WO2023099387A1 - System aus werkzeugmaschine und modul zur erzeugung einer schlagbewegung - Google Patents

System aus werkzeugmaschine und modul zur erzeugung einer schlagbewegung Download PDF

Info

Publication number
WO2023099387A1
WO2023099387A1 PCT/EP2022/083438 EP2022083438W WO2023099387A1 WO 2023099387 A1 WO2023099387 A1 WO 2023099387A1 EP 2022083438 W EP2022083438 W EP 2022083438W WO 2023099387 A1 WO2023099387 A1 WO 2023099387A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
machine tool
module
cam
tool
shaft
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/083438
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benno Laipple
Simon Käsmann
Original Assignee
Hilti Aktiengesellschaft
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
Priority claimed from EP21211578.6A external-priority patent/EP4191723A1/de
Priority claimed from EP22169900.2A external-priority patent/EP4269030A1/de
Priority claimed from EP22169901.0A external-priority patent/EP4269006A1/de
Priority claimed from EP22177445.8A external-priority patent/EP4289562A1/de
Application filed by Hilti Aktiengesellschaft filed Critical Hilti Aktiengesellschaft
Publication of WO2023099387A1 publication Critical patent/WO2023099387A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • B25D11/10—Means for driving the impulse member comprising a cam mechanism
    • B25D11/102—Means for driving the impulse member comprising a cam mechanism the rotating axis of the cam member being coaxial with the axis of the tool
    • B25D11/106—Means for driving the impulse member comprising a cam mechanism the rotating axis of the cam member being coaxial with the axis of the tool cam member and cam follower having the same shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/005—Attachments or adapters placed between tool and hammer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/623—Portable devices, e.g. mobile telephones, cameras or pacemakers
    • H01M10/6235—Power tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings

Definitions

  • the present invention relates to a system that includes a machine tool and a module for providing a microhammering or percussion function for the machine tool.
  • a module for providing a microhammering or percussion function for the machine tool.
  • the module has cam discs, one of which is fixed to the shaft and the other to the housing.
  • the cam discs can be designed or interact in such a way that an impact movement is generated, with which the rotary movement of the tool of the machine tool can be superimposed.
  • the module can be attached like an adapter between the machine tool and its tool or be integrated in the machine tool.
  • the machine tool has an energy supply device for the energy supply.
  • Drilling devices in particular core drilling devices, are known in the field of machine tools, with which essentially cylindrical drill cores can be cut out of a subsurface to be processed. Such drilling devices often have a so-called drill bit as a tool, which is driven to rotate by a motor of the drilling device. Such a drilling device can have a mechanical transmission unit in order to operate the drilling device in different gears and power ranges. Experts would appreciate it if the working efficiency of such devices could be improved.
  • the object on which the present invention is based is to overcome the above-described deficiencies and disadvantages of the prior art and to provide a technical solution for improving the efficiency of machine tools, with which the “wiring complexity” of the machine tool can also be reduced .
  • What is meant by this is that experts would appreciate it if, for example, the risk of stumbling when using a machine tool could be minimized.
  • the solution should be easy and convenient for the user to use and handle, and the machine tool should be able to be put into operation quickly on a construction site.
  • it would be desirable if the machine tool could be used particularly flexibly, in particular also at locations where no water and/or electricity connection may be available.
  • the effort involved in removing any contamination after work has been carried out with the machine tool should be reduced and the machine tool should be able to be used particularly flexibly.
  • a system comprising a machine tool and a module for generating an impact movement S
  • a tool of the machine tool being designed to perform a rotary movement D
  • the module comprises a first cam disk and a second cam disk, the first cam disk and the second cam disk interacting to generate the impact movement S, the module being designed to superimpose the rotational movement D of the tool of the machine tool with the impact movement S, the machine tool can be connected to an energy supply device for energy supply.
  • the first cam disc is connected to a shaft device of the module and/or the second cam disc is stationarily connected to a housing of the module.
  • the machine tool and the Module present connected to each other via at least one interface.
  • the impact movement S with which the rotary movement D of the tool of the machine tool can be superimposed, can advantageously be switched on and off by moving the cam disks apart in the axial direction in such a way that there is no longer any contact between the cam disks.
  • the cams can be moved apart by moving the first cam away from the second cam.
  • the cam disks can be moved apart by the second cam disk being moved away from the first cam disk.
  • the second cam disc can be designed to be displaceable together with a housing of the module relative to the machine tool.
  • the module can be designed as an external module and can be attached to the machine tool. It is preferred within the meaning of the invention that the module and the machine tool are connected to one another via a first interface and a second interface, the first interface being set up to connect a shaft device of the module to a shaft device of the machine tool and the second interface being set up to connect a Housing of the module is set up with a housing of the machine tool.
  • the module can be integrated in the machine tool ("integrated solution"). It is particularly preferred within the meaning of the invention that the impact mechanism in this embodiment of the invention is integrated, for example, in a transmission of the machine tool, so that the impact movement for superimposing the rotary movement of the tool can advantageously be generated directly in the transmission of the machine tool. If the module or the percussion mechanism is integrated in the machine tool, there is no need to provide a separate housing for the module. Rather, it is preferred in this embodiment of the invention that the cam disks interact directly with the shaft devices and the housing of the machine tool in order to generate the impact movement.
  • this preferably means that a machine tool, in particular a core drilling device, is provided, the machine tool having a mechanism for generating an impact movement S.
  • This impact mechanism comprises a first cam disk and a second cam disk, the first cam disk and the second cam disk interacting to produce the impact movement S, the impact mechanism being designed to superimpose the impact movement S on the rotary movement D of the tool of the machine tool.
  • a tool machine can be connected to an energy supply device with an impact mechanism for supplying energy.
  • a machine tool with a tool is thus also disclosed, the tool and the machine tool being designed to perform a rotary movement.
  • the machine tool is also set up to generate an impact movement, the machine tool comprising a first cam disk and a second cam disk, the first cam disk being connected to a shaft device of the machine tool ("shaft-fixed”) and the second cam disk being stationary with a housing of the machine tool connected (“housing-fixed”), the first cam and the second cam interacting to produce the percussion movement, the machine tool being designed to superimpose the rotary movement of the tool of the machine tool with the percussion movement.
  • the shaft device of the machine tool, with which the first cam disk can be connected can preferably also be referred to as the transmission output shaft of the machine tool within the meaning of the invention.
  • the first cam disc can be mounted on the shaft device or on the transmission output shaft of the machine tool.
  • the entire shaft device can preferably move within the framework of the microhammering movement.
  • the module does not represent a closed area within the machine tool, but rather a functional unit with cam disks that is set up to generate an impact movement, with the impact movement being able to superimpose the rotary movement of the tool of the machine tool.
  • the invention thus relates in particular to a machine tool with an integrated microhammering functionality or a machine tool with an integrated impact mechanism.
  • it is preferably not necessary to provide an interface for connecting the module or the impact mechanism to the machine tool, because the term "module" in this embodiment of the invention is preferably not to be understood as a physically closed area or space, but as a place where a functionality, here the generation of a flapping motion, is provided.
  • the area of the machine tool in which the cam discs are present can preferably be referred to as a “functional unit”. This functional unit is preferably set up to generate the impact movement or to provide a microhammering function.
  • the impact movement S can preferably have a higher frequency than the rotary movement D of the machine tool and/or its tool. It has been shown that the provision of an impact movement or the overlaying of the rotary movement of the tool of a machine tool with an impact movement in certain applications can significantly improve the efficiency when working with the machine tool. As a result, it can advantageously be achieved that more work can be performed with the same power from the energy supply device. For example, with the invention, more core drillings can be performed between changing or charging the power supply device than with conventional devices.
  • the module is designed as an external module for generating an impact movement.
  • the external module can be attached to a machine tool, with a tool of the machine tool being designed to perform a rotary movement.
  • the module can also be integrated in the machine tool.
  • the module comprises a first cam disk and a second cam disk, the first cam disk being connected to a shaft device of the module and the second cam disk being stationarily connected to a housing of the module, the first cam disk and the second cam disk interacting to generate the impact movement, wherein the module is designed to superimpose the rotary movement of the tool of the machine tool with the impact movement.
  • the first cam disk of the module is designed as a shaft-fixed cam disk, i.e.
  • the first cam disk is rigidly connected to the shaft device in the rotational or tangential direction
  • the second cam disk is rigidly connected to the housing of the module in the rotational or tangential direction.
  • the shaft device and the first cam disk are preferably designed to be movable in the axial direction, with the shaft device and the first cam disk preferably being able to move back and forth together, i.e. jointly, between stops or in a certain area provided for this purpose.
  • the movable design of the shaft device and the first cam disk preferably enables the axial stroke movements of the first cam disk and the shaft device, which generate the impact movements.
  • a machine tool can be provided which, with the invention, ie in particular by providing an external or integrated microhammering module, can be upgraded to provide a microhammering function.
  • an external module solution ie in particular by providing an external or integrated microhammering module
  • an integrated solution ie in particular by providing an external or integrated microhammering module
  • An advantage of the invention is that a pure rotary movement of the tool of the machine tool can be converted into a superimposed rotary and impact movement.
  • the module is designed as an external module, the user of the machine tool can decide, depending on the application to be carried out, whether he wants to use the external module to generate an impact movement or not.
  • the user can use the external module to enable a conventional machine tool, which is set up to generate a rotary movement alone, to generate a superimposed rotary and impact movement.
  • the external module can thus be used as a retrofit option for conventional machine tools without an impact function, with the machine tool advantageously being able to be upgraded to produce a combined rotary and impact movement by means of this retrofitting.
  • a particularly flexible work and tool system can be provided because the impact movement is not generated in an integrated manner by fixed components within the machine tool, but instead the user is free to switch on the impact movement in addition to the rotary movement of the tool by using the external module.
  • the user can use the external module for different machine tools, so that, for example, an entire fleet of machine tools can be upgraded to carry out a superimposed rotating and impact movement.
  • the user no longer has to take two different drills (with and without percussion function) to a construction site if he wants to drill a hole; it is sufficient to carry one drill and the external module with him.
  • the module with its cam discs is integrated in the machine tool, a particularly flexible and independent machine tool system can be provided.
  • the machine tool is supplied with electrical energy via an energy supply device such as a chargeable battery or an accumulator ("accumulator").
  • accumulator accumulator
  • the provision of the module can advantageously be dispensed with the use of water as a cooling or flushing medium.
  • an energy supply device such as a chargeable battery or an accumulator
  • both the supply lines for water as a cooling or rinsing agent and for electrical energy can be dispensed with. In this way, the machine tool can also be used in places where electricity and/or water are not available.
  • the battery-operated machine tool preferably has an interface or a receiving area for the energy supply device.
  • the machine tool can be connected to the power supply device using the interface or the receiving area, so that electrical energy can flow from the power supply device via the interface in the direction of the machine tool.
  • the machine tool can also include more than one energy supply device.
  • the machine tool can also have more than one interface or more than one receiving area in order to connect the energy supply devices to the machine tool.
  • the connection between the energy supply device(s) and the machine tool is preferably such that high currents can flow from the energy supply device(s) in the direction of the machine tool.
  • discharge currents may be in a range greater than 40 amperes, preferably greater than 60 amperes, or even more preferably greater than 80 amperes.
  • the energy supply device has at least one energy storage cell, the energy storage cell having a maximum constant current output of greater than 20 amperes, preferably greater than 30 amperes, most preferably greater than 40 amperes.
  • the energy supply device can also be embodied as an external energy supply device that can be positioned, for example, in close proximity to the machine tool.
  • the energy supply device can be in the form of a power unit and can be located on the ground or on a subsurface in close proximity to the machine tool.
  • Such an external power supply device can in turn be connected to a power Mains are connected and supply the machine tool in this way permanently with electrical energy.
  • the energy supply device can also be designed as a mains adapter, for example.
  • the superimposition of the rotary movement of the tool of the machine tool with the percussion movement generated by the module is preferably also referred to in the context of the invention as “applying or impressing a percussion movement on an existing rotary movement of a machine tool or its tool”.
  • the beating movements or blows are preferably referred to as "microhammering”.
  • a microhammering function can thus be provided in particular and it can advantageously be achieved that the user of the machine tool is exposed to less stress from the impacts, since the load path is lengthened through the use of the module or through the provision of the impact mechanism and Vibrations and impacts can be absorbed by components of the module or the impact mechanism and can thus be significantly reduced.
  • parts of the housing of the module can include plastic or be made of plastic, so that these plastic components are elastic compared to the steel components and can absorb impacts and vibrations.
  • further damping means can be provided between the module and the machine tool in order to further reduce impacts and vibrations for the user or the drill stand.
  • microhammering function makes it possible, in particular, to dispense with the use of rinsing or cooling water when the machine tool is in operation. This can significantly reduce the amount of dirt on a construction site.
  • core drilling can be carried out in this way, for example, at locations or construction site areas where there is no water supply or in areas where the use of flushing or cooling water is not permitted. This can be the case, for example, in the area of absorbent building materials such as plaster or cardboard, or in sensitive building types such as hospitals or the like, or in the vicinity of electrical systems such as server rooms or switch cabinets.
  • working with the machine tool can be made safer since the combination of electricity and water on a construction site can pose a safety hazard.
  • the invention can enable "dry drilling" on a construction site, which represents a significant advantage of the invention.
  • this advantage leads to great flexibility and independence, for example when carrying out core drilling work.
  • Core drilling work is required, for example, when cables are to be laid in new or existing buildings.
  • Such lines can be required, for example, when buildings are retrofitted with heat pumps or solar thermal systems. Since water should not be used as a coolant or flushing agent when drilling in residential buildings and the supply of electrical energy can also be complex, the invention can make a valuable contribution here to promoting the development of new energy sources.
  • the work with the machine tool can be made much more efficient by the impact movements, which are preferably also referred to as “impacts” in the context of the present invention.
  • the machine tool can be designed, for example, as a drilling device or as a core drilling device.
  • the tool of the machine tool can then be a drill bit, for example, with which cylindrical drill cores can be cut out of a subsurface to be processed.
  • Such drilling devices can, for example, operate with a substantially static, i.e. constant, drilling force.
  • Such a drilling force can be in the range of 1,000 Newtons (N), for example.
  • N Newtons
  • the drilling devices and their components are also designed for these drilling forces, i.e. a user can work with this essentially static drilling force without having to fear that the machine tool or its components will be damaged or mechanically impaired.
  • the module or the impact mechanism impacts with force peaks of up to 10,000 Newtons can advantageously be generated.
  • the impact mechanism is integrated in the machine tool, as is the case with practically all devices known from the prior art, such conventional machine tools and their components are exposed to considerable mechanical loads, which can damage the machine tools and their components being able to lead.
  • the percussion movement is generated in or by a module that is arranged between the tool and the machine tool or that can be present integrated in the machine tool.
  • the drilling force can be significantly increased by means of the micro impacts, so that work can be completed faster and more efficiently with a machine tool that has an impact generation module.
  • This increase in the drilling force which preferably acts essentially axially, is preferably also referred to as “excessive increase in the axial drilling force” within the meaning of the invention.
  • an impact movement can be generated that can be superimposed with a rotary movement of a tool of a machine tool.
  • the percussion movement preferably represents an essentially axial percussion movement, which is preferably oriented along a shaft running centrally in the system or along a central device axis.
  • the impact movement is preferably generated by an alternating axial stroke between the two cam disks of the module, the alternating axial stroke advantageously being able to transmit a substantially axial drilling force to the tool of the machine tool.
  • an input variable for the module or the percussion mechanism is an essentially pure rotational movement of the machine tool or its tool.
  • the micro-impacts generated by the module or the impact mechanism can be superimposed on this pure rotational movement, so that a mixed rotational and impact movement is generated with which a subsurface can be worked.
  • the rotary movement of the machine tool can be transmitted from the shaft device of the machine tool, which preferably acts as a transmission output shaft, to the shaft device of the module and from there to the tool holder and/or the tool of the machine tool, with a torque preferably also being transmitted from the machine tool to it at the same time tool is transferred.
  • Interposed between the machine tool and its tool can be a module designed as an external module for generating percussive movements, with which the pure rotary movement of the machine tool can be superimposed.
  • a further advantage of the invention is that the provision of an external module separates the location at which the impact movement is generated from the other components, in particular the sensitive gear components, of the machine tool.
  • the components of the machine tool can be protected particularly well against mechanical loads that occur as a result of this spatial separation of impact generation and machine tool.
  • the spatial separation makes it possible to use different lubricants in the external module and in the machine tool. if in If, for example, a gearbox, in particular a manual gearbox, is used on the machine tool, the requirements for the lubricant to be used can differ significantly in comparison to the lubricant requirements that the impact mechanism of the external module requires.
  • a further advantage of the invention is that due to the spatial separation and the provision of the external module, vibrations and impacts from the tool of the machine tool are transmitted to the user to a lesser extent.
  • the user often holds the machine tool in his hands, for which purpose the machine tool can have one or two handles in a known manner. Since the external module can be “interposed” between the tool and the machine tool, it is made significantly more difficult to transmit vibrations that occur when the tool of the machine tool is in operation. As a result, the joints, in particular the wrists, of the user are significantly relieved or, alternatively, the user can work longer with the machine tool without reaching vibration or stress limit values.
  • the invention thus also contributes to protecting the health of the user of the machine tool to which an external module for generating an impact is attached.
  • the impact movement that can be generated by the module or the impact mechanism has a higher frequency than the rotary movement of the machine tool and/or its tool.
  • the axial axial stroke preferably has a higher frequency than the rotational movement of the machine tool or its tool.
  • the module is set up to generate a number of impacts per unit of time, this number of impacts being greater than a number of revolutions of the tool of the machine tool per the same unit of time.
  • this preferably means that more beating movements are generated per unit of time. which take place as rotary movements of the tool of the machine tool.
  • the impact movements can thus preferably be generated by a higher-frequency axial stroke.
  • the module or the percussion mechanism has an extension of the shaft device.
  • the shaft device of the module which is connected to the first, "shaft-fixed” cam disk of the external module, can preferably also be referred to as “module shaft”, “module-shaft device” or “shaft” within the meaning of the invention, with the terms mentioned in the context of the present invention are used interchangeably.
  • the shaft device of the module or the percussion mechanism can be connected to a shaft device of the machine tool.
  • the shaft device of the machine tool can in particular be a transmission output shaft of the machine tool or the drilling device.
  • the housing of the module can be connected to a housing of the machine tool.
  • the external module has a housing, with one of the cam disks of the module being fixedly connected to the housing. This cam is preferably referred to as the housing-fixed or second cam.
  • the housing of the module can preferably be referred to as “module housing” in the context of the present invention.
  • the module housing can be connected axially to a housing of the machine tool.
  • the machine tool can have, for example, a gearbox or motor housing, which is preferably part of the housing of the machine tool.
  • connection between the module housing and the housing of the machine tool can be effected, for example, via a housing interface, which advantageously ensures an additional support function for the housing and which can contribute to vibrations and impacts being less severe on the machine tool and thus be transferred to the user.
  • the housing of the module is connected axially to the gear housing of the machine tool or to the gear housing. se of the machine tool can be connected.
  • the module or its housing can be connected to the housing of the machine tool via a bearing, with this bearing preferably being set up to interact with the extension of the shaft device of the module.
  • the axial or drilling forces that occur are generated by the operation of the machine tool and are increased by the additional impact movement that can be generated with the aid of the external module.
  • Such a module can have a particularly simple structure.
  • both the shaft device is connected to the transmission output shaft of the machine tool and the module housing is connected axially to the transmission housing of the machine tool.
  • Both the connection of the shaft devices and the connection of the housing of the module and the machine tool can be effected via one interface each, which are preferably referred to as the first and second interface within the meaning of the invention.
  • the second interface can preferably also be referred to as a “housing interface”.
  • this configuration of the connection between the module and the machine tool can reduce transmission of the drilling forces to the handles of the machine tool. As a result, the user and his wrists are considerably spared and longer work with the proposed system made up of module and machine tool is made possible.
  • the machine tool is a stand-guided machine tool that is attached to a drill stand during operation
  • transmission of the drilling forces to the drill stand can be reduced by the invention.
  • the reduced transmission of the drilling forces to the drill stand can advantageously prevent the mechanical stability of the attachment of the machine tool from being reduced, for example by vibrations or the like.
  • particularly sensitive components of the machine tool such as bearings or roller bearings, are particularly effectively protected by the proposed connection between the module and the machine tool. As a result, the service life of the machine tool or its maintenance intervals can advantageously be extended.
  • the interface between the module and the machine tool is set up to transmit different torques that occur during operation of the machine tool.
  • the machine tool and the module are connected to one another via at least one interface, this in particular when the module is an external module.
  • the machine tool and the module are connected to one another via a first interface and/or a second interface, the first interface being set up to connect the shaft device of the module to a shaft device of the machine tool and the second interface is set up to connect the housing of the module to a housing of the machine tool.
  • the first interface can be located in a contact area of the shaft devices of the module and the machine tool, while the second interface is located in a contact area of the housings of the machine tool and the module.
  • the power flow can be guided from the transmission of the module to the housing, in particular a transmission housing, of the machine tool, so that the sensitive components of the machine tool are particularly well protected from damage.
  • an additional option for supporting the module on the machine tool can be provided.
  • the impact movement with which the rotary movement of the tool of the machine tool can be superimposed, can be switched on and off by moving the cam disks apart in the axial direction in such a way that there is no longer any contact between the cam disks.
  • the cams can preferably be moved apart by moving the first cam away from the second cam.
