for receiving the replaceable blade tool can also be a slot in which the inserted blade tool can be clamped.

Entsprechend einer günstigen Weiterbildung kann die Aufnahme zum Halten unterschiedlicher Klingenwerkzeuge vorgesehen sein, die unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben erfüllen. Die Klingenwerkzeuge können z. B. zum Schneiden, Schaben, Hobeln, Sägen oder Polieren ausgebildet sein. Das Klingenwerkzeug kann teilweise oder ganz mit einer Abrasionsschicht, etwa einem Hartstoff oder Diamant, beschichtet sein. Mit der Abrasionsschicht kann, je nach Körnigkeit der Abrasionsschicht, z. B. eine Oberfläche abgetragen oder poliert werden.According to a favorable development, the receptacle can be provided for holding different blade tools that fulfill different machining tasks. The blade tools can z. B. for cutting, scraping, planing, sawing or polishing. The blade tool may be partially or entirely coated with an abrasion layer, such as a hard material or diamond. With the Abrasionsschicht can, depending on the graininess of the abrasion layer, for. As a surface removed or polished.

Vorteilhaft kann der Griffbereich zum Klingenwerkzeug hin abrutschsicher gestaltet sein und/oder das Klingenwerkzeug mit einer Abdeckung gegen unbeabsichtigtes Eingreifen geschützt sein. Dadurch kann die Betriebssicherheit der Elektrowerkzeugmaschine verbessert und die Handhabung erleichtert werden.Advantageously, the grip area can be made non-slip towards the blade tool and / or the blade tool can be protected with a cover against unintentional intervention. As a result, the reliability of the power tool can be improved and the handling can be facilitated.

Günstigerweise können wenigstens die Antriebseinheit, die Elektronikeinheit und die Betriebsspannungseinheit so im Gehäuse verteilt sein, dass ein Masseschwerpunkt der Elektrowerkzeugmaschine nahe dem Griffbereich liegt. Die Handhabung der Elektrowerkzeugmaschine wird erleichtert, das Arbeitsergebnis kann besser kontrolliert werden.Conveniently, at least the drive unit, the electronics unit and the operating voltage unit can be distributed in the housing such that a center of mass of the power tool lies close to the handle area. The handling of the power tool is facilitated, the work result can be better controlled.

Besonders kompakt kann die Elektrowerkzeugmaschine ausgeführt werden, wenn die Elektronikeinheit auf einer Platine konzentriert ist. Liegt die Betriebsfrequenz des wenigstens einen Aktors im Bereich zwischen 10 kHz und 1000 kHz, vorzugsweise zwischen 30 kHz Lind 50 kHz, insbesondere zwischen 35 kHz und 45 kHz, kann der Platzbedarf für den Aktor verringert werden. Es kann ein günstiges Verhältnis von Leistung und Volumen und damit Gewicht erreicht werden.Particularly compact, the power tool can be performed when the electronics unit is concentrated on a circuit board. If the operating frequency of the at least one actuator in the range between 10 kHz and 1000 kHz, preferably between 30 kHz and 50 kHz, in particular between 35 kHz and 45 kHz, the space required for the actuator can be reduced. It can be achieved a favorable ratio of power and volume and thus weight.

Vorteilhaft kann die Betriebsspannungseinheit einen elektrochemischen Speicher umfassen, vorzugsweise einen wiederaufladbaren elektrochemischen Speicher. Der Speicher kann austauschbar sein und z. B. in einer externen Ladestation geladen werden. Denkbar ist jedoch auch, dass der Speicher in der Elektrowerkzeugmaschine geladen werden kann. Eine elektrische Ausgangsspannung der Betriebsspannungseinheit kann bei Versorgung mit elektrochemischen Speichern zwischen 3 Volt bis 100 Volt DC liegen, vorzugsweise im Bereich von 3,5 V bis 40 V, insbesondere bei einem Wert von 36 Volt, 24 Volt, 18 Volt, 14,4 Volt, 12 Volt, 10,6 Volt, 7,2 Volt und/oder 3,6 Volt. Vorteilhaft können als elektrochemische Speicher Batteriepacks oder nachladbare Akkupacks eingesetzt werden, die klein und leicht genug sind, um eine gute Handhabbarkeit der Elektrowerkzeugmaschine bei hoher Ausgangsleistung noch zu gewährleisten. Günstig hier sind Systeme auf der Basis von z. B. Lithium-Ionen (Li-Ion) oder auch Nickel-Metallhydrid (NiMeH), Nickel-Cadmium (NiCd) oder auch Blei und dergleichen.Advantageously, the operating voltage unit may comprise an electrochemical store, preferably a rechargeable electrochemical store. The memory can be interchangeable and z. B. in an external charging station getting charged. However, it is also conceivable that the memory can be loaded in the power tool. An electrical output voltage of the operating voltage unit may be at supply with electrochemical storage between 3 volts to 100 volts DC, preferably in the range of 3.5 V to 40 V, in particular at a value of 36 volts, 24 volts, 18 volts, 14.4 volts , 12 volts, 10.6 volts, 7.2 volts and / or 3.6 volts. Battery packs or rechargeable battery packs which are small and light enough to still ensure good handleability of the power tool with high output power can advantageously be used as the electrochemical store. Favorable here are systems based on z. As lithium-ion (Li-ion) or nickel-metal hydride (NiMeH), nickel-cadmium (NiCd) or lead and the like.

