工具機和控制方法
工具機和控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工具機和控制方法。工具機，具有工具容納部，它設(shè)置用于沿運動軸線可運動地支承鑿削的工具。沖擊機構(gòu)包括初級的驅(qū)動裝置，其具有繞運動軸線設(shè)置的至少一個電磁線圈。沖擊機構(gòu)具有在運動軸線上在電磁線圈46、47內(nèi)且沿沖擊方向5彼此跟隨的沖擊器和沖頭。沖頭13至少部分地伸進電磁線圈47中。此外沖擊機構(gòu)2可以具有沿沖擊方向5對沖擊器4產(chǎn)生作用的空氣彈簧23。被調(diào)節(jié)的電源與至少第二電磁線圈形成電流回路，在其中流過由電源調(diào)到額定值60的電流48。當(dāng)探測到在電磁線圈46、47中流過的電流48對于一沖擊的典型的變化或電源51的調(diào)節(jié)回路61的調(diào)節(jié)量64對于一沖擊的典型的變化時，控制裝置12結(jié)束加速階段。
【專利說明】工具機和控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工具機，所述工具機可以驅(qū)動一鑿削的工具。一沖擊器直接通過電磁線圈加速并撞到工具上。這種型式的工具機例如由公開文本US2010/0206593是已知的 。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0002]一工具機具有一工具容納部，該工具容納部設(shè)置用于沿一運動軸線可運動地支承一鑿削的工具。一沖擊機構(gòu)、優(yōu)選一磁-氣動的沖擊機構(gòu)包括一襯級的驅(qū)動裝置，該初級的驅(qū)動裝置具有繞運動軸線設(shè)置的一電磁線圈、優(yōu)選沿沖擊方向彼此跟隨的一第一電磁線圈和一第二電磁線圈。沖擊機構(gòu)以在運動軸線上在各電磁線圈內(nèi)并且沿沖擊方向彼此跟隨的方式具有一沖擊器和一沖頭。沖頭至少部分地伸進電磁線圈和/或電磁線圈的磁軛中。此外，沖擊機構(gòu)可以具有一沿沖擊方向?qū)_擊器產(chǎn)生作用的空氣彈簧。一被調(diào)節(jié)的電源與至少第二電磁線圈形成一電流回路，在該電流回路中流過一由電源調(diào)節(jié)到一額定值的電流。當(dāng)探測到在電磁線圈中流過的電流對于一沖擊的典型的變化或電源的調(diào)節(jié)回路的調(diào)節(jié)量對于一沖擊的典型的變化時，控制裝置結(jié)束一加速階段。
[0003]可以根據(jù)一為在電磁線圈中流過的電流的變化存儲的圖案或電源的調(diào)節(jié)回路的一調(diào)節(jié)量在沖擊器撞到?jīng)_頭時的對于沖擊的典型的變化識別對于一沖擊的典型的變化。通過被調(diào)節(jié)的電源的和由沖擊器在電磁線圈中感應(yīng)出的電壓的相互作用產(chǎn)生電流回路中電流的上升。運動的沖擊器在電磁線圈中感應(yīng)出一電壓，該電壓反作用于由電源供給的電流。電源通過由其在電磁線圈上施加的電壓的升高平衡該電壓。感應(yīng)出的電壓隨沖擊器的速度而增加。在沖擊器撞到?jīng)_頭上時產(chǎn)生一很大的速度變化并因此感應(yīng)出的電壓的一大的變化。被調(diào)節(jié)的電源現(xiàn)在一方面需要一些時間，以便適配由其施加的電壓并且隨調(diào)節(jié)量的變化作出反應(yīng)。該模型明確地用于沖擊。此外該方法識別一沖擊而不取決于沖頭的位置，例如如果沖頭未到達(dá)其基本位置。
[0004]一實施形式設(shè)定，當(dāng)流過的電流的變化率和/或調(diào)節(jié)回路的調(diào)節(jié)量超過一閾值時，控制裝置結(jié)束加速階段。
[0005]一實施形式設(shè)定，控制裝置在結(jié)束加速階段時將額定值置于零。在沖擊之后斷開初級驅(qū)動裝置。
[0006]一實施形式設(shè)定，一電流傳感器測量在電磁線圈中流過的電流，并且如果測量到的電流超過一閾值，一鑒別器觸發(fā)加速階段的結(jié)束。閾值可以比額定值大5%至10%。被調(diào)節(jié)的電源可以具有一調(diào)節(jié)回路。如果調(diào)節(jié)回路中的調(diào)節(jié)量超過一閾值，一鑒別器觸發(fā)加速階段的結(jié)束。
[0007]—實施形式設(shè)定，初級的驅(qū)動裝置包括繞運動軸線設(shè)置的且沿沖擊方向彼此跟隨的一第一電磁線圈、一永久的且徑向磁化的例如由永久磁鐵構(gòu)成的環(huán)形磁鐵和一第二電磁線圈。在初級的驅(qū)動裝置內(nèi)部分地設(shè)置一空氣彈簧、沖擊器和沖頭?？刂品椒ㄔO(shè)定，在加速階段期間，電源向第一電磁線圈和第二電磁線圈中輸入一電流。一由第一電磁線圈在第一電磁線圈內(nèi)產(chǎn)生的第一磁場在加速階段中減損性地與環(huán)形磁鐵的磁場疊加。一由第二電磁線圈在第二電磁線圈內(nèi)產(chǎn)生的第二磁場在加速階段增益性地與環(huán)形磁鐵的磁場疊加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]以下描述借助各示例性的實施形式和【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明。其中:
[0009]圖1示出一電動鑿子，
[0010]圖2不出電動鑿子的一沖擊機構(gòu)，
[0011]圖3示出沖擊器和沖頭的運動，
[0012]圖4示出沖擊機構(gòu)在平面IV-1V中截取的剖面圖，
[0013]圖5示出沖擊機構(gòu)的電路，
[0014]圖6示出控制曲線圖。
[0015]只要不再另外說明，相同的或功能相同的元件在各圖中用相同的附圖標(biāo)記表明。
[0016]具體實施形式
[0017]圖1示出一手持的電動鑿子I作為實例用于一鑿孔的工具機。一磁-氣動的沖擊機構(gòu)2借助于一在運動軸線3上引導(dǎo)的沖擊器4沿沖擊方向5產(chǎn)生周期的或非周期的沖擊。一工具容納部6在運動軸線3上貼靠沖擊機構(gòu)2保持一鑿削工具7。驅(qū)動刀具7在工具容納部6中沿運動軸線3可運動地引導(dǎo)且可以由沖擊沿沖擊方向5驅(qū)動地侵入例如基礎(chǔ)中。一鎖止部8限定鑿削工具7在工具容納部6中的軸向移動。鎖止部8例如是一可樞轉(zhuǎn)的弓形架并且優(yōu)選無輔助手段可手工解鎖，以便可以替換鑿削工具7。
[0018]沖擊機構(gòu)2設(shè)置在一機殼9中。一在機殼9上設(shè)置的手柄10能夠使使用者抓住和在操作中引導(dǎo)電動鑿子I。一系統(tǒng)開關(guān)11優(yōu)選安裝在手柄10上，借助該系統(tǒng)開關(guān)使用者可以開動沖擊機構(gòu)2。系統(tǒng)開關(guān)11激活例如沖擊機構(gòu)2的一控制裝置12。
[0019]圖2示出磁-氣動的沖擊機構(gòu)2的縱剖面圖。沖擊機構(gòu)2具有只兩個可移動的部件:一沖擊器4和一沖頭13。沖擊器4和沖頭13處在一共同的運動軸線3上；沖頭13沿沖擊方向5接在沖擊器4之后。沖擊器4在一沖擊點14與一上轉(zhuǎn)折點15之間在運動軸線3上來回運動。
[0020]在沖擊點14沖擊器4撞到?jīng)_頭13上。沖擊點14的沿軸線的位置通過沖頭13預(yù)給定。沖頭13優(yōu)選停在其基本位置16，并且優(yōu)選在沖擊器4下一次撞到?jīng)_頭13上之前在每一沖擊以后返回該基本位置16。對于以下的描述假定該優(yōu)選的運行。但磁-氣動的沖擊機構(gòu)2不同于一傳統(tǒng)的氣動的沖擊機構(gòu)2，相對沖頭13的實際位置具有大的容差。沖頭在沖擊時仍可以沿沖擊方向5相對基本位置16移出。因此基本位置16沿沖擊方向5給出最早的位置，在該位置沖擊器4可以撞到?jīng)_頭13上。
[0021]沖擊器4至沖頭13的間距17在上轉(zhuǎn)折點15處是最大的，一同時由沖擊器4移過的距離以下稱為行程18。圖3示意說明沖擊器4和沖頭13關(guān)于時間19在三個接連的沖擊時的運動。
[0022]沖擊器4在其休憩位置典型地貼靠沖頭13。為了沖擊，沖擊器4與沖擊方向5相反返回運動并且在到達(dá)上轉(zhuǎn)折點15以后沿沖擊方向5加速。沖擊器4在其沿沖擊方向5的移動的終點在沖擊點14撞擊到?jīng)_頭13上。沖頭承受明顯多于沖擊器4的動能的一半并且被沿沖擊方向5偏移。沖頭13將貼靠在其上面的鑿削工具7沿沖擊方向5在其前面向基礎(chǔ)移動。使用者沿沖擊方向5向基礎(chǔ)按壓沖擊機構(gòu)2，借此使沖頭13、優(yōu)選間接通過鑿削工具7移回到其基本位置16。沖頭13在基本位置沿沖擊方向5貼靠在一固定于殼體的擋塊20上。擋塊20可以例如包括一緩沖元件。示例性的沖頭13具有徑向伸出的葉片21，其可以貼靠在擋塊20上。
[0023]無接觸由一電磁的初級的驅(qū)動裝置22驅(qū)動沖擊器4。初級的驅(qū)動裝置22相反于沖擊方向5提高沖擊器4。如以下說明的那樣，初級的驅(qū)動裝置22優(yōu)選只暫時地在向上轉(zhuǎn)折點15提高沖擊器4期間是激活的。初級的驅(qū)動裝置22在越過上轉(zhuǎn)折點15以后加速沖擊器4直到到達(dá)沖擊點14?？梢源笾屡c超過上轉(zhuǎn)折點15同時激活初級的驅(qū)動裝置22。優(yōu)選初級的驅(qū)動裝置22直到?jīng)_擊是保持激活的。一空氣彈簧23在沖擊器4沿沖擊方向5的運動期間從上轉(zhuǎn)折點15起直到?jīng)_擊點前不遠(yuǎn)處支持初級的驅(qū)動裝置22?？諝鈴椈?3在運動軸線3上沿沖擊方向5設(shè)置在沖擊器4之前并作用于沖擊器4。