  • this preferably means that the second cam disk fixed to the housing remains stationary and is not moved, while the first cam disk fixed to the shaft is moved away from the second cam disk in the axial direction.
  • the first cam disk can preferably be displaced together with the shaft device of the machine tool.
  • the first cam disc it can also be preferred within the meaning of the invention for the first cam disc to be displaced without the shaft device of the machine tool.
  • the shaft device preferably represents the transmission output shaft of the machine tool. It is preferred within the meaning of the invention that the first Cam is present before moving away from the second cam in a first position in which the microhammering function is provided.
  • the first cam disk and the second cam disk are preferably in contact with one another and the contact between the cam disks or their interaction generates the impact movements, which are superimposed on the pure rotary movement of the machine tool or its tool can.
  • This state of the system, in which the first cam disc is in the first position, is preferably referred to as “microhammering mode” within the meaning of the invention.
  • the first cam disc is in a second position after moving away from the second cam disc, in which the system performs an essentially pure rotary movement of the tool of the machine tool.
  • the first cam and the second cam are preferably not in contact with each other, but separate from each other. Due to the lack of contact between the cam discs, no more impacts are generated to superimpose the pure rotary movement, so that the machine tool can be operated like a conventional core drilling device without a microhammering function, for example.
  • This state of the system, in which the first cam disc is in the second position is preferably referred to as “rotational movement mode” within the meaning of the invention.
  • the first cam disk is moved away from the machine tool in this embodiment of the invention, i.e. that a distance between the machine tool and the first cam disk is increased.
  • the first cam disc can be fixed in a second position with a fastening element.
  • the cam disk can preferably be fixed axially in the second position with the fastening element.
  • the fastener may preferably be configured to set or maintain a spacing between the first cam and other components of the module and machine tool system.
  • the fastening element can be used to set a distance between the first cam disc and a bearing on the main shaft.
  • the cam disks are moved apart by the second cam disk being moved away from the first cam disk.
  • this preferably means that the first, shaft-fixed cam disk remains stationary and is not moved, while the second, housing-fixed cam disk is moved away from the first cam disk in the axial direction.
  • the second Cam is present before moving away from the first cam in a first position in which the microhammering function is provided. In this first position of the first cam, the first cam and the second cam are preferably in contact with one another, so that the hammering movements for superimposing the rotary movement of the tool of the machine tool can be generated (“microhammering mode”).
  • the second cam disk after moving away from the first cam disk, is in a second position in which the system executes an essentially pure rotational movement of the tool of the machine tool.
  • the first cam and the second cam are preferably not in contact with one another, but separate from one another ("rotational movement mode").
  • the second cam disk is displaceable or can be displaced relative to the housing of the external module by an actuating element.
  • the second cam disk can preferably be displaced relative to the machine tool together with the housing of the module. In the context of the invention, this preferably means that the second cam disk in this embodiment of the invention can be displaced in relation to the shaft device.
  • a displacement of the second disk cam in relation to the transmission output shaft and/or in relation to the first cam disk fixed to the shaft can advantageously also be achieved.
  • a machine tool with a tool is disclosed, the tool of the machine tool being designed to perform a rotary movement.
  • the machine tool is set up to generate an impact movement, the machine tool comprising a first cam disc and a second cam disc, the first cam disc being connected to a shaft device of the machine tool (“shaft-fixed”) and the second cam disc being stationarily connected to a housing of the machine tool is present (“fixed to the housing”), the first cam disk and the second cam disk interacting to produce the impact movement, the machine tool being designed to superimpose the rotational movement of the tool of the machine tool with the impact movement.
  • the shaft device of the tool machine tool, with which the first cam disk can be connected can preferably also be referred to as the transmission output shaft of the machine tool within the meaning of the invention.
  • the first cam disc can be mounted on the shaft device or on the transmission output shaft of the machine tool. It is preferred within the meaning of the invention that in this case the entire shaft device can preferably move as part of the microhammering movement.
  • the machine tool has an energy supply device, with the help of which the machine tool can be supplied with electrical energy for its operation.
  • the energy supply device of the machine tool can comprise at least one energy storage cell, the at least one energy storage cell having a nominal capacity of at least 1.5 ampere hours, as well as a surface A and a volume V.
  • the surface A of the at least one energy storage cell can be greater than eight times the cube root of Square of the volume V of the at least one energy storage cell.
  • a resistance to surface area ratio of the at least one energy storage cell may be less than 0.2 milliohms/cm 2 .
  • the formulation that the surface area A of the at least one cell is greater than eight times the cube root of the square of the volume V can preferably also be expressed by the formula 4>8*V A (2/3). In another notation, this relationship can be described by the fact that the ratio A/V of surface area to volume is greater than ten times the reciprocal value of the cube root of the volume.
  • a solution can be created for using a battery or accumulator-operated machine tool with an energy supply according to the invention.
  • supply device over a long period of time with a high output power without damaging the surrounding plastic components or the cell chemistry within the energy storage cell of the energy supply device.
  • Cell geometries that meet the inventive relation of 4>8* VA (2/3) advantageously have a particularly favorable ratio between the outer surface of the cell, which is decisive for the cooling effect, and the cell volume.
  • the inventors have recognized that the ratio of surface area to volume of the at least one energy storage cell of the energy supply device has an important influence on the cooling of the energy supply device.
  • the improved cooling capability of the proposed energy supply device can advantageously be achieved by increasing the cell surface area with the same volume and low internal resistance of the at least one energy storage cell. It is preferred within the meaning of the invention that a low cell temperature with a simultaneously high power output can preferably be made possible when the internal resistance of the cell is reduced. The reduction in the internal resistance of the at least one energy storage cell can lead to less heat being generated.
  • a low cell temperature can be achieved by using cells in which the surface area A of at least one cell within the power supply device is greater than eight times the cube root of the square of the volume V of the at least one cell. In this way, in particular, the heat dissipation to the environment can be improved.
  • the at least energy storage cell of the energy supply device has a surface area A and a volume V, with a ratio A/V of surface area to volume being greater than eight times the reciprocal value of the cube root of the volume.
  • the formulation that the surface area A of the at least one energy storage cell is greater than eight times the cube root of the square of the volume V can preferably also be expressed by the formula 4>8*V A (2/3). According to the invention, it can be preferred that the ratio A/V of surface area to volume is greater than ten times the reciprocal value of the cube root of the volume.
  • the energy storage cells of the proposed energy supply device have a cylindrical basic shape, but additional surface-enlarging elements are arranged on their surface.
  • the at least one energy storage cell has at least one element for increasing the surface area of the cell.
  • the at least one energy storage cell has a multiplicity of surface-enlarging elements. This can be, for example, ribs, teeth or the like.
  • energy storage cells can also be used which do not have a cylindrical or cylindrical basic shape, but are shaped completely differently.
  • the cells of the proposed energy supply device can have an essentially cuboid or cubic basic shape.
  • the term “essentially” is not unclear for the person skilled in the art because the person skilled in the art knows that in the context of the present invention, for example, a cuboid with indentations or rounded corners and/or edges should also come under the term “essentially cuboid”.
  • the surface area A of the at least one energy storage cell can be greater than ten times the cube root of the square of the volume V of the at least one cell.
  • the proposed energy supply device has a nominal capacity of at least 1.5 ampere hours (Ah). Tests have shown that energy supply devices with a nominal capacity of more than 1.5 Ah are particularly well suited for the use of powerful machine tools in the construction industry and meet the local requirements for the availability of electrical energy and possible useful life of the machine tool particularly well.
  • Cells can comprise, for example, graphite or graphite-silicon as the anode material and at least one Meta II oxide as the anode material as the active material.
  • the at least one cathode material can preferably be an oxide of Li, Ni, Mn, Co or Al, or a mixture thereof. It has been shown that typical specific capacities of the anode material are > 180 mAh/g and of the cathode material > 350 mAh/g.
  • the term “surface” is understood to mean a maximum, enveloping lateral surface of an object. That can be done in the context of the present Invention mean in particular that the surface of a body or an object is understood as the sum of its boundary surfaces.
  • the term “volume” is preferably understood as that volume of space which is enclosed by the maximum, enveloping lateral surface of the object.
  • the proposed measures can be used to provide energy supply devices with particularly low ratios of resistance to surface area A of an individual cell of the energy supply device and resistance to volume V of an individual cell of the energy supply device.
  • a ratio of a resistance of the at least one energy storage cell to a surface area A of the at least one cell is less than 0.2 milliohms/cm 2 , preferably less than 0.1 milliohms/cm 2 and am most preferably less than 0.05 milliohms/cm 2 .
  • the surface of the cell can be formed by the outer surface of the cylinder and the top and bottom of the cell.
  • the term “resistance” preferably designates the internal resistance DCRJ, which can preferably be measured according to the IEC61960 standard.
  • a ratio of a resistance of the at least one energy storage cell to a volume V of the at least one cell is less than 0.4 milliohms/cm 3 , preferably less than 0.3 milliohms/cm 3 and most preferably less than 0.2 milliohms/cm 3 .
  • the person skilled in the art knows the formulas for calculating the surface area or the volume of such a geometric body for customary geometric shapes such as cuboids, cubes, spheres or the like.
  • the at least one energy storage cell has an internal resistance DCRJ of less than 10 milliohms (mOhm).
  • the internal resistance DCRJ of the at least one energy storage cell can be less than 8 milliohms and preferably less than e milliohms.
  • the internal resistance DCRJ is preferably measured according to the IEC61960 standard.
  • the internal resistance DCRJ represents in particular the resistance of an energy storage cell of the energy supply device, with any contributions from components or accessories of the cell to the internal resistance not being taken into account.
  • a low DCRJ internal resistance is advantageous because it reduces the amount of unwanted heat that needs to be dissipated.
  • the internal resistance DCRJ is a DC resistance that can be measured inside a cell of the proposed power supply device.
  • the internal resistance DCR_I can also have intermediate values such as 6.02 milliohms; 7.49 milliohms;
  • an energy supply device which has particularly good thermal properties in the sense that it can be operated particularly well at low temperatures, with the cooling effort being surprising can be kept low.
  • the proposed energy supply device is particularly well suited to supplying particularly powerful machine tools with electrical energy. The proposed energy supply device can thus make a valuable contribution to enabling battery-operated machine tools to be used in areas of application which experts had previously assumed that these areas of application were not accessible to battery-operated machine tools.
  • the at least one energy storage cell has a heating coefficient of less than 1.0 W/(Ah-A), preferably less than 0.75 W/(Ah-A) and particularly preferably less than 0 .5W/(Ah-A).
  • the at least one cell can be designed to essentially constantly deliver a current of greater than 1,000 amperes/liter.
  • the discharge current is specified in relation to the volume of the at least one energy storage cell, with the space unit “liter” (I) being used as the unit for the volume.
  • the cells according to the invention are thus capable of delivering a discharge current of essentially constantly greater than 1,000 A per liter of cell volume.
  • a cell with a volume of 1 liter is capable of delivering a substantially constant discharge current of greater than 1,000 A, with the at least one cell also having a heating coefficient of less than 1.0 W/(Ah ⁇ A) has.
  • the at least one cell of the proposed energy supply device can have a heating coefficient of less than 0.75 W/(Ah-A), preferably less than 0.5 W/(Ah-A).
  • the units of the heating coefficient are watts / (ampere-hours • amperes).
  • the heating coefficient can also be intermediate values, such as 0.56 W/(Ah-A); 0.723 W/(Ah-A) or 0.925 W/(Ah-A).
  • the invention advantageously enables the provision of an energy supply device with at least one energy storage cell, which has reduced heating and is therefore particularly well suited for supplying power to machine tools in which high power and high currents, preferably constant currents, are desired for operation.
  • an energy supply device for a machine tool can be provided with the invention, in which the heat that may arise during operation of the machine tool and when electrical energy is supplied to the machine tool can be dissipated in a particularly simple and uncomplicated manner. Tests have shown that with the invention not only existing heat can be dissipated better. Rather, the invention prevents heat from being generated or the amount of heat generated during operation of the machine tool can be significantly reduced with the invention.
  • an energy supply device can be provided which, above all, can optimally supply such machine tools with electrical energy that place high demands on power and discharge current.
  • the invention can be used to provide an energy supply device for particularly powerful machine tools that are used, for example, to carry out heavy drilling or demolition work on construction sites.
  • the combination of the low heating coefficient with the high constant current output can advantageously be achieved by an optimized cell geometry in which, for example, the ratio of the number of cell-internal current collectors in relation to the capacity is as high as possible. This advantageously means that an internal resistance of the at least one energy storage cell can be reduced.
  • the at least one energy storage cell has a temperature cooling half-life of less than 12 minutes, preferably less than 10 minutes, particularly preferably less than 8 minutes.
  • this preferably means that with free convection a temperature of the at least one energy storage cell halves in less than 12, 10 or 8 minutes.
  • the temperature-cooling half-life is preferably determined when the energy supply device is in an idle state, i.e. when the energy supply device is not in operation, i.e. when it is connected to a machine tool.
  • energy supply devices with temperature-cooling half-times of less than 8 minutes have proven to be particularly suitable for use in powerful machine tools.
  • the temperature-cooling half-time can also have a value of 8.5 minutes, 9 minutes 20 seconds or 11 minutes 47 seconds.
  • the heat generated during operation of the machine tool or when it is being charged remains within the at least one energy storage cell for only a short time.
  • the cell can be recharged particularly quickly and is quickly ready for use available again for use in the machine tool.
  • the thermal load on the component of the energy supply device or the machine tool can be significantly reduced with the proposed energy supply device.
  • the energy supply device can be protected and its service life can be extended.
  • the at least one energy storage cell is arranged in a battery pack of the energy supply device.
  • a number of individual cells can preferably be combined in the battery pack and in this way optimally inserted into the energy supply device.
  • 5, 6 or 10 energy storage cells can form a battery pack, with integral multiples of these numbers also being possible.
  • the energy supply device can have individual cell strings, which can include, for example, 5, 6 or 10 cells.
  • An energy supply device with, for example, three strands—five energy storage cells, can include, for example, 15 individual cells.
  • the energy supply device shown as an exemplary embodiment in FIG. 4 has eighteen cells, for example, which are arranged in three strands.
  • the at least one energy storage cell comprises an electrolyte, the electrolyte preferably being in a liquid state at room temperature.
  • the electrolyte may include, but is not limited to, lithium, sodium, and/or magnesium.
  • the electrolyte can be lithium-based. Alternatively or additionally, it can also be sodium-based.
  • the accumulator is magnesium-based.
  • the electrolyte-based energy supply device can have a nominal voltage of at least 10 V, preferably at least 18 V, in particular at least 28 V, for example 36 V. A nominal voltage in a range from 18 to 22 V, in particular in a range from 21 to 22 V, is very particularly preferred.
  • the at least one cell of the energy supply device can have a voltage of 3.6 V, for example, without being limited to this.
  • the at least one energy storage cell has a cell core, with no point within the cell core being more than 5 mm away from a surface of the energy supply device.
  • heat can be generated in the cell nucleus.
  • this heat can be transported over a relatively short distance to the surface of the cell of the energy supply device. From the surface the heat can be optimally dissipated.
  • Such an energy supply device can therefore have good cooling, in particular comparatively good self-cooling.
  • the time it takes for the limit temperature to be reached can be lengthened and/or the limit temperature can advantageously be completely avoided.
  • a relatively homogeneous temperature distribution can be achieved within the cell nucleus. This can result in a uniform aging of the accumulator. This in turn can increase the lifetime of the power supply device.
  • the term “cell nucleus” is understood as the focus of an object, here preferably the battery cell.
  • a shortest distance between the enveloping surface of the battery cell and the center of gravity is therefore preferably a maximum of 5 mm in a preferred embodiment of the invention.
  • the cell core and the casing or surface of the battery cell are no further apart than 5 mm.
  • the at least one energy storage cell has a maximum constant current output of greater than 20 amperes, preferably greater than 30 amperes, most preferably greater than 40 amperes.
  • the maximum constant current output is the amount of current that can be drawn from a cell or power supply device without the cell or power supply device hitting a temperature ceiling. Potential upper temperature limits may range from 60°C or 70°C, but are not limited thereto.
  • the unit of the maximum constant current output is the ampere.
  • the energy supply device has a discharge C rate of greater than 80 • t A ( ⁇ 0.45), the letter “t” standing for the time in seconds.
  • the C rate advantageously enables the charging and discharging currents for energy supply devices to be quantified, the discharge C rate used here in particular enabling the quantification of the discharging currents from energy supply devices.
  • the C rate can be used to specify the maximum allowable charge and discharge currents.
  • These charging and discharging currents depend primarily on the nominal capacity of the energy supply device.
  • the unusually high discharge C rate of 80 • t A (-0.45) advantageously means that particularly high discharge currents can be achieved with the proposed energy supply device, which are required for the operation of powerful machine tools in the construction industry.
  • the discharge currents can be in a range of greater than 40 amperes, preferably greater than 60 amperes, or even more preferably greater than 80 amperes.
  • the energy storage cell has a cell temperature gradient of less than 10 Kelvin.
  • the cell temperature gradient is preferably a measure of temperature differences within the at least one cell of the proposed energy supply device, it being preferred in the context of the invention that the cell has a temperature distribution that is as uniform as possible, i.e. that a temperature in an inner region of the cell deviates as little as possible from one Temperature that is measured in the area of a lateral or outer surface of the energy storage cell.
  • the machine tool of the proposed system can be a core drilling device, for example, in which the tool is designed as a drill bit.
  • the tool can be driven by a shaft device and a motor, where a position of the shaft device can be defined by a shaft axis A1 and a position of the motor can be defined by a motor axis A2.
  • the power tool can be connected to at least one interchangeable power supply device for power supply, wherein the shaft axis A1 runs essentially parallel or collinear to the motor axis A2.
  • the shaft device with the shaft axis A1 can be referred to as the “output shaft” and the shaft device with the motor axis A2 as the motor shaft.
  • the machine tool can preferably be referred to as a “machine tool with essentially parallel output and motor axes”.
  • the motor axis A2 preferably defines the position or arrangement of the motor within the machine tool.
  • the exchangeable energy supply device can in particular be a rechargeable battery or an accumulator ("accumulator"), with the power tool drawing its energy from the at least one exchangeable energy supply device.
  • the machine tool can have one or two exchangeable energy supply devices.
  • the energy supply devices are interchangeable in the sense that an “empty” battery can be removed from the machine tool in order to be charged—for example in a charger. Instead of the "empty” battery, a "fresh”, ie fully charged battery can be used in the machine tool to ensure the power supply of the machine tool.
  • the machine tool can be used particularly flexibly, since its operation does not depend on the presence of a mains connection.
  • safety when operating the machine tool is significantly increased, as there are no mains cables that could cause tripping.
  • possible sources of danger such as damaged cables that come into contact with cooling or rinsing water, are eliminated because a mains cable can be dispensed with in the machine tool with the replaceable energy supply device.
  • the position of relevant components of the machine tool can be defined or described by imaginary axes.
  • the position of the motor within the machine tool can be described by a motor axis A2.
  • the motor of the machine tool can preferably comprise a motor shaft, with the motor axis A2 running through the motor shaft.
  • the motor can preferably be embodied as an electric motor and generate a rotational movement that can be transmitted to your tool via the motor shaft and/or the shaft device of the machine tool.
  • the position of the shaft device or the output shaft of the machine tool is described by a shaft axis A1. It is preferred within the meaning of the invention that the shaft axis A1 and/or the motor axis A2 is/are arranged in a forward-Zbackward direction of the machine tool.
  • the shaft axis A1 and the motor axis A2 run essentially parallel or collinear to one another.
  • the position of the tool of the machine tool can preferably also be described with the aid of the shaft axis A1, since the tool can be connected to the shaft device in order to be driven.
  • the arrangement of the motor, the shaft device and the tool of the machine tool in relation to one another allows a particularly compact and easy-to-handle machine tool to be provided.
  • the machine tool can have a short design, which in particular enables it to be easily attached to a drill stand.
  • substantially parallel or collinear is not an unclear term for the person skilled in the art, because the person skilled in the art knows that axes which are essentially parallel or collinear can exhibit slight deviations from the mathematically exact parallelism or collinearity, which can occur, for example, due to production. Such deviations can be in a range of +/ ⁇ 5°, for example.
  • the energy supply device can be introduced into the machine tool along an insertion direction E.
  • the machine tool can have a cavity into which the energy supply device is inserted. can be pushed.
  • An interface can be provided on the upper side of the energy supply device, via which the energy supply device can be connected to the energy interface of the machine tool.
  • the interface for connecting the energy supply device to the energy interface of the machine tool can also be arranged on a side surface or a rear side or a front side of the energy supply device.
  • the insertion direction E can be oriented essentially parallel to the shaft axis A1 and/or the motor axis A2.
  • the machine tool can have an opening on its rear side, with the energy supply device being able to be pushed through the opening into a cavity of the machine tool.
  • the energy supply device is pushed in the “forward V” spatial direction, so that the insertion direction E in this case preferably coincides with the orientation of the “forward V” spatial direction.
  • the insertion direction E can be oriented essentially perpendicular to the shaft axis A1 and/or the motor axis A2.
  • the energy supply device can preferably be introduced transversely into the machine tool.
  • this preferably means that the insertion direction E can run from a right-hand side of the machine tool to a left-hand side of the machine tool, or vice versa.
  • the machine tool can have an opening on its right or left side, into which the energy supply device can be pushed.