Eine besonders gute Leistungsausbeute bei kleinem Bauraum kann erreicht werden, wenn die Elektronikeinheit ausgebildet ist, um den wenigstens einen Aktor in einer Resonanzfrequenz zu betreiben und die Elektronikeinheit eine Regeleinheit mit Frequenzanpassung zur Nachführung der Resonanzfrequenz des wenigstens einen Aktors umfasst. Wird der Aktor mit seiner Resonanzfrequenz betrieben, so kann bei ausreichend hoher Güte des Schwingsystems entsprechend einer elektrischen Eingangsleistung eine hohe mechanische Ausgangsleistung abgegeben werden. Zweckmäßigerweise kann die Elektronikeinheit so ausgebildet sein, dass die Resonanzfrequenz im Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine nachgeführt werden kann. Der Aktor kann ein Ultraschallaktor sein, insbesondere ein Piezoaktor in Bauweise eines Langevin-Schwingers. Der Piezoaktor weist als anregungsaktives Material piezoelektrisches Material auf. Typischerweise liegt die Güte des ungedämpften Schwingsystems bei Werten über 100, typischerweise über 500. Das Resonanzsystem des Aktors, das die Resonanzfrequenz aufweist, umfasst den Langevin-Schwinger mit piezoelektrisch aktivem Material und an den Schwinger angekoppelte Komponenten, insbesondere Komponenten, die den Ultraschall verstärken und/oder zu einem Bearbeitungsort übertragen. Solche Komponenten sind z. B. als Booster oder Sonotrode bekannt. Dies ermöglicht eine Baugrößenreduktion und die Bereitstellung eines kompakten Geräts. Vorteilhaft wird damit eine kompakte Elektrowerkzeugmaschine hoher Leistungsfähigkeit geschaffen, die gleichzeitig handlich ist. Es können auch mehrere Aktoren, z. B. mit gleicher oder auch mit unterschiedlicher Resonanzfrequenz, als Antriebskomponente vorgesehen sein. Alternativ können auch eine oder mehrere weitere Antriebskomponenten, etwa ein Elektromotor, vorgesehen sein. Die verschiedenen Antriebskomponenten können alternativ oder in Kombination betrieben werden.A particularly good power yield in a small space can be achieved if the electronic unit is designed to operate the at least one actuator in a resonant frequency and the electronic unit comprises a control unit with frequency adjustment for tracking the resonant frequency of the at least one actuator. If the actuator is operated at its resonant frequency, a high mechanical output power can be delivered if the quality of the oscillating system is sufficiently high in accordance with an electrical input power. Conveniently, the electronic unit can be designed so that the resonance frequency can be tracked during operation of the power tool. The actuator may be an ultrasonic actuator, in particular a piezoelectric actuator in the construction of a Langevin oscillator. The piezoelectric actuator has piezoelectric material as excitation-active material. Typically, the quality of the undamped oscillatory system is greater than 100, typically greater than 500. The resonant system of the actuator having the resonant frequency includes the Langevin transducer with piezoelectric active material and components coupled to the vibrator, particularly components that amplify the ultrasound and / or transferred to a processing location. Such components are for. B. known as a booster or sonotrode. This enables a size reduction and the provision of a compact device. Advantageously, a compact power tool of high performance is thus created, which is at the same time handy. It can also be several actuators, z. B. with the same or with different resonant frequency, may be provided as a drive component. Alternatively, one or more further drive components, such as an electric motor, may be provided. The various drive components may be operated alternatively or in combination.

