DE102007025985B3 - Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug - Google Patents

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Abstract

Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug mit einem Elektromotor (2) und einem Betriebsschalter (5) mit einem integrierten Potentiometer (7), das mittels eines Bedienungselements (6) betätigt wird und mit einer dem Elektromotor (2) zugeordneten Ansteuerelektronik (8),
– wobei die Ansteuerelektronik (8) einen Controller beinhaltet, der mittels eines Ansteuerungsprogramms den Elektromotor (2) ansteuert,
– wobei der Ansteuerelektronik (8) eine Freigabeeinrichtung (11) zugeordnet ist,
– wobei bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) eine Umschaltung von einer Betriebsart mit variablen, stetigen Drehverhalten auf eine Betriebsart mit intervallartig ruckenden Drehverhalten des Elektromotors freigegeben wird,
– wobei in der intervallartig ruckenden Betriebsart der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Versorgungsspannung des Elektromotors (2) in sich periodisch wiederholende Intervalle aufteilt,
– wobei jedes dieser Intervalle in drei aufeinander folgende Bereichsabschnitte (a, b, c) aufgeteilt ist,
– wobei zu Beginn des ersten Bereichsabschnitts (a) der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Versorgungsspannung des Elektromotors (2) sprungartig...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug gemäß Patentanspruch 1.
  • Elektrohandwerkzeuge wie Bohrmaschinen, Schraubmaschinen sind vorwiegend mit einer elektronischen Drehzahlsteuerung ausgestattet, die in der Regel über ein Bedienungselement des Betriebsschalters betätigt werden. Diese Ausstattung soll bei Bedarf für ein intervallartiges ruckendes Drehverhalten des Elektrohandwerkzeugs genutzt werden. Für solche Anwendungsfälle sind bereits einige Lösungen bekannt.
  • DE 44 16 483 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verhinderung von Flieh- und Auswurfkräften bei mit elektrischer Energie betriebenen Schraubwerkzeugen, bei denen Steuerungen wirksam werden, die im Takt zu Unterbrechungen der Maschinenumdrehungen führen, wobei diese Maßnahme durch Stromunterbrechungen auf mechanische Art, oder durch den Einsatz von Steuerungen, die man aus der Elektrotechnik bzw. der Elektronik kennt, erfolgen kann.
  • DE 199 54 931 A1 beschreibt eine Schaltungseinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug, dessen Motor zwischen zwei Betriebsarten elektrisch umschaltbar ist, in deren erster Betriebsart die Werkzeugspindel mit einem kontinuierlichen Drehmoment, und in deren zweiter Betriebsart mit einem pulsierenden Drehmoment angetrieben ist, wobei mit dem Betätigungsglied 4 des Umschalters bei jeder Betätigung während der Betriebsphase den Motor von der momentanen Betriebsart in die andere Betriebsart umsteuert. Der Hauptschalter mit einem Potentiometer 6 soll bevorzugt als Umschalter zum Wechsel der Betriebsart genuzt werden, und wenn jedesmal bei entsprechender Betätigung des Betätigungsgliedes 4 des Hauptschalters 3 über das Potentiometer 6 die Drehzahl Null oder eine sehr geringe Drehzahl vorgegeben wird, wechselt die Steuereinheit 7 von der momentan eingestellten Betriebsart in die zweite Betriebsart. Gleiches soll auch durch Abfrage der Netzspannung erfolgen, und alternativ hierzu ist die Steuereinheit 7 mittels einer Abfrageleitung 9 mit dem Strompfad zwischen dem Hauptschalter 3 und dem Triac 2 verbunden. Bei den aufgeführten Lösungen wird in jeder Ausschaltstellung des Hauptschalters 3 von der eingestellten Betriebsart in die andere Betriebsart gewechselt.
