CN103128719A - 抽吸装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于钻式的手持式工具机（1）的抽吸装置（20），其包括壳体（21）和用于将该壳体（21）固定在钻式的手持式工具机（1）的壳体（17）上的锁止装置。抽吸装置还包括风扇马达和用于风扇马达的控制装置。所述控制装置包括用于检测手持式工具机（1）的电动机的运行状态的传感器。控制装置构造用于在电动机处于旋转运行状态中时激活风扇马达。本发明还涉及该抽吸装置的控制方法。

Description

抽吸装置和控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于钻式的手持式工具机、尤其是冲击钻式的手持式工具机的抽吸装置，以及一种与此有关的控制方法。

背景技术

根据手持式工具机的应用领域产生或多或少的钻屑。一般不需要抽吸装置。因而希望模块化的抽吸装置，使用者可借助几个操作把手无需工具地将该抽吸装置固定到手持式工具机上并且可再次将其分开。手持式工具机为了与抽吸装置一起运行而做的调整也应尽可能少。

发明内容

本发明实现一种改进的抽吸装置及其控制方法。

用于钻式的手持式工具机的根据本发明的抽吸装置包括壳体和用于将该壳体固定在钻式的手持式工具机壳体上的锁止装置。使用者可无需工具地安装和取下该抽吸装置。抽吸装置还包括风扇马达和用于风扇马达的控制装置。控制装置包括用于检测手持式工具机的电动机的运行状态的传感器。控制装置构造用于在电动机处于旋转运行状态中时激活风扇马达。手持式工具机没有额外的电路或措施来确保抽吸装置的接通。也无需抽吸装置上的要被使用者操作的开关元件。

一种方案规定，传感器检测由电动机产生的磁场，并且当磁场强度超过一个阈值时，控制装置激活风扇马达。磁场被证明是稳定的特征，其即使在钻式的、尤其是冲击钻式的手持式工具机的恶劣的工作条件下也不会被干扰信号引起失真。传感器可检测由电动机产生的静磁场。传感器可检测由电动机产生的交变磁场并且传感器的信号被传送给高通滤波器。这被证明与在手持式工具机中所使用的电动机无关。

可在抽吸装置的能源供应装置和控制装置之间设置开关。所述传感器包括接收线圈，其这样与开关连接，使得在接收线圈中因电动机产生的感应电流接通所述开关。这在抽吸装置通过电池组供电时尤为有利。避免了因主动检测传感器的控制装置引起的电流损失。

一种方案规定，控制装置包括计时器，该计时器相对于电动机的运行状态向静止运行状态的改变延迟风扇马达的关断。优选随着电动机向旋转运行状态的改变立即接通风扇马达。

一种用于加装在钻式的手持式工具机上的抽吸装置的控制方法使用下述步骤：借助抽吸装置中的传感器检测手持式工具机的电动机的运行状态；当传感器检测到电动机的运行状态向旋转运行状态改变时，激活抽吸装置的风扇马达；在传感器检测到电动机的运行状态向静止运行状态改变之后，解除风扇马达的激活。在电动机向旋转运行状态改变之后优选无延迟地激活风扇马达。可相对于电动机向静止运行状态的改变延迟使风扇马达解除激活。

附图说明

下面借助示例性的实施方式和附图来说明本发明。附图如下：

图1为冲击钻机和抽吸装置；

图2为冲击钻机的示意性结构；

图3为图1的平面III-III中的抽吸装置的剖面图；

图4为图1的平面IV-IV中的抽吸装置的剖面图；

图5和6为取下且打开的抽吸装置；

图7为盒子的一种替换的锁止装置；

图8为工作监控的框图；

图9为抽吸装置的自动激活的框图；

图10和11为可插接的供应导线的透视图和剖面图；

图12为供应导线的框图。

具体实施方式

图1示出钻式的手持式工具机1，其具有装上的且可取下的用于吸尘钻头4的抽吸装置20。

图2详细示出冲击钻机1作为钻式的手持式工具机的例子。冲击钻机1具有工具接纳部2，钻头、例如冲击钻式的吸尘钻头4的插入端部3可插入该工具接纳部中。旋转驱动马达5、优选电动机构成初级驱动装置，其驱动冲击机构6和从动轴7。使用者可借助手柄8操纵冲击钻机1并且借助系统开关9使冲击钻机1运行。在运行中，冲击钻机1使吸尘钻头4连续围绕工作轴线10旋转并且在此可将吸尘钻头4在冲击方向11上沿工作轴线10打入基础中。

