EP3670095A1 - Handheld machine tool - Google Patents

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EP3670095A1
EP3670095A1 EP18214666.2A EP18214666A EP3670095A1 EP 3670095 A1 EP3670095 A1 EP 3670095A1 EP 18214666 A EP18214666 A EP 18214666A EP 3670095 A1 EP3670095 A1 EP 3670095A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
tool
striker
striking mechanism
exciter piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18214666.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Schallert
Jürgen Pritz
Marcel Wondra
Carl Hoffmann
Walter Vallaster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
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Priority to CN201980079537.2A priority patent/CN113165151B/en
Priority to PCT/EP2019/025465 priority patent/WO2020126089A1/en
Priority to US17/291,216 priority patent/US11364611B2/en
Priority to EP19828542.1A priority patent/EP3898116B1/en
Publication of EP3670095A1 publication Critical patent/EP3670095A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
    • B25D11/12—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism
    • B25D11/125—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism with a fluid cushion between the crank drive and the striking body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
    • B25D11/062—Means for driving the impulse member comprising a wobbling mechanism, swash plate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/091—Electrically-powered tool components
    • B25D2250/095—Electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/391—Use of weights; Weight properties of the tool

Definitions

  • the hand tool 1 has a handle 9 , by means of which the user can hold and guide the hand tool 1 in operation.
  • the handle 9 is attached to a machine housing 10 .
  • the handle 9 is preferably arranged at an end of the handheld power tool 1 or of the machine housing 10 remote from the tool holder 2 .
  • a working axis 7 parallel to the striking direction 5 and running centrally through the tool holder 2 preferably runs through the handle 9 when it can be gripped with one hand.
  • the handle 9 can be partially decoupled from the machine housing 10 by damping elements in order to dampen vibrations of the striking mechanism 4 .
  • the user can put the handheld power tool 1 into operation by means of a button 11 . Pressing the button 11 activates the motor 8.
  • the button 11 is preferably arranged on the handle 9 , as a result of which it can be operated by the hand gripping the handle 9 .
  • the striking mechanism 4 has an exciter piston 12 , a racket 13 and a striker 14.
  • the exciter piston 12 , the striker 13 and the striker 14 are arranged successively on the working axis 7 in the striking direction 5 .
  • the excitation piston 12 is coupled to the motor 8 via a gear train 15 .
  • the gear train converts the rotary movement of the motor 8 into a periodic forward and backward movement of the excitation piston 12 on the working axis 7 .
  • An exemplary gear train contains an eccentric wheel 16 and a connecting rod 17.
  • the gear train 15 can contain, among other things, a step-down gear which adjusts the speed of the electric motor 8 to the speed of the eccentric wheel 16 .
  • the speed of the eccentric wheel 16 corresponds to the nominal number of strokes of the striking mechanism 4.
  • other mechanisms can convert the rotational movement of the electric motor 8 into the translational movement of the exciter piston 12 , for example a wobble drive.
  • the gear train 15 has a reduction ratio of at least 15 to 1, preferably at least 20 to 1, preferably at least 30 to 1.
  • An upper limit for the reduction ratio is assumed to be 80 to 1.
  • the high gear ratio requires several stages connected in series. First, each gear stage increases the moment of inertia, which reduces the dynamics. There are also losses due to friction. And the multiple stages require volume, which runs counter to the tendency to build the handheld power tools 1 compactly.
  • the electric motor 8 has a high nominal speed.
  • the nominal speed is greater than 60,000 revolutions per minute, preferably greater than 80,000 revolutions per minute.
  • the striking mechanism 4 strikes with the nominal number of strikes, ie the striking mechanism 4 operates with the optimum efficiency.
  • the speed of the electric motor 8 is preferably less than 200,000 revolutions per minute. Electric motors with higher speeds should require a filigree structure of the rotor 20 , which does not withstand the load changes and accompanying torque changes permanently.
  • the electric motor 8 has a power output of at least 250 W (watts) at the nominal speed. For larger combination hammers or chisel hammers, an electric motor 8 with a power output of at least 500 W up to 3,000 W is necessary.
  • the electric motor 8 is preferably a brushless electric motor 8.
  • the brushless electric motor 8 has a stator 21 and a rotor 20.
  • the stator 21 generates a rotating magnetic field which specifies the speed of the rotor 20 .
  • the rotor 20 can contain permanent magnets that interact with the rotating magnetic field.
  • the brushless electric motor 8 can be designed as a reluctance motor, the rotor 20 of which is made of a soft magnetic material.
  • the electric motor 8 preferably has a rotor 20 with a low moment of inertia so that the electric motor 8 can react dynamically to the load changes.
  • a moment of inertia of the rotor 20 is preferably less than 10 g cm2 (grams times square centimeter).
  • the electric motor 8 enables high acceleration, a mass of the electric motor 8 to its nominal power is preferably less than 0.2 g / W (grams per watt). A lower limit is 0.03 g / W.
  • the rotor 20 preferably has an elongated structure. A length of the rotor 20 is significantly larger than the diameter of the rotor 20 , preferably at least 3 times as long.