  • EP 0 723 333 B1 beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromotors in handgeführten Elektrowerkzeugen. Der Elektromotor 1 wird derart in einer ersten Betriebsart mit veränderbaren Pulsen 11, 11', 20 einer elektrischen Spannung U beaufschlagt, daß sich der Rotor des Elektromotors 1 mit einer einstellbaren Drehzahl n1, n2 kontinuierlich bewegt, und der Elektromotor 1 ist in eine zweite intervallartige Betriebsart umschaltbar, wobei in der zweiten Betriebsart wenigstens Teile von wenigstens einzelnen Pulsen 11, 11', 20 durch Überlagerung einer Pulspause 12, 12', 22 mit einer Nullspannung derart ausgeblendet werden, daß sich der Rotor des Elektromotors 1 ruck- bzw. stoßartig bewegt, und das Ausblenden der Pulse 11, 11', 20 kann durch den Benutzer manuell steuerbar ausgelöst werden, indem der Elektromotor 1 für den intervallartigen Betrieb mechanisch umschaltbar ist, oder das Ausblenden der Pulse 11, 11', 20 wird bei Überschreitung eines voreingestellten Grenzwertes eines bestimmten Drehmoments von der Ansteuerung selbsttätig ausgelöst.
  • Das Ausblenden von Pulspausen 12, 12', 22 mit einer Nullspannung hat den Nachteil, daß das Getriebe des Elektro handwerkzeugs sich völlig entspannen kann, wodurch bei dem Getriebe die Gefahr eines Ausschlagens besteht. Die Ausblendung der Pulse 11, 11', 20 bei Überschreiten eines voreingestellten Grenzwertes eines bestimmten Drehmomentes hat den Nachteil, daß der Grenzwert eines vorbestimmenden Drehmoments schwer vorhersehbar ist, und außerdem weiß der Anwender nicht im voraus, wann der ruck- bzw. stoßartige Betrieb während des Schraubvorganges einsetzt, somit ist der Anwender hierauf nicht vorbereitet, daher beinhaltet eine solche Lösung eine unangenehme Arbeitsweise.
  • EP 1 034 615 B1 beschreibt eine Steuerung für einen Stromwendermotor 1, die für ein Elektrohandwerkzeug zur Anwendung kommt. Die Drehzahlsteuerungselektronik ist derart ausgelegt, daß der Stromwendermotor in einer ersten Arbeitsweise mit variabler stetiger Drehzahl, und in einer zweiten Arbeitsweise mit variabler stetiger und übergehend in eine intervallartige ruckende Drehzahl betreibbar ist, hierfür ist der Phasenanschnittsteuerung 3 eine erste und eine zweite Steuereinrichtung 4, 5 für einen ersten und einen zweiten Anschnitt a', b', c', d' der Halbwellen einer Wechselstromspannung zugeordnet, wobei in der zweiten Arbeitsweise des Stromwendermotors 1 ohne Umschaltvorgänge ein stetiges als auch ein ruckendes Drehverhalten des Stromwendermotors erzielt wird durch eine rastermäßige ständige Aufteilung der Halbwellen der Wechselstromspannung in ersten und zweiten Bereichsabschnitten 7,8 bei einer fest eingestellten Anschnittshöhe 9 der Halbwellen in den zweiten Bereichsabschnitten 8, wobei der Anschnitt der Halbwellen mit der ersten Steuereinrichtung 4 in den ersten und in den zweiten Bereichsabschnitten 7, 8 vom maximalen Anschnitt bis hin zur fest eingestellten Anschnittshöhe 9 der Halbwellen in den zweiten Bereichsabschnitten 8 erfolgt, und im weiteren Verlauf der Anschnittsverringerung der Halbwellen bis hin zum minimalen Anschnitt die Halbwellen der Wechselstromspannung nur in den ersten Bereichsabschnitten 7 mit der ersten Steuereinrichtung 4 angeschnitten werden, wobei die mit der zweiten Steuereinrichtung 5 fest eingestellte Anschnittshöhe 9 der Halbwellen in den zweiten Bereichsabschnitten 8 konstant bleibt.
  • Des weiteren sind noch weitere alternative Lösungen aufgezeigt.
  • DE 196 09 986 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines Elektromotors 1 in einem Elektrohandwerkzeug. Der manuell ein- und ausschaltbare Elektromotor wird während der Betriebsphase 17 mit einer ersten variabel voreingestellten Drehzahl bis zum Erreichen eines voreingestellten Grenzdrehmoments betrieben, und bei Erreichen des Grenzdrehmoments wird der Elektromotor 1 in einer weiteren Betriebsphase umgeschaltet, die solange andauert, bis der Elektromotor ausgeschaltet wird, wobei in der weiteren Betriebsphase ein Nachdrehmoment 20, das durch Drehmomentpausen 19 periodisch unterbrochen wird, durch den Elektromotor ausgeübt wird.