冲击机构6例如是气动冲击机构6。激励器12和冲击器13在冲击机构6中沿工作轴线10可移动地被导向。激励器12通过偏心轮14或摆动指耦合到驱动马达5上并且被迫进行周期直线运动。由激励器12和冲击器13之间的气动室15构成的气动弹簧将冲击器13的运动耦合到激励器12的运动上。冲击器13可直接撞击吸尘钻头4的后端部或间接通过基本上静止的中间冲击器16将其一部分动量传送到吸尘钻头4上。冲击机构6和优选其它驱动元件设置在机器壳体17内。

图1示出抽吸装置20贴靠且锁止在冲击钻机1上，图3示出平面III-III中的剖面并且图4示出平面IV-IV中的剖面。图5和6示出抽吸装置20从冲击钻机1上被取下及被打开以便清空钻屑。

抽吸装置20具有自己的壳体21，该壳体与冲击钻机1的机器壳体17分开。抽吸装置20优选以其壳体21的逆着冲击方向11的后侧22贴靠在冲击钻机1的前侧23上。该贴靠例如通过后侧22上的凹形接片24来形成。该接片24的两个侧壁25包围冲击钻机1的侧表面。优选接片24可成形为与冲击钻机1的前侧23形锁合。

锁止装置26允许使用者将抽吸装置20可拆地固定在冲击钻机1上或从其上取下。锁止装置26例如包括环形件27，其可包围冲击钻机1的颈部28。环形件27可具有自己的、以弹簧、箍位螺丝等形式的固定夹紧机构。在示例性所示的实施方式中，环形件27开有多个槽。侧手柄30的夹紧带29可包围且压挤环形件27并且因此将其夹紧到颈部28上。锁止装置26例如也可包括后侧22上的销或耳柄，它们嵌入冲击钻机1上的相应互补构造的配合件中。

抽吸装置20将吸尘钻头4的空心柄31中的钻屑吸入抽吸装置20的收集容器32中。抽吸管接头33环形包围吸尘钻头4的抽吸孔34。空气通道35在壳体21中从抽吸管接头33通往收集容器32。鼓风机36在流动方向上设置在收集容器32下游。鼓风机36和收集容器32之间的空气过滤器37确保尘粒沉积到收集容器32中。

抽吸管接头33优选匹配于吸尘钻头4的结构。通过将抽吸装置20固定到冲击钻机1上进行定位。沿工作轴线10抽吸管接头33具有相对于工具接纳部2的固定位置。尤其是抽吸管接头33的位置在钻孔期间不改变。同轴于工作轴线10的贯通孔38在抽吸管接头33中内例如衬有圆柱形的套筒39。抽吸管接头33在内部是空心的并且包围该套筒39。套筒39在轴向中间区域中具有内径，其大于吸尘钻头4在抽吸孔34上的直径。套筒39的轴向端部40具有相对于中间区域减小的内径。轴向端部的内径与吸尘钻头4之间的间隙约为1mm至2mm。吸尘钻头4无接触地穿过套筒39。一个或多个径向开口41贯穿套筒39。套筒39的长度、即其沿工作轴线10的尺寸略微大于最大的吸尘钻头4在工具接纳部2中的轴向运动自由度、例如在2cm和3cm之间。

刚性的空气通道35直接连接于抽吸管接头33并且封闭地延伸到收集容器32。优选在整个长度上封闭的空气通道35仅在抽吸管接头33和收集容器32上开口。空气通道35的横截面在其长度上优选恒定。