  • the at least one replaceable energy supply device is arranged in an extension of the shaft axis A1 and/or motor axis A2.
  • the machine tool can include a display device, which is preferably arranged on a rear side and/or top side of the machine tool.
  • the display device represents a man-machine interface, which can preferably also be referred to as a human-machine interface (HMI) within the meaning of the invention.
  • HMI human-machine interface
  • the display device can include a display or a small monitor so that information can be displayed for the user of the tool machine tool can be displayed.
  • the display device can preferably also be embodied as a touch-sensitive touch screen.
  • control elements such as buttons or switches can be arranged in close proximity to the display device.
  • the display device is arranged in an inclined manner.
  • an inclined plane can be formed between the top and the back of the machine tool, in which the display device can be embedded.
  • the inclined plane can preferably also be referred to as the "display device plane", with the display device plane forming an angle beta with the shaft axis A1 and/or the motor axis A2.
  • the angle beta is in a range between 20 and 70°.
  • the unit “°” preferably corresponds to the angle unit “degrees”.
  • the tilted or oblique arrangement of the display device can advantageously allow for a particularly short overall length of the machine tool and a compact design.
  • the height of the machine tool can be kept low. As a result, the ergonomics and the handling of the machine tool can be improved.
  • the readability of the display device can be significantly improved if the display device is arranged at an angle or tilted and not vertically or horizontally. Because many displays and monitors are dependent on the viewing angle, so that the displays and monitors cannot be read equally well from every direction and from every position.
  • the inclined or oblique arrangement of the display device on the inclined plane which preferably connects the top side of the machine tool to its rear side, makes it considerably easier for the user to read the information from the display device, or it can be made less strenuous. This is especially true in unfavorable weather conditions, such as strong sunshine.
  • the machine tool can be used equally well horizontally (e.g.
  • FIG. 1 schematic view of a preferred embodiment of the system of external module and machine tool
  • FIG. 2 shows a schematic view of a preferred embodiment of the contact area between the external module and the machine tool
  • FIG. 3 schematic side view of a machine tool with an integrated solution for generating an impact movement, the machine tool having a shaft interface
  • FIG. 4 shows a schematic view of an energy supply device for the battery-operated machine tool
  • FIG. 1 shows a schematic view of a preferred embodiment of the system 50 made up of module 10 and machine tool 100.
  • the module 10 is designed as an external module.
  • the module 10 can also be integrated in the machine tool 100 and in this embodiment of the invention can be referred to as an "impact mechanism" or as an "integrated impact mechanism".
  • the tool 102 of the machine tool 100 can be connected to the machine tool 100 via a tool holder 118 .
  • the module 10 is arranged in particular between the tool holder 118 and the machine tool 100 .
  • the machine tool 100 can preferably be a drilling device or a core drilling device; the tool 102 of the machine tool 100 can be embodied as a drill bit, for example.
  • the machine tool 100 has a motor (122, see FIG. 3), it being possible for the tool 102 of the machine tool 100 to be driven via a shaft device 104 of the machine tool 100.
  • the motor 122 of the machine tool 100 generates a rotational movement D that can be transmitted to the tool 102 of the machine tool 100 .
  • the shaft device 104 of the machine tool 100 can preferably also be referred to as a transmission output shaft 104 .
  • the present invention relates in particular to a module 10 with which the rotational movement D of the tool 102 of the machine tool 100 can be overlaid with an impact movement S.
  • the impact movement S can advantageously be generated with the module 10, wherein the module 10 can be designed as an external module so that it can be connected to the machine tool 100.
  • the module 10 can be integrated in the machine tool 100 .
  • the impact movements S, with which the pure rotary movement D of the machine tool 100 can be superimposed, are preferably also referred to as “microhammering”. In other words, a microhammering function for a machine tool 100 can be made available with the module 10 .
  • the module 10 is designed as an external module, it can be "interposed" like an adapter between the tool 102 and the machine tool 100 .
  • the module 10 has a first cam disk 12 and a second cam disk 14, the first cam disk 12 being designed to be shaft-resistant, ie with a shaft device 16 of the external mo- duls 10 is connected.
  • the second cam disk 14 is preferably fixed to the housing. In the context of the invention, this preferably means that the second cam disk 14 is connected to a housing 18 of the external module 10 .
  • the first cam 12 is able to rotate together with the shaft assembly 16 of the external module 10, while the second cam 14 is not adapted to rotate.
  • the first cam disc 12 is designed to be axially movable during operation of the machine tool 100 in order to generate the axial stroke or the percussion movement S.
  • the second disk cam 14 is not designed to be movable in the axial direction when the machine tool 100 is in operation.
  • the first cam disk 12 is preferably able to push itself away from the second cam disk 14 in order to generate the axial stroke or the flapping movement S. In the context of the invention, this preferably means that the first cam disc 12 of the external module 10 can move in the spatial directions “forward” and “backward”.
  • the spatial directions are shown in FIG. 1 with a directional cross.
  • the spatial direction “forwards” is denoted by the letter “V”
  • the spatial direction “backwards” is denoted by the letter “H”
  • the tool 102 of the machine tool 100 is accordingly arranged in a front region of the machine tool 10, while the machine tool 100 is shown behind the external module 10 in FIG.
  • the shaft device 16 of the external module 10 preferably also moves with it, since the first cam disk 12 is firmly connected to the shaft device 16 of the external module 10 . It is preferred within the meaning of the invention that the second cam disk 14 and the housing 18 of the external module 10 cannot move relative to the machine tool 100 during operation.
  • the two cam disks 12, 14 each have at least one structural element, the structural elements being set up to generate the impact movements S when the cam disks 12, 14 move relative to one another during operation of the machine tool 100.
  • the provision of the structural elements on the two cam disks 12, 14 advantageously avoids high surface pressures.
  • the structural elements can, for example, have a ramp-like design, with a movement of one cam disk, for example the first cam disk 12, following the height profile of the structural elements of the other cam disks - for example the second cam disk 14 - when the cam disks 12, 14 perform a relative rotary movement. It is preferred within the meaning of the invention that in particular the first cam 12 rotates while the second cam 14 is still stands. If several structural elements are provided on the cam discs 12, 14, an alternating axial stroke can occur. In the context of the invention, this preferably means that hammering movements S are generated in quick succession, which then form the micro-hammering function for the machine tool 100 .
  • the module 10 may include an interface 30, the interface 30 being set up to connect a first partial shaft 32 and a second partial shaft 34 of the shaft device 16 of the module 10 to one another.
  • the interface 30 can preferably also be referred to as a “shaft interface”.
  • One of the two partial shafts 32, 34 i.e. the first partial shaft 32 or the second partial shaft 34, can be designed to be stationary in the axial direction, while the respective other partial shaft (34 or 32) is designed to be movable in the axial direction.
  • one of the partial shafts 32, 34 can be displaced in a front-rear direction, while the other partial shaft 34, 32 is stationary.
  • the machine tool 100 can also have an interface 108 for connecting the partial shafts 110, 116, with the interface 108 being set up to have a first partial shaft 110 and to connect a second partial shaft 116 of the shaft device 124 of the machine tool 100 to one another.
  • the first partial shaft 110 or the second partial shaft 116 can be designed to be stationary in the axial direction, while the respective other partial shaft 116, 110 is designed to be movable in the axial direction.
  • the machine tool 100 can include two cam disks 112 , 114 , the first cam disk 112 being connected to the shaft device 124 of the machine tool 100 and the second cam disk 114 being connected to the housing 106 of the machine tool 100 .
  • First cam disk 112 can preferably be connected to first partial shaft 110 of shaft device 104 of machine tool 100 .
  • the first cam disc 112 is arranged on the partial shaft (110 or 116) designed to be axially movable, with the first partial shaft 110 of the shaft device 124 of the machine tool 100 preferably being designed to be movable.
  • the second partial shaft 34 of the shaft device 16 of the module 10 can represent an extension of the shaft device 16 .
  • the housing 18 of the module 10 can be mounted on this second partial shaft 34 of the shaft device 16, the mounting 24 being designed in particular as a floating mounting.
  • the second partial wave 34 of Shaft device 16 of module 10 is preferably also referred to as “gear output extension” within the meaning of the invention, since it also represents an extension of shaft device 104 of machine tool 100 into module 10 from a different perspective.
  • the second partial shaft 34 can be connected to the shaft device 104 of the machine tool 100 so that the rotational movement D of the machine tool 100 can be transmitted via the shaft devices 16, 104 to the tool 102 of the machine tool 100.
  • the impact movement S with which the rotary movement D of the tool 102 of the machine tool 100 can be superimposed, can advantageously be switched on and off by the cam disks 12, 14 being moved apart in the axial direction in such a way that there is no longer any contact between the cam disks 12, 14 exists.
  • the cam disks 12 , 14 can be pulled apart, for example, by the first cam disk 12 being moved away from the second cam disk 14 .
  • the first cam disk 12 can be in a first position before moving away and in a second position after the moving away, it being possible for the first cam disk 12 to be fixed in a second position with a fastening element 26 . It is preferred within the meaning of the invention that the cam discs 12, 14 are moved apart by actuating a movement thread. A fastener 26 can then be provided to fix the thread in the desired position.
  • the cam disks 12, 14 can also be moved apart by the second cam disk 14 being moved away from the first cam disk 12.
  • the second cam disk 14 can be displaced relative to the housing 18 of the external module 10 by an actuating element 28 . Due to the connection between the second cam disk 14 and the housing 18 of the module 10, the second cam disk 14 can be displaced relative to the machine tool 100, in particular together with the housing 18 of the module 10.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a preferred embodiment of the contact area between module 10 and machine tool 100 when module 10 is designed as an external module.
  • the rear of the external module 10 can be connected to the machine tool 100, while the front of the external module 10 can be connected to the tool holder 118 or the tool 102 of the machine tool.
  • At least two interfaces 52, 54 can be provided to connect external module 10 to machine tool 100, with the first interface 52 being set up to connect shaft device 16 of external module 10 to a shaft device 104 of machine tool 100, while second interface 54 is connection of the housing 18 of the external module 10 is set up with a housing 106 of the machine tool 100 .
  • the housing 18 of the external module 10 can be connected to the housing 106 of the machine tool 100 .
  • the second partial shaft 34 of the shaft device 16 of the external module 10 can be connected to the shaft device 104 of the machine tool 100 .
  • Contact points or contact areas between the external module 10 and the machine tool 100 therefore exist in particular in the area of the housing 18, 106 of the external module 10 (“second interface 54”) and the machine tool 100 and in the area of the shaft devices 16, 104 (“first interface 52").
  • the first interface 52 and the second interface 54 between the machine tool 100 and the external module 10 are illustrated in particular in FIG.
  • the upper, first load path LP1 is a possible load path that the power flow within the module 10 can take.
  • the lower, second load path LP2 is the preferred load path in which the power flow is introduced into the housing 106 of the machine tool 100 .
  • sensitive components within the machine tool 100 can be better protected than in the case of load path LP1, in which the force can be introduced into the shaft devices 16, 104 of the module 10 or the machine tool 100. This can damage bearings or roller bearings, for example.
  • FIG. 3 shows a side view of a possible embodiment of a machine tool 100 with an integrated solution for generating an impact movement S, the machine tool 100 having a shaft interface 108 .
  • a machine tool 100 is shown in FIG. 3, in which the microhammering function is generated or provided within the machine tool 100 itself.
  • the microhammering function is provided in particular by an impact mechanism which is integrated into the machine tool 100 and which can be an embodiment of the module 10 .
  • the machine tool 100 or its impact mechanism comprises a first cam disk 112 and a second cam disk 114 which are present in a module 10 integrated into the machine tool 100 .
  • the cam discs 112, 114 of the module 10 or the machine tool 100 are also set up to interact in the same way in order to generate impact movements S and/or impact pulses, so that the machine tool shown in FIG 100 as such is capable of providing a microhammering function.
  • the machine tool 100 shown in FIG. 3 has a housing 106 and two shaft devices 104 , 124 .
  • the shaft device 104 preferably corresponds to a rotor shaft of the motor 122 of the machine tool 100.
  • the function of the further shaft device 124 corresponds to the shaft device 16 of the external module 10, with the further shaft device 124 also being able to comprise two partial shafts 110, 116.
  • the machine tool 100 can have a handle 120 with which a user can hold and guide the machine tool 100 .
  • the machine tool 100 can have a gearbox, so that a further shaft device 124 of the machine tool 100 does not necessarily have to be directly connected to the motor 122 of the machine tool 100 .
  • gears or other shaft devices may be provided between the shaft devices 104, 124 and the motor 122 of the machine tool 100 to adjust a speed of the motor 122, for example.
  • the transmission of the machine tool 100 can preferably be set up to reduce a high speed of the motor 122 in such a way that a speed suitable for drilling is obtained for the tool 102 of the machine tool 100 .
  • the shaft devices 104, 124 of the machine tool 100 can be offset from one another in an up-Zdown direction, with the shaft devices 104, 124 of the machine tool 100 preferably being oriented substantially parallel to one another.
  • shaft device 104 is set up to interact with further shaft device 124, which corresponds to shaft device 16 of external module 10 if the microhammering function is provided by an external module 10.
  • This further shaft device 124 can preferably comprise a first partial shaft 110 and a second partial shaft 116, the first partial shaft 110 functionally corresponding to the first partial shaft 32 of the external module 10 and the second partial shaft 116 functionally corresponding to the second partial shaft 34 of the external module 10 equals.
  • An interface 108 for connecting the two partial shafts 110 and 116 is also provided in the integrated solution, in which the microhammering function is provided by the machine tool 100 itself and which is shown in FIG.
  • the objects marked with a cross in Figure 3 can preferably be bearings or roller bearings that allow an axial movement of the first partial shaft 110 and the first cam disk 112 attached to it, so that the machine tool 100 generates an impact movement S or a microhammering function can be provided.
  • the machine tool 100 shown in FIG. 3 also has an energy supply device 40 .
  • the machine tool 100 according to the invention can be connected to an energy supply device 40 for the purpose of supplying electrical energy.
  • the machine tool 100 can have an interface or a receiving area (not shown) for fastening the energy supply device 40 .
  • the energy supply device 40 has at least one energy storage cell 42 , a schematic view of an energy supply device 40 for the battery-operated machine tool 100 being shown in FIG. 4 .
  • the embodiment of the energy supply device 40 illustrated in FIG. 4 has, for example, eighteen energy storage cells 42 which are arranged in three rows or strands.
  • the energy supply device 40 can also have any other number or arrangement and shape of energy storage cells 42 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, das eine Werkzeugmaschine und ein Modul zur Bereitstellung einer Microhammering- oder Schlagfunktion für die Werkzeugmaschine umfasst. Beim Microhammering werden Schlagbewegungen erzeugt, die eine reine Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine überlagern und so beispielsweise eine Bohrkraft der Werkzeugmaschine erhöhen können. Das Modul weist Kurvenscheiben auf, von denen eine wellen- fest und die andere gehäusefest ausgebildet ist. Die Kurvenscheiben können so beschaffen sein bzw. zusammenwirken, dass eine Schlagbewegung erzeugt wird, mit der die Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine überlagert werden kann. Das Modul kann wie ein Adapter zwischen der Werkzeugmaschine und seinem Werkzeug angebracht werden oder als Schlagmechanismus integriert in der Werkzeugmaschine vorliegen. Die Werkzeugmaschine kann zur Energieversorgung mit einer Energieversorgungsvorrichtung verbunden werden.

Description

SYSTEM AUS WERKZEUGMASCHINE UND MODUL ZUR ERZEUGUNG EINER SCHLAGBEWEGUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, das eine Werkzeugmaschine und ein Modul zur Bereitstellung einer Microhammering- oder Schlagfunktion für die Werkzeugmaschine umfasst. Beim Microhammering werden Schlagbewegungen erzeugt, die eine reine Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine überlagern und so beispielsweise eine Bohrkraft der Werkzeugmaschine erhöhen können. Das Modul weist Kurvenscheiben auf, von denen eine wellenfest und die andere gehäusefest ausgebildet ist. Die Kurvenscheiben können so beschaffen sein bzw. Zusammenwirken, dass eine Schlagbewegung erzeugt wird, mit der die Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine überlagert werden kann. Das Modul kann wie ein Adapter zwischen der Werkzeugmaschine und seinem Werkzeug angebracht werden oder integriert in der Werkzeugmaschine vorliegen. Die Werkzeugmaschine weist zur Energieversorgung eine Energieversorgungsvorrichtung auf.
Hintergrund der Erfindung:
Im Bereich Werkzeugmaschinen sind Bohrgeräte, insbesondere Kernbohrgerät, bekannt, mit denen im Wesentlichen zylinderförmige Bohrkeme aus einem zu bearbeitenden Untergrund herausgeschnitten werden können. Solche Bohrgeräte weisen als Werkzeug häufig eine sog. Bohrkrone auf, die von einem Motor des Bohrgeräts zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Ein solches Bohrgerät kann eine mechanische Getriebeeinheit aufweisen, um das Bohrgerät in verschiedenen Gängen und Leistungsbereichen zu betreiben. Hier würde es die Fachwelt begrüßen, wenn die Arbeitseffizienz von solchen Geräten verbessert werden könnte.
Nachteilig an bekannten Bohrgeräten ist darüber hinaus, dass die Arbeit mit konventionellen Bohrgeräten als aufwändig oder beschwerlich empfunden wird. Zum einen erfordern konventionelle Bohrgeräte häufig die Verwendung von Wasser als Spül- oder Kühlmittel, wobei dieses Spül- oder Kühlwasser zu Verunreinigungen der Baustelle und umfangreichen nachfolgenden Aufräum- und Reinigungsarbeiten führen kann. Außerdem müssen konventionelle Bohrgeräte zumeist mit Kabeln oder Leitungen mit einem öffentlichen oder Baustellen-Stromnetz verbunden werden, um das Bohrgerät mit elektrischer Energie zu versorgen. Es hat sich allerdings gezeigt, dass die Zuführleitungen für Wasser und/oder elektrische Energie Stolperfallen darstellen kön- nen. Darüber hinaus kann es mühselig sein, die Baustelle für die Durchführung von Kernbohrarbeiten vorzubereiten, weil besagte Zuführleitungen verlegt und Vorkehrungen zum Sauberhalten der Baustelle getroffen werden müssen. Außerdem ist die Verwendung solcher Kernbohrgerät auf Orte beschränkt, an denen einen Versorgung mit Wasser und/oder Strom gewährleistet ist.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die vorstehend beschriebenen Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine technische Lösung zur Verbesserung der Effizienz von Werkzeugmaschine bereitzustellen, mit denen darüber hinaus der „Verkabelungsaufwand“ der Werkzeugmaschine reduziert werden kann. Gemeint ist damit, dass es die Fachwelt begrüßen würde, wenn beispielsweise das Stolperrisiko bei der Verwendung einer Werkzeugmaschine minimiert werden könnte. Die Lösung soll für den Nutzer einfach und komfortabel in der Anwendung und Handhabung sein und die Werkzeugmaschine soll auf einer Baustelle schnell in Betrieb genommen werden können. Darüber hinaus wäre es wünschenswert, wenn die Werkzeugmaschine besonders flexibel einsetzbar wäre, insbesondere auch an Orten, an denen unter Umständen kein Wasser- und/oder Stromanschluss verfügbar ist. Darüber hinaus soll der Aufwand zur Beseitigung von etwaigen Verunreinigungen nach Durchführung von Arbeiten mit der Werkzeugmaschine reduziert werden und die Werkzeugmaschine besonders flexibel einsetzbar sein.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausführungsformen zu dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Beschreibung der Erfindung:
Erfindungsgemäß ist ein System umfassend eine Werkzeugmaschine und ein Modul zur Erzeugung einer Schlagbewegung S vorgesehen, wobei ein Werkzeug der Werkzeugmaschine dazu ausgebildet ist, eine Drehbewegung D auszuführen. Das Modul umfasst eine erste Kurvenscheibe und eine zweite Kurvenscheibe, wobei die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe zur Erzeugung der Schlagbewegung S Zusammenwirken, wobei das Modul dazu ausgebildet ist, die Drehbewegung D des Werkzeugs der Werkzeugmaschine mit der Schlagbewegung S zu überlagern, wobei die Werkzeugmaschine zur Energieversorgung mit einer Energieversorgungsvorrichtung verbindbar ist.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kurvenscheibe mit einer Wellenvorrichtung des Moduls verbunden vorliegt und/oder die zweite Kurvenscheibe ortsfest mit einem Gehäuse des Moduls verbunden vorliegt. Darüber hinaus kann die Werkzeugmaschine und das Modul über mindestens eine Schnittstelle miteinander verbunden vorliegen. Die Schlagbewegung S, mit der die Drehbewegung D des Werkzeugs der Werkzeugmaschine überlagert werden kann, kann vorteilhafterweise ein- und ausgeschaltet werden, indem die Kurvenscheiben in axialer Richtung so auseinander bewegt werden, dass kein Kontakt mehr zwischen den Kurvenscheiben besteht. Die Kurvenscheiben können beispielsweise auseinander bewegt werden, indem die erste Kurvenscheibe von der zweiten Kurvenscheibe abgerückt wird. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung können die Kurvenscheiben auseinander bewegt werden, indem die zweite Kurvenscheibe von der ersten Kurvenscheibe abgerückt wird. Insbesondere kann die zweite Kurvenscheibe zusammen mit einem Gehäuse des Moduls relativ zur Werkzeugmaschine verschiebbar ausgebildet sein bzw. verschoben werden.
