CH646020A5 - Elektrohandwerkzeug. - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Elektrohandwerkzeug, insbesondere handgeführte Bohr-, Fräs- oder Sägemaschine, nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei einem bekannten Elektrohandwerkzeug dieser Art s weist die Drehzahlregelvorrichtung eine diskrete Schaltung mit einem Drehzahlvorwahl-Potentiometer auf. Die Drehzahlregelung wird über die am Elektromotor abfallende Spannung vorgenommen, welche die Ansprechschwelle eines Zündschalters für einen im Motorstromkreis liegenden io Schaltthyristor verändert. Jenach Ansprechschwelle des Zündschalters wird der Zündzeitpunkt des Schaltthyristors verschoben und damit der Stromflusswinkel im Sinne einer Anpassung der Istdrehzahl an die vorgewählte Solldrehzahl geändert. Eine solche Drehzahlregelung arbeitet insbesondere 15 wegen der insbesondere die Ansprechschwelle des Zündschalters beeinflussenden Fertigungstoleranzen nicht sehr exakt, sondern lässt mehr oder weniger grosse bleibende Regelabweichungen der Istdrehzahl von der Solldrehzahl zu. Solche Regelungenauigkeiten stören in den meisten Anwendungsfäl-20 len des Elektrohandwerkzeugs zwar nicht, können aber bei qualitativ hochwertigen Elektrowerkzeugen nicht akzeptiert werden.

Das erfindungsgemässe Elektrohandwerkzeug mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demge-25 genüber den Vorteil einer äusserst genauen Drehzahlregelung bzw. -Steuerung ohne nennenswerte Abweichungen der Istdrehzahl von der eingestellten Solldrehzahl. Zugleich ist es mit nur geringfügigem Mehraufwand möglich, die Ist- und/ oder die Solldrehzahl dem Benutzer optisch anzuzeigen. Dies 30 erfordert lediglich noch ein Display, das unmittelbar von dem Mikrocomputer gesteuert wird. Hierdurch wird dem Benutzer die Möglichkeit gegeben, das Elektrohandwerkzeug optimal durch richtige Wahl der Schnittgeschwindigkeit zu nutzen, wodurch sowohl die Abnützung des Elektrohandwerk-35 zeugs stark reduziert als auch das Arbeitsergebnis wesentlich verbessert werden kann.

Die Erfindimg ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen:

4o Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Handbohrmaschine,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung der Handbohrmaschine mit Drehzahlregelvorrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht eines Displays der Handbohrma-45 schine in Fig. 1, vergrössert dargestellt,

Fig. 4 eine Draufsicht eines Displays gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel, in vergrösserter Darstellung,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.

Die in Fig. 1 als Beispiel eines Elektrohandwerkzeugs dar-50 gestellte Handbohrmaschine weist ein Gehäuse 10 auf. Eine aus dem Gehäuse 10 austretende Bohrspindel 11 trägt ein Spannfutter 12 zur Aufnahme eines Bohrers. Die Bohrspindel 11 wird in bekannter Weise über ein nicht dargestelltes Übersetzungsgetriebe von einem Elektromotor 13 (in Fig. 2 sche-55 matisch dargestellt) angetrieben. Der Elektromotor 13 kann in beiden Drehrichtungen umlaufen. Das Gehäuse 10 trägt an der Unterseite einen pistolenartig angeformten Handgriff 14, an dem der Ein-/Ausschalter 15 in Form einer Drucktaste angeordnet ist. Zur Erleichterung des Bohrvorgangs kann-wie fio in Fig. 1 dargestellt-am Gehäuse 10 nahe der Austrittsstelle der Bohrspindel 11 noch ein weiterer Handgriff 16 festgeklemmt sein.

