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Title:
PERCUSSION UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/174594
Kind Code:
A1
Abstract:
Percussion unit, especially for a rotary hammer and/or percussion hammer (12a; 12c; 12d), comprising a control unit (14a; 14c; 14d) which is designed for controlling a pneumatic percussion mechanism (16a; 16c; 16d). According to the invention, the control unit (14a; 14c; 14d) comprises at least one load estimation device (18a; 18c; 18d),

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Inventors:
NITSCHE RAINER (DE)
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BERTSCH CHRISTIAN (DE)
VEGA ZAVALA MARIO EDUARDO (DE)
HOFFMANN ULLI (DE)
HENKE THILO (DE)
DUESSELBERG ACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/058424
Publication Date:
November 28, 2013
Filing Date:
April 24, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
B25D11/00; B25D16/00; B25F5/00
Domestic Patent References:
WO2002072315A12002-09-19
WO2010087206A12010-08-05
WO2009107563A22009-09-03
WO2007141578A22007-12-13
Foreign References:
DE10014314A12001-10-04
EP2085755A12009-08-05
EP1375077A22004-01-02
EP2412484A12012-02-01
EP2036680A22009-03-18
DE102011080374A12013-02-07
DE10212064A12003-10-23
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche

1 . Schlagwerkeinheit, insbesondere für einen Bohr- und/oder Schlaghammer (12a; 12c; 12d), mit einer Steuereinheit (14a; 14c; 14d), die dazu vorgesehen ist, ein pneumatisches Schlagwerk (16a; 16c; 16d) zu steuern und/oder zu regeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a; 14c; 14d) zumindest einen Lastschätzer (18a; 18c; 18d) aufweist.

2. Schlagwerkeinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der

Lastschätzer (18c) als Lastbeobachter (20c) ausgebildet ist.

3. Schlagwerkeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a; 14c; 14d) dazu vorgesehen ist, einen Betriebszustand des Schlagwerks (16a; 16c; 16d) zu erkennen.

4. Schlagwerkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a; 14c; 14d) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Betriebsparameter zu verarbeiten.

5. Schlagwerkeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die

Steuereinheit (14a; 14c; 14d) dazu vorgesehen ist, den Betriebsparameter als Funktion zumindest einer bekannten Last und zumindest einer zu schätzenden Last zu verarbeiten.

6. Schlagwerkeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die

Steuereinheit (14a; 14c; 14d) eine Filtereinheit enthält, die dazu vorgesehen ist, eine unbekannte Last fL aus dem Betriebsparameter durch Filterung mit einem bekannten Frequenzband zu schätzen.

7. Schlagwerkeinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a) dazu vorgesehen ist, den Betriebszustand durch einen Vergleich der geschätzten Last mit zumindest einem Grenzwert (26c) zu ermitteln.

8. Schlagwerkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14c) einen Lernmodus zur Ermittlung zumindest einer bekannten Last aufweist.

9. Schlagwerkeinheit zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14c) ein Dynamikmodell aufweist, das dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment einer Antriebseinheit (30c) zu schätzen.

10. Schlagwerkeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die

Steuereinheit (14c) dazu vorgesehen ist, Modellparameter des Dynamikmodells aus einem Vergleich gemessener und geschätzter Parameter zu ermitteln.

1 1 . Schlagwerkeinheit zumindest nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14c) dazu vorgesehen ist, den Betriebszustand durch einen Vergleich zumindest eines Parameters mit zumindest einem Grenzwert (26c) zu ermitteln.

12. Schlagwerkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a) dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand zu einem Wechsel von einem Leerlaufbetrieb in einen Schlagbetrieb zumindest einen Betriebsparameter vorübergehend auf einen Startwert (28a) einzustellen.

13. Schlagwerkeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der

Betriebsparameter eine Drosselkenngröße einer Entlüftungseinheit (32d) ist.

14. Schlagwerkeinheit zumindest nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter eine Schlagfrequenz ist.

15. Schlagwerkeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Betriebswechselsensor (34a), der dazu vorgesehen ist, einen Wechsel eines Betriebsmodus zu signalisieren. 16. Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bohr- und/oder Schlaghammer, mit einer Schlagwerkeinheit (10a; 10c; 10d) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

17. Steuereinheit einer Schlagwerkeinheit (10a; 10c; 10d) nach einem der An- Sprüche 1 -15.

18. Verfahren mit einer Schlagwerkeinheit (10a; 10c; 10d) nach einem der Ansprüche 1 -15.

Description:
Beschreibung

Schlagwerkeinheit

Stand der Technik

Es sind bereits Schlagwerkeinheiten, insbesondere für einen Bohr- und/oder Schlaghammer, mit einer Steuereinheit, die dazu vorgesehen ist, ein pneumati- sches Schlagwerk zu steuern, bekannt.

Offenbarung der Erfindung Die Erfindung geht aus von einer Schlagwerkeinheit, insbesondere für einen

Bohr- und/oder Schlaghammer, mit einer Steuereinheit, die dazu vorgesehen ist, ein pneumatisches Schlagwerk zu steuern.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zumindest einen Lastschätzer aufweist. Unter einer„Schlagwerkeinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zum Betreiben eines Schlagwerks vorgesehen ist. Die Schlagwerkeinheit kann insbesondere eine Steuereinheit aufweisen. Die Schlagwerkeinheit kann eine Antriebseinheit und/oder eine Getriebeeinheit aufweisen, die zu einem Antrieb der Schlagwerkeinheit vorgesehen ist. Unter einer„Steuereinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine

Vorrichtung der Schlagwerkeinheit verstanden werden, die zu einer Steuerung und/oder Regelung insbesondere der Antriebseinheit und/oder der Schlagwerkeinheit vorgesehen ist. Die Antriebseinheit kann insbesondere zum Antrieb des Schlagwerks vorgesehen sein. Die Antriebseinheit kann weiter dazu vorgesehen sein, ein Werkzeug mit einer drehenden Arbeitsbewegung anzutreiben. Die An- triebseinheit kann insbesondere einen Motor und eine Getriebeeinheit zu einer Übersetzung der Antriebsbewegung enthalten. Die Steuereinheit kann bevorzugt als elektrische, insbesondere als elektronische Steuereinheit ausgebildet sein. Unter einem„Bohr- und/oder Schlaghammer" soll in diesem Zusammenhang ins- besondere eine Werkzeugmaschine verstanden werden, die zu einer Bearbeitung eines Werkstücks mit einem drehenden oder nicht drehenden Werkzeug vorgesehen ist, wobei das Werkzeug durch die Werkzeugmaschine mit Schlagimpulsen beaufschlagt werden kann. Bevorzugt ist die Werkzeugmaschine als von einem Benutzer von Hand geführte Handwerkzeugmaschine ausgebildet. Unter einem„Schlagwerk" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die zumindest ein Bauteil aufweist, das zu einer Erzeugung und/oder Übertragung eines Schlagimpulses, insbesondere eines axialen Schlagimpulses, auf das in einem Werkzeughalter angeordnete Werkzeug vorgesehen ist. Ein solches Bauteil kann insbesondere ein Schläger, ein Schlag- bolzen, ein Führungselement, wie insbesondere ein Hammerrohr und/oder ein

Kolben, wie insbesondere ein Topfkolben, und/oder ein weiteres, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Bauteil sein. Der Schläger kann den Schlagimpuls direkt auf das Werkzeug übertragen oder bevorzugt indirekt. Bevorzugt kann der Schläger den Schlagimpuls auf einen Schlagbolzen übertragen, der den Schlag- impuls auf das Werkzeug überträgt. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Unter einem „Lastschätzer" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung und/oder ein Algorithmus verstanden werden, die oder der dazu vorgesehen ist, unter Berücksichtigung zumindest eines Eingangswerts einen Wert und/oder Ver- lauf zumindest eines unbekannten Parameters zu schätzen. Bevorzugt berücksichtigt der Lastschätzer zumindest einen bekannten Parameter. Unter„Parametern" sollen in diesem Zusammenhang insbesondere Einflussgrößen verstanden werden. Parameter können festgelegte Werte aufweisen, insbesondere können Parameter Funktionen der Zeit und/oder einer Drehstellung und/oder weiterer Variablen sein. Lastschätzer sind dem Fachmann aus der Regelungstechnik bekannt. Der Lastschätzer kann bevorzugt zumindest teilweise als Algorithmus auf einer Recheneinheit implementiert sein. Unter„schätzen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass ein absoluter Wert und/oder Werteverlauf des geschätzten Parameters ausreichend gut einem tatsächlichen Parameter entspricht, dass er bei einer gegebenen Aufgabe als Repräsentation des tatsächlichen Parameters genügt. Ein Fachmann wird abhängig von der Aufgabe eine erforderliche Genauigkeit einer Schätzung festlegen. Bevorzugt kann die Schätzung eines Parameters einem tatsächlichen Wert ausreichend gut entsprechen, wenn sie um weniger als 50%, bevorzugt um weniger als 25% vom tatsächlichen Wert abweicht. Die Steuereinheit kann den geschätzten Parameter auswerten. Eine Messung des tatsächlichen Parameters kann entfallen. Die Steuereinheit kann Parameter berücksichtigen, die nur mit großem Aufwand zu messen sind. Die Steuereinheit kann Parameter berücksichtigen, die nur unzuverlässig zu messen sind.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Lastschätzer als Lastbeobachter ausgebildet ist. Unter einem„Lastbeobachter" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Lastschätzer verstanden werden, der zumindest einen Parameter eines physikalischen Systems mittels eines Systemmodells aus zumindest einem Ein- gangswert schätzt. Unter einem„SystemmodeH" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine vereinfachte mathematische Nachbildung eines physikalischen Systems verstanden werden. Das Systemmodell enthält insbesondere ein dynamisches Modell des physikalischen Systems. Ein dynamisches Modell berücksichtigt zumindest teilweise die Auswirkungen dynamischer Massenkräfte des physikalischen Systems. Das Systemmodell stellt insbesondere dann eine für die Anwendung zulässige, vereinfachte Nachbildung des physikalischen Systems dar, wenn ein absoluter Wert und/oder Werteverlauf des geschätzten Parameters ausreichend gut einem tatsächlichen Parameter des physikalischen Systems entspricht, dass er bei einer gegebenen Aufgabe als Repräsentation des tatsächlichen Parameters genügt. Unter einem„physikalischen System" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine oder mehrere Komponenten der Schlagwerkeinheit verstanden werden, insbesondere eine Antriebseinheit. Die Steuereinheit kann den geschätzten Parameter auswerten. Der Parameter kann mit einem Lastbeobachter besonders genau geschätzt werden. Der Lastbe- obachter kann den Einfluss dynamischer Kräfte zumindest teilweise berücksichtigen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, einen Betriebszustand des Schlagwerks zu erkennen. Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, einen Schlagbetrieb und/oder einen Leerlaufbetrieb des Schlagwerks zu erkennen und/oder zu unterscheiden. Die Steuereinheit kann aber auch dazu vorgesehen sein, andere Betriebszustände des Schlagwerks zu erkennen, insbesondere eine Schlagfrequenz, eine Schlagstärke oder weitere Betriebszustände, die dem Fachmann als sinnvoll erscheinen. Unter einem „Schlagbetrieb" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Betriebszustand des Schlagwerks verstanden werden, in dem vom Schlagwerk bevorzugt regelmäßige Schlagimpulse ausgeübt werden. Unter einem„Leerlaufbetrieb" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Betriebszustand des Schlagwerks verstanden werden, der durch Ausbleiben von regelmäßigen Schlagimpulsen ge- kennzeichnet ist. Insbesondere kann die Steuereinheit den Betriebszustand des

