EP2675592B1

EP2675592B1 - Hand-held power tool, in particular battery-powered screwdriver

Info

Publication number: EP2675592B1
Application number: EP12704764.5A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Fuchs; Amos Albert; Steffen Petereit; Christoph Koch; Istvan SZELL
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2032-02-14
Also published as: US20140048298A1; US9878427B2; WO2012110485A1; EP2675592A1; EP3023198B1; EP3023198A1; DE102011004364A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Akkuschrauber, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine Handwerkzeugmaschine der eingangs genannten Art ist nach der WO-2009/136 840 bekannt.The invention relates to a hand tool, in particular a cordless screwdriver, according to the preamble of claim 1. A hand tool of the type mentioned is according to the WO-2009 / 136,840 known.

State of the art

Bekannt sind Akkuschrauber, die in einem Gehäuse einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben einer Werkzeughalterung aufweisen, in die ein Werkzeug wie beispielsweise ein Schrauberbit einsetzbar ist. Zum Anziehen und Lösen von Schrauben sind die Akkuschrauber mit einem Drückerschalter zum Regulieren der Drehgeschwindigkeit versehen, außerdem weisen die Akkuschrauber eine Schalteinrichtung zum Umschalten der Drehrichtung auf. Auch das Drehmoment kann über eine Einstellvorrichtung eingestellt werden.Known are cordless screwdrivers having in a housing an electric drive motor for driving a tool holder into which a tool such as a screwdriver bit can be used. For tightening and loosening of screws, the cordless screwdrivers are provided with a trigger switch for regulating the rotational speed, in addition, the cordless screwdrivers have a switching device for switching the direction of rotation. The torque can also be adjusted via an adjusting device.

Disclosure of the invention

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Handwerkzeugmaschine so auszubilden, dass in ergonomischer Weise eine präzise Werkstückbearbeitung gegeben ist.Based on this prior art, the invention has the object, a hand tool machine in such a way that in an ergonomic way a precise workpiece machining is given.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Bei der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine handelt es sich beispielsweise um eine Bohrmaschine, einen Bohrhammer oder einen Schrauber wie zum Beispiel einen Akkuschrauber bzw. -bohrer, wobei grundsätzlich auch sonstige Handwerkzeugmaschinen in Betracht kommen, die einen Antriebsmotor, vorzugsweise einen elektrischen Antriebsmotor in einem Gehäuse zum Antreiben einer Werkzeughalterung aufweisen, in die ein Werkzeug einsetzbar ist, wobei die Werkzeughalterung als Arbeitsbewegung eine Drehbewegung ausführt. Die den Antriebsmotor umfassende Antriebseinrichtung wird über Stellgrößen bzw.-signale einer Regel- bzw. Steuereinrichtung eingestellt.The hand tool according to the invention is, for example, a drill, a hammer drill or a screwdriver such as a cordless screwdriver or drill, which in principle also other hand tool machines come into consideration, a drive motor, preferably an electric drive motor in a housing for driving a tool holder, in which a tool is used, wherein the tool holder performs a working movement as a rotary movement. The drive device comprising the drive motor is adjusted via manipulated variables or signals of a control or control device.

Die Handwerkzeugmaschine weist eine Sensoreinrichtung auf, über die eine vom Benutzer erzeugte Stellbewegung, insbesondere eine Drehbewegung und/oder Axialbewegung, zumindest eines Teils der Handwerkzeugmaschine ermittelbar ist. Die ermittelte Stellbewegung wird der Einstellung der Antriebseinrichtung zugrunde gelegt, indem aus der Stellbewegung in einer Regel- bzw. Steuereinrichtung in der Handwerkzeugmaschine eine Stellgröße erzeugt wird, die als Eingangsgröße für die Antriebseinrichtung dient. Der Antriebsmotor, welcher Bestandteil der Antriebseinrichtung ist, wird über die Stellgröße geregelt bzw. gesteuert. Die Stellbewegung - eine Drehbewegung und/oder eine axiale Bewegung - der Handwerkzeugmaschine, die sensorisch detektiert wird, stellt hierbei eine Ist-Größe dar.The handheld power tool has a sensor device, via which an actuating movement generated by the user, in particular a rotational movement and / or axial movement, of at least one part of the handheld power tool can be determined. The determined adjusting movement is based on the setting of the drive device by generating a manipulated variable from the adjusting movement in a regulating or control device in the handheld power tool, which serves as an input variable for the drive device. The drive motor, which is part of the drive device, is controlled or controlled via the manipulated variable. The adjusting movement - a rotary movement and / or an axial movement - of the hand tool machine, which is detected by sensors, in this case represents an actual variable.

Die Stellbewegung betrifft die Bewegung zumindest eines Teils der Handwerkzeugmaschine, insbesondere der Handwerkzeugmaschine als Ganzes, im Unterschied zu einer Betätigung eines Druckschalters bzw. -tasters, der beispielsweise bei Bohrmaschinen oder Akkuschraubern zur Einstellung der Motordrehzahl dient. Bei der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine wird dagegen die Bewegung zumindest eines Teils der Handwerkzeugmaschine bzw. eines wesentlichen Teils der Handwerkzeugmaschine, insbesondere der Handwerkzeugmaschine als Einheit ermittelt, die von dem Benutzer durch Führen und Halten des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine vorgegeben wird. Es handelt sich dagegen nicht um eine Betätigung des Druckschalters bzw. -tasters. In Betracht kommen sowohl absolute Bewegungen im Raum als auch Relativbewegungen gegenüber einem Referenzsystem, beispielsweise Relativbewegungen zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil der Handwerkzeugmaschine. Unter einem Teil einer Handwerkzeugmaschine wird insbesondere ein Bereich einer Handwerkzeugmaschine verstanden, beispielsweise ein Bereich, der den Griffbereich bildet, oder ein Bereich, der zur Aufnahme von zumindest einer Komponente des Antriebsstrangs dient, z. B. ein Motor und/oder Getriebe, oder ein Bereich, der den Werkzeugaufnahmebereich bildet.The adjusting movement relates to the movement of at least a portion of the power tool, in particular the power tool as a whole, in contrast to an operation of a pressure switch or push button, which is used for example in drills or cordless screwdrivers for adjusting the engine speed. In the hand tool according to the invention, however, the movement of at least a part of the power tool or a substantial part of the power tool, in particular the power tool is determined as a unit, which is predetermined by the user by guiding and holding the housing of the power tool. It is not an operation of the pushbutton or pushbutton. Both absolute movements in space and relative movements with respect to a reference system, for example relative movements between a first part and a second part of the handheld power tool, are possible. A part of a hand tool machine is understood in particular to mean a region of a hand tool, for example an area which forms the grip area or an area which serves to receive at least one component of the drive train, eg. As a motor and / or transmission, or an area that forms the tool receiving area.

In einer ersten Ausführungsform betrifft die Stellbewegung eine Drehbewegung der Handwerkzeugmaschine als Einheit um ihre Längsachse, welche von dem Bediener der Handwerkzeugmaschine ausgeführt wird. Die Drehbewegung erstreckt sich beispielsweise über einen Winkel von maximal 180 Grad, insbesondere maximal 90 Grad, ganz insbesondere maximal 45 Grad, wobei die Drehbewegung um die Längsachse im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn erfolgen kann. Indem die Handwerkzeugmaschine als Einheit von einem Bediener um einen bestimmten Winkel um ihre Längsachse gedreht wird, ähnelt diese Drehbewegung der Drehbewegung, die von einem Bediener eines nicht motorisierten Handwerkzeugs, z. B. eines Handschraubendrehers, ausgeführt wird, um z. B. eine Schraube anzuziehen bzw. festzuziehen.In a first embodiment, the adjusting movement relates to a rotary movement of the power tool as a unit about its longitudinal axis, which is performed by the operator of the power tool. The rotational movement extends, for example, over an angle of a maximum of 180 degrees, in particular a maximum of 90 degrees, very particularly a maximum of 45 degrees, wherein the rotational movement can take place about the longitudinal axis in a clockwise or counterclockwise direction. By rotating the hand tool machine as a unit by an operator at a certain angle about its longitudinal axis, this rotational movement is similar to the rotational movement experienced by an operator of a non-motorized hand tool, e.g. B. a hand screwdriver, is executed to z. B. tighten or tighten a screw.

In einer alternativen Ausführungsform betrifft die Stellbewegung eine Drehbewegung um die Längsachse nur eines ersten Teils der Handwerkzeugmaschine, der relativ zu einem zweiten Teil der Handwerkzeugmaschine drehbar gelagert ist. Bei dem ersten Teil der Handwerkzeugmaschine kann es sich z. B. um einen Griffbereich handeln, der ggf. eine oder mehrere Komponenten des Antriebsstrangs umfasst. Bei dem zweiten Teil der Handwerkzeugmaschine kann es sich z. B. um einen Werkzeugaufnahmebereich handeln, der außer einer Werkzeughalterung ggf. eine oder mehrere Komponenten des Antriebsstrangs umfasst.In an alternative embodiment, the adjusting movement relates to a rotational movement about the longitudinal axis of only a first part of the power tool, which is rotatably mounted relative to a second part of the power tool. In the first part of the power tool, it may, for. B. may be a grip area, which optionally comprises one or more components of the drive train. In the second part of the power tool, it may, for. B. may be a tool receiving area, which optionally comprises one or more components of the drive train in addition to a tool holder.

