冲击机构单元的制作方法

冲击机构单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种冲击机构单元(10a-c)，特别是用于锤钻和/或冲击锤(12a；12c)，所述冲击机构单元具有控制单元(14a-c)，所述控制单元设置用于，控制一驱动单元(16a-c)和/或一气动式冲击机构(18a-c)。本发明建议一种运行模式传感器(20a-c)，所述运行模式传感器设置用于发信号给所述控制单元(14a-c)通知至少一个运行模式。
【专利说明】冲击机构单元

【背景技术】
[0001]已经公知一种尤其是用于锤钻和/或冲击锤的冲击机构单元，该冲击机构单元具有控制单元，该控制单元设置用于控制一驱动单元和/或一气动式冲击机构。


【发明内容】

[0002]本发明涉及一种特别是用于锤钻和/或冲击锤的冲击机构单元，该冲击机构单元具有控制单元，该控制单元设置用于控制一驱动单元和/或一气动式冲击机构。
[0003]本发明建议一种运行模式传感器，该运行模式传感器设置用于，发信号给控制单元通知至少一个运行模式。“冲击机构单元”联系上下文特别是应理解为一种单元:该单元设置用于，运行一冲击机构。冲击机构单元可以特别是具有控制单元。冲击机构单元可以具有驱动单元和/或传动装置单元，所述驱动单元和/或传动装置单元设置用于驱动所述冲击机构。“控制单元”联系上下文特别是应理解为冲击机构单元的装置，该装置设置用于，控制和/或调整特别是所述驱动单元和/或所述冲击机构。控制单元可以优选地构造为电的、特别是电子的控制单元。“锤钻和/或冲击锤”联系上下文特别是应理解为一种工具机，该工具机设置用于以旋转式或者非旋转式工具来加工工件，其中，该工具可以通过工具机以冲击脉冲来加载。优选地，工具机构造为由使用者用手引导的手持式工具机。“冲击机构”联系上下文特别是应理解为一种装置，该装置具有至少一个构件，该构件设置用于产生和/或传递冲击脉冲(特别是轴向冲击脉冲)到设置在工具保持部中的工具上。这种构件可以特别是冲击器、冲击销、引导元件、如特别是锤管和/或活塞、如特别是罐状活塞、和/或本领域技术人员认为有意义的其它构件。冲击器可以将冲击脉冲直接或者优选间接地传递到工具上。优选的是，冲击器可以将冲击脉冲传递到冲击销上，该冲击销将冲击脉冲传递到工具上。冲击器优选可运动地支承在锤管中。冲击器可以优选周期性地在朝着冲击销的方向的冲击方向上并且沿着相反的复位方向又返回运动。活塞优选在冲击器的背离冲击方向的侧上同样可运动地支承在锤管中。冲击器和活塞可以利用锤管来限定一空间。活塞可以特别是通过偏心件来周期性沿着冲击方向和复位方向运动。活塞优选以冲击频率和/或以冲击机构转速来周期性地沿着冲击方向和逆着冲击方向运动。“冲击机构转速”联系上下文特别是应理解为偏心件的转速，该偏心件优选通过连杆使活塞运动。冲击机构转速相应于冲击频率并且因此等价地应用。活塞运动可以使活塞与冲击器之间的空间中封闭的、形成压力垫的空气体积的压力变化并且通过压力波动使冲击器沿着冲击方向和复位方向加速。“设置”应理解为专门设计和/或专门装备。“运行模式”联系上下文特别是应理解为冲击机构的配置，该配置设置用于特定的运行状态。优选地，冲击机构可以具有空转模式，在该空转模式中所述冲击机构设置用于空转运行。优选地，冲击机构可以具有冲击模式，在该冲击模式中所述冲击机构设置用于冲击运行。“冲击运行”联系上下文特别是应理解为冲击机构的运行状态，在所述运行状态中由冲击机构施加优选规律的冲击脉冲。“空转运行”联系上下文特别是应理解为冲击机构的运行状态，该运行状态的特征在于没有规律的冲击脉冲，和/或在该运行状态中由冲击器将仅非常弱的冲击脉冲施加到冲击销上。“非常弱”联系上下文特别是应理解为，冲击强度相应于冲击运行中冲击强度的小于50%、优选小于25%、特别优选小于10%。优选地，所述冲击机构包含至少一个装置，该装置设置用于切换该冲击机构的运行模式。