  • Für den Schraubbetrieb mit einem Elektrohandwerkzeug ist eine voreingestellte Drehzahl und ein voreingestelltes Grenzdrehmoment in vielen Fällen nachteilig, da der Anwender über den Betriebsschalter 3 des Elektrohandwerkzeugs nicht die Drehzahl variabel steuern kann, und das erforderliche Grenzdrehmoment ist in vielen Fällen schwer vorhersehbar.
  • 2 zeigt ein Diagramm des Motorstroms während des Betriebes des Elektrohandwerkzeugs. Aus diesem Diagramm und der Beschreibung ist zu ersehen, daß in dem ersten Bereich des Diagramms mit den Bezugszahlen 16, 17 der Elektromotor mit standardgemäßen variablen einstellbaren Drehzahlen und Drehmomenten betrieben wird, und in den weiteren Bereichen des Diagramms mit den Bezugszahlen 19, 20 wird der Elektromotor mit einem kontinuierlichen intervallartigen ruckenden Drehverhalten betrieben, wobei in dem Bereich 18 der Elektromotor von der einen Betriebsart in die andere Betriebsart umgeschaltet wird. Der Anstieg und der Abfall des Stromverlaufes des Nachdrehmomentes 20 ist jeweils gleich. Ein derartiger Stromverlauf im Elektromotor ist für eine nachhaltige Intervallsteuerung nicht von Vorteil.
  • Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Anwender über den Betriebsschalter 3 des Elektrohandwerkzeugs nicht das Nachdrehmoment 20 in seiner Höhe beeinflussen kann, und somit ein kontrolliertes bündiges Einschrauben einer Schraube in Holzmaterialien schwer durchzuführen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug zu schaffen, womit eine intervallartige ruckende und/oder eine variable kontinuierliche Drehbewegung des Elektrowerkzeugs einerseits vom Anwender über das Bedienungselement des Betriebsschalters während des Betriebes bestimmt werden kann, oder andererseits eine automatische Umschaltung von der einen Betriebsart in die andere Betriebsart während des Betriebes durchführbar ist, wobei während des Intervallbetriebes das Getriebe des Elektrohandwerkzeugs stets vorgespannt sein soll.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug liegt darin, daß dem Elektromotor eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, womit der Anwender über das Bedienungselement des Betriebsschalters während des Betriebes bestimmen kann, wann eine variable intervallartige ruckende Drehbewegung des Elektrowerkzeugs erfolgen soll, und wann eine variable kontinuierliche stetige Drehbewegung gewünscht ist.
  • Außerdem besteht ein weiterer Vorteil darin, daß eine automatische Umschaltung von der einen Betriebsart in die andere Betriebsart während des Schraubbetriebes erfolgen kann. Durch diese Möglichkeit können beispielsweise Holzschrauben mit variabler stetiger Drehzahl eingedreht werden, und wenn der Schraubenkopf kurz vor dem Anschlag ist, kann der Anwender über das Bedienungselement des Betriebsschalters auf eine intervallartige ruckende Drehbewegung des Elektrowerkzeugs umschalten, oder die Umschaltung erfolgt automatisch mit einem Programm des Controllers der Steuerelektronik, womit ein kontrolliertes Bündigschrauben ermöglicht ist. Des weiteren wird mit den vorteilhaften speziellen Spannungsabsenkungskurven im besonderen ein sanftes Auslaufen des Drehmoments des Elektromotors bis hin zu einem geringen Drehmoment erzielt, wodurch das Getriebe in der vorgegebenen Drehrichtung stets vorgespannt bleibt, und das Getriebe des Elektrohandwerkzeugs beim Intervallbetrieb vor dem Ausschlagen geschützt ist.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
  • 1 eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines mit einem Stromwendermotor bestückten Elektrohandwerkzeugs,
  • 2 eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines mit einem bürstenlosen Elektromotor bestückten Elektrohandwerkzeugs,
  • 3 bis 5 graphische Darstellungen der Spannung der Ströme im Elektromotor während eines variablen intervallartigen Betriebes des Elektrohandwerkzeugs,
  • 6 in graphischer Darstellung den Stromverlauf im Elektromotor während eines stetigen Schraubvorganges, und durch eine automatische Umschaltung den Spannungsverlauf während eines intervallartigen Schraubvorganges