Das Modul kann als externes Modul ausgebildet und an die Werkzeugmaschine anbringbar sein. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Modul und die Werkzeugmaschine über eine erste Schnittstelle und eine zweite Schnittstelle miteinander verbunden vorliegen, wobei die erste Schnittstelle zur Verbindung einer Wellenvorrichtung des Moduls mit einer Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine eingerichtet ist und die zweite Schnittstelle zur Verbindung eines Gehäuses des Moduls mit einem Gehäuse der Werkzeugmaschine eingerichtet ist.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann das Modul in der Werkzeugmaschine integriert vorliegen («integrierte Lösung»), Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass der Schlagmechanismus in dieser Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise in einem Getriebe der Werkzeugmaschine integriert vorliegt, so dass die Schlagbewegung zur Überlagerung der Drehbewegung des Werkzeugs vorteilhafterweise direkt im Getriebe der Werkzeugmaschine erzeugt werden kann. Wenn das Modul bzw. der Schlagmechanismus in der Werkzeugmaschine integriert vorliegt, kann auf die Vorsehung eines separaten Gehäuses für das Modul verzichtet werden. Vielmehr ist es in dieser Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, dass die Kurvenscheiben direkt mit den Wellenvorrichtungen und dem Gehäuse der Werkzeugmaschine Zusammenwirken, um die Schlagbewegung zu erzeugen. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Werkzeugmaschine, insbesondere ein Kernbohrgerät, bereitgestellt wird, wobei die Werkzeugmaschine einen Mechanismus zur Erzeugung einer Schlagbewegung S aufweist. Dieser Schlagmechanismus umfasst eine erste Kurvenscheibe und eine zweite Kurvenscheibe, wobei die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe zur Erzeugung der Schlagbewegung S Zusammenwirken, wobei der Schlagmechanismus dazu ausgebildet ist, die Drehbewegung D des Werkzeugs der Werkzeugmaschine mit der Schlagbewegung S zu überlagern. Erfindungsgemäß ist darüber hinaus vorgesehen, dass eine solche Werkzeugma- schine mit Schlagmechanismus zur Energieversorgung mit einer Energieversorgungsvorrichtung verbunden werden kann.
Im Kontext dieser Ausgestaltung der Erfindung wird somit auch eine Werkzeugmaschine mit einem Werkzeug offenbart, wobei das Werkzeug und die Werkzeugmaschine dazu ausgebildet sind, eine Drehbewegung auszuführen. Die Werkzeugmaschine ist außerdem dazu eingerichtet, eine Schlagbewegung zu erzeugen, wobei die Werkzeugmaschine eine erste Kurvenscheibe und eine zweite Kurvenscheibe umfasst, wobei die erste Kurvenscheibe mit einer Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt («wellenfest») und die zweite Kurvenscheibe ortsfest mit einem Gehäuse der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt («gehäusefest»), wobei die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe zur Erzeugung der Schlagbewegung Zusammenwirken, wobei die Werkzeugmaschine dazu ausgebildet ist, die Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine mit der Schlagbewegung zu überlagern. Die Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine, mit der die erste Kurvenscheibe verbunden werden kann, kann im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als Getriebeabtriebswelle der Werkzeugmaschine bezeichnet werden. Mit anderen Worten kann die erste Kurvenscheibe auf der Wellenvorrichtung bzw. auf der Getriebeabtriebswelle der Werkzeugmaschine montiert vorliegen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich in dieser Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise die gesamte Wellenvorrichtung im Rahmen der Microhammering-Bewegung bewegen kann. Das Modul stellt in dieser Ausgestaltung der Erfindung keinen abgeschlossenen Bereich innerhalb der Werkzeugmaschine dar, sondern viel mehr eine Funktionseinheit mit Kurvenscheiben, die dazu eingerichtet ist, eine Schlagbewegung zu erzeugen, wobei mit der Schlagbewegung die Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine überlagert werden kann. Die Erfindung betrifft in dieser Ausgestaltung somit insbesondere eine Werkzeugmaschine mit integrierter Microhammering-Funktionalität bzw. eine Werkzeugmaschine mit integriertem Schlagmechanismus. Vorzugsweise ist es in dieser Ausgestaltung der Erfindung nicht erforderlich, eine Schnittstelle zur Verbindung des Moduls bzw. des Schlagmechanismus mit der Werkzeugmaschine vorzusehen, weil der Begriff «Modul» in dieser Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise nicht als physisch abgeschlossener Bereich oder Raum zu verstehen ist, sondern als Ort, an dem eine Funktionalität, hier die Erzeugung einer Schlagbewegung, bereitgestellt wird. Der Bereich der Werkzeugmaschine, in dem die Kurvenscheiben vorliegen, kann vorzugsweise als «Funktionseinheit» bezeichnet werden. Diese Funktionseinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Schlagbewegung zu erzeugen bzw. eine Microhammering-Funktion bereitzustellen.
Die Schlagbewegung S kann vorzugsweise eine höhere Frequenz aufweisen als die Drehbewegung D der Werkzeugmaschine und/oder seines Werkzeugs. Es hat sich gezeigt, dass die Bereitstellung einer Schlagbewegung bzw. die Überlagerung der Drehbewegung des Werkzeugs einer Werkzeugmaschine mit einer Schlagbewegung in bestimmten Anwendungen die Effizienz bei der Arbeit mit der Werkzeugmaschine erheblich verbessern kann. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass bei gleicher Leistung der Energieversorgungsvorrichtung mehr Arbeit verrichtet werden kann. Beispielsweise können mit der Erfindung mehr Kernbohrungen zwischen dem Austausch oder Aufladen der Energieversorgungsvorrichtung durchgeführt werden als bei konventionellen Geräten.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Modul als externes Modul zur Erzeugung einer Schlagbewegung ausgebildet. Das externe Modul ist an eine Werkzeugmaschine anbringbar, wobei ein Werkzeug der Werkzeugmaschine dazu ausgebildet ist, eine Drehbewegung auszuführen. Alternativ kann das Modul auch integriert in der Werkzeugmaschine vorliegen. Das Modul umfasst eine erste Kurvenscheibe und eine zweite Kurvenscheibe, wobei die erste Kurvenscheibe mit einer Wellenvorrichtung des Moduls verbunden vorliegt und die zweite Kurvenscheibe ortsfest mit einem Gehäuse des Moduls verbunden vorliegt, wobei die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe zur Erzeugung der Schlagbewegung Zusammenwirken, wobei das Modul dazu ausgebildet ist, die Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine mit der Schlagbewegung zu überlagern. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kurvenscheibe des Moduls als wellenfeste Kurvenscheibe ausgebildet ist, d.h. mit einer Wellenvorrichtung des Moduls verbunden vorliegt, während die zweite Kurvenscheibe des Moduls als gehäusefeste Kurvenscheibe ausgebildet ist, indem die zweite Kurvenscheibe ortsfest mit dem Gehäuse des Moduls verbunden vorliegt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kurvenscheibe in rotatorischer bzw. tangentialer Richtung fest mit der Wellenvorrichtung verbunden ist, während die zweite Kurvenscheibe in rotatorischer bzw. tangentialer Richtung fest mit dem Gehäuse des Moduls verbunden ist. Vorzugsweise sind die Wellenvorrichtung und die erste Kurvenscheibe in axialer Richtung beweglich ausgebildet, wobei sich die Wellenvorrichtung und die erste Kurvenscheibe vorzugsweise zusammen, d.h. gemeinsam, zwischen Anschlägen bzw. in einem gewissen, dafür vorgesehenen Bereich hin- und herbewegen können. Durch die bewegliche Ausgestaltung der Wellenvorrichtung und die erste Kurvenscheibe werden vorzugsweise die Axialhubbewegungen der ersten Kurvenscheibe und der Wellenvorrichtung ermöglicht, die die Schlagbewegungen erzeugen.
Mit der Erfindung kann eine Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, die mit der Erfindung, d.h. insbesondere durch Vorsehung eines externen oder integrierten Microhammering-Moduls, dazu ertüchtigt werden kann, eine Microhammering-Funktion bereitzustellen. Diese unterschiedlichen Arten der Bereitstellung einer Microhammering-Funktion, die hier offenbart werden, wer- den im Sinne der Erfindung bevorzugt als «Extern-Modul-Lösung» und als «integrierte» Lösung» bezeichnet.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine reine Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine in eine überlagerte Dreh- und Schlagbewegung umgewandelt werden kann. Wenn das Modul als externes Modul ausgestaltet ist, kann der Nutzer der Werkzeugmaschine je nach durchzuführender Anwendung entscheiden, ob er das externe Modul zur Erzeugung einer Schlagbewegung verwenden möchte oder nicht. Mit anderen Worten kann der Nutzer eine konventionelle Werkzeugmaschine, die dazu eingerichtet ist, allein eine Drehbewegung zu erzeugen, mit Hilfe des externen Moduls dazu in die Lage versetzen, eine überlagerte Dreh- und Schlagbewegung zu erzeugen. Das externe Modul kann somit als Nachrüst-Option für konventionelle Werkzeugmaschinen ohne Schlagfunktion verwendet werden, wobei die Werkzeugmaschine durch dieses Nachrüsten vorteilhafterweise zur Erzeugung einer kombinierten Dreh- und Schlagbewegung ertüchtigt werden kann. Indem die Schlagbewegung nicht integriert durch feste Bestandteile innerhalb der Werkzeugmaschine erzeugt wird, sondern es dem Nutzer freisteht, die Schlagbewegung zusätzlich zu der Drehbewegung des Werkzeugs durch Verwendung des externen Moduls hinzuzuschalten, kann ein besonders flexibles Arbeits- und Werkzeugsystem bereitgestellt werden. Insbesondere kann der Nutzer das externe Modul für unterschiedliche Werkzeugmaschinen verwenden, so dass beispielsweise eine ganze Flotte von Werkzeugmaschinen zur Durchführung einer überlagerten Dreh- und Schlagbewegung ertüchtigt werden kann. Darüber hinaus muss der Nutzer nicht mehr zwei unterschiedliche Bohrgeräte (mit und ohne Schlagfunktion) auf eine Baustelle mitnehmen, wenn er eine Bohrung durchführen möchte, sondern es ist ausreichend, ein Bohrgerät und das externe Modul mitzuführen.
Wenn das Modul mit seinen Kurvenscheiben integriert in der Werkzeugmaschine vorliegt, kann ein besonders flexibles und unabhängiges Werkzeugmaschinen-System bereitgestellt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Werkzeugmaschine über eine Energieversorgungsvorrichtung, wie einer aufladbaren Batterie oder einem Akkumulator («Akku») mit elektrischer Energie versorgt wird. Denn durch die Vorsehung des Moduls kann vorteilhafterweise auf die Verwendung von Wasser als Kühl- oder Spülmedium verzichtet werden. Durch die Energieversorgung mit einer Energieversorgungsvorrichtung kann auf eine Verbindung der Werkzeugmaschine mit einer Steckdose oder dergleichen verzichtet werden. Somit können mit der Erfindung sowohl die Zuführleitungen für Wasser als Kühl- oder Spülmittel, als auch für elektrische Energie verzichtet werden. Auf diese Weise kann mit der Werkzeugmaschine auch an solchen Orten gearbeitet werden, an denen Strom und/oder Wasser nicht vorhanden sind. Insbesondere kann durch den Verzicht auf die genannten Zuführleitungen sehr schnell mit der Arbeit mit der Werk- zeugmaschine begonnen werden und es sind keine aufwändigen Vorbereitungshandlungen für die Sauberhaltung der Baustelle erforderlich. Darüber hinaus werden Risiken, wie Stolperfallen durch Zuführleitungen, minimiert. Der Vorteil, dass auf die Verwendung von Spül- oder Kühlwasser verzichtet werden kann, wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Werkzeugmaschine durch einen Schlagmechanismus dazu eingerichtet ist, eine Schlagbewegung zu erzeugen. Der Schlagmechanismus kann vorteilhafterweise durch ein externes Modul oder durch eine in die Werkzeugmaschine integrierte Schlagmechanik realisiert werden. Der Vorteil, dass auf die Vorsehung von aufwändigen Zuführleitungen verzichtet werden kann, kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Werkzeugmaschine mit einer Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie verbunden werden kann. Dadurch handelt es sich bei der Werkzeugmaschine vorzugsweise um eine batteriebetriebene Werkzeugmaschine.
Die batteriebetriebene Werkzeugmaschine weist vorzugsweise eine Schnittstelle bzw. einen Aufnahmebereich für die Energieversorgungsvorrichtung auf. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Werkzeugmaschine mit Hilfe der Schnittstelle bzw. des Aufnahmebereiches mit der Energieversorgungsvorrichtung verbunden werden kann, so dass elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung über die Schnittstelle in Richtung der Werkzeugmaschine fließen kann. Selbstverständlich kann die Werkzeugmaschine auch mehr als eine Energieversorgungsvorrichtungen umfassen. In diesem Fall kann die Werkzeugmaschine auch mehr als eine Schnittstelle oder mehr als einen Aufnahmebereich aufweisen, um die Energieversorgungsvorrichtungen mit der Werkzeugmaschine zu verbinden. Die Verbindung zwischen der/den Energieversorgungsvorrichtung/en und der Werkzeugmaschine ist vorzugsweise so beschaffen, dass hohe Ströme von der der/den Energieversorgungsvorrichtung/en in Richtung der Werkzeugmaschine fließen können. Beispielsweise können solche Entladeströme in einem Bereich von größer als 40 Ampere, bevorzugt größer als 60 Ampere oder noch mehr bevorzugt größer als 80 Ampere liegen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung mindestens eine Energiespeicherzelle aufweist, wobei die Energiespeicherzelle eine maximale Konstant-Strom-Abgabe von größer als 20 Ampere, bevorzugt größer als 30 Ampere, am meisten bevorzugt größer 40 Ampere aufweist.
Die Energieversorgungsvorrichtung kann auch als externe Energieversorgungsvorrichtung ausgebildet sein, die beispielsweise in räumlicher Nähe zu der Werkzeugmaschine positionierbar ist. Zum Beispiel kann die Energieversorgungsvorrichtung als Strom-Aggregat ausgebildet sein und auf dem Erdboden oder einem Untergrund in räumlicher Nähe zu der Werkzeugmaschine stehen. Eine solche externe Energieversorgungsvorrichtung kann ihrerseits mit einem Strom- Netz verbunden werden und die Werkzeugmaschine auf diese Weise dauerhaft mit elektrischer Energie versorgen. Die Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise auch als Netzadapter ausgebildet sein.
Die Überlagerung der Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine mit der von dem Modul erzeugten Schlagbewegung wird im Sinne der Erfindung vorzugsweise auch als «Aufoder Einprägen einer Schlagbewegung auf eine bestehende Drehbewegung einer Werkzeugmaschine bzw. seines Werkzeugs» bezeichnet. Die Schlagbewegungen oder Schläge werden vorzugsweise als «Microhammering» bezeichnet. Mit der Erfindung kann somit insbesondere eine Microhammering-Funktion bereitgestellt werden und es kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass der Nutzer der Werkzeugmaschine einer geringeren Belastung durch die Schläge ausgesetzt, da der Lastweg durch die Verwendung des Moduls bzw. durch die Vorsehung des Schlagmechanismus verlängert wird und Vibrationen und Schläge durch Komponenten des Moduls bzw. des Schlagmechanismus aufgenommen und somit erheblich verringert werden können. Beispielsweise können Teile des Gehäuses des Moduls Kunststoff umfassen oder aus Kunststoff gebildet sein, so dass diese Kunststoffkomponenten im Vergleich zu den Stahl- Komponenten elastisch ausgebildet sind und Schläge und Vibrationen aufnehmen können. Darüber hinaus können zwischen dem Modul und der Werkzeugmaschine weitere Dämpfungsmittel vorgesehen sein, um Schläge und Vibrationen für den Nutzer oder den Bohrständer weiter zu reduzieren.
Die Möglichkeit, eine Microhammering-Funktion bereitzustellen, ermöglicht es insbesondere, dass auf die Verwendung von Spül- oder Kühlwasser bei Betrieb der Werkzeugmaschine verzichtet werden kann. Dadurch kann das Maß an Verschmutzungen auf einer Baustelle erheblich reduziert werden. Außerdem können auf diese Weise beispielsweise Kernbohrungen durchgeführt werden an Stellen oder Baustellen-Bereichen, an denen keine Wasserversorgung vorhanden ist oder in solchen Bereichen, in denen der Einsatz von Spül- oder Kühlwasser nicht zulässig ist. Dies kann beispielsweise im Bereich von saugfähigen Baumaterialien, wie Gips oder Karton, der Fall sein oder in empfindlichen Gebäudetypen, wie Krankenhäusern oder dergleichen, oder in der Nähe von elektrischen Anlagen, wie Serverräumen oder Schaltschränken. Darüber hinaus kann die Arbeit mit der Werkzeugmaschine sicherer gestaltet werden, da die Kombination aus Strom und Wasser auf einer Baustelle ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. Die Erfindung kann durch den Verzicht auf die Verwendung von Spül- oder Kühlwasser das «trockene Bohren» auf einer Baustelle ermöglichen, was einen wesentlichen Vorteil der Erfindung darstellt. Dieser Vorteil führt insbesondere in Verbindung mit einer batteriebetriebenen Werkzeugmaschine, die mit einer Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung mit elektrischer Energie verbindbar ist, zu einer großen Flexibilität und Unabhängigkeit, beispielsweise bei der Durchführung von Kernbohrarbeiten. Kernbohrarbeiten werden beispielsweise benötigt, wenn Leitungen in neuen oder bestehenden Gebäuden verlegt werden sollen. Solche Leitungen können beispielsweise benötigt werden, wenn Gebäude mit Wärmepumpen oder Solarthermie-Anlagen nachgerüstet werden. Nachdem gerade in Wohnhäusern nicht mit Wasser als Kühl- oder Spülmittel gebohrt werden soll und auch die Versorgung mit elektrischer Energie aufwändig sein kann, kann die Erfindung hier einen wertvollen Beitrag dazu leisten, dass die Erschließung von neuen Energiequellen vorangetrieben wird.
Durch die Schlagbewegungen, die im Kontext der vorliegenden Erfindung bevorzugt auch als «Schläge» bezeichnet werden, kann die Arbeit mit der Werkzeugmaschine wesentlich effizienter gestaltet werden. Die Werkzeugmaschine kann beispielsweise als Bohrgerät oder als Kernbohrgerät ausgestaltet sein. Das Werkzeug der Werkzeugmaschine kann dann beispielsweise eine Bohrkrone sein, mit der zylinderförmige Bohrkerne aus einem zu bearbeitenden Untergrund herausgeschnitten werden können. Solche Bohrgeräte können zum Beispiel mit einer im Wesentlichen statischen, d.h. konstanten, Bohrkraft arbeiten. Eine solche Bohrkraft kann beispielsweise in einem Bereich von 1.000 Newton (N) liegen. Auf diese Bohrkräfte sind die Bohrgeräte und ihre Komponenten auch ausgelegt, d.h. ein Nutzer kann mit dieser im Wesentlichen statischen Bohrkraft arbeiten, ohne befürchten zu müssen, dass es zu Schäden oder mechanischen Beeinträchtigungen an der Werkzeugmaschine oder ihren Komponenten kommt.
Mit dem Modul bzw. dem Schlagmechanismus können vorteilhafterweise Schläge mit Kraft- Peaks von bis zum 10.000 Newton erzeugt werden. Wenn der Schlagmechanismus integriert in der Werkzeugmaschine vorliegt, wie dies bei praktisch allen Geräten, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, der Fall ist, sind solche konventionellen Werkzeugmaschinen und ihre Komponenten erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt, die zu Schäden an den Werkzeugmaschinen und ihren Komponenten führen können. Sich davon abwendend, erfolgt die Erzeugung der Schlagbewegung im Kontext der vorliegenden Erfindung in einem oder durch ein Modul, das zwischen dem Werkzeug und der Werkzeugmaschine angeordnet werden oder das integriert in der Werkzeugmaschine vorliegen kann. Durch die konkrete, weiter unten beschriebene Ausgestaltung des Moduls können diese mechanischen Belastungen und Risiken für die Werkzeugmaschinen und ihren Komponenten erheblich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann die Bohrkraft mittels der Micro-Schläge erheblich erhöht werden, so dass Arbeiten mit einer Werkzeugmaschine, die ein Modul zur Schlagerzeugung aufweist, schneller und effizienter erledigt werden können. Diese Erhöhung der bevorzugt im Wesentlichen axial wirkenden Bohrkraft wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Überhöhung der axialen Bohrkraft» bezeichnet.