Schlagwerks unter Berücksichtigung des vom Lastschätzer geschätzten Parameters ermitteln. Der Betriebszustand des Schlagwerks kann vorteilhaft erkannt werden. Die Steuereinheit kann Betriebsparameter des Schlagwerks so einstellen, dass ein gewünschter Betriebszustand sichergestellt wird.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest einen Betriebsparameter zu verarbeiten. Der Betriebsparameter kann insbesondere einen Eingangswert des Lastschätzers bilden. Bevorzugt wird der Betriebsparameter von einem Betriebsparameter einer Antriebsregelung gebildet. Unter einer„Antriebsregelung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Regeleinheit verstanden werden, die zu einer Drehzahlregelung der Antriebseinheit der Schlagwerkeinheit vorgesehen ist. Unter einem„Betriebsparameter einer Antriebsregelung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Betriebsparameter verstanden werden, der von der Antriebsregelung zur Regelung der An- triebseinheit genutzt wird. Bevorzugt kann der Betriebsparameter eine Stromaufnahme der Antriebseinheit und/oder besonders bevorzugt eine Drehzahl des Motors der Antriebseinheit sein. Wird eine Drehzahl an einem Getriebe erfasst, kann die Drehzahl des Motors bei einer bekannten Übersetzung aus dieser Drehzahl berechnet werden. Die Steuereinheit kann vorhandene Betriebsparameter nut- zen. Eine Messung und/oder Ermittlung weiterer Betriebsparameter kann entfallen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den Betriebsparameter als Funktion zumindest einer bekannten Last und zumindest ei- ner zu schätzenden Last zu verarbeiten. Die zu schätzende Last kann insbeson- dere eine kleine und/oder schnelle, hochdynamische Laständerung der Antriebseinheit sein. Unter einer„Last" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Lastmoment verstanden werden, welches auf eine Antriebswelle der Antriebseinheit wirkt. Insbesondere kann die zu schätzende Last zumindest teilweise durch den Schlagbetrieb verursacht werden, insbesondere durch eine zyklische

Bewegung eines Kolbens des Schlagwerks. Unter einer„kleinen Laständerung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Laständerung verstanden werden, die bei einem ungeregelten Betrieb der Antriebseinheit eine Drehzahlschwankung von weniger als 10%, bevorzugt von weniger als 5% verursacht. Unter einer„schnellen und/oder hochdynamischen Laständerung" soll in diesem

Zusammenhang insbesondere eine Laständerung verstanden werden, die innerhalb eines Bewegungszyklus des Kolbens auftritt, insbesondere während einer Umdrehung eines den Kolben antreibenden Exzentergetriebes. Werden bekannte Lasten berücksichtigt, kann die zu schätzende Last mit besserer Genauigkeit ermittelt werden. Insbesondere kann mit Hilfe des Betriebsparameters eine kleine und/oder hochdynamische Last geschätzt werden, die bei einer direkten Betrachtung des Betriebsparameters von bekannten Lasten überdeckt wird. Unter„überdeckt" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der unbekannte Parameter am Verlauf des Betriebsparameters einen geringen Anteil hat, insbesondere weniger als 50%, bevorzugt weniger als 30%, besonders bevorzugt weniger als 10% einer Amplitude des Betriebsparameters. Beispielsweise kann ein auf die Antriebseinheit wirkendes Lastmoment durch einen Bearbeitungsvorgang mit einer drehenden Arbeitsbewegung mit einem Bohrwerkzeug eine größere Veränderung einer Drehzahl oder einer Stromaufnahme bewirken als der Schlagbetrieb des Schlagwerks. Aus einer Betrachtung einer Änderung der Drehzahl und/oder der Stromaufnahme ohne Berücksichtigung bekannter Betriebsparameter kann ein Erkennen des Schlagbetriebs unmöglich sein. Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, eine Drehzahl der Antriebseinheit als Betriebsparameter zu verarbeiten. Die Drehzahl kann besonders dynamisch er- fasst werden. Weitere Sensoren können entfallen. Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, bekannte Lasten mit bekannter Periodendauer zu berücksichtigen. Die Steuereinheit kann dazu vorgesehen sein, zeitperiodische Lasten zu berücksichtigen. Zeitperiodische Lasten können insbesondere von einer Frequenz einer Stromversorgung der Antriebseinheit abhängig sein. Zum Beispiel kann eine Schwankung der Stromversorgung der Antriebseinheit der doppelten Netzfrequenz des Stromnetzes entsprechen, an dem die Schlagwerkeinheit angeschlossen ist. Die Steuereinheit kann dazu vorgesehen sein, winkelperiodische Lasten zu berücksichtigen. Winkelperiodische Lasten können insbesondere von einer Drehstellung der Antriebseinheit abhängig sein. Eine winkelperiodische Last kann insbesondere von einer mit der Drehstellung der Antriebseinheit variablen Übersetzung eines Exzentergetriebes abhängig sein. Bevorzugt ermittelt der Lastschätzer eine Schätzung des Verlaufs der unbekannten Last über der Zeit durch eine Subtraktion der bekannten Größen von einem Verlauf des Betriebsparameters über der Zeit, insbesondere einem gemessenen Drehzahlver- lauf des Motors der Antriebseinheit. Dabei können die bekannten Lasten Funktionen in Abhängigkeit von der Zeit und/oder von der Drehstellung der Antriebseinheit sein. Eine bekannte Last kann eine Basis- und/oder Solldrehzahl der Antriebseinheit sein. Diese Drehzahl ändert sich nur langsam und kann durch eine Mittelung über die Zeit und/oder durch einen Tiefpassfilter ermittelt werden. Wei- tere bekannte Lasten können zum Beispiel Drehzahlschwankungen durch Motor- ungleichförmigkeit, durch ungleichförmige Spannungsversorgung des Motors und variable Getriebeübersetzungen sein. Diese Lasten können entsprechend ihrer Abhängigkeit zeit- und/oder winkelabhängig sein. Funktionen dieser Lasten können vom Fachmann bestimmt werden. Die unbekannte Last kann besonders ge- nau geschätzt werden. Die geschätzte Last kann besonders geeignet sein, einen

Betriebszustand zu erkennen. Die unbekannte Last kann bevorzugt eine durch den Schlagbetrieb verursachte Drehzahlschwankung sein. Alternativ können die Funktionen der Lasten nach der Zeit abgeleitet werden. Eine Berücksichtigung der Basisdrehzahl und/oder Solldrehzahl kann entfallen. Die Summe der bekann- ten Lasten kann direkt proportional zu einem Lastmoment sein, insbesondere zu einem durch den Schlagbetrieb verursachten Lastmoment. Der schlagbetrieb kann besonders sicher erkannt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit eine Filtereinheit enthält, die dazu vorgesehen ist, eine unbekannte Last aus dem Betriebsparameter durch