[0024]沖擊器4主要包括一圓柱形基體，其外表面24平行于運動軸線3。一前端面25指向沖擊方向5。前端面25是平的并覆蓋沖擊器4的整個橫截面。一后端面26優(yōu)選同樣是平的。沖擊器4插入一導(dǎo)管27中。導(dǎo)管27與運動軸線3同軸并且具有一圓柱形內(nèi)壁28。沖擊器4的外表面24貼靠內(nèi)壁28。在導(dǎo)管27中在運動軸線3上強制引導(dǎo)沖擊器4。沖擊器4的橫截面和導(dǎo)管27的空心橫截面除微小的移動間隙外配合精確地相互匹配。沖擊器4相當(dāng)于一活動的密封裝置封閉導(dǎo)管(27)。一橡膠的密封圈29嵌入外表面24中地可以補償制造中的容差。
[0025]導(dǎo)管27在其沿沖擊方向5的前端上是封閉的。在示例性的實施形式中，一閉鎖器30嵌入導(dǎo)管27中，該閉鎖器的橫截面相應(yīng)于導(dǎo)管27的空心橫截面。向內(nèi)定向的閉鎖面31優(yōu)選是平的并且垂直于運動軸線3。將閉鎖器30以一相對停于基本位置的沖頭13的固定的間距32安裝。在閉鎖器30與在基本位置16的沖頭13之間的空腔是導(dǎo)管27的對沖擊器4有效的區(qū)域，沖擊器4可以在該區(qū)域內(nèi)運動。最大的行程18基本上是間距32扣除沖擊器4的長度33。
[0026]在一側(cè)封閉的導(dǎo)管27和沖擊器4形成一氣動室34。氣動室34的一容積成比例于一在閉鎖面31與沖擊器的后端面26之間的間距35。該容積由于沿運動軸線3可運動的沖擊器4是可變的。在運動時在氣動室34中壓縮的或減壓縮的空氣產(chǎn)生空氣彈簧23的作用。氣動室34在沖擊點14占有最大的容積，亦即當(dāng)沖擊器4撞到?jīng)_頭13上時。氣動室34中的壓力在這時是最低的并且有利地等于環(huán)境壓力。空氣彈簧23的勢能在沖擊點14按定義應(yīng)該等于零。在沖擊器4的上轉(zhuǎn)折點15，氣動室34達(dá)到最小的容積；壓力可以升到約16巴。通過控制方法限定沖擊器4的行程，以便將氣動室34容積和壓力在上轉(zhuǎn)折點15調(diào)整到一目標(biāo)值。空氣彈簧23的勢能在上轉(zhuǎn)折點15應(yīng)該處于一窄的數(shù)值范圍，而與外部的影響無關(guān)。特別是由此沖擊機構(gòu)2相對沖頭13在沖擊時的位置將是強硬(robust)的，盡管其位置對沖擊器4直到上轉(zhuǎn)折點15的運動持續(xù)時間具有大的影響。
[0027]空氣彈簧23設(shè)有一個或多個通氣孔36，以便補償在空氣彈簧23中空氣量的損失。通氣孔36在空氣彈簧23的壓縮期間通過沖擊器4封閉。優(yōu)選地，當(dāng)空氣彈簧43中的壓力少于50%不同于環(huán)境壓力時，沖擊器4在沖擊點14前不遠(yuǎn)處釋放通氣孔36。在該示例性的實例形式中，當(dāng)沖擊器已離開沖擊位置多于其行程18的5%時，沖擊器4駛越一通氣孔36。
[0028]初級的驅(qū)動裝置基于磁阻力，其對沖擊器4產(chǎn)生作用。沖擊器4的基體由一軟磁的鋼構(gòu)成。沖擊器4相對一永久磁鐵沖擊器4的特征在于其少于4000A/m、優(yōu)選少于2500A/m的小的矯頑磁場強度。一具有這樣小的磁場強度的外部的磁場已可以使沖擊器4的極化變換極性。一加載的外部的磁場將可磁化的沖擊器4拉入最高的磁場強度的區(qū)域內(nèi)，而與其極性無關(guān)。
[0029]初級的驅(qū)動裝置22沿運動軸線3具有一空腔，導(dǎo)管27插入該空腔中。初級的驅(qū)動裝置22在空腔中和在導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生一永久的磁場37和一兩部分式的可切換的磁場38。磁場37、38將空腔和導(dǎo)管27的有效的區(qū)域沿運動軸線3分成一上面的區(qū)段39、一中間的區(qū)段40和一下面的區(qū)段41。磁場37、38的場力線在上面的區(qū)段39和下面的區(qū)段41中在相當(dāng)大程度上平行于運動軸線3延伸而在中間的區(qū)段40中在相當(dāng)大程度上垂直于運動軸線3延伸。磁場37、38以其場力線平行于或反平行于沖擊方向5的定向相區(qū)分。部分示例性示出的永久的磁場37的場力線(點劃線方式)在導(dǎo)管27的上面的區(qū)段39中在相當(dāng)大程度上反平行于沖擊方向5延伸而在導(dǎo)管27的一下面的區(qū)段41中在相當(dāng)大程度上平行于沖擊方向5延伸。對于沖擊機構(gòu)2的功能，永久的磁場37的場力線在上面的區(qū)段39中與在下面的區(qū)段41中的運行方向相比不同的運行方向是重要的?？汕袚Q的磁場38的場力線在一階段期間(虛線所示)在導(dǎo)管27的上面的區(qū)段39和下面的區(qū)段41內(nèi)在相當(dāng)大程度上沿沖擊方向5延伸而在另一階段期間(未示出)在兩區(qū)段39、41內(nèi)在相當(dāng)大程度上反平行于沖擊方向5延伸。因此永久的磁場37和可切換的磁場38在兩區(qū)段之一 39中減損性疊加而在另一區(qū)段41中是增益性的。在其中的區(qū)段39中，磁場37、38根據(jù)控制裝置12的一實時的切換周期增益性疊加。將沖擊器4分別拉入具有增益性的疊加的區(qū)段39、41中。可切換的磁場38的一輪流的變換極性推動沖擊器4的來回運動。
[0030]通過一徑向磁化的包括多個永久磁鐵43的環(huán)形磁鐵42產(chǎn)生永久的磁場37。圖4示出環(huán)形磁鐵42在平面IV-1V內(nèi)的剖面圖。各示例性的永久磁鐵43優(yōu)選是棒形磁鐵。各永久磁鐵43沿徑向方向定向。其磁場軸線44、亦即從南極到北極垂直于運動軸線3。各永久磁鐵43全部相同定向，在所示的實例中它們的北極N指向運動軸線3而南極S遠(yuǎn)離運動軸線3。沿圓周方向在各永久磁鐵43之間可以是一空氣隙或一不可磁化的材料45例如塑料。環(huán)形磁鐵42沿運動軸線3設(shè)置在閉鎖面31與沖頭13之間。優(yōu)選不對稱地設(shè)置環(huán)形磁鐵42，特別是比對沖頭13更接近于閉鎖面31。環(huán)形磁鐵42的位置將導(dǎo)管27沿運動軸線3分成一上面的區(qū)段39和一下面的區(qū)段41，上面的區(qū)段沿沖擊方向5處在環(huán)形磁鐵42之前，下面的區(qū)段沿沖擊方向5處在環(huán)形磁鐵42之后。在上面的區(qū)段39中的場力線在相當(dāng)大程度上與在下面的區(qū)段41中的場力線相比沿相反的方向延伸。各永久磁鐵43優(yōu)選包含一釹的合金。在各永久磁鐵43的各極上的場強度優(yōu)選在I特斯拉之上、例如達(dá)2特斯拉。
[0031]用一上面的電磁線圈46和一下面的電磁線圈47產(chǎn)生可切換的磁場38。上面的電磁線圈46沿沖擊方向5設(shè)置在環(huán)形磁鐵42之前。優(yōu)選直接貼靠環(huán)形磁鐵42。上面的電磁線圈46圍繞導(dǎo)管27的上面的區(qū)段39。下面的電磁線圈47沿沖擊方向5設(shè)置在環(huán)形磁鐵42之后、優(yōu)選貼靠環(huán)形磁鐵并且圍繞下面的區(qū)段41。沿相同的旋轉(zhuǎn)方向繞運動軸線3由一電流48流過兩電磁線圈47、46。由上面的電磁線圈46產(chǎn)生的上面的磁場49和由電磁線圈47產(chǎn)生的下面的磁場50在相當(dāng)大程度上平行于運動軸線3并且兩者以相同方向沿運動軸線3定向,亦即兩磁場49、50的場力線在導(dǎo)管27內(nèi)或沿沖擊方向5延伸或相反于沖擊方向5延伸。電流48由一可控的電源51輸入電磁線圈46、47。優(yōu)選地,兩電磁線圈模式46、47和電源51串聯(lián)(圖5)。
[0032]下面的電磁線圈47的長度52，亦即沿運動軸線3的尺寸優(yōu)選大于上面的電磁線圈46的長度53，長度比處在1.75:1至2.25:1之間的范圍內(nèi)。電磁線圈46、47在導(dǎo)管27內(nèi)關(guān)于上面的磁場49的場強度或關(guān)于下面的磁場50的場強度的相應(yīng)的數(shù)值優(yōu)選是相等的。上面的電磁線圈46的線圈數(shù)目與下面的電磁線圈47的線圈數(shù)目之比可以相應(yīng)于長度比。徑向尺寸54和一電流表面密度優(yōu)選對于兩電磁線圈46、47(在沒有沖擊機構(gòu)的其他的部件的情況下)是相同的。
[0033]—磁軛55可以在導(dǎo)管27之外傳導(dǎo)磁場37、38。磁軛55具有例如一空心圓柱體或一包括多個沿運動軸線3延伸的肋條的籠子，其包圍兩電磁線圈46、47和包括多個永久磁鐵43的環(huán)形磁鐵42。磁軛55的一環(huán)形的上面的終止部56相反于沖擊方向5覆蓋上面的電磁線圈46。一環(huán)形的下面的終止部57在沖頭13的高度上鄰接導(dǎo)管27。下面的終止部57沿沖擊方向5覆蓋下面的電磁線圈47。在上面的區(qū)段39和下面的區(qū)段41中平行于或反平行于運動軸線3引導(dǎo)磁場37、38。磁場37、38由磁軛55、特別是由環(huán)形的終止部56、57沿徑向方向供給。在下面的區(qū)段41中在相當(dāng)大程度上在沖頭13內(nèi)實現(xiàn)徑向返回。因此場力線優(yōu)選在相當(dāng)大程度上垂直于沖擊器4的端面26和沖頭13的沖擊面58。在上面的區(qū)段39中的徑向返回可以未引導(dǎo)地、亦即經(jīng)由空氣到磁軛56中實現(xiàn)。
[0034]磁軛55由可磁化的材料、優(yōu)選由電工鋼片構(gòu)成。導(dǎo)管27是不可磁化的。對于導(dǎo)管27的適合的材料包括鉻鋼、按選擇包括鋁或塑料。優(yōu)選由不可磁化的材料構(gòu)成導(dǎo)管27的閉鎖器30。
[0035]沖擊器4優(yōu)選在其每一位置與兩電磁線圈46、47搭接。特別地，在沖擊器4貼靠沖頭13時后端面26伸進上面的電磁線圈46或至少直到環(huán)形磁鐵42中。后端面26至少超出環(huán)形磁鐵42的軸向中心。氣動室34的通氣孔36設(shè)置在上面的電磁線圈46的面向環(huán)形磁鐵42的一端的軸向高度上。到環(huán)形磁鐵42的間距35優(yōu)選小于1cm。
