CN101051744B - 电动工具机及用于运行该电动工具机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动工具机和一种用于运行电动工具机的方法，在该电动工具机中，当负载力矩超过预给定的阈值时电动机(10)的转矩限制作出响应，其中，通过一个转换开关(18)进行功率要求。本发明提出，当从对该电动机的转速检测中识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时，中断给该电动机(10)供电。

Description

电动工具机及用于运行该电动工具机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行电动工具机的方法和一种电动工具机。
背景技术
在公知的电动工具机中，转矩限制众所周知地这样来实现：或者在达到预调节的负载力矩时传动装置输出轴上的机械的过载离合器周期地中断力传递，或者将电动机的与转矩成比例的耗用电流调节到到恒定的值。
期望的负载力矩的值通常被预调节并且在工作期间不变化。由电动工具机的使用者所进行的改变在正常情况下在电动机静止时进行。通过由使用者的手指来操作电动工具机上的按键，电动机的转速或者通过脉冲宽度调制来改变或者通过调节器与按键位置成比例地来预给定。如果达到了通过转矩限制预给定的负载力矩，则保持电动机输出的力矩恒定，其方式是：或者所述机械的离合器周期地中断力传递，或者将电动机电流调节到恒定的值。
在机械的过载离合器的情况下，电动机以未降低的转速继续转动，其中，在过载离合器被周期地接合和重新打开时总是短时间地在工件上施加高的转矩峰值。这在旋拧器的情况下使得螺钉总是被继续旋动一段——例如在脉冲式旋拧器的情况下，并且该螺钉有可能被过度旋动。此外，过载离合器的响应还伴随以显著的且通常令人感觉不快的噪声形成。
如果转矩电动地通过调节电动机电流来限制，则在达到预调节的负载力矩之后一直给电动机供电，直到使用者释放按键。这也适用于机械的转矩限制。
发明内容
本发明涉及一种用于运行电动工具机的方法，在该电动工具机中，当负载力矩超过预给定的阈值时电动机的转矩限制作出响应，其中，通过一个转换开关进行功率要求。
根据本发明，提出了一种用于运行电动工具机的方法，在该电动工具机中，当负载力矩超过预给定的阈值时电动机的转矩限制作出响应，其中，通过一个转换开关进行功率要求，其中，当识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时，至少部分自动化地中断给该电动机供电。
本发明提出，当从对电动机的转速检测中识别到用于转矩限制作出响应的判据时，中断给该电动机供电。作为电动机优选EC电机或者直流电机。尤其是在具有电换向装置的EC电机中通过其通常的转子位置检测装置低成本地实现转速检测。转速检测可通过至少一个由设置在电动机轴上的永磁体激励的转角传感器例如霍尔传感器来进行，或者在电子换向电机中不使用转角传感器而通过检测感应电压(Polradspannung)(BackEMF)或感应电压的三次谐波来进行。
本发明可特别有利地在用蓄电池工作的电动工具机中使用。中断给电动机供电有利地通过电动机的功率电子装置产生。所述中断即使当使用者使功率要求不变、即例如保持按压式转换开关处于未变化的位置中时也有利地进行。
根据本发明的一个并列方案，提出了一种用于运行电动工具机的方法，在该电动工具机中，当负载力矩超过预给定的阈值时电动机的转矩限制作出响应，其中，通过一个转换开关进行功率要求，其中，当可识别到用于转矩限制作出响应的判据时，给电动机供电的蓄电池单元与该电动机之间的连接至少部分自动化地中断。
通过在转矩限制作出响应之后给电动机供电可有利地避免用蓄电池工作的手持式工具机的蓄电池单元无用地放电以及蓄电池单元升温。此外，在电动工具机中，尤其是在旋拧器和钻机中，在电子转矩限制作出响应之后可达到操作功能的改善。
在用蓄电池工作的手持式工具机中，在转矩限制作出响应之后给电动机继续供电没有带来优点，而只是带来缺点：蓄电池单元通过在静止状态中有时高的电流输出而较快速地放电并且充电。储存在蓄电池单元中的电能由此可经济地用于电动工具机的更多的有效工作。蓄电池单元得到保护，因为众所周知在较短时间的较高电流输出的情况下比在较长时间的较低电流输出的情况下温升(I2*t)剧烈。蓄电池单元的使用寿命可通过较少的充电得到改善。
优选作为判据考虑转速的快速下降。这对于卡住情况是典型的。也可附加地或作为替换方案考虑电动机静止作为判据。在这种情况下，电动机的转速为零。这两个参量可借助于转子位置检测单元容易地确定。
在转矩限制作出响应之后当所述功率要求降低然后又提高时可有利地重新给电动机供电。
在转矩限制作出响应之后当预给定的时间间隔已经过时可以以有利的方式重新给电动机供电。这提高了操作舒适性。
