WO2020126089A1 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents

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WO2020126089A1
WO2020126089A1 PCT/EP2019/025465 EP2019025465W WO2020126089A1 WO 2020126089 A1 WO2020126089 A1 WO 2020126089A1 EP 2019025465 W EP2019025465 W EP 2019025465W WO 2020126089 A1 WO2020126089 A1 WO 2020126089A1
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WO
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electric motor
tool
hand
racket
speed
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PCT/EP2019/025465
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Schallert
Jürgen Pritz
Marcel Wondra
Carl Hoffmann
Walter Vallaster
Original Assignee
Hilti Aktiengesellschaft
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Publication date
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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 present invention relates to a chiseling hand tool, e.g. a hammer drill or an electric chisel.
  • a chiseling hand tool e.g. a hammer drill or an electric chisel.
  • WO 2008/071489 A1 describes a chiseling hand machine tool.
  • the hand tool has a pneumatic hammer mechanism, which is driven by an electric motor.
  • a reduction gear adjusts the speed of the electric motor to the number of blows of the striking mechanism.
  • the reduction gear has a first stage and a second stage. The second stage is designed as part of an eccentric gearwheel in order to be able to integrate it into the hand-held power tool in view of the space restrictions.
  • GB 1 210 006 describes a chiseling hand machine tool, the transmission of which is exposed to high loads. The load results from the retroactive forces of the striking mechanism and also when a drill is blocked. The teeth of the gear stages can break. The gearbox is designed accordingly robust.
  • 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 greater than 80,000 revolutions per minute.
  • the ratio of the mass of the electric motor (8) to the nominal power of the electric motor is less than 0.2 g / W.
  • Fig. 1 a hammer drill
  • the hammer drill has a tool holder 2, in which a tool 3 can be inserted and locked.
  • the tools 3 can be, for example, drills for the chiseling processing of mineral building materials, such as concrete or stone, or chisels for the purely chiseling processing of the same building 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.
  • 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.
  • 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 direction of impact 5 and running centrally through the tool holder 2 preferably runs through the handle 9 if 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 this can be operated by the hand gripping the handle 9.
  • the striking mechanism 4 has an exciter piston 12, a striker 13 and a striker 14.
  • the exciter piston 12, the striker 13 and the striker 14 are arranged in succession in the striking direction 5 lying on the working axis 7.
  • 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 that 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, e.g. a wobble drive.
  • 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.
  • 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.
  • the exciter piston can be cup-shaped.
  • the racket slides within the exciter piston.
  • the racket can be cup-shaped, the exciter piston sliding within the racket.
  • 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.
  • 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 round trip time of the exciter piston 12.
  • the round trip time is adapted to the flight time of the racket 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 20 J (joules) typically have a low impact rate, in the range between 10 and 40 impacts per second. Chisel hammers and combination hammers with medium and low impact energies in the range between 0.5 J and 20 J have typical impact rates in the range between 40 and 100 impacts per second.
  • 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 the striking direction 5 in less than one eighth of the revolution by the exciter piston 12. Otherwise, the club 13 moves almost without force. This leads to considerable load changes for the driving electric motor 8.
  • Common hand 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.
  • 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.
  • 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 20 times, preferably at least 30 times, the number of strokes.
  • the rotor of the electric motor 8 rotates at least 20 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.
  • the energy output per revolution of the rotor 20 is less than 1 joule.
  • the gear train 15 has a reduction ratio of at least 20 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. In addition, there are losses due to friction. Typical losses are between 90% and 95% at a low speed of 2 ⁇ 00 rpm. The losses increase with increasing speed. And the multiple stages require volume, which runs counter to the tendency to build the handheld power tools 1 compactly.
  • a planetary gear stage 150 can be directly coupled to the electric motor as the first stage.
  • the electric motor 8 has a high nominal speed.
  • the nominal speed is greater than 80,000 revolutions per minute.
  • the striking mechanism 4 strikes with the nominal number of strokes, i.e. the striking mechanism 4 works with optimal 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, such as in a so-called BLCD motor.
  • 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 250 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.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

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 20-fachen einer Schlagzahl des Schlagwerks.

