CN116963873A - 用于启用和停用动力工具中的主轴锁的方法以及动力工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于启用和停用动力工具中的主轴锁的方法，其中主轴锁可以例如通过使用者的直观运动来启用。特别地，主轴锁的启用可以通过使用者在工具配件上的旋转运动来实现，该旋转运动被动力工具的装置电子器件识别。超过旋转角度或旋转速度的极限值可以被装置电子器件用作主轴锁的启用信号。当装置电子器件确定工具配件沿相反方向的旋转运动时，主轴锁可以被停用。在另外的方面，本发明涉及一种动力工具，可以对该动力工具执行用于启用和停用主轴锁的方法。

Description

用于启用和停用动力工具中的主轴锁的方法以及动力工具

技术领域

本发明涉及一种用于启用和停用动力工具中的主轴锁的方法，其中主轴锁可以例如通过使用者的直观运动来启用。特别地，主轴锁可以通过使用者在工具配件上的旋转运动来启用，该旋转运动被动力工具的装置电子器件识别。超过旋转角度或旋转速度的极限值可以被装置电子器件用作主轴锁的启用信号。如果装置电子器件检测到工具配件沿相反方向的旋转运动，则主轴锁可以被停用。在另外的方面，本发明涉及一种动力工具，可以对该动力工具执行用于启用和停用主轴锁的方法。

背景技术

现有技术披露了动力工具，利用该动力工具可以进行工作——例如在建筑工地上或DIY领域中工作。动力工具可以是切割装置或切断装置、角磨机或切断磨机、取芯钻进装置、锤钻或凿钻，但不限于此。动力工具通常包括工具，该工具可以是盘形的旋转工具(比如切断盘或磨盘)或者锤击或凿切工具。

现有技术中已知的动力工具的工具通常经由动力工具内的电动马达驱动。马达进行旋转，其中马达的旋转被转换为工具的旋转或者转换为工具的锤击或凿切运动。在取芯钻进装置的情况下，钻头用作从固体基材(比如混凝土、砖石或石头)切出圆柱形钻取芯的工具。钻头内部基本上是中空的，以便接纳钻取芯。取芯钻进装置的使用者从经验中知道，将被阻塞或卡在基材中的钻头从钻孔中取出可能是挑战。

动力工具(比如取芯钻进装置)通常具有主轴锁，该主轴锁优选地允许快速更换动力工具的工具。主轴可以被锁定，使得动力工具的工具可以特别容易地被释放。用于锁定主轴的机械方法和电子方法在现有技术中是已知的。在机械方法的情况下，通常在动力工具上设置机械开关或滑动开关，可以利用该机械开关或滑动开关锁定主轴以打开工具锁。在电子主轴锁的情况下，通常通过致动优选电子切换触点来锁定主轴。在这种情况下，装置电子器件中的开关的致动可以通过微动开关和/或微控制器转换成动力工具的马达的对应的通电。

然而，已经表明，在动力工具中设置用于启用和停用主轴锁的专用开关实施起来很复杂。另外，由于空间原因，设置这样的开关是不期望的，并且无法确保由动力工具的使用者致动这样的开关在人体工程学上是合理的。此外，额外的开关和操作元件需要额外的空间，这与紧凑、方便的动力工具的需求相违背。

发明内容

本发明所基于的目的是克服上述现有技术的缺点并且指明用于启用和停用动力工具中的主轴锁的方法。将期望的是，对应的动力工具能够在没有用于启用或停用主轴锁的额外开关的情况下做到。此外，本领域的技术人员将希望的是，能够尽可能直观地开始主轴锁的启用，而无需使用者致动复杂的按钮组合或执行手动动作。另外，要提供的动力工具应尽可能紧凑且方便。本发明的另一个目的是表明如何能够比以前更容易地将被阻塞或卡在基材中的钻头从钻孔中释放出来。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。与独立权利要求的主题相关的有利实施例可以在从属权利要求中找到。