Filterung mit einem bekannten Frequenzband zu schätzen. Die Filtereinheit kann insbesondere die Funktion eines Lastschätzers aufweisen. Insbesondere kann der Betriebsparameter von einem Bandpassfilter verarbeitet werden. Die unbekannte Last kann in einem bekannten Frequenzband auftreten. Der Bandpassfil- ter kann bevorzugt Frequenzen außerhalb dieses Frequenzbands unterdrücken. Auswirkungen bekannter Lasten mit von der unbekannten Last abweichendem Frequenzspektrum können unterdrückt werden. Die unbekannte Last kann durch den Bandpassfilter aus dem Betriebsparameter durch Filterung geschätzt werden. Die Steuereinheit kann den Betriebszustand des Schlagwerks erkennen. Ei- ne aufwendige Berechnung der unbekannten Last kann entfallen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den Betriebszustand durch einen Vergleich der geschätzten Last mit zumindest einem Grenzwert zu ermitteln. Insbesondere kann ein Schlagbetrieb und/oder der Leer- laufbetrieb erkannt werden, wenn der geschätzte Parameter und/oder eine Ableitung der geschätzten Last den Grenzwert über- oder unterschreitet.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit einen Lernmodus zur Ermittlung zumindest einer bekannten Last aufweist. Insbesondere kann die Steuer- einheit im Lernmodus konstante Lasten, zeitabhängige Lasten und/oder winkelabhängige Lasten lernen. Die Steuereinheit kann für die Lasten vordefinierte Funktionen aufweisen, die Skalierungsparameter aufweisen. In dem Lernmodus kann die Schlagwerkeinheit ein Drehzahlsignal in einem Zeitbereich und in einem Winkelbereich über bekannte zeitabhängige und winkelabhängige Periodendau- ern von für die Lasten hinterlegten Funktionen mittein und die Skalierungsparameter so einstellen, dass die Summe der bekannten Lasten eine möglichst geringe Abweichung vom Drehzahlsignal ergibt. Bevorzugt kann eine Einlernphase in dem Leerlaufbetrieb erfolgen, in dem der von der Steuereinheit zu erkennende Betriebszustand ausbleibt. Die bekannten Lasten können von der Steuereinheit vorteilhaft ermittelt werden. Sich über die Lebensdauer der Schlagwerkeinheit ändernde Lasten können erneut gelernt werden. Eine Ermittlung der Lasten durch den Benutzer und/oder durch einen Fachmann kann vermieden werden.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit ein Dynamikmodell aufweist, das dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment der Antriebseinheit zu schätzen. Insbesondere kann die Steuereinheit ein Dynamikmodell aufweisen, das dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment des Motors unter Berücksichtigung der Stromaufnahme des Motors zu schätzen. Bevorzugt berücksichtigt das Dynamikmodell ein Massenträgheitsmoment des Motors und/oder die Drehzahl des Motors und/oder eine flussabhängige Motorkonstante und/oder eine Reibungskonstante und/oder einen verketteten Fluss und/oder ein Lastmoment und/oder einen viskosen Reibanteil und/oder einen turbulenten Reibanteil. Das Dynamikmodell kann weitere Einflüsse berücksichtigen, insbesondere auch zeit- und winkelperiodische Einflüsse. Unter einem„Fluss" soll in diesem Zusammenhang ein elekt- romagnetischer Fluss im Motor verstanden werden. Der elektromagnetische

Fluss ist insbesondere abhängig von der Stromaufnahme des Motors sowie von der flussabhängigen Motorkonstante. Die flussabhängige Motorkonstante kann durch eine Kennlinie festgelegt werden. Die Kennlinie kann zum Beispiel mittels eines Finite-Elemente-Modells berechnet werden. Dem Fachmann sind Verfah- ren bekannt, ein Dynamikmodell zur Berechnung eines Antriebsmoments eines

Motors unter Berücksichtigung der Stromaufnahme und der Drehzahl zu ermitteln. Bevorzugt ist das Dynamikmodell dazu vorgesehen, das Lastmoment des Motors und/oder der Antriebseinheit zu schätzen. Bevorzugt ist der Lastbeobachter der Steuereinheit als Luenberger-Beobachter ausgebildet. Unter einem „Luenberger-Beobachter" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein, dem

Fachmann bekannter Lastbeobachter verstanden werden, der einen mit einem Modell des Beobachters geschätzten Wert mit einem tatsächlich gemessenen Wert vergleicht. Die Differenz kann ein Korrekturglied des simulierten Modells bilden. Aus der Differenz des geschätzten Werts mit dem gemessenen Wert kann eine unbekannte Größe geschätzt werden. Unter einer„Größe" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine physikalische Größe verstanden werden. Insbesondere kann das Modell dazu vorgesehen sein, die Drehzahl des Motors unter Berücksichtigung der Stromaufnahme zu schätzen. Der Luenberger- Beobachter kann die geschätzte Drehzahl mit der gemessenen Drehzahl verglei- chen. Ein Korrekturglied für das Lastmoment kann so angepasst werden, dass die Differenz zwischen der geschätzten Drehzahl und der gemessenen Drehzahl minimiert wird. Der Lastbeobachter kann anhand des Korrekturglieds für das Lastmoment das Lastmoment des Motors schätzen. Es können weitere Parameter vorgesehen sein, die bestimmen, wie schnell das Korrekturglied verändert wird. Diese Parameter können vom Fachmann insbesondere abhängig von einem Frequenzspektrum eines zu schätzenden Parameters gewählt werden. Das Lastmoment kann dazu geeignet sein, den Betriebszustand des Schlagwerks zu erkennen. Insbesondere kann das Lastmoment dazu geeignet sein, den Schlagbetrieb zu erkennen. Die Steuereinheit kann das Lastmoment verarbeiten, um den Betriebszustand zu erkennen. Auf Sensoren zum Messen des Lastmoments kann verzichtet werden. Die Schlagwerkeinheit kann besonders robust und/oder kostengünstig sein. Mit dem Dynamikmodell kann das Lastmoment besonders genau geschätzt werden. Dynamische Effekte und/oder Reibeffekte und/oder eine Abhängigkeit der Motorkonstante vom elektromagnetischen Fluss können be- rücksichtigt werden. Bevorzugt kann das Dynamikmodell auf der Recheneinheit der Steuereinheit implementiert sein. Alternativ zum Luenberger-Beobachter kann der Fachmann auch ein anderes, geeignetes Verfahren nutzen, um aus einer Abweichung des mit dem Dynamikmodell geschätzten Parameters von einem gemessenen Parameter eine zu schätzende Größe zu bestimmen, zum Beispiel einen dem Fachmann bekannten Kaiman-Filter.

Weiter wird vorgeschlagen, Modellparameter des Dynamikmodells aus einem Vergleich gemessener und geschätzter Parameter zu ermitteln. Insbesondere können Modellparameter des Dynamikmodells in dem Lernmodus ermittelt wer- den. Der Lernmodus wird bevorzugt in dem Leerlaufbetrieb der Schlagwerkeinheit ausgeführt. Der zu schätzende Parameter, insbesondere das durch den Schlagbetrieb verursachte Lastmoment, kann im Leerlaufbetrieb zumindest weitgehend entfallen. Unter„zumindest weitgehend" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zu schätzenden Parameter weniger als 30%, bevorzugt weniger als 10% ihres Werts im zu erkennenden Betriebszustand annehmen. Eine Differenz des mit dem Dynamikmodell geschätzten Werts zu dem gemessenen Wert, insbesondere von der mit dem Dynamikmodell geschätzten Drehzahl zur gemessenen Drehzahl, kann insbesondere auf fehlerhafte Modellparameter zurückzuführen sein. Dem Fachmann sind verschiedene Ver- fahren bekannt, in einem Lernmodus die Modellparameter so zu verändern, dass die Differenz minimiert wird. Das Dynamikmodell kann Korrekturparameter enthalten, die bewirken, dass die geschätzte Drehzahl gegen die gemessene Drehzahl konvergiert. Es kann vorteilhaft erreicht werden, dass Modellparameter automatisiert ermittelt werden. Veränderungen im Laufe der Lebensdauer der Schlagwerkeinheit können berücksichtigt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den Betriebszustand durch einen Vergleich zumindest eines geschätzten Parameters mit zumindest einem Grenzwert zu ermitteln. Der Betriebszustand kann als digi- tales Signal ausgegeben werden. Insbesondere kann ein Schlagbetrieb erkannt werden, wenn ein geschätzter Parameter einen Grenzwert übersteigt. Der geschätzte Parameter kann insbesondere ein geschätztes Lastmoment sein. Bevorzugt ist der geschätzte Parameter ein durch den Schlagbetrieb verursachtes geschätztes Lastmoment. Bevorzugt können mehrere Betriebszustände mehre- ren Grenzwerten das geschätzten Lastmoments zugeordnet werden. Bevorzugt kann eine Steigung und/oder eine Frequenz einer Amplitude des Lastmoments einem Betriebszustand zugeordnet werden. Insbesondere kann die Steuereinheit beim Auftreten der Frequenz der Amplitude des Lastmoments in einem drehzahlabhängigen Frequenzband im Bereich einer erwarteten Schlagfrequenz des Schlagwerks den Schlagbetrieb erkennen. Unter einer„erwarteten Schlagfrequenz" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schlagfrequenz verstanden werden, die sich bei dem Schlagbetrieb des Schlagwerks aufgrund der Antriebsdrehzahl durch die gegebenen Übersetzungsverhältnisse der Antriebseinheit des Schlagwerks einstellt. Die Steuereinheit kann den Betriebszustand besonders zuverlässig ermitteln. Störende Einflussgrößen können besonders gut eliminiert werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand zu einem Wechsel von dem Leerlaufbetrieb in den Schlagbetrieb zumindest einen Betriebsparameter vorübergehend auf einen

Startwert einzustellen. Unter einem„Wechsel" von dem Leerlaufbetrieb in den Schlagbetrieb soll in diesem Zusammenhang ein Starten des Schlagwerks aus dem Leerlaufbetrieb verstanden werden. Der Wechsel in den Schlagbetrieb kann insbesondere erfolgen, wenn das Schlagwerk vom Leerlaufmodus in den Schlagmodus umgeschaltet wird. Unter einem„Betriebsparameter" soll in diesem

Zusammenhang insbesondere ein durch die Schlagwerkeinheit zum Betrieb des Schlagwerks erzeugter und/oder beeinflusster Parameter verstanden werden, wie eine Antriebsdrehzahl, ein Betriebsdruck oder eine Drosselstellung. Unter einem„Startwert" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein stabiler Be- triebsparameter verstanden werden, der zu einem zuverlässigen Starten des

