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WO2008148375A1 - Control device for a hand-held power tool - Google Patents

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Publication number
WO2008148375A1
WO2008148375A1 PCT/DE2008/000919 DE2008000919W WO2008148375A1 WO 2008148375 A1 WO2008148375 A1 WO 2008148375A1 DE 2008000919 W DE2008000919 W DE 2008000919W WO 2008148375 A1 WO2008148375 A1 WO 2008148375A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
operating
electric motor
interval
control device
Prior art date
Application number
PCT/DE2008/000919
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Silvia Rottmerhusen
Original Assignee
Metabowerke Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metabowerke Gmbh filed Critical Metabowerke Gmbh
Publication of WO2008148375A1 publication Critical patent/WO2008148375A1/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket

Definitions

  • the invention relates to a control device for an electric hand tool, according to claim 1.
  • Electric hand tools such as drills, screwdrivers are mainly equipped with an electronic speed control, which are usually operated via an operating element of the operating switch. If necessary, this equipment should be used for an interval-like, jolting turning behavior of the electric hand tool. For such applications, some solutions are already known.
  • DE 44 16 483 81 describes an apparatus and a method for preventing centrifugal and ejection forces in electric power-operated screwdriving tools, in which controls are effective, which lead in time to interruptions of the machine revolutions, this measure being due to power interruptions in a mechanical way , or by the use of controls, which are known from electrical engineering or electronics, can take place. Detailed embodiments are not apparent from this document.
  • DE 199 54 931 A1 describes a circuit device for an electric hand tool whose motor is electrically switchable between two modes, in the first mode, the tool spindle is driven with a continuous torque, and in the second mode with a pulsating torque, with the actuator 4 of the switch at each actuation during the operating phase reverses the engine from the current mode to the other mode.
  • the main switch with a potentiometer 6 should preferably be used as a switch to Changing the operating mode are used, and if each time with appropriate operation of the actuator 4 of the main switch 3 via the potentiometer 6, the speed zero or a very low speed is specified, the control unit 7 changes from the current mode to the other mode.
  • control unit 7 is connected by means of a detection line 9 to the current path between the main switch 3 and the triac 2.
  • EP 0 723 333 B1 describes a method for controlling an electric motor in hand-held power tools.
  • the electric motor 1 is thus subjected in a first operating mode to variable pulses 11, 11 ', 20 of an electrical voltage U such that the rotor of the electric motor 1 moves continuously at an adjustable rotational speed ni, n 2 , and the electric motor 1 is in a second interval-like mode switchable, wherein in the second mode at least parts of at least individual pulses 11, 11 ', 20 by superimposing a pulse pause 12, 12', 22 are blanked with a zero voltage such that the rotor of the electric motor 1 jerk or jerky movement, and the fading of the pulses 11, 11 ', 20 can be triggered manually controllable by the user by the electric motor 1 for the interval-like operation is mechanically switchable, or the fading of the pulses 11, 11', 20 is exceeded a preset limit of a certain torque of the control triggered automatically.
  • EP 1 034 615 Bl describes a control for a commutator motor 1 which is used for an electric hand tool.
  • the speed control electronics is designed so that the commutator motor is operable in a first operation with variable steady speed, and in a second operation with variable steady and temporarily in an interval-like jerking speed, this is the phase control 3, a first and a second control device 4, 5th for a first and a second gate a ', b', c ', d' associated with the half-waves of an alternating voltage, in the second operation of the commutator motor 1 without switching a steady as well as a jerking rotational behavior of the commutator motor is achieved by a raster moderate permanent division the half-waves of the AC voltage in first and second area sections 7, 8 at a fixed set gate height 9 of the half-waves in the second area sections 8, wherein the gate of the half-waves with the first control device 4 in the first and in the second Sternabsc cut 7.8 of the maximum gate up
  • DE 196 09 986 A1 describes a method for operating an electric motor 1 in an electric hand tool.
  • the manually switched on and off electric motor is operated during the operating phase 17 with a first variable preset speed until reaching a preset limit torque, and upon reaching the limit torque of the electric motor 1 is switched in a further operating phase, which lasts until the electric motor is turned off, wherein in the further operating phase, a Nachcardmoment 20 which is interrupted by torque pauses 19 periodically, is exerted by the electric motor.
  • FIG. 2 shows a diagram of the motor current during operation of the electric hand tool. From this diagram and the description it can be seen that in the first area of the diagram with the reference numerals 16, 17 the electric motor is operated with standard variable adjustable speeds and torques, and in the other areas of the diagram with the reference numbers 19, 20, the electric motor is operated with a continuous interval-like jerking rotational behavior, wherein in the region 18 of the electric motor is switched from one mode to the other mode of operation.
  • the invention has for its object to provide a control device for a power hand tool, whereby an interval-like jerking and / or a variable continuous rotational movement of the power tool on the one hand by the user via the operating element of the operating switch can be determined during operation, or on the other hand, an automatic switching of the one Operating mode in the other mode during operation is feasible, during the interval operation, the transmission of the electric hand tool should always be biased.
  • control device for an electric hand tool is that the electric motor is associated with a control device, whereby the user via the operating element of the operating switch during operation can determine when a variable interval-like jerking rotational movement of the power tool is to take place, and when a variable continuous continuous rotary motion is desired.
  • Another advantage is that an automatic switchover from one operating mode to the other operating mode can take place during the screwing operation.
  • these options can be used to screw in variable speed wood screws, and if the screw head is about to stop, the operator can switch to a jerking rotary motion of the power tool via the operating switch control, or switch automatically a program of the controller of the control electronics, whereby a controlled flushing screws is possible.
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement for controlling an electrical hand tool equipped with a commutator motor
  • FIG. 2 shows a circuit arrangement for controlling an electric hand tool equipped with a brushless electric motor
  • FIG. 3 to 5 are graphical representations of the voltage of the currents in the electric motor during a variable interval-like operation of the electric hand tool
  • Fig. 6 is a graph showing the current flow in the electric motor during a steady screwing, and by an automatic switching the voltage during an interval-like screwing
  • Fig. 1 shows a circuit arrangement in which an electronic circuit breaker 1 (here a transistor for DC operation) is connected in series with a commutator motor 2.
  • the electronic circuit breaker may also be a triac for AC operation.
  • the commutator motor is connected or disconnected via a switching element 3 to a power source 4. This switching element is located in an operating switch 5.
  • the operating element 6 of the operating switch 5 is associated with the switching element 3 and a potentiometer 7.
  • the electronic circuit breaker 1 is controlled by a control electronics 8, and the terminals 9 of the integrated in the operating switch 5 potentiometer 7 lead to this control electronics.
  • the drive electronics 8 includes a pulse width modulator for DC operation or a phase control for the AC operation, the rotor of the commutator motor 2 brushes are assigned.
  • the electric motor of the electric hand tool can also be designed brushless, in which case the control electronics 8 is assigned a bridge circuit.
  • Fig. 2 shows such a circuit arrangement.
  • the winding strands of the electric motor are each connected at one end to a transistor-equipped half-bridge 10 and connected to the other end in star, and the transistors, the control electronics 8 is assigned, in which case the terminals 9 of the potentiometer 7 of the operating switch 5 to the control electronics to lead.
  • the control electronics 8 preferably includes a controller with a corresponding program for the control of the circuit breaker.
  • the control electronics 8 is associated with a release device 11 for determining the operating mode of the electric hand tool, wherein the release device 11 includes a control device, whereby the user can determine whether a standard variable continuous rotational behavior of the power tool is desired, or whether an interval-like jolting rotational behavior should take place.
  • a standard variable, continuous rotational behavior of the power tool is achieved via the control element 6 of the operating switch 5 in a known manner.
  • a switchover from a mode of operation with variable, continuous rotational behavior to an operating mode with intermittent jerking rotational behavior of the electric motor is released, and it can switch over the operating element 6 of the operating switch 5 between a variable, continuous and an interval-like Rotational behavior of the power tool can be selected such that on the one hand during a work operation with the electric hand tool at _Q_
  • the above-described mode of operation of the electric hand tool is repeated again by means of the program of the controller of the control electronics 8.
  • This mode of operation can also be carried out in a reverse manner by starting an interval-like jerking rotational behavior of the power tool during an activation of the release device 11, and upon a return of the operating element 6 of the operation switch 5, the program of the controller to a variable, continuous Switching rotational behavior of the power tool.
  • the controller of the control electronics 8 may include such a program, whereby an automatic switchover from a variable continuous rotational behavior to a variable interval-like rotational behavior of the electric motor can take place.