该装置可以特别是设置用于，打开和/或封闭该冲击机构的排气开口和/或空转开口，以便切换所述运行模式。空转开口可以特别是设置用于降低作用到冲击器上的压力。特别地，空转开口可以设置用于，使由冲击器和活塞与锤管所形成的空间与环境进行压力补偿。如果空转开口在空转模式中完全或者部分地打开，则可以至少降低通过活塞的运动到冲击器上所执行的加速度。可以避免冲击运行。冲击器可以沿着冲击方向和/或复位方向没有或者仅稍微运动。没有或者仅非常弱的冲击脉冲被施加。如果空转开口在冲击模式中封闭，则冲击器可以通过活塞的周期性运动来经历周期性加速。冲击器可以开始将冲击脉冲施加到冲击销上，从而使用冲击运行。冲击运行在冲击模式中的使用可以与运行参数、特别是与冲击机构转速相关。特别是，冲击模式中的冲击运行在冲击机构转速高的情况下失败。最大的冲击机构转速(在该冲击机构转速的情况下，冲击运行在冲击模式中开始)与不同的运行参数(特别是环境空气压力)相关。“信号化”或“发信号通知”联系上下文特别是应理解为信息传输、尤其电和/或电子地信息传输，并且至少部分地与纯机械式激活一运行状态不同。运行模式传感器尤其可以设置用于，给控制单元提供信号:冲击机构的运行模式已经发生变换。特别地，运行模式传感器可以发出信号:用于切换运行模式的装置已经将冲击机构切换到运行模式。控制单元可以有利地识别到:运行模式变换已经发生。特别地，控制单元可以检查:运行状态是否相应于所述运行模式。控制单元可以在识别到运行模式的情况下在冲击运行失败时使冲击机构重新启动。特别是，控制单元可以在从空转模式到冲击模式的运行模式变换时使冲击机构转速降低以启动该冲击机构。优选地设置其它传感器，以便给控制单元提供空转运行和/或冲击运行的信号。
[0004]本发明建议，运行模式传感器设置用于，求取一切换元件的至少一个位置。“切换元件”联系上下文特别是应理解为一种构件，该构件设置用于，与该构件的位置相关地切换运行模式。优选地，所述切换元件构造为空转套筒。“空转套筒”联系上下文特别是应理解为一种装置，该装置设置用于，与该装置的位置相关地完全或者部分地打开和/或关闭所述冲击机构的空转开口和/或排气开口用于运行模式。切换元件的“位置”联系上下文特别是应理解为冲击位置和空转位置。冲击位置可以特别是设置用于，使冲击机构切换为冲击模式。空转位置可以特别是设置用于，使冲击机构切换为空转模式。优选地，沿着冲击方向可运动地支承的工具保持部可以直接或者通过其它构件支撑在切换元件上。优选地，弹簧元件可以设置用于，使切换元件在冲击方向上移动。如果夹紧到工具保持部中的工具压到工件上，则工具保持部可以以切换元件抵着弹簧元件的力来逆着冲击方向位移直至一止挡。切换元件可以占据所述冲击位置。如果该工具被去负载，则切换元件和工具保持部可以在冲击方向上位移直至另一止挡并且占据空转位置。运行模式传感器可以优选求取到:切换元件是否已占据空转位置；可以特别优选求取到:切换元件是否已占据冲击位置。运行模式传感器可以有利地给控制单元提供信号:冲击机构处于冲击模式。运行模式传感器可以间接地或优选直接地求取到控制套筒的位置。“间接”联系上下文特别是应理解为，运行模式传感器检测到与控制套筒连接的部件的位置。“直接地”联系上下文特别是应理解为，运行模式传感器直接检测到控制套筒的部件的位置。运行模式传感器可以特别简单且可靠地确定所述控制套筒的位置。
[0005]本发明还建议，运行模式传感器具有霍尔传感器。“霍尔传感器”联系上下文特别是应理解为本领域技术人员公知的传感器，该传感器由电流流通并且设置用于探测垂直于电流的磁场。霍尔传感器可以非接触式检测到切换元件的磁化部分的位置。优选地，霍尔传感器如此安装，使得在切换元件的冲击位置中该切换元件的磁化部分进入霍尔传感器的测量范围内。运行模式传感器可以特别简单并且非接触式检测运行模式。运行模式传感器可以被保护特别良好地以防污染。