Schlagwerks geeignet ist. Unter„zuverlässig" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass bei einem Umschalten des Schlagwerks vom Leerlaufmodus in den Schlagmodus in mehr als 90%, bevorzugt mehr als 95%, besonders bevorzugt mehr als 99% der Fälle der Schlagbetrieb einsetzt. Unter„vorübergehend" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein be- grenzter Zeitraum verstanden werden. Insbesondere kann der Zeitraum kürzer als 30 Sekunden, bevorzugt kürzer als 10 Sekunden, besonders bevorzugt kürzer als 5 Sekunden sein. Es kann ein zuverlässiger Start des Schlagbetriebs erreicht werden. Ein Schlagbetrieb mit für einen Schlagwerkstart ungeeigneten Be- triebsparametern kann möglich sein. Für einen Schlagwerkstart ungeeignete Betriebsparameter können als Arbeitswerte zulässig sein. Ein Leerlaufbetrieb mit für einen Schlagwerkstart ungeeigneten Betriebsparametern kann möglich sein. Für einen Schlagwerkstart ungeeignete Betriebsparameter können als Leerlaufwerte zulässig sein. Eine Zuverlässigkeit des Schlagwerks kann erhöht sein. Eine Leis- tungsfähigkeit des Schlagwerks kann erhöht sein. Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand in einem Schlagbetrieb den Betriebsparameter auf einen überkritischen Arbeitswert einzustellen. Die Steuereinheit kann insbesondere dazu vorgesehen sein, einen überkritischen Arbeitswert einzustellen, wenn ein Benutzer einen Arbeitswert an- fordert, der unter gegebenen Bedingungen überkritisch ist. Unter einem„überkritischen" Arbeitswert soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Betriebsparameter verstanden werden, bei dem ein erfolgreicher Übergang von dem Leerlaufbetrieb in den Schlagbetrieb nicht gewährleistet ist. Insbesondere kann bei einem Schlagwerk im Schlagmodus bei einem überkritischen Betriebsparameter der Schlagbetrieb in weniger als 50%, bevorzugt in weniger als 80%, besonders bevorzugt in weniger als 95% der Fälle starten. Ein Zusammenhang zwischen dem Betriebsparameter und einer Schlagamplitude des Schlägers oder eines anderen zur Schlagerzeugung dienenden Bauteils des Schlagwerks kann insbesondere eine Hysterese aufweisen. Ein überkritischer Betriebsparameter kann insbesondere dadurch gekennzeichnet sein, dass er einen Grenzwert über- beziehungsweise unterschreitet, oberhalb oder unterhalb dessen eine Funktion der Schlagamplitude in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter mehrdeutig ist. Ein überkritischer Arbeitswert während eines bereits erfolgreichen Schlagbetriebs kann sich bevorzugt durch einen stabile Fortsetzung des Schlagbetriebs aus- zeichnen. Ein zuverlässiger Schlagwerkstart kann bevorzugt mit einem Startwert erfolgen. Bevorzugt liegt der Startwert in einem Bereich des Betriebsparameters, in dem die Funktion der Amplitude in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter eine eindeutige Lösung aufweist. Eine Leistung des Schlagwerks kann bei dem überkritischen Betriebsparameter erhöht sein. Eine Leistungsfähigkeit einer mit dem Schlagwerk ausgestatteten Werkzeugmaschine kann erhöht sein. Ein Be- trieb des Schlagwerks mit dem überkritischen Betriebsparameter kann zulässig sein. Bevorzugt kann das Schlagwerk im Leerlaufmodus in dem Leerlaufbetrieb mit einem Leerlaufwert betrieben werden, der dem überkritischen Startwert entspricht. Bevorzugt wird der Betriebsparameter zum Start des Schlagwerks vorü- bergehend auf den Startwert gestellt. Das Schlagwerk kann im Schlagbetrieb und im Leerlaufbetrieb mit dem überkritischen Betriebsparameter betrieben werden. Das Schlagwerk kann im Leerlaufbetrieb und im Schlagbetrieb mit dem vom Benutzer gewählten Betriebsparameter betrieben werden. Der Benutzer kann den gewählten Betriebsparameter auch im Leerlaufbetrieb besonders gut erkennen. Es wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparameter eine Drosselkenngröße einer Entlüftungseinheit ist. Unter einer„Drosselkenngröße" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einstellung der Entlüftungseinheit verstanden werden, die einen Strömungswiderstand der Entlüftungseinheit verändert, insbesondere ein Strömungsquerschnitt. Unter einer„Entlüftungseinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Be- und/oder Entlüftungseinheit des Schlagwerks verstanden werden. Die Entlüftungseinheit kann insbesondere zu einem Druck- und/oder Volumenausgleich zumindest eines Raums im Schlagwerk vorgesehen sein. Insbesondere kann die Entlüftungseinheit zu einer Be- und/oder Entlüftung eines Raums in einem den Schläger führenden Führungsrohr in Schlagrichtung vor und/oder hinter dem Schläger vorgesehen sein. Bevorzugt kann der Betriebsparameter eine Drosselstellung der Entlüftungseinheit des in Schlagrichtung vor dem Schläger angeordneten Raums sein. Wird ein Strömungsquerschnitt bei dieser Entlüftungseinheit vergrößert kann eine Entlüftung des Raums vor dem Schläger verbessert werden. Ein Gegendruck entgegen der Schlagrichtung des Schlägers kann vermindert sein. Eine Schlagstärke kann erhöht werden. Wird ein Strömungsquerschnitt bei dieser Entlüftungseinheit reduziert kann eine Entlüftung des Raums vor dem Schläger vermindert werden. Ein Gegendruck entgegen der Schlagrichtung des Schlägers kann erhöht sein. Eine Schlagstärke kann reduziert werden. Insbesondere kann eine Rückhohlbewe- gung des Schlägers entgegen der Schlagrichtung durch den Gegendruck unterstützt werden. Ein Anlaufen des Schlagwerks kann unterstützt werden. Der Betriebsparameter kann ein zuverlässiges Anlaufen des Schlagwerks sicherstellen. Der Betriebsparameter mit reduziertem Strömungsquerschnitt kann ein stabiler Betriebsparameter sein. Er kann als Startwert geeignet sein. Der Betriebspara- meter mit vergrößertem Strömungsquerschnitt kann ein kritischer Betriebsparameter bei erhöhter Leistungsfähigkeit des Schlagwerks sein. Er kann als Arbeitswert geeignet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der

Betriebsparameter eine Schlagfrequenz ist. Unter einer„Schlagfrequenz" soll in diesem Zusammenhang eine gemittelte Frequenz verstanden werden, mit der das Schlagwerk in dem Schlagbetrieb Schlagimpulse erzeugt. Die Schlagfrequenz kann insbesondere abhängig von einer Schlagwerkdrehzahl sein. Unter einer„Schlagwerkdrehzahl" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine

Drehzahl eines Exzentergetriebes verstanden werden, der einen Kolben des Schlagwerks bewegt. Der Kolben kann insbesondere dazu vorgesehen sein, ein Druckpolster zu einer Druckbeaufschlagung des Schlägers zu erzeugen. Der Schläger kann insbesondere durch das durch den Kolben erzeugte Druckpolster mit der Schlagfrequenz bewegt werden. Die Schlagfrequenz und die Schlagwerkdrehzahl stehen bevorzugt in einem direkten Zusammenhang. Insbesondere kann der Betrag der Schlagfrequenz 1/s der Betrag der Schlagwerkdrehzahl U/s sein. Dies ist der Fall, wenn der Schläger einen Schlag je Umdrehung des Exzentergetriebes durchführt. In der Folge werden die Begriffe„Frequenz" und „Drehzahl" daher äquivalent verwendet. Der Fachmann wird bei von diesem Zusammenhang abweichenden Ausbildungen eines Schlagwerks die folgenden Ausführungen entsprechend anpassen. Die Schlagwerkdrehzahl kann von der Steuereinheit besonders einfach eingestellt werden. Eine Schlagwerkdrehzahl kann für einen Bearbeitungsfall besonders geeignet sein. Das Schlagwerk kann bei einer hohen Schlagwerkdrehzahl besonders leistungsfähig sein. Die Antriebseinheit des Schlagwerks kann bei einer höheren Schlagwerkdrehzahl mit einer höheren Drehzahl betrieben werden. Eine von der Antriebseinheit angetriebene Lüftungseinheit kann ebenfalls mit einer höheren Drehzahl betrieben werden. Eine Kühlung des Schlagwerks und/oder der Antriebseinheit durch die Lüf- tungseinheit kann verbessert sein. Eine Funktion der Schlagamplitude des

Schlagwerks kann abhängig von der Schlagwerkdrehzahl sein. Bei einer Drehzahl oberhalb einer Grenzdrehzahl kann die Funktion eine Hysterese aufweisen und mehrdeutig sein. Ein Start des Schlagbetriebs beim Umschalten von dem Leerlaufmodus in den Schlagmodus und/oder ein Neustart des Schlagbetriebs nach einem Unterbruch des Schlagbetriebs kann unzuverlässig und/oder unmög- lieh sein. Eine Schlagwerkdrehzahl unterhalb der Grenzdrehzahl kann als Startwert und/oder Arbeitswert für einen stabilen Schlagbetrieb genutzt werden. Eine Schlagwerkdrehzahl oberhalb der Grenzdrehzahl kann als Arbeitswert für einen kritischen Schlagbetrieb genutzt werden. Oberhalb einer Maximaldrehzahl kann ein Schlagbetrieb unmöglich und/der unzuverlässig sein. Unter„unzuverlässig" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Schlagbetrieb wiederholt und/oder willkürlich ausfällt, insbesondere mindestens alle 5 Minuten, bevorzugt mindestens jede Minute.