在第一方面，根据本发明提供了一种用于启用动力工具中的主轴锁的方法。该动力工具包括用于接纳工具的工具配件、以及马达和装置电子器件。用于启用主轴锁的方法包括以下步骤：

a)使动力工具的工具配件沿第一旋转方向进行第一旋转运动，其中第一旋转运动可以由旋转角度和/或旋转速度定义，并且其中旋转角度和/或旋转速度的极限值存储在动力工具中，

b)如果超过旋转角度和/或旋转速度的极限值中的至少一个，则由动力工具的装置电子器件启用主轴锁。

在所提出的方法中，优选的是，动力工具的使用者触摸并旋转其工具配件。换言之，使用者可以对工具配件进行旋转运动，并且该旋转运动可以被装置电子器件检测到。工具配件优选地沿第一旋转方向旋转，其中该第一旋转方向可以是例如“向右”或“向左”的空间方向。对应的空间方向和旋转方向在图中用圆形箭头指示。

利用所提出的用于启用主轴锁的方法，可以提供一种方法，在该方法中对应的动力工具不需要额外的开关来启用主轴锁。另外，该方法实施起来特别直观，因为使用者通过旋转工具配件在动力工具上进行直观的运动。在本发明的含义内优选的是，使用者在动力工具的工具配件上进行的这种直观的旋转运动可以被动力工具或其装置电子器件识别。

在本发明的含义内优选的是，动力工具或其装置电子器件包括至少一个旋转传感器，该旋转传感器例如可以被布置成紧邻动力工具的马达。旋转传感器优选地被设置成检测旋转运动。在本发明的含义内，非常特别优选的是，旋转传感器能够检测动力工具的马达的转子的旋转运动。旋转传感器可以包括例如霍尔传感器或AMR传感器(其测量原理是基于各向异性磁阻效应的传感器)，但不限于此。在本发明的含义内优选的是，用于检测旋转运动的传感器系统被设置成产生描述动力工具的马达的转子的旋转角度的数字信号和/或模拟信号。

使用者在动力工具的工具配件上进行的旋转运动特别地可以通过旋转角度和/或旋转速度来定义。旋转角度优选地描述了工具配件从原始位置或闲置位置偏转的角度范围。旋转角度优选地可以采用正值或负值，其中例如旋转角度为正代表工具配件沿第一空间方向的旋转运动，而例如旋转角度为负代表工具配件沿第二空间方向的旋转运动。在本发明的上下文中，例如，优选地旋转角度的大小在1度至60度的范围内，其中所有中间值(比如3.5度、10度、17度、28.3度等)优选地也能够被采用。在本发明的含义内优选的是，旋转角度指明了动力工具的马达的转子围绕闲置位置的正偏转或负偏转。

旋转速度优选地指示旋转角度随时间的变化有多快。在本发明的含义内优选的是，由动力工具的使用者引起或导致的工具配件的旋转运动被称为动力工具的工具配件的使用者发起的旋转运动或第一旋转运动。

在本发明的含义内优选的是，为旋转角度和/或旋转速度限定了极限值，其中当超过这些值时，主轴锁优选地被自动启用。优选地在所提出的动力工具中实施优选以电子方式设计的主轴锁定功能，该功能可以在超过旋转角度和/或旋转速度的极限值时被启用。优选地，一旦动力工具的装置电子器件检测到旋转角度和/或旋转速度的极限值中的至少一个已经被超过，则该启用自动发生。

在本发明的含义内优选的是，旋转角度的极限值的大小在1度至120度的范围内，优选地在1度至90度的范围内，并且最优选地在1度至60度的范围内。换言之，这意味着极限值可以在-120度至+120度的范围内，优选地在-90度至+90度之间的范围内，并且最优选地在-60度至+60度之间的范围内，其中优选地在每种情况下围绕动力工具的马达的转子的闲置位置来指明偏转。

旋转速度的极限值可以例如在0.05度/秒至60度/秒的范围内，优选地在0.2度/秒至45度/秒的范围内，并且最优选地在0.5度/秒至30度/秒的范围内。

在本发明的含义内优选的是，主轴锁代表例如已经可以在动力工具中实现的电子功能。与现有技术中已知的常规动力工具不同，在本发明的上下文中，不必通过为此目的而单独设置的按钮或通过这样的开关来启动主轴锁。更确切地说，在本发明的上下文中，使用动力工具或其装置电子器件的能力来检测工具配件就旋转角度和/或旋转速度而言的旋转运动并且对其进行评估，使得超过对应的极限值将被识别并用作主轴锁的触发或启动信号。