有利的时间间隔例如处于0.05至3秒之间，优选处于在0.1至2秒之间。时间间隔可有利地由使用者选择或例如也可由厂方固定地预给定。在该时间间隔，在功率要求等待处理、例如转换开关被按压着的情况下不给电动机供电，以合乎目的的方式这样来选择该时间间隔，使得留给使用者足够释放转换开关并且对于新的工作过程重新操作转换开关的时间。在这种情况下有意义的是，重新激活正常的转矩限制，即，预调节的转矩限制重新起作用并且重新调节转换开关位置与所要求的转速或者转换开关位置与脉冲宽度调制之间的比例关系。
如果在所述时间间隔期间或者经过所述时间间隔之后通过使用者保持按压式转换开关被按压着来保持或提高功率要求，则有利的是，在重新供电时提高所述转矩限制的界限值。由此对于使用者可进一步提高操作舒适性，并且电动机可从所调节的转矩限制中重新起动。由此，例如螺钉可在使用者的视线监控下继续旋动。
如果在转矩限制上升的情况下在重新供电时限制电动机的转速，则对使用者反应能力的过分要求得到避免。有利地限制到例如0.25至4转/秒、优选0.5至3转/秒之间的很低的值。主要是当负载力矩高时，使用者可在这种情况下更好地为所需的力作好准备。
一个典型的应用情况例如是用较大的钻头在金属中钻孔。在钻头穿透工件前不久，由于在工件中形成的毛刺，负载力矩骤然上升，这要求使用者非常快速的反应能力。在此情况下，电动机在预调节的负载力矩的情况下优选停止具有极大益处，所述负载力矩接着可缓慢上升。力的增加不是突然的并且保持可控制和受监控。
此外，本发明还提出了一种电动工具机，在该电动工具机中，规定当负载力矩超过预给定的阈值时进行电动机的转矩限制，其中，通过一个转换开关进行功率要求。在此，设置有当可从对电动机的转速检测中识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时使电动机的供电中断的装置。转速检测或电流测量的分析处理、供电的关断和供电的重新开始优选在一个电子单元中进行。
根据本发明，提出了一种电动工具机，在该电动工具机中，规定当负载力矩超过预给定的阈值时进行电动机的转矩限制，其中，通过一个转换开关进行功率要求，其中，设置有当可识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时使电动机的供电中断的装置。
根据本发明的一个独立方案，提出了一种电动工具机，在该电动工具机中，规定当负载力矩超过预给定的阈值时进行电动机的转矩限制，其中，通过一个转换开关进行功率要求，其中，设置有当可识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时使给电动机供电的蓄电池单元与该电动机之间的连接至少部分自动化地中断的装置。
避免了蓄电池单元无用地放电并且可更好地利用蓄电池单元的电容量。
可优选设置有当可从对电动机的转速检测中识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时使电动机的供电中断的装置。
此外，有利的是，设置有用于识别转速的快速下降和/或电动机静止的装置。
如果设置有用于在给电动机重新供电时限制转速的装置，则可从卡住情况在视线监控下继续工作。
有利的是，当识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时，给电动机供电的蓄电池单元与该电动机之间的连接中断。
有利的是，所述判据从对电动机的转速检测中得出。
附图说明
其它优点从下面的附图说明中得出。附图中示出了本发明的一个实施例。附图、说明书和权利要求书包含多个组合的特征。专业人员也可合乎目的地逐个考察这些特征并将其总结成有意义的其它组合。附图表示：
图1一个优选的电动工具机，该电动工具机具有一个用于给该电动工具机供电的蓄电池单元，
图2用于针对具有电子转速限制功能的电动工具机实现应用功能的框图，以及
图3针对在视线监控下进行带有转矩限制和最终旋拧的旋拧情况，转速和转矩作为时间的函数的变化曲线。
具体实施方式
图1示出了一个包括电动机10的电动工具机100，该电动机可由一个设置在电动工具机100的把手110中的蓄电池单元14供电。为了操作电动工具机100，设置有一个转换开关120。如果在工作中产生转矩限制，则可中断蓄电池单元14与电动机10之间的连接并且保护蓄电池单元14。
图2示出了具有优选构造成EC电机的电动机10的框图，该电动机带有一个功率电子装置12。蓄电池单元14用于给电动工具机供电。优选构造成EC电机或者直流电机的电动机10包括一个转子位置检测单元20，通过该转子位置检测单元可检测电动机10的转子的转子位置。所述电动工具机例如是一个带蓄电池的钻机。
用于控制或调节电动工具机的电子单元16获得转子位置检测单元20的信号，借助于这些信号在正常工作中控制构造成EC电机的电动机10。
电流测量单元22用于检测蓄电池单元14的电流输出。所检测到的电流值传输给电子单元16。
如果使用者例如要将一个孔钻入到已经与电动工具机的钻头形成作用连接的工件上，则他通过一个构造成按键的转换开关18向电子单元16提出功率要求。构造成按键的转换开关18的位置表征通过使用者提出的功率要求的大小。与所述位置成比例地调节电动机10的转速n或者输入给电动机10的电流信号的通常的脉冲宽度调制。如果构造成按键的转换开关18被按压到其最大的终端位置中，则功率要求最大，在中间位置中所述功率要求相应较小。