Die Handbohrmaschine weist eine Drehzahlregelvorrich-tung 17 auf, die die Drehzahl des vorzugsweise als Universal-65 motor ausgebildeten Elektromotors 13 entsprechend der vorgewählten Solldrehzahl einstellt. Zur Vorwahl der Solldrehzahl ist ein Drehzahl-Einstellorgan 18 vorgesehen, das beispielsweise mit der Drucktaste des Ein-/Ausschalters 15 ge-

3 646 020

koppelt sein kann, wobei bei verstärktem Niederdrücken der abgelesen werden können. Die entsprechenden Informatio-

Drucktaste die Solldrehzahl kontinuierlich erhöht wird. nen werden dem Mikrocomputer 19 von den entsprechenden

Die Drehzahlregelvorrichtung 17, die in Fig. 2 durch Elementen, wie Drehzahl-Einstellorgan 18 oder Drehzahlstrichpunktierte Umrandung schematisch angedeutet ist, messelement 21, Informationsgeber 23 des Gangschalters 22, weist einen Mikrocomputer 19, eine im Stromkreis des Elek- 5 Informationsgeber 28 des Drehrichtungs-Umkehrschalters tromotors 13 liegende Thyristorschaltung 20 und ein die Ist- 27, Einschalttaste 26, eingegeben und dieser steuert entspre-drehzahl des Elektromotors 13 erfassendes Drehzahlmessele- chend den erhaltenen Informationen das Display 29.

ment 21 auf, das vorzugsweise als von dem Elektromotor 13 In dem Ausführungsbeispiel des Displays 29 in Fig. 4 angetriebener Tachogenerator ausgebildet ist. Das Drehzahl- weist dieses zur Anzeige der Ist- oder Solldrehzahl eine 7-Seg-messelement 21 bzw. der Tachogenerator ist mit dem Mikro- 10 ment-Anzeige 31 auf. Der Aufbau und die Wirkungsweise ei-computer 19 verbunden und gibt diesem eine Information ner solchen 7-Segment-Anzeige ist bekannt, so dass hierauf über die Istdrehzahl des Elektromotors 13. In gleicher Weise nicht näher eingegangen zu werden braucht. Zusätzlich ist in ist das Drehzahl-Einstellorgan 18 mit dem Mikrocomputer 19 dem Display 29 noch eine Symbolskala 32 mit selektiv beverbunden und liefert diesem eine Information über die vor- leuchtbaren Einzelsymbolen 33 vorgesehen. Die Beleuch-gewählte Drehzahl, die Solldrehzahl. Der Mikrocomputer 19 t5 tungselemente, vorzugsweise Leuchtdioden, dieser Einzelvergleicht nunmehr die Istdrehzahl mit der Solldrehzahl und symbole werden selektiv von dem Mikrocomputer 19 entspre-gibt bei Abweichung ein entsprechendes Steuersignal an die chend seinem Informationsgehalt angesteuert. So bedeutet Thyristorschaltung 20 ab. Dieses Steuersignal verschiebt den z.B. das Aufleuchten des Einzelsymbols «E», dass die Hand-Zündzeitpunkt der Thyristorschaltung 20 und ändert damit bohrmaschine eingeschaltet ist, während das Aufleuchten des den Stromflusswinkel in einem Sinn, der die Differenz der im 20 Einzelsymbols « SSf » Überlast-Warnung bedeutet. Die beiMikrocomputer 19 verglichenen beiden Drehzahlen zu Null den Pfeilsymbole der Symbolskala 32 signalisieren die jeweils werden lässt. eingeschaltete Drehrichtung der Bohrspindel 11.

