CN103887849B - 感应手持式工具装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有谐振电路(12，12′)的感应手持式工具装置，该谐振电路具有至少一个电容器(14，14′)和至少一个感应线圈(16，16′)。这里建议，所述至少一个电容器(14，14′)具有小于10‑3的损耗系数正切δ。

Description

感应手持式工具装置
背景技术
已经建议一种具有谐振电路的感应手持式工具装置，该谐振电路具有至少一个电容器和至少一个感应线圈。
发明内容
本发明涉及一种具有谐振电路的感应手持式工具装置，该谐振电路具有至少一个电容器和至少一个感应线圈。
这里建议，所述至少一个电容器具有小于10-3的损耗系数正切δ。“感应手持式工具装置”在本文中应该特别是被理解为用于手持式工具机和/或手持式工具领域的感应装置。这里“感应装置”应该特别是被理解为至少部分地设置用于将电能转化为磁场或者将磁场转化成电能的装置。优选它应该被理解为具有发生器和接收器的感应系统。发生器被设置用于将电能转化为磁场，接收器被设置用于将磁场转化为电能。特别优选地，它应该被理解为感应充电系统的一部分，具有被构造成充电装置的发生器并且具有被构造成蓄电池装置的接收器。感应装置不仅可以由发生器也可以由接收器形成。此外“手持式工具机”应该特别是被理解为加工工件的机器，但是有利的是钻机、锤钻和/或冲击锤、锯、刨、起子机、铣机、磨机、角磨机、园艺工具和/或多功能工具。此外“谐振电路”在本文中应该特别是被理解为可谐振的电路。优选它应该特别是被理解为具有振荡回路的至少一部分的电路，所述振荡回路具有至少一个线圈和至少一个电容器。这里特别优选地，所述电路不仅可以仅仅由振荡回路组成，也可以由振荡回路和其他的部件组成。这里“电路”应该特别是被理解为电子电路。优选它应该被理解为电学部件和/或电子部件的组合。“电容器”在本文中应该特别是被理解为电学的电容器。此外本文中的“感应线圈”应该特别是被理解为至少部分地由电导体、特别是缠绕的电导体(它至少部分的被构造成圆盘的形式)组成的部件。优选当存在磁场时在该电导体内感应出电压和/或在存在电压时该电导体产生磁场。特别优选地它应该被理解为线圈，所述线圈被设置用于输出和/或接收磁场形式的用于充电工作的能量。此外在本文中“损耗系数正切δ”应该特别是被理解为描述电容器的寄生损耗的损耗系数。优选它应该被理解为这样的损耗系数，该损耗系数描述了电流和电压之间的相移的损耗角δ。优选的它应该被理解为这样的损耗系数，该损耗系数描述了电流和电压之间的90°的原始相移的损耗角δ。特别有利地它应该被理解为这样的损耗系数，该损耗系数由无功阻抗和替代串联电阻之间的几何总和之间的相位角δ的正切值得到。
通过感应手持式工具装置的根据发明的构型可以提供特别有利的谐振电路和/或特别有利的电容器。通过所述电容器的根据发明的小的损耗系数正切δ可以实现谐振电路的有利的均匀性和/或谐振电路的有利地长的使用寿命。
此外建议，所述至少一个电容器具有小于10-4的损耗系数正切δ。由此可以提供特别有利的谐振电路和/或特别有利的电容器。此外可以通过电容器的相应小的损耗系数正切δ实现可以谐振电路的有利的均匀性和/或谐振电路的有利地长的使用寿命。
此外建议，所述至少一个电容器具有小于10-5的损耗系数正切δ。由此可以提供特别有利的谐振电路和/或特别有利的电容器。此外可以通过电容器的相应小的损耗系数正切δ实现谐振电路的有利的均匀性和/或谐振电路的有利地长的使用寿命。
此外建议，所述至少一个电容器由薄膜电容器形成。“薄膜电容器”在本文中应该特别是被理解为电学的电容器，它至少具有一个用作电介质的薄膜，特别是塑料薄膜。优选所述薄膜设有电极并且被绕成线圈和/或由单个的层层合而成。由此可以提供特别是用于谐振电路的特别有利的电容器。特别是由此可以提供具有有利地小的损耗系数正切δ的电容器。
此外建议，所述至少一个电容器由云母电容器形成。“云母电容器”在本文中应该特别是被理解为具有云母材料作为电介质的电学电容器。“云母”应该特别是被理解为云母族的材料。优选它应该被理解为具有高耐压强度的层状硅酸盐。由此可以提供特别是用于谐振电路的特别有利的电容器。特别是可以由此提供具有有利地小的损耗系数正切δ的电容器。