Weiter wird ein Betriebswechselsensor vorgeschlagen, der dazu vorgesehen ist, einen Wechsel eines Betriebsmodus zu signalisieren. Insbesondere kann der Betriebswechselsensor der Steuereinheit einen Wechsel vom Leerlaufmodus in den Schlagmodus signalisieren. Der Betriebswechselsensor kann dazu vorgesehen sein, einen Anpressdruck eines Werkzeugs auf ein Werkstück detektieren. Es kann vorteilhaft erkannt werden, wenn der Benutzer einen Bearbeitungsvorgang beginnt. Besonders vorteilhaft kann der Betriebswechselsensor ein Umschalten des Schlagwerks detektieren, insbesondere ein Öffnen und/oder Verschließen von Leerlauföffnungen und von weiteren Öffnungen des Schlagwerks, die für einen Betriebsmoduswechsel vorgesehen sind. Der Betriebswechselsensor kann eine Verlagerung einer Leerlauf- und/oder Steuerhülse detektieren, die zu dem Betriebsmoduswechsel des Schlagwerks vorgesehen ist. Die Steuereinheit kann vorteilhaft erkennen, wenn ein Betriebsmoduswechsel des Schlagwerks stattfindet. Die Steuereinheit kann den Betriebsparameter vorteilhaft verändern, um den Betriebsmoduswechsel zu unterstützen und/oder zu ermöglichen. Der Schlagbetrieb kann zuverlässig gestartet werden.

Weiter wird eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Bohr- und/oder Schlaghammer, mit einer erfindungsgemäßen Schlagwerkeinheit vorgeschlagen. Die Handwerkzeugmaschine kann die beschriebenen Vorteile aufweisen.

Weiter wird eine Steuereinheit einer Schlagwerkeinheit mit den beschriebenen Eigenschaften vorgeschlagen. Eine Schlagwerkeinheit mit der Steuereinheit kann die beschriebenen Vorteile aufweisen. Die Steuereinheit kann bei einer bestehenden Steuereinheit nachrüstbar sein. Weiter wird ein Verfahren mit einer Schlagwerkeinheit mit den beschriebenen Eigenschaften vorgeschlagen. Das Verfahren kann sich besonders dazu eignen, Betriebsparameter zu ermitteln.

Eine bevorzugte Steuereinheit umfasst eine Speichereinheit, in der ein das vorgenannte Verfahren zu dessen Ausführung beschreibendes Programm und/oder Parameter und/oder Werte zur Ausführung des vorgenannten Verfahrens wie- derabrufbar abgelegt werden können, sowie eine Rechnereinheit zur Ausführung der vorgenannten Verfahrens bzw. des vorgenannten Programms.

Zeichnung Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der

Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, 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.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bohr- und Schlaghammers mit einer erfindungsgemäßen Steuereinheit in einem ersten Ausführungsbei- spiel in einem Leerlaufmodus,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Bohr- und Schlaghammers in einem Schlagmodus,

Fig. 3 eine Darstellung eines Ablaufdiagramms der Steuereinheit bei einem Betrieb eines Schlagwerks,

Fig. 4 eine Darstellung eines Ablaufdiagramms der Steuereinheit in einem

Lernmodus,

Fig. 5 eine Darstellung von Parametern, die ein Drehzahlsignal beeinflussen, Fig. 6 eine Darstellung von im Lernmodus gelernten Parametern,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer möglichen Festlegung eines Start- werts, eines Grenzwerts, eines Arbeitswerts und eines Maximalwerts, Fig. 8 eine Darstellung eines Ablaufdiagramms der Steuereinheit der Schlagwerkeinheit bei einem Wechsel zwischen einem Leerlaufmodus und einem Schlagmodus,

Fig. 9 eine Darstellung von Signalspektren eines Bohr- und Schlaghammers in einem zweiten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Betriebszustän- den,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Bohr- und Schlaghammers in einem dritten Ausführungsbeispiel in einem Leerlaufmodus,

Fig. 1 1 eine Darstellung eines Blockschaltbilds eines Lastbeobachters,

Fig. 12 eine Darstellung eines Systems mit dem Lastbeobachter und einer Antriebseinheit,

Fig. 13 eine Darstellung einer Motorkennlinie,

Fig. 14 eine beispielhafte Darstellung eines geschätzten und eines gemessenen Lastmoments,

Fig. 15 eine beispielhafte Darstellung des Verlaufs des gemessenen und des geschätzten Lastmoments und eines Betriebszustands eines Schlagwerks,

Fig. 16 eine schematische Darstellung einer Entlüftungseinheit eines Schlagwerks eines Bohr- und Schlaghammers mit einer Schlagwerkeinheit in einem vierten Ausführungsbeispiel und

Fig. 17 eine weitere schematische Darstellung der Entlüftungseinheit.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 und Figur 2 zeigen einen Bohr- und Schlaghammer 12a mit einer Schlagwerkeinheit 10a und mit einer Steuereinheit 14a, die dazu vorgesehen ist, ein pneumatisches Schlagwerk 16a zu steuern und zu regeln. Die Schlagwerkeinheit 10a enthält einen Motor 36a mit einer Getriebeeinheit 38a, die über ein erstes Zahnrad 40a ein Hammerrohr 42a drehend antreibt und über ein zweites Zahnrad 44a ein Exzentergetriebe 46a antreibt. Das Hammerrohr 42a ist mit einem Werkzeughalter 48a drehfest verbunden, in dem ein Werkzeug 50a eingespannt werden kann. Der Werkzeughalter 48a und das Werkzeug 50a können für einen Bohrbetrieb über das Hammerrohr 42a mit einer drehenden Arbeitsbewegung 52a angetrieben werden. Wird ein Schläger 54a in einem Schlagbetrieb in einer Schlagrichtung 56a in Richtung des Werkzeughalters 48a beschleunigt, übt er bei einem Aufprall auf einen zwischen dem Schläger 54a und dem Werkzeug 50a angeordneten Schlagbolzen 58a einen Schlagimpuls aus, der vom Schlagbolzen 58a an das Werkzeug 50a weitergegeben wird. Das Werkzeug 50a übt durch den Schlagimpuls eine schlagende Arbeitsbewegung 60a aus. Ein Kolben 62a ist ebenfalls beweglich im Hammerrohr 42a auf der der Schlagrichtung 56a abgewandten Seite des Schlägers 54a gelagert. Der Kolben 62a wird über einen Pleuel 64a vom mit einer Schlagwerkdrehzahl 124a (Figur 8) angetriebenen Exzentergetriebe 46a periodisch im Hammerrohr 42a in Schlagrichtung 56a und wieder zurück bewegt. Der Kolben 62a verdichtet ein zwischen dem

Kolben 62a und dem Schläger 54a im Hammerrohr 42a eingeschlossenes Luftpolster 66a. Bei einer Bewegung des Kolbens 62a in Schlagrichtung 56a wird der Schläger 54a in Schlagrichtung 56a beschleunigt. Der Schlagbetrieb kann einsetzen. Durch einen Rückprall am Schlagbolzen 58a und/oder durch einen durch die Rückbewegung des Kolbens 62a entgegen der Schlagrichtung 56a zwischen dem Kolben 62a und dem Schläger 54a entstehenden Unterdruck und/oder durch einen Gegendruck in einem Schlagraum 134a zwischen dem Schläger 54a und dem Schlagbolzen 58a kann der Schläger 54a entgegen der Schlagrichtung 56a zurückbewegt werden und anschließend für einen nächsten Schlagimpuls erneut in Schlagrichtung 56a beschleunigt werden. In einem Bereich zwischen dem Schläger 54a und dem Schlagbolzen 58a sind im Hammerrohr 42a Entlüftungsöffnungen 68a angeordnet, so dass die zwischen Schläger 54a und Schlagbolzen 58a im Schlagraum 134a eingeschlossene Luft entweichen kann. In einem Bereich zwischen dem Schläger 54a und dem Kolben 62a sind im Hammerrohr 42a Leerlauföffnungen 70a angeordnet. Der Werkzeughalter 48a ist in Schlagrichtung 56a verschiebbar gelagert und stützt sich an einer Steuerhülse 72a ab. Ein Federelement 74a übt auf die Steuerhülse 72a eine Kraft in Schlagrichtung 56a aus. In einem Schlagmodus (Figur 2), in dem das Werkzeug 50a von einem Benutzer gegen ein Werkstück gedrückt wird, verschiebt der Werk- zeughalter 48a gegen die Kraft des Federelements 74a die Steuerhülse 72a so, dass sie die Leerlauföffnungen 70a verdeckt. Wird das Werkzeug 50a vom Werkstück abgesetzt, werden der Werkzeughalter 48a und die Steuerhülse 72a durch das Federelement 74a so in Schlagrichtung 56a verschoben, dass Öffnungen 76a der Steuerhülse 72a über den Leerlauföffnungen 70a zu liegen kommen und Durchgänge freigeben. Ein Druck im Luftpolster 66a zwischen Kolben 62a und Schläger 54a kann durch die Leerlauföffnungen 70a entweichen. Der Schläger 54a wird in einem Leerlaufmodus (Figur 1 ) nicht oder nur wenig durch das Luftpolster 66a beschleunigt. In einem Leerlaufbetrieb übt der Schläger 54a keine oder nur geringe Schlagimpulse auf den Schlagbolzen 58a aus. Der Bohr- und Schlaghammer 12a verfügt über ein Handwerkzeugmaschinengehäuse 78a mit einem Handgriff 80a und einem Zusatzhandgriff 82a, an denen er von dem Benutzer geführt wird.