在本发明的含义内优选的是，仅需要动力工具的使用者的一个动作来启用本发明的上下文中的主轴锁，即在动力工具的工具配件上执行旋转运动。通过本发明，与现有技术中已知的常规动力工具相比，主轴锁的启用因此可以变得更加简单且更加直观。有利地，与常规动力工具相比，所提出的动力工具的操作可以以这种方式被显著简化。另外，在动力工具的设计中可以省去用于启用优选电子主轴锁定功能的额外的开关，因为由于装置电子器件和动力工具的有利的相互作用(这也是本发明的主题)而不再需要这样的开关。通过节省额外的开关，本发明使得能够提供一种特别紧凑、方便且更容易直观地操作的动力工具。

在本发明的含义内优选的是，该旋转运动被装置电子器件检测为马达在没有主动电流供应的情况下的旋转。动力工具的装置电子器件优选地被设置成将工具配件的旋转运动识别为马达在没有主动电流供应的情况下的旋转，并且将超过该旋转运动的旋转角度和/或旋转速度的极限值感知为启用主轴锁的启动信号。

在第二方面，本发明涉及一种用于停用动力工具中的主轴锁的方法，其中动力工具包括用于接纳工具的工具配件、以及马达和装置电子器件。用于停用主轴锁的方法包括以下步骤：

a)当主轴锁为活动状态时，沿第二旋转方向向动力工具的马达施加转矩，

b)由于沿第二空间方向向马达施加转矩，使得工具配件沿第二空间方向进行旋转运动，

c)通过装置电子器件检测沿第二空间方向的旋转运动，

d)当检测到工具配件沿第二空间方向的旋转运动时，通过动力工具的装置电子器件停用主轴锁。

针对用于启用主轴锁的方法引入的术语、定义和技术优点优选地类似地适用于停用主轴锁的方法。

在本发明的含义内优选的是，为了锁定主轴的目的，转矩被施加到动力工具的马达，其中该转矩的旋转或作用方向优选地沿着与由动力工具的使用者执行的工具配件的旋转运动的第一旋转方向相反的方向。在本发明的含义内优选的是，主轴锁是动力工具的电子功能，其中动力工具的马达由电力或装置电子器件供电。本发明的一个优点在于，在动力工具上不需要额外的装置来实施所提出的方法。在本发明的含义内优选的是，动力工具的马达的速度被调节到每单位时间0转(例如每分钟转数，RPM)的范围内的值，使得以这种方式阻止动力工具的马达旋转。

在本发明的含义内，转矩的旋转或作用方向被称为第二旋转方向。其优选地沿着与工具配件的第一旋转运动的旋转方向相反的方向。如果动力工具的使用者例如沿“向右”的空间方向旋转工具配件以便启用主轴锁，则施加到动力工具的马达的转矩优选地沿“向左”的空间方向作用。

工具配件的旋转运动优选地由于向马达施加转矩而引起。在本发明的含义内，由马达引起的工具配件的这种旋转运动优选地被称为工具配件的第二旋转运动。在本发明的含义内优选的是，使用者释放工具配件将导致施加转矩，从而使工具配件沿第二空间方向进行旋转运动。换言之，工具配件可以执行与原始旋转运动的旋转方向相反的旋转运动，特别是当动力工具的使用者释放工具配件时，即不再牢牢地握住工具配件时。在本发明的含义内非常特别优选的是，向马达施加转矩引起工具配件的旋转运动，其中该优选地马达发起的旋转运动是沿着与由使用者发起的原始旋转运动相反的方向。换言之，向马达施加转矩引起工具配件的旋转运动，其中工具配件的该第二旋转运动是沿着与工具配件的第一旋转运动相反的方向。在本发明的含义内，工具配件的第二旋转运动也可以优选地被称为工具配件的原始第一旋转运动的反向旋转运动。优选地，转矩沿第二旋转方向施加到马达，特别是在主轴锁为活动状态时。

工具配件沿第二空间方向的旋转运动可以被动力工具的装置电子器件检测。优选地使用也用于检测第一旋转运动的相同传感器来检测工具配件的该第二旋转运动。替代性地，还可以优选地使用两个不同的传感器或传感器系统。优选地，第一旋转运动和第二旋转运动的旋转方向以及动力工具的马达被通电的电流方向不同。