Über die mindestens eine Sensoreinrichtung werden aktuelle Zustände der Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bewegungen des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine ermittelt, die auf eine Betätigung durch die Bedienperson zurückgehen und zur Einstellung der Antriebseinrichtung dienen. Auf der Grundlage der sensorischen Informationen können die Drehzahl, das Drehmoment und/oder die Drehrichtung eingestellt werden, wobei sowohl stationäre bzw. quasistationäre Zustände mit einem konstanten Wert als auch dynamische Vorgänge mit einem sich zeitlich ändernden Verlauf der betreffenden motorischen Kenngrößen einstellbar sind.The at least one sensor device current states of the power tool, in particular movements of the housing of the power tool are determined, which go back to an operation by the operator and are used to adjust the drive means. On the basis of the sensory information, the speed, the torque and / or the direction of rotation can be adjusted, wherein both stationary or quasi-stationary states with a constant value as well as dynamic processes with a time-varying course of the relevant engine characteristics are adjustable.

Über die Sensoreinrichtung wird der aktuelle Zustand der Handwerkzeugmaschine ermittelt, welcher eine Reaktion auf die Betätigung durch die Bedienperson darstellt. Damit ist es möglich, in ergonomischer Weise Bewegungen, welche die Bedienperson auf die Handwerkzeugmaschine ausübt, zu interpretieren und daraus folgend die Stellgröße zur Einstellung der Antriebseinrichtung zu erzeugen.About the sensor device, the current state of the power tool is determined, which represents a response to the operation by the operator. This makes it possible to interpret in an ergonomic manner movements that exerts the operator on the power tool, and consequently to generate the manipulated variable for setting the drive device.

Auf diese Weise werden beispielsweise im Ansatz ausgeführte Bewegungen der Bedienperson zu Ende geführt oder intuitive Stellbewegungen, die die Bedienperson auf die Handwerkzeugmaschine ausübt, motorisch unterstützt bzw. umgesetzt.In this way, for example, executed in the approach movements of the operator to the end or intuitive positioning movements that exerts the operator on the power tool, motor assisted or implemented.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass grundsätzlich keine Drehrichtungs-, Anschalt- oder Drehzahlknöpfe bzw. Taster oder Schalter mehr gedrückt werden müssen, um die Funktionen der Handwerkzeugmaschine einzustellen.Another advantage is that in principle no direction of rotation, Anschalt- or speed buttons or buttons or switches must be pressed to adjust the functions of the power tool.

Da Bedienelemente wie Drehzahlknöpfe, Taster oder Schalter wegfallen, entfällt auch ein die Lebensdauer begrenzender Verschleiß bzw. Ausfall derselben. Darüber hinaus erlaubt ein Werkzeug nach einem der hier beschriebenen Prinzipen ein komplett geschlossenes Gehäuse. Abgesehen von der rotierenden Werkzeugaufnahme befinden sich keine Öffnungen im Werkzeuggehäuse, durch die Staub, Wasser oder sonstige Flüssigkeiten eindringen könnte.Since operating elements such as speed knobs, buttons or switches are eliminated, eliminating the life-limiting wear or failure of the same. In addition, a tool according to one of the principles described here allows a completely closed housing. Apart from the rotating tool holder, there are no openings in the tool housing through which dust, water or other liquids could penetrate.

Durch entsprechende axiale und/oder rotatorische Bewegungen der Handwerkzeugmaschine in Richtung auf das zu bearbeitende Werkstück zu, von diesem weg bzw. durch rotatorische Bewegungen, beispielsweise um die Werkzeugachse im oder gegen den Uhrzeigersinn können Anschalt-, Abschaltfunktionen, Drehrichtung, Drehzahl und/oder Drehmoment vorgegeben werden.By appropriate axial and / or rotational movements of the power tool in the direction of the workpiece to be machined, away from it or by rotational movements, for example around the tool axis clockwise or counterclockwise Anschalt-, Abschaltfunktionen, direction of rotation, speed and / or torque be specified.

Über die Sensoreinrichtung sind axiale und/oder rotatorische Bewegungen der Handwerkzeugmaschine ermittelbar, und zwar als absolute Bewegungen im Raum und/oder als Relativbewegung zwischen zwei Teilen, insbesondere Bauteilen, der Handwerkzeugmaschine, insbesondere zwischen einem Griffbereich und einem Werkzeugaufnahmebereich. Soweit lediglich ein einzelner Sensor vorhanden ist, kann über diesen vorteilhafterweise die Drehbewegung bzw. eine damit korrelierende Größe zumindest eines Teils der Handwerkzeugmaschine um die Werkzeuglängsachse erfasst werden. Bei der Sensoreinrichtung handelt es sich in diesem Fall beispielsweise um einen Drehratensensor bzw. einen Beschleunigungssensor zur Ermittlung einer absoluten Drehbewegung des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine oder einer Relativbewegung zwischen zwei Teilen der Handwerkzeugmaschine. Möglich ist auch die Ermittlung einer axialen, translatorischen Bewegung mittels eines geeigneten Sensors, beispielsweise eines Kraft- oder Wegsensors, über den eine axiale Stellbewegung bzw. eine daraus abgeleitete Größe entweder der gesamten Handwerkzeugmaschine oder eine axiale Relativbewegung zwischen zwei Teilen der Handwerkzeugmaschine ermittelbar ist.Axial and / or rotational movements of the power tool can be determined via the sensor device, specifically as absolute movements in space and / or as relative movement between two parts, in particular components, of the power tool, in particular between a grip area and a tool receiving area. As far as only a single sensor is present, can be detected about the tool longitudinal axis of this advantageously the rotational movement or a correlating size of at least a portion of the power tool. The sensor device in this case is, for example, a yaw rate sensor or an acceleration sensor for determining an absolute rotational movement of the housing of the handheld power tool or a relative movement between two parts of the handheld power tool. It is also possible to determine an axial, translatory movement by means of a suitable sensor, for example a force or displacement sensor, via which an axial adjusting movement or a movement thereof derived size of either the entire hand tool or an axial relative movement between two parts of the power tool can be determined.

Mittels der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine lassen sich verschiedene Funktionen realisieren. Die Drehzahl bzw. das Drehmoment des Antriebsmotors bzw. des Werkzeugs kann abhängig vom Drehwinkel eingestellt werden, mit dem der Bediener die Handwerkzeugmaschine um die Längsachse verdreht. Dies geschieht beispielsweise derart, dass eine größere Verdrehung der Handwerkzeugmaschine bzw. eines Teils der Handwerkzeugmaschine um die Werkzeuglängsachse eine höhere Drehzahl zur Folge hat. Des Weiteren ist es möglich, die Drehzahl abhängig von der Geschwindigkeit der vom Bediener ausgeführten Drehbewegung zu gestalten.By means of the hand tool according to the invention, various functions can be realized. The speed or the torque of the drive motor or of the tool can be set as a function of the angle of rotation with which the operator twists the handheld power tool about the longitudinal axis. This happens, for example, such that a greater rotation of the hand tool or a part of the power tool around the tool longitudinal axis has a higher speed result. Furthermore, it is possible to design the speed depending on the speed of the rotational movement performed by the operator.

Ferner kann die Drehrichtung des Antriebsmotors und damit der Handwerkzeugmaschine abhängig von der Drehrichtung sein, mit der der Bediener die Handwerkzeugmaschine bzw. ein Teil der Handwerkzeugmaschine um ihre Längsachse verdreht. Dies kann beispielsweise analog zu einem nicht motorisierten Handschraubendreher erfolgen, der zum Anziehen einer Schraube vom Bediener in die eine Richtung und zum Lösen einer Schraube in die andere Richtung gedreht wird.Furthermore, the direction of rotation of the drive motor and thus of the power tool can be dependent on the direction of rotation, with which the operator twists the power tool or a part of the power tool about its longitudinal axis. This can for example be analogous to a non-motorized hand screwdriver, which is rotated to tighten a screw by the operator in one direction and to loosen a screw in the other direction.

Gemäß einer weiteren Ausführung sind Drehzahl bzw. Drehmoment bei gleichem Auslenkungsverhalten des Benutzers abhängig von der Drehrichtung, um beispielsweise ein höheres Drehmoment für das Einschrauben einer Schraube bereitzustellen als für das Herausdrehen der Schraube.According to a further embodiment, speed or torque with the same deflection behavior of the user depending on the direction of rotation, for example, to provide a higher torque for screwing a screw than for unscrewing the screw.