  • the operating device of the release device 11 may preferably be provided with a special adjustment device, with which all operating programs of the controller are provided. can be chosen and predetermined, and with what the
  • Length of the intervals of the jolting rotational behavior of the power tool is adjustable.
  • Such an adjustment device can be, for example, a potentiometer with a raster setting which is evaluated by the controller.
  • the intermittent jerking rotational behavior of the power tool is brought about by a periodic shutdown of the voltage in the electric motor of the electric hand tool, in that the supply voltage of the electric motor is divided into periodically repeating intervals by means of the control program of the controller.
  • FIGS. 3 to 5 show graphs of the periodically lowered voltage in the electric motor during an interval-like jerking operation of the power tool.
  • a standard variable continuous speed control is not shown in Figs. 3 to 5.
  • 3 shows the course of different voltage curves.
  • the operating element 6 of the operating switch 5 is pulled through about one third, and the voltage is steeply lowered here after the first third of the width of a period in the first region 14 of the lowering curve, and in the further course in the second region 15 of the lowering curve until the beginning 16 of a next period further lowered flat.
  • the lowering of the voltage in the second region 15 of the lowering curve is advantageously so far that the rotational speed of the electric motor is greatly lowered under applied load or the rotor comes to a stop.
  • the operating element 6 of the operating switch 5 is pulled through about two-thirds, and the voltage is here already after about the first quarter of the width of a period in the first region 14 of Lowering curve steeply lowered, and in the further course, the lowering of the voltage in the second region 15 of the lowering curve up to the beginning 16 of the next period at the same level as in the first voltage curve 13 follow.
  • the operating element 6 of the operating switch 5 is completely pulled through, and the voltage is here already steeply lowered approximately after the first fifth of the width of a period in the first region 14 of the lowering curve, and in the further course the lowering can also take place here the voltage in the second region 15 of the lowering curve to the beginning 16 of the next period at the same level as in the first and the second voltage curve 13, 17 take place.
  • the magnitude of the voltage drop in the second region 15 of the dip curve to the beginning 16 of the next period may also be coupled in proportion to the increase in voltage at the beginning of a period.
  • Fig. 4 shows such a lowering of the voltage in the second area 15 of the lowering curve 13, 17, 18.
  • the lowering threshold is raised in the lowering area 19 up to the beginning 16 of a next period with the increase of the voltage at the beginning of a period.
  • the voltage in the electric motor periodically decreases the earlier the higher the voltage determined by the operating element 6 of the operating switch 5, and this initiation of the lowering of the voltage within a respective period is slipping to the Set value of the potentiometer 7 coupled, which is determined by the control element 6.
  • Fig. 5 shows such a graph.
  • the voltage is also reduced in each case within a period in corresponding areas, wherein the width of the voltage peak 20 of the respective voltage curves 13, 17, 18 within a period with the increase of the voltage is constant.
  • a steep lowering of the voltage takes place here as well, and in the second region 15, the depression slows steadily, with the voltage running flat until the beginning 16 of a next period at a predeterminable variable voltage level.
  • the reduction of the voltage in the sinking region 19 up to the beginning of a next period can here also be coupled proportionally to the increase of the voltage at the beginning of a period. At the beginning 16 of each period there is a steep increase in the voltage.
  • three portions of a period are thus preferably provided, wherein in the first portion a portion of a respective period, the voltage with the operating element 6 of the operating switch 5 is variably adjustable, and in the second portion b a respective period, the voltage is steeply lowered, wherein the lowering of the voltage to the end of the region portion b slows down, and in the third area portion c of each period, the lowering of the voltage until the beginning of a next period is flat at the level of a predetermined remaining voltage.
  • the lowering of the voltage preferably takes place with a program of the controller of the control electronics 8.
  • the initiation of an interval-like jerking rotational movement of the power tool can also be carried out by automatic control.
  • Fig. 6 shows a graphical representation of such automatic switching from a variable continuous to a variable interval-like rotational movement of the electric motor.
  • the first part of the graph shows a current curve.
  • the current curve is determined during the activation of the release device 11 on the electric motor, and evaluated by the controller of the control electronics 8.
  • area 21 of the graphic for example, a wood screw with a variable steady speed is screwed.
  • the current curve rises steeply at the beginning 22 of the screwing operation, and during the screwing operation, the current curve in a section region 23 increases accordingly until the screw head comes into contact. If the screw head has now reached the material to be screwed on, the current curve rises sharply in a further section region 24.
  • This current increase which takes place after the path of a slight increase in the current curve during the screwing, is evaluated by the controller, at the beginning of the steep current increase 25 a program is activated, which initiates the intermittent jerking rotary motion of the power tool.
  • the second part of the graph shows a voltage curve of the interval control.
  • the beginning of the interval operation is carried out with the same voltage level as when screwing when the operating element 6 of the operating switch 5 is maintained in the same position, with the operating element 6 of the Operation switch 5, the voltage level in the first range section a of the periodic voltage reduction is variably adjustable, and thus the interval operation can be variably controlled, and therefore the interval operation is flexibly operable.
  • the voltage reduction curve of Fig. 3,4,5 causes in particular a smooth leakage of the torque of the electric motor to a low torque, whereby the transmission always remains biased in the predetermined direction of rotation, and the gearbox of the electric hand tool is thus in the interval before operation Knocking protected.
  • the voltage reduction curve of Fig. 3,4,5 causes in particular a smooth leakage of the torque of the electric motor to a low torque, whereby the transmission always remains biased in the predetermined direction of rotation, and the gearbox of the electric hand tool is thus in the interval before operation Knocking protected.
  • the control program of the controller for the electronic circuit breaker 1 can be designed so that upon activation of the release device 11, the operation of the program is carried out in the reverse manner.
  • the release device 11 may also include a shift position, whereby the interval operation can be activated directly.
  • Voltage in the electric motor and the beginning of a steep lowering of the voltage within a periodic section via the operating device of the release device 11 be adjustable, and thus an influence of an interval-like jerking rotational behavior of the power tool can be achieved in the effect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

The invention relates to a control device for a hand-held power tool, comprising control electronics (8) that are associated with the electric motor (2), the control electronics (8) being associated with a release device (11). When the release device (11) is not activated, a variable continuous rotational behavior of the power tool can be achieved via the actuator element (6) of the duty switch (5) of the hand-held electric power tool. When the release device (11) is activated, the voltage in the electric motor (2) is periodically reduced so that an intermittent jerking rotational behavior is achieved.

Description

Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug Control device for an electric hand tool
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug, gemäß dem Patentanspruch 1.The invention relates to a control device for an electric hand tool, according to claim 1.
Elektrohandwerkzeuge wie Bohrmaschinen, Schraubmaschinen sind vorwiegend mit einer elektronischen Drehzahlsteuerung ausgestattet, die in der Regel über ein Bedienungselement des Betriebsschalters betätigt werden. Diese Ausstattung soll bei Bedarf für ein intervallartiges ruckendes Drehverhalten des Elektrohandwerkzeugs genutzt werden. Für solche Anwendungsfälle sind bereits einige Lösungen bekannt.Electric hand tools such as drills, screwdrivers are mainly equipped with an electronic speed control, which are usually operated via an operating element of the operating switch. If necessary, this equipment should be used for an interval-like, jolting turning behavior of the electric hand tool. For such applications, some solutions are already known.
DE 44 16 483 81 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfah- ren zur Verhinderung von Flieh- und Auswurfkräften bei mit elektrischer Energie betriebenen Schraubwerkzeugen, bei denen Steuerungen wirksam werden, die im Takt zu Unterbrechungen der Maschinenumdrehungen führen, wobei diese Maßnahme durch Stromunterbrechungen auf mechanische Art, oder durch den Einsatz von Steuerungen, die man aus der Elektrotechnik bzw. der Elektronik kennt, erfolgen kann. Detaillierte Ausführungsbeispiele sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.DE 44 16 483 81 describes an apparatus and a method for preventing centrifugal and ejection forces in electric power-operated screwdriving tools, in which controls are effective, which lead in time to interruptions of the machine revolutions, this measure being due to power interruptions in a mechanical way , or by the use of controls, which are known from electrical engineering or electronics, can take place. Detailed embodiments are not apparent from this document.