此外建议，所述至少一个电容器由陶瓷电容器形成。“陶瓷电容器”在本文中应该特别是被理解为具有陶瓷介质的电学电容器。由此可以提供特别是用于谐振电路的特别有利的电容器。特别是由此可以提供具有有利地小的损耗系数正切δ的电容器。
此外建议，谐振电路具有至少一个振荡回路并且所述至少一个电容器形成该振荡回路的一部分。“振荡回路”在本文中应该特别是被理解为电路的至少一个可谐振的部分。优选它应该特别是被理解为具有至少一个线圈和至少一个电容器的电路的至少一个可谐振的部分。由此可以提供具有特别有利的振荡回路的谐振电路。此外可以通过相应小的电容器损耗系数正切δ实现振荡回路的有利的均匀性和/或振荡回路的有利地长的使用寿命。
此外建议，谐振电路具有至少一个整流电路，所述至少一个电容器形成整流电路的一部分并且被设置用于平滑。优选所述电容器由平滑电容器形成。“整流电路”在本文中应该特别是被理解为用于从交流电压产生直流电压的电路和/或电路的一部分。此外在本文中“平滑”应该特别是被理解为，使由整流电路整流的电压的剩余波度相对于未平滑状态减少。由此可以实现特别有利的平滑，从而可以提供被有利地整流的电压。此外可以通过相应小的电容器损耗系数正切δ实现平滑和/或平滑系数的有利的均匀性，此外特别是可以实现长的使用寿命。
此外建议一种具有感应手持式工具装置的感应充电装置。优选所述感应手持式工具装置由感应充电装置形成。“感应充电装置”在本文中应该特别是被理解为用于为感应蓄电池装置进行感应充电的装置。优选该装置具有至少一个控制和/或调节单元(或无反馈控制和/或反馈控制单元)，所述控制和/或调节单元被设置用于对充电过程进行控制和/或调节。由此可以提供特别有利的感应充电装置。
此外建议一种具有感应手持式工具装置的感应蓄电池装置。优选所述感应手持式工具装置由感应蓄电池装置形成。“感应蓄电池装置”在本文中应该特别是被理解为这样一种蓄电池装置，其被设置用于至少部分地感应充电。这里“蓄电池装置”应该特别是被理解为用于暂时储存电能的装置，特别是蓄电池。优选它应该被理解为可再次填充的储能器。可以想象不同的在专业人员看来是有意义的蓄电池装置，但是特别是应该被理解为锂离子蓄电池。由此可以提供特别有利的感应蓄电池装置。此外可以由此实现经过整流的电压的特别有利的平滑，从而特别是可以实现感应蓄电池装置的高效和经济的充电过程。
根据发明的感应手持式工具装置、感应充电装置、感应蓄电池装置、手持式工具机以及系统在这里应不局限于上述的应用和实施方式。特别是根据发明的感应手持式工具装置、感应充电装置、感应蓄电池装置、手持式工具机以及系统为了实现这里所述的作用方式具有与单个部件、元件和单元这里所提及的数目不同的数量。
附图说明
其他的优点由下文的附图说明得到。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明以及权利要求书包括了多种特征的组合。对于专业人士来说也可以有目的的对特征进行单个的研究并且总结成有意义的其他组合。
这里示出了：
图1在充电过程中的具有根据发明的感应手持式工具装置的感应充电装置和具有根据发明的感应手持式工具装置的感应蓄电池装置的示意图，
图2具有根据发明的感应手持式工具装置的感应充电装置和具有根据发明的感应手持式工具装置的感应蓄电池装置沿着截线II的部分截面示意图，
图3具有根据发明的感应手持式工具装置的感应充电装置和具有根据发明的感应手持式工具装置的感应蓄电池装置在充电工作中的简化电路图，
图4手持式工具机和具有根据发明的感应手持式工具机的感应蓄电池装置在供电工作中的示意图。
具体实施方式
图1示出了在充电工作中的具有根据发明的感应手持式工具装置10的感应充电装置22和具有根据发明的感应手持式工具装置10′的感应蓄电池装置24。感应充电装置22被设置用于在充电工作中感应地将充电能量传递到感应蓄电池24上。感应充电装置22具有感应手持式工具装置10。感应手持式工具装置10由初级手持式工具装置形成。感应手持式工具装置10被设置用于无线地将能量从感应充电装置22传递到感应蓄电池装置24上。感应手持式工具装置10被设置用于将电能转化为磁场，所述磁场可以由感应蓄电池装置24的感应手持式工具装置10′重新转化为电能。感应手持式工具装置10具有电子单元30和芯单元32。芯单元32被构造成板状并且由磁性材料制成。