优选地，一旦装置电子器件检测到工具配件沿第二空间方向的旋转运动或者当工具配件再次处于闲置位置的区域中时，动力工具的主轴锁就被停用。动力工具可以包括用于检测旋转运动或者用于评估它们并且将其转换成用于主轴锁的启用(停用)信号的控制装置，该控制装置又可以优选地包括处理器和/或存储器。在本发明的含义内优选的是，动力工具包括控制装置，该控制装置被设置成检测工具配件在不同空间方向上的旋转运动并且根据空间方向来启用或停用主轴锁。

在本发明的含义内，非常特别优选的是，动力工具不需要额外的开关来启用(停用)主轴锁。如所描述的，在动力工具上不需要专门用于启用(停用)主轴锁的开关，因为根据本发明，主轴锁的启用(停用)是通过检测工具配件的旋转运动来实现的。

本发明的优点特别是可以提供对主轴锁的特别直观的启用或停用。另外，使得动力工具的简单、直观且清晰的操作成为可能，这特别是通过相对较少数量的开关来做到的。以这种方式，特别地，动力工具的生产成本也可以保持较低并且可以提供节省空间的、紧凑的动力工具。这可以是特别有利的，特别是当要提供手持式动力工具而不是柱式安装的动力工具时。在本发明的含义内，非常特别优选的是，动力工具是取芯钻进装置。当然也可以将所提出的方法用于其他类型的动力工具，比如切断磨机或角磨机、钻机或锤钻、凿子或其他装置。

在另外的方面，本发明涉及一种用于实施用于启用主轴锁的方法的动力工具，其中该动力工具具有用于接纳工具的工具配件、以及马达和装置电子器件。根据本发明的该方面的动力工具的特征在于：工具配件被设计成可旋转的，并且装置电子器件被设置成检测工具配件的旋转运动的旋转角度和/或旋转速度。如果超过旋转角度和/或旋转速度的至少一个极限值，则可以通过装置电子器件启用主轴锁。当装置电子器件检测到工具配件的旋转运动超过极限旋转角度时，装置电子器件可以启用动力工具的优选电子主轴锁定功能。替代性地或附加地，如果检测到特别快速的旋转运动，装置电子器件可以启用主轴锁。特别快速的旋转运动可以特别地通过旋转运动的旋转速度超过极限旋转速度的事实来识别。旋转角度和/或旋转速度的极限值可以存储在动力工具中。为此目的，动力工具可以优选地包括控制装置，该控制装置包括例如处理器和/或存储器。动力工具的控制装置可以特别地被设置成将当前旋转角度与极限旋转角度进行比较。特别地，控制装置可以被设置成执行当前旋转速度和极限旋转速度之间的比较。如果该比较表明旋转角度和/或旋转速度的当前值超过对应的极限值，则启用主轴锁。该启用优选地由装置电子器件或控制装置执行。控制装置特别地可以代表装置电子器件的部件。

在又一方面，本发明涉及一种用于实施用于停用主轴锁的方法的动力工具，其中该动力工具具有用于接纳工具的工具配件、以及马达和装置电子器件。根据本发明的该方面的动力工具的特征在于：转矩可以被施加到动力工具的马达，其中装置电子器件被设置成检测工具配件的旋转运动并在检测到沿第二空间方向的旋转运动时停用主轴锁。在本发明的该优选实施例中，工具配件优选地还被设计成可旋转的。在本发明的含义内优选的是，通过动力工具或其主轴锁定功能向马达施加转矩。旋转或作用方向优选地是沿着与由动力工具的使用者引起的工具配件的原始旋转运动的方向相反的方向。向马达施加转矩特别地引起工具配件沿转矩的旋转或作用方向的旋转运动。在本发明的含义内，这优选地意味着由动力工具的马达引起工具配件进行旋转运动，该旋转运动沿与由使用者引起的工具配件的初始或第一旋转运动相反的方向。该旋转运动也可以被动力工具的装置电子器件检测到并被用作主轴锁的停用信号。换言之，当动力工具检测到工具配件的沿与工具配件的第一旋转运动相反的方向的第二旋转运动时，主轴锁被停用。