收集容器32具有可推入的盒子50，其可从壳体21中取出。盒子50可在取出方向51上被拔出。取出方向51例如向下、即在背离工作轴线10的径向方向上。壳体21的下侧52构成盒子50。盒子50在被取出的情况下释放壳体21的开口53。盒子50与开口53互补地构造。开口53通过插入的盒子50气密且防尘地封闭。此外，密封还通过壳体21的边沿54进行，该边沿环形闭合地围绕开口53。边沿54例如位于垂直于取出方向51的平面中。盒子50设有与边沿54互补构造的边沿55。当盒子50被插入时，盒子50以其边沿54贴靠在壳体21的边沿55上。壳体21的边沿54或盒子50的边沿55设有由弹性材料、例如橡胶或发泡材料制成的密封环56。

在壳体21上挂有可转动的止动件57。该止动件57可从解锁位置在转动方向58上转动到锁止位置中。锁止位置在图3中示出，解锁位置在图5中示出。该示例性的止动件57具有两个侧向腿59和一个横向连接所述腿59的杆60。腿59挂在壳体21的转动支承件61上。在锁止位置中，止动件57借助杆60从背后作用于盒子50的下侧52。在锁止位置中，腿59基本上平行于取出方向51定向。这样确定腿59的尺寸，使得止动件57的杆60在锁止位置中将盒子50压紧到壳体21上。该示例性的止动件57局部有弹性，例如由钢制成。腿59的弯曲的、例如弧形的曲线允许腿59在施加反力的情况下弹性拉长。因此，止动件57在锁止位置中将盒子50逆着取出方向51压紧到壳体21上。密封装置56基于该偏压而在锁止位置中被挤压。密封装置56可由弹性材料、例如橡胶制成，该密封装置可代替或附加于弹性的止动件57在锁止位置中形成偏压。

下侧52上的卡锁装置62将止动件57保持在优选锁止位置中。在盒子50的下侧52上设置局部的三角形突起63，止动件57、尤其是横杆60在锁止时被推过该突起。由此止动件57被卡锁在锁止位置中。

盒子50的下侧52具有朝向前侧64延伸的沟槽65。该沟槽65优选在止动件57的整个转动行程上延伸，也就是说，从锁止位置延伸到解锁位置，以便取出盒子50。使用者可在沟槽65中从背后作用于止动件57，以使其转动。

代替两个腿59，止动件57可仅设有一个腿和一个从下面作用于盒子50的钩子。一种替换的方案规定，在盒子50的侧表面66上设置侧向突出的销。止动件57从后面作用于所述销。

在其它实施方式中，盒子50可在一侧、即切向于工作轴线10地被拔出。止动件57相应可围绕工作轴线10转动地设置并且在锁止位置中从背后作用于盒子50的该侧。

盒子50具有外壳67，该外壳在上侧68设有可转动的盖69。上侧68背离取出方向51。上侧68在盒子50插入时贴靠在壳体21上，由此盖69被封闭地保持。可转动的盖69优选覆盖超过上侧68的一半。上侧68的剩余部分可通过刚性的、不可移除的盖70封闭。空气过滤器37设置在可转动的盖69中。开口71设置在不可移动的盖70中，空气通道35通过所述开口通入盒子50中。

空气过滤器37优选可从盖69上被取下，以便能够在脏污的情况下被更换成未使用的空气过滤器37。空气过滤器37插入保持装置72中。可卡锁且可转动的弓形件73将空气过滤器37夹紧在保持装置72中。空气过滤器37的保持装置72优选相对于取出方向51倾斜地、优选在30度和60度之间倾斜地固定空气过滤器37。空气过滤器37优选是片式过滤器，其折叠的片被夹紧在框架75中。

空气过滤器37在盒子50插入时贴靠在壳体21的一个开口上，该开口与空气过滤器37的前表面77一样大。当盒子50被插入时，环绕前表面77的闭合的密封唇78与壳体21一起密封空气过滤器37。密封唇78优选被卡锁的止动件57挤压。盒子50借助两个分开的密封装置56、78贴靠在壳体21上。密封唇78在投影到垂直于取出方向51的平面上时位于密封环56内。沿通过盒子50的气流，密封环56与密封唇78错开地设置。两个密封装置分别环形包围气流。

