CN116529029A - 手持式动力工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种手持式动力工具(1)，包括：驱动电路(11)，该驱动电路用于根据按钮(12)的致动提供调节信号；控制装置(20)，该控制装置用于根据调节信号调节用于手持式动力工具(1)的电动马达(4)的驱动电流。该控制装置(20)经由第一电线布置(21)连接到用于操作手持式动力工具(1)的电能量源。该驱动电路(11)经由第二电线布置(15)连接到控制装置(20)。承载用于电动马达(4)的驱动电流的驱动电力线(16A，16B)被确定路径经由中断开关(14)，该中断开关联接到按钮(12)用于中断该驱动电流。干扰抑制电容器(13)经由第一节点(K1)连接到驱动电力线(16A，16B)，并且经由第二节点(K2)连接到第二电线布置(15)。

Description

手持式动力工具
技术领域
本发明涉及一种手持式动力工具，特别是电动手持式动力工具，比如电动螺丝刀。
背景技术
电动操作的手持式动力工具通常具有电动马达，该电动马达被从电能量源供应能量。当手持式动力工具操作时，驱动电路中可能出现高频干扰电压或干扰电流。这些干扰电压或干扰电流可以例如通过干扰抑制电容器对地短路，以减少或防止电磁干扰信号的产生。
在常规的手持式动力工具中，干扰抑制电容器由于空间原因例如集成在具有主开关的手柄中，并直接有线连接到承载用于电动马达的电流的相导体，并且直接有线连接到中性导体。这需要大量的布缆支出。
在此背景下，本发明的目的是提出一种简化的手持式动力工具。
发明内容
相应地，提出了一种手持式动力工具，该手持式动力工具具有：驱动电路，该驱动电路用于根据按钮的致动提供调节信号；以及控制装置，该控制装置用于根据调节信号调节用于手持式动力工具的电动马达的驱动电流。控制装置经由第一电线布置连接到用于操作手持式动力工具的电能量源，并且驱动电路经由第二电线布置连接到控制装置。承载用于电动马达的驱动电流的驱动电力线被确定路径经由中断开关，该中断开关联接到按钮用于中断驱动电流，其中，干扰抑制电容器经由第一节点连接到驱动电力线，并且经由第二节点连接到第二电线布置。
这种手持式动力工具的优点是，与常规解决方案相比，减少了布缆支出。由于干扰抑制电容器经由第二电线布置的连接，可以省去将干扰抑制电容器连接到电能量源的中性导体的单独的线路。这也消除了对插头或插座的需要，而插头或插座可能是将这种线路布线穿过壳体内的壁所必需的。
手持式动力工具可以设计为在操作期间必须连接到供电系统的市电操作的设备，或者设计为独立于市电操作并且经由例如可充电电池供应能量的设备。
手持式动力工具设计为例如钻、冲击钻、锤钻、电锤、研磨机器、砂轮截断机、搅拌器或锯。该列出项仅是示例性的，不应理解为穷举性的。
按钮设计为例如需要恒定压力才能被致动的拖尾按钮(nacheilender Taster)。按钮也可以称为通断开关、主开关、扭矩控制器等。按钮由手持式动力工具的使用者操作，以便操作手持式动力工具。
驱动电路根据按钮的致动提供调节信号。调节信号也可以称为目标转速值、转速调节信号、控制信号等。
调节信号可以包括多个离散级和/或调节信号可以是连续的。调节信号例如对应于驱动电流的0％和100％之间的值。调节信号特别是根据施加在按钮上的压力来确定。按钮具有例如特定的致动路径，例如按钮可以被按下高达10mm，其中，调节信号例如与当前按钮位置成比例。
控制装置经由第一电线布置连接到电能量源。为此目的，控制装置特别是包括驱动电路。电能量源例如是供电系统或可充电电池。第一电线布置包括至少两个相互绝缘的导体，特别是相导体和中性导体。此外，可以提供保护性导体。于是，当按钮未被致动时，手持式动力工具也经由第一电线布置被供应电能。以这种方式，例如，集成电路、显示元件和/或其他外围元件可以被永久地供电。
然而，手持式动力工具的电动马达仅在按钮被致动时被供应电能。在这种情况下，中断开关用作安全器件，该安全器件在一旦按钮不再被致动或下降到低于致动阈值时完全中断驱动电流。中断开关优选地直接机械联接到按钮。驱动电力线是附加电力线，该附加电力线一方面在控制装置和中断开关之间延伸并且另一方面在中断开关和电能量源之间延伸。
驱动电流的水平由控制装置根据调节信号设置。也可以说控制装置对驱动电流执行开环控制或闭环控制。当调节信号为100％时，电动马达被供应最大电力。于是，电动马达例如具有最高扭矩和/或最高速度。