  • 1 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der ein elektronischer Leistungsschalter 1 (hier ein Transistor für den Gleichstrombetrieb) mit einem Stromwendermotor 2 in Reihe geschaltet ist. Der elektronische Leistungsschalter kann auch ein Triac für den Wechselstrombetrieb sein. Der Stromwendermotor wird über ein Schaltglied 3 mit einer Stromquelle 4 verbunden oder getrennt. Dieses Schaltglied befindet sich in einem Betriebsschalter 5. Dem Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 ist das Schaltglied 3 und ein Potentiometer 7 zugeordnet. Der elektronische Leistungsschalter 1 wird durch eine Ansteuerelektronik 8 gesteuert, und die Anschlüsse 9 des im Betriebsschalter 5 integrierten Potentiometers 7 führen zu dieser Ansteuerelektronik.
  • Bei der 1 beinhaltet die Ansteuerelektronik 8 einen Pulsweitenmodulator für den Gleichstrombetrieb oder eine Phasenanschnittsteuerung für den Wechselstrombetrieb, wobei dem Läufer des Stromwendermotors 2 Bürsten zugeordnet sind. Der Elektromotor des Elektrohandwerkzeugs kann auch bürstenlos ausgelegt sein, wobei dann der Ansteuerelektronik 8 eine Brückenschaltung zugeordnet ist.
  • 2 zeigt eine solche Schaltungsanordnung. Die Wicklungsstränge des Elektromotors sind jeweils mit dem einen Ende an einer transistorbestückten Halbbrücke 10 ange schlossen und mit dem anderen Ende in Stern geschaltet, und den Transistoren ist die Ansteuerelektronik 8 zugeordnet, wobei auch hier die Anschlüsse 9 des Potentiometers 7 des Betriebsschalters 5 zu der Ansteuerelektronik 8 führen.
  • Die Ansteuerelektronik 8 beinhaltet vorzugsweise einen Controller mit einem entsprechenden Programm für die Ansteuerung der Leistungsschalter.
  • Der Ansteuerelektronik 8 ist eine Freigabeeinrichtung 11 zur Bestimmung der Betriebsart des Elektrohandwerkzeugs zugeordnet, wobei die Freigabeeinrichtung 11 eine Bedienungseinrichtung beinhaltet, womit der Anwender bestimmen kann, ob ein standardgemäßes variables stetiges Drehverhalten des Elektrowerkzeugs gewünscht ist, oder ob ein intervallartiges ruckendes Drehverhalten erfolgen soll. Bei einer nicht Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 wird über das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 in bekannter Weise ein standardgemäßes variables, stetiges Drehverhalten des Elektrowerkzeugs erzielt. Ist die Freigabeeinrichtung 11 aktiviert, so wird eine Umschaltung von einer Betriebsart mit variablen, stetigen Drehverhalten auf eine Betriebsart mit intervallartig ruckenden Drehverhalten des Elektromotors freigegeben, und es kann über das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 zwischen einem variablen stetigen und einem intervallartigen ruckenden Drehverhalten des Elektrowerkzeugs derart gewählt werden, daß einerseits während eines Arbeitsvorgangs mit dem Elektrohandwerkzeug beim Betätigen des Bedienungselements 6 des Betriebsschalters 5 in der Richtung, bei der eine höhere Spannung im Elektromotor anliegt (gekennzeichnet durch einen Pfeil), und auf dieser Wegstrecke bei gleichbleibender Stellung des Bedienungselements 6, ein variables, stetiges Drehverhalten des Elektrowerkzeugs vorhanden ist, und bei einer entsprechenden Rücknahme des Bedienungselements 6 in Richtung der Aus schaltstellung 12, ein Steuerprogramm für den elektronischen Leistungsschalter 1 aktiviert wird, das ein intervallartiges ruckendes Drehverhalten des Elektrowerkzeugs bewirkt, und dieses intervallartige ruckende Drehverhalten ist beim Be tätigen des Bedienungselements 6 in beide Richtungen solange vorhanden, bis das Elektrohandwerkzeug mittels des Bedienungselements 6 ausgeschaltet ist. Wird danach das Elektrohandwerkzeug erneut eingeschaltet und die Freigabeeinrichtung 11 nicht deaktiviert, so wiederholt sich die zuvor beschriebene Arbeitsweise des Elektrohandwerkzeugs mittels des Programms des Controllers der Ansteuerelektronik 8 erneut. Andererseits kann bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 der Controller der Ansteuerelektronik 8 ein derartiges Programm beinhalten, womit eine automatische Umschaltung von einem variablen stetigen Drehverhalten zu einem variablen intervallartigen Drehverhalten des Elektromotors erfolgen kann.
