-
Die
Erfindung betrifft ein handgeführtes
Gerät für den Garten-
und Heimwerkerbereich, insbesondere Heckenscheren, Rasenmäher, Trimmer,
Motorsensen, Bohrhammer und dergleichen, mit einem Gehäuse, dem
mindestens ein Werkzeug zugeordnet und in dem ein elektrischer Antriebsmotor
angeordnet ist zum Betreiben des Werkzeugs, mit einer Energieerzeugungseinheit
zum Bereitstellen der elektrischen Energie für den Antriebsmotor, mit einer
zwischen der Energieerzeugungseinheit und dem Antriebsmotor angeordneten
Ansteuerelektronikeinheit zum Ansteuern des Antriebsmotors.
-
Aus
der
DE 36 43 558 C2 ist
ein Gerät
für den
Gartenbereich mit einem Gehäuse
bekannt, in dem ein Antriebsmotor gelagert ist. Der Antriebsmotor
wirkt auf ein Arbeitswerkzeug ein, das lösbar mit dem Gehäuse verbindbar
ist. Zum Betreiben des Antriebsmotors ist ein tragbarer Power-Pack
vorgesehen, in dem eine tragbare Energieerzeugungseinheit zum Bereitstellen
der elektrischen Energie für
den Antriebsmotor sowie ein Ansteuerelektronikeinheit zum An steuern
des Antriebsmotors integriert angeordnet ist. Der Power-Pack ist über eine
Kabelverbindung mit dem Gehäuse
gekoppelt und kann beispielsweise in einer rucksackähnlichen
Tragetasche auf dem Rücken
des Benutzers angeordnet sein. Nachteilig an dem bekannten Gerät ist, dass
die Austauschbarkeit von Komponenten des Gerätes auf die der Arbeitswerkzeuge
begrenzt ist. Der elektrische Antriebsmotor wird stets in der gleichen
vorgegebenen Weise angesteuert. Ferner ist der Antriebsmotor mittels
einer relativ aufwändigen
Kabelverbindung an die tragbare Energieerzeugungseinheit angekoppelt.
-
Auch
aus der
EP 1 075 906
B1 ist ein Gerät bekannt,
das modular ausgestaltet ist, das heißt der Benutzer kann mehrere
Geräte
mit ein und demselben Power-Pack benutzen. Hierzu ist zwischen dem Anschluss
des Gerätes
und dem Anschluss des Power-Packs (Leistungssteuermodul) eine standardisierte
Verbindungseinheit vorgesehen, so dass ein einfaches und schnelles
lösbares
Verbinden zwischen dem Power-Pack und dem Gerät ermöglicht wird. Der in dem Gehäuse des
Gerätes
angeordnete Antriebsmotor zum Antreiben des Werkzeuges wird jedoch
stets mit dem gleichen Typ von Power-Pack beaufschlagt.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein handgeführtes Gerät für den Garten- und Heimwerkerbereich
derart weiterzubilden, dass die Modularität des Gerätes weiter erhöht wird.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelektronikeinheit
als gesonderte mobile Baueinheit über eine Verbindungseinheit
lösbar
mit dem Gehäuse
und/oder dem Antriebsmotor einerseits und der Energieerzeugungseinheit
andererseits gekoppelt ist, wobei in der Verriegelungsstellung elektrische
Anschlüsse
der Ansteuerelektronikeinheit mit elektrischen Anschlüssen des
Gehäuses
bzw. des Antriebsmotors einerseits und mit elektrischen Anschlüssen der
Energieerzeugungseinheit andererseits in Kontaktverbindung stehen.
-
Nach
der Erfindung ist eine Ansteuerelektronikeinheit des Gerätes als
gesonderte Baueinheit ausgebildet, die zum einen mit einem Gehäuse des Gerätes und
zum anderen mit der Energieerzeugungseinheit elektrisch und mechanisch
gekoppelt ist. Vorteilhaft kann der Modulationsgrad des Gerätes erhöht werden,
da bei einem geänderten
Einsatzzweck des Gerätes
lediglich die Ansteuerelektronikeinheit ausgetauscht werden muss,
um den Antriebsmotor und die Energieerzeugungseinheit für den anderen
Einsatzzweck einsetzen zu können.
Die Energieerzeugungseinheit braucht in diesem Fall ebenfalls nicht
ausgetauscht zu werden.