[0036]沖擊機構(gòu)2的一控制裝置12控制電源51。電源51將由其輸出的電流48調(diào)整到一通過控制裝置12借助于一調(diào)節(jié)信號59預(yù)定的額定值60。電源51優(yōu)選包括一調(diào)節(jié)回路61，以便將輸出的電流穩(wěn)定到額定值60。一量取器測量實際電流62。一差值放大器63由實際電流48和額定值60形成一調(diào)節(jié)量64，它被供給電源51以便控制電流輸出。電源51由一供電部65、例如一電源接頭或一電池組供電。
[0037]控制裝置12在沖擊器4的來回運動過程中切換額定值60并間接切換電流48。圖6說明關(guān)于時間19 一示例性重復(fù)的切換模型。切換模型基本上分成三個不同的階段。一周期以一激活的返回階段66開始。在激活的返回階段66期間從沖擊位置開始相反于沖擊方向5加速沖擊器4。當(dāng)空氣彈簧已達(dá)到一預(yù)定的勢能時，結(jié)束激活的返回階段66。在激活的返回階段66之后直接接著一休憩階段67，其在沖擊器4到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15時結(jié)束。在沖擊器4越過上面的轉(zhuǎn)折點15以后或過程中開始加速階段68。在加速階段68期間沿沖擊方向5加速沖擊器4，優(yōu)選連續(xù)加速到?jīng)_擊器4撞到?jīng)_頭13上。按照要求的沖擊頻率在加速階段68以后在下次激活的返回階段66開始之前可以實現(xiàn)一間歇69。
[0038]控制裝置12以一激活的返回階段66導(dǎo)入一新的沖擊。控制裝置12為被調(diào)節(jié)的電源51預(yù)定一第一值70作為額定值60。第一值70的符號規(guī)定，電流48這樣在電磁線圈47中環(huán)流，即上面的電磁線圈46的磁場49與永久的磁場37在導(dǎo)管27的上面的區(qū)段39中增益性地疊加?，F(xiàn)在沖擊器4相反于沖擊方向5和抵抗空氣彈簧23的力加速進入上面的區(qū)段39中。沖擊器4的功能連續(xù)地增加?；谙蚝筮\動同時壓縮空氣彈簧23并且在空氣彈簧中存儲的勢能由于完成的體積變化功增加。
[0039]電流48優(yōu)選流過兩電磁線圈46、47。優(yōu)選電磁場37、38在下面的區(qū)段41中減損性疊加。可以這樣選擇第一值70的數(shù)值，即由下面的電磁線圈47產(chǎn)生的磁場50減損性抵償各永久磁鐵43的永久的磁場37。優(yōu)選將磁場強度在下面的區(qū)段41中降到零或降低到少于在上面的區(qū)段39中的磁場強度的10%。電源51和電磁線圈46、47設(shè)計用于具有第一值70的電流強度的電流48。第一值70在激活的返回階段66期間可以保持不變。
[0040]控制裝置12根據(jù)關(guān)于在上面的轉(zhuǎn)折點15空氣彈簧23的勢能的預(yù)測觸發(fā)激活的返回階段66的結(jié)束。當(dāng)勢能達(dá)到一目標(biāo)值而無進一步的通過初級的驅(qū)動裝置22的支持時，例如將初級的驅(qū)動裝置22去激活。在這種情況下考慮，在初級的驅(qū)動裝置斷開的時刻71勢能已達(dá)到目標(biāo)值的一部分并且將沖擊器4直到上面的轉(zhuǎn)折點15的實時的動能轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)值的至今缺少的部分。可以通過在一存儲于控制裝置12中的圖表72中考慮轉(zhuǎn)變中的損失。目標(biāo)值處于沖擊器4的沖擊能量的25%與40%之間的范圍內(nèi)，例如至少30%以及例如最高37%。
[0041]一預(yù)測裝置73持續(xù)地對比沖擊機構(gòu)2的運行條件。一示例性的預(yù)測基于一壓力測定。預(yù)測裝置73量取壓力傳感器74的信號。將測量的壓力與一閾值對比。如果壓力超過閾值，則預(yù)測裝置73向控制裝置12發(fā)出一控制信號59。控制信號59通知，在初級的驅(qū)動裝置22立即斷開時勢能達(dá)到目標(biāo)值?？刂蒲b置12結(jié)束激活的返回階段66。
[0042]預(yù)測裝置73載有閾值，優(yōu)選來自存儲的參考表72的閾值。參考表72可以精確地包含一閾值。但優(yōu)選寄存多個為不同的運行條件預(yù)先確定的閾值。例如可以寄存用于在氣動室34中不同的溫度的閾值。預(yù)測裝置73除壓力傳感器74的信號也接納一溫度傳感器75的一信號。例如根據(jù)后者選擇閾值。
[0043]此外預(yù)測裝置73可以由壓力變化估計沖擊器4的速度。參考表72對實時的壓力可以包含不同的閾值用于不同的速度。由于較快的沖擊器4按趨勢較大地壓縮空氣彈簧23，閾值對于一較高的速度小于對于一較低的速度。閾值根據(jù)速度或壓力變化的選擇可以改善目標(biāo)值的可重復(fù)性。
[0044]激活的返回階段66的結(jié)束同時是休憩階段67的開始?？刂蒲b置12將電流48的額定值60置于零。斷開可轉(zhuǎn)換的磁場38并將初級的驅(qū)動裝置22去激活。雖然永久的磁場37對沖擊器4產(chǎn)生影響。但由于永久的磁場37具有一基本上沿運動軸線3恒定的場強度，該永久磁場對沖擊器4施加只微小的或不施加力。
[0045]代替將電流48降到零，可以將電流48在休憩階段67置于相對額定值60的一負(fù)值。由此降低沖擊器4中的剩磁(Remaneszenz)。電流48的數(shù)值與額定值60的數(shù)值相比是很小的，以便不妨礙向后運動，例如小于10%。
[0046]沖擊器4在休憩階段67期間通過空氣彈簧23制動直到停止。在沖擊器4到達(dá)停止?fàn)顟B(tài)、亦即到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15之前，空氣彈簧23的勢能同時還以沖擊器4的動能的一部分提聞。
[0047]激活的返回階段66和休憩階段67的順序在沖擊機構(gòu)的測試的設(shè)置中證明是特別能量有效的，特別是在激活的返回階段66的終點上電流48切斷到零。初級的驅(qū)動裝置22的效率隨沖擊器4離上面的轉(zhuǎn)折點15越來越小的間距35而降低。只要初級的驅(qū)動裝置22有效地起作用就將沖擊器4加速到一高的速度。如果預(yù)測表明，沖擊器4現(xiàn)在不需要初級的驅(qū)動裝置22就到達(dá)所期望的上面的轉(zhuǎn)折點15，則將越來越無效率地起作用的初級的驅(qū)動裝置22去激活。在一方案中將電流48連續(xù)地或以多個步驟降到零。在這種情況下可以以效率為代價實施沖擊器4為到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15的運行軌跡的適應(yīng)性的匹配。在該方案中也在到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15之前優(yōu)選接著休憩階段67。
[0048]從預(yù)測得出激活的返回階段66的持續(xù)時間。按照運行或也從沖擊到?jīng)_擊持續(xù)時間可以不同長。例如沖頭13在沖擊之前未到達(dá)其初級位置16，因此沖擊器4為下一沖擊必須經(jīng)過較大的路程。在激活的返回階段66的持續(xù)時間不變時，接納的動能對于沖擊器4不足以克服空氣彈簧23的力到達(dá)所期望的上面的轉(zhuǎn)折點15。
[0049]控制裝置12根據(jù)上面的轉(zhuǎn)折點15的到達(dá)觸發(fā)休憩階段67的結(jié)束。隨著休憩階段67的結(jié)束開始加速階段68?？刂蒲b置12借助沖擊器4的反向運動觸發(fā)加速階段68的開始。一位置傳感器或運動傳感器可以直接檢測沖擊器4的反向運動。優(yōu)選反向運動的識別間接基于在氣動室34中的壓力變化。
[0050]壓力傳感器74耦聯(lián)于氣動室34。壓力傳感器74例如是一壓電電阻的壓力傳感器74。壓力傳感器74可以設(shè)置在氣動室34中或經(jīng)由一空氣通道耦聯(lián)于氣動室34。壓力傳感器74優(yōu)選設(shè)置在閉鎖器30上或閉鎖器中。為壓力傳感器74配置一評價裝置76。評價裝置76監(jiān)控一在氣動室34中的壓力變化。一旦壓力變化接受一負(fù)值、亦即壓力下降，評價裝置76就向控制裝置12發(fā)出一控制信號77，其指示由沖擊器4到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15。
[0051]壓力變化的評價由方法引起地導(dǎo)致微小的延遲，直到檢測到到達(dá)、更確切地說越過上面的轉(zhuǎn)折點15。也可以絕對地檢測壓力并將其與一閾值相比較。如果壓力達(dá)到閾值，則觸發(fā)控制信號77的發(fā)出?？梢栽谏厦娴霓D(zhuǎn)折點15測出氣動室34中的壓力并且作為閾值寄存于評價裝置76的一圖表中?？梢愿鶕?jù)不同的運行條件、特別是在氣動室34中的溫度存儲閾值。評價裝置76確定當(dāng)前的運行條件、例如通過一溫度傳感器的詢問，并且從圖表中讀出所屬的閾值。兩種方法可以冗余地組合并且彼此分開地發(fā)出控制信號77。
[0052]在收到控制信號77時，控制裝置12開始加速階段68。控制裝置12將電流48的額定值60置于一第二值78。這樣選擇第二值78的符號，即下面的電磁線圈47的下面的磁場50與永久的磁場37在導(dǎo)管27內(nèi)增益性地疊加。因此在導(dǎo)管27的下面的區(qū)段41中產(chǎn)生高的場強度。將電流48在加速階段68期間輸入下面的電磁線圈47并優(yōu)選輸入上面的電磁線圈46。通過上面的電磁線圈46的磁場38在導(dǎo)管27內(nèi)優(yōu)選減弱或完全減損性抵償在上面的區(qū)段39中的永久的磁場37。將沖擊器4拉進下面的區(qū)段41中的較強的磁場中。沖擊器4在加速階段68期間連續(xù)經(jīng)歷沿沖擊方向5的加速。直到到達(dá)沖擊點14所達(dá)到的動能大致是沖擊器4的沖擊能。
