CN105459033A - 传感器装置、特别是手持式工具机传感器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别手持式工具机（10）中的不受控制的阻塞情况的传感器装置、特别是手持式工具机传感器装置，该传感器装置具有至少一个传感器单元（12）并且具有保护单元（16），所述传感器单元被设置用于检测手持式工具机（10）的至少一个运动特征值（14），所述保护单元被设置用于根据至少一个触发阈值（18）和至少一个运动特征值（14）来操控手持式工具机（10）。规定，保护单元（16）被设置用于可变化地调整至少一个触发阈值（18）并且/或者确定至少一个另外的触发阈值（20）。

Description

传感器装置、特别是手持式工具机传感器装置

技术领域

本发明涉及一种传感器装置、特别是手持式工具机传感器装置。

背景技术

从DE10309414A1中已知一种用于识别手持式工具机中的阻塞情况的传感器装置，所述传感器装置具有运动传感器，用于检测手持式工具机在规定的第一敏感度轴线中的运动参数。运动传感器除了具有第一敏感度轴线之外还具有第二敏感度轴线。

发明内容

本发明涉及一种用于识别手持式工具机中的不受控制的阻塞情况的传感器装置、特别是手持式工具机传感器装置，该传感器装置具有至少一个传感器单元，该传感器单元被设置用于检测手持式工具机的至少一个运动特征值，并且所述传感器装置具有保护单元，该保护单元被设置用于根据至少一个触发阈值和至少一个运动特征值来操控所述手持式工具机。

规定，保护单元被设置用于可变化地调整至少一个触发阈值并且/或者确定至少一个另外的触发阈值。由此，可以有利地提高对于操作者的安全性。手持式工具机优选构造为手提钻（Bohrhammer）和/或凿锤、旋拧机和/或钻机、冲击钻和/或角向磨光机。“不受控制的阻塞情况”特别地应当理解为一个过程，在该过程中嵌入式工具夹在待加工的工件中，其中作用在壳体上的反作用扭矩可以增大操作者的握持力并且所述壳体不受控制地在一定的角范围内围绕轴线、特别是嵌入式工具固定装置的旋转轴线转动。“运动特征值”在该背景下特别地理解为特征参数的值，该值由手持式工具机的不期望的运动、特别是不期望的转动运动得出和/或可以从手持式工具机的运动、特别是不期望的转动运动推断出。有利地，运动特征值包括加速度特征值和/或转动速度特征值。

“传感器单元”在该背景下特别地应当理解为这样一种单元，其被设置用于检测特别是传感器单元的环境在质量方面和/或作为测量参数在数量方面的物理特性和/或化学特性和/或材料特性。有利地，传感器单元包括至少一个加速度传感器、霍尔传感器、惯性-转速传感器和/或光学传感器。有利地，传感器单元包括按钮和/或开关。“保护单元”在该背景下特别地应当理解为这样一种单元，其被设置用于保护操作者免遭不可受控制的阻塞情况的伤害。有利地，保护单元具有至少一个控制-和/或调节单元。“控制-和/或调节单元”特别地应当理解为具有至少一个控制电子件的单元。“控制电子件”特别地应当理解为具有处理单元、存储单元以及存储在存储单元中的运行程序的单元。“操控”在该背景下特别地应当理解为断开、制动激活、转速降低和/或转速提高。制动激活可以触发驱动马达的短路和/或机械式的制动器。表述“根据”在该背景下特别地应当理解为至少两个值之间的数学关系。因此“保护单元”优选被设置用于对手持式工具机的马达进行制动。

优选地，保护单元被设置用于一旦至少一个运动特征值达到、超过和/或未超过至少一个触发阈值就操控手持式工具机。“触发阈值”优选表示一种值，在该值的情况下可能或一定存在不受控制的阻塞情况。有利地，保护单元被设置用于在手持式工具机运行期间和/或在手持式工具机的至少一个运行状态下可变化地调整至少一个触发阈值。此外有利地，保护单元被设置用于在手持式工具机运行期间至少部分自动地、优选全自动地可变化地调整至少一个触发阈值。此外有利地，保护单元被设置用于在手持式工具机运行期间和/或在手持式工具机的至少一个运行状态下确定至少一个另外的触发阈值。此外有利地，保护单元被设置用于至少部分自动地、优选全自动地确定至少一个另外的触发阈值。“设置”特别地应当理解为专门编程、设计和/或配置。“一物体被设置用于一定的功能”特别地应当理解为该物体在至少一个应用-和/或运行状态下满足和/或执行该确定的功能。