Günstigerweise können gemäß einer weiteren Ausführungsform eine oder mehrere optische und/oder akustische und/oder haptische Betriebsabzeigen für einen aktivierten Zustand des wenigstens einen Aktors und/oder eine Arbeitsfeldbeleuchtung vorgesehen sein.Conveniently, according to a further embodiment, one or more optical and / or acoustic and / or haptic operating shots for an activated state of the at least one actuator and / or a working field illumination can be provided.

Vorteilhaft für eine handgehaltene Elektrowerkzeugmaschine kann das Volumen des piezoelektrisch aktiven Materials mindestens 0,2 cm³, vorzugsweise mindestens 0,5 cm³, insbesondere mindestens 1 cm³, betragen. Vorteilhaft kann eine ausreichende Ultraschallleistung bei kleiner Baugröße des Aktors erreicht werden. Der wenigstens eine Aktor kann dabei eine Leistungsdichte von mindestens 5 Watt/cm³, vorzugsweise von mindestens 20 Watt/cm³, bezogen auf das Volumen des piezoelektrisch aktiven Materials des wenigsten einen Aktors aufweisen. Eine entsprechend hohe Leistungsdichte ist vorteilhaft für eine handgehaltene kompakte Elektrowerkzeugmaschine mit möglichst kleinen Abmessungen und geringen Herstellkosten. Vorteilhaft ist für kompakte Abmessungen ferner, wenn eine maximale elektrische Anregungsfeldstärke des wenigstens einen Aktors im Bereich unterhalb von 300 V/mm liegen (bezogen auf die Dicke, insbesondere Scheibendicke, des piezoelektrisch aktiven Materials), vorzugsweise im Bereich zwischen 50 V/mm und 220 V/mm. Bei einer Scheibendicke des Aktors von typischerweise 1 mm bis 10 mm, vorzugsweise 2 mm bis 6 mm, insbesondere um 5 mm liegen die elektrischen Spannungen bei unter 1000 Volt. Eingangsseitig der Elektronikeinheit kann eine elektrische Leistung zur Beaufschlagung des wenigstens einen Aktors mindestens 20 Watt betragen. Vorteilhaft kann damit eine ausreichende Leistung für eine Elektrowerkzeugmaschine sichergestellt werden. Übliche Leistungen liegen im Heimwerkerbereich, für kleine Schneidsysteme etwa zwischen 20 Watt und 250 Watt, vorzugsweise 50 Watt bis 150 Watt. Trotzdem kann eine Elektrowerkzeugmaschine mit handlichen Abmessungen geschaffen werden, die zum einen von der Hand des Bearbeiters umfasst oder gehalten werden kann und zum anderen ausreichend Leistung zur Bearbeitung bereitstellt.Advantageously, for a hand-held power tool, the volume of the piezoelectrically active material may be at least 0.2 cm ³ , preferably at least 0.5 cm ³ , in particular at least 1 cm ³ . Advantageously, a sufficient ultrasonic power can be achieved with a small size of the actuator. The at least one actuator may in this case, a power density of at least 5 watts / cm ^3, preferably obtained from at least 20 watts / cm ^3, the volume of the piezo-electrically active material of the at least one actuator. A correspondingly high power density is advantageous for a hand-held compact power tool with the smallest possible dimensions and low production costs. It is also advantageous for compact dimensions if a maximum electrical excitation field strength of the at least one actuator is in the range below 300 V / mm (based on the thickness, in particular slice thickness, of the piezoelectrically active material), preferably in the range between 50 V / mm and 220 V / mm. With a disk thickness of the actuator of typically 1 mm to 10 mm, preferably 2 mm to 6 mm, in particular by 5 mm, the electrical voltages are less than 1000 volts. On the input side of the electronic unit can be at least 20 watts of electrical power to act on the at least one actuator. Advantageously, a sufficient power for a power tool can be ensured. Usual benefits are in the home improvement sector, for small cutting systems about between 20 watts and 250 watts, preferably 50 watts to 150 watts. Nevertheless, a power tool with handy dimensions can be created, which can be included or held by the hand of the operator on the one hand and on the other hand provides sufficient power for processing.