DE 199 54 931 Al beschreibt eine Schaltungseinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug, dessen Motor zwischen zwei Betriebsarten elektrisch umschaltbar ist, in deren erster Betriebsart die Werkzeugspindel mit einem kontinuierlichen Drehmoment, und in deren zweiter Betriebsart mit einem pul- sierenden Drehmoment angetrieben ist, wobei mit dem Betätigungsglied 4 des Umschalters bei jeder Betätigung während der Betriebsphase den Motor von der momentanen Betriebsart in die andere Betriebsart umsteuert. Der Hauptschalter mit einem Potentiometer 6 soll bevorzugt als Umschalter zum Wechsel der Betriebsart genutzt werden, und wenn jedesmal bei entsprechender Betätigung des Betätigungsgliedes 4 des Hauptschalters 3 über das Potentiometer 6 die Drehzahl Null oder eine sehr geringe Drehzahl vorgegeben wird, wechselt die Steuereinheit 7 von der momentanen Betriebsart in die andere Betriebsart. Gleiches soll auch durch Abfrage der Netzspannung erfolgen, und alternativ hierzu ist die Steuereinheit 7 mittels einer Abfrageleitung 9 mit dem Strompfad zwischen dem Hauptschalter 3 und dem Triac 2 verbun- den. Bei den aufgeführten Lösungen wird in jeder Ausschaltstellung des Hauptschalters 3 von der eingestellten Betriebsart in die andere Betriebsart gewechselt.DE 199 54 931 A1 describes a circuit device for an electric hand tool whose motor is electrically switchable between two modes, in the first mode, the tool spindle is driven with a continuous torque, and in the second mode with a pulsating torque, with the actuator 4 of the switch at each actuation during the operating phase reverses the engine from the current mode to the other mode. The main switch with a potentiometer 6 should preferably be used as a switch to Changing the operating mode are used, and if each time with appropriate operation of the actuator 4 of the main switch 3 via the potentiometer 6, the speed zero or a very low speed is specified, the control unit 7 changes from the current mode to the other mode. The same should also be done by querying the mains voltage, and alternatively the control unit 7 is connected by means of a detection line 9 to the current path between the main switch 3 and the triac 2. In the solutions listed in each switch-off position of the main switch 3 is changed from the set mode to the other mode.
EP 0 723 333 Bl beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromotors in handgeführten Elektrowerkzeugen. Der Elektromotor 1 wird derart in einer ersten Betriebsart mit veränderbaren Pulsen 11, 11' , 20 einer elektrischen Spannung U beaufschlagt, daß sich der Rotor des Elektromotors 1 mit einer einstellbaren Drehzahl ni, n2 kontinuierlich be- wegt, und der Elektromotor 1 ist in eine zweite intervallartige Betriebsart umschaltbar, wobei in der zweiten Betriebsart wenigstens Teile von wenigstens einzelnen Pulsen 11, 11', 20 durch Überlagerung einer Pulspause 12, 12', 22 mit einer Nullspannung derart ausgeblendet werden, daß sich der Rotor des Elektromotors 1 ruck- bzw. stoßartig bewegt, und das Ausblenden der Pulse 11, 11' , 20 kann durch den Benutzer manuell steuerbar ausgelöst werden, indem der Elektromotor 1 für den intervallartigen Betrieb mechanisch umschaltbar ist, oder das Ausblenden der Pulse 11, 11' , 20 wird bei Überschreitung eines voreingestellten Grenzwertes eines bestimmten Drehmoments von der Ansteuerung selbsttätig ausgelöst.EP 0 723 333 B1 describes a method for controlling an electric motor in hand-held power tools. The electric motor 1 is thus subjected in a first operating mode to variable pulses 11, 11 ', 20 of an electrical voltage U such that the rotor of the electric motor 1 moves continuously at an adjustable rotational speed ni, n 2 , and the electric motor 1 is in a second interval-like mode switchable, wherein in the second mode at least parts of at least individual pulses 11, 11 ', 20 by superimposing a pulse pause 12, 12', 22 are blanked with a zero voltage such that the rotor of the electric motor 1 jerk or jerky movement, and the fading of the pulses 11, 11 ', 20 can be triggered manually controllable by the user by the electric motor 1 for the interval-like operation is mechanically switchable, or the fading of the pulses 11, 11', 20 is exceeded a preset limit of a certain torque of the control triggered automatically.
Das Ausblenden von Pulspausen 12, 12', 22 mit einer Nullspannung hat den Nachteil, daß das Getriebe des Elektro- handwerkzeugs sich völlig entspannen kann, wodurch bei demThe hiding of pulse pauses 12, 12 ', 22 with a zero voltage has the disadvantage that the transmission of the electric hand tool can relax completely, which causes the
Getriebe die Gefahr eines Ausschiagens besteht. Die Ausblendung der Pulse 11, 11', 20 bei Überschreiten eines voreingestellten Grenzwertes eines bestimmten Drehmo- mentes hat den Nachteil, daß der Grenzwert eines vorbestimmenden Drehmoments schwer vorhersehbar ist, und außerdem weiß der Anwender nicht im voraus, wann der ruck- bzw. stoßartige Betrieb während des Schraubvorganges einsetzt, somit ist der Anwender hierauf nicht vorbereitet, daher be- inhaltet eine solche Lösung eine unangenehme Arbeitsweise.Gear the risk of Ausschgagens exists. The suppression of the pulses 11, 11 ', 20 when exceeding a preset limit of a certain torque has the disadvantage that the limit of a predetermined torque is difficult to predict, and also the user does not know in advance when the jerky Operation is used during the screwing, so the user is not prepared for this, therefore, such a solution contains an uncomfortable way of working.
EP 1 034 615 Bl beschreibt eine Steuerung für einen Stromwendermotor 1, die für ein Elektrohandwerkzeug zur Anwendung kommt. Die Drehzahlsteuerungselektronik ist derart ausgelegt, daß der Stromwendermotor in einer ersten Arbeitsweise mit variabler stetiger Drehzahl, und in einer zweiten Arbeitsweise mit variabler stetiger und übergehend in eine intervallartige ruckende Drehzahl betreibbar ist, hierfür ist der Phasenanschnittsteuerung 3 eine erste und eine zweite Steuereinrichtung 4, 5 für einen ersten und einen zweiten Anschnitt a' , b' , c' , d' der Halbwellen einer Wechselstromspannung zugeordnet, wobei in der zweiten Arbeitsweise des Stromwendermotors 1 ohne Umschaltvorgänge ein stetiges als auch ein ruckendes Drehverhalten des Stromwendermotors erzielt wird durch eine rastermäßige ständige Aufteilung der Halbwellen der Wechselstromspannung in ersten und zweiten Bereichsabschnitten 7,8 bei einer fest eingestellten Anschnittshöhe 9 der Halbwellen in den zweiten Bereichsabschnitten 8, wobei der Anschnitt der Halbwellen mit der ersten Steuereinrichtung 4 in den ersten und in den zweiten Bereichsabschnitten 7,8 vom maximalen Anschnitt bis hin zur fest eingestellten Anschnittshöhe 9 der Halbwellen in den zweiten Bereichsabschnitten 8 erfolgt, und im weiteren Verlauf der Anschnittsverringerung der Halbwellen bis hin zum minimalen Anschnitt die Halbwellen der Wechselstromspannung nur in den ersten Bereichsabschnitten 7 mit der ersten Steuereinrichtung 4 angeschnitten werden, wobei die mit der zweiten Steuereinrichtung 5 fest eingestellte Anschnittshöhe 9 der Halbwellen in den zweiten Bereichsabschnitten 8 konstant bleibt. Des weiteren sind noch weitere alternative Lösungen aufgezeigt.EP 1 034 615 Bl describes a control for a commutator motor 1 which is used for an electric hand tool. The speed control electronics is designed so that the commutator motor is operable in a first operation with variable steady speed, and in a second operation with variable steady and temporarily in an interval-like jerking speed, this is the phase control 3, a first and a second control device 4, 5th for a first and a second gate a ', b', c ', d' associated with the half-waves of an alternating voltage, in the second operation of the commutator motor 1 without switching a steady as well as a jerking rotational behavior of the commutator motor is achieved by a raster moderate permanent division the half-waves of the AC voltage in first and second area sections 7, 8 at a fixed set gate height 9 of the half-waves in the second area sections 8, wherein the gate of the half-waves with the first control device 4 in the first and in the second Bereichabsc cut 7.8 of the maximum gate up to the fixed set gate height 9 of the half-waves in the second area sections 8 takes place, and in the further course of the gate reduction the half-waves up to the minimum gate, the half-waves of the AC voltage are cut only in the first area sections 7 with the first control device 4, wherein set with the second control device 5 fixed gate height 9 of the half-waves in the second area sections 8 remains constant. Furthermore, further alternative solutions are shown.