[0053]上面的轉(zhuǎn)折點15的到達(dá)的一可選的或附加的確定基于在上面的電磁線圈46中由于沖擊器4的運動感應(yīng)的電壓的一變化。沖擊器4可以在到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15之前已與上面的磁軛環(huán)56搭接。環(huán)形磁鐵42的磁場49在上面的區(qū)域39中幾乎封閉地?zé)o空氣隙經(jīng)由沖擊器4流入上面的磁軛環(huán)56中。環(huán)形磁鐵42的磁場50在下面的區(qū)段41中經(jīng)由大的空氣隙流向下面的磁軛環(huán)57。在沖擊器4直到轉(zhuǎn)折點15的運動過程中在下面的區(qū)域41中的空氣隙還要繼續(xù)增大，由此在上面的區(qū)段內(nèi)部分地提高磁通量。一旦沖擊器4在轉(zhuǎn)折點15返回，磁通量在上面的區(qū)域39中的部分就減少。磁通量的變化在上面的電磁線圈46中感應(yīng)出電壓。對于轉(zhuǎn)折點15具有特征的是感應(yīng)出的電壓的符號的變換。電源51將電流48在到達(dá)轉(zhuǎn)折點15之前優(yōu)選調(diào)到零，以便保持休憩階段67。調(diào)節(jié)回路持續(xù)地適應(yīng)調(diào)節(jié)量64，以便將電流48抵抗感應(yīng)出的電壓保持到零。調(diào)節(jié)回路62以一明顯較大的調(diào)節(jié)量64對感應(yīng)出的電壓的符號的變換作出反應(yīng)。因此例如通過調(diào)節(jié)量64超過一閾值時可以釋放控制信號77。
[0054]優(yōu)選這樣調(diào)準(zhǔn)第二值78的數(shù)值，即上面的磁場49正好減損性地抵償永久的磁場37或降到其場強的至少10%。電流48在電磁線圈46、47中在加速階段68開始時上升到額定值60。一切換側(cè)面(Schaltflanke)例如只通過一時間常數(shù)預(yù)定，該時間常數(shù)基于電磁線圈46、47的感應(yīng)和沖擊器的反作用產(chǎn)生?？刂蒲b置12將額定值60在加速階段68期間優(yōu)選連續(xù)地保持在第二值78上。
[0055]空氣彈簧23支持沖擊器4沿沖擊方向5的加速。同時在空氣彈簧23中存儲的勢能在很大程度上轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊器4的動能。在沖擊點14上空氣彈黃23優(yōu)選完全放松。在沖擊點14附近通氣孔36由沖擊器4釋放。通氣孔36導(dǎo)致空氣彈簧23的減弱而不將其對沖擊器4的作用完全降到零。但空氣彈簧23在該時刻已將其勢能的明顯多于90%傳給沖擊器4。
[0056]控制裝置12根據(jù)在下面的電磁線圈47中的電流48或由電源51供給的電流48的上升觸發(fā)加速階段68的結(jié)束。在沖擊器4運動期間，由于經(jīng)由下面的電磁線圈47的電磁感應(yīng)產(chǎn)生電壓降，相對該電壓降電源51供給電流48。隨著沖擊和停止的沖擊器4電壓降沖擊式地消失。短時地提高電流48，直到被調(diào)節(jié)的電源51將電流48重新調(diào)到額定值60。
[0057]一電流傳感器80可以檢測在下面的電磁線圈47中環(huán)流的電流48。一所屬的鑒別器81將測量到的電流48與一閾值對比并且在超過閾值時發(fā)出一結(jié)束信號82。結(jié)束信號向控制裝置12指示，沖擊器4已撞到?jīng)_頭13上。閾值例如根據(jù)第二值78選擇，亦即根據(jù)加速階段68的額定值60選擇。閾值可以比第二值78大5%至10%。替代或附加于絕對的電流48的檢測可以用一電流傳感器80檢測電流48的一變化率并且利用鑒別器81與一用于變化率的閾值相對比。
[0058]電源51利用其閉環(huán)電路61抵制在電流回路中的電流48上升79。同時調(diào)節(jié)量64變化。代替或附加于電流48的變化也可以監(jiān)測調(diào)節(jié)量64?？梢圆粌H將調(diào)節(jié)量64的絕對值或優(yōu)選將其變化率與一閾值相對比并與此相應(yīng)地發(fā)出結(jié)束信號。
[0059]隨著得到結(jié)束信號，控制裝置12結(jié)束加速階段68。將額定值60置于零。相應(yīng)地，電源58的電流輸出減到一等于零的電流48。不再沿沖擊方向5加速沖擊器4。
[0060]控制裝置12可以在加速階段68之后直接緊接或在一段間歇以后開始下次激活的返回階段66。
【權(quán)利要求】
1.用于工具機的控制方法，所述工具機具有工具容納部(6)，所述工具容納部設(shè)置用于沿運動軸線(3 )可運動地支承鑿削的工具(7 )，并且所述工具機具有磁-氣動的沖擊機構(gòu)(2)，所述沖擊機構(gòu)包括初級的驅(qū)動裝置(22)，所述初級的驅(qū)動裝置繞運動軸線(3)設(shè)置地包括至少一個電磁線圈(46、47 );并且所述沖擊機構(gòu)具有在運動軸線(3 )上徑向在所述至少一個電磁線圈(46、47)內(nèi)且沿沖擊方向(5)彼此跟隨的沖擊器(4)和沖頭(13)，其中，沖頭(13)至少部分地伸進電磁線圈(47)和/或貼靠電磁線圈(47)的磁軛(57)中；所述沖擊機構(gòu)具有被調(diào)節(jié)的電源(51)，所述電源與至少一個電磁線圈(47)接成一電流回路，其中控制裝置(12)在一加速階段(68)期間借助于電源(51)將一調(diào)到額定值(60)的電流(48)輸入所述至少一個電磁線圈(46、47)中，并且當(dāng)流入電磁線圈(46、47)的電流(48)的變化或電源(51)的調(diào)節(jié)回路(61)的調(diào)節(jié)量(64)的變化與一對沖擊器(4)撞到?jīng)_頭(13)上存儲的用于所述變化的模型相符時，控制裝置(12 )結(jié)束加速階段(68 )。
2.按照權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)流過的電流(48)的變化速率和/或調(diào)節(jié)回路(61)的調(diào)節(jié)量(64)超過一閾值時，控制裝置(12)結(jié)束加速階段(68)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，控制裝置(12)在結(jié)束加速階段(68)時將額定值(60)置于零。
4.按照上述權(quán)利要求之一項所述的控制方法，其特征在于，電流傳感器(80)測量在電磁線圈(47)中流過的電流(48)，并且如果測量到的電流(48)超過一閾值，鑒別器(81)觸發(fā)加速階段(68)的結(jié)束。
5.按照權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述閾值比所述額定值(60)大5%至10%。
6.按照上述權(quán)利要求之一項所述的控制方法，其特征在于，被調(diào)節(jié)的電源(51)具有調(diào)節(jié)回路(61)，并且如果在調(diào)節(jié)回路(61)中的一調(diào)節(jié)量(64)超過一閾值，一鑒別器觸發(fā)加速階段(68)的結(jié)束。
7.按照上述權(quán)利要求之一項所述的控制方法，其特征在于，初級的驅(qū)動裝置(22)包括繞運動軸線(3)設(shè)置的且沿沖擊方向(5)彼此跟隨的第一電磁線圈(46)、永久且徑向磁化的環(huán)形磁鐵(42)和第二電磁線圈(47)，在它們內(nèi)設(shè)置空氣彈簧(23)、沖擊器(4)和沖頭(13)，其中在加速階段(68)期間電源(51)將電流(48)輸入第一電磁線圈(46)和第二電磁線圈(47),使得由第一電磁線圈(46)在第一電磁線圈(46)內(nèi)產(chǎn)生的第一磁場(49)在加速階段(68)中減損性地與環(huán)形磁鐵(42)的磁場(37)疊加并且由第二電磁線圈(47)在第二電磁線圈(47)內(nèi)產(chǎn)生的第二磁場(50)在加速階段(68)中增益性地與環(huán)形磁鐵(42)的磁場(37)疊加。
8.工具機，包括: 工具容納部(6)，所述工具容納部設(shè)置用于沿運動軸線(3)可運動地支承鑿削的工具(7);和 沖擊機構(gòu)(2)，所述沖擊機構(gòu)包括初級的驅(qū)動裝置(22)，所述初級的驅(qū)動裝置繞運動軸線(3)設(shè)置地包括至少一個電磁線圈(46、47)，并且所述沖擊機構(gòu)具有在運動軸線(3)上徑向在所述至少一個電磁線圈(46、47)內(nèi)且沿沖擊方向(5)彼此跟隨的沖擊器(4)和沖頭(13 )，其中沖頭(13 )至少部分地伸進電磁線圈(47 )和/或電磁線圈(46、47 )的磁軛(56、57)中；被調(diào)節(jié)的電源(51)，所述電源與所述至少一個電磁線圈(47)連接成電流回路(83); 控制裝置(12)，所述控制裝置在一加速階段(68)期間借助于電源(51)將一調(diào)到一額定值(60 )的電流(48 )輸入所述至少一個電磁線圈(46、47 )中，并且其中，當(dāng)控制裝置(12 )探測到在電磁線圈(46、47)中流過的電流(48)對于沖擊的典型的變化或電源(51)的調(diào)節(jié)回路(61)的調(diào)節(jié)量(64)對 于沖擊的典型的變化時，控制裝置(12)結(jié)束加速階段(68)。
【文檔編號】B25D13/00GK103507041SQ201310234147
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】K·拉格勒, M·維爾, C·A·安圖 申請人:喜利得股份公司