Abstract

Eine meißelnde Handwerkzeugmaschine (1) hat einen Werkzeughalter (2) zum Haltern eines Werkzeugs (3) auf einer Arbeitsachse (7), einen Elektromotor (8) und ein Schlagwerk (4). Das Schlagwerk hat einen mit dem Motor gekoppelten Erregerkolben (12), einen auf der Arbeitsachse geführten Schläger (13) und eine von dem Erregerkolben und dem Schläger abgeschlossene pneumatische Kammer (18) zum Ankoppeln einer Bewegung des Schlägers an den Erregerkolben. Die Drehzahl des Elektromotors entspricht dem wenigstens 15-fachen einer Schlagzahl des Schlagwerks.A chiseling hand machine tool (1) has a tool holder (2) for holding a tool (3) on a working axis (7), an electric motor (8) and an impact mechanism (4). The striking mechanism has an exciter piston (12) coupled to the motor, a striker (13) guided on the working axis and a pneumatic chamber (18) which is closed off from the exciter piston and the striker and for coupling movement of the striker to the exciter piston. The speed of the electric motor corresponds to at least 15 times the number of blows of the striking mechanism.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine meißelnde Handwerkzeugmaschine, z.B. einen Bohrhammer oder einen Elektromeißel.The present invention relates to a chiseling hand tool, e.g. a hammer drill or an electric chisel.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Eine meißelnde Handwerkzeugmaschine hat einen Werkzeughalter zum Haltern eines Werkzeugs auf einer Arbeitsachse, einen Elektromotor und ein Schlagwerk. Das Schlagwerk hat einen mit dem Motor gekoppelten Erregerkolben, einen auf der Arbeitsachse geführten Schläger und eine von dem Erregerkolben und dem Schläger abgeschlossene pneumatische Kammer zum Ankoppeln einer Bewegung des Schlägers an den Erregerkolben. Die Drehzahl des Elektromotors entspricht dem wenigstens 20-fachen einer Schlagzahl des Schlagwerks. Die Drehzahl des Elektromotors ist vorzugsweise größer als 60.000 Umdrehungen pro Minute.A chiseling hand machine tool has a tool holder for holding a tool on a working axis, an electric motor and a striking mechanism. The percussion mechanism has an exciter piston coupled to the motor, a racket guided on the working axis and a pneumatic chamber which is closed off from the exciter piston and the racket for coupling movement of the racket to the exciter piston. The speed of the electric motor corresponds to at least 20 times the number of blows of the striking mechanism. The speed of the electric motor is preferably greater than 60,000 revolutions per minute.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

  • Fig. 1 einen Bohrhammer
The following description explains the invention using exemplary embodiments and figures. The figures show:
  • Fig. 1 a hammer drill

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.Identical or functionally identical elements are indicated by the same reference symbols in the figures, unless stated otherwise.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION

Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine 1 schematisch einen Bohrhammer. Der Bohrhammer hat einen Werkzeughalter 2, in welchen ein Werkzeug 3 eingesetzt und verriegelt werden kann. Die Werkzeuge 3 können beispielsweise Bohrer für die drehmeißelnde Bearbeitung von mineralischen Bauwerkstoffen, wie Beton oder Gestein, oder Meißel für die rein meißelnde Bearbeitung der selben Bauwerkstoffe sein. Der Bohrhammer 1 enthält ein pneumatisches Schlagwerk 4, welches im Betrieb periodisch Schläge in Schlagrichtung 5 auf das Werkzeug 3 ausübt. Zudem kann die Handwerkzeugmaschine 1 eine Abtriebswelle 6 aufweisen, welche im Betrieb den Werkzeughalter 2 und damit das Werkzeug 3 um eine Arbeitsachse 7 dreht. Das Schlagwerk 4 und die Abtriebswelle 6 werden von einem Elektromotor 8, angetrieben. Die Abtriebswelle 6 kann in meißelnden Handwerkzeugmaschinen 1 abschaltbar sein; rein meißelnden Handwerkzeugmaschinen 1 sind ohne Abtriebswelle. Fig. 1 shows schematically a hammer drill as an example of a chiseling hand machine tool 1 . The hammer drill has a tool holder 2 , in which a tool 3 can be inserted and locked. The tools 3 can, for example, drill bits for the chiseling machining of mineral building materials, such as concrete or stone, or chisels for the purely chiseling processing of the same construction materials. The hammer drill 1 contains a pneumatic hammer mechanism 4 , which periodically strikes the tool 3 in the direction of impact 5 during operation. In addition, the handheld power tool 1 can have an output shaft 6 which rotates the tool holder 2 and thus the tool 3 about a working axis 7 during operation. The striking mechanism 4 and the output shaft 6 are driven by an electric motor 8 . The output shaft 6 can be switched off in chiseling hand machine tools 1 ; purely chiseling hand machine tools 1 are without an output shaft.

Die Handwerkzeugmaschine 1 hat einen Handgriff 9, mittels welchem der Anwender die Handwerkzeugmaschine 1 im Betrieb halten und führen kann. Der Handgriff 9 ist an einem Maschinengehäuse 10 befestigt. Vorzugsweise ist der Handgriff 9 an einem von der Werkzeughalter 2 entfernten Ende der Handwerkzeugmaschine 1 bzw. des Maschinengehäuses 10 angeordnet. Eine zu der Schlagrichtung 5 parallele und mittig durch den Werkzeughalter 2 verlaufende Arbeitsachse 7 verläuft vorzugsweise durch den Handgriff 9, wenn dieser einhändig zu greifen ist. Der Handgriff 9 kann durch Dämpfelemente von dem Maschinengehäuse 10 teilweise entkoppelt sein, um Vibrationen des Schlagwerks 4 zu dämpfen.The hand tool 1 has a handle 9 , by means of which the user can hold and guide the hand tool 1 in operation. The handle 9 is attached to a machine housing 10 . The handle 9 is preferably arranged at an end of the handheld power tool 1 or of the machine housing 10 remote from the tool holder 2 . A working axis 7 parallel to the striking direction 5 and running centrally through the tool holder 2 preferably runs through the handle 9 when it can be gripped with one hand. The handle 9 can be partially decoupled from the machine housing 10 by damping elements in order to dampen vibrations of the striking mechanism 4 .

Der Anwender kann die Handwerkzeugmaschine 1 mittels eines Tasters 11 in Betrieb nehmen. Das Betätigen des Tasters 11 aktiviert den Motor 8. Der Taster 11 ist vorzugsweise an dem Handgriff 9 angeordnet, wodurch dieser von der den Handgriff 9 umgreifenden Hand betätigt werden kann.The user can put the handheld power tool 1 into operation by means of a button 11 . Pressing the button 11 activates the motor 8. The button 11 is preferably arranged on the handle 9 , as a result of which it can be operated by the hand gripping the handle 9 .