DE 196 09 986 Al beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines Elektromotors 1 in einem Elektrohandwerkzeug. Der manuell ein- und ausschaltbare Elektromotor wird während der Betriebsphase 17 mit einer ersten variabel voreingestellten Drehzahl bis zum Erreichen eines voreingestellten Grenz- drehmoments betrieben, und bei Erreichen des Grenzdrehmoments wird der Elektromotor 1 in einer weiteren Betriebsphase umgeschaltet, die solange andauert, bis der Elektromotor ausgeschaltet wird, wobei in der weiteren Betriebsphase ein Nachdrehmoment 20, das durch Drehmomentpausen 19 periodisch unterbrochen wird, durch den Elektromotor ausgeübt wird.DE 196 09 986 A1 describes a method for operating an electric motor 1 in an electric hand tool. The manually switched on and off electric motor is operated during the operating phase 17 with a first variable preset speed until reaching a preset limit torque, and upon reaching the limit torque of the electric motor 1 is switched in a further operating phase, which lasts until the electric motor is turned off, wherein in the further operating phase, a Nachdrehmoment 20 which is interrupted by torque pauses 19 periodically, is exerted by the electric motor.
Für den Schraubbetrieb mit einem Elektrohandwerkzeug ist eine voreingestellte Drehzahl und ein voreingestelltes Grenzdrehmoment in vielen Fällen nachteilig, da der Anwen- der über den Betriebsschalter 3 des Elektrohandwerkzeugs nicht die Drehzahl variabel steuern kann, und das erforderliche Grenzdrehmoment ist in vielen Fällen schwer vorhersehbar. Fig. 2 zeigt ein Diagramm des Motorstroms während des Be- triebes des Elektrohandwerkzeugs. Aus diesem Diagramm und der Beschreibung ist zu ersehen, daß in dem ersten Bereich des Diagramms mit den Bezugszahlen 16, 17 der Elektromotor mit standardgemäßen variablen einstellbaren Drehzahlen und Drehmomenten betrieben wird, und in den weiteren Bereichen des Diagramms mit den Bezugszahlen 19, 20 wird der Elektromotor mit einem kontinuierlichen intervallartigen ruckenden Drehverhalten betrieben, wobei in dem Bereich 18 der Elektromotor von der einen Betriebsart in die andere Betriebs- art umgeschaltet wird. Der Anstieg und der Abfall des Stromverlaufes des Nachdrehmomentes 20 ist jeweils gleich. Ein derartiger Stromverlauf im Elektromotor ist für eine nachhaltige Intervallsteuerung nicht von Vorteil. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Anwender über den Betriebsschalter 3 des Elektrohandwerkzeugs nicht das Nachdrehmoment 20 in seiner Höhe beeinflussen kann, und somit ein kontrolliertes bündiges Einschrauben einer Schraube in Holzmaterialien schwer durchzuführen ist.For the screwing operation with an electric hand tool, a preset speed and a preset limit torque are disadvantageous in many cases, since the user can not variably control the speed via the operation switch 3 of the electric hand tool, and the required limit torque is difficult to predict in many cases. FIG. 2 shows a diagram of the motor current during operation of the electric hand tool. From this diagram and the description it can be seen that in the first area of the diagram with the reference numerals 16, 17 the electric motor is operated with standard variable adjustable speeds and torques, and in the other areas of the diagram with the reference numbers 19, 20, the electric motor is operated with a continuous interval-like jerking rotational behavior, wherein in the region 18 of the electric motor is switched from one mode to the other mode of operation. The rise and fall of the current profile of the Nachdrehmomentes 20 is the same. Such a course of current in the electric motor is not advantageous for a sustainable interval control. Another disadvantage is that the user via the operating switch 3 of the electric hand tool can not affect the Nachdrehmoment 20 in height, and thus a controlled flush screwing a screw in wood materials is difficult to perform.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug zu schaffen, womit eine intervallartige ruckende und/oder eine variable kontinuierliche Drehbewegung des Elektrowerkzeugs einerseits vom Anwender über das Bedienungselement des Betriebsschalters während des Betriebes bestimmt werden kann, oder andererseits eine automatische Umschaltung von der einen Betriebsart in die andere Betriebsart während des Betriebes durchführbar ist, wobei während des Intervallbetriebes das Getriebe des Elektrohandwerkzeugs stets vorgespannt sein soll.The invention has for its object to provide a control device for a power hand tool, whereby an interval-like jerking and / or a variable continuous rotational movement of the power tool on the one hand by the user via the operating element of the operating switch can be determined during operation, or on the other hand, an automatic switching of the one Operating mode in the other mode during operation is feasible, during the interval operation, the transmission of the electric hand tool should always be biased.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen und der Beschreibung zu entneh- men .This object is solved by the features of patent claim 1. Advantageous design features of the invention are apparent from the remaining claims and the description.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug liegt darin, daß dem Elektromotor eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, womit der Anwender über das Bedienungselement des Betriebsschalters während des Betriebes bestimmen kann, wann eine variable intervallartige ruckende Drehbewegung des Elektrowerkzeugs erfolgen soll, und wann eine variable kontinuierliche stetige Drehbewegung gewünscht ist.The advantage of the control device according to the invention for an electric hand tool is that the electric motor is associated with a control device, whereby the user via the operating element of the operating switch during operation can determine when a variable interval-like jerking rotational movement of the power tool is to take place, and when a variable continuous continuous rotary motion is desired.
Außerdem besteht ein weiterer Vorteil darin, daß eine automatische Umschaltung von der einen Betriebsart in die andere Betriebsart während des Schraubbetriebes erfolgen kann. Durch diese Möglichkeiten können beispielsweise Holzschrau- ben mit variabler stetiger Drehzahl eingedreht werden, und wenn der Schraubenkopf kurz vor dem Anschlag ist, kann der Anwender über das Bedienungselement des Betriebsschalters auf eine intervallartige ruckende Drehbewegung des Elektrowerkzeugs umschalten, oder die Umschaltung erfolgt automa- tisch mit einem Programm des Controllers der Steuerelektronik, womit ein kontrolliertes Bündigschrauben ermöglicht ist.In addition, another advantage is that an automatic switchover from one operating mode to the other operating mode can take place during the screwing operation. For example, these options can be used to screw in variable speed wood screws, and if the screw head is about to stop, the operator can switch to a jerking rotary motion of the power tool via the operating switch control, or switch automatically a program of the controller of the control electronics, whereby a controlled flushing screws is possible.
Des weiteren wird mit den vorteilhaften speziellen Span- nungsabsenkungskurven im besonderen ein sanftes Auslaufen des Drehmoments des Elektromotors bis hin zu einem geringen Drehmoment erzielt, wodurch das Getriebe in der vorgegebenen Drehrichtung stets vorgespannt bleibt, und das Getriebe des Elektrohandwerkzeugs beim Intervallbetrieb vor dem Ausschlagen geschützt ist, wobei besonders hervorzuheben ist, daß die mittlere Stromaufnahme während des Intervallbetriebes bei Vollast etwa die Hälfte beträgt wie beim Normalbetrieb, und somit das Elektrowerkzeug vor hoher Überlastung bei lastintensiven Schraubvorgängen geschützt ist, wodurch eine nicht unerhebliche Energieeinsparung erzielt wird.Furthermore, with the advantageous special voltage lowering curves in particular, a smooth running out of the torque of the electric motor is achieved up to a low torque, whereby the transmission always remains biased in the predetermined direction of rotation, and the gearbox of the electric hand tool is protected against knocking during intermittent operation , wherein it is particularly noteworthy that the average power consumption during the interval operation at full load is about half as in normal operation, and thus the power tool is protected from high overload during load-intensive screwing, creating a significant energy savings is achieved.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert . Dabei zeigt: Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines mit einem Stromwendermotor bestückten Elektrohandwerk- zeugs,The invention is explained below with reference to the drawing. Showing: 1 shows a circuit arrangement for controlling an electrical hand tool equipped with a commutator motor,
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines mit einem bürstenlosen Elektromotor bestückten Elektro- handwerkzeugs,2 shows a circuit arrangement for controlling an electric hand tool equipped with a brushless electric motor,
Fig. 3 bis 5 graphische Darstellungen der Spannung der Ströme im Elektromotor während eines variablen intervallartigen Betriebes des Elektrohandwerkzeugs, Fig. 6 in graphischer Darstellung den Stromverlauf im Elektromotor während eines stetigen Schraubvorganges, und durch eine automatische Umschaltung den Spannungsverlauf während eines intervallartigen Schraubvorganges3 to 5 are graphical representations of the voltage of the currents in the electric motor during a variable interval-like operation of the electric hand tool, Fig. 6 is a graph showing the current flow in the electric motor during a steady screwing, and by an automatic switching the voltage during an interval-like screwing
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der ein elektronischer Leistungsschalter 1 (hier ein Transistor für den Gleichstrombetrieb) mit einem Stromwendermotor 2 in Reihe geschaltet ist. Der elektronische Leistungsschalter kann auch ein Triac für den Wechselstrombetrieb sein. Der Stromwendermotor wird über ein Schaltglied 3 mit einer Stromquelle 4 verbunden oder getrennt. Dieses Schaltglied befindet sich in einem Betriebsschalter 5. Dem Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 ist das Schaltglied 3 und ein Po- tentiometer 7 zugeordnet. Der elektronische Leistungsschalter 1 wird durch eine Ansteuerelektronik 8 gesteuert, und die Anschlüsse 9 des im Betriebsschalter 5 integrierten Potentiometers 7 führen zu dieser Ansteuerelektronik.Fig. 1 shows a circuit arrangement in which an electronic circuit breaker 1 (here a transistor for DC operation) is connected in series with a commutator motor 2. The electronic circuit breaker may also be a triac for AC operation. The commutator motor is connected or disconnected via a switching element 3 to a power source 4. This switching element is located in an operating switch 5. The operating element 6 of the operating switch 5 is associated with the switching element 3 and a potentiometer 7. The electronic circuit breaker 1 is controlled by a control electronics 8, and the terminals 9 of the integrated in the operating switch 5 potentiometer 7 lead to this control electronics.