  • Das intervallartige ruckende Drehverhalten des Elektrowerkzeugs wird durch ein periodisches Herunterfahren der Spannung im Elektromotor des Elektrohandwerkzeugs bewirkt, indem mittels des Ansteuerprogramms des Controllers die Versorgungsspannung des Elektromotors in sich periodisch wiederholende Intervalle aufgeteilt wird.
  • Die 3 bis 5 zeigen graphische Darstellungen der periodisch abgesenkten Spannung im Elektromotor während eines intervallartigen ruckenden Betriebes des Elektrowerkzeugs. Eine standardgemäße variable stetige Drehzahlsteuerung ist in den 3 bis 5 nicht dargestellt.
  • 3 zeigt den Verlauf von unterschiedlichen Spannungskurven. Bei der ersten Spannungskurve 13 der Graphik ist das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 etwa ein Drittel durchgezogen, und die Spannung wird hier nach dem ersten Drittel der Weite einer Periode im ersten Bereich 14 der Absenkungskurve steil abgesenkt, und im weiteren Verlauf im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve bis hin zum Anfang 16 einer nächsten Periode weiter flach abgesenkt.
  • Die Absenkung der Spannung 10 zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve erfolgt vorteilhaft soweit, daß die Drehzahl des Elektromotors unter anliegender Last stark abgesenkt ist oder der Läufer zum Stehen kommt.
  • Bei der zweiten Spannungskurve 17 ist das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 etwa zwei Drittel durchgezogen, und die Spannung wird hier bereits etwa nach dem ersten Viertel der Weite einer Periode im ersten Bereich 14 der Absenkungskurve steil abgesenkt, und im weiteren Verlauf kann die Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve bis hin zum Anfang 16 der nächsten Periode auf gleicher Höhe wie bei der ersten Spannungskurve 13 erfolgen.
  • Bei der dritten Spannungskurve 18 ist das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 ganz durchgezogen, und die Spannung wird hier bereits etwa nach dem ersten Fünftel der Weite einer Periode im ersten Bereich 14 der Absenkungskurve steil abgesenkt, und im weiteren Verlauf kann auch hier die Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve bis hin zum Anfang 16 der nächsten Periode auf gleicher Höhe wie bei der ersten und der zweiten Spannungskurve 13, 17 erfolgen.
  • Die Höhe der Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve bis hin zum Anfang 16 der nächsten Periode kann auch proportional mit dem Ansteigen der Spannung am Anfang einer Periode entsprechend gekoppelt sein.
  • 4 zeigt eine solche Absenkung der Spannung im zweiten Bereich 15 der Absenkungskurve 13, 17, 18. Die Absenkungsschwelle wird in dem Absenkungsbereich 19 bis hin zum Anfang 16 einer nächsten Periode mit dem Ansteigen der Spannung am Anfang einer Periode angehoben.
  • Wie aus der Graphik zu entnehmen ist, wird die Spannung im Elektromotor periodisch um so früher abgesenkt je höher die Spannung ist, die durch das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 bestimmt wird, und diese Einleitung der Absenkung der Spannung innerhalb einer jeweiligen Periode ist gleitend an den Einstellwert des Potentiometers 7 gekoppelt, der über das Bedienungselement 6 bestimmt wird.