Denkbar ist, dass die Antriebseinheit neben dem wenigstens einen Aktor mindestens eine weitere Antriebskomponente umfassen. Vorteilhaft kann der Arbeitsbewegung eines durch die mindestens eine weitere Antriebskomponente angetriebenen Werkzeugs eine durch den wenigstens einen Aktor erzeugte Bewegung überlagert werden, wodurch der Arbeitsfortschritt erheblich verbessert und die Bearbeitung erleichtert werden kann.It is conceivable that the drive unit comprise at least one further drive component in addition to the at least one actuator. Advantageously, the working movement of a tool driven by the at least one further drive component can be superimposed by a movement generated by the at least one actuator, whereby the work progress can be significantly improved and the machining can be facilitated.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele 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 zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing Embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen beispielhaft:They show by way of example:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer handgehaltenen Elektrowerkzeugmaschine mit einem langgestreckten Gehäuse mit einem auswechselbaren Klingenwerkzeug; 1 a first embodiment of a hand-held power tool with an elongated housing with a replaceable blade tool;

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer handgehaltenen Elektrowerkzeugmaschine mit einem T-förmigen Gehäuse mit einem auswechselbaren Klingenwerkzeug; 2 another embodiment of a hand-held power tool with a T-shaped housing with a replaceable blade tool;

3 eine Prinzipskizze einer Aufnahme für ein auswechselbares Klingenwerkzeug; 3 a schematic diagram of a receptacle for a replaceable blade tool;

4a–4f verschiedene Klingenwerkzeuge für eine handgehaltene Elektrowerkzeugmaschine mit einem auswechselbaren Klingenwerkzeug. 4a - 4f Various blade tools for a handheld power tool with a replaceable blade tool.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigen die 1 und 2 verschiedene Beispiele von handgehaltenen Elektrowerkzeugmaschinen 10 mit auswechselbarem Klingenwerkzeug 60. 1 zeigt eine handgehaltene Elektrowerkzeugmaschine 10 mit langgestreckter Gehäuseform; 2 zeigt eine handgehaltene Elektrowerkzeugmaschine 10 mit T-förmiger Gehäuseform.To illustrate the invention show the 1 and 2 various examples of hand-held power tools 10 with interchangeable blade tool 60 , 1 shows a hand-held power tool 10 with elongated housing shape; 2 shows a hand-held power tool 10 with T-shaped housing.

Die handgehaltene Elektrowerkzeugmaschine 10 umfasst ein Gehäuse 20 mit einem Griffbereich 40. Ein Bediener hält die Elektrowerkzeugmaschine 10 an dem Griffbereich 40 bzw. umfasst den Griffbereich mit der Hand und kann die Elektrowerkzeugmaschine 10 sicher führen.The hand-held power tool 10 includes a housing 20 with a grip area 40 , An operator holds the power tool 10 at the grip area 40 or includes the grip area by hand and can the power tool 10 lead safely.

Der Griffbereich 40 kann gegebenenfalls mit einem nicht dargestellten Dämpfungselement gegenüber andern Gehäusebereichen entkoppelt sein. Die Elektrowerkzeugmaschine 10 umfasst ferner einen Werkzeugbereich 50 für das linear und/oder oszillierend antreibbare Klingenwerkzeug 60, etwa ein Messer oder ein anderes Klingenwerkzeug.The grip area 40 may optionally be decoupled with a damping element, not shown, with respect to other housing areas. The power tool 10 further includes a tool area 50 for the linear and / or oscillating drivable blade tool 60 such as a knife or other blade tool.

Ein gehäuseseitiges Bedienteil 30 dient zur benutzerseitigen Aktivierung des Klingenwerkzeugs 60 und/oder der Elektrowerkzeugmaschine 10. Das Bedienteil 30 kann z. B. ein Schalter oder ein Regler sein oder auch mehrere Bedienelemente umfassen, von denen z. B. eines zum Einschalten der Elektrowerkzeugmaschine 10 und eines zum Einschalten und/oder Regeln des Klingenwerkzeugs 60 vorgesehen sein kann.A housing-side control panel 30 Used for user-side activation of the blade tool 60 and / or the power tool 10 , The control panel 30 can z. B. be a switch or a controller or include several controls, of which z. B. one for turning on the power tool 10 and one for turning on and / or controlling the blade tool 60 can be provided.