Gemäß noch einer weiteren Ausführung kann über die Regel- bzw. Steuereinrichtung eine gleichbleibende Drehzahl unabhängig von der Arbeitslast realisiert werden, sofern sich der von der Bedienperson über die Handwerkzeugmaschinenbewegung erzeugte Benutzerwunsch nicht ändert. Damit kann beispielsweise beim Herausdrehen einer Schraube die Drehzahl konstant gehalten werden, obwohl weniger Drehmoment erforderlich ist.According to yet another embodiment, a constant speed can be realized independently of the workload on the control or regulating device, provided that the user request generated by the operator via the hand tool machine movement does not change. Thus, for example, when unscrewing a screw, the speed can be kept constant, although less torque is required.

In einer weiteren Ausführung kann die Drehzahl auch bei einem Absinken der Versorgungsspannung weitestgehend konstant gehalten werden.In a further embodiment, the speed can be kept largely constant even with a decrease in the supply voltage.

Durch ein Verdrehen der Handwerkzeugmaschine bzw. eines Teils der Handwerkzeugmaschine durch den Benutzer kann eine Drehzahlverstärkung realisiert werden, indem eine langsame Drehung der Handwerkzeugmaschine um die Werkzeuglängsachse zu einer höheren Drehzahl führt.By rotating the hand tool or a part of the hand tool by the user, a speed gain can be realized by a slow rotation of the power tool leads to the tool longitudinal axis to a higher speed.

Über die Regel- bzw. Steuereinrichtung kann eine Drehmomentabschaltung realisiert werden, bei der die Handwerkzeugmaschine abschaltet, falls die Schraube vollständig eingedreht ist.About the control or control device, a torque shutdown can be realized, in which the power tool shuts off, if the screw is completely screwed.

Des Weiteren ist eine Erkennung eines Durchdrehens möglich. Steigt beim Eindrehen einer Schraube das Drehmoment an und sinkt anschließend wieder ab, so kann davon ausgegangen werden, dass das Schraubloch ausgerissen ist bzw. ein eventuell vorhandener Dübel sich mitdreht. Bei einem schlagartigen Abbrechen des Drehmoments kann auf eine zerstörte, beispielsweise abgerissene Schraube geschlossen werden. In diesen beiden Fällen kann ein Fehler ausgegeben werden, beispielsweise als Meldung auf einem Display oder über eine Warnlampe. Die Veränderung des Drehmoments kann auch ohne eine Drehmomentmessung durch Drehratenänderung erkannt werden, da der Nutzer ein dem Werkzeugdrehmoment gegenläufiges Haltemoment aufbaut, welches sich bei schnellen Drehmomentänderungen träge verhält. Darüber hinaus kann durch direkte Strommessung bzw. durch das mitlaufend gerechnete Modell in einem Beobachter auf das abgegebene Drehmoment geschlossen werden.Furthermore, a detection of a spin is possible. If the torque increases when screwing in a screw and then sinks again, it can be assumed that the screw hole has ruptured or a possibly existing dowel is turning along. In a sudden cancellation of the torque can be closed on a destroyed, such as torn screw. In both cases, an error may be output, for example as a message on a display or via a warning lamp. The change in the torque can also be detected without a torque measurement by rotation rate change, since the user builds up a counter torque to the tool torque, which behaves sluggish with rapid torque changes. In addition, it can be concluded by direct current measurement or by the concurrently calculated model in an observer on the output torque.

Des Weiteren kann ein Rattern des Werkzeuges festgestellt werden, insbesondere durch Messung der Drehrate bzw. einer Drehbeschleunigung. Ein derartiges Ratterverhalten deutet auf ein abrutschendes Werkzeug hin, z.B. auf einen verschlissenen Schrauberbit auf einem Schraubenkopf bzw. auf ein nicht mehr ordnungsgemäß aufgenommenes Werkzeug in der Werkzeughalterung.Furthermore, a rattling of the tool can be determined, in particular by measuring the rate of rotation or a rotational acceleration. Such chatter behavior indicates a slipping tool, e.g. on a worn screwdriver bit on a screw head or on a no longer properly recorded tool in the tool holder.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wird genau eine, vom Benutzer erzeugte Stellbewegung zumindest eines Teils der Handwerkzeugmaschine über die Sensoreinrichtung detektiert und der Einstellung der Antriebseinrichtung zugrunde gelegt. Die eine Stellbewegung betrifft insbesondere eine Drehbewegung der Handwerkzeugmaschine als Einheit um ihre Längsachse oder alternativ eine Drehbewegung eines Teils der Handwerkzeugmaschine, z. B. eines Griffbereichs, relativ zu einem anderen Teil der Handwerkzeugmaschine, z. B. einem Werkzeugaufnahmebereich, wobei die Drehbewegung vom Bediener der Handwerkzeugmaschine ausgeführt wird. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der über eine erste Sensoreinrichtung eine erste Stellbewegung und über eine zweite Sensoreinrichtung eine zweite Stellbewegung zumindest eines Teils der Handwerkzeugmaschine, welche von dem Benutzer erzeugt wird, gemessen wird. Beide Stellbewegungen werden für die Einstellung der Antriebseinrichtung herangezogen. Die Stellbewegungen können sowohl zeitlich aufeinander als auch zeitgleich erfolgen. Des Weiteren können zwei translatorische, zwei rotatorische oder gemischt translatorisch-rotatorische Bewegungen stattfinden. Gegebenenfalls kommen auch mehr als zwei Stellbewegungen in Betracht, die sensorisch ermittelt und der Steuerung bzw. Regelung der Handwerkzeugmaschine zugrunde gelegt werden.In accordance with an advantageous embodiment, precisely one adjusting movement of at least one part of the hand-held power tool generated by the user is detected via the sensor device and based on the setting of the drive device. The one adjusting movement relates in particular to a rotary movement of the power tool as a unit about its longitudinal axis or alternatively a rotational movement of a part of the power tool, z. B. a grip area, relative to another part of the power tool, e.g. B. a tool receiving area, wherein the rotational movement is performed by the operator of the power tool. In principle, however, it is also possible to have an embodiment in which a first adjusting movement is measured via a first sensor device and a second adjusting movement of at least one part of the handheld power tool, which is generated by the user, via a second sensor device. Both actuating movements are used for the adjustment of the drive device. The positioning movements can take place both in time and at the same time. Furthermore, two translatory, two rotational or mixed translational-rotational movements can take place. Optionally, more than two actuating movements come into consideration, which are determined by sensors and the control or regulation of the power tool based on.

In einer vorteilhaften Ausführung detektiert eine erste Sensoreinrichtung eine Axialbewegung als eine erste Stellbewegung und eine zweite Sensoreinrichtung eine Drehbewegung als eine zweite Stellbewegung. Dabei kann die Axialbewegung eine Axialbewegung der Handwerkzeugmaschine als Einheit oder eine Relativbewegung zwischen einem ersten Teil der Handwerkzeugmaschine, z. B. einem Werkzeugaufnahmebereich, und einem zweiten Teil der Handwerkzeugmaschine, z. B. einem Griffbereich, darstellen. Die Axialbewegung als Relativbewegung zwischen zwei Teilen der Handwerkzeugmaschine kann ferner eine Axialbewegung zwischen einer Werkzeughalterung und einem Werkzeugaufnahmebereich sein. Die Drehbewegung kann ebenfalls entweder eine Drehbewegung der Handwerkzeugmaschine als Einheit oder eine Drehbewegung zwischen einem ersten Teil der Handwerkzeugmaschine, z. B. einem Werkzeugaufnahmebereich, und einem zweiten Teil der Handwerkzeugmaschine, z. B. einem Griffbereich, darstellen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform detektiert die erste Sensoreinrichtung eine erste Stellbewegung, welche eine Axialbewegung zwischen einem ersten Teil der Handwerkzeugmaschine, z. B. einem Werkzeugaufnahmebereich, und einem zweiten Teil der Handwerkzeugmaschine, z. B. einem Griffbereich, ist. Die zweite Sensoreinrichtung detektiert eine zweite Stellbewegung, die eine Drehbewegung der Handwerkzeugmaschine als Einheit bzw. Ganzes ist.In an advantageous embodiment, a first sensor device detects an axial movement as a first adjusting movement and a second sensor device detects a rotational movement as a second adjusting movement. In this case, the axial movement of an axial movement of the power tool as a unit or a relative movement between a first part of the power tool, z. B. a tool receiving area, and a second part of the power tool, z. B. a handle area represent. The axial movement as a relative movement between two parts of the power tool can also be an axial movement between a tool holder and a tool receiving area. The rotational movement can also be either a rotational movement of the power tool as a unit or a rotational movement between a first part of the power tool, z. B. a tool receiving area, and a second part of the power tool, z. B. a handle area represent. In a particularly preferred embodiment, the first sensor device detects a first adjusting movement, which is an axial movement between a first part of the power tool, z. B. a tool receiving area, and a second part of the power tool, z. B. a grip area, is. The second sensor device detects a second adjusting movement, which is a rotary movement of the handheld power tool as a unit or whole.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist ein Griffbereich der Handwerkzeugmaschine gegenüber einem Werkzeugaufnahmebereich um die Werkzeugachse verdrehbar gelagert. Dem Werkzeugaufnahmebereich ist eine erste Sensoreinrichtung zugeordnet, über die die Bewegung des Werkzeugaufnahmebereichs ermittelbar ist. Dem Griffbereich ist eine zweite Sensoreinrichtung zugeordnet, über die der Drehwinkel des Griffbereichs oder eine mit dem Drehwinkel korrelierende Größe detektiert werden kann. Unter einem Werkzeugaufnahmebereich wird ein Gehäusebereich verstanden, das zumindest die Werkzeugaufnahme umfasst, und ggf. zusätzlich eine oder mehrere Komponenten des Antriebsstrangs aufweist.According to an advantageous embodiment, a grip region of the handheld power tool is rotatably mounted relative to a tool receiving region about the tool axis. The tool receiving area is assigned a first sensor device, via which the movement of the tool receiving area can be determined. The grip area is assigned a second sensor device, by means of which the angle of rotation of the grip area or a variable correlating with the angle of rotation can be detected. A tool receiving area is understood to mean a housing area which comprises at least the tool receptacle and, if appropriate, additionally has one or more components of the drive train.