盖69占收集容器32容积的20％至40％。盖69例如具有棱柱形形状，其朝向外壳67开口。盖69背离外壳67地拱起，即逆着取出方向51拱起。盖的边沿状边缘55在封闭的盒子50中贴靠在外壳67上。盖69或外壳67上的一个或多个卡锁突起76可将它们固定在一起。

另一种方案规定，止动件80借助转动支承件81可转动地支承在盒子50的侧表面67上（图7）。止动件80具有钩子82，该钩子可从背后作用于壳体21上的销83，以便锁止盒子50。钩子82在其沿转动方向84的前端部上朝向转动支承件81弯曲。前端部的减小的距离使得钩子82卡到销83上。横杆85可连接两个止动件80。当盒子50无压力地贴靠在壳体21上时，转动支承件81和钩子82之间的距离略微小于转动支承件81和销83之间的距离。当止动件80卡入时，相对缩短的距离将盒子50偏压到壳体21上。

监控装置90检查抽吸装置20的符合规定的功能。压力传感器91设置在抽吸管接头33中。压力传感器91优选检测套筒39内部和环境压力之间的压差。压力传感器91例如构造为膜片式传感器或压阻式压力传感器。压力传感器91安装在与套筒39和空气通道35错开设置的室92中。所述室93优选仅具有一个开口，其通过通道93在套筒39附近、例如在小于2cm的距离中与空气通道35连接。因此，室93和空气通道35之间的空气交换极少。此外，通道93具有比空气通道35明显更小的横截面。在一种实施方式中，压力传感器91设计用于确定室93中的绝对气压。作为替换方案，可通过压力传感器91确定与环境的相对压力。为此压力传感器91可封闭该室通向环境的另一开口，以便能被加载参考压力。

在该实施方式中，套筒39或抽吸管接头33中的压力应至少比环境压力小12毫巴。其它压差阈值可在10毫巴和20毫巴之间的范围中。当压差降低到该阈值之下，则向使用者发出故障信号，例如激活声学信号发送器94或信号灯95。监控装置90优选仅在鼓风机36运行时出现小的压差并且持续一段最小持续时间的情况下才指示功能故障。例如监控装置90和鼓风机36一起被激活和解除激活。被解除激活的监控装置90优选不检测新的功能故障，但例如可继续指示先前检测到的功能故障。为此故障信号被存储在数据存储器96中。此外，故障信号可在下一次运行中从数据存储器96被读取并且必要时故障故障被再次显示。监控装置90例如通过取出收集容器32被复位，由此故障信号被清除并且信号灯95熄灭。传感器97、例如电探头检测收集容器32的取出。

另一压力传感器98可设置在空气通道35中、例如靠近空气通道35的端部设置在收集容器32上。用于该压力传感器的阈值被设置得更高，例如在25毫巴和35毫巴之间的范围中。

电容式传感器100设置在空气通道35上。该传感器100例如可包括两个相对置的电极板101，它们通过空气通道35彼此绝缘。分析装置102求出电极101之间的电容。分析装置102例如包括谐振电路，其谐振频率由电容确定。谐振电路的频率扫描装置求出电容的数值。电容本身用于确定在被吸入的空气中的含尘量。分析装置102将该含尘量与一个阈值进行比较。当含尘量超过该阈值时，向使用者警告吸尘钻头4的堵塞。分析装置102例如可激活监控装置90的声学或光学信号发送器94、95。压电式传感器103例如可设置在空气通道35的弯曲处上。较重的尘粒撞击到该传感器103上。撞击的频率为粉尘运输的量度，其可被传送给分析装置102。分析装置102可通过微处理器或作为模拟电路来实现。

一种扩展方案规定，监控装置90与冲击钻机1通信。冲击钻机1具有自动关断装置110，其响应监控装置90的故障信号解除驱动马达5的激活或响应分析装置102通过降低驱动马达的转速减小钻孔功率。通信优选无线地、例如通过感应式传送器111进行，该传送器设置在壳体17、21的彼此接触的区段上。