-
Die
Wärmeabfuhr
der Ansteuerelektronik kann durch den Einsatz als separate Baueinheit
zusätzlich
weiter verbessert werden.
-
Nach
einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Ansteuerelektronikeinheit über Ansteuermittel
verfügen,
so dass in Abhängigkeit
von dem Verwendungszweck eines Gerätes bzw. eines Werkzeugs die
maßgeblichen
Parameter des Antriebsmotors manuell eingestellt oder mittels einer
Erkennungseinrichtung durch mechanische oder elektronische Codierung
diagnostiziert und eingestellt werden. Somit kann ein und dieselbe
Ansteuerelektronikeinheit für
unterschiedliche Geräte
bzw. unterschiedliche Werkzeuge eingesetzt werden, ohne dass die
Energieerzeugungseinheit ebenfalls ausgetauscht werden müsste.
-
Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die Verbindungseinheit Steckmittel und/oder Rastmittel und/oder
Schraubmittel auf, derart, dass die Ansteuerelektronikeinheit unmittelbar
an dem Gehäuse
des Gerätes
ansetzbar bzw. lösbar
verbindbar ist. Vorzugsweise kann die Ansteuerelektronikeinheit
gekapselt ausgebildet sein, so dass es im verriegelten Zustand ein
Teil des Gehäuses
des Gerätes
bildet.
-
Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Energieerzeugungseinheit
ortsfern von der Ansteuerelektronikeinheit angeordnet, so dass die
an das Gehäuse
des Gerätes
anzukoppelnde Baueinheit relativ kompakt ist und eine relativ geringe
Dimension aufweisen kann.
-
Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die Ansteuerelektronikeinheit auch ortsfern über ein
Verbindungskabel mit dem Gehäuse
gekoppelt sein, so dass die Ansteuerelektronikeinheit und die Energieerzeugungseinheit
benutzerspezifisch an einem gewünschten
Ort positioniert sein können,
zum Beispiel an dem Benutzer selbst (Rucksack, Hüftgurt etc.).
-
Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
-
Die
Zeichnung zeigt:
-
Figur
ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Gerätes.
-
Ein
erfindungsgemäßes handgeführtes Gerät 1 für den Garten-
oder Heimwerkerbereich ist vorzugsweise als Hecken schere, Rasenmäher, Trimmer,
Bohrhammer oder dergleichen ausgeführt.
-
Das
Gerät 1 weist
ein Gehäuse 2 auf,
in dem ein elektrischer Antriebsmotor 3 angeordnet ist.
An dem Gehäuse 2 kann
ein nicht dargestelltes Werkzeug, wie beispielsweise eine Scherenschneide,
ein Trimmer oder dergleichen, fest oder lösbar mit demselben verbunden
angeordnet sein. Das Werkzeug ist mit dem Antriebsmotor 3 gekoppelt,
derart, dass es mittels des Antriebsmotors 3 in einer Linear- und/oder Rotationsbewegung
antreibbar ist.
-
Das
Gehäuse 2 ist über eine
erste Verbindungseinheit 4 direkt mit einer Ansteuerelektronikeinheit
lösbar
verbunden, wobei die erste Verbindungseinheit 4 über Verbindungsmittel,
die als Steckmittel und/oder Rastmittel und/oder Schraubmittel ausgebildet
sind, verfügt,
so dass ein Anschlussabschnitt der Ansteuerelektronikeinheit 5 mit
einem Anschlussabschnitt des Gehäuses 2 formschlüssig und/oder kraftschlüssig, mechanisch
und elektrisch verbindbar ist. Die elektrischen Anschlüsse des
Antriebsmotors 3 sind vorzugsweise über eine nicht dargestellte
elektrische Leitung direkt mit den elektrischen Anschlüssen des
Gehäuses 2 verbunden.
In der Verriegelungsstellung des Gerätes 1 sind die elektrischen
Anschlüsse
der Ansteuerelektronikeinheit 5 mit den elektrischen Anschlüssen des
Gehäuses 2 kontaktiert.
-
Beispielsweise
kann die erste Verbindungseinheit 4 Rastelemente oder Klemmelemente
aufweisen, die jeweils an einer Wandung des Gehäuses 2 bzw. an einer
Wandung des Gehäuses
der Ansteuerelektronikeinheit 5 angeformt sind.