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工具機和控制方法。工具機，具有工具容納部，它設(shè)置用于沿運動軸線可運動地支承鑿削的工具。沖擊機構(gòu)包括初級的驅(qū)動裝置，其具有繞運動軸線設(shè)置的至少一個電磁線圈。沖擊機構(gòu)具有在運動軸線上在電磁線圈46、47內(nèi)且沿沖擊方向5彼此跟隨的沖擊器和沖頭。沖頭13至少部分地伸進電磁線圈47中。此外沖擊機構(gòu)2可以具有沿沖擊方向5對沖擊器4產(chǎn)生作用的空氣彈簧23。被調(diào)節(jié)的電源與至少第二電磁線圈形成電流回路，在其中流過由電源調(diào)到額定值60的電流48。當(dāng)探測到在電磁線圈46、47中流過的電流48對于一沖擊的典型的變化或電源51的調(diào)節(jié)回路61的調(diào)節(jié)量64對于一沖擊的典型的變化時，控制裝置12結(jié)束加速階段。
【專利說明】工具機和控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工具機，所述工具機可以驅(qū)動一鑿削的工具。一沖擊器直接通過電磁線圈加速并撞到工具上。這種型式的工具機例如由公開文本US2010/0206593是已知的 。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0002]一工具機具有一工具容納部，該工具容納部設(shè)置用于沿一運動軸線可運動地支承一鑿削的工具。一沖擊機構(gòu)、優(yōu)選一磁-氣動的沖擊機構(gòu)包括一襯級的驅(qū)動裝置，該初級的驅(qū)動裝置具有繞運動軸線設(shè)置的一電磁線圈、優(yōu)選沿沖擊方向彼此跟隨的一第一電磁線圈和一第二電磁線圈。沖擊機構(gòu)以在運動軸線上在各電磁線圈內(nèi)并且沿沖擊方向彼此跟隨的方式具有一沖擊器和一沖頭。沖頭至少部分地伸進電磁線圈和/或電磁線圈的磁軛中。此外，沖擊機構(gòu)可以具有一沿沖擊方向?qū)_擊器產(chǎn)生作用的空氣彈簧。一被調(diào)節(jié)的電源與至少第二電磁線圈形成一電流回路，在該電流回路中流過一由電源調(diào)節(jié)到一額定值的電流。當(dāng)探測到在電磁線圈中流過的電流對于一沖擊的典型的變化或電源的調(diào)節(jié)回路的調(diào)節(jié)量對于一沖擊的典型的變化時，控制裝置結(jié)束一加速階段。
[0003]可以根據(jù)一為在電磁線圈中流過的電流的變化存儲的圖案或電源的調(diào)節(jié)回路的一調(diào)節(jié)量在沖擊器撞到?jīng)_頭時的對于沖擊的典型的變化識別對于一沖擊的典型的變化。通過被調(diào)節(jié)的電源的和由沖擊器在電磁線圈中感應(yīng)出的電壓的相互作用產(chǎn)生電流回路中電流的上升。運動的沖擊器在電磁線圈中感應(yīng)出一電壓，該電壓反作用于由電源供給的電流。電源通過由其在電磁線圈上施加的電壓的升高平衡該電壓。感應(yīng)出的電壓隨沖擊器的速度而增加。在沖擊器撞到?jīng)_頭上時產(chǎn)生一很大的速度變化并因此感應(yīng)出的電壓的一大的變化。被調(diào)節(jié)的電源現(xiàn)在一方面需要一些時間，以便適配由其施加的電壓并且隨調(diào)節(jié)量的變化作出反應(yīng)。該模型明確地用于沖擊。此外該方法識別一沖擊而不取決于沖頭的位置，例如如果沖頭未到達(dá)其基本位置。
[0004]一實施形式設(shè)定，當(dāng)流過的電流的變化率和/或調(diào)節(jié)回路的調(diào)節(jié)量超過一閾值時，控制裝置結(jié)束加速階段。
[0005]一實施形式設(shè)定，控制裝置在結(jié)束加速階段時將額定值置于零。在沖擊之后斷開初級驅(qū)動裝置。
[0006]一實施形式設(shè)定，一電流傳感器測量在電磁線圈中流過的電流，并且如果測量到的電流超過一閾值，一鑒別器觸發(fā)加速階段的結(jié)束。閾值可以比額定值大5%至10%。被調(diào)節(jié)的電源可以具有一調(diào)節(jié)回路。如果調(diào)節(jié)回路中的調(diào)節(jié)量超過一閾值，一鑒別器觸發(fā)加速階段的結(jié)束。
[0007]—實施形式設(shè)定，初級的驅(qū)動裝置包括繞運動軸線設(shè)置的且沿沖擊方向彼此跟隨的一第一電磁線圈、一永久的且徑向磁化的例如由永久磁鐵構(gòu)成的環(huán)形磁鐵和一第二電磁線圈。在初級的驅(qū)動裝置內(nèi)部分地設(shè)置一空氣彈簧、沖擊器和沖頭?？刂品椒ㄔO(shè)定，在加速階段期間，電源向第一電磁線圈和第二電磁線圈中輸入一電流。一由第一電磁線圈在第一電磁線圈內(nèi)產(chǎn)生的第一磁場在加速階段中減損性地與環(huán)形磁鐵的磁場疊加。一由第二電磁線圈在第二電磁線圈內(nèi)產(chǎn)生的第二磁場在加速階段增益性地與環(huán)形磁鐵的磁場疊加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]以下描述借助各示例性的實施形式和【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明。其中:
[0009]圖1示出一電動鑿子，
[0010]圖2不出電動鑿子的一沖擊機構(gòu)，
[0011]圖3示出沖擊器和沖頭的運動，
[0012]圖4示出沖擊機構(gòu)在平面IV-1V中截取的剖面圖，
[0013]圖5示出沖擊機構(gòu)的電路，
[0014]圖6示出控制曲線圖。
[0015]只要不再另外說明，相同的或功能相同的元件在各圖中用相同的附圖標(biāo)記表明。
[0016]具體實施形式
[0017]圖1示出一手持的電動鑿子I作為實例用于一鑿孔的工具機。一磁-氣動的沖擊機構(gòu)2借助于一在運動軸線3上引導(dǎo)的沖擊器4沿沖擊方向5產(chǎn)生周期的或非周期的沖擊。一工具容納部6在運動軸線3上貼靠沖擊機構(gòu)2保持一鑿削工具7。驅(qū)動刀具7在工具容納部6中沿運動軸線3可運動地引導(dǎo)且可以由沖擊沿沖擊方向5驅(qū)動地侵入例如基礎(chǔ)中。一鎖止部8限定鑿削工具7在工具容納部6中的軸向移動。鎖止部8例如是一可樞轉(zhuǎn)的弓形架并且優(yōu)選無輔助手段可手工解鎖，以便可以替換鑿削工具7。
[0018]沖擊機構(gòu)2設(shè)置在一機殼9中。一在機殼9上設(shè)置的手柄10能夠使使用者抓住和在操作中引導(dǎo)電動鑿子I。一系統(tǒng)開關(guān)11優(yōu)選安裝在手柄10上，借助該系統(tǒng)開關(guān)使用者可以開動沖擊機構(gòu)2。系統(tǒng)開關(guān)11激活例如沖擊機構(gòu)2的一控制裝置12。
[0019]圖2示出磁-氣動的沖擊機構(gòu)2的縱剖面圖。沖擊機構(gòu)2具有只兩個可移動的部件:一沖擊器4和一沖頭13。沖擊器4和沖頭13處在一共同的運動軸線3上；沖頭13沿沖擊方向5接在沖擊器4之后。沖擊器4在一沖擊點14與一上轉(zhuǎn)折點15之間在運動軸線3上來回運動。
[0020]在沖擊點14沖擊器4撞到?jīng)_頭13上。沖擊點14的沿軸線的位置通過沖頭13預(yù)給定。沖頭13優(yōu)選停在其基本位置16，并且優(yōu)選在沖擊器4下一次撞到?jīng)_頭13上之前在每一沖擊以后返回該基本位置16。對于以下的描述假定該優(yōu)選的運行。但磁-氣動的沖擊機構(gòu)2不同于一傳統(tǒng)的氣動的沖擊機構(gòu)2，相對沖頭13的實際位置具有大的容差。沖頭在沖擊時仍可以沿沖擊方向5相對基本位置16移出。因此基本位置16沿沖擊方向5給出最早的位置，在該位置沖擊器4可以撞到?jīng)_頭13上。
[0021]沖擊器4至沖頭13的間距17在上轉(zhuǎn)折點15處是最大的，一同時由沖擊器4移過的距離以下稱為行程18。圖3示意說明沖擊器4和沖頭13關(guān)于時間19在三個接連的沖擊時的運動。
[0022]沖擊器4在其休憩位置典型地貼靠沖頭13。為了沖擊，沖擊器4與沖擊方向5相反返回運動并且在到達(dá)上轉(zhuǎn)折點15以后沿沖擊方向5加速。沖擊器4在其沿沖擊方向5的移動的終點在沖擊點14撞擊到?jīng)_頭13上。沖頭承受明顯多于沖擊器4的動能的一半并且被沿沖擊方向5偏移。沖頭13將貼靠在其上面的鑿削工具7沿沖擊方向5在其前面向基礎(chǔ)移動。使用者沿沖擊方向5向基礎(chǔ)按壓沖擊機構(gòu)2，借此使沖頭13、優(yōu)選間接通過鑿削工具7移回到其基本位置16。沖頭13在基本位置沿沖擊方向5貼靠在一固定于殼體的擋塊20上。擋塊20可以例如包括一緩沖元件。示例性的沖頭13具有徑向伸出的葉片21，其可以貼靠在擋塊20上。
[0023]無接觸由一電磁的初級的驅(qū)動裝置22驅(qū)動沖擊器4。初級的驅(qū)動裝置22相反于沖擊方向5提高沖擊器4。如以下說明的那樣，初級的驅(qū)動裝置22優(yōu)選只暫時地在向上轉(zhuǎn)折點15提高沖擊器4期間是激活的。初級的驅(qū)動裝置22在越過上轉(zhuǎn)折點15以后加速沖擊器4直到到達(dá)沖擊點14?？梢源笾屡c超過上轉(zhuǎn)折點15同時激活初級的驅(qū)動裝置22。優(yōu)選初級的驅(qū)動裝置22直到?jīng)_擊是保持激活的。一空氣彈簧23在沖擊器4沿沖擊方向5的運動期間從上轉(zhuǎn)折點15起直到?jīng)_擊點前不遠(yuǎn)處支持初級的驅(qū)動裝置22?？諝鈴椈?3在運動軸線3上沿沖擊方向5設(shè)置在沖擊器4之前并作用于沖擊器4。