Die Steuereinheit 14a weist einen Lastschätzer 18a auf. Der Lastschätzer 18a ist in die Steuereinheit 14a integriert. Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, einen Betriebszustand des Schlagwerks 16a zu erkennen. Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, zumindest einen Betriebsparameter zu verarbeiten. Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, den Betriebsparameter als Funktion zumindest einer bekannten Last und zumindest einer zu schätzenden Last zu verarbeiten. Der Lastschätzer 18a der Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, mit Hilfe einer gemessenen Motordrehzahl ω des Motors 36a eine unbekannte Antriebslast f L zu schätzen. Die unbekannte Antriebslast f L ist ein auf den Motor 36a wirkendes unbekanntes Lastmoment M L

Ein Gesamtmoment M bezeichnet die Summe aller am Motor 36a angreifenden Momente. M beinhaltet ein Antriebsmoment des Motors A/ M und das unbekannte Lastmoment M L . J ist die Drehträgheit aller mit ω drehenden Teile des Motors 36a, der Getriebeeinheit 38a und des Exzentergetriebes 46a, wobei die Getriebeübersetzungen berücksichtigt . Es gilt dann der Drallsatz:

Das Gesamtmoment M ist die Summe eines Moments M M des Motors 36a sowie von Momenten M Li von auf n Motor 36a wirkenden Lasten:

Die Motordrehzahl ω lässt sich als Funktion der Zeit ω(ί) darstellen, die sich aus einer sich nicht oder nur langsam ändernden Grunddrehzahl ω 0 sowie sich schnell ändernden, hochdynamischen Anteilen f,(t) sowie der gesuchten Antriebslast f L zusammensetzt: Die Funktionen f,(t) beschreiben bekannte Lasten. Diese Gleichung erhält man durch eine Integration des Drallsatzes, die Funktionen f weisen daher nicht die Dimension eines Drehmoments auf und werden daher mit dem Buchstaben f statt M bezeichnet. Dieses Vorgehen ist dem Fachmann bekannt. Die zu schätzende Last kann durch eine Subtraktion der bekannten Größen von der gemessenen Motordrehzahl w(t) ermittelt werden. f M (t) ist dabei die Funktion des Moments M M des Motors 36a:

^ =ω(ί)-ω 0 - ^( - ^( - ^( -- Die bekannten Lastanteile f,-(t) beschreiben insbesondere Drehzahlschwankungen durch variable Getriebeübersetzungen, durch Motorungleichformigkeiten und eine ungleichförmige Spannungsversorgung, z.B. durch eine Motoransteuerung. Es kann zwischen zeitperiodischen Lasten f,(t) und winkelperiodischen Lasten f, (Φ) unterschieden werden. Eine zeitperiodische Last f,(t) kann zum Beispiel eine Spannungsschwankung insbesondere mit doppelter Netzfrequenz einer Stromversorgung des Bohr- und Schlaghammers 12a sein, eine winkelperiodische Last fi (Φ) kann zum Beispiel eine mit einer Drehstellung des Exzentergetriebes 46a wechselnde Übersetzung sein. Der Fachmann wird Lasten, deren Verlauf genau bekannt ist, als Rechenregel auf der Steuereinheit 14a abspeichern.

Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, den Betriebszustand des Schlagwerks 16a zu erkennen. Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm der Steuereinheit 14a bei einem Betrieb des Schlagwerks 16a. Ein Eingang ist die gemessene Motordrehzahl ω. In einem ersten Schritt 94a kann abhängig von einem verwendeten Sensor eine Sensorkompensation erfolgen. Aus der gemessenen Motordrehzahl ω wird in einem weiteren Schritt 96a eine mittlere Drehzahl bestimmt. In einem weiteren Schritt 98a wird eine Differenz der gemessenen Motordrehzahl ω und der mittleren Drehzahl bestimmt. Zeitperiodische Lasten f,(t) werden in einem nächsten Schritt 100a und winkelperiodische Lasten f, (Φ) in einem nächsten Schritt 102a abgezogen. Wahlweise können in einem Schritt 104a aus weiteren

Eingangsgrößen berechnete Einflussgrößen 84a abgezogen werden. Das Ergebnis ist der Verlauf der zu schätzenden Last f L , der in einem weiteren Schritt 106a weiter analysiert und/oder gefiltert werden kann. Insbesondere können Muster, insbesondere eine Periodizität mit einer erwarteten Schlagfrequenz, ver- arbeitet werden. Die geschätzte Last wird als Lastgröße 86a ausgegeben. Der Betriebszustand wird durch einen Vergleich der Lastgröße 86a mit einem Grenzwert ermittelt. Die Steuereinheit 14a kann durch diesen Vergleich den Betriebszustand des Schlagwerks 16a ermitteln, insbesondere den Schlagbetrieb und den Leerlaufbetrieb.

Figur 4 zeigt eine Darstellung eines Ablaufdiagramms der Steuereinheit in einem Lernmodus zur Ermittlung von bekannten Lasten. Die gemessene Motordrehzahl ω wird als Funktion der Zeit t (Zeitbereich) w(t) in Zeitbasis und als Funktion ei- nes Winkels Φ (Winkelbereich) ω(Φ) in Winkelbasis berechnet. In einem Winkelbereich können insbesondere periodische Einflüsse, die von der Drehstellung des Exzentergetriebes 46a und/oder des Motors 36a abhängig sind, erkannt werden. w(t) wird in einem Schritt 108a über eine Periodendauer von f (t) ge- mittelt. Das Ergebnis ist der gelernte Verlauf der bekannten Last f (t). ω(Φ) wird in einem Schritt 1 10a über die Periodendauern Φ 2 νοη ΐ 2 (Φ) und in einem Schritt

1 12a über die Periodendauer Φ 3 von ΐ 3 (Φ) gemittelt. Das Ergebnis sind die gelernten Verläufe der bekannten Lasten ΐ 2 (Φ) und ΐ 3 (Φ). Die Periodendauern auf Winkelbasis Φ sind abhängig von Übersetzungsverhältnissen der diese Lasten verursachenden Einflüsse zur Motordrehzahl ω. Abhängig von der Anzahl win- kelperiodischer und zeitperiodischer bekannter Lastanteile, die berücksichtigt werden, werden diese auf die beschriebene Art aus der gemessenen Motordrehzahl ω ermittelt. Der Fachmann wird die Anzahl der zu lernenden Lasten f, geeignet festlegen. Eine größere Anzahl / ' erhöht die Genauigkeit der Ermittlung der zu schätzenden Last f L , wobei der Aufwand zur Berechnung und zum Festlegen und/oder Lernen der Lasten steigt. Ein Lernen findet vorteilhaft im Leerlaufmodus ohne Einfluss der zu schätzenden Last f L statt. Die Ermittlung der bekannten Lasten f; im Lernmodus wird in den folgenden Figuren 5 und 6 weiter erläutert.

Figur 5 zeigt eine Darstellung von Parametern, die die gemessene Motordrehzahl ω beeinflussen. Die Parameter sind die Lasten f (t), ΐ 2 (Φ) und ΐ 3 (Φ). Im untersten

Diagramm 174a ist der Verlauf der gemessenen Motordrehzahl w(t) im Zeitbereich abgebildet, der den Einfluss von Lasten f, enthält. In den Diagrammen 176a, 178a, 180a sind von unten nach oben Verläufe von zwei winkelperiodischen Lasten ΐ 2 (Φ) und ΐ 3 (Φ) mit unterschiedlicher Periodendauer und einer zeit- periodischen Last f (t) dargestellt. Im obersten Diagramm 182a ist der Verlauf der Grunddrehzahl ω 0 dargestellt. Die Grunddrehzahl ω 0 bleibt über einen längeren Zeitraum unverändert und kann bei einem Wechsel des Betriebsmodus einen neuen Wert annehmen. Die Grunddrehzahl ω 0 entspricht zum Beispiel einem Drehzahlsollwert des Motors 36a für eine gewünschte Schlagfrequenz. Figur 6 zeigt eine Darstellung der Verläufe von im Lernmodus gelernten Parametern. Die gelernten Parameter sind die gelernten Verläufe der Lasten f-i(t), f 2 (<P) und f 3 (<P). Im obersten Diagramm 184a ist die gemessene Motordrehzahl w(t) im Zeitbereich abgebildet. Darunter sind in Diagramm 186a durch eine Mittelung über die Periode t-ι von f-i(t), in Diagramm 188a durch eine Mittelung über die Pe- riode Φ 2 νοη f 2 (<P) und in Diagramm 190a durch eine Mittelung über die Periode

Φ 3 von f 3 (<P) gelernte Verläufe der Lasten f-i(t), f 2 (<P) und f 3 (<P) dargestellt. Im vorliegenden Beispiel ist die Periode Φ 3 νοη f 3 (<P) eine Umdrehung des Motors 36a, und die Periode Φ 2 νοη f 2 (<P) eine Umdrehung des Exzentergetriebes 46a. Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand zu einem Wechsel von dem Leerlaufbetrieb in den Schlagbetrieb zumindest einen Betriebsparameter vorübergehend auf einen Startwert 28a einzustellen. Der Startwert 28a kann insbesondere eine Schlagfrequenz sein, bei der ein zuverlässiger Schlagwerkstart möglich ist. Figur 7 zeigt eine Schlagenergie E in Abhängigkeit von der Frequenz f und einer möglichen Festlegung des Startwerts 28a, einer Grenzfrequenz 128a, einer Arbeitsfrequenz 130a und einer Maximalfrequenz 132a der Schlagfrequenz des Schlagwerks 16a. Unterhalb der Grenzfrequenz 128a findet bei einem

Betriebsmoduswechsel in den Schlagmodus ein zuverlässiger Schlagwerkstart statt. Wird die Schlagfrequenz im Schlagbetrieb ausgehend von einem Wert unterhalb der Grenzfrequenz 128a in den Bereich zwischen der Grenzfrequenz 128a und der Maximalfrequenz 132a erhöht, bleibt das Schlagwerk bei steigender Schlagenergie E im Schlagbetrieb. Ein Wechsel vom Leerlaufbetrieb in den Schlagbetrieb bleibt oberhalb der Grenzfrequenz 128a aus oder findet nur in we- nigen Fällen statt; der Schläger 54a kann ausgehend vom Leerlaufbetrieb der

Bewegung des Kolbens 62a nicht oder kaum folgen. Oberhalb der Maximalfrequenz 132a bricht ein Schlagbetrieb in den meisten Fällen ab. Für den Schlagbetrieb kann eine Arbeitsfrequenz 130a nach erfolgtem Schlagwerkstart eingestellt werden und so die Leistungsfähigkeit des Schlagwerks 16a gegenüber einem Betrieb unterhalb der Grenzfrequenz 128a erhöht werden. Eine Schlagfrequenz oder Schlagwerkdrehzahl 124a oberhalb dieser Maximalfrequenz 132a ist nicht nutzbar. Die Schlagwerkdrehzahl 124a entspricht dabei der Drehzahl des Exzen- tergetriebes 46a und somit der Schlagfrequenz. Optional kann ein Leerlaufwert

90a für den Leerlaufbetrieb festgelegt werden, der vorteilhaft höher als der Startwert 28a und niedriger als die Arbeitsfrequenz 130a ist.