Description

Handwerkzeugmaschine
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine meißelnde Handwerkzeugmaschine, z.B. einen Bohrhammer oder einen Elektromeißel.
WO 2008/071489 A1 beschreibt eine meißelnde Handwerkzeugmaschine. Die Handwerkzeugmaschine hat ein pneumatisches Schlagwerk, welches durch einen Elektromotor angetrieben wird. Ein Untersetzungsgetriebe passt die Drehzahl des Elektromotors an die Schlagzahl des Schlagwerks an. Das Untersetzungsgetriebe hat eine erste Stufe und eine zweite Stufe. Die zweite Stufe ist als Teil eines Exzenterzahnrades ausgebildet, um dieses angesichts von räumlichen Einschränkungen in die Handwerkzeugmaschine integrieren zu können.
GB 1 210 006 beschreibt eine meißelnde Handwerkzeugmaschine, deren Getriebe hohen Belastungen ausgesetzt ist. Die Belastung resultiert aus den rückwirkenden Kräften des Schlagwerks und auch beim Blockieren eines Bohrers. Die Zähne der Getriebestufen können dabei brechen. Das Getriebe ist entsprechend robust ausgebildet.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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 größer als 80.000 Umdrehungen pro Minute. Das Verhältnis der Masse des Elektromotors (8) zu der Nenn-Leistung des Elektromotors ist geringer als 0,2 g / W.
Die Vorteile eines leichten, schnelldrehenden Elektromotors werden unter Anderem durch die Notwendigkeit einer weiteren Stufe für eine Untersetzung und deren erhöhte Empfindlichkeit aufgewogen. Erfindungsmäßig wurde erkannt, dass ausgehend von den aktuell üblichen Drehzahlen von 25Ό00 U/min kein positiver Effekt zu erwarten ist, wenn die Drehzahl verdoppelt auf 50Ό00 U/min erhöht wird. Die Nachteile der zusätzlichen Getriebestufe überwiegen. Allerdings so wurde erkannt, ergibt sich ab hohen Drehzahlen von 80Ό00 U/min ein positiver Effekt.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 einen Bohrhammer
Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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.
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.
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.
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.
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. 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 Energie übertragung 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 nicht- tolerierbaren 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 20 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 20 J haben typische Schlagzahlen im Bereich zwischen 40 und 100 Schlägen pro Sekunde.
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.
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 20-fache, vorzugsweise wenigstens 30-fache, der Schlagzahl. In anderen Worten, im Betrieb dreht sich der Rotor des Elektromotors 8 wenigstens 20 mal pro Schlag und damit pro Umlauf des Schlägers 13. Der Elektromotor 8 dreht sich während der kurzen Beschleunigungsphase des Schlägers 13 wenigstens zwei- bis dreimal. Vorzugsweise ist die Energieabgabe pro Umdrehung des Rotors 20 geringer als 1 Joule. Der Getriebestrang 15 hat ein Untersetzungsverhältnis von wenigstens 20 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 unter Anderem durch Reibung. Typische Verluste liegen bei niedriger Drehzahl von 2Ό00 U/min zwischen 90 % und 95 %. Die Verluste steigen mit zunehmender Drehzahl. Und die mehreren Stufen benötigen Volumen, welches der Tendenz die Handwerkzeugmaschinen 1 kompakt aufzubauen zuwiderläuft. Eine Planetengetriebestufe 150 kann als erste Stufe unmittelbar an den Elektromotor angekoppelt sein.
Der Elektromotor 8 hat eine hohe nominelle Drehzahl. Die nominelle Drehzahl ist 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.
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.
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, wie bei einem sogenannten BLCD-Motor.
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 250 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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. 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 20-fachen einer Schlagzahl des Schlagwerks (4) entspricht,
eine Drehzahl des Elektromotors (8) größer als 80.000 Umdrehungen pro Minute ist und ein Verhältnis der Masse des Elektromotors (8) zu der Nenn-Leistung des Elektromotors (8) geringer als 0,2 g / W ist.
2. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem
Schlagwerk (4) pro Umlauf des Elektromotors (8) nicht mehr als 1 Joule zugeführt wird.
3. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägheitsmoment des Rotors (20) des Elektromotors (8) geringer als 250 g cm2 ist.
4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Getriebe (15), welches in dem Kraftpfad zwischen dem Motor (8) und dem Schlagwerk (4) angeordnet ist, wobei das Getriebe (15) wenigstens eine
Planetengetriebestufe (150) enthält.
5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Planetengetriebestufe (150) unmittelbar auf einem Rotor (20) des Elektromotors (8) angeordnet ist.
PCT/EP2019/025465 2018-12-20 2019-12-20 Handwerkzeugmaschine WO2020126089A1 (de)

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