鼓风机36具有风扇马达120优选电动机和风扇叶轮121。风扇马达120驱动风扇叶轮121，该风扇叶轮通过空气过滤器37和空气通道35吸入空气。当使用者借助系统开关9使冲击钻机1运行时，抽吸装置20的控制装置122激活风扇马达120。此外，当使用者使冲击钻机1停止运行时，控制装置122关断抽吸装置20。该关断优选可延迟地进行，其方式是，当使用者关断冲击钻机1时，控制装置122首先激活计时器123。在经过由计时器123规定的时间间隔后，控制装置122关断抽吸装置20。该时间间隔优选在2秒至20秒的范围中。这样的时间间隔被证明足以从吸尘钻头的空心管中吸出剩余的粉尘。更长的时间间隔通常不能得到更好的结果，因为使用者在此期间会从钻孔中取出吸尘钻头并清除空心管中剩余的粉尘。

鼓风机36的控制装置122连接到传感器124上，该传感器检测由驱动马达5产生的静磁场。驱动马达5例如是通用电动机，其在没有永久磁铁的情况下在静止时不产生磁场并且在运行中基于通电磁线圈产生磁场。传感器124例如是舌簧开关，其响应磁场强度。在一种简单的方案中，传感器124不连续地在两种状态之间变换，其中一种状态配置给静止的驱动马达5的不存在或弱的磁场并且另一种状态配置给旋转的驱动马达5的强磁场。用于磁场的阈值由舌簧开关的机械结构给定。另一种方案将霍尔传感器用作传感器124，其输出信号为磁场强度的量度。控制装置122借助阈值判别传送给其的输出信号。通常，抽吸装置20借助其机械锁止装置26被压紧到冲击钻机1或其它手持式工具机的一个或几个型号上。在用于相应的型号类型和所包含的驱动马达5的抽吸装置20中适配舌簧传感器或阈值。具有直流电动机的型号类型包括永久磁铁，其在驱动马达5的静止中也产生磁场。旋转的驱动马达5具有更强的磁场。这种型号类型的特征是两个磁场强度，阈值是这两个磁场强度之间的一个值。

另一种方案规定使用传感器125，其响应驱动马达5的交变磁场。静止的驱动马达5不产生交变磁场，而是可能仅产生静磁场。传感器125例如是霍尔传感器，其检测磁场强度或与磁场强度成正比的信号。界限频率例如为500Hz的高通滤波器126过滤掉低频信号分量。反映驱动马达5旋转的特征的交变磁场在所使用的驱动马达中大于2000Hz。属于静止的驱动马达5的过滤后的信号——与驱动马达的结构方式无关——应约为零。该过滤后的信号被传送给控制装置122。控制装置122根据一个阈值判别过滤后的信号的幅度。当过滤后的信号超过该阈值时，控制装置122接通风扇马达120。当过滤后的信号低于该阈值或降为零时，控制装置122关断风扇马达120。在一种方案中，当降低到该阈值之下时，控制装置122激活计时器123。计时器123延迟风扇马达120的关断。

另一种方案包括接收线圈127。该接收线圈127这样设置在壳体21中，使得在加装到冲击钻机1上的抽吸装置20中接收线圈127靠近驱动马达5。此外，接收线圈127的轴线平行于驱动马达5的旋转轴线。驱动马达5的交变磁场在接收线圈127中引起感应电流。该电流可作为信号被传送给高通滤波器126。类似于上述霍尔传感器124的信号进行分析。在接收线圈127中产生的感应电流足够激活控制装置122的电路。该电流例如可操作开关128，该开关连接控制装置122与能源供应装置129、尤其是电池槽。开关128例如构造为双稳态继电器。在解除风扇马达120的激活时，该继电器被复位。