-
Über eine
zweite Verbindungseinheit 6 ist die Ansteuerelektronikeinheit 5 mit
einer Energieerzeugungseinheit 7 mechanisch und elektrisch
lösbar
verbunden. Die Energieerzeugungseinheit 7 dient zum Bereitstellen
der elektrischen Energie für
den Antriebsmotor 3. Die Energieerzeugungseinheit 7 kann beispielsweise
eine Batterie oder eine aufladbare Batterie (Akku) aufweisen, so
dass ein netzunabhängiger
Betrieb des Gerätes 1 gewährleistet
ist.
-
Alternativ
kann die Energieerzeugungseinheit 7 auch eine Steuereinheit
aufweisen, derart, dass bei elektrischer Verbindung des Akkus mit
einem an einem elektrischen Energieversorgungsnetz angeschlossenen
Ladegerät
zum Aufladen des Akkus gleichzeitig das Gerät 1 betreibbar ist.
Das Gerät 1 befindet
sich hierbei in einem netzabhängigen
Betrieb, bei dem über
das Kabel 8 eine elektrische Verbindung zwischen der Ansteuerelektronikeinheit 5 und
der Energieerzeugungseinheit 7 gegeben ist. Vorzugsweise
wird der Akkumulator der Energieerzeugungseinheit 7 mittels
des Ladegerätes
aufgeladen, wobei gleichzeitig die aufgeladene Energie des Akkumulators
zum Betrieb des Gerätes 1 über die zweite
Verbindungseinheit 6 an die Ansteuerelektronikeinheit 5 weitergeleitet
wird. Die überschüssige Energie,
die für
den Betrieb des Gerätes 1 nicht
erforderlich ist, wird zur Aufladung des Akkumulators verwandt.
Das Ladegerät
für den
Akkumulator kann in der Energieerzeugungseinheit 7 integriert
angeordnet und als ein Netzteil ausgebildet sein.
-
Die
zweite Verbindungseinheit 6 kann in gleicher Weise ausgeführt sein
wie die erste Verbindungseinheit 4, wobei die Ansteuerelektronikeinheit 5 mit
der Energieerzeugungseinheit 7 formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbindbar
ist.
-
Die
zweite Verbindungseinheit 6 umfasst vorzugsweise ein Kabel 8,
so dass die Energieerzeugungseinheit 7 ortsfern von der
Ansteuerelektronikeinheit 5 angeordnet sein kann. Einem
Gehäuse
der Energieerzeugungseinheit 7 sind vorzugsweise Befestigungsmittel
zugeordnet, so dass die Energieerzeugungseinheit 7 an einem
Kleidungsstück
des Benutzers nach Art eines Rucksackes, Gürtels oder dergleichen lösbar befestigt
werden kann.
-
Die
Ansteuerelektronikeinheit 5 weist Ansteuermittel und/oder
Adaptermittel auf, so dass in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck
des Gerätes 1 bzw.
des Antriebsmotors 3 Steuerparameter des Antriebsmotors 3 einstellbar
sind oder mittels einer Erkennungseinrichtung durch mechanische
oder elektronische Codierung diagnostiziert und eingestellt werden.
Bei den Steuerparametern kann es sich um die Drehzahl oder andere
Motorparameter handeln. Zum einen können die Ansteuermittel bzw.
Adaptermittel der Ansteuerelektronikeinheit 5 mit einem Schalter
gekoppelt sein, so dass der Benutzer durch Betätigung des Schalters die für den gewünschten Verwendungszweck
des Antriebsmotors erforderlichen Steuerparameter einstellen kann.
Alternativ kann die Ansteuerelektronikeinheit 5 auch mit
einer Erkennungseinrichtung gekoppelt sein, so dass selbsttätig die
Ansteuerungsart des Antriebsmotors 3 festgelegt wird. Die
Erkennungseinrichtung kann beispielsweise in der Verbindungseinheit 4 integriert sein,
wobei Steckmittel der Verbindungseinheit 4 eine Mehrzahl
von auswählbaren
Kontakten aufweist. Die Mehrzahl von Kontakten weisen redundante
Kontakte auf, die quasi zur Kodierung der Ansteuerung des Antriebsmotors 3 eingesetzt
werden können.
-
Die
Ansteuerelektronikeinheit 5 weist ein Zentralmodul 9 auf.
Das Zentralmodul 9 weist einen Stromrichter, vorzugsweise
einen Umrichter auf. Beispielsweise kann das Zentralmodul 9 einen
Direktumrichter oder einen Zwischenkreisumrichter aufweisen, dem
eine Steuer-/Regelschaltung zuge ordnet ist zur Einstellung einer
vorgegebenen Drehzahl des Antriebsmotors 3, der beispielsweise
als Asynchronmotor oder als Synchronmotor/BLDC ausgebildet ist.