在本发明的另一设计方案中建议，保护单元被设置用于根据触发频率来调整至少一个触发阈值。由此可以使得安全性功能、如特别是手持式工具机的断开与使用情况有利地适配。在不损害操作者舒适性的情况下，可以有利地减小触发阈值与被本领域技术人员视为有意义的工作值之间的缓冲（Puffer）。“触发频率”在该背景下特别地应当理解为在每个时间单元所检测到的不可受控制的阻塞情况的数量。优选地，保护单元被设置用于在每个时间单元多次超过触发阈值时以从初始值开始直至最大值的方式增大至少一个触发阈值。此外有利地，保护单元被设置用于随后在低的触发频率时将至少一个触发阈值减小直至初始值。作为替代方案，保护单元被设置用于在每个时间单元多次未超过触发阈值时降低至少一个触发阈值。此外有利地，保护单元被设置用于随后在低的触发频率时将至少一个触发阈值提高直至初始值。

此外建议，保护单元被设置用于在手持式工具机运行之后使至少一个触发阈值复位。由此特别是在操作者更换和/或休息之后可以实现对于操作者而言十分高的安全性。“在手持式工具机运行之后”在该背景下特别地应当理解为手持式工具机与电压源、特别是电力网断开之后和/或在停工期期满之后，在所述停工期中手持式工具机已不再被使用。停工期优选地多于一分钟、特别有利地多于5分钟。

此外建议，保护单元被设置用于根据手持式工具机的至少一个运行方式来调整至少一个触发阈值。由此可以有利地提高不可受控制的阻塞情况的识别的准确度。“运行方式”在该背景下特别地应当理解为特别地可由操作者调节的运行模式。“手持式工具机的运行方式”特别地应当理解为手持式工具机的传动调节、速度调节、扭矩调节和/或摆动调节（Schlageinstellung）。

此外建议，保护单元被设置用于根据手持式工具机的至少一个传动特征值来调整至少一个触发阈值。由此可以有利地进一步改善对不受控制的阻塞情况进行的检测。传动特征值有利地包括关于设定的传动级的传动级信息和/或关于当前的传动比的转化信息。优选地，保护单元被设置用于在传动比变得更大时增大至少一个触发阈值。与之类似地，保护单元优选被设置用于在传动比变得更小时减小至少一个触发阈值。

此外建议，保护单元被设置用于根据手持式工具机的至少一个转速特征值来调整至少一个触发阈值。由此可以进一步提高操作者安全度。“转速特征值”在该背景下特别地应当理解为一种特征值，该特征值包括手持式工具机的至少一个输出转速、手持式工具机的马达转速和/或手持式工具机的其他传动转速。优选地，保护单元被设置用于在转速特征值变得更大时增大至少一个触发阈值。与之类似地，保护单元优选被设置用于在转速特征值变得更小时减小至少一个触发阈值。

此外建议，传感器装置具有至少一个运行方式传感器单元，该运行方式传感器单元被设置用于检测手持式工具机的至少一个运行方式，其中保护单元被设置用于根据手持式工具机的至少一个运行方式来调整至少一个触发阈值。由此可以提高操作者舒适度并且因此提高操作者安全度。运行方式传感器特别地被设置用于检测手持式工具机的至少一个当前的运行方式。保护单元被有利地设置用于根据由运行方式传感器单元检测到的、特别是在手持式工具机当前正在进行的运行期间的运行方式来自动调整至少一个触发阈值。