Es stehen somit über die beiden Sensoreinrichtungen mindestens zwei zusätzliche Informationen zur Verfügung, welche zur Einstellung der Antriebseinrichtung herangezogen werden können. Dadurch können auch verhältnismäßige komplexe Stellbewegungen der Bedienperson erfasst und in eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung umgesetzt werden.There are thus at least two additional information available via the two sensor devices, which can be used to set the drive device. As a result, even relatively complex actuating movements of the operator can be detected and converted into a corresponding control of the drive device.

Über die beiden Sensoreinrichtungen werden vorzugsweise unterschiedliche Bewegungen des Werkzeugaufnahmebereichs bzw. des Griffbereichs ermittelt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass über die erste Sensoreinrichtung die Axialbewegung des Werkzeugaufnahmebereiches bzw. eine mit der Axialbewegung korrelierende Größe ermittelbar ist, beispielsweise zeitliche Ableitungen der Axialbewegung oder die aus der Axialbewegung resultierende Anpresskraft zwischen dem im Werkzeugaufnahmebereich gehaltenen Werkzeug und dem zu bearbeitenden Werkstück bzw. einem Befestigungselement wie beispielsweise einer Schraube. Es ist auch möglich, nur den Kontakt zwischen der ersten Sensoreinrichtung und dem zu bearbeitenden Werkstück bzw. dem Befestigungselement zu ermitteln, beispielsweise auf elektrischem Wege durch Registrieren einer Änderung des elektrischen Feldes bzw. der Kapazität.Different movements of the tool receiving area or the grip area are preferably determined via the two sensor devices. According to an advantageous embodiment, it is provided that the axial movement of the tool receiving area or a correlated with the axial movement size can be determined via the first sensor means, for example, temporal derivatives of the axial movement or resulting from the axial contact pressure between the held in the tool holding area tool and the workpiece to be machined or a fastener such as a screw. It is also possible to determine only the contact between the first sensor device and the workpiece to be machined or the fastening element, for example by electrical means by registering a change in the electric field or the capacitance.

Die Axialbewegung, welche über die erste Sensoreinrichtung festgestellt werden kann, kann gegebenenfalls auch die relative Verschiebung zwischen dem Werkzeugaufnahmebereich und dem Griffbereich betreffen. Soweit der Werkzeugaufnahmebereich und der Griffbereich axial verschieblich aneinander gekoppelt und vorzugsweise zugleich über ein Federelement in Achsrichtung abgestützt sind, kann ein Anpressvorgang der Werkzeugmaschine auch über die axiale Relativverschiebung über eine damit korrelierenden Größe zwischen Werkzeugaufnahmebereich und Griffbereich detektiert werden. Möglich ist auch eine axiale Relativbewegung zwischen der Werkzeughalterung und dem Werkzeugaufnahmebereich; in diesem Fall ist die Werkzeughalterung verstellbar im Werkzeugaufnahmebereich gelagert.If appropriate, the axial movement, which can be detected via the first sensor device, may also relate to the relative displacement between the tool receiving region and the grip region. As far as the tool receiving area and the grip area are axially displaceable coupled to each other and preferably at the same time supported by a spring element in the axial direction, a pressing operation of the machine tool can also on the axial relative displacement be detected via a correlating size between tool receiving area and handle area. Also possible is an axial relative movement between the tool holder and the tool receiving area; In this case, the tool holder is adjustably mounted in the tool receiving area.

Der Werkzeugaufnahmebereich und der Griffbereich führen grundsätzlich voneinander unabhängige Bewegungen aus, welche über die jeweiligen Sensoreinrichtungen ermittelt werden können. Bei der Bewegung des Werkzeugaufnahmebereichs handelt es sich, wie vorbeschrieben, vorzugsweise um eine axiale Bewegung in Richtung der Werkzeugachse, bei der Bewegung des Griffbereichs dagegen zweckmäßigerweise um eine Drehbewegung um die Werkzeugachse. Die Drehbewegung wird über den Drehwinkel bzw. eine mit dem Drehwinkel korrelierende Größe ermittelt. Die Drehbewegung des Griffbereichs kann sowohl eine Verdrehung des Gesamtwerkzeuges im Raum bedeuten als auch eine Relativdrehbewegung zwischen Griffbereich und Werkzeugaufnahmebereich; im letztgenannten Fall kann die Relativdrehbewegung über eine Messung des relativen Drehwinkels oder eine daraus abgeleitete Größe, beispielsweise das Moment zwischen Griffbereich und Werkzeugaufnahmebereich ermittelt werden. Im Falle einer Verbindung zwischen Griffbereich und Werkzeugaufnahmebereich, die eine Relativdrehbewegung erlaubt, sind diese beiden Bauteile zweckmäßigerweise in Drehrichtung federnd aneinander abgestützt.The tool receiving area and the grip area basically execute mutually independent movements, which can be determined via the respective sensor devices. The movement of the tool receiving area is, as described above, preferably an axial movement in the direction of the tool axis, while the movement of the grip area, on the other hand, expediently involves a rotational movement about the tool axis. The rotational movement is determined via the angle of rotation or a variable correlating with the angle of rotation. The rotational movement of the grip region can mean both a rotation of the entire tool in space and a relative rotational movement between the grip region and tool receiving region; in the latter case, the relative rotational movement can be determined via a measurement of the relative angle of rotation or a variable derived therefrom, for example the moment between the grip area and the tool receiving area. In the case of a connection between the grip area and the tool receiving area, which allows a relative rotational movement, these two components are expediently resiliently supported in the direction of rotation.

Die Verbindung zwischen Griffbereich und Werkzeugaufnahmebereich mit der Möglichkeit einer Relativbewegung betrifft vorzugsweise nur die jeweiligen Gehäuseteile im Griff- bzw. Werkzeugaufnahmebereich, nicht jedoch den Antriebsstrang selbst, der die Antriebseinrichtung, ein Getriebe und die Werkzeughalterung zur Aufnahme des Werkzeugs umfasst. In diesem Fall muss auch eine Relativbewegung zwischen dem Antriebsstrang und zumindest entweder dem Griffbereich oder dem Werkzeugaufnahmebereich gegeben sein. Vorteilhafterweise ist der Antriebsstrang fest mit dem Werkzeugaufnahmebereich verbunden, wohingegen der Griffbereich eine Relativdrehbewegung gegenüber den im Griffbereich aufgenommenen Teilen des Antriebsstranges ausführen kann.The connection between the grip area and the tool receiving area with the possibility of a relative movement preferably relates only to the respective housing parts in the handle or tool receiving area, but not the drive train itself, which includes the drive device, a gear and the tool holder for receiving the tool. In this case, there must also be a relative movement between the drive train and at least either the grip area or the tool receiving area. Advantageously, the drive train is firmly connected to the tool receiving area, whereas the grip area can perform a relative rotational movement relative to the parts of the drive train received in the grip area.

Gegebenenfalls ist jedoch der Antriebsstrang so ausgeführt, dass auch verschiedene Teile des Antriebsstrangs eine Relativbewegung zueinander ausführen können. In diesem Fall können der Griffbereich und der Werkzeugaufnahmebereich mit den jeweils aufgenommenen Teilen des Antriebsstrangs fest verbunden sein.Optionally, however, the drive train is designed so that different parts of the drive train perform a relative movement to each other can. In this case, the grip area and the tool receiving area can be fixedly connected to the respectively recorded parts of the drive train.

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Handwerkzeugmaschine, die eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer vom Benutzer erzeugten Stellbewegung der Handwerkzeugmaschine aufweist, wird die Stellbewegung der Erzeugung einer Stellgröße zur Einstellung der Antriebseinrichtung zugrunde gelegt.In a method for operating a hand tool, which has a sensor device for determining a user-generated adjusting movement of the power tool, the adjusting movement is based on the generation of a manipulated variable for setting the drive device.