[0006]本发明还建议，运行模式传感器具有磁性开关。“磁性开关”联系上下文特别是应理解为一种通过磁场来切换的开关，特别是应理解为本领域技术人员公知的簧片继电器。磁性开关可以通过切换元件的磁化部分进行切换。磁性开关可以非接触式检测到切换元件的磁化部分的位置。优选地，磁性开关如此安装，使得在切换元件的冲击位置中所述切换元件的磁化部分进入到霍尔传感器的测量范围内。磁性开关可以将电信号直接切换用于信号化所述运行模式。可以取消用于分析处理和/或准备一传感器信号的电子器件或者其它构件。运行模式传感器可以特别简单地构造。
[0007]本发明还建议，运行模式传感器具有感应式接近传感器。“感应式接近传感器”联系上下文特别是应理解为一种本领域技术人员已知的传感器，该传感器通过电感应的变化来探测导电性材料和/或金属的接近。非接触式探测可以是可能的。可以避免所述运行模式传感器被污染。优选地，切换元件至少部分地由金属形成。运行模式传感器可以直接检测所述切换元件的接近。可以取消所述切换元件的磁化。优选地，感应式接近传感器如此设置，使得切换元件在冲击位置中接近所述感应式接近传感器。运行模式传感器可以特别好地检测所述冲击机构的冲击模式。
[0008]本发明还建议，运行模式传感器具有电容式传感器。“电容式传感器”联系上下文特别是应理解为一种本领域技术人员已知的传感器，该传感器在材料接近时探测电容的变化。特别是，电容式传感器可以检测非金属和/或不导电的材料(尤其是塑料)的接近。运行模式传感器可以直接检测所述切换元件的接近。切换元件可以由非导电性和/或非金属材料(尤其是塑料)形成。优选地，电容式传感器如此设置，使得切换元件在冲击位置中接近所述电容式传感器。运行模式传感器可以特别好地检测所述冲击机构的冲击模式。
[0009]本发明还建议，运行模式传感器具有光学传感器。“光学传感器”联系上下文特别是应理解为一种本领域技术人员公知的传感器，该传感器基于可见范围内或者接近可见范围的光(如红外线和/或紫外线辐射)的测量。光学传感器可以优选具有光栅、特别是叉式光栅。光学传感器可以检测非透明材料的存在。运行模式传感器可以直接检测切换元件的接近。切换元件可以由非透明材料(特别是塑料)制成。优选地，所述光学传感器如此设置，使得切换元件在冲击位置中接近所述光学传感器。运行模式传感器可以特别好地检测所述冲击机构的冲击模式。
[0010]本发明还建议，运行模式传感器具有用于机械式测量参量和/或机械式开关的传感器。“机械式测量参量”联系上下文特别是应理解为力和/或压力和/或变形和/或位置。运行模式传感器可以包括机械式开关、特别是本领域技术人员已知的微型开关。运行模式传感器可以特别具有成本效益。功能原理可以特别简单。优选地，切换元件可以在冲击位置中通过力来机械式切换所述开关。运行模式传感器可以具有力传感器、特别是压电传感器。优选地，力传感器可以设置在切换元件的止挡上、特别是优选设置在用于冲击位置的止挡上。切换元件可以利用所述止动形成所述开关。所述止挡可以具有开关接触部，一旦切换元件支撑在止挡上，所述开关接触部利用切换元件闭合一电流回路。运行模式传感器可以特别简单且直接地检测所述切换元件的位置。运行模式传感器可以具有电位计。特别地，运行模式传感器可以利用控制套筒形成电位计。电位器可以根据控制套筒的位置来改变该电位器的电阻。运行模式传感器可以连续地检测所述控制套筒的位置。运行模式传感器可以检测冲击位置与空转位置之间的中间位置。
[0011]本发明还建议，运行模式传感器设置用于求取压紧力。“压紧力”联系上下文特别是应理解为一种力，利用该力使设置在手持工具机的工具保持部中的工具压到工件上。压紧力可以特别是在超过阈值时触发所述运行模式变换。特别是，压紧力可以使冲击机构从空转模式切换到冲击模式。所述阈值可以特别是通过弹簧元件来确定，所述弹簧元件将力沿着冲击方向施加到切换元件上。运行模式传感器可以设置用于，(特别是以压电传感器)测量所述弹簧元件和/或所述切换元件的力流中的压紧力。运行模式传感器可以有利地识别所述运行模式，其方式是:将压紧力与阈值进行比较。所述阈值可以有利是可调节的。