Bei der Fig. 1 beinhaltet die Ansteuerelektronik 8 einen Pulsweitenmodulator für den Gleichstrombetrieb oder eine Phasenanschnittsteuerung für den Wechselstrombetrieb, wobei dem Läufer des Stromwendermotors 2 Bürsten zugeordnet sind. Der Elektromotor des Elektrohandwerkzeugs kann auch bürstenlos ausgelegt sein, wobei dann der Ansteuerelektronik 8 eine Brückenschaltung zugeordnet ist.In Fig. 1, the drive electronics 8 includes a pulse width modulator for DC operation or a phase control for the AC operation, the rotor of the commutator motor 2 brushes are assigned. The electric motor of the electric hand tool can also be designed brushless, in which case the control electronics 8 is assigned a bridge circuit.
Fig. 2 zeigt eine solche Schaltungsanordnung. Die Wicklungsstränge des Elektromotors sind jeweils mit dem einen Ende an einer transistorbestückten Halbbrücke 10 angeschlossen und mit dem anderen Ende in Stern geschaltet, und den Transistoren ist die Ansteuerelektronik 8 zugeordnet, wobei auch hier die Anschlüsse 9 des Potentiometers 7 des Betriebsschalters 5 zu der Ansteuerelektronik 8 führen.Fig. 2 shows such a circuit arrangement. The winding strands of the electric motor are each connected at one end to a transistor-equipped half-bridge 10 and connected to the other end in star, and the transistors, the control electronics 8 is assigned, in which case the terminals 9 of the potentiometer 7 of the operating switch 5 to the control electronics to lead.
Die Ansteuerelektronik 8 beinhaltet vorzugsweise einen Controller mit einem entsprechenden Programm für die Ansteue- rung der Leistungsschalter.The control electronics 8 preferably includes a controller with a corresponding program for the control of the circuit breaker.
Der Ansteuerelektronik 8 ist eine Freigabeeinrichtung 11 zur Bestimmung der Betriebsart des Elektrohandwerkzeugs zugeordnet, wobei die Freigabeeinrichtung 11 eine Bedienungseinrichtung beinhaltet, womit der Anwender bestimmen kann, ob ein standardgemäßes variables stetiges Drehverhalten des Elektrowerkzeugs gewünscht ist, oder ob ein intervallartiges ruckendes Drehverhalten erfolgen soll. Bei einer nicht Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 wird über das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 in bekannter Weise ein standardgemäßes variables, stetiges Drehverhalten des Elektrowerkzeugs erzielt. Ist die Freigabeeinrichtung 11 aktiviert, so wird eine Umschaltung von einer Betriebsart mit variablen, stetigen Drehverhalten auf eine Betriebsart mit intervallartig ruckenden Drehverhalten des Elektromo- tors freigegeben, und es kann über das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 zwischen einem variablen, stetigen und einem intervallartigen ruckenden Drehverhalten des Elektrowerkzeugs derart gewählt werden, daß einerseits während eines Arbeitsvorgangs mit dem Elektrohandwerkzeug beim _ Q _The control electronics 8 is associated with a release device 11 for determining the operating mode of the electric hand tool, wherein the release device 11 includes a control device, whereby the user can determine whether a standard variable continuous rotational behavior of the power tool is desired, or whether an interval-like jolting rotational behavior should take place. In a non-activation of the release device 11, a standard variable, continuous rotational behavior of the power tool is achieved via the control element 6 of the operating switch 5 in a known manner. If the release device 11 is activated, a switchover from a mode of operation with variable, continuous rotational behavior to an operating mode with intermittent jerking rotational behavior of the electric motor is released, and it can switch over the operating element 6 of the operating switch 5 between a variable, continuous and an interval-like Rotational behavior of the power tool can be selected such that on the one hand during a work operation with the electric hand tool at _Q_
Betätigen des Bedienungselements 6 des Betriebsschalters 5 in der Richtung, bei der eine höhere Spannung im Elektromotor anliegt (gekennzeichnet durch einen Pfeil) , und auf dieser Wegstrecke bei gleichbleibender Stellung des Bedie- nungselements 6, ein variables, stetiges Drehverhalten des Elektrowerkzeugs vorhanden ist, und bei einer entsprechenden Rücknahme des Bedienungselements 6 in Richtung der Ausschaltstellung 12, ein Steuerprogramm für den elektronischen Leistungsschalter 1 aktiviert wird, das ein inter- vallartiges ruckendes Drehverhalten des Elektrowerkzeugs bewirkt, und dieses intervallartige ruckende Drehverhalten ist beim Betätigen des Bedienungselements 6 in beide Richtungen solange vorhanden, bis das Elektrohandwerkzeug mittels des Bedienungselements 6 ausgeschaltet ist. Wird da- nach das Elektrohandwerkzeug erneut eingeschaltet und die Freigabeeinrichtung 11 nicht deaktiviert, so wiederholt sich die zuvor beschriebene Arbeitsweise des Elektrohand- werkzeugs mittels des Programms des Controllers der Ansteuerelektronik 8 erneut. Diese Arbeitsweise kann auch in um- gekehrter Weise erfolgen, indem bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 während eines Arbeitsvorganges mit einem intervallartigen ruckenden Drehverhalten des Elektrowerkzeugs begonnen wird, und bei einer Rücknahme des Bedienungselements 6 des Betriebsschalters 5 das Programm des Controllers auf ein variables, stetiges Drehverhalten des Elektrowerkzeugs umschaltet. Andererseits kann bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 der Controller der Ansteuerelektronik 8 ein derartiges Programm beinhalten, womit eine automatische Umschaltung von einem variablen stetigen Drehverhalten zu einem variablen intervallartigen Drehverhalten des Elektromotors erfolgen kann. Die Bedienungseinrichtung der Freigabeeinrichtung 11 kann vorzugsweise mit einer speziellen Einstellvorrichtung versehen sein, womit alle Arbeitsprogramme des Controllers vorge- wählt und vorbestimmt werden können, und womit auch dieActuating the operating element 6 of the operating switch 5 in the direction in which a higher voltage in the electric motor is applied (marked by an arrow), and on this route at a constant position of the operating element 6, a variable, continuous rotational behavior of the power tool is present, and With a corresponding withdrawal of the operating element 6 in the direction of the switch-off position 12, a control program for the electronic circuit breaker 1 is activated, which causes an intervallartiges jerking rotational behavior of the power tool, and this intermittent jerky rotational behavior is present when operating the operating element 6 in both directions until the electric hand tool is turned off by means of the operating element 6. If the electric hand tool is then switched on again and the release device 11 is not deactivated, the above-described mode of operation of the electric hand tool is repeated again by means of the program of the controller of the control electronics 8. This mode of operation can also be carried out in a reverse manner by starting an interval-like jerking rotational behavior of the power tool during an activation of the release device 11, and upon a return of the operating element 6 of the operation switch 5, the program of the controller to a variable, continuous Switching rotational behavior of the power tool. On the other hand, upon activation of the release device 11, the controller of the control electronics 8 may include such a program, whereby an automatic switchover from a variable continuous rotational behavior to a variable interval-like rotational behavior of the electric motor can take place. The operating device of the release device 11 may preferably be provided with a special adjustment device, with which all operating programs of the controller are provided. can be chosen and predetermined, and with what the
Länge der Intervalle des ruckenden Drehverhaltens des Elek- trowerkzeugs einstellbar ist. Eine solche Einstellvorrichtung kann beispielsweise ein Potentiometer mit einer Ra- stereinstellung sein, der vom Controller ausgewertet wird.Length of the intervals of the jolting rotational behavior of the power tool is adjustable. Such an adjustment device can be, for example, a potentiometer with a raster setting which is evaluated by the controller.