此外建议，保护单元被设置用于根据至少一个触发阈值和至少一个运动特征值、以及根据至少一个另外的触发阈值和至少一个运动特征值来不同地操控所述手持式工具机。由此可以有利地实现分级地断开手持式工具机。此外可以提高操作者舒适度。“不同地操控”在该背景下特别地应当理解为如此地进行操控，使得手持式工具机执行不同的过程。优选地，保护单元被设置用于根据至少一个触发阈值和至少一个运动特征值中断对手持式工具机通电。此外有利地，保护单元被设置用于根据至少一个另外的触发阈值和至少一个运动特征值特别地通过将手持式工具机的电动机短路和/或通过触发手持式工具机的机械式的制动装置来主动地制动手持式工具机。特别地，保护单元被设置用于在达到和/或超过至少一个触发阈值时暂时断开且随后自动接通手持式工具机。此外，保护单元被有利地设置用于在达到和/或超过至少一个另外的触发阈值持续性地断开手持式工具机。

此外，建议了一种具有传感器装置的手持式工具机、特别是手提钻。

此外，建议了一种用于识别手持式工具机中的不受控制的阻塞情况的方法，其中检测所述手持式工具机的至少一个运动特征值，并且其中保护单元根据至少一个触发阈值和至少一个运动特征值来操控所述手持式工具机，其中所述保护单元可变化地调整至少一个触发阈值并且/或者确定至少一个另外的触发阈值。由此可以有利地提高操作者的安全度。附加地建议，保护单元根据触发频率来调整至少一个触发阈值。附加地还建议，在运动特征值超过取决于运行方式的触发阈值时制动或断开手持式工具机。

在此，根据本发明的传感器装置不应局限于上面描述的应用和实施方式。特别地，为了实现在此所描述的功能方式，根据本发明的传感器装置可以具有数量不同于在此所提到的各个元件、部件和单元的数量的元件、部件和单元。

附图说明

其他优点从以下附图描述中得出。在附图中示出了本发明的一种实施例。附图、说明书和权利要求书包含了组合中的多个特征。本领域技术人员还以有利的方式单独考虑所述特征并且组合成有意义的其他组合。

在附图中：

图1在侧视图中示出了具有传感器装置的手持式工具机，

图2在后视图中示出了根据图1的手持式工具机，

图3在示意图中示出了传感器装置，并且

图4示出了随着传感器装置的保护单元的触发过程的时间曲线。

具体实施方式

在图1和图2中示出了具有传感器装置的手持式工具机10。手持式工具机10被构造为可携带的手持式工具机。此外，手持式工具机10被构造为手提钻。手持式工具机10在此具有手持式工具机壳体24。此外，手持式工具机10具有蓄电池26、两个手柄28、30和两个操作元件32。手持式工具机10还包括未详细示出的电动机、未详细示出的传动单元、未详细示出的落锤（Schlagwerk）和钻卡头34。钻卡头34被设置用于容纳嵌入式工具36。电动机通过传动单元在至少一个工作状态下与钻卡头34抗扭地联接。操作元件32被设置用于手动地操控电动机。

传感器装置被构造为手持式工具机传感器装置。传感器装置被设置用于识别手持式工具机10的不受控制的阻塞情况。不受控制的阻塞情况可以例如当嵌入式工具36夹在待加工的、未详细示出的工件中时发生。作用在手持式工具机壳体24上的反作用扭矩在此会增大操作者的握持力。结果是手持式工具机壳体24不受控制地围绕嵌入式工具36的旋转轴线38转动。在这种情况下对于操作者而言增加了受伤的危险。手持式工具机10包括机械式的过载离合器40，该过载离合器自一定的反作用扭矩开始触发。如果手持式工具机10未被正确地握紧，那么手持式工具机壳体24就不受控制地围绕旋转轴线38旋转。

传感器装置具有传感器单元12。传感器单元12被设置用于检测手持式工具机10的至少一个运动特征值14。传感器单元12为此具有加速度传感器单元42。加速度传感器单元42在径向上与旋转轴线38错开地布置。在示出的实施例中，加速度传感器单元42布置在蓄电池26的区域内。加速度传感器单元42布置在未详细示出的电力电子板上。