Im Gehäuse 20 ist eine Antriebseinheit 80 angeordnet, die in den Beispielen gemäß 1 und 2 nur eine Antriebskomponente umfasst, die durch einen Aktor 100 gebildet ist. Dieser kann als Piezo-angeregter Langevin-Schwinger (auch Piezoaktor genannt) ausgebildet sein, der ein Volumen piezoelektrisch aktiven Materials 102 umfasst, z. B. piezokeramische Scheiben, die in einer Stapelrichtung aufeinandergeschichtet und zusammengepresst sind und die bei Beaufschlagung mit elektrischer Spannung eine Längenänderung durchführen. Bei Beaufschlagung mit hochfrequenter elektrischer Spannung wird in an sich bekannter Weise Ultraschall generiert, der über einen Koppelelement 106 zu dem Klingenwerkzeug 60 geleitet wird. Das Koppelelement 106 kann eine an sich bekannte Sonotrode sein. Die Länge und die Form wie auch das Material des Koppelelements 106 bestimmen eine Resonanzfrequenz des Aktors 100. Auch das Klingenwerkzeug 60 kann die Resonanzfrequenz beeinflussen. In den Ausführungsvarianten in 1 und 2 ist der Aktor 100 so ausgeführt, dass Langevin-Schwinger und Koppelelement 106 in einer Einheit zusammengefasst sind, und deren gesamte Länge in etwa der halben Wellenlänge λ/2 der Ultraschallschwingung entspricht. Andere Ausführungsvarianten können vorsehen, dass der Aktor 100 zusammengesetzt ist aus mehreren Komponenten mit der Länge λ/2. Dies können sein: Schwingungserzeuger, bekannt als Konverter, im speziellen z. B. ein Langevin-Schwinger, Amplitudentransformationsstücke 104 bekannt als Booster, ggf. Verlängerungsstücke, sowie dem Koppelelement 106 bekannt als Sonotrode.In the case 20 is a drive unit 80 arranged in the examples according to 1 and 2 only one drive component is covered by an actuator 100 is formed. This can be designed as a piezo-excited Langevin oscillator (also called a piezoactuator), which is a volume of piezoelectrically active material 102 includes, for. B. piezoceramic discs, which are stacked and compressed in a stacking direction and perform a change in length when exposed to electrical voltage. When exposed to high-frequency electrical voltage ultrasound is generated in a conventional manner, via a coupling element 106 to the blade tool 60 is directed. The coupling element 106 may be a known sonotrode. The length and shape as well as the material of the coupling element 106 determine a resonant frequency of the actuator 100 , Also the blade tool 60 can affect the resonant frequency. In the embodiments in 1 and 2 is the actor 100 designed so that Langevin oscillator and coupling element 106 are combined in one unit, and their entire length corresponds to approximately half the wavelength λ / 2 of the ultrasonic vibration. Other variants may provide that the actuator 100 composed of several components with the length λ / 2. These can be: Vibration generator, known as a converter, in particular z. A Langevin transducer, amplitude transformation pieces 104 known as a booster, possibly extension pieces, as well as the coupling element 106 known as sonotrode.

Das Koppelelement 106 weist eine Aufnahme 108 für das auswechselbare Klingenwerkzeug 60 auf, die in 3 genauer beschreiben ist. Das Klingenwerkzeug 60 kann mit einem Haltemittel 110 in der Aufnahme sicher fixiert werden.The coupling element 106 has a recording 108 for the interchangeable blade tool 60 on that in 3 is described in more detail. The blade tool 60 can with a holding means 110 be securely fixed in the receptacle.

Eine im Gehäuse 20 angeordnete Elektronikeinheit 200 dient zum Beaufschlagen der Antriebseinheit 80 mit wenigstens Steuer- und/oder Regelsignalen, sowie der Spannungsversorgung des Aktors 100. Die Elektronikeinheit 200 kann platzsparend auf einer einzigen Platine 210 untergebracht sein (1) oder auf z. B. zwei Platinen 212, 214, verteilt sein (2), wobei eine im Hauptteil und eine im quer vom Hauptteil abstehenden Griffteil des T-förmigen Gehäuses 20 angeordnet ist. Vorteilhaft sind Antriebseinheit 80, Elektronikeinheit 200 und Betriebsspannungseinheit 90 so im Gehäuse 20 verteilt, dass ein Masseschwerpunkt im Bereich des Griffteils 40 liegt.One in the case 20 arranged electronic unit 200 serves to pressurize the drive unit 80 with at least control and / or control signals, as well as the voltage supply of the actuator 100 , The electronics unit 200 Can save space on a single board 210 be housed ( 1 ) or on z. B. two boards 212 . 214 to be distributed ( 2 ), one in the main part and a protruding transversely from the main part grip part of the T-shaped housing 20 is arranged. Advantageously, drive unit 80 , Electronic unit 200 and operating voltage unit 90 so in the case 20 that distributes a center of gravity in the area of the grip part 40 lies.