在本发明的含义内优选的是，在主轴锁为活动状态时转矩被施加到马达。优选的是，向马达施加转矩引起工具配件的第二旋转运动。换言之，向马达施加转矩引起工具配件的旋转运动，其中转矩是沿着与工具配件的第一旋转运动相反的方向。

在本发明的含义内，非常特别优选的是，动力工具不需要额外的开关来启动和/或停用主轴锁。

优选地，当动力工具是取芯钻进装置时，本发明还可以促进被卡在钻孔中的钻头的松开。为了从钻孔的底部取出被卡住的钻头，通常需要在动力工具上进行旋转运动。然而，对于未锁定的装置，工具与动力工具的手柄之间不存在刚性连接。因此，不能使用装置手柄来松开钻头。通过所提出的主轴锁的直观启用，使用者在动力工具上进行的旋转被动力工具识别，并且可以通过主轴锁定功能的反向转矩向钻头传递转矩。

已经表明，通过本发明可以显著扩展或改进该装置的使用。如果本发明例如用在角磨机中，则在一些机器中可能需要致动(也就是说通常的按压)第二工具或机械锁来打开和/或关闭磨盘安装件。在根据本发明提出的动力工具的情况下，可以有利地省去动力工具的额外部件的这种致动。例如，如果本发明用于手持式圆锯，则可以实现类似的优点。

附图说明

另外的优点将从以下对附图的描述中变得明显。附图、说明书、以及权利要求书以组合方式包含了许多特征。本领域技术人员还将方便地单独考虑这些特征并且组合这些特征以形成有用的其他组合。

在附图中，相同和相似的部件通过相同的附图标记来表示，

在附图中：

图1示出了本发明的示例性优选实施例的视图。

具体实施方式

图1示出了所提出的动力工具1的优选实施例。动力工具1包括可以被容纳在动力工具1的壳体中的马达4和装置电子器件5。图1中为动力工具1的马达4和装置电子器件5所示的位置应被理解为示例；当然，所提出的动力工具1内的其他位置也是可想到的。动力工具1还具有用于将工具3紧固的工具配件2。图1所示的动力工具1是取芯钻进装置，该取芯钻进装置的工具由钻头3形成。钻头3示意性地指示在图1的上部区域的左上方。

另外，图1中指示了动力工具1的使用者6的手。使用者6可以抓握动力工具1的工具配件2并旋转它。在本发明的含义内，所述使用者因此优选地引起动力工具1的工具配件2的第一旋转运动。工具配件2的该第一旋转运动可以在“向右”或“向左”的空间方向上发生，这在图1中由弯曲的双箭头指示。在彩色表示中，该弯曲的双箭头是橙色的。在本发明的含义内，工具配件2的第一旋转运动的旋转方向优选地也被称为第一旋转方向。动力工具1优选地被设置成检测工具配件2的第一旋转运动。工具配件2的旋转运动可以优选地用旋转角度和/或旋转速度来描述。旋转角度和/或旋转速度的极限值被存储在动力工具1中，其中动力工具1优选地被设置成检测当前的旋转角度和旋转速度并且将它们与所存储的极限值进行比较。如果这种比较的结果是超过了所存储的极限值之一，则主轴锁优选地被自动启用。

当主轴锁为活动状态时，转矩可以施加到动力工具1的马达4。这种转矩的施加可以由动力工具1的装置电子器件5发起。优选地，转矩是沿着与工具配件2的第一旋转运动的旋转方向相反的方向。该转矩引起工具配件2的第二旋转运动，工具配件2的第二旋转运动指向与工具配件2的第一旋转运动相反的方向。工具配件2的该第二旋转运动可以被动力工具1识别并且转换为对主轴锁的停用。换言之，检测到工具配件2的第二旋转运动可以用作停用动力工具1的主轴锁的信号。对应的检测和控制过程优选地在动力工具1的装置电子器件5中发生。然而，动力工具1还可以包括控制装置(未示出)，该控制装置可以是装置电子器件5的一部分。在本发明的该实施例中，检测和控制过程优选地也可以在控制装置中发生。控制装置可以包括处理器和/或存储器，在这种情况下，例如旋转角度和旋转速度的极限值可以存储在控制装置的存储器中。马达4和装置电子器件5的位置在图1中仅通过示例的方式指示。动力工具1的所述部件当然可以布置在动力工具1内的各种其他位置处。

