So werden Bohrhämmer noch smarter
Ein Bohrhammer und ein Bergsteiger haben etwas gemeinsam: Ihre Leistung verändert sich, wenn die Luft dünn wird. „In Höhenlagen, also bei dünner Luft, muss man einen Hammer langsamer laufen lassen“, erklärt Achim Düsselberg, Entwicklungsingenieur bei Bosch Power Tools in Leinfelden-Echterdingen. „Je nach Höhe ist beim Übergang vom Leer- in den sogenannten Lastlauf eine andere Schlagzahl nötig.“ Heißt: Wer in China oder Mexiko einen Bohrhammer benutzt, hat andere Bedürfnisse als ein Nutzer in Deutschland.
Eine von vielen Herausforderungen bei der Entwicklung neuer Geräte, die ein bereichsübergreifendes Team mit Kollegen von Bosch Power Tools und Bosch Research annahm – mit buchstäblich durchschlagendem Erfolg. 2021 kommt eine Serie mit smarten Bohrhämmern auf den Markt, die ihre Anforderungen selbst erkennen.
Mit Rapid Prototyping zum smarten Bohrhammer
Das zeigt, dass sich ein langer Atem nicht nur bei Bergsteigern auszahlt. Denn die Zusammenarbeit begann bereits vor etwa neun Jahren. Die Idee des Teams: Ein Bohrhammer, der sich eigenständig an seine Umgebung anpasst. Christian Bertsch von Bosch Research beschäftigt sich unter anderem mit virtuellen Prototypen. Er und seine Kollegen nutzten bei den Tests für den smarten Bohrhammer ein Vorgehen, das im Automotive-Bereich schon verbreitet ist, für Power Tools damals aber noch Neuland war: die Simulation von elektronischen Funktionen am Computer. „Wir haben den Vorteil, dass Bosch Research mit verschiedenen Geschäftsbereichen zusammenarbeitet“, sagt Power Tools-Mitarbeiter und Softwareingenieur Hagen Keinath. „So konnten wir mit den Forscher-Kollegen die Softwarefunktionen aus dem Automobilbereich auf Power Tools übertragen.“
Bei der Simulation erkannte das Team, wo beim Bohrhammer nachgebessert werden konnte. „Wir wollen den Kunden die Arbeit so leicht wie möglich machen“, sagt Steffen Tiede, Business Owner bei Power Tools. „Dabei sind Gewichtskontrolle und Leistung ebenso wichtige Aspekte wie ein reibungsloser Start an der Wand.“
7 Sensorkonzepte
wurden in der Entwicklung des smarten Bohrhammers geprüft
Für die Entwicklung der smarten Bohrhämmer passten die Forscher das sogenannte Rapid Prototyping System aus dem Automotive-Bereich an die Bedürfnisse von Power Tools an. Dafür wurde ein Test-Hammer mit dem Protoyping System verbunden, um die verschiedenen Softwarefunktionen sofort am Werkzeug testen zu können. „Um einen Hammer schlau zu machen, braucht man Sensorik und Algorithmen“, erklärt Christian Bertsch. „Wir haben für die Tests sieben Sensorkonzepte angeschaut und auch geprüft, ob sie den Anforderungen auf dem Bau standhalten.“
Adaptive Speed Control
Zu Beginn der Zusammenarbeit stattete das Team vor allem netzbetriebene Bohrhämmer mit Sensoren aus. Die neue Serie ist bereits kabellos. „Mit den Sensoren erkennt der Hammer unter anderem selbst, welche Schlagzahl nötig ist. Dadurch verschwendet er zum einen keine unnötige Energie im Leerlauf“, sagt Ingenieur Steffen Tiede, „und die Handhabung für den Verwender ist angenehmer.“ Er bekomme beim Ansetzen an der Mauer zum Beispiel keinen Rückschlag vom Gerät. Dank der Sensorik erkennt der Hammer nämlich auch, ob er sich schon an der Wand befindet oder nicht. Die Technologie nennt sich Adaptive Speed Control. Das ermöglicht ein besseres Anlaufverhalten, sodass der Anwender das Schlagwerk besser beherrschen kann
Noch leichter mit der Smartphone-App
„Bosch Research hat sogar zeitweise ein Bohrhammer-Labor eingerichtet“, erzählt Hagen Keinath, der die sensorbasierten Funktionen in den Elektrowerkzeugen umgesetzt hat. „An einem Zwei-Tonnen-Betonblock wurden neue Funktionen dann vor Ort gemeinsam getestet.“ Inzwischen hat das Team gemeinsam 17 Patente angemeldet, darunter die Kombination verschiedener Funktionen mit einem Sensor oder die Anpassung der Parameter per Smartphone-App – ein weiteres Feature, das Nutzern die Arbeit mit dem Hammer erleichtern soll. Das Gerät lässt sich mit einer App verbinden, sodass Verwender unter anderem schon im Vorfeld einstellen können, in welchem Arbeitsmodus der Hammer laufen soll.