[0024]沖擊器4主要包括一圓柱形基體，其外表面24平行于運動軸線3。一前端面25指向沖擊方向5。前端面25是平的并覆蓋沖擊器4的整個橫截面。一后端面26優(yōu)選同樣是平的。沖擊器4插入一導(dǎo)管27中。導(dǎo)管27與運動軸線3同軸并且具有一圓柱形內(nèi)壁28。沖擊器4的外表面24貼靠內(nèi)壁28。在導(dǎo)管27中在運動軸線3上強制引導(dǎo)沖擊器4。沖擊器4的橫截面和導(dǎo)管27的空心橫截面除微小的移動間隙外配合精確地相互匹配。沖擊器4相當(dāng)于一活動的密封裝置封閉導(dǎo)管(27)。一橡膠的密封圈29嵌入外表面24中地可以補償制造中的容差。
[0025]導(dǎo)管27在其沿沖擊方向5的前端上是封閉的。在示例性的實施形式中，一閉鎖器30嵌入導(dǎo)管27中，該閉鎖器的橫截面相應(yīng)于導(dǎo)管27的空心橫截面。向內(nèi)定向的閉鎖面31優(yōu)選是平的并且垂直于運動軸線3。將閉鎖器30以一相對停于基本位置的沖頭13的固定的間距32安裝。在閉鎖器30與在基本位置16的沖頭13之間的空腔是導(dǎo)管27的對沖擊器4有效的區(qū)域，沖擊器4可以在該區(qū)域內(nèi)運動。最大的行程18基本上是間距32扣除沖擊器4的長度33。
[0026]在一側(cè)封閉的導(dǎo)管27和沖擊器4形成一氣動室34。氣動室34的一容積成比例于一在閉鎖面31與沖擊器的后端面26之間的間距35。該容積由于沿運動軸線3可運動的沖擊器4是可變的。在運動時在氣動室34中壓縮的或減壓縮的空氣產(chǎn)生空氣彈簧23的作用。氣動室34在沖擊點14占有最大的容積，亦即當(dāng)沖擊器4撞到?jīng)_頭13上時。氣動室34中的壓力在這時是最低的并且有利地等于環(huán)境壓力。空氣彈簧23的勢能在沖擊點14按定義應(yīng)該等于零。在沖擊器4的上轉(zhuǎn)折點15，氣動室34達(dá)到最小的容積；壓力可以升到約16巴。通過控制方法限定沖擊器4的行程，以便將氣動室34容積和壓力在上轉(zhuǎn)折點15調(diào)整到一目標(biāo)值。空氣彈簧23的勢能在上轉(zhuǎn)折點15應(yīng)該處于一窄的數(shù)值范圍，而與外部的影響無關(guān)。特別是由此沖擊機構(gòu)2相對沖頭13在沖擊時的位置將是強硬(robust)的，盡管其位置對沖擊器4直到上轉(zhuǎn)折點15的運動持續(xù)時間具有大的影響。
[0027]空氣彈簧23設(shè)有一個或多個通氣孔36，以便補償在空氣彈簧23中空氣量的損失。通氣孔36在空氣彈簧23的壓縮期間通過沖擊器4封閉。優(yōu)選地，當(dāng)空氣彈簧43中的壓力少于50%不同于環(huán)境壓力時，沖擊器4在沖擊點14前不遠(yuǎn)處釋放通氣孔36。在該示例性的實例形式中，當(dāng)沖擊器已離開沖擊位置多于其行程18的5%時，沖擊器4駛越一通氣孔36。
[0028]初級的驅(qū)動裝置基于磁阻力，其對沖擊器4產(chǎn)生作用。沖擊器4的基體由一軟磁的鋼構(gòu)成。沖擊器4相對一永久磁鐵沖擊器4的特征在于其少于4000A/m、優(yōu)選少于2500A/m的小的矯頑磁場強度。一具有這樣小的磁場強度的外部的磁場已可以使沖擊器4的極化變換極性。一加載的外部的磁場將可磁化的沖擊器4拉入最高的磁場強度的區(qū)域內(nèi)，而與其極性無關(guān)。
[0029]初級的驅(qū)動裝置22沿運動軸線3具有一空腔，導(dǎo)管27插入該空腔中。初級的驅(qū)動裝置22在空腔中和在導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生一永久的磁場37和一兩部分式的可切換的磁場38。磁場37、38將空腔和導(dǎo)管27的有效的區(qū)域沿運動軸線3分成一上面的區(qū)段39、一中間的區(qū)段40和一下面的區(qū)段41。磁場37、38的場力線在上面的區(qū)段39和下面的區(qū)段41中在相當(dāng)大程度上平行于運動軸線3延伸而在中間的區(qū)段40中在相當(dāng)大程度上垂直于運動軸線3延伸。磁場37、38以其場力線平行于或反平行于沖擊方向5的定向相區(qū)分。部分示例性示出的永久的磁場37的場力線(點劃線方式)在導(dǎo)管27的上面的區(qū)段39中在相當(dāng)大程度上反平行于沖擊方向5延伸而在導(dǎo)管27的一下面的區(qū)段41中在相當(dāng)大程度上平行于沖擊方向5延伸。對于沖擊機構(gòu)2的功能，永久的磁場37的場力線在上面的區(qū)段39中與在下面的區(qū)段41中的運行方向相比不同的運行方向是重要的?？汕袚Q的磁場38的場力線在一階段期間(虛線所示)在導(dǎo)管27的上面的區(qū)段39和下面的區(qū)段41內(nèi)在相當(dāng)大程度上沿沖擊方向5延伸而在另一階段期間(未示出)在兩區(qū)段39、41內(nèi)在相當(dāng)大程度上反平行于沖擊方向5延伸。因此永久的磁場37和可切換的磁場38在兩區(qū)段之一 39中減損性疊加而在另一區(qū)段41中是增益性的。在其中的區(qū)段39中，磁場37、38根據(jù)控制裝置12的一實時的切換周期增益性疊加。將沖擊器4分別拉入具有增益性的疊加的區(qū)段39、41中。可切換的磁場38的一輪流的變換極性推動沖擊器4的來回運動。
[0030]通過一徑向磁化的包括多個永久磁鐵43的環(huán)形磁鐵42產(chǎn)生永久的磁場37。圖4示出環(huán)形磁鐵42在平面IV-1V內(nèi)的剖面圖。各示例性的永久磁鐵43優(yōu)選是棒形磁鐵。各永久磁鐵43沿徑向方向定向。其磁場軸線44、亦即從南極到北極垂直于運動軸線3。各永久磁鐵43全部相同定向，在所示的實例中它們的北極N指向運動軸線3而南極S遠(yuǎn)離運動軸線3。沿圓周方向在各永久磁鐵43之間可以是一空氣隙或一不可磁化的材料45例如塑料。環(huán)形磁鐵42沿運動軸線3設(shè)置在閉鎖面31與沖頭13之間。優(yōu)選不對稱地設(shè)置環(huán)形磁鐵42，特別是比對沖頭13更接近于閉鎖面31。環(huán)形磁鐵42的位置將導(dǎo)管27沿運動軸線3分成一上面的區(qū)段39和一下面的區(qū)段41，上面的區(qū)段沿沖擊方向5處在環(huán)形磁鐵42之前，下面的區(qū)段沿沖擊方向5處在環(huán)形磁鐵42之后。在上面的區(qū)段39中的場力線在相當(dāng)大程度上與在下面的區(qū)段41中的場力線相比沿相反的方向延伸。各永久磁鐵43優(yōu)選包含一釹的合金。在各永久磁鐵43的各極上的場強度優(yōu)選在I特斯拉之上、例如達(dá)2特斯拉。
[0031]用一上面的電磁線圈46和一下面的電磁線圈47產(chǎn)生可切換的磁場38。上面的電磁線圈46沿沖擊方向5設(shè)置在環(huán)形磁鐵42之前。優(yōu)選直接貼靠環(huán)形磁鐵42。上面的電磁線圈46圍繞導(dǎo)管27的上面的區(qū)段39。下面的電磁線圈47沿沖擊方向5設(shè)置在環(huán)形磁鐵42之后、優(yōu)選貼靠環(huán)形磁鐵并且圍繞下面的區(qū)段41。沿相同的旋轉(zhuǎn)方向繞運動軸線3由一電流48流過兩電磁線圈47、46。由上面的電磁線圈46產(chǎn)生的上面的磁場49和由電磁線圈47產(chǎn)生的下面的磁場50在相當(dāng)大程度上平行于運動軸線3并且兩者以相同方向沿運動軸線3定向,亦即兩磁場49、50的場力線在導(dǎo)管27內(nèi)或沿沖擊方向5延伸或相反于沖擊方向5延伸。電流48由一可控的電源51輸入電磁線圈46、47。優(yōu)選地,兩電磁線圈模式46、47和電源51串聯(lián)(圖5)。
[0032]下面的電磁線圈47的長度52，亦即沿運動軸線3的尺寸優(yōu)選大于上面的電磁線圈46的長度53，長度比處在1.75:1至2.25:1之間的范圍內(nèi)。電磁線圈46、47在導(dǎo)管27內(nèi)關(guān)于上面的磁場49的場強度或關(guān)于下面的磁場50的場強度的相應(yīng)的數(shù)值優(yōu)選是相等的。上面的電磁線圈46的線圈數(shù)目與下面的電磁線圈47的線圈數(shù)目之比可以相應(yīng)于長度比。徑向尺寸54和一電流表面密度優(yōu)選對于兩電磁線圈46、47(在沒有沖擊機構(gòu)的其他的部件的情況下)是相同的。
[0033]—磁軛55可以在導(dǎo)管27之外傳導(dǎo)磁場37、38。磁軛55具有例如一空心圓柱體或一包括多個沿運動軸線3延伸的肋條的籠子，其包圍兩電磁線圈46、47和包括多個永久磁鐵43的環(huán)形磁鐵42。磁軛55的一環(huán)形的上面的終止部56相反于沖擊方向5覆蓋上面的電磁線圈46。一環(huán)形的下面的終止部57在沖頭13的高度上鄰接導(dǎo)管27。下面的終止部57沿沖擊方向5覆蓋下面的電磁線圈47。在上面的區(qū)段39和下面的區(qū)段41中平行于或反平行于運動軸線3引導(dǎo)磁場37、38。磁場37、38由磁軛55、特別是由環(huán)形的終止部56、57沿徑向方向供給。在下面的區(qū)段41中在相當(dāng)大程度上在沖頭13內(nèi)實現(xiàn)徑向返回。因此場力線優(yōu)選在相當(dāng)大程度上垂直于沖擊器4的端面26和沖頭13的沖擊面58。在上面的區(qū)段39中的徑向返回可以未引導(dǎo)地、亦即經(jīng)由空氣到磁軛56中實現(xiàn)。
[0034]磁軛55由可磁化的材料、優(yōu)選由電工鋼片構(gòu)成。導(dǎo)管27是不可磁化的。對于導(dǎo)管27的適合的材料包括鉻鋼、按選擇包括鋁或塑料。優(yōu)選由不可磁化的材料構(gòu)成導(dǎo)管27的閉鎖器30。
[0035]沖擊器4優(yōu)選在其每一位置與兩電磁線圈46、47搭接。特別地，在沖擊器4貼靠沖頭13時后端面26伸進上面的電磁線圈46或至少直到環(huán)形磁鐵42中。后端面26至少超出環(huán)形磁鐵42的軸向中心。氣動室34的通氣孔36設(shè)置在上面的電磁線圈46的面向環(huán)形磁鐵42的一端的軸向高度上。到環(huán)形磁鐵42的間距35優(yōu)選小于1cm。