干扰抑制电容器连接在驱动电力线和第二电线布置之间。在此，可以直接或经由例如驱动电路等插入电路进行与第二电线布置的连接。这里，干扰抑制电容器工作所必需的电势例如可以循环通过驱动电路。
根据手持式动力工具的一个实施例，干扰抑制电容器直接连接到第二电线布置。
“直接连接”特别是指在干扰抑制电容器和第二电线布置之间没有布置有源或无源电气部件。如果干扰抑制电容器经由循环通过驱动电路的线路连接到第二电线布置，则这同样被认为是“直接连接”。
在实施例中，干扰抑制电容器经由单独的线路直接连接到第二电线布置。该实施例排除了经由环通线路的连接。
根据手持式动力工具的另一实施例，干扰抑制电容器经由第二电线布置连接到中性导体电势或地电势。
中性导体电势特别是与供电系统的相导体电势有关。驱动电力线对应地联接到供电系统的相导体。
根据手持式动力工具的另一实施例，中断开关经由驱动电力线的第一区段连接到控制装置，并且经由驱动电力线的第二区段连接到电能量源，其中，干扰抑制电容器经由第一节点连接到驱动电力线的第二区段。
干扰抑制电容器因此联接到电能量源。这样的优点是，当中断开关断开时，存储在干扰抑制电容器中的电荷可以流入电能量源。因此可以避免对手持式动力工具中的元件的干扰或损害或损坏。
根据手持式动力工具的另一实施例，中断开关根据按钮的致动而断开或闭合。
例如，当按钮被致动10％-20％时，中断开关闭合。在具有10mm调节行程的按钮的情况下，这对应于被致动1mm-2mm。
根据手持式动力工具的另一实施例，驱动电路、按钮、干扰抑制电容器和中断开关是共用部件的一部分。
共用部件特别是包括共用紧固单元，例如安装板等。
特别地，驱动电路、干扰抑制电容器和中断按钮可以布置在壳体中，其中，按钮布置在壳体上其方式使得按钮可以从外部致动。壳体可以优选地具有插座或插头，第二电线布置和驱动电力线被确定路径经由插座或插头到壳体中。
根据手持式动力工具的另一实施例，驱动电路包括电路板，该电路板上集成有至少一个检测单元，该检测单元联接到按钮用于检测按钮的致动。
检测单元特别被配置用于检测按钮的当前位置并且用于根据检测到的当前位置输出调节信号。
检测单元包括例如分压器，该分压器根据输入电压和当前位置输出模拟电压信号。此外和/或作为替代方案，检测单元可以包括数字转换器，该数字转换器以占空比的形式输出调节信号。在这种情况下，按钮的当前位置可以例如通过光学或磁性方式来检测。
根据手持式动力工具的另一实施例，干扰抑制电容器集成在电路板上。
这进一步减少了布缆支出。
根据手持式动力工具的另一实施例，干扰抑制电容器设计为SMD部件。
以这种方式，电路板可以优选地完全自动地安装，这进一步改进了手持式动力工具的生产过程。
根据手持式动力工具的另一实施例，驱动电路集成在手持式动力工具的手柄中并且按钮可以从手柄的外部被致动。
特别地，中断开关和干扰抑制电容器同样与驱动电路一起布置在手柄中。
根据手持式动力工具的另一实施例，控制装置被配置成经由第二电线布置提供用于驱动电路的操作电压。
驱动电路例如在处于例如1V和20V之间的范围内的低电压下操作。
根据手持式动力工具的另一实施例，第二电线布置包括最大截面为1mm2、优选为0.5mm2、更优选为0.33mm2的线。
因为经由第二电线布置仅传输小电流，所以可以使用具有细截面的线，这减少了材料支出。
根据手持式动力工具的另一实施例，驱动电力线具有在1.5mm2和5mm2之间的线截面。
大电流和大功率可以经由这条线路传输，这有利于操作电动马达以产生大扭矩。
根据手持式动力工具的另一实施例，干扰抑制电容器具有在0.1μF和1μF之间的电容。
根据手持式动力工具的另一实施例，干扰抑制电容器设计为X1类或X2类电容器。
X1类电容器设计用于2500V和4000V之间的电压峰值，X2类电容器设计用于高达2500V的电压峰值。
附图说明
以下描述参照示例性实施例和附图对本发明进行说明，在附图中：
图1示出手持式动力工具的示意图；以及
图2示出了手持式动力工具的内部布线的示意图。
除非另有说明，在图中相同或功能上相同的元件由相同的附图标记指示。
具体实施方式
图1示意性地示出了手持式动力工具1，其在该示例中被设计为锤钻。锤钻1具有工具装配件2，钻头3作为工具可以插入到该工具装配件中。锤钻1的初级驱动件形成驱动冲击机构5和驱动轴6的电动马达4。使用者可以通过手柄8引导锤钻1，通过按钮12使锤钻1操作。在操作期间，锤钻1使钻头3围绕工作轴线连续旋转并且这样做可以将钻头3沿着工作轴线击入基材中。
