手持式工具机和对此的控制方法与流程

本发明涉及一种用于手持式工具机的控制方法，所述手持式工具机包括用于缓冲周期性的振动的减振器。

背景技术：

us8434565bb说明一种冲击钻机，所述冲击钻机的冲击机构将凿以冲击频率驱入到地基中。以冲击频率出现的振动通过减振器缓冲。减振器具有自由悬挂的振动器，所述振动器从静止位置出来沿冲击方向可以来回振动。弹簧将振动器在偏移之后往回驱入到静止位置中。振动器的质量和弹簧的弹簧强度与冲击频率协调。

技术实现要素：

按照本发明的手持式工具机具有用于将工具保持在工作轴线上的工具保持部。冲击机构具有以一定冲击数周期性地在工作轴线上在靠近工具的转折点和远离工具的转折点之间运动的冲击器。冲击机构的驱动控制装置将冲击数调节到理论值。减振器具有沿工作轴线在静止位置附近可运动的振动器和一个或多个将振动器驱回到静止位置中的弹簧。一个传感器用于确定冲击机构的压缩点的第一相位。另一个传感器用于确定减振器的靠近工具的返回点的第二相位。缓冲调节这样匹配于理论值，使得第一相位和第二相位之间的相位差小于阈值。所述相位是周期性返回的时刻，在所述时刻，冲击机构最大地压缩，压缩点或减振器处在靠近工具的返回点。

附图说明

后续的说明借助示例的实施形式和附图解释本发明。其中：

图1示出冲击钻机；

图2示出气动的冲击机构的周期的运动；

图3示出被激励的减振器的周期的运动。

相同的或功能相同的元件通过图中相同的附图标记标出，只要没有另外说明的话。

具体实施方式

图1作为手持式工具机的示例示意性地示出冲击钻机1。冲击钻机1具有工具保持部2，工具的杆末端3、例如钻孔器4的杆末端可以嵌入所述工具保持部中。马达5形成冲击钻机1的主要的驱动装置，所述马达驱动冲击机构6和输出轴7。蓄电池组8或电源线为马达5供应电流。气动的冲击机构6和优选其他的驱动构件设置在机器壳体9内。使用者可以借助把手10引导冲击钻机1，所述把手紧固在机器壳体9上。马达5并且借此冲击钻机1可以借助系统开关11进入运行。在运行中，冲击钻机1使钻孔器4连续围绕工作轴线12转动并且可以在此将钻孔器4沿冲击方向13沿工作轴线12击入到地基中。

气动的冲击机构6具有在导向管16中沿工作轴线12可运动地引导的激励器14和冲击器15。激励器14和冲击器15在其之间封闭气动的室17。激励器14由马达5周期性地在工作轴线12上来回运动。气动的室17形成空气弹簧，所述空气弹簧将冲击器15与激励器14的运动关联。图2示意性示出激励器14和冲击器15关于时间或相位18的周期性的运动。周期持续时间通过激励器14的被强迫的运动预定。马达控制装置19调节马达5的转速到理论值。转速预定周期持续时间。转速的理论值关于冲击器15与激励器14的有效的气动耦联而设计。冲击机构6的冲击数是周期持续时间的倒数并且特别地处于10hz和100hz之间的范围中。

马达5的转动运动通过传动单元20传输为用于激励器14的线性运动。例如传动单元包含将马达5连接到激励器14上的偏心轮20和连杆21。传动单元20也可以基于摆动环。激励器14的线性运动很大程度上随着固定的周期持续时间为谐波或正弦形。激励器14在远离工具的死点22和靠近工具的死点23之间振荡。