[0036]沖擊機構(gòu)2的一控制裝置12控制電源51。電源51將由其輸出的電流48調(diào)整到一通過控制裝置12借助于一調(diào)節(jié)信號59預(yù)定的額定值60。電源51優(yōu)選包括一調(diào)節(jié)回路61，以便將輸出的電流穩(wěn)定到額定值60。一量取器測量實際電流62。一差值放大器63由實際電流48和額定值60形成一調(diào)節(jié)量64，它被供給電源51以便控制電流輸出。電源51由一供電部65、例如一電源接頭或一電池組供電。
[0037]控制裝置12在沖擊器4的來回運動過程中切換額定值60并間接切換電流48。圖6說明關(guān)于時間19 一示例性重復(fù)的切換模型。切換模型基本上分成三個不同的階段。一周期以一激活的返回階段66開始。在激活的返回階段66期間從沖擊位置開始相反于沖擊方向5加速沖擊器4。當(dāng)空氣彈簧已達(dá)到一預(yù)定的勢能時，結(jié)束激活的返回階段66。在激活的返回階段66之后直接接著一休憩階段67，其在沖擊器4到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15時結(jié)束。在沖擊器4越過上面的轉(zhuǎn)折點15以后或過程中開始加速階段68。在加速階段68期間沿沖擊方向5加速沖擊器4，優(yōu)選連續(xù)加速到?jīng)_擊器4撞到?jīng)_頭13上。按照要求的沖擊頻率在加速階段68以后在下次激活的返回階段66開始之前可以實現(xiàn)一間歇69。
[0038]控制裝置12以一激活的返回階段66導(dǎo)入一新的沖擊。控制裝置12為被調(diào)節(jié)的電源51預(yù)定一第一值70作為額定值60。第一值70的符號規(guī)定，電流48這樣在電磁線圈47中環(huán)流，即上面的電磁線圈46的磁場49與永久的磁場37在導(dǎo)管27的上面的區(qū)段39中增益性地疊加?，F(xiàn)在沖擊器4相反于沖擊方向5和抵抗空氣彈簧23的力加速進入上面的區(qū)段39中。沖擊器4的功能連續(xù)地增加?；谙蚝筮\動同時壓縮空氣彈簧23并且在空氣彈簧中存儲的勢能由于完成的體積變化功增加。
[0039]電流48優(yōu)選流過兩電磁線圈46、47。優(yōu)選電磁場37、38在下面的區(qū)段41中減損性疊加。可以這樣選擇第一值70的數(shù)值，即由下面的電磁線圈47產(chǎn)生的磁場50減損性抵償各永久磁鐵43的永久的磁場37。優(yōu)選將磁場強度在下面的區(qū)段41中降到零或降低到少于在上面的區(qū)段39中的磁場強度的10%。電源51和電磁線圈46、47設(shè)計用于具有第一值70的電流強度的電流48。第一值70在激活的返回階段66期間可以保持不變。
[0040]控制裝置12根據(jù)關(guān)于在上面的轉(zhuǎn)折點15空氣彈簧23的勢能的預(yù)測觸發(fā)激活的返回階段66的結(jié)束。當(dāng)勢能達(dá)到一目標(biāo)值而無進一步的通過初級的驅(qū)動裝置22的支持時，例如將初級的驅(qū)動裝置22去激活。在這種情況下考慮，在初級的驅(qū)動裝置斷開的時刻71勢能已達(dá)到目標(biāo)值的一部分并且將沖擊器4直到上面的轉(zhuǎn)折點15的實時的動能轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)值的至今缺少的部分。可以通過在一存儲于控制裝置12中的圖表72中考慮轉(zhuǎn)變中的損失。目標(biāo)值處于沖擊器4的沖擊能量的25%與40%之間的范圍內(nèi)，例如至少30%以及例如最高37%。
[0041]一預(yù)測裝置73持續(xù)地對比沖擊機構(gòu)2的運行條件。一示例性的預(yù)測基于一壓力測定。預(yù)測裝置73量取壓力傳感器74的信號。將測量的壓力與一閾值對比。如果壓力超過閾值，則預(yù)測裝置73向控制裝置12發(fā)出一控制信號59。控制信號59通知，在初級的驅(qū)動裝置22立即斷開時勢能達(dá)到目標(biāo)值?？刂蒲b置12結(jié)束激活的返回階段66。
[0042]預(yù)測裝置73載有閾值，優(yōu)選來自存儲的參考表72的閾值。參考表72可以精確地包含一閾值。但優(yōu)選寄存多個為不同的運行條件預(yù)先確定的閾值。例如可以寄存用于在氣動室34中不同的溫度的閾值。預(yù)測裝置73除壓力傳感器74的信號也接納一溫度傳感器75的一信號。例如根據(jù)后者選擇閾值。
[0043]此外預(yù)測裝置73可以由壓力變化估計沖擊器4的速度。參考表72對實時的壓力可以包含不同的閾值用于不同的速度。由于較快的沖擊器4按趨勢較大地壓縮空氣彈簧23，閾值對于一較高的速度小于對于一較低的速度。閾值根據(jù)速度或壓力變化的選擇可以改善目標(biāo)值的可重復(fù)性。
[0044]激活的返回階段66的結(jié)束同時是休憩階段67的開始?？刂蒲b置12將電流48的額定值60置于零。斷開可轉(zhuǎn)換的磁場38并將初級的驅(qū)動裝置22去激活。雖然永久的磁場37對沖擊器4產(chǎn)生影響。但由于永久的磁場37具有一基本上沿運動軸線3恒定的場強度，該永久磁場對沖擊器4施加只微小的或不施加力。
[0045]代替將電流48降到零，可以將電流48在休憩階段67置于相對額定值60的一負(fù)值。由此降低沖擊器4中的剩磁(Remaneszenz)。電流48的數(shù)值與額定值60的數(shù)值相比是很小的，以便不妨礙向后運動，例如小于10%。
[0046]沖擊器4在休憩階段67期間通過空氣彈簧23制動直到停止。在沖擊器4到達(dá)停止?fàn)顟B(tài)、亦即到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15之前，空氣彈簧23的勢能同時還以沖擊器4的動能的一部分提聞。
[0047]激活的返回階段66和休憩階段67的順序在沖擊機構(gòu)的測試的設(shè)置中證明是特別能量有效的，特別是在激活的返回階段66的終點上電流48切斷到零。初級的驅(qū)動裝置22的效率隨沖擊器4離上面的轉(zhuǎn)折點15越來越小的間距35而降低。只要初級的驅(qū)動裝置22有效地起作用就將沖擊器4加速到一高的速度。如果預(yù)測表明，沖擊器4現(xiàn)在不需要初級的驅(qū)動裝置22就到達(dá)所期望的上面的轉(zhuǎn)折點15，則將越來越無效率地起作用的初級的驅(qū)動裝置22去激活。在一方案中將電流48連續(xù)地或以多個步驟降到零。在這種情況下可以以效率為代價實施沖擊器4為到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15的運行軌跡的適應(yīng)性的匹配。在該方案中也在到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15之前優(yōu)選接著休憩階段67。
[0048]從預(yù)測得出激活的返回階段66的持續(xù)時間。按照運行或也從沖擊到?jīng)_擊持續(xù)時間可以不同長。例如沖頭13在沖擊之前未到達(dá)其初級位置16，因此沖擊器4為下一沖擊必須經(jīng)過較大的路程。在激活的返回階段66的持續(xù)時間不變時，接納的動能對于沖擊器4不足以克服空氣彈簧23的力到達(dá)所期望的上面的轉(zhuǎn)折點15。
[0049]控制裝置12根據(jù)上面的轉(zhuǎn)折點15的到達(dá)觸發(fā)休憩階段67的結(jié)束。隨著休憩階段67的結(jié)束開始加速階段68?？刂蒲b置12借助沖擊器4的反向運動觸發(fā)加速階段68的開始。一位置傳感器或運動傳感器可以直接檢測沖擊器4的反向運動。優(yōu)選反向運動的識別間接基于在氣動室34中的壓力變化。
[0050]壓力傳感器74耦聯(lián)于氣動室34。壓力傳感器74例如是一壓電電阻的壓力傳感器74。壓力傳感器74可以設(shè)置在氣動室34中或經(jīng)由一空氣通道耦聯(lián)于氣動室34。壓力傳感器74優(yōu)選設(shè)置在閉鎖器30上或閉鎖器中。為壓力傳感器74配置一評價裝置76。評價裝置76監(jiān)控一在氣動室34中的壓力變化。一旦壓力變化接受一負(fù)值、亦即壓力下降，評價裝置76就向控制裝置12發(fā)出一控制信號77，其指示由沖擊器4到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15。
[0051]壓力變化的評價由方法引起地導(dǎo)致微小的延遲，直到檢測到到達(dá)、更確切地說越過上面的轉(zhuǎn)折點15。也可以絕對地檢測壓力并將其與一閾值相比較。如果壓力達(dá)到閾值，則觸發(fā)控制信號77的發(fā)出?？梢栽谏厦娴霓D(zhuǎn)折點15測出氣動室34中的壓力并且作為閾值寄存于評價裝置76的一圖表中?？梢愿鶕?jù)不同的運行條件、特別是在氣動室34中的溫度存儲閾值。評價裝置76確定當(dāng)前的運行條件、例如通過一溫度傳感器的詢問，并且從圖表中讀出所屬的閾值。兩種方法可以冗余地組合并且彼此分開地發(fā)出控制信號77。
[0052]在收到控制信號77時，控制裝置12開始加速階段68。控制裝置12將電流48的額定值60置于一第二值78。這樣選擇第二值78的符號，即下面的電磁線圈47的下面的磁場50與永久的磁場37在導(dǎo)管27內(nèi)增益性地疊加。因此在導(dǎo)管27的下面的區(qū)段41中產(chǎn)生高的場強度。將電流48在加速階段68期間輸入下面的電磁線圈47并優(yōu)選輸入上面的電磁線圈46。通過上面的電磁線圈46的磁場38在導(dǎo)管27內(nèi)優(yōu)選減弱或完全減損性抵償在上面的區(qū)段39中的永久的磁場37。將沖擊器4拉進下面的區(qū)段41中的較強的磁場中。沖擊器4在加速階段68期間連續(xù)經(jīng)歷沿沖擊方向5的加速。直到到達(dá)沖擊點14所達(dá)到的動能大致是沖擊器4的沖擊能。