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Handwerkzeugmaschine, die mit einem Griffbereich und einem Werkzeugaufnahmebereich und jeweils zugeordneten Sensoreinrichtungen ausgestattet ist, wird in einem ersten Schritt über die erste Sensoreinrichtung, die dem Werkzeugaufnahmebereich zugeordnet ist, ein Andrücken oder Kontaktieren des Werkzeugs auf das Werkstück bzw. das Befestigungselement detektiert, woraufhin die Antriebseinrichtung in Startbereitschaft versetzt wird. In einem darauffolgenden Schritt wird von der Bedienperson der Griffbereich verdreht, wobei die Drehbewebung entweder absolut im Raum oder relativ zu dem Werkzeugaufnahmebereich über die zweite Sensoreinrichtung festgestellt wird. Daraufhin wird die Antriebseinrichtung gestartet, wobei in Abhängigkeit der ermittelten Messwerte die Drehzahl und/oder das Drehmoment der Antriebseinrichtung und gegebenenfalls auch weitere bestimmende Größen, insbesondere die Drehrichtung, als Funktion der Signale der Sensoreinrichtung eingestellt werden.In a method for operating a handheld power tool, which is equipped with a grip area and a tool receiving area and associated sensor devices, in a first step via the first sensor device, which is associated with the tool receiving area, pressing or contacting the tool on the workpiece or the Fastening detected, whereupon the drive device is set to start readiness. In a subsequent step, the operator grips the grip area, wherein the rotational movement is detected either absolutely in space or relative to the tool receiving area via the second sensor device. The drive device is then started, the rotational speed and / or the torque of the drive device and optionally also other determining variables, in particular the direction of rotation, being set as a function of the signals of the sensor device as a function of the determined measured values.

Mithilfe dieses Verfahrens kann beispielsweise mit einem Akkuschrauber eine Schraube auf ein Werkstück angesetzt und eingedreht werden. Das Andrücken des Akkuschraubers auf die Schraube und das Werkstück wird über die erste Sensoreinrichtung registriert. Da der Verdrehwiderstand der Schraube noch sehr gering ist, weil die Schraube nur mit ihrer Spitze auf dem Werkstück aufliegt, verdrehen sich der Griffbereich und der Werkzeugaufnahmebereich nicht relativ zueinander, wenn die Bedienperson den Akkuschrauber am Griffbereich verschwenkt bzw. um die Werkzeugachse verdreht. Zum Starten des Schraubvorgangs wird der Akkuschrauber am Griffbereich um die Werkzeugachse nach rechts - in Verschraubungsrichtung - verdreht, was über die zweite Sensoreinrichtung registriert wird. Da der Griffaufnahmebereich und der Werkzeugaufnahmebereich keine Relativbewegung zueinander ausführen, kann die Ausgangssituation identifiziert werden, dass die Schraube noch nicht in das Werkstück eingedreht worden ist. Der Schraubvorgang wird nun selbsttätig mit einem Drehmoment und einer Drehzahl gestartet, die speziell auf die Situation des Beginns des Eindrehens einer Schraube in einem Werkstück angepasst ist.Using this method, for example, with a cordless screwdriver a screw can be attached to a workpiece and screwed. The pressing of the cordless screwdriver on the screw and the workpiece is registered via the first sensor device. Since the resistance to rotation of the screw is still very low, because the screw rests only with its tip on the workpiece, the handle area and the tool receiving area do not rotate relative to each other when the operator pivots the cordless screwdriver on the handle area or rotated about the tool axis. To start the screwing the cordless screwdriver on the handle area around the tool axis to the right - in the screwing - twisted, which is registered via the second sensor device. Since the handle receiving area and the tool receiving area perform no relative movement to each other, the initial situation be identified that the screw has not yet been screwed into the workpiece. The screwing is now started automatically with a torque and a speed that is specially adapted to the situation of the beginning of screwing a screw in a workpiece.

Sofern die Schraube bereits teilweise in ein Werkstück eingeschraubt worden ist und der Akkuschrauber nun angesetzt wird, wird wiederum zunächst der Kontakt zwischen dem Werkzeug im Werkzeugaufnahmebereich und der Schraube über die erste Sensoreinrichtung registriert und der Antriebsmotor in Startbereitschaft versetzt. Bei einer manuell ausgeführten Relativbewegung des Griffbereichs um die Werkzeugachse wird aufgrund des großen Verdrehwiderstands der Schraube im Werkstück der Griffbereich eine Relativdrehbewegung gegenüber dem Werkzeugaufnahmebereich ausführen. Das hierbei entstehende Moment kann über die zweite Sensoreinrichtung registriert werden. Der Schraubvorgang wird nun selbsttätig gestartet, wobei Drehzahl und Drehmoment an den höheren Verdrehwiderstand angepasst werden.If the screw has already been partially screwed into a workpiece and the cordless screwdriver is now attached, again the contact between the tool in the tool receiving area and the screw is first registered via the first sensor device and the drive motor is set to start readiness. In the case of a manually executed relative movement of the grip area about the tool axis, due to the large resistance to torsion of the screw in the workpiece, the grip area will execute a relative rotational movement relative to the tool receiving area. The resulting torque can be registered via the second sensor device. The screwing process is now started automatically, whereby the speed and torque are adapted to the higher torsional resistance.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Handwerkzeugmaschine als eine Einheit ausgeführt, bei der lediglich die angetriebene Werkzeugaufnahme rotatorisch um die Werkzeugachse verdrehbar gelagert ist. Durch eine Inertial-Sensoreinrichtung in der Handwerkzeugmaschine können korrelierende Größen zu Stellbewegungen der Bedienperson bezüglich Drehrichtung, Drehwinkel und/oder Drehgeschwindigkeit im Raum erfasst und in eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung umgesetzt werden.According to a further advantageous embodiment, the power tool is designed as a unit in which only the driven tool holder is rotatably mounted rotatably about the tool axis. By means of an inertial sensor device in the handheld power tool, correlating variables to actuating movements of the operator with respect to the direction of rotation, angle of rotation and / or rotational speed in space can be detected and converted into a corresponding activation of the drive device.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1: in schematischer Darstellung eine als Akkuschrauber ausgeführte Handwerkzeugmaschine mit annähernd zylindrischem Gehäuse, das einen vorderen Werkzeugaufnahmebereich und einen hinteren Griffbereich aufweist, wobei der Griffbereich relativ zum Werkzeugaufnahmebereich verdrehbar ist und sowohl im Werkzeugaufnahmebereich als auch im Griffbereich jeweils eine Sensoreinrichtung angeordnet ist,
Fig. 2: die Handwerkzeugmaschine gemäß Fig. 1 im Schnitt,
Fig. 3: ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Handwerkzeugmaschine, deren Griffbereich sich zum Teil senkrecht zur Werkzeugachse erstreckt, in schematischer Darstellung,
Fig. 4: ein Systembild mit einer Prinzipdarstellung der Komponenten einer Handwerkzeugmaschine,
Fig. 5: ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Handwerkzeugmaschine mit einteilig ausgeführtem Gehäuse in schematischer Darstellung,
Fig. 6: die Handwerkzeugmaschine gemäß Fig. 5 im Schnitt.

Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

Fig. 1: a schematic representation of a running as a cordless power tool handheld machine with approximately cylindrical housing having a front tool receiving area and a rear handle portion, wherein the handle portion is rotatable relative to the tool receiving area and both a sensor device is disposed both in the tool receiving area and in the handle area,
Fig. 2: the hand tool according to Fig. 1 on average,
Fig. 3: a further embodiment with a hand tool, whose gripping area extends partly perpendicular to the tool axis, in a schematic representation,
Fig. 4: a system image with a schematic representation of the components of a hand tool,
Fig. 5: a further embodiment with a hand tool with integrally executed housing in a schematic representation,
Fig. 6: the hand tool according to Fig. 5 on average.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Die Handwerkzeugmaschine 1 gemäß den Fig. 1 und 2 weist ein zweiteiliges Gehäuse 2 auf, das einen vorderen Werkzeugaufnahmebereich 3 und einen hinten liegenden Griffbereich 4 umfasst, wobei der Griffbereich 4 relativ zum Werkzeugaufnahmebereich 3 um die Werkzeug- bzw. Längsachse verdrehbar ausgebildet ist. Im Gehäuse 2 ist zumindest eine Akkuzelle 21 und eine Antriebseinrichtung, insbesondere ein akkubetriebener Elektromotor 23 aufgenommen, der gemeinsam mit einem Getriebe 25 und einer im Werkzeugaufnahmebereich 3 angeordneten Werkzeughalterung 5 einen Antriebsstrang bildet. Die Werkzeughalterung 5 dient zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeuges 6, beispielsweise eines Schrauberbits.The hand tool 1 according to the Fig. 1 and 2 has a two-part housing 2, which comprises a front tool receiving area 3 and a rear grip area 4, wherein the grip area 4 is rotatable relative to the tool receiving area 3 about the tool or longitudinal axis. In the housing 2, at least one battery cell 21 and a drive device, in particular a battery-powered electric motor 23 is accommodated, which forms a drive train together with a gear 25 and a tool holder 3 arranged in the tool holder 5. The tool holder 5 serves to receive an insert tool 6, for example a screwdriver bit.