Das Schlagwerk 4 hat einen Erregerkolben 12, einen Schläger 13 und einen Döpper 14. Der Erregerkolben 12, der Schläger 13 und der Döpper 14 sind in Schlagrichtung 5 aufeinanderfolgend auf der Arbeitsachse 7 liegend angeordnet. Der Erregerkolben 12 ist über einen Getriebestrang 15 an den Motor 8 angekoppelt. Der Getriebestrang setzt die Drehbewegung des Motors 8 in eine periodische Vor- und Rückbewegung des Erregerkolbens 12 auf der Arbeitsachse 7 um. Ein beispielhafter Getriebestrang enthält ein Exzenterrad 16 und ein Pleuel 17. Der Getriebestrang 15 kann unter anderem ein untersetzendes Getriebe enthalten, welches die Drehzahl des Elektromotors 8 auf Drehzahl des Exzenterrads 16 anpasst. Die Drehzahl des Exzenterrads 16 entspricht der nominellen Schlagzahl des Schlagwerks 4. Anstelle eines Exzenterrads 16 können andere Mechanismen die Rotationsbewegung des Elektromotors 8 in die Translationsbewegung des Erregerkolbens 12 umwandeln, z.B. ein Taumelantrieb.The striking mechanism 4 has an exciter piston 12 , a racket 13 and a striker 14. The exciter piston 12 , the striker 13 and the striker 14 are arranged successively on the working axis 7 in the striking direction 5 . The excitation piston 12 is coupled to the motor 8 via a gear train 15 . The gear train converts the rotary movement of the motor 8 into a periodic forward and backward movement of the excitation piston 12 on the working axis 7 . An exemplary gear train contains an eccentric wheel 16 and a connecting rod 17. The gear train 15 can contain, among other things, a step-down gear which adjusts the speed of the electric motor 8 to the speed of the eccentric wheel 16 . The speed of the eccentric wheel 16 corresponds to the nominal number of strokes of the striking mechanism 4. Instead of an eccentric wheel 16 , other mechanisms can convert the rotational movement of the electric motor 8 into the translational movement of the exciter piston 12 , for example a wobble drive.

Der Schläger 13 wird an die Bewegung des Erregerkolbens 12 durch eine pneumatische Kammer 18, auch als Luftfeder bezeichnet, angekoppelt. Die pneumatische Kammer 18 ist längs der Arbeitsachse 7 antriebsseitig durch den Erregerkolben 12 und werkzeugseitig durch den Schläger 13 abgeschlossen. Der Schläger 13 ist dazu als Kolben ausgebildet. In der dargestellten Variante ist die pneumatische Kammer 18 in radialer Richtung durch ein Führungsrohr 19 abgeschlossen. Der Erregerkolben 12 und der Schläger 13 gleiten luftdicht anliegend an der Innenfläche des Führungsrohrs 19. In anderen Ausgestaltung kann der Erregerkolben topfförmig ausgebildet sein. Der Schläger gleitet innerhalb des Erregerkolbens. Analog kann der Schläger topfförmig ausgebildet sein, wobei der Erregerkolben innerhalb des Schlägers gleitet. Der Schläger 13 bewegt sich angekoppelt über die pneumatische Kammer 18 periodisch parallel zu der Schlagrichtung 5 zwischen einem antriebsseitigen Umkehrpunkt und einem werkzeugseitigen Umkehrpunkt. Der werkzeugseitige Umkehrpunkt ist durch den Döpper 14 vorgegeben, auf welchen der Schläger 13 im werkzeugseitigen Umkehrpunkt aufschlägt. Der Döpper 14 überträgt den Schlag auf das in dem Werkzeughalter 2 angeordnete Werkzeug 3. The striker 13 is coupled to the movement of the exciter piston 12 by a pneumatic chamber 18 , also referred to as an air spring. The pneumatic chamber 18 is closed along the working axis 7 on the drive side by the exciter piston 12 and on the tool side by the striker 13 . The racket 13 is designed as a piston. In the variant shown, the pneumatic chamber 18 is closed in the radial direction by a guide tube 19 . The exciter piston 12 and the striker 13 slide airtightly against the inner surface of the guide tube 19. In another embodiment, the exciter piston can be cup-shaped. The racket slides within the exciter piston. Analogously, the racket can be cup-shaped, the exciter piston sliding within the racket. The striker 13 , coupled via the pneumatic chamber 18, moves periodically parallel to the impact direction 5 between a drive-side reversal point and a tool-side reversal point. The tool-side reversal point is predetermined by the striker 14 , on which the striker 13 strikes in the tool-side reversal point. The striker 14 transmits the blow to the tool 3 arranged in the tool holder 2 .