[0053]上面的轉(zhuǎn)折點15的到達(dá)的一可選的或附加的確定基于在上面的電磁線圈46中由于沖擊器4的運動感應(yīng)的電壓的一變化。沖擊器4可以在到達(dá)上面的轉(zhuǎn)折點15之前已與上面的磁軛環(huán)56搭接。環(huán)形磁鐵42的磁場49在上面的區(qū)域39中幾乎封閉地?zé)o空氣隙經(jīng)由沖擊器4流入上面的磁軛環(huán)56中。環(huán)形磁鐵42的磁場50在下面的區(qū)段41中經(jīng)由大的空氣隙流向下面的磁軛環(huán)57。在沖擊器4直到轉(zhuǎn)折點15的運動過程中在下面的區(qū)域41中的空氣隙還要繼續(xù)增大，由此在上面的區(qū)段內(nèi)部分地提高磁通量。一旦沖擊器4在轉(zhuǎn)折點15返回，磁通量在上面的區(qū)域39中的部分就減少。磁通量的變化在上面的電磁線圈46中感應(yīng)出電壓。對于轉(zhuǎn)折點15具有特征的是感應(yīng)出的電壓的符號的變換。電源51將電流48在到達(dá)轉(zhuǎn)折點15之前優(yōu)選調(diào)到零，以便保持休憩階段67。調(diào)節(jié)回路持續(xù)地適應(yīng)調(diào)節(jié)量64，以便將電流48抵抗感應(yīng)出的電壓保持到零。調(diào)節(jié)回路62以一明顯較大的調(diào)節(jié)量64對感應(yīng)出的電壓的符號的變換作出反應(yīng)。因此例如通過調(diào)節(jié)量64超過一閾值時可以釋放控制信號77。
[0054]優(yōu)選這樣調(diào)準(zhǔn)第二值78的數(shù)值，即上面的磁場49正好減損性地抵償永久的磁場37或降到其場強的至少10%。電流48在電磁線圈46、47中在加速階段68開始時上升到額定值60。一切換側(cè)面(Schaltflanke)例如只通過一時間常數(shù)預(yù)定，該時間常數(shù)基于電磁線圈46、47的感應(yīng)和沖擊器的反作用產(chǎn)生?？刂蒲b置12將額定值60在加速階段68期間優(yōu)選連續(xù)地保持在第二值78上。
[0055]空氣彈簧23支持沖擊器4沿沖擊方向5的加速。同時在空氣彈簧23中存儲的勢能在很大程度上轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊器4的動能。在沖擊點14上空氣彈黃23優(yōu)選完全放松。在沖擊點14附近通氣孔36由沖擊器4釋放。通氣孔36導(dǎo)致空氣彈簧23的減弱而不將其對沖擊器4的作用完全降到零。但空氣彈簧23在該時刻已將其勢能的明顯多于90%傳給沖擊器4。
[0056]控制裝置12根據(jù)在下面的電磁線圈47中的電流48或由電源51供給的電流48的上升觸發(fā)加速階段68的結(jié)束。在沖擊器4運動期間，由于經(jīng)由下面的電磁線圈47的電磁感應(yīng)產(chǎn)生電壓降，相對該電壓降電源51供給電流48。隨著沖擊和停止的沖擊器4電壓降沖擊式地消失。短時地提高電流48，直到被調(diào)節(jié)的電源51將電流48重新調(diào)到額定值60。
[0057]一電流傳感器80可以檢測在下面的電磁線圈47中環(huán)流的電流48。一所屬的鑒別器81將測量到的電流48與一閾值對比并且在超過閾值時發(fā)出一結(jié)束信號82。結(jié)束信號向控制裝置12指示，沖擊器4已撞到?jīng)_頭13上。閾值例如根據(jù)第二值78選擇，亦即根據(jù)加速階段68的額定值60選擇。閾值可以比第二值78大5%至10%。替代或附加于絕對的電流48的檢測可以用一電流傳感器80檢測電流48的一變化率并且利用鑒別器81與一用于變化率的閾值相對比。
[0058]電源51利用其閉環(huán)電路61抵制在電流回路中的電流48上升79。同時調(diào)節(jié)量64變化。代替或附加于電流48的變化也可以監(jiān)測調(diào)節(jié)量64?？梢圆粌H將調(diào)節(jié)量64的絕對值或優(yōu)選將其變化率與一閾值相對比并與此相應(yīng)地發(fā)出結(jié)束信號。
[0059]隨著得到結(jié)束信號，控制裝置12結(jié)束加速階段68。將額定值60置于零。相應(yīng)地，電源58的電流輸出減到一等于零的電流48。不再沿沖擊方向5加速沖擊器4。
[0060]控制裝置12可以在加速階段68之后直接緊接或在一段間歇以后開始下次激活的返回階段66。
【權(quán)利要求】
1.用于工具機的控制方法，所述工具機具有工具容納部(6)，所述工具容納部設(shè)置用于沿運動軸線(3 )可運動地支承鑿削的工具(7 )，并且所述工具機具有磁-氣動的沖擊機構(gòu)(2)，所述沖擊機構(gòu)包括初級的驅(qū)動裝置(22)，所述初級的驅(qū)動裝置繞運動軸線(3)設(shè)置地包括至少一個電磁線圈(46、47 );并且所述沖擊機構(gòu)具有在運動軸線(3 )上徑向在所述至少一個電磁線圈(46、47)內(nèi)且沿沖擊方向(5)彼此跟隨的沖擊器(4)和沖頭(13)，其中，沖頭(13)至少部分地伸進電磁線圈(47)和/或貼靠電磁線圈(47)的磁軛(57)中；所述沖擊機構(gòu)具有被調(diào)節(jié)的電源(51)，所述電源與至少一個電磁線圈(47)接成一電流回路，其中控制裝置(12)在一加速階段(68)期間借助于電源(51)將一調(diào)到額定值(60)的電流(48)輸入所述至少一個電磁線圈(46、47)中，并且當(dāng)流入電磁線圈(46、47)的電流(48)的變化或電源(51)的調(diào)節(jié)回路(61)的調(diào)節(jié)量(64)的變化與一對沖擊器(4)撞到?jīng)_頭(13)上存儲的用于所述變化的模型相符時，控制裝置(12 )結(jié)束加速階段(68 )。
2.按照權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)流過的電流(48)的變化速率和/或調(diào)節(jié)回路(61)的調(diào)節(jié)量(64)超過一閾值時，控制裝置(12)結(jié)束加速階段(68)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，控制裝置(12)在結(jié)束加速階段(68)時將額定值(60)置于零。
4.按照上述權(quán)利要求之一項所述的控制方法，其特征在于，電流傳感器(80)測量在電磁線圈(47)中流過的電流(48)，并且如果測量到的電流(48)超過一閾值，鑒別器(81)觸發(fā)加速階段(68)的結(jié)束。
5.按照權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述閾值比所述額定值(60)大5%至10%。
6.按照上述權(quán)利要求之一項所述的控制方法，其特征在于，被調(diào)節(jié)的電源(51)具有調(diào)節(jié)回路(61)，并且如果在調(diào)節(jié)回路(61)中的一調(diào)節(jié)量(64)超過一閾值，一鑒別器觸發(fā)加速階段(68)的結(jié)束。
7.按照上述權(quán)利要求之一項所述的控制方法，其特征在于，初級的驅(qū)動裝置(22)包括繞運動軸線(3)設(shè)置的且沿沖擊方向(5)彼此跟隨的第一電磁線圈(46)、永久且徑向磁化的環(huán)形磁鐵(42)和第二電磁線圈(47)，在它們內(nèi)設(shè)置空氣彈簧(23)、沖擊器(4)和沖頭(13)，其中在加速階段(68)期間電源(51)將電流(48)輸入第一電磁線圈(46)和第二電磁線圈(47),使得由第一電磁線圈(46)在第一電磁線圈(46)內(nèi)產(chǎn)生的第一磁場(49)在加速階段(68)中減損性地與環(huán)形磁鐵(42)的磁場(37)疊加并且由第二電磁線圈(47)在第二電磁線圈(47)內(nèi)產(chǎn)生的第二磁場(50)在加速階段(68)中增益性地與環(huán)形磁鐵(42)的磁場(37)疊加。
8.工具機，包括: 工具容納部(6)，所述工具容納部設(shè)置用于沿運動軸線(3)可運動地支承鑿削的工具(7);和 沖擊機構(gòu)(2)，所述沖擊機構(gòu)包括初級的驅(qū)動裝置(22)，所述初級的驅(qū)動裝置繞運動軸線(3)設(shè)置地包括至少一個電磁線圈(46、47)，并且所述沖擊機構(gòu)具有在運動軸線(3)上徑向在所述至少一個電磁線圈(46、47)內(nèi)且沿沖擊方向(5)彼此跟隨的沖擊器(4)和沖頭(13 )，其中沖頭(13 )至少部分地伸進電磁線圈(47 )和/或電磁線圈(46、47 )的磁軛(56、57)中；被調(diào)節(jié)的電源(51)，所述電源與所述至少一個電磁線圈(47)連接成電流回路(83); 控制裝置(12)，所述控制裝置在一加速階段(68)期間借助于電源(51)將一調(diào)到一額定值(60 )的電流(48 )輸入所述至少一個電磁線圈(46、47 )中，并且其中，當(dāng)控制裝置(12 )探測到在電磁線圈(46、47)中流過的電流(48)對于沖擊的典型的變化或電源(51)的調(diào)節(jié)回路(61)的調(diào)節(jié)量(64)對 于沖擊的典型的變化時，控制裝置(12)結(jié)束加速階段(68)。
【文檔編號】B25D13/00GK103507041SQ201310234147
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】K·拉格勒, M·維爾, C·A·安圖 申請人:喜利得股份公司
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