Eine Betriebsspannungseinheit 90, hier als Batterie- oder Akkupack mit Batterien oder wiederaufladbaren Akkus 92 ausgebildet, dient zur Bereitstellung einer elektrischen Gleichspannung für die Elektronikeinheit 90, welche die Betriebsspannung in ein hochfrequentes Spannungssignal umsetzt, mit dem der Aktor 100 in gewünschter Weise zu Schwingungen angeregt wird. An operating voltage unit 90 , here as a battery or battery pack with batteries or rechargeable batteries 92 designed, serves to provide a DC electrical voltage for the electronic unit 90 , which converts the operating voltage into a high-frequency voltage signal, with which the actuator 100 is excited to vibrate in the desired manner.

Die Elektronikeinheit 200 ist insbesondere ausgebildet, um den wenigstens einen Aktor 100 in einer Resonanzfrequenz f_res zu betreiben. Dabei umfasst die Elektronikeinheit 200 eine Regeleinheit 224 zur Nachführung der Resonanzfrequenz f_res des Aktors 100. Die Regeleinheit 224 kann eine Phasenregelkette umfassen, die den Aktor 100 in dessen Resonanzfrequenz anregen kann, wobei eine Phasenverschiebung zwischen dem eingespeisten Strom und der eingespeisten Spannung auf 0° eingestellt wird. Vorzugsweise wird die Resonanzfrequenz f_res nachgeregelt, wenn sich aufgrund von Erwärmung oder Lastwechsel am Werkzeug die Resonanzfrequenz ändert. Alternativ kann auch eine Frequenznachführung erfolgen, indem auf ein Maximum des in den Aktor 100 eingespeisten Stroms geregelt wird.The electronics unit 200 is in particular designed to be the at least one actuator 100 to operate at a resonant frequency f_res. In this case, the electronic unit includes 200 a control unit 224 for tracking the resonance frequency f_res of the actuator 100 , The control unit 224 may include a phase locked loop that controls the actuator 100 can excite in the resonant frequency, wherein a phase shift between the current fed and the voltage fed to 0 ° is set. The resonance frequency f_res is preferably readjusted when the resonant frequency changes due to heating or load changes on the tool. Alternatively, a frequency tracking can be done by a maximum of the in the actuator 100 fed electricity is regulated.

Ist der Aktor 100 ein Piezoaktor, beträgt das Volumen des piezoelektrisch aktiven Materials 102, z. B. aufeinandergestapelte piezoelektrische Scheiben, günstigerweise mindestens 0,2 cm³, vorzugsweise 0,5 cm³, insbesondere mindestens 1 cm³. Der Aktor 100 kann eine Leistungsdichte von mindestens 5 Watt/cm³, vorzugsweise von mindestens 20 Watt/cm³, bezogen auf das Volumen des piezoelektrisch aktiven Materials 102 des Aktors 100 aufweisen. Die Leistungsdichte ermöglicht einen Einsatz in einer handgehaltenen Elektrowerkzeugmaschine 10 mit ausreichender Leistungsabgabe des Klingenwerkzeugs 60.Is the actor 100 a piezoactuator, is the volume of the piezoelectrically active material 102 , z. B. stacked piezoelectric discs, conveniently at least 0.2 cm ³ , preferably 0.5 cm ³ , in particular at least 1 cm ³ . The actor 100 may have a power density of at least 5 watts / cm ³ , preferably at least 20 watts / cm ³ , based on the volume of the piezoelectric active material 102 of the actor 100 exhibit. The power density allows use in a hand-held power tool 10 with sufficient power output of the blade tool 60 ,

Günstigerweise kann der Aktor 100 mit dem Koppelelement 106 schwingungsarm im Gehäuse 20 gelagert sein, was den Bedienkomfort und die Handhabung der Elektrowerkzeugmaschine 10 weiter verbessert.Conveniently, the actuator 100 with the coupling element 106 low vibration in the housing 20 be stored, which is the ease of use and handling of the power tool 10 further improved.

Die Aktivierung des Klingenwerkzeugs 60 durch das Bedienteil 30 kann z. B. mit einem Signalmittel 122 (2) angezeigt werden, um den geräuscharmen Betrieb des Klingenwerkzeugs 60 erkennbar zu machen.The activation of the blade tool 60 through the control panel 30 can z. B. with a signal means 122 ( 2 ) to minimize the noise of the blade tool 60 to make recognizable.