Mit dem vorgeschlagenen Modul bzw. dem vorgeschlagenen Schlagmechanismus kann eine Schlagbewegung erzeugt werden, die mit einer Drehbewegung eines Werkzeugs einer Werkzeugmaschine überlagert werden kann. Die Schlagbewegung stellt dabei vorzugsweise eine im Wesentlichen axiale Schlagbewegung dar, die bevorzugt entlang einer zentral im System verlaufenden Welle bzw. entlang einer zentralen Geräteachse orientiert ist. Die Schlagbewegung wird vorzugsweise durch einen alternierenden Axialhub zwischen den beiden Kurvenscheiben des Moduls erzeugt, wobei der alternierenden Axialhub vorteilhafterweise dazu in der Lage ist, eine im Wesentlichen axiale Bohrkraft auf das Werkzeug der Werkzeugmaschine zu übertragen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Eingangsgröße für das Modul bzw. den Schlagmechanismus eine im Wesentlichen reine Drehbewegung der Werkzeugmaschine bzw. seines Werkzeugs ist. Dabei kann diese reine Drehbewegung durch die von dem Modul bzw. dem Schlagmechanismus erzeugten Micro-Schläge überlagert werden, so dass eine gemischte Dreh- und Schlagbewegung erzeugt wird, mit der ein Untergrund bearbeitet werden kann. Die Drehbewegung der Werkzeugmaschine kann von der Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine, die vorzugsweise als Getriebeabtriebswelle fungiert, auf die Wellenvorrichtung des Moduls und von dort weiter auf die Werkzeugaufnahme und/oder das Werkzeug der Werkzeugmaschine übertragen werden, wobei vorzugsweise gleichzeitig auch ein Drehmoment von der Werkzeugmaschine auf ihr Werkzeug übertragen wird. Zwischengeschaltet zwischen der Werkzeugmaschine und ihrem Werkzeug kann ein als externes Modul ausgebildetes Modul zur Erzeugung von Schlagbewegungen vorliegen, mit denen die reine Drehbewegung der Werkzeugmaschine überlagert werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Vorsehung eines externen Moduls der Ort, an dem die Schlagbewegung erzeugt wird, getrennt ist von den übrigen Komponenten, insbesondere den empfindlichen Getriebekomponenten, der Werkzeugmaschine. Durch diese räumliche Trennung von Schlagerzeugung und Werkzeugmaschine können die Komponenten der Werkzeugmaschine besonders gut vor auftretenden mechanischen Belastungen geschützt werden. Darüber hinaus ist es durch die räumliche Trennung möglich, in dem externen Modul und in der Werkzeugmaschine unterschiedliche Schmierstoffe einzusetzen. Wenn in der Werkzeugmaschine beispielsweise ein Getriebe, insbesondere ein Schaltgetriebe, zum Einsatz kommt, können die Anforderungen an den zu verwendenden Schmierstoff deutlich abweichen im Vergleich zu den Schmierstoff-Anforderungen, die der Schlagmechanismus des externen Moduls erfordert. Aufgrund der räumlichen Trennung können in der Werkzeugmaschine und in dem externen Modul solche Schmierstoffe verwendet werden, die auf die jeweilige Anwendung optimal abgestimmt sind, ohne dass eine Gefahr besteht, dass sich diese Schmierstoffe unerwünschterweise vermischen. Dadurch kann vorteilhafterweise die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer der Werkzeugmaschine, des externen Moduls und ihrer jeweiligen Komponenten erheblich erhöht bzw. verlängert werden. Dies ist insbesondere auch aus dem Grund von Vorteil, dass auf aufwändige Dichtungen verzichtet werden kann. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass eine Beanspruchung der übrigen Getriebekomponenten der Werkzeugmaschine durch Abrieb bzw. Abriebs-Partikel wesentlich reduziert werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die räumliche Trennung und durch die Vorsehung des externen Moduls Vibrationen und Schläge des Werkzeugs der Werkzeugmaschine weniger stark auf den Nutzer übertragen werden. Der Nutzer hält die Werkzeugmaschine häufig in den Händen, wobei die Werkzeugmaschine dafür in bekannter Weise ein oder zwei Griffe aufweisen kann. Indem zwischen dem Werkzeug und der Werkzeugmaschine das externe Modul «zwischengeschaltet» werden kann, wird eine Übertragung von Vibrationen, die bei Betrieb des Werkzeugs der Werkzeugmaschine auftreten, wesentlich erschwert. Dadurch werden die Gelenke, insbesondere die Handgelenke, des Nutzers wesentlich entlastet oder der Nutzer kann alternativ länger mit der Werkzeugmaschine arbeiten, ohne Vibrations- oder Belastungs-Grenzwerte zu erreichen. Damit leistet die Erfindung auch einen Beitrag zum Gesundheitsschutz des Nutzers der Werkzeugmaschine, an der ein externes Modul zur Schlagerzeugung befestigt ist.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schlagbewegung, die von dem Modul bzw. dem Schlagmechanismus erzeugt werden kann, eine höhere Frequenz aufweist als die Drehbewegung der Werkzeugmaschine und/oder seines Werkzeugs. Vorzugsweise weist der axiale Axialhub eine höhere Frequenz auf als die Drehbewegung der Werkzeugmaschine bzw. seines Werkzeugs. Das bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Schlagbewegung, die von dem Modul erzeugt wird, eine höhere Frequenz aufweist als die bestehende Drehbewegung der Werkzeugmaschine. Mit anderen Worten ist das Modul dazu eingerichtet, eine Anzahl von Schlägen pro Zeiteinheit zu erzeugen, wobei diese Anzahl von Schlägen größer ist als eine Anzahl von Umdrehungen des Werkzeugs der Werkzeugmaschine pro derselben Zeiteinheit. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass pro Zeiteinheit mehr Schlagbewegungen erzeugt wer- den als Drehbewegungen des Werkzeugs der Werkzeugmaschine stattfinden. Die Schlagbewegungen können somit bevorzugt durch einen höherfrequenten Axialhub erzeugt werden.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Modul bzw. der Schlagmechanismus eine Verlängerung der Wellenvorrichtung aufweist. Die Wellenvorrichtung des Moduls, die mit der ersten, «wellenfesten» Kurvenscheibe des externen Moduls verbunden vorliegt, kann im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Modulwelle», «Modul-Wellenvorrichtung» oder «Welle» bezeichnet werden, wobei die genannten Begriffe im Kontext der vorliegenden Erfindung synonym verwendet werden.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Wellenvorrichtung des Moduls bzw. des Schlagmechanismus mit einer Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine verbindbar ist. Bei der Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine kann es sich insbesondere um eine Getriebeabtriebswelle der Werkzeugmaschine bzw. des Bohrgeräts handeln. Durch die Verbindung der Moduleingangswelle der Wellenvorrichtung des Moduls mit der Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine kann vorteilhafterweise eine Verbindung zwischen dem Modul und der Werkzeugmaschine hergestellt werden. Die Verbindung der Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine und der Wellenvorrichtung des Moduls erfolgt vorzugsweise durch eine erste Schnittstelle. Die erste Schnittstelle ist insbesondere dazu eingerichtet, die Wellenvorrichtung des Moduls mit der Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine zu verbinden.
Wenn das Modul als externes Modul ausgebildet ist, kann es im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass das Gehäuse des Moduls mit einem Gehäuse der Werkzeugmaschine verbindbar ist. Das externe Modul weist ein Gehäuse auf, wobei eine der Kurvenscheiben des Moduls fest mit dem Gehäuse verbunden vorliegt. Diese Kurvenscheibe wird bevorzugt als gehäusefeste oder zweite Kurvenscheibe bezeichnet. Das Gehäuse des Moduls kann im Kontext der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als «Modul-Gehäuse» bezeichnet werden. Das Modul-Gehäuse kann axial mit einem Gehäuse der Werkzeugmaschine verbunden werden. Die Werkzeugmaschine kann beispielsweise ein Getriebe- oder Motorgehäuse aufweisen, das vorzugsweise Bestandteil des Gehäuses der Werkzeugmaschine ist. Die Verbindung zwischen dem Modul-Gehäuse und dem Gehäuse der Werkzeugmaschine kann beispielsweise über eine Gehäuse-Schnittstelle bewirkt werden, die vorteilhafterweise eine zusätzliche Abstützfunktion für die Gehäuse gewährleistet und die einen Beitrag dazu leisten kann, dass Vibrationen und Schläge weniger stark auf die Werkzeugmaschine und damit auf den Nutzer übertragen werden.
Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass das Gehäuse des Moduls axial mit dem Getriebegehäuse der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt bzw. mit dem Getriebegehäu- se der Werkzeugmaschine verbunden werden kann. Beispielsweise kann das Modul bzw. sein Gehäuse über eine Lagerung mit dem Gehäuse der Werkzeugmaschine verbunden werden, wobei diese Lagerung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, mit der Verlängerung der Wellenvorrichtung des Moduls zusammenzuwirken. Es ist im Kontext der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die auftretenden Axial- bzw. Bohrkräfte durch den Betrieb der Werkzeugmaschine erzeugt und durch die zusätzliche Schlagbewegung, die mit Hilfe des externen Moduls generiert werden kann, überhöht werden. Ein solches Modul kann besonders einfach aufgebaut sein.
Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass bei Verwendung des Moduls sowohl die Wellenvorrichtung mit der Getriebeabtriebswelle der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt, als auch das Modul-Gehäuse axial mit dem Getriebegehäuse der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt. Sowohl die Verbindung der Wellenvorrichtungen, als auch die Verbindung der Gehäuse des Moduls und der Werkzeugmaschine können über je eine Schnittstelle bewirkt werden, die im Sinne der Erfindung bevorzugt als erste und zweite Schnittstelle bezeichnet werden. Die zweite Schnittstelle kann vorzugsweise auch als „Gehäuse-Schnittstelle“ bezeichnet werden. Vorteilhafterweise kann durch diese Ausgestaltung der Verbindung von Modul und Werkzeugmaschine eine Übertragung der Bohrkräfte auf die Handgriffe der Werkzeugmaschine vermindert werden. Dadurch werden der Nutzer bzw. seine Handgelenke erheblich geschont und ein längeres Arbeiten mit dem vorgeschlagenen System aus Modul und Werkzeugmaschine ermöglicht. Wenn es sich bei der Werkzeugmaschine um eine ständergeführte Werkzeugmaschine handelt, die bei Betrieb an einem Bohrständer befestigt ist, kann durch die Erfindung eine Übertragung der Bohrkräfte auf den Bohrständer vermindert werden. Durch die verminderte Übertragung der Bohrkräfte auf den Bohrständer kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass die mechanische Stabilität der Anbringung der Werkzeugmaschine zum Beispiel durch Vibrationen oder dergleichen reduziert wird. Darüber hinaus werden durch die vorgeschlagene Verbindung zwischen Modul und Werkzeugmaschine besonders empfindliche Komponenten der Werkzeugmaschine, wie Lager oder Wälzlager, besonders wirksam geschützt. Dadurch können sich vorteilhafterweise die Lebenszeit der Werkzeugmaschine oder ihre Wartungsintervalle verlängern.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle zwischen dem Modul und der Werkzeugmaschine dazu eingerichtet ist, verschiedene, auftretende Drehmomente bei Betrieb der Werkzeugmaschine zu übertragen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in dem vorgeschlagenen System die Werkzeugmaschine und das Modul über mindestens eine Schnittstelle miteinander verbunden vorliegen, dies insbesondere dann, wenn es sich bei dem Modul um ein externes Modul handelt. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass in dem vorgeschlagenen System die Werkzeugmaschine und das Modul über eine erste Schnittstelle und/oder eine zweite Schnittstelle miteinander verbunden vorliegen, wobei die erste Schnittstelle zur Verbindung der Wellenvorrichtung des Moduls mit einer Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine eingerichtet ist und die zweite Schnittstelle zur Verbindung des Gehäuses des Moduls mit einem Gehäuse der Werkzeugmaschine eingerichtet ist. Vorzugsweise kann die erste Schnittstelle in einem Kontaktbereich der Wellenvorrichtungen des Moduls und der Werkzeugmaschine vorliegen, während die zweite Schnittstelle in einem Kontaktbereich der Gehäuse der Werkzeugmaschine und des Moduls angeordnet vorliegt. Durch die Vorsehung von zwei Schnittstellen zwischen der Werkzeugmaschine und dem Modul wird vorteilhafterweise verhindert, dass ein Kraftfluss über empfindliche Komponenten der Werkzeugmaschine, wie beispielsweise deren Lager, erfolgt. Darüber hinaus wird eine bessere Abstützung zwischen dem Modul und der Werkzeugmaschine erreicht.
Vorteilhafterweise kann mit der Vorsehung der zwei Schnittstellen der Kraftfluss von dem Getriebe des Moduls auf das Gehäuse, insbesondere ein Getriebegehäuse, der Werkzeugmaschine geführt werden, so dass die empfindlichen Komponenten der Werkzeugmaschine besonders gut vor Beeinträchtigungen geschützt werden. Darüber hinaus kann mit der Vorsehung der zwei Schnittstellen eine zusätzliche Möglichkeit zur Abstützung des Moduls auf der Werkzeugmaschine bereitgestellt werden.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schlagbewegung, mit der die Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine überlagert werden kann, ein- und ausschaltbar ist, indem die Kurvenscheiben in axialer Richtung so auseinander bewegt werden, dass kein Kontakt mehr zwischen den Kurvenscheiben besteht.
Die Kurvenscheiben können vorzugsweise dadurch auseinander bewegt werden, dass die erste Kurvenscheibe von der zweiten Kurvenscheibe abgerückt wird. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die zweite, gehäusefeste Kurvenscheibe ortsfest bleibt und nicht bewegt wird, während die erste, wellenfeste Kurvenscheibe in axialer Richtung von der zweiten Kurvenscheibe weggerückt wird. Die erste Kurvenscheibe kann vorzugsweise zusammen mit der Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine verschoben werden. Es kann im Sinne der Erfindung aber auch bevorzugt sein, dass die erste Kurvenscheibe ohne die Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine verschoben wird. Die Wellenvorrichtung stellt vorzugsweise die Getriebeabtriebswelle der Werkzeugmaschine dar. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kurvenscheibe vor dem Abrücken von der zweiten Kurvenscheibe in einer ersten Position vorliegt, in der die Microhammering-Funktion bereitgestellt wird. In dieser ersten Position der ersten Kurvenscheibe liegen die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe vorzugsweise in Kontakt miteinander vor und durch den Kontakt zwischen den Kurvenscheiben bzw. durch deren Zusammenwirken werden die Schlagebewegungen erzeugt, mit denen die reine Drehbewegung der Werkzeugmaschine bzw. ihres Werkzeugs überlagert werden kann. Dieser Zustand des Systems, in dem die erste Kurvenscheibe in der ersten Position vorliegt, wird im Sinne der Erfindung bevorzugt als „Microhammering-Modus“ bezeichnet.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kurvenscheibe nach dem Abrücken von der zweiten Kurvenscheibe in einer zweiten Position vorliegt, in der das System eine im Wesentlichen reine Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine ausführt. In dieser zweiten Position der ersten Kurvenscheibe liegen die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe vorzugsweise nicht in Kontakt miteinander, sondern getrennt voneinander vor. Durch den fehlenden Kontakt zwischen den Kurvenscheiben werden keine Schläge mehr zur Überlagerung der reinen Drehbewegung erzeugt, so dass die Werkzeugmaschine beispielsweise wie ein konventionelles Kernbohrgerät ohne Microhammering-Funktion betrieben werden kann. Dieser Zustand des Systems, in dem die erste Kurvenscheibe in der zweiten Position vorliegt, wird im Sinne der Erfindung bevorzugt als „Drehbewegungs-Modus“ bezeichnet.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kurvenscheibe in dieser Ausgestaltung der Erfindung von der Werkzeugmaschine weggerückt wird, d.h. dass ein Abstand zwischen der Werkzeugmaschine und der ersten Kurvenscheibe vergrößert wird.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kurvenscheibe in einer zweiten Position mit einem Befestigungselement fixierbar ist. Vorzugsweise kann die Kurvenscheibe in der zweiten Position mit dem Befestigungselement axial fixiert werden. Das Befestigungselement kann bevorzugt dazu eingerichtet sein, einen Abstand zwischen der ersten Kurvenscheibe und anderen Komponenten des Systems aus Modul und Werkzeugmaschine einzustellen oder aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann mit dem Befestigungselement ein Abstand zwischen der ersten Kurvenscheibe und einer Lagerung auf der Hauptwelle eingestellt werden.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Kurvenscheiben auseinander bewegt werden, indem die zweite Kurvenscheibe von der ersten Kurvenscheibe abgerückt wird. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste, wellenfeste Kurvenscheibe ortsfest bleibt und nicht bewegt wird, während die zweite, gehäusefeste Kurvenscheibe in axialer Richtung von der ersten Kurvenscheibe weggerückt wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die zweite Kurvenscheibe vor dem Abrücken von der ersten Kurvenscheibe in einer ersten Position vorliegt, in der die Microhammering-Funktion bereitgestellt wird. In dieser ersten Position der ersten Kurvenscheibe liegen die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe vorzugsweise in Kontakt miteinander vor, so dass die Schlagebewegungen zur Überlagerung der Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine erzeugt werden können („Microhammering-Modus“).
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die zweite Kurvenscheibe nach dem Abrücken von der ersten Kurvenscheibe in einer zweiten Position vorliegt, in der das System eine im Wesentlichen reine Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine ausführt. In dieser zweiten Position der ersten Kurvenscheibe liegen die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe vorzugsweise nicht in Kontakt miteinander, sondern getrennt voneinander vor („Drehbewegungs-Modus“).
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die zweite Kurvenscheibe durch ein Betätigungselement relativ zum Gehäuse des externen Moduls verschiebbar ist bzw. verschoben werden kann. Vorzugsweise kann die zweite Kurvenscheibe zusammen mit dem Gehäuse des Moduls relativ zur Werkzeugmaschine verschoben werden. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die zweite Kurvenscheibe in dieser Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf die Wellenvorrichtung verschoben werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass bei Verwendung eines Moduls die Möglichkeit besteht, die zweite, gehäusefeste Kurvenscheibe zu verschieben, indem das Gehäuse des Moduls axial und relativ zum Gehäuse der Werkzeugmaschine verschoben wird. Diese Verschiebung der zweiten Kurvenscheiben kann insbesondere relativ zum Getriebegehäuse der Werkzeugmaschine erfolgen. Dadurch kann vorteilhafterweise auch eine Verschiebung der zweiten Kurvenscheibe in Bezug auf die Getriebeabtriebswelle und/oder in Bezug auf die wellenfeste, erste Kurvenscheibe erreicht werden.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird darüber eine Werkzeugmaschine mit einem Werkzeug offenbart, wobei das Werkzeug der Werkzeugmaschine dazu ausgebildet ist, eine Drehbewegung auszuführen. Die Werkzeugmaschine ist dazu eingerichtet, eine Schlagbewegung zu erzeugen, wobei die Werkzeugmaschine eine erste Kurvenscheibe und eine zweite Kurvenscheibe umfasst, wobei die erste Kurvenscheibe mit einer Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt («wellenfest») und die zweite Kurvenscheibe ortsfest mit einem Gehäuse der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt («gehäusefest»), wobei die erste Kurvenscheibe und die zweite Kurvenscheibe zur Erzeugung der Schlagbewegung Zusammenwirken, wobei die Werkzeugmaschine dazu ausgebildet ist, die Drehbewegung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine mit der Schlagbewegung zu überlagern. Die Wellenvorrichtung der Werk- zeugmaschine, mit der die erste Kurvenscheibe verbunden werden kann, kann im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als Getriebeabtriebswelle der Werkzeugmaschine bezeichnet werden. Mit anderen Worten kann die erste Kurvenscheibe auf der Wellenvorrichtung bzw. auf der Getriebeabtriebswelle der Werkzeugmaschine montiert vorliegen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich in diesem Falle vorzugsweise die gesamte Wellenvorrichtung im Rahmen der Microhammering-Bewegung bewegen kann.
Die Werkzeugmaschine weist eine Energieversorgungvorrichtung auf, mit deren Hilfe die Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie für ihren Betrieb versorgt werden kann. Die Energieversorgungsvorrichtung der Werkzeugmaschine kann mindestens eine Energiespeicherzelle umfassen, wobei die mindestens eine Energiespeicherzelle eine Nominalkapazität von mindestens 1 ,5 Amperestunden aufweist, sowie eine Oberfläche A und ein Volumen V. Die Oberfläche A der mindestens einen Energiespeicherzelle kann größer als das Achtfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V der mindestens einen Energiespeicherzelle sein. Darüber hinaus kann ein Verhältnis von Widerstand und Oberfläche der mindestens einen Energiespeicherzelle kleiner als 0,2 Milliohm/cm2 sein. Die Formulierung, dass die Oberfläche A der mindestens einen Zelle ist größer ist als das Achtfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V kann vorzugsweise auch durch die Formel 4>8*VA(2/3) zum Ausdruck gebracht werden. In einer anderen Schreibweise kann dieser Zusammenhang dadurch beschrieben werden, dass das Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Zehnfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens.
Bei konventionellen Energieversorgungsvorrichtungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, können hohe Erwärmungen insbesondere auf hohe Innenwiderstände der einzelnen Zellen der Energieversorgungsvorrichtung zurückzuführen sein. Zur Reduzierung dieses Innenwiderstand wird vorgeschlagen, solche Zellen innerhalb einer Energieversorgungsvorrichtung zu verwenden, bei denen die Oberfläche A von mindestens einer Zelle innerhalb der Energieversorgungsvorrichtung größer ist als das Achtfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V der mindestens einen Energiespeicherzelle. Durch Tests konnte gezeigt werden, dass Energieversorgungsvorrichtungen, bei denen dieser Zusammenhang zwischen Oberfläche und Volumen der mindestens einen Energiespeicherzelle der Energieversorgungsvorrichtung erfüllt ist, deutlich besser gekühlt werden können als die Zellen in konventionellen Energieversorgungsvorrichtungen. Die Reduzierung des Innenwiderstands führt vorteilhafterweise zu erheblich verbesserten thermischen Eigenschaften der Energieversorgungsvorrichtung. Insbesondere kann mit solchen Energieversorgungsvorrichtungen eine Lösung dafür geschaffen werden, eine batterie- oder akkubetriebene Werkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Energieversor- gungsvorrichtung über einen langen Zeitraum mit einer hohen Abgabeleistung zu versorgen, ohne die umliegenden Kunststoffbauteile oder die Zellchemie innerhalb der Energiespeicherzelle der Energieversorgungsvorrichtung zu schädigen.