[0012]本发明还建议，运行模式传感器设置用于，求取至少一个手把的按压力。“按压力”联系上下文特别是应理解为手把中沿着冲击方向的力分量，使用者以该力分量将手持式工具机压到工件上。优选地，运行模式传感器求取到手把中的按压力和辅助手把中的另一按压力。这些按压力可以是所述压紧力的分量。压紧力可以由按压力来估计。手把中的按压力的测量可以是特别简单的。特别地，运行模式传感器可以测量该手把的弹簧和/或阻尼元件的变形。优选地可以利用本领域技术人员已知的构造成应变测量传感器的传感器来测量变形。可以取消压紧力的测量。
[0013]本发明还建议，运行模式传感器设置用于，考虑到方位传感器的信号。“方位传感器”联系上下文特别是应理解为一种传感器，该传感器设置用于测量重力的方向。手持式工具机的重量可以在压紧力确定的情况下考虑到。
[0014]本发明还建议一种具有冲击机构单元的手持式工具机，该机构冲击单元具有上述特征。手持式工具机可以具有所描述的特征。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]其它的优点由以下的【专利附图】

【附图说明】得出。在附图中示出本发明的三个实施例。附图、说明书和权利要求书以组合形式包含多个特征。本领域技术人员也适宜地单独考虑这些特征并且总结出有意义的其它组合。
[0016]在附图中示出了:
[0017]图1:具有冲击机构单元的锤钻和冲击锤的示意性示图,所述冲击机构单元具有运行模式传感器，
[0018]图2:具有冲击机构单元的锤钻和冲击锤的第二实施例的示意性示图，所述冲击机构单元具有运行模式传感器，和
[0019]图3:具有冲击机构单元的锤钻和冲击锤的第三实施例的示意性示图，所述冲击机构单元具有运行模式传感器。

【具体实施方式】
[0020]图1不出了锤钻和冲击锤12a,所述锤钻和冲击锤具有冲击机构单兀10a。冲击机构单元1a包括控制单元14a,所述控制单元设置用于,控制一气动式冲击机构18a的驱动单元16a。
[0021]驱动单元16a包括配备传动装置单元48a的马达46a,所述传动装置单元与开关位置相关地旋转式驱动一锤管50a用于钻削运行和/或旋转式驱动一偏心件52用于冲击运行。锤管50a与工具保持部54a无旋转地连接，在所述工具保持部中可以夹紧一工具56a。工具保持部54a和工具56a可以通过锤管50a以旋转式工作运动58a驱动用于钻削运行。如果冲击器60a沿着朝工具保持部54a的方向的冲击方向62a加速用于冲击运行，则所述冲击器在撞击到设置在冲击器60a与工具56a之间的冲击销64a上时施加一冲击脉冲，所述冲击脉冲从冲击销64a进一步传递工具56a上。工具56a通过冲击脉冲执行一冲击式工作运动66a。活塞68a同样在锤管50a中可运动地支承在冲击器60a的背向冲击方向62a的侧上。活塞68a通过连杆70a由以冲击机构转速驱动的偏心件52a周期性在锤管路50a中沿着冲击方向62a并且又返回运动。活塞68a在冲击|旲式中压缩在银管50中被封闭在活塞68a与冲击器60a之间的空间76a中的压力垫78a。在活塞68a沿着冲击方向62a运动的情况下，冲击器62a沿着冲击方向60a加速。冲击运行可以使用。通过在冲击销64a上的反冲、和/或通过由于活塞68a逆着冲击方向62a返回运动在活塞68a与冲击器60a之间产生的负压、和/或通过冲击器60a与冲击销64a之间的空间80a中的背压，可以使冲击器60a又逆着冲击方向62a返回运动并且接着重新沿着冲击方向62a加速用于下一个冲击脉冲。工作运动66a是否在冲击模式中发生，与运行参数(特别是冲击机构转速)相关。在冲击器60a与冲击销64a之间的区域中，在锤管50a中设置排气开口 82a，从而冲击器60a与冲击销64a之间封闭的空气可以逸出。在冲击器60a与活塞68a之间的区域中，在锤管50a中设置空转开口 84a。工具保持部54a沿着冲击方向62a可移动地支承并且通过冲击销64a和控制盘10a支撑在构造为空转套筒的切换元件22a上。