3 zeigt als Prinzipskizze ein Detail einer möglichen Befestigung eines Klingenwerkzeugs 60 in einer Aufnahme 108 eines Koppelelements 106 aus den 1 und 2. Das Klingenwerkzeug 60 ist mit einem Verbindungsteil 62 in der Aufnahme 108 aufgenommen und dort mit einem Fixierelement 110 fixiert. Die Aufnahme 108 kann z. B. als Schlitz am freien Ende des Koppelelements 106 ausgebildet sein, und das Fixierelement 110 kann als Schraube ausgebildet sein. Beim Anziehen der Schraube wird das Klingenwerkzeug 60 im Schlitz eingespannt. 3 shows a schematic diagram of a detail of a possible attachment of a blade tool 60 in a recording 108 a coupling element 106 from the 1 and 2 , The blade tool 60 is with a connecting part 62 in the recording 108 taken and there with a fixing 110 fixed. The recording 108 can z. B. as a slot at the free end of the coupling element 106 be formed, and the fixing 110 can be designed as a screw. When tightening the screw becomes the blade tool 60 clamped in the slot.

Alternativ (nicht dargestellt) kann das Klingenwerkzeug 60 auch z. B. durch Verschrauben mit dem Koppelelement 106 verbunden werden. Dazu könnte das Klingenwerkzeug 60 als Verbindungsteil 62 einen Bolzen mit Außengewinde aufweisen, der in eine Gewindebohrung im Koppelelement 106 eingedreht werden kann.Alternatively (not shown), the blade tool 60 also z. B. by screwing with the coupling element 106 get connected. This could be the blade tool 60 as a connecting part 62 Having a bolt with external thread in a threaded hole in the coupling element 106 can be screwed.

Die Elektrowerkzeugmaschine 10 kann bevorzugt dafür vorgesehen sein, mit unterschiedlichen Klingenwerkzeugen 60 zu arbeiten. Mit einem Grundgerät können unterschiedliche Arbeiten ausgeführt werden, indem das geeignete Klingenwerkzeug 60 eingesetzt wird.The power tool 10 may preferably be provided for this, with different blade tools 60 to work. With a basic unit different work can be done by using the appropriate blade tool 60 is used.

Beispielhaft ist in den 4a–4f eine Reihe von unterschiedlichen Klingenwerkzeugen 60a–60f dargestellt. Jedes Klingenwerkzeug 60a–60f ist mit seinem Verbindungsteil 62a–62f in die Aufnahme 108 der Elektrowerkzeugmaschine 10 einsetzbar, so dass die Elektrowerkzeugmaschine 10 unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben erfüllen kann.Is exemplary in the 4a - 4f a number of different blade tools 60a - 60f shown. Every blade tool 60a - 60f is with its connecting part 62 - 62f in the recording 108 the power tool 10 can be used, so that the power tool 10 can fulfill different machining tasks.