此外，感应手持式工具装置10具有谐振电路12。谐振电路12形成了电子单元30的一部分。谐振电路12具有电容器14和感应线圈16。此外，谐振电路12具有振荡回路18。电容器14形成了振荡回路18的一部分。此外，感应线圈16形成谐振电路12的振荡回路18的一部分。感应线圈16被构造成环形。感应线圈16由多个在圆周方向上延伸的电导体组成。电导体在圆周方向上绕着一个理论的绕组轴线34缠绕。感应线圈16具有一个主延伸平面，它垂直于绕组轴线34。此外，感应线圈16在所述主延伸平面内具有一个主延伸方向，它比感应先线圈16垂直于主延伸平面的长度要大数倍。感应线圈16形成了谐振回路12的振荡回路18的一部分。感应线圈16被设置用于从用于充电工作的电能中产生磁场，从而为感应蓄电池装置24充电。此外，感应充电装置22具有壳体单元36。感应手持式工具装置10完全布置在壳体单元36中。
谐振回路12的电容器14具有小于10-3的损耗系数正切δ。谐振回路12的电容器14具有小于10-4的损耗系数正切δ。此外，谐振回路12的电容器14具有小于10-5的损耗系数正切δ。谐振回路12的电容器14由薄膜电容器形成。但是也可以想象的是，电容器14由陶瓷电容器形成。但是原则上也可以想象的是，电容器14由其他的在专业人员看来是有意义的具有小于10-3的损耗系数正切δ的电容器形成。
感应蓄电池装置24在充电工作中被放置在感应充电装置22的充电面38上。充电面38形成了感应充电装置22的壳体单元36的一部分。充电面38在预设的状态下平行于基底延伸并且背离基底。充电面38被设置用于为充电过程容纳感应蓄电池装置24。
在所述感应充电装置22中，从壳体单元36的充电面38出发朝感应充电装置22的中心的方向首先是谐振电路12的感应线圈16、感应手持式工具装置10的芯单元32、感应手持式工具装置10的屏蔽单元40和电子单元30(不考虑感应线圈16)。屏蔽单元40被设置用于保护电子单元30(不考虑感应线圈16)免受感应线圈16的干扰影响或者反过来。电子单元30未示出地与用于输入能量的线缆42相连。
感应蓄电池装置24具有感应手持式工具装置10′。此外，感应蓄电池装置24具有壳体单元44和电池单元46。电池单元46被设置用于储存能量。此外，电池单元46被设置用于为手持式工具机26提供能量。电池单元46被设置用于在供电工作中为手持式工具机26供应储存的能量(图4)。电池单元46布置在感应蓄电池装置24的壳体单元44中。感应蓄电池装置24的感应手持式工具装置10′由次级感应手持式工具装置形成。感应手持式工具装置10′在充电工作中被设置用于由感应充电装置22的感应手持式工具装置10无线地接收能量。感应手持式工具装置10′在充电工作中被设置用于将由感应充电装置22的感应手持式工具装置10产生的磁场转化为电能并且由此为电池单元46充电。感应手持式工具装置10′具有电子单元48和芯单元50。芯单元50被构造成与感应充电装置22的芯单元32几乎是相同的。芯单元50被构造成板状的并且由磁性材料制成。此外，感应手持式工具装置10′具有谐振电路12′。谐振电路12′形成了电子单元48的一部分。谐振电路12′具有电容器14′和感应线圈16′。感应线圈16′被构造成环形。感应线圈16′由多个在圆周方向上延伸的电导体组成。电导体在圆周方向上绕着一个理论的绕组轴线34缠绕。感应线圈16′具有一个主延伸平面，所述主延伸平面垂直于绕组轴线34。此外，感应线圈16′在主延伸平面内具有一个主延伸方向，它比感应先线圈16′垂直于主延伸平面的延伸长度要大数倍。感应线圈16′被构造成与感应充电装置22的感应线圈16相同。感应蓄电池装置24的感应线圈16′被设置用于从磁性的交变场中产生用于充电工作的电能，从而为电池单元46充电。
此外，感应蓄电池装置24的谐振电路12′具有整流电路20。感应蓄电池装置24的谐振电路12′的电容器14′形成了整流电路20的一部分并且被设置用于平滑。电容器14′被设置用于使通过整流电路20整流的电压平滑。谐振电路12′的电容器14′具有小于10-3的损耗系数正切δ。谐振电路12′的电容器14′具有小于10-4的损耗系数正切δ。此外，谐振电路12′的电容器14′具有小于10-5的损耗系数正切δ。谐振电路12′的电容器14′由陶瓷电容器形成。但是也可以想象的是，电容器14′由云母电容器形成。但是原则上也可以想象的是，电容器14′由其他的在专业人员看来是有意义的具有小于10-3的损耗系数正切δ的电容器形成。