激励器14和冲击器15实施为活塞并且在其之间封闭气动的室17。冲击器15沿工作轴线12在两个转折点24、25之间振荡。压缩点26紧跟着远离工具的转折点24，在所述压缩点上，激励器14和冲击器15最大地压缩气动的室17。压缩点26可以在95度和110度之间跟随激励器14的远离工具的死点22。在靠近工具的转折点25(冲击点)上，冲击器15冲击到钻孔器4或锺头27上。冲击器15的运动强烈非谐的，尤其是在冲击点25上。从激励器14到冲击器15上的能量传输只通过气动的室17进行。为了有效率的能量传输，激励器14的周期持续时间与冲击机构的其他参数、例如冲击器15的质量、气动的室17的体积以窄的界限协调。

激励器14和冲击器15的周期性的运动将振动施加到机器壳体9中，所述振动传输到把手10上。使用者尤其是察觉冲击器15在压缩点26上的加速。

在机器壳体9中的减振器28减小振动的幅值。减振器28具有在一个或多个弹簧29上悬挂的振动器30。振动器30的惯性引起振动器30相对于振动的机器壳体9的相对的运动。冲击机构6沿工作轴线12的周期性的振动导致振动器30相对于机器壳体9中的静止位置32的周期性的偏移31。仅弹簧29将振动器30耦联到机器壳体9上并且在偏移31时将回位到静止位置32中的力施加到振动器30上。振动器30的被激励的周期性的偏移31关于运动的时间或相位33在图3中示出。振动器30在靠近工具的返回点34和远离工具的返回点35之间振荡。所述周期性相同于周期性的激励的冲击频率。偏移31的幅值依赖于振动的幅值和冲击频率。

示例性的减振器28具有在直线支承部中沿轴线36引导的振动器30。轴线36平行于或以少于30度相对于工作轴线线12倾斜。弹簧29例如是螺旋弹簧，利用所述螺旋弹簧，振动器30沿轴线36支承在机器壳体9上。备选的减振器28具有在弯曲的轨道上引导的振动器。所述振动器通过摆动臂悬挂在机器壳体9上。所述摆动臂是弯曲弹簧，其垂直于工作轴线设置。

振动的减振器28引起传输到把手10上的振动的减小。该减小不通过减振器28的消散作用实现。而是减振器28与冲击机构6形成具有振动节点的连续的振动的系统。所述系统这样协调，使得所述系统到机器壳体9或把手10上的连接点与振动节点重合。当冲击频率相同于减振器28的固有频率时，实现最优的减小。固有频率是如下频率，减振器28在一次的偏移之后在没有进一步激励地以该频率振动。固有频率通过振动器30的质量和弹簧29的刚度预定。

减振器28具有缓冲调节装置37，所述缓冲调节装置改变马达5的转速，以便优化通过减振器28对振动的减小。缓冲调节装置37利用第一(冲击机构)传感器38检测冲击机构6的运动的相位18并且利用第二(减振器)传感器39检测振动器30的运动的相位33。缓冲调节装置37由所述相位18、33的差确定调节信号，所述调节信号改变马达5的转速的理论值。所述理论值这样适配，使得冲击机构6的压缩点26和减振器28的靠近工具的返回点34在时间上重合。例如当冲击器15过晚达到压缩点26时提高转速，当冲击器15过早达到压缩点26时，对应地减小转速。

传动单元20、激励器活塞14和冲击器15的运动以已知的方式相互耦联，如例如在图2中示出的。由冲击机构6的运动的构件之一的位置和运动方向可以直接推断出其他运动的构件的位置和运动方向。例如压缩点26的相位33的直接的确定可能是不合适的。由冲击机构6的设计或经验地确定地，在激励器14的压缩点26和背离工具的死点22之间的相位差已知，所述相位差可以例如在95度和110度之间。

冲击机构传感器38可以例如检测偏心轮20的角度位置。偏心轮20可以设有磁体，所述磁体每个回转经过构成为霍尔传感器40的冲击机构传感器38一次。霍尔传感器40在经过磁体时产生开关脉冲。开关脉冲将可调节(verstimmbaren)的振荡器与偏心轮20的转速同步，例如利用锁相回路。振荡器的频率例如处于冲击数的50倍和200倍之间的范围中。振荡器例如相对于转速具有72倍频率，以便使偏心轮20的相位并且借此冲击机构6的相位以5度的步进解析磁体和霍尔传感器是多样化的已知的优选非接触式的传感器的示例，所述传感器可以用于检测偏心轮20的角度位置。