Der maximale Relativdrehwinkel zwischen Werkzeugaufnahmebereich 3 und Griffbereich 4 beträgt vorzugsweise nur wenige Grad, beispielsweise maximal plus/minus 10° oder plus/minus 20°, bezogen auf eine Ausgangs- bzw. Neutralstellung. Zwischen dem Werkzeugaufnahmebereich 3 und dem Griffbereich 4 befindet sich ein Federelement 27, welches in Drehrichtung ein Federmoment ausübt. Das Federmoment hält den Griffbereich 4 gegenüber dem Werkzeugaufnahmebereich 3 in der Ausgangs- bzw. Neutralstellung, soweit von außen keine Kräfte bzw. Momente auf die Handwerkzeugmaschine wirken. Die Relativdrehbewegung zwischen Werkzeugaufnahmebereich 3 und Griffbereich 4 findet im Übergangsbereich 7 zwischen diesen beiden Bauteilen statt. Auch das Federelement 27 ist zweckmäßigerweise in dem Übergangsbereich 7 angeordnet.The maximum relative rotational angle between the tool receiving area 3 and the grip area 4 is preferably only a few degrees, for example at most plus / minus 10 ° or plus / minus 20 °, based on an initial or neutral position. Between the tool receiving area 3 and the grip area 4 there is a spring element 27 which exerts a spring moment in the direction of rotation. The spring torque keeps the grip area 4 in relation to the tool receiving area 3 in the initial or neutral position, as far as there are no forces or moments acting on the hand tool machine from the outside. The relative rotational movement between the tool receiving area 3 and handle area 4 takes place in Transition region 7 between these two components instead. Also, the spring element 27 is suitably arranged in the transition region 7.

Im Werkzeugaufnahmebereich 3 ist eine erste Sensoreinrichtung 8 angeordnet, über die eine erste Stellbewegung, hier eine axiale Bewegung des Werkzeugaufnahmebereichs 3 bzw. eine daraus abgeleitete Größe ermittelt werden kann. Es ist insbesondere möglich, über die Sensoreinrichtung 8 eine Anpresskraft beim Ansetzen des Einsatzwerkzeugs 6 und Andrücken gegen ein Befestigungselement, wie zum Beispiel eine Schraube, zu detektieren. Die Anpresskraft wirkt in Richtung der Werkzeugachse 11.In the tool receiving area 3, a first sensor device 8 is arranged, via which a first adjusting movement, in this case an axial movement of the tool receiving area 3 or a variable derived therefrom, can be determined. In particular, it is possible to detect, via the sensor device 8, a contact pressure during application of the insert tool 6 and pressing against a fastening element, such as a screw. The contact force acts in the direction of the tool axis 11.

Im Griffbereich 4 befindet sich eine zweite Sensoreinrichtung 9, über die eine zweite Stellbewegung, hier der relative Drehwinkel des Griffbereichs 4 gegenüber dem Werkzeugaufnahmebereich 3 festgestellt werden kann. Gegebenenfalls kann über die zweite Sensoreinrichtung 9 zusätzlich oder alternativ auch eine absolute Verdrehung der Handwerkzeugmaschine 1 im Raum detektiert werden. Die zweite Sensoreinrichtung 9 ist als Drehratensensor ausgebildet.In the grip area 4 is a second sensor device 9, via which a second adjusting movement, here the relative angle of rotation of the grip area 4 relative to the tool receiving area 3, can be determined. If appropriate, an absolute rotation of the handheld power tool 1 in the room can additionally or alternatively also be detected via the second sensor device 9. The second sensor device 9 is designed as a rotation rate sensor.

Des Weiteren ist ein Hauptschalter 10 vorgesehen, über den die Handwerkzeugmaschine ein- bzw. ausgeschaltet wird. Der Hauptschalter 10 dient der Aktivierung und Deaktivierung von elektronischen Bauteilen (nicht dargestellt) der Handwerkzeugmaschine 1, z. B. der Sensoreinrichtungen 8, 9. Mit Hilfe des Hauptschalters 10 wird die Handwerkzeugmaschine 1 insgesamt in Startbereitschaft versetzt. Die Aktivierung des Hauptschalters 10 startet noch nicht den Elektromotor 23. Der Hauptschalter 10 dient somit nicht der Aktivierung und Deaktivierung des Elektromotors 23 oder der Einstellung der Drehrichtung des Elektromotors 23 und damit der Werkzeughalterung 5 (Rechts/Linkslauf). Ist der Hauptschalter 10 deaktiviert, kann der Elektromotor nicht gestartet werden und die Handwerkzeugmaschine 1 insgesamt nicht betrieben werden. Der Hauptschalter 10 kann in einer einfachen Ausführungsform als manuell betätigbarer Schalter ausgeführt sein.Furthermore, a main switch 10 is provided, via which the power tool is switched on or off. The main switch 10 is used to activate and deactivate electronic components (not shown) of the power tool 1, z. B. the sensor devices 8, 9. With the help of the main switch 10, the power tool 1 is put into ready to start altogether. The activation of the main switch 10 does not yet start the electric motor 23. The main switch 10 is thus not the activation and deactivation of the electric motor 23 or the setting of the direction of rotation of the electric motor 23 and thus the tool holder 5 (right / left rotation). If the main switch 10 is deactivated, the electric motor can not be started and the handheld power tool 1 as a whole can not be operated. The main switch 10 may be configured as a manually operable switch in a simple embodiment.

Über die erste Sensoreinrichtung 8 wird der Kontakt zwischen dem Einsatzwerkzeug 6 und dem Werkstück bzw. dem Befestigungselement festgestellt, was zur Aktivierung der zweiten Sensoreinrichtung 9 bzw. zum Versetzen der Antriebseinrichtung in Startbereitschaft führt.The contact between the insertion tool 6 and the workpiece or the fastening element is determined via the first sensor device 8, which leads to the activation of the second sensor device 9 or to the displacement of the drive device into starting readiness.

Die Sensoreinrichtung 9 im Griffbereich 4 ist auf die Neutral- bzw. Ausgangsstellung kalibriert und kann Auslenkungen des Griffbereichs 4 aus der Neutralstellung in beide Richtungen detektieren. Dadurch ist es möglich, selbsttätig in Abhängigkeit einer Stellbewegung des Griffbereichs 4 durch die Bedienperson die Drehrichtung der Antriebseinrichtung zu steuern. Die Drehrichtung der Antriebseinrichtung ergibt sich demnach aus der Richtung, in die der Griffbereich 4 vom Bediener verdreht wird. Dies hat den Vorteil, dass der Bediener die Drehrichtung der Antriebseinrichtung einstellen kann, ohne dass er einen Drehrichtungsschalter an der Handwerkzeugmaschine betätigen muss. Dies hat ferner den Vorteil, dass der Bediener intuitiv die Drehrichtung der Antriebseinrichtung einstellen kann analog zur Handhabung eines nicht motorisierten Handschraubendrehers. Des Weiteren wird durch die Ermittlung des Drehmoments und/oder des Relativdrehwinkels zwischen Griffbereich 4 und Werkzeugaufnahmebereich 3 die Höhe der Verdrehauslenkung ermittelt, welche der Ansteuerung von Drehzahl bzw. Drehmoment der Antriebseinrichtung zugrunde gelegt wird.The sensor device 9 in the grip region 4 is calibrated to the neutral or initial position and can detect deflections of the grip region 4 from the neutral position in both directions. This makes it possible to automatically control the direction of rotation of the drive device as a function of an adjusting movement of the grip area 4 by the operator. The direction of rotation of the drive device thus results from the direction in which the grip area 4 is rotated by the operator. This has the advantage that the operator can adjust the direction of rotation of the drive device without having to actuate a direction-of-rotation switch on the handheld power tool. This also has the advantage that the operator can intuitively adjust the direction of rotation of the drive device analogous to the handling of a non-motorized manual screwdriver. Furthermore, by determining the torque and / or the relative rotational angle between the grip area 4 and the tool receiving area 3, the height of the twisting steering is determined, which is used to control the rotational speed or torque of the drive device.