Ein Betriebswechselsensor 34a ist dazu vorgesehen, einen Wechsel des Be- triebsmodus zu signalisieren. Der Betriebswechselsensor 34a übermittelt an die

Steuereinheit 14a ein Signal 92a (Figur 8), wenn die Steuerhülse 72a so verschoben wird, dass die Leerlauföffnungen 70a verschlossen werden und das Schlagwerk 14a vom Leerlaufmodus in den Schlagmodus wechselt. Insbesondere falls eine Schlagfrequenz gewählt ist, die höher ist als ein Startwert 28a, mit dem ein zuverlässiger Schlagwerkstart möglich ist, senkt die Steuereinheit 14a die Schlagfrequenz zunächst auf den Startwert 28a ab. Wird mit Hilfe des Lastschätzers 18a der Wechsel vom Leerlaufbetrieb in den Schlagbetrieb und/oder ein Schlagwerkstart erkannt, stellt die Steuereinheit 14a die Schlagfrequenz auf die gewählte Schlagfrequenz ein. Figur 8 zeigt ein Ablaufdiagramm des Betriebs der Schlagwerkeinheit 10a. Das

Diagramm 166a zeigt das Signal 92a des Betriebswechselsensors 34a, wobei der Wert„1 " den Schlagmodus signalisiert. Das Schlagwerk 16a ist von dem Leerlaufmodus in den Schlagmodus gewechselt, falls der Betriebswechselsensor 34a den Wechsel des Betriebsmodus signalisiert. Das Diagramm 170a zeigt ei- nen Sollwert der der Schlagfrequenz entsprechenden Schlagwerkdrehzahl 124a.

Die Schlagwerkdrehzahl 124a und die Motordrehzahl w(t) werden hier äquivalent verwendet; für konkrete Zahlenwerte muss eine Übersetzung zwischen Motor 36a und Exzentergetriebe 46a berücksichtigt werden. Der Sollwert der Schlagwerkdrehzahl 124a wird bei Erkennen des Schlagmodus auf den Startwert 28a abgesenkt. Das Diagramm 168a zeigt ein Signal 88a des Lastschätzers 18a, wobei der Wert„1 " den Schlagbetrieb signalisiert. Sobald der Schlagbetrieb einsetzt, wird der Sollwert der Schlagwerkdrehzahl 124a auf die der Arbeitsfrequenz 130a entsprechende Schlagwerkdrehzahl 124a angehoben, wobei ein Verzögerungsparameter eine Steigung des Anstiegs bestimmt. Nun wird der Schlagbe- trieb aufrechterhalten, bis der Betriebswechselsensor 34a den Wechsel in den Leerlaufmodus signalisiert. Im untersten Diagramm 172a ist die Motordrehzahl u)(t) dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen weiterer Ausführungsbeispiele beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind anstelle des Buchstabens a des ersten Ausführungsbeispiels die Buchstaben b, c und d den Bezugszeichen der weiteren Ausführungsbeispiele nachgestellt.

Figur 9 zeigt eine Darstellung von Signalspektren eines hier nicht näher darge- stellten Bohr- und Schlaghammers. Der Bohr- und Schlaghammer enthält eine

Schlagwerkeinheit in einem zweiten Ausführungsbeispiel, die sich vom vorangegangenen Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass ein Lastschätzer eine Filtereinheit enthält, die als Bandpassfilter ausgebildet ist. Der Bandpassfilter unterdrückt Anteile eines Drehzahlsignals außerhalb eines bekannten, durch eine Schlagfrequenz angeregten Frequenzbands. Die Schlagfrequenz entspricht einer

Drehzahl eines Exzentergetriebes, welches einen Kolben eines Schlagwerks antreibt. Die Schlagfrequenz regt Schwingungen mit der Schlagfrequenz selbst und/oder Schwingungen mit einem Vielfachen der Schlagfrequenz an. Ein geeignetes Frequenzband, das den Bandpassfilter passieren kann, liegt daher im Be- reich der Schlagfrequenz oder eines Vielfachen der Schlagfrequenz. Die Schlagfrequenz liegt, abhängig von Benutzereinstellungen, in einem Bereich von 15Hz - 70Hz. In Figur 9 ist eine Schlagfrequenz von 40 Hz eingestellt. Diese Frequenz ist im Signalspektrum 156b während eines Schlagbetriebs nicht sichtbar. Deutlich sichtbar ist beim Bohr- und Schlaghammer des zweiten Ausführungsbeispiels im Signalspektrum 156b ein deutliches Maximum 162b mit der fünffachen Schlagfrequenz bei 200Hz. Im Signalspektrum 158b im Leerlaufbetrieb entfällt dieses nahezu vollständig. In diesem Ausführungsbeispiel ist daher eine Mittenfrequenz 164b eines Frequenzgangs 160b des Bandpassfilters auf die 5fache Schlagfrequenz festgelegt. Die Mittenfrequenz 164b wird bei einer Verstellung der Schlag- frequenz, beziehungsweise der Drehzahl des Exzentergetriebes, entsprechend verändert. Das deutliche Maximum 162b bei der fünffachen Schlagfrequenz im Schlagbetrieb ist geeignet, um einen Betriebszustand des Schlagwerks zu ermitteln, insbesondere einen Leerlaufbetrieb und den Schlagbetrieb. Überschreitet ein an einem Ausgang des Bandpassfilters anliegendes, vom Bandpassfilter gefiltertes Signal einen festgelegten Schwellwert, wird der Schlagbetrieb erkannt. Der Fachmann wird den Schwellwert, die Mittenfrequenz 164b und eine Bandbreite des Bandpassfilters in Versuchen geeignet festlegen. Im Ausführungsbeispiel kann der Schwellwert über ein nicht näher dargestelltes Bedienelement eingestellt werden.

Figur 10 zeigt einen Bohr- und Schlaghammer 12c mit einer Schlagwerkeinheit 10c, mit einer Steuereinheit 14c und einem Schlagwerk 16c in einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Schlagwerkeinheit 10c unterscheidet sich dadurch vom ersten Ausführungsbeispiel, dass ein Lastschätzer 18c als Lastbeobachter 20c ausgebildet ist. Der Lastbeobachter 20c weist ein Dynamikmodell auf, das dazu vorgesehen ist, ein Lastmoment M L eines Motors 36c einer Antriebseinheit 30c zu schätzen (Figur 10). Der Lastbeobachter 20c ermittelt das Lastmoment M L aus einer Motordrehzahl ω und einem Motorstrom / ' des Motors 36c der Antriebseinheit 30c (Figur 1 1 ). Figur 12 zeigt ein System mit dem Lastbeobachter 20c und der mit einer Spannung U betriebenen Antriebseinheit 30c. Der Lastbeobachter 20c schätzt mit Hilfe eines Simulationsglieds 122c des Dynamikmodells und des

Korrekturglieds 192c das Lastmoment M L mit Hilfe des Motorstroms / sowie der Motordrehzahl ω. Grundlage des Lastbeobachters 20c ist ein Modell des Motors 36c als Grundlage des Schätzalgorithmus:

J M — = ο(Ψ)/ ' - M L - e- ao - ba> 2

Dabei ist J M das Massenträgheitsmoment des Motors 36c, ω die Motordrehzahl des Motors 36c, c die flussabhängige Motorkonstante, ψ der verkettete Fluss, M L das am Motor 36c angreifende Lastmoment, e ein konstanter Reibanteil, au> ein viskoser Reibanteil und öaj 2 ein turbulenter Reibanteil.

Figur 13 zeigt eine Kennlinie ο(ψ)ί = c(i) einer flussabhängigen Motorkonstante zur Ermittlung des Antriebsmoments M M abhängig vom Motorstrom / ' . Das Antriebsmoment M M ist das Moment, welches ein durch den Motorstrom / ' verur- sachtes Magnetfeld auf den Motor 36c ausübt. Diese Kennlinie kann mit Hilfe eines Finite-Elemente-Modells des Motors 36c oder auf eine andere, dem Fachmann bekannte Art ermittelt werden. Im Fall eines Gleichstrommotors ist die Motorkonstante konstant und nicht von ψ abhängig, so dass sich dieser Zusam- menhang vereinfacht.