-
Zusätzlich weist
die Ansteuerelektronikeinheit 5 mindestens ein Steuermodul
(SM) auf, mittels dessen unterschiedliche Typen von Antriebsmotoren 3 ansteuerbar
sind. Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind vorzugsweise mehrere
Steuermodule SM1, SM2, SM3 vorgesehen, um unterschiedliche Antriebsmotortypen
und/oder unterschiedliche Verwendungsarten von Antriebsmotoren ansteuern
zu können.
Hierbei können
die Steuermodule SM1, SM2 und SM3 mittels einer Erkennungseinrichtung
selbsttätig
aktivierbar sein. Alternativ können
die Steuermodule SM1, SM2 und SM3 auch mittels eines durch den Benutzer
betätigbaren
Schalters aktivierbar sein. Die Steuermodule SM1, SM2 und SM3 können jeweils
auch für
unterschiedliche Typen des Antriebsmotors 3 einsetzbar
sein.
-
Beispielsweise
wird dem Antriebsmotor 3 bei Einsatz eines Werkzeugs als
Heckenschere das Steuermodul SM1 zugeordnet und bei Einsatz des Antriebsmotors 3 als
Trimmer (Fadenschneider) das Steuermodul SM2. Für unterschiedliche Einsatzzwecke
desselben Antriebsmotors 3 in Verbindung mit unterschiedlichen
Werkzeugen werden somit unterschiedliche Steuerparameter bzw. Drehzahlcharakteristiken
mittels der Steuermodule SM1, SM2, SM3 eingestellt.
-
Die
Steuermodule SM1, SM2, SM3 können auch
derart ausgelegt sein, dass sie mit unterschiedlichen Typen von
Energieerzeugungseinheiten 7 koppelbar sind. Die Energieerzeugungseinheiten 7 können sich
beispielsweise durch die zur Verfügung stellende Ausgangsspannung
von beispielsweise 24 V oder 36 V unterscheiden.
-
Das
Gehäuse 2 des
Gerätes 1 kann
gegebenenfalls ebenfalls modulartig mit unterschiedlichen Werkzeugen
gekoppelt werden.
-
Dadurch,
dass unterschiedliche Steuermodule SM1, SM2, SM3 vorgesehen sind,
kann derselbe Antriebsmotor 3 für unterschiedliche Anwendungen
mit unterschiedlichen Drehzahlregimen angesteuert werden. Ein Wechseln
des Antriebsmotors 3 bzw. des Gehäuses 2 bei Einsatz
derselben für
einen Werkzeugzweck, der eine unterschiedliche Drehzahlcharakteristik
bzw. andere Motorparameter erfordert, ist daher nicht notwendig.
-
Nach
einer nicht dargestellten Ausführungsform
der Erfindung kann die Ansteuerelektronikeinheit 5 auch über ein
Verbindungskabel mit dem Gehäuse 2 gekoppelt
sein.
-
Nach
einer nicht dargestellten Ausführungsform
der Erfindung kann die Ansteuerelektronikeinheit 5 auch
direkt mit einem Gehäuse
des Motors 3 lösbar
verbunden sein. Vorteilhaft braucht bei dieser Ausführungsform
nicht das Gehäuse 2 des
Gerätes 1 über Anschlussmittel
zur Verbindung mit der Ansteuerelektronikeinheit 5 verfügen. Voraussetzung
für die nicht
dargestellte Ausführungsform
ist lediglich, dass ein Teilbereich des Gehäuses des Motors nicht vom Gehäuse des
Gerätes
umschlossen ist, so dass er von außen zugänglich ist zum lösbaren mechanischen
und elektrischen Verbinden der Ansteuerelektronikeinheit 5.
Beispielsweise kann der Anschluss des Motorgehäuses eine selbsttätig schließbare Klappe
aufweisen, deren Öffnen
den Zugang der Anschlüsse
der Ansteuerelektronikeinheit 5 zu den Anschlüssen des
Motors 3 ermöglicht.
Zusätzlich
kann in Verriegelungsstellung der Ansteuerelektronikeinheit 5 an
dem Motorgehäuse
die federnd ausgebildete Klappe ein Fixieren der Ansteuerelektronikeinheit 5 an
dem Motorgehäuse
ermöglichen.