Zellgeometrien, die die erfindungsgemäße Relation von 4>8*VA(2/3) erfüllen, weisen vorteilhafterweise ein besonders günstiges Verhältnis zwischen der für die Kühlwirkung maßgeblichen Außenfläche der Zelle zum Zellvolumen auf. Wobei die Erfinder erkannt haben, dass das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der mindestens einen Energiespeicherzelle der Energieversorgungsvorrichtung einen wichtigen Einfluss auf die Entwärmung der Energieversorgungsvorrichtung hat. Die verbesserte Kühlfähigkeit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung kann vorteilhafterweise durch eine Erhöhung der Zelloberfläche bei gleichbleibendem Volumen und geringem Innenwiderstand der mindestens einen Energiespeicherzelle erreicht werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine geringe Zelltemperatur bei gleichzeitig hoher Leistungsabgabe vorzugsweise dann ermöglicht werden kann, wenn der Innenwiderstand der Zelle reduziert wird. Die Reduzierung des Innenwiderstands der mindestens einen Energiespeicherzelle kann zu einer geringeren Wärmeentstehung führen. Darüber hinaus kann eine geringe Zelltemperatur durch die Verwendung von Zellen, bei denen die Oberfläche A von mindestens einer Zelle innerhalb der Energieversorgungsvorrichtung größer ist als das Achtfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V der mindestens einen Zelle. Dadurch kann insbesondere die Wärmeabgabe an die Umgebung verbessert werden.
Es ist im Kontext der Erfindung vorgesehen, dass die mindestens Energiespeicherzelle der Energieversorgungsvorrichtung eine Oberfläche A und ein Volumen V aufweist, wobei ein Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Achtfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens. Die Formulierung, dass die Oberfläche A der mindestens einen Energiespeicherzelle ist größer ist als das Achtfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V kann vorzugsweise auch durch die Formel 4>8*VA(2/3) zum Ausdruck gebracht werden. Es kann im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass das Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Zehnfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens.
Es hat sich gezeigt, dass Zellen, die die genannte Relation erfüllen, Wärme deutlich besser an ein umgebendes Medium abgeben können als die Zellen konventioneller Energieversorgungsvorrichtungen mit beispielsweise zylinderförmigen Zellen. Die obige Relation kann beispielsweise dadurch erfüllt werden, dass die Energiespeicherzellen der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung zwar eine zylinderförmige Grundform aufweisen, aber zusätzliche Oberflächen vergrößernde Elemente auf ihrer Oberfläche angeordnet sind. Mit anderen Worten kann die mindestens eine Energiespeicherzelle mindestens ein Element zur Vergrößerung der Oberfläche der Zelle aufweisen. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass die mindestens eine Energiespeicherzelle eine Vielzahl von Oberfläche-vergrößernder Elemente aufweist. Dabei kann es sich beispielsweise um Rippen, Zähne oder dergleichen handeln. Es können im Rahmen der Erfindung auch Energiespeicherzellen verwendet werden, die keine zylinderförmige oder zylindrische Grundform aufweisen, sondern vollkommen anders geformt sind. Beispielsweise können die Zellen der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung eine im Wesentlichen quader- oder würfelförmige Grundform aufweisen. Der Begriff „im Wesentlichen“ ist dabei für den Fachmann nicht unklar, weil der Fachmann weiß, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch ein Quader mit Einbuchtungen oder abgerundeten Ecken und/oder Kanten unter den Begriff „im Wesentlichen quaderförmig“ fallen soll. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Oberfläche A der mindestens einen Energiespeicherzelle größer sein als das Zehnfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V der mindestens einen Zelle.
Die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung weist eine Nominalkapazität von mindestens 1 ,5 Amperestunden (Ah) auf. Tests haben gezeigt, dass Energieversorgungsvorrichtungen mit einer Nominalkapazität von mehr 1 ,5 Ah besonders gut für den Einsatz von leistungsstarken Werkzeugmaschinen im Baugewerbe geeignet sind und den dortigen Anforderungen an Verfügbarkeit von elektrischer Energie und möglicher Nutzungsdauer der Werkzeugmaschine besonders gut entsprechen.
Bei einer Auftragung der Entladungs-Kapazität gegenüber dem Entladungs-Strom zeigt sich, dass Nominalkapazitäts-Werte von mehr 1 ,5 Ah erreicht werden. Die Nominalkapazitäts-Werte von mehr 1 ,5 Ah werden insbesondere bei Entladungs-Strom-Werten von größer als 15 Ampere erreicht.
Es hat sich gezeigt, dass die Speicherfähigkeit bzw. die Kapazität der Energieversorgungsvorrichtung bzw. ihrer Zellen in Bezug auf elektrische Energie abhängig vom Volumen des Aktivmaterials ist. Als Aktivmaterial können Zellen beispielsweise Graphit oder Graphit-Silizium als Anodenmaterial und mindestes ein Meta II -Oxid als Akthodenmaterial umfassen. Bei dem mindestens einen Kathodenmaterial kann es sich vorzugsweise im Li-, Ni-, Mn-, Co- oder Al-Oxide handeln, oder um eine Mischung davon. Es hat sich gezeigt, dass typische spezifische Kapazitäten des Anodenmaterials > 180mAh/g und des Kathodenmaterials > 350mAh/g sind.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass unter dem Begriff „Oberfläche“ eine maximale, einhüllende Mantelfläche eines Objekts verstanden wird. Das kann im Kontext der vorliegenden Erfindung insbesondere bedeuten, dass die Oberfläche eines Körpers oder eines Gegenstands als Summe seiner Begrenzungsflächen aufgefasst wird. Der Begriff „Volumen“ wird im Sinne der Erfindung vorzugsweise als derjenige Rauminhalt verstanden, der von der maximalen, einhüllenden Mantelfläche des Objekts umschlossen wird.
Insbesondere können durch die vorgeschlagenen Maßnahmen Energieversorgungsvorrichtungen mit besonders geringen Verhältnissen von Widerstand zu Oberfläche A einer Einzelzelle der Energieversorgungsvorrichtung und Widerstand zu Volumen V einer Einzelzelle der Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein Verhältnis eines Widerstands der mindestens einen Energiespeicherzelle zu einer Oberfläche A der mindestens einen Zelle kleiner als 0,2 Milliohm/cm2 ist, bevorzugt kleiner als 0,1 Milli- ohm/cm2 und am meisten bevorzugt kleiner als 0,05 Milliohm/cm2. Bei einer zylindrischen Zelle kann die Oberfläche der Zelle beispielsweise von der Außenfläche des Zylinders, sowie der Oberseite und der Unterseite der Zelle gebildet werden. Der Begriff «Widerstand» bezeichnet im Sinne der Erfindung bevorzugt den Innenwiderstand DCRJ, der vorzugsweise nach der Norm IEC61960 gemessen werden kann.
Es kann darüber hinaus im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass ein Verhältnis eines Widerstands der mindestens einen Energiespeicherzelle zu einem Volumen V der mindestens einen Zelle kleiner als 0,4 Milliohm/cm3 ist, bevorzugt kleiner als 0,3 Milliohm/cm3 und am meisten bevorzugt kleiner als 0,2 Milliohm/cm3. Der Fachmann kennt für übliche geometrische Formen, wie Quader, Würfel, Kugel oder dergleichen, die Formeln zur Berechnung der Oberfläche oder des Volumens eines solchen geometrischen Körpers.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Energiespeicherzelle einen Innenwiderstand DCRJ von kleiner als 10 Milliohm (mOhm) aufweist. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann der Innenwiderstand DCRJ der mindestens einen Energiespeicherzelle kleiner als 8 Milliohm und bevorzugt kleiner e Milliohm sein. Dabei wird der Innenwiderstand DCRJ vorzugsweise nach der Norm IEC61960 gemessen. Der Innenwiderstand DCRJ stellt insbesondere den Widerstand einer Energiespeicherzelle der Energieversorgungsvorrichtung dar, wobei etwaig Beiträge von Komponenten oder Zubehörteile der Zelle zum Innenwiderstand nicht berücksichtigt werden. Ein geringer Innenwiderstand DCRJ zum ist von Vorteil, da dadurch unerwünschte Wärme, die abgeführt werden muss, in geringerem Maße entsteht. Der Innenwiderstand DCRJ ist insbesondere ein Gleichstrom-Widerstand, der im Inneren einer Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung gemessen werden kann. Selbstverständ- lieh kann der Innenwiderstand DCR_I auch Zwischenwerte, wie 6,02 Milliohm; 7,49 Milliohm;
8,33 Milliohm; 8,65 Milliohm oder 9,5 Milliohm, annehmen.
Es hat sich gezeigt, dass mit dem Innenwiderstand DCR_I der mindestens einen Energiespeicherzelle von kleiner als 10 Milliohm eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden kann, die besonders gute thermische Eigenschaften in dem Sinne aufweist, dass sie besonders gut bei niedrigen Temperaturen betrieben werden kann, wobei der Kühlaufwand überraschend gering gehalten werden kann. Insbesondere ist die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung besonders gut geeignet, um besonders leistungsstarke Werkzeugmaschinen mit elektrischer Energie zu versorgen. Die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung kann somit einen wertvollen Beitrag dazu leisten, einen Einsatz von akkubetriebenen Werkzeugmaschinen auch in solchen Anwendungsgebieten zu ermöglichen, von denen die Fachwelt bisher davon ausgegangen war, dass diese Anwendungsgebiete akkubetriebenen Werkzeugmaschinen nicht zugänglich sind.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Energiespeicherzelle einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 1 ,0 W/(Ah-A) aufweist, bevorzugt kleiner als 0,75 W/(Ah-A) und besonders bevorzugt von kleiner als 0,5 W/(Ah-A). Darüber hinaus kann die mindestens eine Zelle dazu ausgebildet sein, im Wesentlichen konstant einen Strom von größer als 1 .000 Ampere/Liter abzugeben. Die Angabe des Entladestroms erfolgt in Bezug auf das Volumen der mindestens einen Energiespeicherzelle, wobei als Einheit für das Volumen die Raum- Maßeinheit «Liter» (I) verwendet wird. Die erfindungsgemäßen Zellen sind somit in der Lage, pro Liter Zellvolumen einen Entladestrom von im Wesentlichen konstant größer als 1.000 A abzugeben. Mit anderen Worten ist eine Zelle mit einem Volumen von 1 Liter in der Lage, einen im Wesentlichen konstanten Entladestrom von größer als 1 .000 A abzugeben, wobei die mindestens eine Zelle darüber hinaus einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 1 ,0 W/(Ah-A) aufweist. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann die mindestens eine Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 0,75 W/(Ah-A), bevorzugt kleiner als 0,5 W/ (Ah-A) aufweisen. Die Einheit des Erwärmungskoeffizienten lautet Watt / (Amperestunden • Ampere). Selbstverständlich kann der Erwärmungskoeffizient auch Zwischen werte, wie 0,56 W/(Ah-A); 0,723 W/(Ah-A) oder 0,925 W/(Ah-A) aufweisen.
Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise die Bereitstellung einer Energieversorgungsvorrichtung mit mindestens einer Energiespeicherzelle, die eine verringerte Erwärmung aufweist und somit besonders gut für die Versorgung von Werkzeugmaschine geeignet ist, bei denen hohe Leistungen und hohe Ströme, vorzugsweise Konstant-Ströme, für den Betrieb erwünscht sind. Insbesondere kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung für eine Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, bei der die Wärme, die gegebenenfalls bei Betrieb der Werkzeugmaschine und bei Abgabe von elektrischer Energie an die Werkzeugmaschine entsteht, besonders einfach und unkompliziert abgeführt werden kann. Tests haben gezeigt, dass mit der Erfindung nicht nur vorhandene Wärme besser abgeführt werden kann. Vielmehr wird mit der Erfindung verhindert, dass Wärme entsteht bzw. die bei Betrieb der Werkzeugmaschine erzeugte Wärmemenge kann mit der Erfindung erheblich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden, die vor allem auch solche Werkzeugmaschine optimal mit elektrischer Energie versorgen kann, die hohe Anforderungen an Leistung und Entladestrom stellen. Mit anderen Worten kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung für besonders leistungsstarke Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, mit denen beispielsweise auf Baustellen schwere Bohr- oder Abbrucharbeiten verrichtet werden.
Vorteilhafterweise kann die Kombination des geringen Erwärmungskoeffizienten mit der hohen Konstant-Strom-Abgabe durch eine optimierte Zellgeometrie erreicht werden, in der beispielsweise das Verhältnis der Anzahl der zellinternen Stromableiter in Relation zur Kapazität möglichst hoch ist. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass ein Innenwiderstand der mindestens einen Energiespeicherzelle reduziert werden kann.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Energiespeicherzelle eine Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit kleiner als 12 Minuten aufweist, bevorzugt kleiner 10 Minuten, besonders bevorzugt kleiner 8 Minuten. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich bei freier Konvektion eine Temperatur der mindestens einen Energiespeicherzelle in weniger als 12, 10 oder 8 min halbiert. Die Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit wird vorzugsweise in einem Ruhezustand der Energieversorgungsvorrichtung ermittelt, d.h. wenn die Energieversorgungsvorrichtung nicht in Betrieb, d.h. mit einer Werkzeugmaschine verbunden vorliegt. Vor allem Energieversorgungsvorrichtungen mit Temperatur-Abkühl-Halbwertzeiten von kleiner als 8 min haben sich als besonders geeignet für den Einsatz bei leistungsstarken Werkzeugmaschinen gezeigt. Selbstverständlich kann die Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit auch einen Wert von 8,5 Minuten, 9 Minuten 20 Sekunden oder von 11 Minuten 47 Sekunden aufweisen.
Durch die überraschend geringe Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung verweilt die im Betrieb der Werkzeugmaschine oder bei ihrem Laden erzeugte Wärme nur für kurze Zeit innerhalb der mindestens einen Energiespeicherzelle. Auf diese Weise kann die Zelle besonders schnell wieder aufgeladen werden und steht zügig für einen erneuten Einsatz in der Werkzeugmaschine zur Verfügung. Vielmehr kann die thermische Belastung der Komponente der Energieversorgungsvorrichtung oder der Werkzeugmaschine mit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung erheblich reduziert werden. Dadurch kann die Energieversorgungsvorrichtung geschont und ihre Lebenszeit verlängert werden.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Energiespeicherzelle in einem Batteriepack der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet ist. In dem Batteriepack können vorzugsweise eine Reihe von Einzelzellen zusammengefasst werden und auf diese Weise optimal in die Energieversorgungsvorrichtung eingefügt werden. Beispielsweise können 5, 6 oder 10 Energiespeicherzellen einen Batteriepack bilden, wobei auch ganzzahlige Vielfache dieser Zahlen möglich sind. Beispielsweise kann die Energieversorgungsvorrichtung einzelne Zellstränge aufweisen, die beispielsweise 5, 6 oder 10 Zellen umfassen können. Eine Energieversorgungsvorrichtung mit beispielsweise drei Strängen ä fünf Energiespeicherzellen kann beispielsweise 15 Einzelzellen umfassen. Die in Fig. 4 als Ausführungsbeispiel abgebildete Energieversorgungsvorrichtung weist beispielsweise achtzehn Zellen auf, die in drei Strängen angeordnet sind.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Energiespeicherzelle einen Elektrolyten umfasst, wobei der Elektrolyt bei Raumtemperatur vorzugsweise in einem flüssigen Aggregatzustand vorliegt. Der Elektrolyt kann Lithium, Natrium und/oder Magnesium umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Insbesondere kann der Elektrolyt Lithium-basiert sein. Alternativ oder ergänzend kann er auch Natrium-basiert sein. Denkbar ist auch, dass der Akkumulator Magnesium-basiert ist. Die elektrolyt-basierte Energieversorgungsvorrichtung kann eine Nennspannung von wenigstens 10 V, bevorzugt wenigstens 18 V, insbesondere von wenigstens 28 V, beispielsweise 36 V, aufweisen. Ganz besonders bevorzugt ist eine Nennspannung in einem Bereich von 18 bis 22 V, insbesondere in einem Bereich von 21 bis 22 V. Die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise eine Spannung von 3,6 V aufweisen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Energiespeicherzelle einen Zellkern aufweist, wobei kein Punkt innerhalb des Zellkerns mehr als 5 mm von einer Oberfläche der Energieversorgungsvorrichtung entfernt ist. Wenn die Energieversorgungsvorrichtung entladen wird, beispielsweise wenn sie mit einer Werkzeugmaschine verbunden ist und mit der Werkzeugmaschine gearbeitet wird, kann im Zellkern Wärme entstehen. Diese Wärme kann in dieser konkreten Ausgestaltung der Erfindung auf verhältnismäßig kurzem Wege bis zur Oberfläche der Zelle der Energieversorgungsvorrichtung transportiert werden. Von der Oberfläche kann die Wärme optimal abgeführt werden. Somit kann eine solche Energieversorgungsvorrichtung eine gute Kühlung, insbesondere eine vergleichsweise gute Selbstkühlung, aufweisen. Die Zeitdauer bis zum Erreichen der Grenztemperatur kann verlängert und/oder das Erreichen der Grenztemperatur vorteilhafterweise gänzlich vermieden werden. Als weiterer Vorteil der Erfindung kann Innerhalb des Zellkerns eine verhältnismäßig homogene Temperaturverteilung erreicht werden. Hierdurch kann sich eine gleichmäßige Alterung des Akkumulators ergeben. Dies wiederum kann die Lebensdauer der Energieversorgungsvorrichtung erhöhen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Begriff „Zellkern“ als Schwerpunkt eines Objekts, hier vorzugsweise der Batteriezelle, verstanden wird. Vorzugsweise beträgt somit ein kürzester Abstand der umhüllenden Fläche der Batteriezelle zum Schwerpunkt in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung maximal 5 mm. Mit anderen Worten liegen bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Zellkern und die Mantel- oder Oberfläche der Batteriezelle nicht weiter als 5 mm auseinander.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Energiespeicherzelle eine maximale Konstant-Strom-Abgabe von größer als 20 Ampere, bevorzugt größer als 30 Ampere, am meisten bevorzugt größer 40 Ampere aufweist. Die maximale Konstant-Strom-Abgabe ist die Menge an Strom einer Zelle oder einer Energieversorgungsvorrichtung, die entnommen werden kann, ohne dass die Zelle oder die Energieversorgungsvorrichtung an eine Temperatur-Ober- grenze gelangt. Mögliche Temperatur-Obergrenze können in einem Bereich von 60 °C oder 70 °C liegen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Einheit der maximalen Konstant-Strom-Abgabe ist Ampere.
Bei allen Wertebereichen, die im Kontext der vorliegenden Erfindung genannt werden, sollen stets auch alle Zwischenwerte als offenbart gelten. Als Beispiel sollen bei der maximalen Konstant-Strom-Abgabe auch Werte zwischen 20 und 30 A als offenbart gelten, also zum Beispiel 21 ; 22,3; 24, 25,55 oder 27,06 Ampere usw. Darüber hinaus sollen auch Werte zwischen 30 und 40 A als offenbart gelten, also zum Beispiel 32; 33,3; 36, 38,55 oder 39,07 Ampere usw.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung eine Entlade- C-Rate von größer als 80 • tA(-0,45) aufweist, wobei der Buchstabe „t“ für die Zeit in der Einheit Sekunden steht. Die C-Rate ermöglicht vorteilhafterweise eine Quantifizierung der Lade- und Entladeströme für Energieversorgungsvorrichtungen, wobei die hier verwendete Enlade-C-Rate insbesondere die Quantifizierung der Entladeströme von Energieversorgungsvorrichtungen ermöglicht. Mit der C-Rate können beispielsweise die maximal zulässigen Lade- und Entladeströme angegeben werden. Diese Lade- und Entladeströme hängen vorzugsweise von der Nennka- pazität der Energieversorgungsvorrichtung ab. Die ungewöhnlich hohe Entlade-C-Rate von 80 • tA(-0,45) bedeutet vorteilhafterweise, dass mit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung besonders hohe Entladeströme erreicht werden können, die für den Betrieb von leistungsstarken Werkzeugmaschinen im Baugewerbe erforderlich sind. Beispielsweise können die Entladeströme in einem Bereich von größer als 40 Ampere, bevorzugt größer als 60 Ampere oder noch mehr bevorzugt größer als 80 Ampere liegen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energiespeicherzelle einen Zelltemperaturgradienten von kleiner 10 Kelvin aufweist. Der Zelltemperaturgradient ist vorzugsweise ein Maß für Temperaturunterschiede innerhalb der mindestens einen Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung, wobei es im Sinne der Erfindung bevorzugt ist, dass die Zelle eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung aufweist, d.h. dass eine Temperatur in einem inneren Bereich der Zelle möglichst wenig abweicht von einer Temperatur, die im Bereich einer Mantel- oder Außenfläche der Energiespeicherzelle gemessen wird.