为了检测加速度，加速度传感器单元42具有第一灵敏度轴线44和第二灵敏度轴线46。灵敏度轴线44、46彼此垂直地布置。第一灵敏度轴线44在此以平行于旋转轴线38的径向方向的方式延伸。更确切地说，第一灵敏度轴线44处于旋转轴线38的径向方向上。第二灵敏度轴线46以平行于旋转轴线38的切线方向的方式延伸。更确切地说，第二灵敏度轴线46以垂直于第一灵敏度轴线44的方式延伸。此外，第二灵敏度轴线46以垂直于旋转轴线38的平行线的方式延伸。

在图3中示出了传感器装置的示意结构。传感器装置具有保护单元16。保护单元16包括控制-和/或调节单元48。保护单元16被设置用于计算在第二灵敏度轴线46方向上的加速度。在此，为了确定手持式工具机10围绕旋转轴线38的转动速度，保护单元16对在第二灵敏度轴线46的方向上的加速度关于时间求积分。附加地，保护单元16被设置用于计算在第一灵敏度轴线44方向上的加速度。该加速度在手持式工具机壳体24围绕旋转轴线38旋转期间因向心力而产生。保护单元16被设置用于由传感器单元12的值来确定运动特征值14。运动特征值14通过控制-和/或调节单元48的计算单元来计算。

如果运动特征值14达到或超过触发阈值18，就会发生触发情况50、52（图4）。换言之，保护单元16被设置用于一旦运动特征值14达到和/或超过触发阈值18就操控手持式工具机10。在触发情况50、52下保护单元16操控手持式工具机10。保护单元16因此被设置用于根据触发阈值18和运动特征值14来操控手持式工具机10。换言之，保护单元16被设置用于在触发情况50、52下中断对手持式工具机10通电。此外，保护单元16被设置用于在触发情况50、52下使手持式工具机10的电动机短路。保护单元16还被设置用于在触发情况50、52下激活手持式工具机10的、未示出的机械式的制动器。此外，保护单元16被设置用于在触发情况50、52下断开机械式的过载离合器40。原则上作为替代方案还可以考虑，将保护单元16设置用于将马达转速调整到较小的值上和/或将马达扭矩调整到较小的值上。

保护单元16被设置用于可变化地调整触发阈值18。换言之，保护单元16被设置用于在手持式工具机10工作期间全自动地可变化地调整触发阈值18。

保护单元16被设置用于根据触发频率来调整触发阈值18。例如，保护单元16被设置用于一旦检测到两个触发情况50、52在一定的时间间隔54内、例如在一分钟内就增大触发阈值18。在图4中在横坐标轴上绘出了时间t，而在纵坐标轴上示出了具有转动速度ω的特征值14。手持式工具机10在工作时由于难以加工的材料有时围绕旋转轴线38转动。如果运动特征值14超过了触发阈值18，则触发第一触发情况50并且关掉手持式工具机10。

在监控的时间间隔54内运动特征值14重新超过触发阈值18，并且触发第二触发情况52并且关掉手持式工具机10。因为由此认为触发情况50、52通过难以加工的工件而引发，所以保护单元16提高了触发阈值18。在接下来的运行中，运动特征值14不再达到触发阈值18，并且操作者可以继续工作。现在触发阈值18紧挨着由于加工而产生的运动特征值14。由此十分迅速地检测到不受控制的阻塞情况。保护单元16此外被设置用于在较长的时间之后在没有触发情况52的情况下再次将触发阈值18减回到原始的值上。保护单元16还被设置用于在手持式工具机工作之后使触发阈值18复位。

保护单元16还被设置用于根据手持式工具机10的运行方式来调整触发阈值18。在示出的实施例中，运行方式通过手持式工具机10的传动特征值和手持式工具机10的转速特征值来描述。保护单元16被设置用于根据手持式工具机10的传动特征值来调整触发阈值18。相比于在第二传动档中的情况，在具有更大的传动比的第一传动档中保护单元16更高地调整触发阈值18。这允许在没有触发情况的情况下在第一传动档中触发更大的扭矩。