优选通过电子单元16进行卡住识别、电动机10的供电的关断和供电的重新开始，其中功率电子单元12被相应控制。
如果从对电动机10的转速检测中识别到用于转矩限制作出响应的判据，则中断给电动机10供电。转速的快速下降和/或电动机静止适合作为该判据。
如果功率要求降低——即例如转换开关18被释放，然后又被提高——即例如转换开关18又被按压，则在转矩限制作出响应后可重新给电动机10供电。
作为替换方案，如果已经过预给定的时间间隔Δt，则可在转矩限制作出响应后重新给电动机10供电。这在图3中描述。
针对带有转矩限制的旋拧情况，上面的特性曲线24a-26a描绘了转速n关于时间t的变化曲线，下面的特性曲线24b-26b描绘了转矩M关于时间t的变化曲线。在点28处，预调节的转矩限制28b的判据或者预调节的转速下降28a的判据在预调节的时间内达到并且功率电子装置12中断电动机10的供电(图1)。转速n并且随后转矩M快速下降到零。在时间间隔Δt期间停止供电，即使使用者保持转换开关18被继续按压着。在经过时间间隔Δt之后开始重新给电动机10供电，其中，该电动机的转速被限制到低值，而同时缓慢提高转矩限制的界限值。在该范围内例如可在视线监控下进行最终旋拧。

Claims (12)

1.用于运行电动工具机的方法，在该电动工具机中，当负载力矩超过预给定的阈值时电动机(10)的转矩限制作出响应，其中，通过一个转换开关(18)进行功率要求，其中，当识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时，至少部分自动化地中断给该电动机(10)供电，其中，在所述转矩限制作出响应之后当已经过预给定的时间间隔(Δt)时重新给该电动机(10)供电，其特征在于：在重新供电时提高所述转矩限制的界限值并且限制该电动机(10)的转速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时，给该电动机(10)供电的蓄电池单元(14)与该电动机(10)之间的连接中断。
3.用于运行电动工具机的方法，尤其是根据权利要求1所述的方法，在该电动工具机中，当负载力矩超过预给定的阈值时电动机(10)的转矩限制作出响应，其中，通过一个转换开关(18)进行功率要求，其中，当识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时，给该电动机(10)供电的蓄电池单元(14)与该电动机(10)之间的连接中断，其中，在所述转矩限制作出响应之后当已经过预给定的时间间隔(Δt)时重新给该电动机(10)供电，其特征在于：在重新供电时提高所述转矩限制的界限值并且限制该电动机(10)的转速。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：所述判据从对该电动机(10)的转速检测中得出。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：作为判据考虑转速的快速下降和/或电动机静止。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：在所述转矩限制作出响应之后当所述功率要求降低然后又提高时重新给该电动机(10)供电。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：该时间间隔(Δt)可由使用者选择。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：在该时间间隔(Δt)期间保持或提高所述功率要求。
9.电动工具机，在该电动工具机中，规定当负载力矩超过预给定的阈值时进行电动机(10)的转矩限制，其中，通过一个转换开关(18)进行功率要求，其中，设置有当可识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时使该电动机(10)的供电中断的装置，其特征在于：还设置有用于在给该电动机(10)重新供电时限制转速的装置。
10.电动工具机，在该电动工具机中，规定当负载力矩超过预给定的阈值时进行电动机(10)的转矩限制，其中，通过一个转换开关(18)进行功率要求，其中，设置有当可识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时使给该电动机(10)供电的蓄电池单元(14)与该电动机(10)之间的连接至少部分自动化地中断的装置，其特征在于：还设置有用于在给该电动机(10)重新供电时限制转速的装置。
11.根据权利要求9或10所述的电动工具机，其特征在于：设置有当可从对该电动机的转速检测中识别到用于所述转矩限制作出响应的判据时使该电动机(10)的供电中断的装置。
12.根据权利要求9至11之一所述的电动工具机，其特征在于：设置有用于识别转速的快速下降和/或电动机静止的装置。
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