Das intervallartige ruckende Drehverhalten des Elektrowerk- zeugs wird durch ein periodisches Herunterfahren der Spannung im Elektromotor des Elektrohandwerkzeugs bewirkt, in- dem mittels des Ansteuerprogramms des Controllers die Versorgungsspannung des Elektromotors in sich periodisch wiederholende Intervalle aufgeteilt wird.The intermittent jerking rotational behavior of the power tool is brought about by a periodic shutdown of the voltage in the electric motor of the electric hand tool, in that the supply voltage of the electric motor is divided into periodically repeating intervals by means of the control program of the controller.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen graphische Darstellungen der peri- odisch abgesenkten Spannung im Elektromotor während eines intervallartigen ruckenden Betriebes des Elektrowerkzeugs . Eine standardgemäße variable stetige Drehzahlsteuerung ist in den Fig. 3 bis 5 nicht dargestellt. Fig. 3 zeigt den Verlauf von unterschiedlichen Spannungs- kurven. Bei der ersten Spannungskurve 13 der Graphik ist das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 etwa ein Drittel durchgezogen, und die Spannung wird hier nach dem ersten Drittel der Weite einer Periode im ersten Bereich 14 der Absenkungskurve steil abgesenkt, und im weiteren Ver- lauf im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve bis hin zum Anfang 16 einer nächsten Periode weiter flach abgesenkt. Die Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve erfolgt vorteilhaft soweit, daß die Drehzahl des Elektromotors unter anliegender Last stark abgesenkt ist oder der Läufer zum Stehen kommt.FIGS. 3 to 5 show graphs of the periodically lowered voltage in the electric motor during an interval-like jerking operation of the power tool. A standard variable continuous speed control is not shown in Figs. 3 to 5. 3 shows the course of different voltage curves. In the first voltage curve 13 of the graph, the operating element 6 of the operating switch 5 is pulled through about one third, and the voltage is steeply lowered here after the first third of the width of a period in the first region 14 of the lowering curve, and in the further course in the second region 15 of the lowering curve until the beginning 16 of a next period further lowered flat. The lowering of the voltage in the second region 15 of the lowering curve is advantageously so far that the rotational speed of the electric motor is greatly lowered under applied load or the rotor comes to a stop.
Bei der zweiten Spannungskurve 17 ist das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 etwa zwei Drittel durchgezogen, und die Spannung wird hier bereits etwa nach dem ersten Viertel der Weite einer Periode im ersten Bereich 14 der Absenkungskurve steil abgesenkt, und im weiteren Verlauf kann die Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve bis hin zum Anfang 16 der nächsten Periode auf gleicher Höhe wie bei der ersten Spannungskurve 13 er- folgen.In the second voltage curve 17, the operating element 6 of the operating switch 5 is pulled through about two-thirds, and the voltage is here already after about the first quarter of the width of a period in the first region 14 of Lowering curve steeply lowered, and in the further course, the lowering of the voltage in the second region 15 of the lowering curve up to the beginning 16 of the next period at the same level as in the first voltage curve 13 follow.
Bei der dritten Spannungskurve 18 ist das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 ganz durchgezogen, und die Spannung wird hier bereits etwa nach dem ersten Fünftel der Weite einer Periode im ersten Bereich 14 der Absenkungskur- ve steil abgesenkt, und im weiteren Verlauf kann auch hier die Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve bis hin zum Anfang 16 der nächsten Periode auf gleicher Höhe wie bei der ersten und der zweiten Spannungskurve 13, 17 erfolgen.In the case of the third voltage curve 18, the operating element 6 of the operating switch 5 is completely pulled through, and the voltage is here already steeply lowered approximately after the first fifth of the width of a period in the first region 14 of the lowering curve, and in the further course the lowering can also take place here the voltage in the second region 15 of the lowering curve to the beginning 16 of the next period at the same level as in the first and the second voltage curve 13, 17 take place.
Die Höhe der Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve bis hin zum Anfang 16 der nächsten Periode kann auch proportional mit dem Ansteigen der Spannung am Anfang einer Periode entsprechend gekoppelt sein. Fig. 4 zeigt eine solche Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve 13, 17, 18. Die Absenkungsschwelle wird in dem Absenkungsbereich 19 bis hin zum Anfang 16 einer nächsten Periode mit dem Ansteigen der Spannung am Anfang einer Periode angehoben. Wie aus der Graphik zu entnehmen ist, wird die Spannung im Elektromotor periodisch um so früher abgesenkt je höher die Spannung ist, die durch das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 bestimmt wird, und diese Einleitung der Absenkung der Spannung innerhalb einer jeweiligen Periode ist gleitend an den Einstellwert des Potentiometers 7 gekoppelt, der über das Bedienungselement 6 bestimmt wird.The magnitude of the voltage drop in the second region 15 of the dip curve to the beginning 16 of the next period may also be coupled in proportion to the increase in voltage at the beginning of a period. Fig. 4 shows such a lowering of the voltage in the second area 15 of the lowering curve 13, 17, 18. The lowering threshold is raised in the lowering area 19 up to the beginning 16 of a next period with the increase of the voltage at the beginning of a period. As can be seen from the graph, the voltage in the electric motor periodically decreases the earlier the higher the voltage determined by the operating element 6 of the operating switch 5, and this initiation of the lowering of the voltage within a respective period is slipping to the Set value of the potentiometer 7 coupled, which is determined by the control element 6.
Durch die Maßnahme der gleitenden Anbindung des Zeitpunktes der Absenkung der Spannung während eines periodischen He- runterfahrens der Spannung im Elektromotor an die Höhe der über das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 eingestellten Spannung, und durch den flexiblen Absenkungsbereich 19, wird bei jeder Stellung des Bedienungselements 6 ein annähernd gleichmäßiges intervallartiges ruckendes Drehverhalten des Elektrowerkzeugs erzielt.By the measure of the sliding connection of the time of the lowering of the voltage during a periodic lifting lowering the voltage in the electric motor to the level of the set via the operating element 6 of the operating switch 5 voltage, and by the flexible lowering portion 19, an approximately uniform interval-like jolting rotational behavior of the power tool is achieved at each position of the operating element 6.
Von Vorteil bei vielen Anwendungsfällen kann es sein, wenn ein gleichbleibender Beginn der Absenkung der Spannung in- nerhalb einer Periode während des Intervallbetriebes erfolgt.It may be advantageous in many applications if a constant start of the lowering of the voltage takes place within a period during the interval operation.
Fig. 5 zeigt eine solche graphische Darstellung. Die Spannung wird auch hier jeweils innerhalb einer Periode in entsprechenden Bereichen heruntergefahren, wobei die Weite des Spannungsscheitels 20 der jeweiligen Spannungskurven 13, 17, 18 innerhalb einer Periode mit dem Ansteigen der Spannung gleichbleibend ist. Im ersten Bereich 14 erfolgt auch hier eine steile Absenkung der Spannung, und im zweiten Bereich 15 verlangsamt sich die Absenkung stetig, wobei die Spannung bis hin zum Anfang 16 einer nächsten Periode auf einer vorbestimmbaren variablen Spannungshöhe flach ausläuft. Die Absenkung der Spannung im Absenkungsbereich 19 bis hin zum Anfang einer nächsten Periode kann auch hier proportional mit dem Ansteigen der Spannung am Anfang einer Periode gekoppelt sein. Am Anfang 16 einer Periode erfolgt jeweils ein steiler Anstieg der Spannung.Fig. 5 shows such a graph. The voltage is also reduced in each case within a period in corresponding areas, wherein the width of the voltage peak 20 of the respective voltage curves 13, 17, 18 within a period with the increase of the voltage is constant. In the first region 14, a steep lowering of the voltage takes place here as well, and in the second region 15, the depression slows steadily, with the voltage running flat until the beginning 16 of a next period at a predeterminable variable voltage level. The reduction of the voltage in the sinking region 19 up to the beginning of a next period can here also be coupled proportionally to the increase of the voltage at the beginning of a period. At the beginning 16 of each period there is a steep increase in the voltage.