冲击钻机1和抽吸装置20的电流供应例如通过一个共同的电源接头129实现。冲击钻机1具有短的连接电缆130，其在一个端部上被永久固定和转接于冲击钻机1内。连接电缆130的另一端部可在冲击钻机1外部被接近并且设有插头131。连接电缆130的长度小于20厘米。在抽吸装置20上设置插座132，其与冲击钻机1的插头131互补。短的连接电缆130可借助插头131与抽吸装置20电连接。此外，在抽吸装置20上设置插头133，其与冲击钻机1的插头131相同。抽吸装置20内的电导线134连接插座132与插头133。电导线134上的分接点135向鼓风机36和其它电元件供电。电源线136在一个端部上设有相应于国家特定的家庭电接口的插头137。在另一端部上固定有与插座132相同的插座138。如果不希望使用抽吸装置20，使用者可选择地将电源线136与短的连接电缆130连接。否则，使用者可将电源线136与抽吸装置20连接并且借助短的连接电缆130与冲击钻机1连接，以便向这两个装置供电。电源线136优选具有至少1.5米的长度。

插头131、133具有突出的销状电触点139，它们与导电的绞合线140连接。在单相供电中，所述插头具有用于外侧线和零线的两个销状电触点139。此外，还可设置用于地线的触点。插座132、138具有两个套筒状触点141，插头131、138的销状触点139可插入其中。套筒状触点141优选不可从外部抓到或电绝缘。

插座132和插头133可自由接近地设置在抽吸装置20的壳体21上。插座132和插头133例如设置在后侧23的下部区域中，该下部区域不设置成在冲击钻机1上的贴靠面。使用者可以与抽吸装置20是否加装在冲击钻机1上无关地分开或连接这些电插接连接。

电流传感器142可检测通过电导线134的电流。电流传感器142例如可包括电压传感器，其测量抽吸装置20的插头133和插座132之间的电压降。当使用者使冲击钻机1运行时，电流增大。控制装置90截取电流传感器142的信号并且在电流超过一个阈值时自动接通鼓风机36。

Claims (8)

1.用于钻式的手持式工具机（1）的抽吸装置（20），其包括壳体（21）、用于将该壳体（21）固定在钻式的手持式工具机（1）壳体（17）上的锁止装置、风扇马达（120）、用于风扇马达（120）的控制装置（122），其特征在于，所述控制装置（122）包括用于检测手持式工具机（1）的电动机（5）的运行状态的传感器（124、125、127），并且在电动机（5）处于旋转运行状态中时，控制装置（122）激活风扇马达（120）。

2.根据权利要求1的抽吸装置（20），其特征在于，所述传感器（124、125、127）检测由电动机（5）产生的磁场，并且当磁场强度超过一个阈值时，控制装置（122）激活风扇马达（120）。

3.根据权利要求2的抽吸装置（20），其特征在于，所述传感器（123）检测由电动机（5）产生的静磁场。

4.根据权利要求2的抽吸装置（20），其特征在于，所述传感器（124、127）检测由电动机（5）产生的交变磁场并且传感器（124、127）的信号被传送给高通滤波器（126）。

5.根据权利要求4的抽吸装置（20），其特征在于，在抽吸装置（20）的能源供应装置（123）和控制装置（122）之间设置开关（123），所述传感器包括接收线圈（127），该接收线圈与开关（128）连接，使得在接收线圈（127）中因电动机（5）产生的感应电流接通所述开关。

6.根据上述权利要求之一的抽吸装置（20），其特征在于，所述控制装置（122）包括计时器（123），该计时器相对于电动机（5）的运行状态向静止运行状态的改变延迟风扇马达（120）的关断。

7.用于加装在钻式的手持式工具机（1）上的抽吸装置（20）的控制方法，包括以下步骤：

借助抽吸装置（20）中的传感器（124、125、127）检测手持式工具机（1）的电动机（5）的运行状态；

当传感器（101、102）检测到电动机（5）的运行状态向旋转运行状态改变时，激活抽吸装置（20）的风扇马达（120）；并且

在传感器（123、124、127）检测到电动机（5）的运行状态向静止运行状态改变之后，解除风扇马达（120）的激活。

8.根据权利要求7的控制方法，其特征在于，相对于电动机（5）的运行状态向静止运行状态的改变延迟一个时间间隔地解除风扇马达（120）的激活。

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