实现各种功能的电气布置10布置在手柄8中。驱动电路11被配置成根据按钮12的致动提供调节信号SIG(参见图2)。为此目的，驱动电路11通过第二电线布置15联接到控制装置20。特别地，调节信号SIG经由第二电线布置15传输。驱动电路11根据按钮12的当前位置提供调节信号SIG，该按钮特别是设计为拖尾按钮。按钮12和驱动电路11的组合也可以称为转速控制器。电气布置10进一步包括布置在驱动电力线16A、16B中的中断开关14，驱动电力线承载用于电动马达4的驱动电流。中断开关14联接到按钮12并且根据按钮12的致动而断开或闭合。中断开关14确保了电动马达4仅在按钮12被致动时被供电。此外，布置10包括干扰抑制电容器13，该干扰抑制电容器一端连接到驱动电力线16A、16B，另一端连接到第二电线布置15。在该示例中，经由驱动电路11实现与第二电线布置15的连接。
工具装配件2具有套筒，钻头3的一端可以插入该套筒中。扭矩由电动马达4提供并经由传动系传递到套筒。传动系包括例如输出轴6以及位于马达4与驱动轴6之间的传动装置。传动装置可以使例如马达4的转速适配于钻头3的期望转速。
电动马达4的转速和/或扭矩由控制装置20根据调节信号SIG调节。也可以说控制装置20控制电动马达和/或将电动马达调节到目标值。控制装置20经由第一电线布置21联接到连接端子24，该连接端子可以通过插头23联接到供电系统(未示出)。作为替代方案，锤钻1也可以经由可充电电池(未示出)供电。电动马达4在操作期间的功率消耗(即操作值)优选地大致对应于电动马达4的额定功率，由此获得最优的功率重量比。电动马达4特别地是机械换向通用马达和/或电子换向马达。
图2示出了手持式动力工具1(例如图1中的锤钻1)的内部布线的示例性实施例的示意图。手持式动力工具例如是市电操作的手持式动力工具1，它可以经由插头23连接到供电系统(未示出)。在该示例中，相导体L和中性导体N经由连接端子24提供，该连接端子特别是布置在手持式动力工具1的壳体9(参见图1)中。
控制装置20经由第一电线布置21连接到连接端子24和供电系统的两相L、N。因此，一旦插头23联接到供电系统，控制装置20可以被供应电能。第一电线布置21包括截面高达5mm2的线。控制装置20包括例如变压器(未示出)，变压器被配置成产生并提供低电压。低电压例如为1V和20V之间的一个或多个电压值。例如，比如控制单元(ASIC：专用集成电路，PLC：可编程逻辑控制器，CPU：中央处理单元)、存储器单元(ROM：只读存储器，RAM：随机存取存储器)、显示装置(LCD：液晶显示器)、照明器件(LED：发光二极管)等集成部件可以在低电压下操作。
特别地，驱动电路11经由第二电线布置15连接到控制装置20并且由此被供送低电压。在该示例中，第二电线布置15包括三条单独的线路N、V和SIG，其中，线路N和V对应于低电压的极，并且调节信号SIG通过第三线路传输。在该示例中，低电压与供电系统的中性导体电势有关，但不一定必须是这种情况。在实施例中，可以提供另外的线路，例如以便提供额外的电势。驱动电路11联接到按钮12并且被配置成根据按钮12的致动提供调节信号SIG。为此目的，驱动电路11特别地包括检测单元17，该检测单元在该示例中被设计为电压转换器。第二电线布置15的线路N、V、SIG具有例如0.33mm2的线截面。
按钮12进一步联接到中断开关14。当按钮12被致动、例如被按下10％时，中断开关14闭合。中断开关14经由驱动电力线的第一区段16A连接到控制装置20并且经由驱动电力线的第二区段16B连接到供电系统的连接端子24和相导体L。驱动电力线16A、16B具有3mm2的截面。干扰抑制电容器13经由第一节点K1连接到驱动电力线的第二区段16B，并且干扰抑制电容器13经由第二节点K2连接到第二电线布置15，在该示例中连接到循环通过驱动电路11的中性导体电势N。干扰抑制电容器13具有0.22μF的电容并且可以承受4000V的峰值电压(X1类)，因此被配置成滤除在电动马达4操作期间可能出现的高频电压波动(参见图1)。
驱动电路11、按钮12、干扰抑制电容器13和中断开关14优选地形成共用部件10。在优选的实施例中，驱动电路11被设计为电路板，其中，干扰抑制电容器13优选地作为SMD部件(SMD：表面贴装器件)集成在电路板上。驱动电路11可以具有其他电子部件，例如LED、扭矩传感器、加速度传感器、温度传感器等，或者可以被配置用于这些其他电子部件的操作。
附图标记清单
1手持式动力工具(锤钻)
2 工具装配件
3 工具
4 马达
5 冲击机构
6 驱动轴
7 可充电电池
8 手柄