Die Handbohrmaschine ist gangumschaltbar und weist In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 und 5 weist das hierzu einen die Drehzahl der Bohrspindel 11 umschaltenden Display 34 mit den Anzeigefeldern 35 eine Anzahl von neben-Gangschalter 22 auf (Fig. 1 und 2). Diese Gangschaltung 25 und/oder hintereinander angeordneten Signallampen 36, vorkann mechanisch oder elektrisch bewirkt werden. Das Um- zugs weise Leuchtdioden, auf, die jeweils einem der Anzeigeschaltverhältnis ist dabei - unabhängig von der weiteren Ver- felder 3 5 zugeordnet sind. Im Display 34 sind zwei Skalen 37 änderung der Drehzahl durch das Drehzahl-Einstellorgan 18 und 38 mit Kenndaten des Betriebszustands entlang den in - immer konstant. Mit dem Gangschalter 22 ist ein Informa- zwei Reihen hintereinander liegenden Anzeigefeldern 35 an-tionsgeber 23 gekoppelt, der mit dem Mikrocomputer 19 ver- 30 geordnet. Die Skala 37 enthält die Drehzahlangaben in Um-bunden ist und diesem eine Information über die Schaltstel- drehungen/min und die Skala 38 weitere Angaben über den lung des Gangschalters 22 liefert. Betriebszustand der Handbohrmaschine. Dabei bedeuten Mit dem Mikrocomputer 19 ist weiterhin ein die Überla- «EIN» Einschaltung der Handbohrmaschine, «1, GANG» stung des Elektromotors 13 erkennendes Überlast-Messele- und «2. GANG» eingeschalteter erster bzw. zweiter Gang, ment 24 verbunden, das dem Mikrocomputer 19 eine Motor- 35 «LINKS» und «RECHTS» Links- oder Rechtslauf der Bohrüberlastung, also einen über den Nennstrom des Elektromo- spindel 11, «ÜBERLAST» Warnung bei Überlastung des tors 13 hinausgehenden Motorstrom, signalisiert. In dem Mo- Elektromotors 13 und «ÜBERLAST-AUTO» Ansprechen torstromkreis liegt ein Schaltelement 25, das mit dem Mikro- der automatischen Überlastschaltung, also Öffnen des Schaltcomputer 19 verbunden ist und dessen Schaltstellung von die- elementes 25.

sem gesteuert wird. Mittels des Schaltelementes 25 kann der 40

Motorstromkreis geschlossen oder unterbrochen werden. Lie- Die unterhalb eines jeden Anzeigefeldes 35 angeordneten fert das Überlast-Messelement 24 eine Überlastinformation Signallampen 36 werden von dem Mikrocomputer 19 ent-an den Mikrocomputer, so gibt dieser an das Schaltelement sprechend seinem Informationsgehalt selektiv angesteuert. 25 ein Abschaltsignal, und das Schaltelement 25 unterbricht Die neben den Kenndaten der Skalen 37 und 38 aufleuchtenden Stromkreis des Elektromotors 13. Zum Wiedereinschal- 45 den Anzeigefelder 35 signalisieren den jeweiligen Betriebszu-ten muss zunächst eine am Gehäuse 10 angeordnete Ein- stand der Handbohrmaschine, so dass der Benutzer mit einem schalttaste 26 (Fig. 2) betätigt werden, die ebenfalls mit dem einzigen Blick diesen erfassen kann. Ist z.B. die Handbohrma-Mikrocomputer 19 verbunden ist und diesem einen entspre- schine eingeschaltet, der erste Gang eingelegt und läuft die chenden Steuerbefehl liefert. Ein entsprechendes Schliessignal Bohrspindel 11 mit einer Drehzahl von 1500 U/min im gibt dann der Mikrocomputer 19 an das Schaltelement 25 ab. 50 Rechtslauf, so leuchten die in Fig. 4 durch Schraffur gekenn-

Zur Umkehrung der Drehrichtung der Bohrspindel 11 ist zeichneten Anzeigefelder 35 des Displays 34 auf.