感应蓄电池装置24的感应手持式工具装置10′被布置在电池单元46和感应蓄电池装置24的壳体单元44的壳体壁52之间。壳体壁52在充电工作中面向感应充电装置22的充电面38。在该感应蓄电池装置24中，从壳体壁52出发朝着电池单元46的方向首先是谐振电路12′的感应线圈16′、感应手持式工具装置10′的芯单元50、感应手持式工具装置10′的屏蔽单元54和电子单元48(不考虑感应线圈16′)。屏蔽单元54被设置用于保护电子单元48(不考虑感应线圈16′)免受感应线圈16′的干扰影响或者反过来。
感应蓄电池装置24和感应充电装置22形成了一个系统28。
图3示出了具有根据发明的感应手持式工具装置10的感应充电装置22以及具有根据发明的感应手持式工具装置10′的感应蓄电池装置24的简化电路图。感应充电装置22的电路图示出了具有电子单元30的感应手持式工具装置10，该电子单元具有谐振电路12。谐振电路12具有电容器14、感应线圈16、电阻56和交流电源58。电容14与电阻56并联。感应线圈16、交流电源58和电容器14与电阻56串联。电容器14和感应线圈16形成了振荡回路18。
感应蓄电池装置24的电路图示出了电池单元46和具有电子单元48的感应手持式工具装置10′。电子单元48具有带有感应线圈16′和整流电路20的谐振电路12′。整流电路20具有整流器60和电容器14′。感应线圈16′直接与整流电路20的整流器60的输入端相连。整流器60在输出端与电容器14′和电池单元46相连。电容器14′与电池单元46并联。整流电路20以这种方式与电池单元46相连，从而可以通过整流电路20为电池单元46充电，但是不可以放电。此外，用于手持式工具机26的接口62与池单元46并联。
感应充电装置22的感应线圈16无接触地相对于感应蓄电池装置24的感应线圈16′布置。
图4示出了在供能工作中的手持式工具机26和具有感应手持式工具装置10′的感应蓄电池装置24。手持式工具机26具有壳体单元64、电子单元66和马达单元68。感应蓄电池装置24在供能工作中在背离壳体壁52的一侧上未示出地与手持式工具机26的壳体单元64锁止。在供能工作中，感应蓄电池装置24的电池单元46与手持式工具机26的电子单元66和马达单元68电连接。感应蓄电池装置24的电池单元46被设置用于为手持式工具机26的电子单元66和马达单元68提供能量。
手持式工具机26和感应蓄电池装置24形成了一个系统70。
但是原则上也可以想象的是，手持式工具机26具有感应蓄电池装置24。感应蓄电池装置24在这里可以集成进手持式工具机26的壳体单元64中。在充电工作中，手持式工具机26为了充电可完全放置在感应充电装置22上。

Claims (8)

1.感应手持式工具装置，其具有谐振电路(12,12′)，所述谐振电路具有至少一个电容器(14,14′)和至少一个感应线圈(16,16′)，其特征在于，所述至少一个电容器(14,14′)具有小于10-5的损耗系数正切δ，并且
所述谐振电路(12′)具有至少一个整流电路(20)，并且所述至少一个电容器(14′)形成所述整流电路(20)的一部分并且被设置用于平滑，由此使被所述整流电路(20)整流的电压的剩余波度相对于未平滑状态减少。
2.根据权利要求1的感应手持式工具装置，其特征在于，所述至少一个电容器(14)由薄膜电容器形成。
3.根据权利要求1的感应手持式工具装置，其特征在于，所述至少一个电容器(14,14′)由云母电容器形成。
4.根据权利要求1的感应手持式工具装置，其特征在于，所述至少一个电容器(14,14′)由陶瓷电容器形成。
5.感应充电装置，其具有根据权利要求1的感应手持式工具装置(10)。
6.感应蓄电池装置，其具有根据权利要求1的感应手持式工具装置(10′)。
7.工具机系统，其具有手持式工具机(26)并且具有根据权利要求6的感应蓄电池装置(24)。
8.充电系统，其具有根据权利要求6的感应蓄电池装置(24)并且具有根据权利要求5的感应充电装置(22)。
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