冲击机构传感器38可以例如检测冲击器15的确定的位置，例如冲击器15在冲击点上。例如冲击机构传感器38包含通流的励磁线圈41，所述励磁线圈设置在导向管16上，例如靠近冲击点。当钢的冲击器15沉入励磁线圈41中时，励磁线圈41中的电流改变。产生的电流脉冲输送给振荡器，以便以较精细的步进解析相位。代替感应的传感器41可以同样地使用其他非接触式的传感器。备选地也可以使用由冲击器15机械操纵的接触式传感器。激励器14的确定的位置可以同样通过非接触式的传感器确定并且由此导出冲击机构6的相位。

冲击机构传感器38可以包含加速度传感器42或声学的传感器。加速度传感器42检测冲击机构6或机器壳体9的加速。当激励器14对冲击器15沿冲击方向13加速，加速在进行的运行中尤其是在压缩点上出现。声学的传感器检测冲击器15到锺头27或工具上的撞击。传感器42的对应的信号可以输送给振荡器，以便以较精细的步进解析(分辨)相位。传感器42可以有利地与冲击机构6和偏心轮20远离地、例如在马达控制装置19中集成。

减振器传感器39例如检测振动器30的确定的位置，例如减振器28正好经过静止位置。振动器30可以设有磁体，减振器传感器39例如包含霍尔传感器43。可调节的振荡器连接于霍尔传感器43下游，所述振荡器与霍尔传感器43的信号同步。振荡器的频率优选处于冲击数的50至200倍之间的范围中，以便以较高的分辨率确定减振器28的相位。

减振器传感器39可以检测振动器30的偏移31。偏移31可以例如利用空间分辨的霍尔传感器44确定。振荡器可以例如为了确定在达到运动的转折点时的相位而同步。减振器传感器39也可以检测振动器30的速度，例如借助感应的传感器。减振器传感器39可以参考达到最大的速度的相位，即通过静止位置32，或速度下降为零，即转折点。

冲击机构传感器38传输冲击机构6的相位18并且减振器传感器39传输减振器28的相位33给缓冲调节装置37。减振器28的振动数由于振动器30通过冲击机构6的激励相同于冲击数。冲击机构6的相位18相对于减振器28的相位33另外依赖于冲击数与减振器28的固有频率的区别。缓冲调节装置37由相位18、33的差产生调节信号。调节信号输送给马达控制装置19，所述马达控制装置响应调节信号改变用于转速的理论值。当减振器28的相位33超前于冲击机构6的相位时，理论值提高。这样适配理论值，使得相位差低于阈值。尤其是在钻孔时的负载变换导致马达5的短时的转速波动，直至马达5再次达到理论值。所述阈值可以对应选择并且例如处于30度。理论值优选只在一个窗口中变化。

窗口处于用于冲击机构6优化的运行设计的转速的95％和105％之间。当相位差不可调整到零时，缓冲调节装置37可以输出故障信号。

当冲击机构6在马达5旋转时未激活时，马达控制装置19抑制缓冲调节装置37的调节信号。当缺乏钻孔器4的压紧力时，例如冲击机构6去激活。冲击器15可以超过冲击点25滑出。在此释放通风口，所述通风口能够实现气动的室17与环境的换气。冲击器15到激励器14上的连接断开，并且尽管存在来回运动的激励器14，冲击器15静止。未激活的冲击机构6的检测可以例如以马达5的下降的功率消耗识别。备选的方法识别冲击钻机1的振动或噪声级的下降。或直接监控冲击器15的运动或冲击器15的位置。