为了设备现代化地检测传动特征值，传感器装置具有运行方式传感器单元22。运行方式传感器单元22被设置用于检测手持式工具机10的运行方式。保护单元16被设置用于根据由运行方式传感器单元22检测到的、在手持式工具机10当前正在进行的运行期间的运行方式来自动调整触发阈值18。在这种情况下运行方式传感器单元22被设置用于自动检测传动特征值。在这方面还可以考虑，可手动地、例如通过操作元件如特别是开关或按钮来调整传动特征值。

此外，保护单元16被设置用于根据手持式工具机10的机器转速来调整触发阈值18。更确切地说，保护单元16被设置用于在机器转速变得较大时增大触发阈值18。此外，保护单元16被设置用于在机器转速变得较小时减小触发阈值18。运行方式传感器单元22还被设置用于检测手持式工具机10的运行并且用于检测振动。

保护单元16还被设置用于确定另一触发阈值20。更确切地说，保护单元16被设置用于在手持式工具机10运行期间确定另外的触发阈值20。保护单元16在此被设置用于全自动地确定另外的触发阈值20。在这方面可以考虑，保护单元16被设置用于可变化地、特别是根据运行方式来调整另外的触发阈值20。此外，保护单元16被设置用于根据触发阈值18和运动特征值14、以及根据另外的触发阈值20和运动特征值14来不同地操控所述手持式工具机10。例如，另外的触发阈值20在触发阈值18以下。如果运动特征值14超过另外的触发阈值20，那么保护单元16就发出信号，以关闭手持式工具机10的电动机。在随后低于另外的触发阈值20之后保护单元16再次自动接通手持式工具机10。如果运动特征值14超过触发阈值18，那么保护单元16就发出信号，以激活机械式的过载离合器40。原则上，还可以考虑保护单元16的其他的、被本领域技术人员视为有意义的操控。保护单元16还被设置用于在重新接通手持式工具机10之前持续性地断开所述手持式工具机，方法例如是等待机器停机时间。

Claims (10)

1.用于识别手持式工具机（10）中的不受控制的阻塞情况的传感器装置、特别是手持式工具机传感器装置，该传感器装置具有至少一个传感器单元（12），该传感器单元被设置用于检测所述手持式工具机（10）的至少一个运动特征值（14），并且所述传感器装置具有保护单元（16），该保护单元被设置用于根据至少一个触发阈值（18）和所述至少一个运动特征值（14）来操控所述手持式工具机（10），其特征在于，所述保护单元（16）被设置用于可变化地调整所述至少一个触发阈值（18）并且/或者确定至少一个另外的触发阈值（20）。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述保护单元（16）被设置用于根据触发频率来调整所述至少一个触发阈值（18）。

3.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，所述保护单元（16）被设置用于在手持式工具机运行之后使所述至少一个触发阈值（18）复位。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述保护单元（16）被设置用于根据所述手持式工具机（10）的至少一个运行方式来调整所述至少一个触发阈值（18）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述保护单元（16）被设置用于根据所述手持式工具机（10）的至少一个传动特征值来调整所述至少一个触发阈值（18）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述保护单元（16）被设置用于根据所述手持式工具机（10）的至少一个转速特征值来调整所述至少一个触发阈值（18）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于至少一个运行方式传感器单元（22），该运行方式传感器单元被设置用于检测所述手持式工具机（10）的至少一个运行方式，其中所述保护单元（16）被设置用于根据所述手持式工具机（10）的至少一个运行方式来调整所述至少一个触发阈值（18）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述保护单元（16）被设置用于根据所述至少一个触发阈值（18）和所述至少一个运动特征值（14）、以及根据所述至少一个另外的触发阈值（20）和所述至少一个运动特征值（14）来不同地操控所述手持式工具机（10）。

9.手持式工具机（10）、尤其是手提钻，具有根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置。

10.用于识别手持式工具机（10）中的不受控制的阻塞情况的方法，其中检测所述手持式工具机（10）的至少一个运动特征值（14），并且其中保护单元（16）根据至少一个触发阈值（18）和所述至少一个运动特征值（14）来操控所述手持式工具机（10），其特征在于，所述保护单元（16）可变化地调整至少一个触发阈值（18）并且/或者确定至少一个另外的触发阈值（20）。