  • Durch die Maßnahme der gleitenden Anbindung des Zeitpunktes der Absenkung der Spannung während eines periodischen Herunterfahrens der Spannung im Elektromotor an die Höhe der über das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 eingestellten Spannung, und durch den flexiblen Absenkungsbereich 19, wird bei jeder Stellung des Bedienungselements 6 ein annähernd gleichmäßiges intervallartiges ruckendes Drehverhalten des Elektrowerkzeugs erzielt.
  • Von Vorteil bei vielen Anwendungsfällen kann es sein, wenn ein gleichbleibender Beginn der Absenkung der Spannung innerhalb einer Periode während des Intervallbetriebes erfolgt.
  • 5 zeigt eine solche graphische Darstellung. Die Spannung wird auch hier jeweils innerhalb einer Periode in entsprechenden Bereichen heruntergefahren, wobei die Weite des Spannungsscheitels 20 der jeweiligen Spannungskurven 13, 17, 18 innerhalb einer Periode mit dem Ansteigen der Spannung gleichbleibend ist. Im ersten Bereich 14 erfolgt auch hier eine steile Absenkung der Spannung, und im zweiten Bereich 15 verlangsamt sich die Absenkung stetig, wobei die Spannung bis hin zum Anfang 16 einer nächsten Periode auf einer vorbestimmbaren variablen Spannungshöhe flach ausläuft. Die Absenkung der Spannung im Absenkungsbereich 19 bis hin zum Anfang einer nächsten Periode kann auch hier proportional mit dem Ansteigen der Spannung am Anfang einer Periode gekoppelt sein. Am Anfang 16 einer Periode erfolgt jeweils ein steiler Anstieg der Spannung.
  • Für den Intervallbetrieb Elektrohandwerkzeugs sind somit vorzugsweise jeweils drei Bereichsabschnitte einer Periode vorgesehen, wobei im ersten Bereichsabschnitt a einer jeweiligen Periode die Spannung mit dem Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 variabel einstellbar ist, und im zweiten Bereichsabschnitt b einer jeweiligen Periode wird die Spannung steil abgesenkt, wobei die Absenkung der Spannung zum Ende des Bereichsabschnittes b sich verlangsamt, und im dritten Bereichsabschnitt c einer jeweiligen Periode läuft die Absenkung der Spannung bis hin zum Anfang einer nächsten Periode auf der Höhe einer vorbestimmten verbleibenden Spannung flach aus. Die Absenkung der Spannung erfolgt vorzugsweise mit einem Programm des Controllers der Ansteuerelektronik 8.
  • Die Einleitung einer intervallartigen ruckenden Drehbewegung des Elektrowerkzeugs ist auch durch eine automatische Steuerung durchführbar.
  • 6 zeigt in graphischer Darstellung eine solche automatische Umschaltung von einer variablen stetigen zu einer variablen intervallartigen Drehbewegung des Elektromotors. Im ersten Teil der Graphik ist eine Stromkurve dargestellt. Die Stromkurve wird während der Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 am Elektromotor ermittelt, und vom Controller der Steuerelektronik 8 ausgewertet. Im Bereich 21 der Graphik wird beispielsweise eine Holzschraube mit einer variablen stetigen Drehzahl eingeschraubt. Die Stromkurve steigt am Anfang 22 des Schraubvorganges steil an, und während des Schraubvorganges steigt die Stromkurve in einem Abschnittsbereich 23 entsprechend solange an, bis der Schraubenkopf zum Anliegen kommt. Hat nun der Schraubenkopf das anzuschraubende Material erreicht, so steigt die Stromkurve in einem weiteren Abschnittsbereich 24 steil an. Dieser Stromanstieg, der nach der Wegstrecke eines leichten Anstiegs der Stromkurve während des Schraubvorganges erfolgt, wird vom Controller ausgewertet, wobei am Anfang 25 des steilen Stromanstiegs ein Programm aktiviert wird, das die intervallartige ruckende Drehbewegung des Elektrowerkzeugs einleitet.
  • Im zweiten Teil der Graphik ist eine Spannungskurve der Intervallsteuerung dargestellt.