Eine Schlagzahl ist für die Handwerkzeugmaschine 1 mit dem pneumatischen Schlagwerk 4 weitgehend fest. Die Schlagzahl entspricht der Umlaufzeit des Erregerkolbens 12. Die Umlaufzeit ist an die Flugzeit des Schlägers 13 angepasst, um eine effiziente EnergieÜbertragung zu gewährleisten. Das Schlagwerk 4 zeigt hierbei ein Verhalten wie es typischerweise von resonant angeregten Systemen bekannt ist. Eine optimale Energieübertragung ist bei der nominellen Schlagzahl der Handwerkzeugmaschine 1 gegeben. Abweichungen von mehr als 10 % führen typischerweise bereits zu einer nichttolerierbaren Verringerung der Effizienz. Typische Schlagzahlen liegen in einem Bereich zwischen 10 Schlägen pro Sekunde bis 100 Schlägen pro Sekunde. Meißelhämmer mit einer hohen Schlagenergie oberhalb von 15 J (Joule) haben typischerweise eine geringe Schlagzahl, im Bereich zwischen 10 und 40 Schlägen pro Sekunde. Meißelhämmer und Kombihämmer mit mittleren und geringen Schlagenergien im Bereich zwischen 0,5 J und 15 J haben typische Schlagzahlen im Bereich zwischen 40 und 100 Schlägen pro Sekunde.A number of blows is largely fixed for the handheld power tool 1 with the pneumatic striking mechanism 4 . The number of strokes corresponds to the orbital period of the excitation piston 12. The orbital period is adapted to the flight time of the club 13 in order to ensure efficient energy transmission. The striking mechanism 4 shows a behavior that is typically known from resonantly excited systems. Optimal energy transfer is given at the nominal number of strokes of handheld power tool 1 . Deviations of more than 10% typically lead to an intolerable reduction in efficiency. Typical beat numbers range from 10 beats per second to 100 beats per second. Chisel hammers with a high impact energy above 15 J (joules) typically have a low impact rate, in the range between 10 and 40 impacts per second. Chisel hammers and combi hammers with medium and low impact energies in the range between 0.5 J and 15 J have typical impact rates in the range between 40 and 100 impacts per second.

Das pneumatische Schlagwerk 4 hat gewünscht ein stark diskontinuierliches Verhalten bei der Leistungsabgabe. Der Schläger 13 gibt die während eines Umlaufs erhaltene kinetische Energie in sehr kurzer Zeit in Form eines Schlages ab. Dies führt zu einer diskontinuierlichen Leistungsaufnahme des pneumatischen Schlagwerks 4 von dem Elektromotor 8. Der Schläger 13 wird in weniger als einem Achtel des Umlaufs durch den Erregerkolben 12 in Schlagrichtung 5 beschleunigt. Ansonsten bewegt sich der Schläger 13 nahezu kraftfrei. Dies führt zu erheblichen Lastwechsel für den antreibenden Elektromotor 8. Gängige Handwerkzeugmaschinen verwenden daher Elektromotoren mit großem Trägheitsmoment des Rotors 20. Das Trägheitsmoment wirkt quasi als Puffer während der Beschleunigungsphase des Schlägers 13. The pneumatic hammer mechanism 4 has desired a strongly discontinuous behavior in the power output. The bat 13 releases the kinetic energy obtained during one revolution in a very short time in the form of a blow. This leads to discontinuous power consumption of the pneumatic striking mechanism 4 by the electric motor 8. The striker 13 is accelerated in less than one eighth of the revolution by the excitation piston 12 in the striking direction 5 . Otherwise, the club 13 moves almost without force. This leads to considerable load changes for the driving electric motor 8 Handheld power tools therefore use electric motors with a large moment of inertia of the rotor 20. The moment of inertia acts as a buffer during the acceleration phase of the striker 13.