Es wird angenommen, dass sich ein Lastmoment M L nur langsam mit der Zeit ändert, das heißt, dass annähernd gilt:

dM L _ Q

dt

Der Lastbeobachter 20c ist als ein, dem Fachmann bekannter Luenberger-

Beobachter ausgebildet, bei dem die vom Simulationsglied 122c des Dynamikmodells geschätzte Motordrehzahl ω des Motors 36c mit der tatsächlichen Drehzahl verglichen wird. In der folgenden Gleichung einer Dynamik des Beobachters, in der der konstante und der turbulente Reibanteil vernachlässigt sind, sind die geschätzten Zustände durch co , M bezeichnet:

ckß

J M — = c( x ¥)i - M L - θώ +Ι^ω -ώ)

dt

dM L Λ

- = \ Ί (co -ω )

dt 2

Ii und l 2 stellen Korrekturglieder 192c des Lastbeobachters 20c dar. Durch eine geeignete Wahl der Koeffizienten und l 2 kann die Beobachterdynamik des Be- obachters beeinflusst werden, das heißt, die Geschwindigkeit, mit der bei einer

Abweichung die geschätzte Motordrehzahl co mit der gemessenen Motordrehzahl ω konvergiert. Der Fachmann wird eine geeignete Beobachterdynamik wählen, um einen Einfluss des Teils des Lastmoments M L , der von einem zu erkennenden Betriebszustand verursacht wird, erkennen zu können. Vorteilhaft ist es, eine Beobachterdynamik zu wählen, die zumindest der Zeitdauer eines Bewegungszyklus eines Kolbens 62c und/oder eines Schlagzyklus eines Schlägers 54c des Schlagwerks 16c entspricht. Das vom Lastbeobachter 20c geschätzte

Lastmoment M L entspricht in diesem Fall einem Mittelwert eines während eines Schlagzyklus am Motor 36c anliegenden Lastmoments M L . Dieser Mittelwert wird maßgeblich durch eine Kolbenbewegung beeinflusst und unterscheidet sich in einem Schlagbetrieb und in einem Leerlaufbetrieb des Schlagwerks 16c deutlich. Techniken zur Ermittlung der Koeffizienten und l 2 zur Auslegung der Beobachterdynamik sind dem Fachmann bekannt. Übersteigt das Lastmoment M L einen Schwellwert, kann ein Schlagbetrieb erkannt werden. Weiter wird von der Steuereinheit 14c ein Verlauf des Lastmoments M L aufgezeichnet. Aus einem langfristigen Trend des Lastmoments M L kann auf einen Servicezustand des Bohr- und Schlaghammers 12c geschlossen werden. Ein Anstieg des mittleren Lastmoments M L , insbesondere im Leerlaufbetrieb, ist ein Hinweis auf sich erhöhende innere Reibung des Bohr- und Schlaghammers 12c. Dies ist ein Hinweis auf Verschmutzung, unzureichende Schmierung oder weitere Verschleißerscheinungen. Eine hier nicht näher dargestellte Serviceleuchte signalisiert einem Benutzer einen empfohlenen Service des Bohr- und Schlaghammers 12c, sobald ein Grenzwert des mittleren Lastmoments M L überschritten wird und/oder das mittlere Lastmoment M L in einem Zeitraum stark ansteigt. Im Ausführungsbeispiel wird ein empfohlener Service signalisiert, falls das mittlere Lastmoment M L im Leerlaufbetrieb um mehr als 50% höher ist als ein Referenzwert.

Figur 14 zeigt beispielhaft den Verlauf des tatsächlichen Lastmoments M L und eines vom Lastbeobachter 20c geschätzten Lastmoments M L . Der Lastbeobachter 20c ist mit Vorteil auf der Steuereinheit 14c implementiert. Das geschätzte Lastmoment M L kann auf der Steuereinheit 14c als Eingangsgröße eines Regelalgorithmus genutzt werden, zum Beispiel zur Regelung des Motors 36c. Im Schlagbetrieb steigt das Lastmoment M L durch einen sich periodisch ändernden Luftdruck einer Luftfeder zwischen dem Schläger 54c und dem Kolben 62c an, so dass der Luftdruck mit Hilfe des Lastmoments M L abgeschätzt werden kann. Ein Regelalgorithmus des Motors 36c kann so den Luftdruck der Luftfeder berücksichtigen. Die Periode entspricht der Schlagfrequenz und der Drehzahl eines Exzentergetriebes 46c. Eine Messung des Lastmoments M L kann entfallen. Vorteilhaft ist der Lastbeobachter 20c zur Berechnung auf einem digitalen Signalprozessor der Steuereinheit 14c in zeitdiskreter Form implementiert. Die Transformation der Gleichungen erfolgt durch eine, dem Fachmann bekannte Tustin-Approximation (bilineare Approximation). Der Betriebszustand wird durch einen Vergleich der geschätzten Last mit zumindest einem Grenzwert 26c ermittelt. Figur 15 zeigt im oberen Diagramm 1 14c einen Verlauf des Lastmoments M L , im mittleren Diagramm 1 16c einen Verlauf des vom Lastbeobachter 20c geschätzten Lastmoments M L und im unteren Diagramm 1 18c ein den Betriebszustand repräsentierendes Signal 92c, wobei ein Wert von„1 " dem Betriebszustand„Schlagbetrieb" und ein Wert von„0" dem Betriebszustand„Leerlaufbetrieb" entspricht. Die Beobachterdynamik ist so gewählt, dass das geschätzte Lastmoment M L während der Zeitdauer eines Schlagzyklus konvergiert, so dass das geschätzte Lastmoment M L einem geglätteten geschätzten Lastmoment M L entspricht. Der Grenzwert 26c wird so gelegt, dass bei einem Vergleich des geschätzten Lastmoments M L mit dem Grenzwert 26c das geschätzte Lastmoment M L im Schlagbetrieb größer als der Grenzwert 26c, im Leerlaufbetrieb kleiner als der Grenzwert 26c ist. Im Beispiel beträgt der Grenz- wert 26c die Hälfte des mittleren geschätzten Lastmoments M L im Schlagbetrieb. Durch die Glättung des geschätzten Lastmoments M L aufgrund der gewählten Beobachterdynamik bleibt das geschätzte Lastmoment M L während des

Schlagbetriebs dauerhaft oberhalb des Grenzwerts 26c. Die Steuereinheit 14c enthält weiter eine Sicherheitsschaltung, die bei Überschreitung eines Maximal- werts 126c des geschätzten Lastmoments M L die Antriebseinheit 30c des

Schlagwerks 16c wegen Überlast abschaltet.

Figur 16 und Figur 17 zeigen eine Schlagwerkeinheit 10d für einen Bohr- und Schlaghammer 12d in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Schlagwerkein- heit 10d unterscheidet sich von der vorhergehenden Schlagwerkeinheit dahingehend, dass ein von einer Steuereinheit 14d festgelegter Betriebsparameter eine Drosselkenngröße einer Entlüftungseinheit 32d ist. Ein Schlagraum in einem Hammerrohr 42d wird von einem Schlagbolzen und einem Schläger begrenzt. Die Entlüftungseinheit 32d weist im Hammerrohr 42d Entlüftungsöffnungen zur Entlüftung des Schlagraums auf. Die Entlüftungseinheit 32d dient zu einem

Druckausgleich des Schlagraums mit einer Umgebung eines Schlagwerks 16d. Die Entlüftungseinheit 32d weist eine Einstelleinheit 136d auf. Die Einstelleinheit 136d ist dazu vorgesehen, eine Entlüftung des in einer Schlagrichtung 56d vor dem Schläger angeordneten Schlagraums während eines Schlagvorgangs zu beeinflussen. Das Hammerrohr 42d des Schlagwerks 16d ist in einem Getriebegehäuse 138d des Bohr- und Schlaghammers 12d gelagert. Das Getriebegehäu- se 138d weist sternförmig angeordnete, einer Außenseite des Hammerrohrs 42d zugewandte Rippen 140d auf. Zwischen Hammerrohr 42d und Getriebegehäuse 138d ist in einem einem Exzentergetriebe zugewandten Endbereich 144d eine Lagerbuchse 142d eingepresst, die das Hammerrohr 42d am Getriebegehäuse 138d lagert. Die Lagerbuchse 142d bildet mit den Rippen 140d des Getriebege- häuses 138d Luftkanäle 146d, die mit den Entlüftungsöffnungen im Hammerrohr

42d in Verbindung stehen. Die Luftkanäle 146d bilden einen Teil der Entlüftungseinheit 32d. Der Schlagraum ist über die Luftkanäle 146d mit einem gegen die Schlagrichtung 56d hinter dem Hammerrohr 42d angeordneten Getrieberaum 148d verbunden. Die Luftkanäle 146d bilden Drosselstellen 150d, die einen Strömungsquerschnitt der Verbindung des Schlagraums mit dem Getrieberaum

148d beeinflussen. Die Einstelleinheit 136d ist dazu vorgesehen, den Strömungsquerschnitt der Drosselstellen 150d einzustellen. Die Drosselstellen 150d bildenden Luftkanäle 146d bilden einen Übergang zwischen dem Schlagraum und dem Getrieberaum 148d. Ein Einstellring 194d weist sternförmig angeordne- te, nach innen gerichtete Ventilfortsätze 154d auf. Abhängig von einer Drehstellung des Einstellrings 194d können die Ventilfortsätze 154d die Luftkanäle 46d ganz oder teilweise überdecken. Durch Verstellen des Einstellrings 194d kann der Strömungsquerschnitt eingestellt werden. Die Steuereinheit 14d verstellt den Einstellring 194d der Einstelleinheit 136d durch Drehen des Einstellrings 194d mit Hilfe eines Servoantriebs 120d. Wird die Entlüftungseinheit 32d teilweise geschlossen, kann der bei einer Bewegung des Schlägers in Schlagrichtung 56d entstehende Druck im Schlagraum nur langsam entweichen. Es bildet sich ein gegen die Bewegung des Schlägers in Schlagrichtung 56d gerichteter Gegendruck. Dieser Gegendruck unterstützt eine Rückholbewegung des Schlägers entgegen der Schlagrichtung 56d und damit einen Schlagwerkstart. Ist für die

Schlagwerkdrehzahl ein überkritischer Arbeitswert gewählt, bei dem bei geöffneter Entlüftungseinheit 32d kein zuverlässiger Schlagwerkstart möglich ist, schließt die Steuereinheit 14d zu einem Wechsel von dem Leerlaufbetrieb in den Schlagbetrieb die Entlüftungseinheit 32d teilweise. Durch den Gegendruck im Schlag- räum wird der Start des Schlagbetriebs unterstützt. Nach erfolgtem Schlagwerk- start öffnet die Steuereinheit 14d die Entlüftungseinheit 32d wieder. Die Steuereinheit 14d kann den Betriebsparameter der Drosselkenngröße der Entlüftungseinheit 32d auch zu einer Leistungsregulierung nutzen.