Die Werkzeugmaschine des vorgeschlagenen Systems kann beispielsweise ein Kernbohrgerät sein, bei dem das Werkzeug als Bohrkrone ausgebildet ist. Das Werkzeug kann von einer Wellenvorrichtung und einem Motor angetrieben werden, wobei eine Lage der Wellenvorrichtung durch eine Wellenachse A1 und eine Lage des Motors durch eine Motorachse A2 definiert werden kann. Die Werkzeugmaschine kann zur Energieversorgung mit mindestens einer austauschbaren Energieversorgungsvorrichtung verbunden werden, wobei die Wellenachse A1 im Wesentlichen parallel oder kollinear zu der Motorachse A2 verläuft. Vorzugsweise kann die Wellenvorrichtung mit der Wellenachse A1 als «Abtriebswelle» und die Wellenvorrichtung mit der Motorachse A2 als Motorwelle bezeichnet werden. Dadurch kann die Werkzeugmaschine vorzugsweise als „Werkzeugmaschine mit im Wesentlichen parallelen Abtriebs- und Motorachsen“ bezeichnet werden. Die Motorachse A2 definiert vorzugsweise die Lage bzw. Anordnung des Motors innerhalb der Werkzeugmaschine. Bei der austauschbaren Energieversorgungsvorrichtung kann es sich insbesondere um eine wieder aufladbare Batterie oder einen Akkumulator («Akku») handeln, wobei die Werkzeugmaschine ihre Energie von der mindestens einen austauschbaren Energieversorgungsvorrichtung bezieht. Beispielsweise kann die Werkzeugmaschine eine oder zwei austauschbare Energieversorgungsvorrichtungen aufweisen. Die Energieversorgungsvorrichtungen sind in dem Sinne austauschbar, dass eine «leere» Batterie aus der Werkzeugmaschine entnommen werden kann, um - beispielsweise in einem Ladegerät - aufgeladen zu werden. Anstelle der «leeren» Batterie kann eine «frische», d.h. voll aufgeladene Batterie in die Werkzeugmaschine eingesetzt werden, um die Energieversorgung der Werkzeugmaschine sicherzustellen. Durch die Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie durch eine austauschbare Energieversorgungsvorrichtung werden mehrere Vorteile erreicht. Zum einen kann die Werkzeugmaschine besonders flexibel eingesetzt werden, da ihr Betrieb nicht von dem Vorhandensein eines Netzanschlusses abhängig ist. Darüber hinaus wird die Sicherheit bei Betrieb der Werkzeugmaschine wesentlich erhöht, da etwaige Netzkabel als «Stolperfallen» entfallen. Ferner werden mögliche Gefahrenherde, wie beschädigte Kabel, die mit Kühl- oder Spülwasser in Berührung kommen, beseitigt, indem bei der Werkzeugmaschine mit der austauschbaren Energieversorgungsvorrichtung auf ein Netzkabel verzichtet werden kann.
Die Lage von relevanten Komponenten der Werkzeugmaschine kann durch gedachte Achsen definiert bzw. beschrieben werden. Beispielsweise kann die Lage des Motors innerhalb der Werkzeugmaschine durch eine Motorachse A2 beschrieben werden. Vorzugsweise kann der Motor der Werkzeugmaschine eine Motorwelle umfassen, wobei die Motorachse A2 durch die Motorwelle verläuft. Der Motor kann vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet sein und eine Drehbewegung erzeugen, die über die Motorwelle und/oder die Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine auf ihr Werkzeug übertragen werden kann. Die Lage der Wellenvorrichtung bzw. der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine wird durch eine Wellenachse A1 beschrieben. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Wellenachse A1 und/oder die Motorachse A2 in einer Vorwärts-ZRückwärts-Richtung der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegt/vorliegen. Dadurch verlaufen die Wellenachse A1 und die Motorachse A2 im Wesentlichen parallel oder kollinear zueinander. Vorzugsweise kann mit Hilfe der Wellenachse A1 auch die Lage des Werkzeugs der Werkzeugmaschine beschrieben werden, da das Werkzeug mit der Wellenvorrichtung verbindbar ist, um angetrieben zu werden. Durch die Anordnung des Motors, der Wellenvorrichtung und des Werkzeugs der Werkzeugmaschine zueinander kann eine besonders kompakte und einfach zu handhabende Werkzeugmaschine bereitgestellt werden. Die Werkzeugmaschine kann insbesondere eine kurze Bauform aufweisen, die insbesondere eine gute Anbringbarkeit an einen Bohrständer ermöglicht. Die Formulierung „im Wesentlichen parallel oder kollinear“ stellt für den Fachmann keinen unklaren Begriff dar, weil der Fachmann weiß, dass im Wesentlichen parallel oder kollinear ausgebildete Achsen leichte Abweichungen von der mathematisch exakten Parallelität oder Kolliniarität aufweisen können, die beispielsweise herstellungsbedingt auftreten können. Solche Abweichungen können beispielsweise in einem Bereich von +/- 5 ° liegen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung entlang einer Einschubrichtung E in die Werkzeugmaschine einführbar ist. Beispielsweise kann die Werkzeugmaschine einen Hohlraum aufweisen, in den die Energieversorgungsvorrichtung hineinge- schoben werden kann. Auf der Oberseite der Energieversorgungsvorrichtung kann eine Schnittstelle vorgesehen sein, über die die Energieversorgungsvorrichtung mit der Energieschnittstelle der Werkzeugmaschine verbunden werden kann. Selbstverständlich kann die Schnittstelle zu Verbindung der Energieversorgungsvorrichtung mit der Energieschnittstelle der Werkzeugmaschine auch an einer Seitenfläche oder eine Rückseite oder einer Vorderseite der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen.
Beispielsweise kann die Einschubrichtung E im Wesentlichen parallel zu der Wellenachse A1 und/oder der Motorachse A2 orientiert sein. In dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Einschubrichtung E - zusammen mit der Wellenachse A1 und/oder der Motorachse A2 - in der Vorwärts-ZRückwärts-Richtung der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen. Insbesondere kann die Werkzeugmaschine auf ihrer Rückseite eine Öffnung aufweisen, wobei die Energieversorgungsvorrichtung durch die Öffnung in einen Hohlraum der Werkzeugmaschine hineingeschoben werden kann. Dabei wird die Energieversorgungsvorrichtung in die Raumrichtung «nach vorne V» geschoben, so dass die Einschubrichtung E in diesem Fall vorzugsweise mit der Orientierung der Raumrichtung «nach vorne V» zusammenfällt.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Einschubrichtung E im Wesentlichen senkrecht zu der Wellenachse A1 und/oder der Motorachse A2 orientiert sein. In dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Energieversorgungsvorrichtung vorzugsweise quer in die Werkzeugmaschine eingeführt werden. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Einschubrichtung E von einer rechten Seite der Werkzeugmaschine zu einer linken Seite der Werkzeugmaschine verlaufen kann, oder umgekehrt. In dieser Ausgestaltung der Erfindung kann die Werkzeugmaschine auf ihrer rechten oder linken Seite eine Öffnung aufweisen, in die die Energieversorgungsvorrichtung hineingeschoben werden kann. Indem die Energieversorgungsvorrichtung quer in die Werkzeugmaschine eingeführt wird, kann eine besonders kurze, kompakte und dadurch besonders handliche Werkzeugmaschine bereitgestellt werden. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die mindestens eine austauschbare Energieversorgungsvorrichtung in einer Verlängerung der Wellenachse A1 und/oder Motorachse A2 angeordnet vorliegt.
Die Werkzeugmaschine kann eine Anzeigenvorrichtung umfassen, die vorzugsweise auf einer Rückseite und/oder Oberseite der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegt. Die Anzeigenvorrichtung stellt eine Mensch-Maschine-Schnittstelle dar, die im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als Human-Machine-Interface (HMI) bezeichnet werden kann. Die Anzeigenvorrichtung kann ein Display oder einen kleinen Monitor umfassen, so dass Informationen für den Nutzer der Werk- zeugmaschine eingeblendet werden können. Vorzugsweise kann die Anzeigenvorrichtung auch als berührungsempfindlicher Touchscreen ausgebildet sein. Darüber hinaus können in räumlicher Nähe zu der Anzeigenvorrichtung Bedienelemente, wie Knöpfe oder Schalter, angeordnet vorliegen. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass die Anzeigenvorrichtung geneigt angeordnet ist. Dazu kann zwischen der Oberseite und der Rückseite der Werkzeugmaschine eine schiefe Ebene gebildet werden, in die eingebettet die Anzeigenvorrichtung vorliegen kann. Die schiefe Ebene kann im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Anzeigenvorrichtungsebene» bezeichnet werden, wobei die Anzeigenvorrichtungsebene mit der Wellenachse A1 und/ oder der Motorenachse A2 einen Winkel beta einschließt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Winkel beta in einem Bereich zwischen 20 und 70 ° liegt. Die Einheit «°» entspricht im Sinne der Erfindung bevorzugt der Winkeleinheit «Grad». Durch die geneigte oder schräge Anordnung der Anzeigenvorrichtung kann vorteilhafterweise eine besonders kurze Gesamtlänge der Werkzeugmaschine, sowie eine kompakte Bauform ermöglicht werden. Außerdem hinaus kann die Höhe der Werkzeugmaschine gering gehalten werden. Dadurch kann die Ergonomie und die Handhabung der Werkzeugmaschine verbessert werden.
Tests haben gezeigt, dass die Lesbarkeit der Anzeigenvorrichtung erheblich verbessert werden kann, wenn die Anzeigenvorrichtung schräg bzw. geneigt angeordnet ist und nicht vertikal oder horizontal. Denn viele Displays und Monitore weisen eine Blickwinkelabhängigkeit auf, so dass die Displays und Monitore nicht aus jeder Richtung und von jeder Position aus gleichermaßen gut abgelesen werden können. Durch die geneigte bzw. schräge Anordnung der Anzeigenvorrichtung auf der schiefen Ebene, die vorzugsweise die Oberseite der Werkzeugmaschine mit ihrer Rückseite verbindet, kann das Ablesen der Informationen von der Anzeigenvorrichtung für den Nutzer erheblich vereinfacht oder weniger anstrengend gestaltet werden. Das gilt insbesondere bei ungünstigen Wetterbedingungen, wie beispielsweise starkem Sonnenschein. Außerdem kann die Werkzeugmaschine durch die bevorzugt schräge oder geneigte Anordnung der Anzeigenvorrichtung gleichermaßen gut horizontal verwendet werden (zum Beispiel bei der Bearbeitung einer Mauer oder einer Wand, Arbeitsrichtung: «nach vorne») oder vertikal (zum Beispiel bei der Bearbeitung eines Bodens, Arbeitsrichtung: «nach unten»), denn in beiden Arbeitsrichtungen ist durch die geneigte oder schräge Anordnung der Anzeigenvorrichtung eine optimale Ablesbarkeit der Anzeigenvorrichtung durch den Nutzer gewährleistet. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Systems aus externem Modul und Werkzeugmaschine
Fig. 2 schematische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Kontaktbereichs zwi- sehen externem Modul und Werkzeugmaschine
Fig. 3 schematische Seitenansicht einer Werkzeugmaschine mit einer integrierten Lösung zur Erzeugung einer Schlagbewegung, wobei die Werkzeugmaschine eine Wellenschnittstelle aufweist
Fig. 4 schematische Ansicht einer Energieversorgungsvorrichtung für die batteriebetriebe- ne Werkzeugmaschine
Ausführunqsbeispiele und Fiqurenbeschreibunq:
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Systems 50 aus Modul 10 und Werkzeugmaschine 100. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Modul 10 als externes Modul ausgebildet. Das Modul 10 kann allerdings auch integriert in der Werkzeugmaschine 100 vorliegen und in dieser Ausgestaltung der Erfindung als «Schlagmechanismus» oder als «integrierter Schlagmechanismus» bezeichnet werden. Im mittleren Bereich von Figur 1 ist das Modul 10 dargestellt, das zwischen der Werkzeugmaschine 100 und dem Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine 100 angeordnet vorliegen kann. Das Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine 100 kann über eine Werkzeugaufnahme 118 mit der mit Werkzeugmaschine 100 verbunden werden. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Modul 10 insbesondere zwischen der Werkzeugaufnahme 118 und der Werkzeugmaschine 100 angeordnet vor. Bei der Werkzeugmaschine 100 kann es sich vorzugsweise um ein Bohrgerät bzw. ein Kernbohrgerät handeln; das Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine 100 kann beispielsweise als Bohrkrone ausgebildet sein. Die Werkzeugmaschine 100 weist einen Motor (122, siehe Fig. 3) auf, wobei das Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine 100 über eine Wellenvorrichtung 104 der Werkzeugmaschine 100 angetrieben werden kann. Insbesondere erzeugt der Motor 122 der Werkzeugmaschine 100 eine Drehbewegung D, die auf das Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine 100 übertragen werden kann. Die Wellenvorrichtung 104 der Werkzeugmaschine 100 kann vorzugsweise auch als Getriebeabtriebswelle 104 bezeichnet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Modul 10, mit dem die Drehbewegung D des Werkzeugs 102 der Werkzeugmaschine 100 mit einer Schlagbewegung S überlagert werden kann. Die Schlagbewegung S kann vorteilhafterweise mit dem Modul 10 erzeugt werden, wobei das Modul 10 als externes Modul ausgebildet sein kann, so dass es mit der Werkzeugmaschine 100 verbunden werden kann. Alternativ dazu kann das Modul 10 integriert in der Werkzeugmaschine 100 vorliegen. Die Schlagbewegungen S, mit denen die reine Drehbewegung D der Werkzeugmaschine 100 überlagert werden kann, werden vorzugsweise auch als «Microhammering» bezeichnet. Mit anderen Worten kann mit dem Modul 10 eine Microhammering-Funktion für eine Werkzeugmaschine 100 zur Verfügung gestellt werden.
Wenn das Modul 10 als externes Modul ausgebildet ist, kann es wie ein Adapter zwischen dem Werkzeug 102 und der Werkzeugmaschine 100 «zwischengeschaltet» werden. Das Modul 10 weist eine erste Kurvenscheibe 12 und eine zweite Kurvenscheibe 14 auf, wobei die erste Kurvenscheibe 12 wellenfest ausgebildet ist, d.h. mit einer Wellenvorrichtung 16 des externen Mo- duls 10 verbunden vorliegt. Die zweite Kurvenscheibe 14 ist vorzugsweise gehäusefest ausgebildet. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die zweite Kurvenscheibe 14 mit einem Gehäuse 18 des externen Moduls 10 verbunden ist. Somit ist die erste Kurvenscheibe 12 in der Lage, sich zu drehen, und zwar zusammen mit der Wellenvorrichtung 16 des externen Moduls 10, während die zweite Kurvenscheibe 14 nicht dazu eingerichtet ist, sich zu drehen. Die erste Kurvenscheibe 12 ist bei Betrieb der Werkzeugmaschine 100 axial beweglich ausgebildet, um den Axialhub bzw. die Schlagebewegung S zu erzeugen. Die zweite Kurvenscheibe 14 ist bei Betrieb der Werkzeugmaschine 100 in axialer Richtung nicht beweglich ausgebildet. Vorzugsweise ist die erste Kurvenscheibe 12 dazu in der Lage, sich von der zweiten Kurvenscheibe 14 abzudrücken, um den Axialhub bzw. die Schlagebewegung S zu erzeugen. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich die erste Kurvenscheibe 12 des externen Moduls 10 in die Raumrichtungen «nach vorne» und «nach hinten» bewegen kann.
Die Raumrichtungen sind in Figur 1 mit einem Richtungskreuz dargestellt. Die Raumrichtung «nach vorne» wird dabei mit dem Buchstaben «V» bezeichnet, während die Raumrichtung «nach hinten» mit dem Buchstaben «H» bezeichnet wird, die Raumrichtung «nach oben» mit dem Buchstaben «O» und die Raumrichtungen «nach unten» mit dem Buchstaben «U». Das Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine 100 ist demnach in einem vorderen Bereich der Werkzeugmaschine 10 angeordnet, während die Werkzeugmaschine 100 in Figur 1 hinter dem externen Modul 10 abgebildet ist. Wenn sich die erste Kurvenscheibe 12 des externen Moduls 10 bewegt, bewegt sich vorzugsweise auch die Wellenvorrichtung 16 des externen Moduls 10 mit, da die erste Kurvenscheibe 12 mit der Wellenvorrichtung 16 des externen Moduls 10 fest verbunden vorliegt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich die zweite Kurvenscheibe 14 und das Gehäuse 18 des externen Moduls 10 im Betrieb nicht relativ zur Werkzeugmaschine 100 bewegen können.
Die beiden Kurvenscheiben 12, 14 weisen jeweils mindestens ein Strukturelement auf, wobei die Strukturelemente dazu eingerichtet sind, die Schlagbewegungen S zu erzeugen, wenn sich die Kurvenscheiben 12, 14 bei Betrieb der Werkzeugmaschine 100 relativ zueinander bewegen. Durch die Vorsehung der Strukturelemente an beiden Kurvenscheiben 12, 14 werden vorteilhafterweise hohe Flächenpressungen vermieden. Die Strukturelemente können beispielsweise rampenähnlich ausgebildet sein, wobei eine Bewegung der einen Kurvenscheibe, beispielsweise der ersten Kurvenscheibe 12, dem Höhenprofil der Strukturelemente der anderen Kurvenscheiben - beispielsweise der zweiten Kurvenscheibe 14 - folgt, wenn die Kurvenscheiben 12, 14 eine rotatorische Relativbewegung ausführen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich insbesondere die erste Kurvenscheibe 12 dreht, während die zweite Kurvenscheibe 14 still steht. Wenn mehrere Strukturelemente auf den Kurvenscheiben 12, 14 vorgesehen sind, kann es zu einem alternierenden Axialhub kommen. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass rasch aufeinanderfolgend Schlagbewegungen S erzeugt werden, die dann die Micro- Hammering-Funktion für die Werkzeugmaschine 100 bilden.
Das Modul 10 kann eine Schnittstelle 30 umfassen, wobei die Schnittstelle 30 dazu eingerichtet ist, eine erste Teilwelle 32 und eine zweite Teilwelle 34 der Wellenvorrichtung 16 des Moduls 10 miteinander zu verbinden. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste, wellenfeste Kurvenscheibe 12 insbesondere mit der ersten Teilwelle 32 der Wellenvorrichtung 16 des Moduls 10 verbunden. Die Schnittstelle 30 kann vorzugsweise auch als „Wellenschnittstelle“ bezeichnet werden. Eine der beiden Teilwellen 32, 34, d.h. die erste Teilwelle 32 oder die zweite Teilwelle 34, kann in axialer Richtung ortsfest ausgebildet sein, während die jeweils andere Teilwelle (34 oder 32) in axialer Richtung beweglich ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann eine der Teilwellen 32, 34 in einer Vorwärts-Rückwärtsrichtung verschoben werden, während die andere Teilwelle 34, 32 ortsfest ausgebildet ist.
Bei integrierten Lösungen (siehe Figur 3), d.h. wenn das Modul 10 in der Werkzeugmaschine 100 integriert vorliegt, kann die Werkzeugmaschine 100 ebenfalls eine Schnittstelle 108 zur Verbindung der Teilwellen 110, 116 aufweisen, wobei die Schnittstelle 108 dazu eingerichtet ist, eine erste Teilwelle 110 und eine zweite Teilwelle 116 der Wellenvorrichtung 124 der Werkzeugmaschine 100 miteinander zu verbinden. Auch bei einer solchen integrierten Lösung kann die erste Teilwelle 110 oder die zweite Teilwelle 116 in axialer Richtung ortsfest ausgebildet sein, während die jeweils andere Teilwelle 116, 110 in axialer Richtung beweglich ausgebildet ist. Bei einer integrierten Lösung kann die Werkzeugmaschine 100 zwei Kurvenscheiben 112, 114 umfassen, wobei die erste Kurvenscheibe 112 mit der Wellenvorrichtung 124 der Werkzeugmaschine 100 und die zweite Kurvenscheibe 114 mit dem Gehäuse 106 der Werkzeugmaschine 100 verbunden vorliegt. Vorzugsweise kann die erste Kurvenscheibe 112 mit der ersten Teilwelle 110 der Wellenvorrichtung 104 der Werkzeugmaschine 100 verbunden werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kurvenscheibe 112 auf der axial beweglich ausgebildeten Teilwelle (110 oder 116) angeordnet vorliegt, wobei vorzugsweise die erste Teilwelle 110 der Wellenvorrichtung 124 der Werkzeugmaschine 100 beweglich ausgebildet ist.
Wie aus Figur 1 hervorgeht, kann die zweite Teilwelle 34 der Wellenvorrichtung 16 des Moduls 10 eine Verlängerung der Wellenvorrichtung 16 darstellen. Das Gehäuse 18 des Moduls 10 kann auf dieser zweiten Teilwelle 34 der Wellenvorrichtung 16 gelagert sein, wobei die Lagerung 24 insbesondere als schwimmende Lagerung ausgebildet ist. Die zweite Teilwelle 34 der Wellenvorrichtung 16 des Moduls 10 wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Getriebeabtriebsverlängerung» bezeichnet, da sie in anderer Perspektive auch eine Verlängerung der Wellenvorrichtung 104 der Werkzeugmaschine 100 in das Modul 10 hinein darstellt. Die zweite Teilwelle 34 kann mit der Wellenvorrichtung 104 der Werkzeugmaschine 100 verbunden werden, damit die Drehbewegung D der Werkzeugmaschine 100 über die Wellenvorrichtungen 16, 104 auf das Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine 100 übertragen werden kann.