Die Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine 1 verfolgt einen anderen Ansatz. Der Elektromotor 8 ist ausgelegt auf den dynamischen Lastwechsel der Schlagwerks 4 unmittelbar reagieren zu können. Dazu hat der Elektromotor 8 eine verglichen zu der Schlagzahl des pneumatischen Schlagwerks 4 hohen Drehzahl. Die Drehzahl beträgt das wenigstens 15-fache, vorzugsweise wenigstens 20-fache, vorzugsweise wenigstens 30-fache, der Schlagzahl. In anderen Worten, im Betrieb dreht sich der Rotor des Elektromotors 8 wenigstens 15 mal pro Schlag und damit pro Umlauf des Schlägers 13. Der Elektromotor 8 dreht sich während der kurzen Beschleunigungsphase des Schlägers 13 wenigstens zweibis dreimal. Vorzugsweise ist die Energieabgabe pro Umdrehung des Rotors 20 geringer als 1 Joule.The embodiment of handheld power tool 1 takes a different approach. The electric motor 8 is designed to be able to react directly to the dynamic load change of the striking mechanism 4 . For this purpose, the electric motor 8 has a high speed in comparison to the number of blows of the pneumatic hammer mechanism 4 . The speed is at least 15 times, preferably at least 20 times, preferably at least 30 times the number of strokes. In other words, in operation, the rotor of the electric motor 8 rotates at least 15 times per stroke and thus per revolution of the racket 13. The electric motor 8 rotates at least two to three times during the short acceleration phase of the racket 13 . Preferably, the energy output per revolution of the rotor 20 is less than 1 joule.

Der Getriebestrang 15 hat ein Untersetzungsverhältnis von wenigstens 15 zu 1, vorzugsweise wenigstens 20 zu 1, vorzugsweise wenigstens 30 zu 1. Eine obere Grenze für das Untersetzungsverhältnis wird bei 80 zu 1 vermutet. Die hohe Untersetzung erfordert mehrere in Serie geschaltete Stufen. Zunächst erhöht jede Getriebestufe das Trägheitsmoment, welche die Dynamik reduziert. Zudem ergeben sich Verluste durch Reibung. Und die mehreren Stufen benötigen Volumen, welches der Tendenz die Handwerkzeugmaschinen 1 kompakt aufzubauen zuwiderläuft.The gear train 15 has a reduction ratio of at least 15 to 1, preferably at least 20 to 1, preferably at least 30 to 1. An upper limit for the reduction ratio is assumed to be 80 to 1. The high gear ratio requires several stages connected in series. First, each gear stage increases the moment of inertia, which reduces the dynamics. There are also losses due to friction. And the multiple stages require volume, which runs counter to the tendency to build the handheld power tools 1 compactly.

Der Elektromotor 8 hat eine hohe nominelle Drehzahl. Die nominelle Drehzahl ist größer als 60.000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise größer als 80.000 Umdrehungen pro Minute. Bei der nominellen Drehzahl des Elektromotors 8 schlägt das Schlagwerk 4 mit der nominellen Schlagzahl, d.h. das Schlagwerk 4 arbeitet mit der optimalen Effizienz. Die Drehzahl des Elektromotors 8 ist vorzugsweise geringer als 200.000 Umdrehungen pro Minute. Elektromotoren mit höheren Drehzahlen dürften einen filigranen Aufbau des Rotors 20 benötigen, welcher die Lastwechsel und einhergehenden Drehmomentänderungen nicht dauerhaft übersteht.The electric motor 8 has a high nominal speed. The nominal speed is greater than 60,000 revolutions per minute, preferably greater than 80,000 revolutions per minute. At the nominal speed of the electric motor 8 , the striking mechanism 4 strikes with the nominal number of strikes, ie the striking mechanism 4 operates with the optimum efficiency. The speed of the electric motor 8 is preferably less than 200,000 revolutions per minute. Electric motors with higher speeds should require a filigree structure of the rotor 20 , which does not withstand the load changes and accompanying torque changes permanently.

Der Elektromotor 8 hat bei der nominellen Drehzahl eine Leistungsabgabe von wenigstens 250 W (Watt). Für größere Kombihämmer oder Meißelhämmer ist ein Elektromotor 8 mit einer Leistungsabgabe von wenigstens 500 W bis zu 3.000 W notwendig.The electric motor 8 has a power output of at least 250 W (watts) at the nominal speed. For larger combination hammers or chisel hammers, an electric motor 8 with a power output of at least 500 W up to 3,000 W is necessary.