弹簧元件86a将力沿着冲击方向62a施加到切换元件22a上。在冲击模式中(在所述冲击模式，工具56a由使用者压到工件上)，工具保持部54抵着弹簧元件86a的力使切换元件22a如此移动到冲击位置中，使得该切换元件覆盖所述空转开口 84a。如果工具56a从工件上拆下，则工具保持部54a和切换元件22a通过弹簧元件86a如此沿着冲击方向62a移动到空转模式中，使得切换元件22a在空转位置中释放所述空转开口 84a。在活塞68a与冲击器60a之间的压力垫78a中的压力可以通过空转开口 84a泄掉。冲击器60a在空转模式中没有或者仅轻微地通过压力垫78a加速。在空转运行中，冲击器60a没有或者仅稍微施加冲击脉冲到冲击销64a上。锤钻和冲击锤12a具有手持式工具机壳体92a,所述手持式工具机壳体具有手把40a,由使用者在所述手把上弓I导所述锤钻和冲击锤。
[0022]运行模式传感器20a设置用于，求取所述切换元件22a相对于锤管50a位置。特别地，运行模式传感器20a设置用于，求取所述切换元件22a是否位于冲击位置中。运行模式传感器20a发信号给控制单元14a通知所述冲击模式。运行模式传感器20a包含设置在控制单元14a上的信号处理单元96a。运行模式传感器20a具有与信号处理单元96a连接的感应式接近传感器28a，所述接近传感器通过未详细示出的信号连接部与信号处理单元96a连接。接近传感器28a在切换元件22a的空转位置中相对于控制盘10a设置。如果控制盘10a和切换兀件22a运动到冲击似直中，则控制盘10a从接近传感器28a远尚。如果切换元件22a位于冲击位置中并且控制盘10a从接近传感器28a远离，则运行模式传感器20a信号化所述冲击模式。可替换地，也可以想到接近传感器28a这样的安装:在该安装中，控制盘10a在冲击位置中接近所述接近传感器单元28a，从而运行模式传感器20a在控制盘10a接近所述接近传感器28a时信号化所述冲击模式。可替换地，接近传感器28a可以如此设置，使得该接近传感器识别到切换元件22a自身的接近而替代于识别到控制盘10a的接近。
[0023]运行模式传感器20a还设置用于，求取所述手把40a的按压力38a。通过求取所述按压力38a可以给运行模式传感器20a提供另一测量参量以便识别运行模式。替代于切换元件22a的位置或者附加于切换元件22a的位置，运行模式传感器20a可以分析处理所述按压力38a。运行模式传感器20a具有与信号处理单兀96a连接的电位器106a,所述电位器与手把40a的旋转接头104a与手把40a的按压力38a相关。如果可调节的阈值被超过，则运行模式传感器20a信号化所述冲击模式。
[0024]运行模式传感器20a还具有方位传感器42a。方位传感器42a用于测量重力的方向。运行模式传感器20a在确定所述按压力38a的阈值时考虑到重力以便信号化所述冲击模式。通过按压力38a与重力的矢量相加可以确定压紧力36a，所述压紧力造成切换为冲击模式。
[0025]其它实施例的以下描述和附图基本上限于实施例之间的区别，其中，关于相同标示的构件、尤其关于具有相同附图标记的构件方面原则上也能够参阅其它实施例的附图和/或说明。为了区分所述实施例，替代于第一实施例的字母a将字母b和c置于其它实施例的附图标记的后面。
[0026]图2示出了具有冲击机构单元1b的锤钻和冲击锤12b的第二实施例的示意性示图，所述冲击机构单元具有:运行模式传感器20b ;控制单元14b ;驱动单元16b ;气动式冲击机构18b。冲击机构单兀1b与第一实施例的区别尤其在于,运行模式传感器20b具有与信号处理单元96b连接的开关32b。开关32b实施成微型开关并且将切换元件22b的冲击位置信号化。开关32b在切换元件22b的空转位置中相对于控制盘10b设置，从而控制盘10b操纵所述开关32b。如果控制盘10b和切换元件22b运动到冲击位置中，则控制盘10b从开关32b远离，从而该开关断开。如果切换元件22b位于冲击位置中并且控制盘10b从开关32b远离并且该开关断开，则运行模式传感器20b信号化所述冲击模式。可替代地，可以想到开关32b这样的安装:在所述安装中，当控制盘10b操纵所述开关32b时，控制盘10b在冲击位置中接近所述开关32b，从而运行模式传感器20b信号化所述冲击模式。可替代地，开关32b可以如此设置，使得该开关由切换元件22b操纵，而不是由控制盘10b操纵。