Für den Intervallbetrieb des Elektrohandwerkzeugs sind somit vorzugsweise jeweils drei Bereichsabschnitte einer Periode vorgesehen, wobei im ersten Bereichsabschnitt a einer jeweiligen Periode die Spannung mit dem Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 variabel einstellbar ist, und im zweiten Bereichsabschnitt b einer jeweiligen Periode wird die Spannung steil abgesenkt, wobei die Absenkung der Spannung zum Ende des Bereichsabschnittes b sich verlangsamt, und im dritten Bereichsabschnitt c einer jeweiligen Periode läuft die Absenkung der Spannung bis hin zum Anfang einer nächsten Periode auf der Höhe einer vorbestimmten verbleibenden Spannung flach aus. Die Absenkung der Spannung er- folgt vorzugsweise mit einem Programm des Controllers der Ansteuerelektronik 8.For the interval operation of the electric hand tool, three portions of a period are thus preferably provided, wherein in the first portion a portion of a respective period, the voltage with the operating element 6 of the operating switch 5 is variably adjustable, and in the second portion b a respective period, the voltage is steeply lowered, wherein the lowering of the voltage to the end of the region portion b slows down, and in the third area portion c of each period, the lowering of the voltage until the beginning of a next period is flat at the level of a predetermined remaining voltage. The lowering of the voltage preferably takes place with a program of the controller of the control electronics 8.
Die Einleitung einer intervallartigen ruckenden Drehbewegung des Elektrowerkzeugs ist auch durch eine automatische Steuerung durchführbar.The initiation of an interval-like jerking rotational movement of the power tool can also be carried out by automatic control.
Fig. 6 zeigt in graphischer Darstellung eine solche automatische Umschaltung von einer variablen stetigen zu einer variablen intervallartigen Drehbewegung des Elektromotors. Im ersten Teil der Graphik ist eine Stromkurve dargestellt. Die Stromkurve wird während der Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 am Elektromotor ermittelt, und vom Controller der Steuerelektronik 8 ausgewertet. Im Bereich 21 der Graphik wird beispielsweise eine Holzschraube mit einer variablen stetigen Drehzahl eingeschraubt. Die Stromkurve steigt am .Anfang 22 des Schraubvorganges steil an, und während des Schraubvorganges steigt die Stromkurve in einem Abschnittsbereich 23 entsprechend solange an, bis der Schraubenkopf zum Anliegen kommt. Hat nun der Schraubenkopf das anzuschraubende Material erreicht, so steigt die Strom- kurve in einem weiteren Abschnittsbereich 24 steil an. Dieser Stromanstieg, der nach der Wegstrecke eines leichten Anstiegs der Stromkurve während des Schraubvorganges erfolgt, wird vom Controller ausgewertet, wobei am Anfang 25 des steilen Stromanstiegs ein Programm aktiviert wird, das die intervallartige ruckende Drehbewegung des Elektrowerkzeugs einleitet.Fig. 6 shows a graphical representation of such automatic switching from a variable continuous to a variable interval-like rotational movement of the electric motor. The first part of the graph shows a current curve. The current curve is determined during the activation of the release device 11 on the electric motor, and evaluated by the controller of the control electronics 8. In area 21 of the graphic, for example, a wood screw with a variable steady speed is screwed. The current curve rises steeply at the beginning 22 of the screwing operation, and during the screwing operation, the current curve in a section region 23 increases accordingly until the screw head comes into contact. If the screw head has now reached the material to be screwed on, the current curve rises sharply in a further section region 24. This current increase, which takes place after the path of a slight increase in the current curve during the screwing, is evaluated by the controller, at the beginning of the steep current increase 25 a program is activated, which initiates the intermittent jerking rotary motion of the power tool.
Im zweiten Teil der Graphik ist eine Spannungskurve der Intervallsteuerung dargestellt. Die Art der Intervallsteuerung erfolgt nach der Beschreibung der Fig. 3, 4 und 5. Der Beginn des Intervallbetriebes erfolgt mit der gleichen Spannungshöhe wie beim Schraubvorgang, wenn das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 in der gleichen Stellung beibehalten wird, wobei mit dem Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 die Spannungshöhe im ersten Bereichsabschnitt a der periodischen Spannungsabsenkung variabel einstellbar ist, und hiermit der Intervallbetrieb variabel gesteuert werden kann, und daher ist der Intervallbetrieb flexibel betreibbar.The second part of the graph shows a voltage curve of the interval control. The beginning of the interval operation is carried out with the same voltage level as when screwing when the operating element 6 of the operating switch 5 is maintained in the same position, with the operating element 6 of the Operation switch 5, the voltage level in the first range section a of the periodic voltage reduction is variably adjustable, and thus the interval operation can be variably controlled, and therefore the interval operation is flexibly operable.
Wird das Elektrohandwerkzeug nach dem Schraubvorgang ausgeschaltet, so beginnt die Arbeitsweise des Elektrowerkzeugs von vorne, wenn die Freigabeeinrichtung 11 nicht deaktiviert wurde.If the electric hand tool is switched off after the screwing operation, the operation of the power tool starts from the front, if the release device 11 has not been deactivated.
Die Spannungsabsenkungskurve nach der Fig. 3,4,5 bewirkt im besonderen ein sanftes Auslaufen des Drehmoments des Elektromotors bis hin zu einem geringen Drehmoment, wodurch das Getriebe in der vorgegebenen Drehrichtung stets vorgespannt bleibt, und das Getriebe des Elektrohandwerkzeugs ist somit beim Intervallbetrieb vor dem Ausschlagen geschützt. Womit insgesamt eine komfortable Arbeitsweise einer Intervallsteuerung für den Anwender gefunden wurde.The voltage reduction curve of Fig. 3,4,5 causes in particular a smooth leakage of the torque of the electric motor to a low torque, whereby the transmission always remains biased in the predetermined direction of rotation, and the gearbox of the electric hand tool is thus in the interval before operation Knocking protected. Thus, overall a comfortable operation of an interval control was found for the user.
Bei einer Drehrichtungsumkehrung des Elektrohandwerkzeugs kann das Ansteuerprogramm des Controllers für den elektronischen Leistungsschalter 1 derart ausgelegt sein, daß bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 die Arbeitsweise des Programms in umgekehrter Weise erfolgt. Die Freigabeeinrichtung 11 kann auch eine Schaltstellung beinhalten, womit der Intervallbetrieb unmittelbar aktiviert werden kann. Vorzugsweise kann die Weite der periodischen Absenkung derWhen reversing the direction of rotation of the electric hand tool, the control program of the controller for the electronic circuit breaker 1 can be designed so that upon activation of the release device 11, the operation of the program is carried out in the reverse manner. The release device 11 may also include a shift position, whereby the interval operation can be activated directly. Preferably, the width of the periodic lowering of
Spannung im Elektromotor und der Beginn einer steilen Absenkung der Spannung innerhalb eines periodischen Abschnittes über die Bedienungseinrichtung der Freigabeeinrichtung 11 einstellbar sein, und hiermit eine Beeinflussung eines intervallartigen ruckenden Drehverhaltens des Elektrowerk- zeugs in der Auswirkung erzielt werden. Voltage in the electric motor and the beginning of a steep lowering of the voltage within a periodic section via the operating device of the release device 11 be adjustable, and thus an influence of an interval-like jerking rotational behavior of the power tool can be achieved in the effect.