附图标记列表

1 动力工具

2 动力工具的工具配件

3 动力工具的工具

4 动力工具的马达

5动力工具的装置电子器件

6使用者

Claims (13)

1.一种用于启用动力工具(1)中的主轴锁的方法，其中，该动力工具(1)包括用于接纳工具(3)的工具配件(2)、以及马达(4)和装置电子器件(5)，

该方法包括以下方法步骤：

a)使该动力工具(1)的该工具配件(2)沿第一旋转方向进行第一旋转运动，其中，该第一旋转运动可由旋转角度和/或旋转速度定义，并且其中，该旋转角度和/或该旋转速度的极限值存储在该动力工具(1)中，

b)如果超过该旋转角度和/或该旋转速度的这些极限值中的至少一个，则由该动力工具(1)的该装置电子器件(5)启用该主轴锁。

2.一种用于停用动力工具(1)中的主轴锁的方法，其中，该动力工具(1)包括用于接纳工具(3)的工具配件(2)、以及马达(4)和装置电子器件(5)，

该方法包括以下方法步骤：

a)当该主轴锁为活动状态时，沿第二旋转方向向该动力工具(1)的该马达(4)施加转矩，

b)由于沿第二空间方向向该马达(4)施加该转矩，使得该工具配件(2)沿该第二空间方向进行旋转运动，

c)通过该装置电子器件(5)检测沿该第二空间方向的旋转运动，

d)当检测到该工具配件(2)沿该第二空间方向的旋转运动时，通过该动力工具(1)的该装置电子器件(5)停用该主轴锁。

3.如权利要求1和2所述的方法，

其特征在于，

第一空间方向与该第二空间方向彼此相反。

4.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

该工具配件(2)沿该第一空间方向的旋转运动由该装置电子器件(5)检测为该动力工具(1)的该马达(4)在没有主动电流供应的情况下的旋转。

5.如权利要求1或4所述的方法，

其特征在于，

该旋转角度的极限值的大小在1度至120度的范围内，优选地在1度至90度的范围内，并且最优选地在1度至60度的范围内。

6.如权利要求1、4或5之一所述的方法，

其特征在于，

该旋转速度的极限值在0.05度/秒至60度/秒的范围内，优选地在0.2度/秒至45度/秒的范围内，并且最优选地在0.5度/秒至30度/秒的范围内。

7.如权利要求2或3所述的方法，

其特征在于，

该动力工具(1)的使用者(6)释放该工具配件(2)致使转矩被施加到该马达(4)并且引起该工具配件(2)沿该第二空间方向的旋转运动。

8.一种用于实施如权利要求1或4至6之一所述的方法的动力工具，其中，该动力工具(1)具有用于接纳工具(3)的工具配件(2)、以及马达(4)和装置电子器件(5)，

其特征在于，

该工具配件(2)被设计成可旋转的，并且该装置电子器件(5)被设置成检测该工具配件(2)的旋转运动的旋转角度和/或旋转速度，其中，如果超过该旋转角度和/或该旋转速度的至少一个极限值，则主轴锁能够被该装置电子器件(5)启用。

9.一种用于实施如权利要求2、3或7之一所述的方法的动力工具(1)，其中，该动力工具(1)具有用于接纳工具(3)的工具配件(2)、以及马达(4)和装置电子器件(5)，

其特征在于，

转矩可被施加到该动力工具(1)的该马达(4)，其中，该装置电子器件(5)被设置成检测该工具配件(2)的旋转运动并在检测到沿第二空间方向的旋转运动时停用该主轴锁。

10.如权利要求9所述的动力工具(1)，

其特征在于，

在主轴锁为活动状态时，该转矩被施加到该马达(4)。

11.如权利要求9或10所述的动力工具(1)，

其特征在于，

该转矩被施加到该马达(4)引起该工具配件(2)的旋转运动。

12.如权利要求8至11之一所述的动力工具(1)，

其特征在于，

该动力工具(1)是取芯钻进装置。

13.如权利要求8至12之一所述的动力工具(1)，

其特征在于，

该动力工具(1)不需要额外的开关来启用和/或停用该主轴锁。