Die Schlagbewegung S, mit der die Drehbewegung D des Werkzeugs 102 der Werkzeugmaschine 100 überlagert werden kann, kann vorteilhafterweise ein- und ausgeschaltet werden, indem die Kurvenscheiben 12, 14 in axialer Richtung so auseinander bewegt werden, dass kein Kontakt mehr zwischen den Kurvenscheiben 12, 14 besteht. Dieses Auseinanderziehen der Kurvenscheiben 12, 14 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die erste Kurvenscheibe 12 von der zweiten Kurvenscheibe 14 abgerückt wird. Die erste Kurvenscheibe 12 kann vor dem Abrücken in einer ersten Position und nach dem Abrücken in einer zweiten Position vorliegen, wobei die erste Kurvenscheibe 12 in einer zweiten Position mit einem Befestigungselement 26 fixierbar ist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Kurvenscheiben 12, 14 durch die Betätigung eines Bewegungsgewindes auseinandergerückt werden. Es kann dann ein Befestigungselement 26 vorgesehen sein, um das Gewinde an der gewünschten Position zu fixieren.
Die Kurvenscheiben 12, 14 können aber auch dadurch auseinander bewegt werden, dass die zweite Kurvenscheibe 14 von der ersten Kurvenscheibe 12 abgerückt wird. Dabei kann die zweite Kurvenscheibe 14 durch ein Betätigungselement 28 relativ zum Gehäuse 18 des externen Moduls 10 verschoben werden. Aufgrund der Verbindung zwischen der zweiten Kurvenscheibe 14 und dem Gehäuse 18 des Moduls 10 kann die zweite Kurvenscheibe 14 insbesondere zusammen mit dem Gehäuse 18 des Moduls 10 relativ zur Werkzeugmaschine 100 verschoben werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Kontaktbereichs zwischen Modul 10 und Werkzeugmaschine 100, wenn das Modul 10 als externes Modul ausgebildet ist. Das externe Modul 10 kann auf seiner Rückseite mit der Werkzeugmaschine 100 verbunden werden, während das externe Modul 10 auf seiner Vorderseite mit der Werkzeugaufnahme 118 bzw. dem Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine verbunden werden kann. Zur Verbindung des externen Moduls 10 mit der Werkzeugmaschine 100 können mindestens zwei Schnittstellen 52, 54 vorgesehen sein, wobei die erste Schnittstelle 52 zur Verbindung der Wellenvorrichtung 16 des externen Moduls 10 mit einer Wellenvorrichtung 104 der Werkzeugmaschine 100 eingerichtet ist, während die zweite Schnittstelle 54 zur Verbindung des Gehäuses 18 des externen Moduls 10 mit einem Gehäuse 106 der Werkzeugmaschine 100 eingerichtet ist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass mit der ersten Schnittstelle 52 insbesondere die zweite Teilwelle 34 der Wellenvorrichtung 16 des externen Moduls 10 („Moduleingangswelle“) mit der Wellenvorrichtung 104 der Werkzeugmaschine 100 verbunden werden kann.
Insbesondere kann das Gehäuse 18 des externen Moduls 10 mit dem Gehäuse 106 der Werkzeugmaschine 100 verbunden werden. Darüber hinaus kann die die zweite Teilwelle 34 der Wellenvorrichtung 16 des externen Moduls 10 mit der Wellenvorrichtung 104 der Werkzeugmaschine 100 verbunden werden. Kontaktpunkte bzw. Kontaktbereiche zwischen dem externen Modul 10 und der Werkzeugmaschine 100 bestehen somit insbesondere im Bereich der Gehäuse 18, 106 des externen Moduls 10 („zweite Schnittstelle 54“) und der Werkzeugmaschine 100 und im Bereich der Wellenvorrichtungen 16, 104 („erste Schnittstelle 52“). Die erste Schnittstelle 52 und die zweite Schnittstelle 54 zwischen der Werkzeugmaschine 100 und dem externen Modul 10 sind insbesondere in Figur 2 abgebildet.
In Figur 2 sind unterschiedliche Lastpfade LP1 , LP2 dargestellt, die mögliche Verläufe des Kraftflusses innerhalb des Moduls 10 zeigen. Der obere, erste Lastpfad LP1 ist ein möglicher Lastpfad, den der Kraftfluss innerhalb des Moduls 10 nehmen kann. Der untere, zweite Lastpfad LP2 ist der bevorzugte Lastpfad, bei dem der Kraftfluss in das Gehäuse 106 der Werkzeugmaschine 100 eingeleitet wird. Dadurch können empfindliche Komponenten innerhalb der Werkzeugmaschine 100 besser geschützt werden als bei Lastpfad LP1 , bei dem die Kraft in die Wellenvorrichtungen 16, 104 des Moduls 10 bzw. der Werkzeugmaschine 100 eingeleitet werden kann. Dadurch können beispielsweise Lager oder Wälzlager beschädigt werden.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht einer möglichen Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine 100 mit einer integrierten Lösung zur Erzeugung einer Schlagbewegung S, wobei die Werkzeugmaschine 100 eine Wellenschnittstelle 108 aufweist. In Figur 3 wird insbesondere eine Werkzeugmaschine 100 gezeigt, bei der die Microhammering-Funktion innerhalb der Werkzeugmaschine 100 selbst erzeugt bzw. bereitgestellt wird. Die Microhammering-Funktion wird insbesondere durch einen in die Werkzeugmaschine 100 integrierten Schlagmechanismus bereitgestellt, der eine Ausgestaltung des Moduls 10 sein kann. Zur Erzeugung der Schlagbewegung S umfasst die Werkzeugmaschine 100 bzw. ihr Schlagmechanismus eine ersten Kurvenscheibe 112 und eine zweite Kurvenscheibe 114, die in einem in der Werkzeugmaschine 100 integrierten Modul 10 vorliegen. Die Kurvenscheiben 112, 114 des Moduls 10 bzw. der Werkzeugmaschine 100 sind auch dazu eingerichtet, auf dieselbe Weise zusammenzuwirken, um Schlagbewegungen S und/oder Schlagimpulse zu erzeugen, so dass die in Figur 3 dargestellte Werkzeugmaschine 100 als solche dazu in der Lage ist, eine Microhammering-Funktion bereitzustellen. Die in Figur 3 abgebildete Werkzeugmaschine 100 weist ein Gehäuse 106, sowie zwei Wellenvorrichtungen 104, 124 auf. Die Wellenvorrichtung 104 entspricht vorzugsweise einer Rotorwelle des Motors 122 der Werkzeugmaschine 100. Die weitere Wellenvorrichtung 124 entspricht von der Funktion her der Wellenvorrichtung 16 des externen Moduls 10, wobei auch die weitere Wellenvorrichtung 124 zwei Teilwellen 110, 116 umfassen kann. Darüber hinaus kann die Werkzeugmaschine 100 einen Handgriff 120 aufweisen, mit dem ein Nutzer die Werkzeugmaschine 100 halten und führen kann. Die Werkzeugmaschine 100 kann ein Getriebe aufweisen, so dass eine weiteren Wellenvorrichtung 124 der Werkzeugmaschine 100 nicht notwendigerweise direkt mit dem Motor 122 der Werkzeugmaschine 100 verbunden vorliegen muss. Beispielsweise können Zahnräder oder andere Wellenvorrichtungen (nicht dargestellt) zwischen den Wellenvorrichtungen 104, 124 und dem Motor 122 der Werkzeugmaschine 100 vorgesehen sein, um zum Beispiel eine Drehzahl des Motors 122 anzupassen. Vorzugsweise kann das Getriebe der Werkzeugmaschine 100 dazu eingerichtet sein, eine hohe Drehzahl des Motors 122 so zu reduzieren, dass eine zum Bohren geeignete Drehzahl für das Werkzeug 102 der Werkzeugmaschine 100 erhalten wird. Die Wellenvorrichtungen 104, 124 der Werkzeugmaschine 100 können in einer Aufwärts- ZAbwärtsrichtung versetzt zueinander angeordnet vorliegen, wobei die Wellenvorrichtungen 104, 124 der Werkzeugmaschine 100 vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind.
In der in Figur 3 dargestellten Werkzeugmaschine 100 ist die Wellenvorrichtung 104 dazu eingerichtet, mit der weiteren Wellenvorrichtung 124 zusammenzuwirken, die im Falle der Bereitstellung der Microhammering-Funktion durch ein externes Modul 10 der Wellenvorrichtung 16 des externen Moduls 10 entspricht. Diese weitere Wellenvorrichtung 124 kann vorzugsweise eine erste Teilwelle 110 und eine zweite Teilwelle 116 umfassen, wobei die erste Teilwelle 110 von der Funktion her der ersten Teilwelle 32 des externen Moduls 10 und die zweite Teilwelle 116 von der Funktion her der zweiten Teilwelle 34 des externen Moduls 10 entspricht. Auch bei der integrierten Lösung, bei der die Microhammering-Funktion von der Werkzeugmaschine 100 selbst bereitgestellt wird und die in Figur 3 abgebildet ist, ist eine Schnittstelle 108 zur Verbindung der beiden Teilwellen 110 und 116 vorgesehen. Bei den Gegenständen, die in Figur 3 mit einem Kreuz gekennzeichnet sind, kann es sich vorzugsweise um Lager oder Wälzlager handeln, die eine Axialbewegung der ersten Teilwelle 110 und der daran befestigten ersten Kurvenscheibe 112 ermöglichen, so dass von der Werkzeugmaschine 100 eine Schlagbewegung S erzeugt bzw. eine Microhammering-Funktion bereitgestellt werden kann. Die Werkzeugmaschine 100, die in Figur 3 dargestellt ist, weist darüber hinaus eine Energieversorgungsvorrichtung 40 auf. Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 100 kann mit einer Energieversorgungsvorrichtung 40 zum Zwecke der Versorgung mit elektrischer Energie verbunden werden. Dazu kann die Werkzeugmaschine 100 eine Schnittstelle oder einen Aufnah- mebereich (nicht dargestellt) zur Befestigung der Energieversorgungsvorrichtung 40 aufweisen.
Die Energieversorgungsvorrichtung 40 weist mindestens eine Energiespeicherzelle 42 auf, wobei in Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Energieversorgungsvorrichtung 40 für die batteriebetriebene Werkzeugmaschine 100 gezeigt wird. Die in Fig. 4 abgebildete Ausführungsform der Energieversorgungsvorrichtung 40 weist beispielsweise achtzehn Energiespeicherzellen 42 auf, die in drei Reihen bzw. Strängen angeordnet sind. Selbstverständlich kann die Energieversorgungsvorrichtung 40 auch jede andere Anzahl an oder Anordnung und Form von Energiespeicherzellen 42 aufweisen.
Figure imgf000038_0001
10 Modul
12 erste Kurvenscheibe
14 zweite Kurvenscheibe
16 Wellenvorrichtung des Moduls
18 Gehäuse des Moduls
20 Strukturelemente
24 Lagerung des Gehäuses des Moduls
26 Befestigungselement
28 Betätigungselement
30 Schnittstelle
32 erste Teilwelle, Modulausgangswelle
34 zweite Teilwelle, Moduleingangswelle
40 Energieversorgungsvorrichtung
42 Energiespeicherzelle
50 System umfassend eine Werkzeugmaschine und ein Modul
52 erste Schnittstelle
54 zweite Schnittstelle
100 Werkzeugmaschine
102 Werkzeug der Werkzeugmaschine
104 Wellenvorrichtung der Werkzeugmaschine
106 Gehäuse der Werkzeugmaschine
108 Schnittstelle zur Verbindung der Teilwellen
110 erste Teilwelle 112 erste Kurvenscheibe der Werkzeugmaschine
114 zweite Kurvenscheibe der Werkzeugmaschine
116 zweite Teilwelle
118 Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine
120 Handgriff der Werkzeugmaschine
122 Motor der Werkzeugmaschine
124 weitere Wellenvorrichtung
S Schlagbewegung
D Drehbewegung
Ah Höhendifferenz der Strukturelemente
V vorne, Vorderseite, Raumsichtung „nach vorne“
H hinten, Hinter- oder Rückseite, Raumsichtung „nach hinten“
U unten, Unterseite, Raumsichtung „nach unten“
O oben, Oberseite, Raumsichtung „nach oben“ LP1 Lastpfad 1
LP2 Lastpfad 2

Claims

System (50) umfassend eine Werkzeugmaschine (100) und ein Modul (10) zur Erzeugung einer Schlagbewegung S, wobei ein Werkzeug (102) der Werkzeugmaschine (100) dazu ausgebildet ist, eine Drehbewegung D auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (10) eine erste Kurvenscheibe (12) und eine zweite Kurvenscheibe (14) umfasst, wobei die erste Kurvenscheibe (12) und die zweite Kurvenscheibe (14) zur Erzeugung der Schlagbewegung S Zusammenwirken, wobei das Modul (10) dazu ausgebildet ist, die Drehbewegung D des Werkzeugs (102) der Werkzeugmaschine (100) mit der Schlagbewegung S zu überlagern, wobei die Werkzeugmaschine (100) zur Energieversorgung mit einer Energieversorgungsvorrichtung (40) verbindbar ist. System (50) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kurvenscheibe (12) mit einer Wellenvorrichtung (16) des Moduls (10) verbunden vorliegt und/oder die zweite Kurvenscheibe (14) ortsfest mit einem Gehäuse (18) des Moduls (10) verbunden vorliegt. System (50) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (100) und das Modul (10) über mindestens eine Schnittstelle (52, 54) miteinander verbunden vorliegen. System (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagbewegung S, mit der die Drehbewegung D des Werkzeugs (102) der Werkzeugmaschine (100) überlagert werden kann, ein- und ausschaltbar ist, indem die Kurvenscheiben (12, 14) in axialer Richtung so auseinander bewegt werden, dass kein Kontakt mehr zwischen den Kurvenscheiben (12, 14) besteht. System (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheiben (12, 14) auseinander bewegt werden, indem die erste Kurven-
39 scheibe (12) von der zweiten Kurvenscheibe (14) abgerückt wird. System (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheiben (12, 14) auseinander bewegt werden, indem die zweite Kurvenscheibe (14) von der ersten Kurvenscheibe (12) abgerückt wird. System (50) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kurvenscheibe (14) zusammen mit einem Gehäuse (18) des Moduls (10) relativ zur Werkzeugmaschine (100) verschiebbar ist. System (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (10) als externes Modul ausgebildet und an die Werkzeugmaschine (100) anbringbar ist. System (50) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (10) und die Werkzeugmaschine (100) über eine erste Schnittstelle (52) und eine zweite Schnittstelle (54) miteinander verbunden vorliegen, wobei die erste Schnittstelle (52) zur Verbindung einer Wellenvorrichtung (16) des Moduls (10) mit einer Wellenvorrichtung (104) der Werkzeugmaschine (100) eingerichtet ist und die zweite Schnittstelle (54) zur Verbindung eines Gehäuses (18) des Moduls (10) mit einem Gehäuse (106) der Werkzeugmaschine (100) eingerichtet ist. System (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (10) in der Werkzeugmaschine (100) integriert vorliegt. System (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagbewegung S eine höhere Frequenz aufweist als die Drehbewegung D der
40 Werkzeugmaschine (100) und/oder seines Werkzeugs (102). System (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (40) mindestens eine Energiespeicherzelle (42) umfasst, wobei die mindestens eine Energiespeicherzelle (42) eine Nominalkapazität von mindestens 1 ,5 Amperestunden aufweist. System (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (40) mindestens eine Energiespeicherzelle (42) umfasst, wobei die mindestens eine Energiespeicherzelle (42) eine Oberfläche A und ein Volumen V aufweist, wobei die Oberfläche A der mindestens einen Energiespeicherzelle (42) größer ist als das Achtfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V der mindestens einen Energiespeicherzelle (42) ist. System (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (40) mindestens eine Energiespeicherzelle (42) umfasst, wobei ein Verhältnis von Widerstand und Oberfläche der mindestens einen Energiespeicherzelle (42) kleiner als 0,2 Milliohm/cm2 ist.
41
PCT/EP2022/083438 2021-12-01 2022-11-28 System aus werkzeugmaschine und modul zur erzeugung einer schlagbewegung WO2023099387A1 (de)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21211578.6 2021-12-01
EP21211578.6A EP4191723A1 (de) 2021-12-01 2021-12-01 Energieversorgungsvorrichtung und werkzeugmaschine mit einer solchen energieversorgungsvorrichtung
EP22169900.2 2022-04-26
EP22169900.2A EP4269030A1 (de) 2022-04-26 2022-04-26 Externes modul zur bereitstellung einer schlagfunktion und system aus werkzeugmaschine und externem modul
EP22169901.0A EP4269006A1 (de) 2022-04-26 2022-04-26 Schnittstelle zur verbindung von teilwellen in einer funktionseinheit, funktionseinheit und werkzeugmaschine
EP22169901.0 2022-04-26
EP22177445.8A EP4289562A1 (de) 2022-06-07 2022-06-07 Werkzeugmaschine mit parallelen abtriebs- und motorachsen
EP22177445.8 2022-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023099387A1 true WO2023099387A1 (de) 2023-06-08

Family

ID=84488053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/083438 WO2023099387A1 (de) 2021-12-01 2022-11-28 System aus werkzeugmaschine und modul zur erzeugung einer schlagbewegung

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023099387A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1431911A (fr) * 1965-02-05 1966-03-18 Accessoire de perceuses électriques portatives
US3268014A (en) * 1964-04-17 1966-08-23 Ambrose W Drew Rotary impact hammer
US4450919A (en) * 1983-01-03 1984-05-29 Cousineau Bernard L Drill attachment
US4489792A (en) * 1981-05-28 1984-12-25 Fahim Atef E F Hammer drill adapter
DE212012000140U1 (de) * 2011-07-24 2014-02-26 Makita Corporation Handkraftwerkzeuge und Batteriepacks für diese
US20140131059A1 (en) * 2012-11-13 2014-05-15 Milwaukee Electric Tool Corporation High-power cordless, hand-held power tool including a brushless direct current motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3268014A (en) * 1964-04-17 1966-08-23 Ambrose W Drew Rotary impact hammer
FR1431911A (fr) * 1965-02-05 1966-03-18 Accessoire de perceuses électriques portatives
US4489792A (en) * 1981-05-28 1984-12-25 Fahim Atef E F Hammer drill adapter
US4450919A (en) * 1983-01-03 1984-05-29 Cousineau Bernard L Drill attachment
DE212012000140U1 (de) * 2011-07-24 2014-02-26 Makita Corporation Handkraftwerkzeuge und Batteriepacks für diese
US20140131059A1 (en) * 2012-11-13 2014-05-15 Milwaukee Electric Tool Corporation High-power cordless, hand-held power tool including a brushless direct current motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2996174B1 (de) Akkupack für eine handwerkzeugmaschine
DE112013006568B4 (de) Elektrisches Werkzeug
EP3446834B1 (de) Elektrohammer
DE112015001742B4 (de) Elektrisches Kraftwerkzeug
EP3229337B1 (de) Ladegerät
DE112014000645T5 (de) Hammerwerkzeug
DE112014000651B4 (de) Elektrisches Kraftwerkzeug mit von der Seite aus befestigten Batterien
WO2017174419A1 (de) Handwerkzeugmaschine und akkupack für eine handwerkzeugmaschine
DE10064173C1 (de) Bohrmaschine mit Elektromotor für Gesteinsbohrer
DE202016106018U1 (de) Kopplungsvorrichtung für eine Handwerkzeugmaschine
EP2164682A1 (de) Handgeführtes arbeitsgerät, insbesondere staubsauger
EP2535149A2 (de) Elektrisches Arbeitsgerät mit einer elektrischen Maschine, insbesondere ein handgeführtes Elektrowerkzeug
WO2023099387A1 (de) System aus werkzeugmaschine und modul zur erzeugung einer schlagbewegung
DE102020214780A1 (de) Energieversorgungsgerät für ein akkubetriebenes Elektrogerät oder einen Wechselakkupack-Adapter sowie System bestehend aus zumindest einem akkubetriebenen Elektrogerät und/oder einem Wechselakkupack-Adapter sowie einem Energieversorgungsgerät
EP4289562A1 (de) Werkzeugmaschine mit parallelen abtriebs- und motorachsen
EP4191755A1 (de) Energieversorgungsvorrichtung mit einer flexiblen aussenhülle und werkzeugmaschine mit einer solchen energieversorgungsvorrichtung
WO2023099168A1 (de) Elektromotor, werkzeugmaschine und system, das eine werkzeugmaschine und eine energieversorgungsvorrichtung umfasst
EP4191723A1 (de) Energieversorgungsvorrichtung und werkzeugmaschine mit einer solchen energieversorgungsvorrichtung
EP4209309A1 (de) Energieversorgungsvorrichtung mit einem drehbar gelagerten verriegelungselement und werkzeugmaschine zur verbindung mit einer solchen energieversorgungsvorrichtung
WO2023099182A1 (de) Energieversorgungsvorrichtung mit einem drehbar gelagerten verriegelungselement und werkzeugmaschine zur verbindung mit einer solchen energieversorgungsvorrichtung
EP4190500A1 (de) System aus werkzeugmaschine und energieversorgungsvorrichtung, sowie energieversorgungsvorrichtung
WO2024099735A1 (de) Zwei komponenten-verguss für einen akkumulator
DE2241656A1 (de) Schnurloses arbeitsgeraet fuer haushaltszwecke
EP4191722A1 (de) Energieversorgungsvorrichtung und werkzeugmaschine mit einer solchen energieversorgungsvorrichtung
WO2023099163A1 (de) Werkzeugmaschinen mit stromleiter, sowie energieversorgungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22822497

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1