Claims

Patentansprüche claims
1. Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug mit einem Elektromotor (2) und einem Betriebsschalter (5) mit einem integrierten Potentiometer (7), das mittels eines Bedienungselements (6) betätigt wird und mit einer dem Elektromotor (2) zugeordneten Ansteuerelektronik (8),1. Control device for an electric hand tool with an electric motor (2) and an operating switch (5) with an integrated potentiometer (7) which is actuated by means of an operating element (6) and with a the electric motor (2) associated control electronics (8),
- wobei die Ansteuerelektronik (8) einen Controller beinhaltet, der mittels eines Ansteuerungsprogramms den Elek- tromotor (2) ansteuert,- wherein the control electronics (8) includes a controller which controls the electric motor (2) by means of a control program,
- wobei der Ansteuerelektronik (8) eine Freigabeeinrichtung- Where the control electronics (8) has a release device
(11) zugeordnet ist,(11) is assigned,
- wobei bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) eine ümschaltung von einer Betriebsart mit variablen, stetigen Drehverhalten auf eine Betriebsart mit intervallartig ruckenden Drehverhalten des Elektromotors freigegeben wird,- Wherein upon activation of the release device (11) a ümschaltung of a mode with variable, continuous rotational behavior is released to a mode with intermittent jerking rotational behavior of the electric motor,
- wobei in der intervallartig ruckenden Betriebsart der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Versorgungs- Spannung des Elektromotors (2) in sich periodisch wiederholende Intervalle aufteilt,wherein in the interval-like jerking operating mode the controller divides the supply voltage of the electric motor (2) into periodically repeating intervals by means of the drive program,
- wobei jedes dieser Intervalle in drei aufeinander folgende Bereichsabschnitte (a, b, c) aufgeteilt ist,each of these intervals being divided into three successive area sections (a, b, c),
- wobei zu Beginn des ersten Bereichsabschnitts (a) der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Versorgungsspannung des Elektromotors (2) sprungartig auf einen bestimmten Wert ansteigen läßt, der mit dem Bedienungselement (6) des Betriebsschalters (5) variabel einstellbar ist und im weiteren Verlauf des ersten Bereichsabschnitts (a) die Spannung auf diesem Wert konstant bleibt,- At the beginning of the first area section (a), the controller by means of the control program, the supply voltage of the electric motor (2) jump to a certain value, which is variably adjustable with the operating element (6) of the operating switch (5) and in the further course of the first region section (a) the voltage remains constant at this value,
- wobei im zweiten Bereichsabschnitt (b) der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Spannung stetig steil absenkt, und - wobei im dritten Bereichsabschnitt (c) der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Spannung mit zunehmend geringer werdender Steilheit auf einen vorbestimmten Wert auslaufen läßt.- In the second area section (b), the controller by means of the drive program, the voltage steadily steeply lowers, and - In the third area section (c), the controller by means of the drive program, the voltage with an increasingly decreasing slope to a predetermined value.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Länge des ersten Bereichsabschnitts (a) von der Höhe der über das Bedienungselement (6) des Betriebsschalters (5) eingestellten Spannung abhängig ist, wobei der erste Bereichsabschnitt um so kürzer ist, je höher die eingestellte Spannung ist, und daß der vorbestimmte Wert der Spannung am Ende des dritten Bereichsabschnitts (c) um so größer ist, je höher die eingestellte Spannung ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the time length of the first area portion (a) of the height of the operating element (6) of the operating switch (5) depends on the voltage, the first area portion is the shorter, depending is higher the set voltage, and that the higher the set voltage, the greater the predetermined value of the voltage at the end of the third area portion (c).
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Länge des ersten3. Control device according to claim 1, characterized in that the time length of the first
Bereichsabschnitts (a) unabhängig von der Höhe der über dasArea section (a) regardless of the amount of over the
Bedienungselement (6) des Betriebsschalters (5) eingestell- ten Spannung gleich bleibend ist, und daß der vorbestimmteOperating element (6) of the operating switch (5) set voltage is constant, and that the predetermined
Wert der Spannung am Ende des dritten BereichsabschnittsValue of the voltage at the end of the third area section
(c) unabhängig von der eingestellten Spannung ist.(c) is independent of the set voltage.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung der Spannung innerhalb eines jeweiligen Intervalls soweit erfolgt, daß der Elektromotor unter der anliegenden Last zum Stehen kommt, und wobei das Getriebe des Elektrohandwerkzeugs in der vorgegebenen Drehrichtung stets vorgespannt bleibt.4. Control device according to claim 1, characterized in that the lowering of the voltage within a respective interval takes place so far that the electric motor comes to a halt under the applied load, and wherein the transmission of the electric hand tool always remains biased in the predetermined direction of rotation.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) das Programm des Controllers der Ansteuerelektronik (8) derart ausgelegt ist, daß es eine au- tomatische Umschaltung von dem variablen stetigen Drehverhalten zu dem variablen intervallartigen Drehverhalten des Elektromotors in der Weise bewirkt, daß während eines kontinuierlichen Schraubvorganges die Stromkurve des Elektro- motors ausgewertet wird und der durch zum Anliegen kommen des Schraubenkopfes steile Stromanstieg (24) vom Controller ermittelt wird und am Anfang (25) des steilen Stromanstieges (24) der Intervallbetrieb aktiviert wird, wobei der Intervallbetrieb solange anhält, bis das Elektrohandwerkzeug ausgeschaltet ist, und sich diese Arbeitsweise beim erneuten Einschalten des Elektrohandwerkzeugs wiederholt, solange die Freigabeeinrichtung (11) aktiviert ist.5. Control device according to claim 1, characterized in that upon activation of the release device (11), the program of the controller of the control electronics (8) is designed such that it is an au causes automatic switching from the variable continuous rotational behavior to the variable interval-like rotational behavior of the electric motor in such a way that during a continuous screwing the current curve of the electric motor is evaluated and the steep by the concern of the screw head current increase (24) is determined by the controller and at the beginning (25) of the steep current increase (24) of the interval operation is activated, the interval operation continues until the electric hand tool is turned off, and this operation repeated when turning on the electric hand tool, as long as the release device (11) is activated.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) mit dem Bedienungselement (6) des Betriebsschalters (5) zwischen dem variablen stetigen und dem intervallartigen ruckenden Drehverhalten des Elektrowerk- zeugs derart gewählt werden kann, daß beim Betätigen des Bedienungselements (6) des Betriebsschalters (5) in der Richtung der höheren Spannungseinstellung im Elektromotor und auf dieser Wegstrecke bei gleich bleibender Stellung des Bedienungselements (6) das variable stetige Drehverhalten des Elektrowerkzeugs aktiviert ist, und bei einer ge- ringen Rücknahme des Bedienungselements (6) in der Richtung der Ausschaltstellung (12) der Intervallbetrieb aktiviert wird, und daß der Intervallbetrieb nach seiner Aktivierung beim Betätigen des Bedienungselements (6) in beide Bedienungsrichtungen solange erhalten bleibt, bis das Elektro- handwerkzeug mittels des Bedienungselements (6) ausgeschaltet wird, und sich diese Arbeitsweise beim erneuten Einschalten des Elektrohandwerkzeugs wiederholt, solange die Freigabeeinrichtung (11) aktiviert ist. 6. Control device according to claim 1 to 4, characterized in that upon activation of the release device (11) with the operating element (6) of the operating switch (5) between the variable continuous and the interval-like jerking rotational behavior of the power tool can be selected such in that the variable continuous rotational behavior of the power tool is activated when the operating element (6) of the operating switch (5) is actuated in the direction of the higher voltage setting in the electric motor and on this path with the position of the operating element (6) remaining constant, and with a slight return the operating element (6) in the direction of the switch-off position (12) of the interval operation is activated, and that the interval operation is maintained after its activation upon actuation of the operating element (6) in both operating directions until the electric hand tool by means of the operating element (6) is turned off, and the se procedure when switching on the electric hand tool repeatedly as long as the release device (11) is activated.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freigabeeinrichtung (11) eine Bedienungseinrichtung zur Vorbestimmung der Betriebsart mit variablen stetigen Drehverhalten und der Betriebs- art mit intervallartigen ruckenden Drehverhalten des Elek- trowerkzeugs zugeordnet ist.7. Control device according to claim 1, characterized in that the release device (11) is associated with an operating device for the predetermination of the operating mode with variable continuous rotational behavior and the operating mode with intermittent jerking rotational behavior of the power tool.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des gesamten Inter- valls in der intervallartig ruckende Betriebsart über die Bedienungseinrichtung der Freigabeeinrichtung (11) einstellbar ist.8. Control device according to claim 1 to 7, characterized in that the length of the entire interval in the interval-like jerking operating mode via the operating device of the release device (11) is adjustable.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung (11) eine Schaltstellung beinhaltet, mit der Intervallbetrieb unmittelbar aktiviert wird.9. Control device according to claim 1 to 8, characterized in that the release device (11) includes a switching position, is activated directly with the interval operation.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Drehrichtungsumkeh- rung des Elektrohandwerkzeugs das Steuerprogramm des Controllers für den elektronischen Leistungsschalter oder für eine Brückenschaltung derart ausgelegt ist, daß bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) das Programms des Controllers eine Betriebsart aktiviert, die zum Ausdrehen von Schrauben ausgelegt ist. 10. Control device according to claim 1 to 9, characterized in that at a Drehrichtungsumkeh- tion of the electric hand tool, the control program of the controller for the electronic circuit breaker or a bridge circuit is designed such that upon activation of the release device (11), the program of the controller Operating mode activated, which is designed for unscrewing screws.
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