9 壳体
10 布置
11 驱动电路
12 按钮
13 干扰抑制电容器
14 中断开关
15 第二电线布置
16A 区段
16B 区段
17 分压器
20 控制装置
21 第一电线布置
23 插头
24 连接端子
K1 节点
K2 节点
L 相导体
N 中性导体
SIG 调节信号
V 低电压电势

Claims (15)

1.一种手持式动力工具(1)，包括：
驱动电路(11)，该驱动电路用于根据按钮(12)的致动提供调节信号(SIG)，
控制装置(20)，该控制装置用于根据该调节信号(SIG)调节用于该手持式动力工具(1)的电动马达(4)的驱动电流，其中，
该控制装置(20)经由第一电线布置(21)连接到用于操作该手持式动力工具(1)的电能量源，
该驱动电路(11)经由第二电线布置(15)连接到该控制装置(20)，
承载用于该电动马达(4)的驱动电流的驱动电力线(16A，16B)被确定路径经由中断开关(14)，该中断开关联接到该按钮(12)用于中断该驱动电流，并且其中，
干扰抑制电容器(13)经由第一节点(K1)连接到该驱动电力线(16A，16B)，并且经由第二节点(K2)连接到该第二电线布置(15)。
2.如权利要求1所述的手持式动力工具，其特征在于，该干扰抑制电容器(13)直接连接到该第二电线布置(15)。
3.如权利要求1或2所述的手持式动力工具，其特征在于，该干扰抑制电容器(13)经由该第二电线布置(15)连接到中性导体电势(N)或地电势。
4.如权利要求1至3之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该中断开关(14)经由该驱动电力线的第一区段(16A)连接到该控制装置(20)，并且经由该驱动电力线的第二区段(16B)连接到该电能量源，其中，该干扰抑制电容器(13)经由该第一节点(K1)连接到该驱动电力线的第二区段(16B)。
5.如权利要求1至4之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该中断开关(14)根据该按钮(12)的致动而断开或闭合。
6.如权利要求1至5之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该驱动电路(11)、该按钮(12)、该干扰抑制电容器(13)和该中断开关(14)为共用部件(10)的一部分。
7.如权利要求1至6之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该驱动电路(11)包括电路板，该电路板上集成有至少一个检测单元(17)，该至少一个检测单元联接到该按钮(12)用于检测该按钮(12)的致动。
8.如权利要求7所述的手持式动力工具，其特征在于，该干扰抑制电容器(13)集成在该电路板上。
9.如权利要求8所述的手持式动力工具，其特征在于，该干扰抑制电容器(13)设计为SMD部件。
10.如权利要求1至9之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该驱动电路(11)集成在该手持式动力工具(1)的手柄(8)中，并且该按钮(12)能够从该手柄(8)外部致动。
11.如权利要求1至10之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该控制装置(20)被配置成经由该第二电线布置(15)为该驱动电路(11)提供操作电压(V)。
12.如权利要求1至11之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该第二电线布置(15)包括最大截面为1mm2、优选为0.5mm2、更优选为0.33mm2的线。
13.如权利要求1至12之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该驱动电力线(16A，16B)具有在1.5mm2和5mm2之间的线截面。
14.如权利要求1至13之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该干扰抑制电容器(13)具有在0.1μF和1μF之间的电容。
15.如权利要求1至14之一所述的手持式动力工具，其特征在于，该干扰抑制电容器(13)设计为X1类或X2类电容器。
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