  • Die Art der Intervallsteuerung erfolgt nach der Beschreibung der 3, 4 und 5. Der Beginn des Intervallbetriebes erfolgt mit der gleichen Spannungshöhe wie beim Schraubvorgang, wenn das Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 in der gleichen Stellung beibehalten wird, wobei mit dem Bedienungselement 6 des Betriebsschalters 5 die Spannungshöhe im ersten Bereichsabschnitt a der periodischen Spannungsabsenkung variabel einstellbar ist, und hiermit der Intervallbetrieb variabel gesteuert werden kann, und daher ist der Intervallbetrieb flexibel betreibbar.
  • Wird das Elektrohandwerkzeug nach dem Schraubvorgang ausgeschaltet, so beginnt die Arbeitsweise des Elektrowerkzeugs von vorne, wenn die Freigabeeinrichtung 11 nicht deaktiviert wurde.
  • Die Spannungsabsenkungskurve nach der 3, 4, 5 bewirkt im besonderen ein sanftes Auslaufen des Drehmoments des Elektromotors bis hin zu einem geringen Drehmoment, wodurch das Getriebe in der vorgegebenen Drehrichtung stets vorgespannt bleibt, und das Getriebe des Elektrohandwerkzeugs ist somit beim Intervallbetrieb vor dem Ausschlagen geschützt. Womit insgesamt eine komfortable Arbeitsweise einer Intervallsteuerung für den Anwender gefunden wurde.
  • Bei einer Drehrichtungsumkehrung des Elektrohandwerkzeugs kann das Ansteuerprogramm des Controllers für den elektronischen Leistungsschalter 1 derart ausgelegt sein, daß bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung 11 die Arbeitsweise des Programms in umgekehrter Weise erfolgt. Die Freigabeeinrichtung 11 kann auch eine Schaltstellung beinhalten, womit der Intervallbetrieb unmittelbar aktiviert werden kann.
  • Vorzugsweise kann die Weite der periodischen Absenkung der Spannung im Elektromotor und der Beginn einer steilen Absenkung der Spannung innerhalb eines periodischen Abschnittes über die Bedienungseinrichtung der Freigabeeinrichtung 11 einstellbar sein, und hiermit eine Beeinflussung eines intervallartigen ruckenden Drehverhaltens des Elektrowerkzeugs in der Auswirkung erzielt werden.

Claims (10)

  1. Steuereinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug mit einem Elektromotor (2) und einem Betriebsschalter (5) mit einem integrierten Potentiometer (7), das mittels eines Bedienungselements (6) betätigt wird und mit einer dem Elektromotor (2) zugeordneten Ansteuerelektronik (8), – wobei die Ansteuerelektronik (8) einen Controller beinhaltet, der mittels eines Ansteuerungsprogramms den Elektromotor (2) ansteuert, – wobei der Ansteuerelektronik (8) eine Freigabeeinrichtung (11) zugeordnet ist, – wobei bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) eine Umschaltung von einer Betriebsart mit variablen, stetigen Drehverhalten auf eine Betriebsart mit intervallartig ruckenden Drehverhalten des Elektromotors freigegeben wird, – wobei in der intervallartig ruckenden Betriebsart der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Versorgungsspannung des Elektromotors (2) in sich periodisch wiederholende Intervalle aufteilt, – wobei jedes dieser Intervalle in drei aufeinander folgende Bereichsabschnitte (a, b, c) aufgeteilt ist, – wobei zu Beginn des ersten Bereichsabschnitts (a) der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Versorgungsspannung des Elektromotors (2) sprungartig auf einen bestimmten Wert ansteigen läßt, der mit dem Bedienungselement (6) des Betriebsschalters (5) variabel einstellbar ist und im weiteren Verlauf des ersten Bereichsabschnitts (a) die Spannung auf diesem Wert konstant bleibt, – wobei im zweiten Bereichsabschnitt (b) der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Spannung stetig steil absenkt, und – wobei im dritten Bereichsabschnitt (c) der Controller mittels des Ansteuerprogramms die Spannung mit zunehmend geringer werdender Steilheit auf einen vorbestimmten Wert auslaufen läßt.