Der Elektromotor 8 ist vorzugsweise ein bürstenloser Elektromotor 8. Der bürstenlose Elektromotor 8 hat einen Stator 21 und einen Rotor 20. Der Stator 21 erzeugt ein umlaufendes Magnetfeld, welches die Drehzahl des Rotors 20 vorgibt. Der Rotor 20 kann Permanentmagnete enthalten, die mit dem umlaufenden Magnetfeld interagieren. In einer anderen Ausgestaltung kann der bürstenlose Elektromotor 8 als Reluktanzmotor ausgebildet sein, dessen Rotor 20 aus einem weichmagnetischen Material besteht.The electric motor 8 is preferably a brushless electric motor 8. The brushless electric motor 8 has a stator 21 and a rotor 20. The stator 21 generates a rotating magnetic field which specifies the speed of the rotor 20 . The rotor 20 can contain permanent magnets that interact with the rotating magnetic field. In another embodiment, the brushless electric motor 8 can be designed as a reluctance motor, the rotor 20 of which is made of a soft magnetic material.

Der Elektromotor 8 hat vorzugsweise einen Rotor 20 mit geringem Trägheitsmoment, damit der Elektromotor 8 dynamisch auf die Lastwechsel reagieren kann. Ein Trägheitsmoment des Rotors 20 ist vorzugsweise geringer als 10 g cm2 (Gramm mal Quadratzentimeter). Der Elektromotor 8 ermöglicht eine hohe Beschleunigung, eine Masse des Elektromotors 8 zu seiner nominellen Leistung ist vorzugsweise geringer als 0,2 g / W (Gramm pro Watt). Eine untere Grenze liegt bei 0,03 g / W. Der Rotor 20 hat dazu vorzugsweise einen länglichen Aufbau. Eine Länge des Rotors 20 ist deutlich größer als der Durchmesser des Rotors 20, vorzugsweise wenigstens 3-fach so lang.The electric motor 8 preferably has a rotor 20 with a low moment of inertia so that the electric motor 8 can react dynamically to the load changes. A moment of inertia of the rotor 20 is preferably less than 10 g cm2 (grams times square centimeter). The electric motor 8 enables high acceleration, a mass of the electric motor 8 to its nominal power is preferably less than 0.2 g / W (grams per watt). A lower limit is 0.03 g / W. For this purpose, the rotor 20 preferably has an elongated structure. A length of the rotor 20 is significantly larger than the diameter of the rotor 20 , preferably at least 3 times as long.

Claims (5)

Meißelnde Handwerkzeugmaschine (1) mit
einem Werkzeughalter (2) zum Haltern eines Werkzeugs (3) auf einer Arbeitsachse (7), einem Elektromotor (8),
einem Schlagwerk (4), das einen mit dem Motor (8) gekoppelten Erregerkolben (12), einen auf der Arbeitsachse (7) geführten Schläger (13), eine von dem Erregerkolben (12) und dem Schläger (13) abgeschlossene pneumatische Kammer (18) zum Ankoppeln einer Bewegung des Schlägers (13) an den Erregerkolben (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Drehzahl des Elektromotors (8) dem wenigstens 15-fachen einer Schlagzahl des Schlagwerks (4) entspricht.Chiseling hand machine tool (1) with
a tool holder (2) for holding a tool (3) on a working axis (7), an electric motor (8),
a striking mechanism (4) which has an exciter piston (12) coupled to the motor (8), a striker (13) guided on the working axis (7), a pneumatic chamber (13) which is closed off by the exciter piston (12) and the striker (13) 18) for coupling a movement of the racket (13) to the exciter piston (12), characterized in that
a speed of the electric motor (8) corresponds to at least 15 times the number of blows of the striking mechanism (4). Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl des Elektromotors (8) größer als 60.000 Umdrehungen pro Minute ist.Hand tool (1) according to claim 1, characterized in that a speed of the electric motor (8) is greater than 60,000 revolutions per minute. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schlagwerk (4) pro Umlauf des Elektromotors (8) nicht mehr als 1 Joule zugeführt wird.Hand tool (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the striking mechanism (4) per revolution of the electric motor (8) is not more than 1 joule supplied. Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägheitsmoment des Rotors (20) des Elektromotors (8) geringer als 50 g cm2 ist.Hand tool (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an moment of inertia of the rotor (20) of the electric motor (8) is less than 50 g cm2. Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der Masse des Elektromotors (8) zu der NennLeistung des Elektromotors (8) geringer als 0,2 g / W ist.Hand tool (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio of the mass of the electric motor (8) to the nominal power of the electric motor (8) is less than 0.2 g / W.
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