So zeigt 4a ein Klingenwerkzeug 60a mit einer dreieckigen Klinge, die zwei seitliche Schneidkanten 64a aufweist. 4b zeigt ein Klingenwerkzeug 60b mit einer rechteckigen Klinge, die an den drei freien Außenkanten eine umlaufende Schneidkante 64b aufweist. 4c zeigt ein gezahntes Klingenwerkzeug 60c mit dreieckiger Klinge mit zwei seitliche Sägekanten 64c. Ein solches Klingenwerkzeug 60c eignet sich z. B. zur Bearbeitung, insbesondere zum Schneiden, von Rigips oder anderen, ähnlich weichen Materialien. 4d zeigt ein Klingenwerkzeug 60d besonders für Schabe- und Hobelarbeiten mit einer verbreiterten Kante 64d an einer Stirnseite des Klingenwerkzeugs 60d. Je nach Anstellwinkel des Klingenwerkzeugs 60d kann mit diesem geschabt oder gehobelt werden. 4e zeigt ein Klingenwerkzeug 60e, das bereichsweise, vorzugsweise an den Schneidkanten 64e, mit einer harten und/oder abrasiven Beschichtung 66e versehen ist, etwa einer Diamantbeschichtung. Ein solches Klingenwerkzeug 60e eignet sich zum Schleifen oder Polieren, je nach Körnung der Beschichtung 66e. 4f zeigt ein ganzflächig beschichtetes Klingenwerkzeug 60f mit einer dreieckigen Klinge entsprechend 4a. Die Beschichtung 66f kann z. B. eine Diamantbeschichtung sein. Ferner können alle gezeigten ein Klingenwerkzeuge 60a–60f ganz oder teilweise mit einer härtenden und/oder abrasiven Beschichtung versehen sein.So shows 4a a blade tool 60a with a triangular blade, the two lateral cutting edges 64a having. 4b shows a blade tool 60b with a rectangular blade, which at the three free outer edges a circumferential cutting edge 64b having. 4c shows a toothed blade tool 60c with triangular blade with two lateral saw edges 64c , Such a blade tool 60c is suitable for. B. for processing, in particular for cutting, Rigips or other, similar soft materials. 4d shows a blade tool 60d especially for cockroach and planing with a widened edge 64d on an end face of the blade tool 60d , Depending on the angle of attack of the blade tool 60d can be scraped or planed with this. 4e shows a blade tool 60e , in some areas, preferably at the cutting edges 64e , with a hard and / or abrasive coating 66e is provided, such as a diamond coating. Such a blade tool 60e suitable for grinding or polishing, depending on the grain of the coating 66e , 4f shows a full-surface coated blade tool 60f according to a triangular blade 4a , The coating 66f can z. B. be a diamond coating. Furthermore, all shown can be a blade tools 60a - 60f be wholly or partially provided with a hardening and / or abrasive coating.

Claims

Hand-held power tool ( 10 ) for a blade tool ( 60 ), comprising - a housing ( 20 ) with a grip area ( 40 ) and an operating unit ( 30 ) for activating the power tool ( 10 ) and / or a working movement, - one in the housing ( 20 ) arranged electronic unit ( 200 ) for charging the drive unit ( 80 ) with at least control and / or regulating signals coming from one in the housing ( 20 ) operating voltage unit ( 90 ) is supplied with a direct electrical voltage, - in the housing ( 20 ) arranged drive unit ( 80 ) for generating a working movement of the blade tool ( 60 ), wherein the drive unit ( 80 ) at least one piezoelectric or magnetostrictive actuator ( 100 ) comprising a volume of piezoelectrically or magnetostrictively stimulable material, and 50 ) for a replaceable blade tool ( 60 . 60a - 60f ) with a change mechanism for attaching and detaching the replaceable blade tool ( 60 . 60a - 60f ).

Hand-held power tool according to claim 1, wherein the receptacle ( 50 ) with a coupling element ( 106 ) with the drive unit ( 80 ) is coupled, preferably in the coupling element ( 106 ) is arranged.

Hand-held power tool according to claim 1 or 2, wherein the receptacle ( 50 ) for holding different blade tools ( 60 . 60a - 60f ) is provided, which fulfill different processing tasks.

Hand-held power tool according to one of the preceding claims, wherein the grip area ( 40 ) to the blade tool ( 60 . 60a - 60f ) is configured slip-proof and / or the blade tool ( 60 . 60a - 60f ) is protected with a cover against accidental intervention.

Hand-held power tool according to one of the preceding claims, wherein at least the drive unit ( 80 ), the electronics unit ( 200 ) and the operating voltage unit ( 90 ) so in the housing ( 20 ) that a center of gravity of the cutting machine near the grip area ( 40 ) lies.

Hand-held power tool according to one of the preceding claims, wherein the operating frequency of the at least one actuator ( 100 ) in the range between 10 kHz and 1000 kHz, preferably between 30 kHz and 50 kHz, in particular between 35 kHz and 45 kHz.

Hand-held power tool according to one of the preceding claims, wherein the operating voltage unit ( 90 ) an electrochemical storage ( 92 ), preferably a rechargeable electrochemical store ( 92 ).

Hand-held power tool according to one of the preceding claims, wherein the electronic unit ( 200 ) is formed to the at least one actuator ( 100 ) in a resonant frequency (f_res) and the electronics unit ( 200 ) a control unit ( 224 ) with frequency adaptation for tracking the resonance frequency (f_res) of the at least one actuator ( 100 ).

Hand-held power tool according to one of the preceding claims, wherein the electronic unit ( 200 ) on a board ( 210 ) is concentrated.

Hand-held power tool according to one of the preceding claims, wherein one or more optical and / or audible and / or haptic operation ( 120 . 122 ) for an activated state of the at least one actuator ( 100 ) are provided and / or a workfield lighting is provided.