  2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Länge des ersten Bereichsabschnitts (a) von der Höhe der über das Bedienungselement (6) des Betriebsschalters (5) eingestellten Spannung abhängig ist, wobei der erste Bereichsabschnitt um so kürzer ist, je höher die eingestellte Spannung ist, und daß der vorbestimmte Wert der Spannung am Ende des dritten Bereichsabschnitts (c) um so größer ist, je höher die eingestellte Spannung ist.
  3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Länge des ersten Bereichsabschnitts (a) unabhängig von der Höhe der über das Bedienungselement (6) des Betriebsschalters (5) eingestellten Spannung gleich bleibend ist, und daß der vorbestimmte Wert der Spannung am Ende des dritten Bereichsabschnitts (c) unabhängig von der eingestellten Spannung ist.
  4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung der Spannung innerhalb eines jeweiligen Intervalls soweit erfolgt, daß der Elektromotor unter der anliegenden Last zum Stehen kommt, und wobei das Getriebe des Elektrohandwerkzeugs in der vorgegebenen Drehrichtung stets vorgespannt bleibt.
  5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) das Programm des Controllers der Ansteuerelektronik (8) derart ausgelegt ist, daß es eine au tomatische Umschaltung von dem variablen stetigen Drehverhalten zu dem variablen intervallartigen Drehverhalten des Elektromotors in der Weise bewirkt, daß während eines kontinuierlichen Schraubvorganges die Stromkurve des Elektromotors ausgewertet wird und der durch zum Anliegen kommen des Schraubenkopfes steile Stromanstieg (24) vom Controller ermittelt wird und am Anfang (25) des steilen Stromanstieges (24) der Intervallbetrieb aktiviert wird, wobei der Intervallbetrieb solange anhält, bis das Elektrohandwerkzeug ausgeschaltet ist, und sich diese Arbeitsweise beim erneuten Einschalten des Elektrohandwerkzeugs wiederholt, solange die Freigabeeinrichtung (11) aktiviert ist.
  6. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) mit dem Bedienungselement (6) des Betriebsschalters (5) zwischen dem variablen stetigen und dem intervallartigen ruckenden Drehverhalten des Elektrowerkzeugs derart gewählt werden kann, daß beim Betätigen des Bedienungselements (6) des Betriebsschalters (5) in der Richtung der höheren Spannungseinstellung im Elektromotor und auf dieser Wegstrecke bei gleich bleibender Stellung des Bedienungselements (6) das variable stetige Drehverhalten des Elektrowerkzeugs aktiviert ist, und bei einer geringen Rücknahme des Bedienungselements (6) in der Richtung der Ausschaltstellung (12) der Intervallbetrieb aktiviert wird, und daß der Intervallbetrieb nach seiner Aktivierung beim Betätigen des Bedienungselements (6) in beide Bedienungsrichtungen solange erhalten bleibt, bis das Elektrohandwerkzeug mittels des Bedienungselements (6) ausgeschaltet wird, und sich diese Arbeitsweise beim erneuten Einschalten des Elektrohandwerkzeugs wiederholt, solange die Freigabeeinrichtung (11) aktiviert ist.
  7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freigabeeinrichtung (11) eine Bedienungseinrichtung zur Vorbestimmung der Betriebsart mit variablen stetigen Drehverhalten und der Betriebsart mit intervallartigen ruckenden Drehverhalten des Elektrowerkzeugs zugeordnet ist.
  8. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des gesamten Intervalls in der intervallartig ruckende Betriebsart über die Bedienungseinrichtung der Freigabeeinrichtung (11) einstellbar ist.
  9. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeeinrichtung (11) eine Schaltstellung beinhaltet, mit der Intervallbetrieb unmittelbar aktiviert wird.
  10. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Drehrichtungsumkehrung des Elektrohandwerkzeugs das Steuerprogramm des Controllers für den elektronischen Leistungsschalter oder für eine Brückenschaltung derart ausgelegt ist, daß bei einer Aktivierung der Freigabeeinrichtung (11) das Programms des Controllers eine Betriebsart aktiviert, die zum Ausdrehen von Schrauben ausgelegt ist.
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