[0027]图3示出了具有冲击机构单元1c的锤钻和冲击锤有12c的第三个实施例的示意性示图，所述冲击机构单元具有:运行模式传感器20c ;控制单元14c ;驱动单元16c ;气动式冲击机构18c。冲击机构单兀1c与第一实施例的区别尤其在于,运行模式传感器20c具有与信号处理单元96c连接的霍尔传感器24c。霍尔传感器24c非接触式检测到控制盘10c的磁性区域98c并且将切换元件22c的冲击位置信号化。霍尔传感器24c在切换元件22c的空转位置中相对于控制盘10c设置，从而霍尔传感器24c探测到磁性区域98c。如果控制盘10c和切换兀件22c运动到冲击似直中，则控制盘10c从霍尔传感器24c远离。如果切换元件22c位于冲击位置中并且控制盘10c从霍尔传感器24c远离，则运行模式传感器20c信号化所述冲击模式。可替代地，可以想到霍尔传感器24c这样的安装:在所述安装中，当控制盘10c接近所述霍尔传感器24c时，控制盘10c在冲击位置中接近所述霍尔传感器24c,从而运行模式传感器20c信号化所述冲击模式。可替换地，霍尔传感器24c可以如此设置，使得所述霍尔传感器探测所述切换元件22c的磁性区域的接近，而替代于探测控制盘10c的磁性区域98c的接近。
【权利要求】
1.一种冲击机构单元，特别是用于锤钻和/或冲击锤(12a; 12c)，所述冲击机构单元具有控制单元(14a_c)，所述控制单元设置用于，控制一驱动单元(16a_c)和/或一气动式冲击机构(18a-C)，其特征在于，设置一运行模式传感器(20a_c)，所述运行模式传感器设置用于发信号给所述控制单元(14a-c)通知至少一个运行模式。
2.根据权利要求1所述的冲击机构单元，其特征在于，所述运行模式传感器(20a_c)设置用于，求取一切换元件(22a_c)的至少一个位置。
3.根据前述权利要求中任一项所述的冲击机构单元，其特征在于，所述运行模式传感器(20c)具有一霍尔传感器(24c)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的冲击机构单元，其特征在于，所述运行模式传感器(20a)具有一感应式接近传感器(28a)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的冲击机构单元，其特征在于，所述运行模式传感器(20b)具有用于机械式测量参量和/或机械式开关(32b)的传感器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的冲击机构单元，其特征在于，所述运行模式传感器(20a)设置用于，求取压紧力(36a)。
7.根据权利要求6所述的冲击机构单元，其特征在于，所述运行模式传感器(20a)设置用于，求取至少一个手把(40a)和/或辅助手把的按压力(38a)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的冲击机构单元，其特征在于，所述运行模式传感器(20a)设置用于，考虑一方位传感器(42a)的信号。
9.一种手持式工具机，其具有根据前述权利要求中任一项所述的冲击机构单元。
【文档编号】B25D16/00GK104334317SQ201380027031
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2012年5月25日
【发明者】H·施普伦格, R·尼切, T·温克勒, T·亨克, C·贝尔奇, U·霍夫曼, A·迪塞尔贝格 申请人:罗伯特·博世有限公司