Die Handwerkzeugmaschine 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich eine sich unterscheidende Geometrie des Gehäuses 2 auf. Der Griffbereich 4 ist wie im ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 gegenüber dem Werkzeugaufnahmebereich 3 um die Werkzeugachse 11 verdrehbar gelagert. Der Griffbereich 4 weist ein Motoraufnahmeteil 4a auf, das annähernd zylindrisch ausgeführt ist und dessen Achse mit der Werkzeugachse 11 zusammenfällt. Des Weiteren gehört zum Griffbereich 4 ein Griff 4b, der sich im Wesentlichen orthogonal zum Motoraufnahmeteil 4a erstreckt und an dem der Hauptschalter 10 angeordnet ist. Die Relativdrehbewegung des Griffbereichs 4 um die Werkzeugachse 11 gegenüber dem Werkzeugaufnahmebereich 3, der mit der ersten Sensoreinrichtung 8 versehen ist, wird über die zweite Sensoreinrichtung 9 registriert. Die erste Sensoreinrichtung 8 dient dagegen zum Erfassen einer axialen Anpresskraft des Werkzeugs 6 gegen ein Werkstück bzw. ein Befestigungselement.The hand tool 1 according to the embodiment according to Fig. 3 has only a different geometry of the housing 2 compared to the first embodiment. The grip area 4 is as in the first embodiment according to the Fig. 1 and 2 mounted rotatably relative to the tool receiving area 3 about the tool axis 11. The grip region 4 has a motor receiving part 4 a, which is made approximately cylindrical and whose axis coincides with the tool axis 11. Furthermore, the handle region 4 includes a handle 4b, which extends substantially orthogonal to the motor receiving part 4a and on which the main switch 10 is arranged. The relative rotational movement of the grip area 4 about the tool axis 11 with respect to the tool receiving area 3, which is provided with the first sensor device 8, is registered via the second sensor device 9. By contrast, the first sensor device 8 serves to detect an axial contact force of the tool 6 against a workpiece or a fastening element.

Im Übrigen ist der Aufbau und sind die Funktionen des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2.Incidentally, the structure and the functions of the second embodiment are according to Fig. 3 the same as in the first embodiment according to the Fig. 1 and 2 ,

In Fig. 4 ist ein Systembild einer als Akkuschrauber ausgeführten Handwerkzeugmaschine mit den verschiedenen, symbolisch dargestellten Komponenten gezeigt. Die Handwerkzeugmaschine 1 weist eine Antriebseinrichtung 12 auf, die einen elektrischen Antriebsmotor sowie ein dem Motor zugeordnetes Getriebe umfasst. Über die Antriebseinrichtung 12 wird eine Werkzeugwelle 13 zur Aufnahme eines Werkzeugs der Handwerkzeugmaschine angetrieben. Der elektrische Motor der Antriebseinrichtung 12 wird von einer Leistungselektronik 14 mit einer Steuerspannung beaufschlagt, wobei der Leistungselektronik 14 eine Regel- bzw. Steuereinrichtung 15 zur Erzeugung einer Stellgröße zugeordnet ist. Die Regel- bzw. Steuereinrichtung 15 empfängt als Eingangssignale sensorisch ermittelte Daten von Sensoreinrichtungen 8 und 9, wobei es sich bei der Sensoreinrichtung 8 beispielhaft um einen Encoder zur Ermittlung der Drehzahl der Werkzeugwelle 13 und bei der zweiten Sensoreinrichtung 9 um einen Drehratensensor zur Ermittlung der Drehbewegung der Handwerkzeugmaschine im Raum handelt. Über die erste Sensoreinrichtung 8 kann der aktuelle Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine festgestellt werden, insbesondere die Tatsache, ob die Handwerkzeugmaschine eingeschaltet ist und die Werkzeugwelle umläuft oder still steht. Über den Drehratensensor kann eine räumliche Stellbewegung ermittelt werden, die ein Benutzer auf die Handwerkzeugmaschine ausübt. Alternativ zu einem Drehratensensor als zweite Sensoreinrichtung 9 können auch zwei Beschleunigungssensoren eingesetzt werden (nicht dargestellt). Die Beschleunigungssensoren sind hierfür in einer Ebene senkrecht zur Werkzeugachse angeordnet, wobei die beiden Beschleunigungssensoren im gleichen Abstand zur Werkzeugachse einander gegenüberliegen.In Fig. 4 is a system image of a designed as a cordless power tool hand tool with the various components shown symbolically shown. The hand tool 1 has a drive device 12, which comprises an electric drive motor and a transmission associated with the motor. About the drive means 12, a tool shaft 13 is driven for receiving a tool of the power tool. The electric motor of the drive device 12 is acted upon by a power electronics 14 with a control voltage, wherein the power electronics 14 is associated with a control or control device 15 for generating a manipulated variable. The regulating or control device 15 receives sensor-determined data from sensor devices 8 and 9 as input signals, wherein the sensor device 8 is an encoder for determining the rotational speed of the tool shaft 13 and the second sensor device 9 is a rotation rate sensor for determining the rotational movement the hand tool machine in the room is trading. About the first sensor device 8, the current operating state of the power tool can be determined, in particular the fact whether the power tool is turned on and the tool shaft rotates or stands still. About the rotation rate sensor, a spatial adjustment movement can be determined, which exerts a user on the power tool. As an alternative to a yaw rate sensor as the second sensor device 9, two acceleration sensors can also be used (not shown). For this purpose, the acceleration sensors are arranged in a plane perpendicular to the tool axis, wherein the two acceleration sensors face each other at the same distance from the tool axis.

Optional kann der Regel- bzw. Steuereinrichtung 15 auch ein der Leistungselektronik 14 gemessener Strom als Eingangsgröße zugeführt werden.Optionally, the control or control device 15 can also be supplied with power measured by the power electronics 14 as an input variable.

Aus den Eingangsgrößen wird in der Regel- bzw. Steuereinrichtung 15 eine Stellgröße ermittelt, die als Sollwert der Leistungselektronik 14 zugeführt wird, um den gewünschten Wert der Spannung zu erzeugen, mit dem der elektrische Motor der Antriebseinrichtung 12 beaufschlagt wird.From the input variables, a manipulated variable is determined in the regulating or control device 15, which is supplied as set value of the power electronics 14 in order to generate the desired value of the voltage with which the electric motor of the drive device 12 is acted upon.

Der Leistungselektronik 14 ist ein Akku 17 zur Stromversorgung zugeordnet. Außerdem kann der Leistungselektronik 14 ein Schaltersignal eines Schalters 16 als Eingangswert zugeführt werden, wobei das Schaltersignal den aktuellen Zustand ein/aus der Handwerkzeugmaschine repräsentiert. Dieses Signal kann gegebenenfalls auch der Regel- bzw. Steuereinrichtung 15 zugeführt werden.The power electronics 14 is associated with a battery 17 for power. In addition, the power electronics 14, a switch signal of a switch 16 are supplied as an input value, wherein the switch signal is the current state represents a / from the power tool. If appropriate, this signal can also be supplied to the regulating or control device 15.

Alternativ zu einer sensorischen Ermittlung kann eine Größe oder können mehrere Größen auch über ein Beobachtermodell ermittelt werden. Dies betrifft beispielsweise den Stromwert in der Leistungselektronik 14, welcher optional als Eingangsgröße der Regel- bzw. Steuereinrichtung 15 zugeführt wird.As an alternative to a sensory determination, one size or several variables can also be determined via an observer model. This applies, for example, to the current value in the power electronics 14, which is optionally supplied as an input variable to the regulating or control device 15.

Die Handwerkzeugmaschine 1 gemäß den Fig. 5 und 6 ist der Form und Art nach als Stabschrauber ausgebildet und weist ein Gehäuse 2 auf, das einen vorderen Werkzeugaufnahmebereich 3 und einen hinten liegenden Griffbereich 4 umfasst. Im Gehäuse 2 ist zumindest eine Akkuzelle 21 und eine Antriebseinrichtung, insbesondere ein akkubetriebener Elektromotor 23 aufgenommen, der gemeinsam mit einem Getriebe 25 und einer im Werkzeugaufnahmebereich 3 angeordneten Werkzeughalterung 5 einen Antriebsstrang bildet. Die Werkzeughalterung 5 dient zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeuges 6, beispielsweise eines Schrauberbits. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sind der Werkzeugaufnahmebereich 3 und der Griffbereich 4 in der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 nicht drehbar zueinander gelagert. Das Gehäuse 2 ist in dem Übergangsbereich zwischen Werkzeugaufnahmebereich 3 und Griffbereich 4 starr, insbesondere einteilig, ausgebildet.The hand tool 1 according to the FIGS. 5 and 6 is the shape and type of trained as a rod wrench and has a housing 2, which includes a front tool receiving area 3 and a rear grip area 4. In the housing 2, at least one battery cell 21 and a drive device, in particular a battery-powered electric motor 23 is accommodated, which forms a drive train together with a gear 25 and a tool holder 3 arranged in the tool holder 5. The tool holder 5 serves to receive an insert tool 6, for example a screwdriver bit. Unlike the embodiment according to Fig. 1 and 2 For example, the tool receiving portion 3 and the grip portion 4 in the embodiment are as shown in FIG FIGS. 5 and 6 not rotatably mounted to each other. The housing 2 is rigid in the transition region between the tool receiving area 3 and handle area 4, in particular in one piece.