noch ein Drehrichtungs-Umkehrschalter 27 (Fig. 1 und 2) Damit der Benutzer das Display 29 bzw. 34 auch während vorgesehen, der die Drehrichtung mechanisch oder elektrisch des Arbeitsvorgangs ständig im Blickfeld hat, ist dieses auf umschaltet. Je nach Stellung des Drehrichtungs-Umkehr- der dem Handgriff 14 gegenüberliegenden Gehäuseoberseite schalters 27 läuft die Bohrspindel 11 im Rechts- oder Links- 55 39 des Gehäuses 10 angeordnet und vorzugsweise in die Ge-lauf. Mit dem Drehrichtungs-Umkehrschalter 27 ist ein Infor- häusewand bündig eingelassen (Fig. 1 und 5). Die Drehzahl-mationsgeber 28 gekoppelt, der die jeweilige Schaltstellung regelvorrichtung 17 kann ebenso als Drehzahlsteuervorrich-des Drehrichtungs-Umkehrschalters 27 über eine Verbin- tung verwendet werden. In diesem Fall kann auf das Drehdungsleitung als Eingangssignal an den Mikrocomputer 19 zahlmesselement 21, den Tachogenerator, verzichtet werden, gibt. 60 so dass die Schaltungsanordnung insgesamt einfacher ist. Für Mit dem Mikrocomputer 19 ist ein Display 29 mit opti- eine bestimmte vorgewählte Drehzahl wird der Mikrocompu-schen Anzeigefeldern 30 verbunden, auf welchen sowohl die ter 19 dann den Zündzeitpunkt der Thyristorschaltung 20 in Drehzahl als auch weitere Kenndaten des Betriebszustandes einer vorprogrammierten Weise verschieben und damit einen wie - Einschaltung, Rechts- Linkslauf, Überlastung und dgl., vorgegebenen Stromflusswinkel einstellen.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

646 020 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrohandwerkzeug, insbesondere handgeführte Bohr-, Fräs- oder Sägemaschine mit einem Elektromotor, einer Drehzahlregel- oder Drehzahlsteuervorrichtung für den Elektromotor und einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlregel- oder -Steuervorrichtung (17) einen Mikrocomputer (19) aufweist.

2. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein die Drehzahl des Elektromotors (13) erfassendes Drehzahlmesselement (21), vorzugsweise einen von dem Elektromotor (13) angetriebenen Tachogenerator, dessen Ausgang mit dem Mikrocomputer (19) verbunden ist.

3. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Mikrocomputer (19) ein Drehzahl-Einstellorgan (18) verbunden ist, mit welchem eine manuell wählbare Drehzahl dem Mikrocomputer (19) als Eingangssignal zuführbar ist.

4. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, mit einer Arbeitsspindel, gekennzeichnet durch einen die Drehzahl der Arbeitsspindel (11) mechanisch oder elektrisch umschaltenden Gangschalter (22), der einen seine Schaltstellung markierenden Informationsgeber (23) aufweist, der mit dem Mikrocomputer (19) verbunden ist.

5. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Mikrocomputer (19) ein eine Überlastung des Elektromotors (13) erkennendes Überlast-Messelement (24) und ein Schaltelement (25) verbunden sind, das auf ein Signal des Mikrocomputers (19) hin den Stromkreis des Elektromotors (13) schliesst oder öffnet.

6. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Mikrocomputer (19) eine manuell betätigbare Einschalttaste (26) verbunden ist, die eine Schalt-element-Schliessinformation an den Mikrocomputer (19)

gibt.

7. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch einen Drehrichtungsumschalter (27) mit einem dessen Schaltstellung markierenden Informationsgeber (28), der mit dem Mikrocomputer (19) verbunden ist.

8. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch ein mit dem Mikrocomputer (19) verbundenes Display (29; 34) mit optischen Anzeigefeldern (30; 35), auf welchen die Drehzahl und vorzugsweise weitere Kenndaten des Betriebszustands, wie Einschaltung, Rechts-Linkslauf und Überlastung ablesbar sind.

9. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass das Display (29) eine 7-Segment-Anzeige (31) aufweist.

10. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (34) eine Anzahl von neben-und/oder hintereinander angeordneten Signallampen (36), vorzugsweise Leuchtdioden, aufweist, die unmittelbar unter den Anzeigefeldern (35), diesen jeweils zugeordnet, angeordnet sind und diese selektiv beleuchten können, und dass im Display (34) mindestens eine Skala (37,38) mit Kenndaten des Betriebszustands entlang den Anzeigefeldern (35) angeordnet ist.

11. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (29) eine Symbolskala (32) mit selektiv beleuchtbaren Einzelsymbolen (33) aufweist.

12. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (29,34) auf einer, vorzugsweise im wesentlichen einem Handgriff (14) gegenüberliegenden, Gehäuseoberseite (39) des Gehäuses (10) angeordnet ist, vorzugsweise in die Gehäusewand eingelassen ist.