In der Handwerkzeugmaschine 1 ist eine Sensoreinrichtung 8 angeordnet, über die eine axiale Bewegung der Werkzeughalterung 5 gegenüber der Handwerkzeugmaschine bzw. eine daraus abgeleitete Größe ermittelt werden kann. Es ist insbesondere möglich, über die Sensoreinrichtung 8 eine Anpresskraft beim Ansetzen des Einsatzwerkzeugs 6 und Andrücken gegen ein Befestigungselement, wie zum Beispiel eine Schraube, zu detektieren. Die Anpresskraft wirkt in Richtung der Werkzeugachse 11.In the hand tool 1, a sensor device 8 is arranged, via which an axial movement of the tool holder 5 relative to the hand tool or a variable derived therefrom can be determined. In particular, it is possible to detect, via the sensor device 8, a contact pressure during application of the insert tool 6 and pressing against a fastening element, such as a screw. The contact force acts in the direction of the tool axis 11.

Im Griffbereich 4 befindet sich eine zweite Sensoreinrichtung 9, über die Drehrichtung, Drehwinkel und/oder Drehgeschwindigkeit der Handwerkzeugmaschine 1 als Einheit im Raum erfasst wird. Die ermittelten Sensorwerte können im Raum sowohl absolut, beispielsweise gegenüber der Richtung der Erdbeschleunigung, als auch relativ zu einem vorhergehenden Zustand sein; im letztgenannten Fall handelt es sich beispielsweise um die Drehrate. Die zweite Sensoreinrichtung 9 ist als Drehratensensor ausgebildet.In the grip area 4 is a second sensor device 9, is detected by the direction of rotation, angle of rotation and / or rotational speed of the power tool 1 as a unit in the room. The determined sensor values can be in space both absolutely, for example with respect to the direction of gravitational acceleration, and relative to a previous state; in the latter case For example, this is the rotation rate. The second sensor device 9 is designed as a rotation rate sensor.

Des Weiteren ist ein Hauptschalter 10 vorgesehen, über den die Handwerkzeugmaschine ein- bzw. ausgeschaltet wird. Die Funktion des Hauptschalters 10 entspricht im Wesentlichen der Funktion des Hauptschalters der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2.Furthermore, a main switch 10 is provided, via which the power tool is switched on or off. The function of the main switch 10 substantially corresponds to the function of the main switch of the embodiment according to Fig. 1 and 2 ,

Über die erste Sensoreinrichtung 8 wird der Kontakt zwischen dem Werkzeug 6 und dem Werkstück bzw. dem Befestigungselement festgestellt, was zur Aktivierung der zweiten Sensoreinrichtung 9 bzw. zum Versetzen der Antriebseinrichtung in Startbereitschaft führt.About the first sensor device 8, the contact between the tool 6 and the workpiece or the fastener is detected, which leads to the activation of the second sensor device 9 and for putting the drive device in start readiness.

Die Sensoreinrichtung 9 im Griffbereich 4 kann zum Beispiel zum Zeitpunkt des Versetzens in Startbereitschaft auf die Neutral- bzw. Ausgangsstellung kalibriert werden und kann Auslenkungen des Griffbereichs 4 aus der Neutralstellung in beide Richtungen detektieren. Dadurch ist es möglich, selbsttätig in Abhängigkeit einer Stellbewegung des Griffbereichs 4, und damit der Handwerkzeugmaschine 1 als Ganzes, durch die Bedienperson die Drehrichtung der Antriebseinrichtung zu steuern. Des Weiteren wird durch die Ermittlung der Drehrate und/oder des Verdrehwinkels der Handwerkzeugmaschine 1 im Raum die Ansteuerung von Drehzahl bzw. Drehmoment der Antriebseinrichtung vorgenommen.The sensor device 9 in the grip region 4 can be calibrated to the neutral or initial position, for example, at the time of shifting into starting readiness and can detect deflections of the grip region 4 from the neutral position in both directions. This makes it possible to automatically control the direction of rotation of the drive device as a function of an adjusting movement of the grip region 4, and thus of the handheld power tool 1 as a whole, by the operator. Furthermore, the determination of the rate of rotation and / or the angle of rotation of the power tool 1 in space, the control of speed or torque of the drive device is made.

Eine Handwerkzeugmaschine nach Ausführungsbeispiel gem. Fig. 6 kann ebenso eine Geometrie des Gehäuses 2 gemäß Fig. 3 aufweisen.A hand tool according to embodiment gem. Fig. 6 can also be a geometry of the housing 2 according to Fig. 3 exhibit.

Claims

Hand-held power tool, in particular drill, hammer drill or screwdriver, having a drive means (12), disposed in a housing (2), for driving a tool (6) received in a tool receiving region (3), wherein the hand-held power tool (1) has a sensor device (8, 9), by means of which a user-generated actuating motion of at least a part of the hand-held power tool (1) can be determined, and an actuating quantity can be generated from the determined actuating motion, in a closed-loop or open-loop control device (15) in the hand power tool device (1), for the purpose of setting the drive means (12), characterized in that the user-generated actuating motion is a rotational motion and an axial motion of at least a part of the hand-held power tool.
Hand-held power tool according to Claim 1, characterized in that the user-generated actuating motion is a relative rotation between a first part and a second part of the hand-held power tool (1).
Hand-held power tool according to Claim 2, characterized in that the user-generated actuating motion is a relative rotation between a handle region (4) and a tool receiving region (3).
Hand-held power tool according to Claim 1, characterized in that the user-generated actuating motion is a rotational motion of the hand-held power tool (1) as a unit about the tool longitudinal axis (11).
Hand-held power tool according to Claim 1, characterized in that the user-generated actuating motion is a rotational motion of a handle region (4).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (8, 9) comprises a rotation-rate sensor for determining a rotational motion, or a quantity that correlates therewith, of at least a part of the hand-held power tool (1) about the tool longitudinal axis.
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (8, 9) comprises an acceleration sensor for determining a rotational motion, or a quantity that correlates therewith, of at least a part of the hand-held power tool (1) about the tool longitudinal axis.
Hand-held power tool according to any one of Claims 2 to 7, characterized in that the direction of rotation of the rotational motion can be determined by means of the sensor device (8, 9).
Hand-held power tool according to any one of Claims 2 to 8, characterized in that the rotational angle, the rotation rate and/or the torque of the rotational motion can be determined by means of the sensor device (8, 9).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the relative rotational angle, or the torque, between the tool receiving region (3) and the handle region (4) can be determined by means of the sensor device (9).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the absolute rotational angle of the handle region (4) in space can be determined by means of a sensor device (9).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the direction of rotation of the drive means (12) can be set by means of the actuating quantity generated in the closed-loop or open-loop control device (15).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotational speed and/or the torque of the drive means (12) can be set by means of the actuating quantity generated in the closed-loop or open-loop control device (15).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the user-generated actuation motion is an axial motion.
Hand-held power tool according to Claim 14, characterized in that the axial motion is a relative motion between a first part and a second part of the hand-held power tool (1).
Hand-held power tool according to either of Claims 14 or 15, characterized in that the axial motion is a relative motion between a tool receiving region (3) and a handle region (4).
Hand-held power tool according to either of Claims 14 or 15, characterized in that the axial motion is a relative motion between a tool holder and the tool receiving region (3).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the axial motion of the tool receiving region (3), or a quantity that correlates to the axial motion, can be determined by means of the sensor device (8).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the axial pressing force of the tool receiving region (3) can be determined by means of the sensor device (8).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the contact between a tool (6) and a workpiece to be worked, or a fastening element, can be determined by means of the sensor device (8).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that a first user-generated actuating motion can be determined by means of a first sensor device (8), and a second user-generated actuating motion can be determined by means of a second sensor device (9).
Hand-held power tool according to Claim 21, characterized in that the first actuating motion is an axial motion of the tool receiving region (3), and the second actuating motion is a rotational motion of the hand-held power tool (1) as a unit about the tool longitudinal axis (11).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that the hand-held power tool (1) has a handle region (4) and a tool receiving region (3), the motion of the tool receiving region (3) can be determined by means of a first sensor device (8), and the motion of the handle region (4) can be determined by means of a second sensor device (9).
Hand-held power tool according to Claim 23, characterized in that the handle region (4) is mounted so as to be adjustable relative to the tool receiving region (3), in particular rotatable about the tool axis (11).
Hand-held power tool according to Claims 21 to 24, characterized in that the rotational angle, or a quantity that correlates to the rotational angle, of the handle region (4) can be determined by means of the second sensor device (9).
Hand-held power tool according to any one of the preceding claims, characterized in that a main switch (10) is provided, by means of which the hand-held power tool is switched on and off.
Method for operating a hand-held power tool according to any one of Claims 1 to 26, in which a user-generated actuating motion of at least a part of the hand-held power tool (1) is determined by sensor means, and the actuating motion is used as the basis for the generation of an actuating quantity for setting the drive means (12).
Method according to Claim 27, in which the pressing or contacting of the tool (6) on to the workpiece, or a fastening element, is first detected by sensor means, and the drive means (12) is made ready for starting, and in which the handle region (4) is then rotated and the rotational motion is detected by sensor means, whereupon the drive means (12) is started, and the rotational speed and/or the torque of the drive means (12) is/are set as a function of the signals of the first and/or second sensor device (8, 9).