DE102013000266A1

DE102013000266A1 - Switching and control device for a power tool and method for its control

Info

Publication number: DE102013000266A1
Application number: DE201310000266
Authority: DE
Inventors: Martin Zimmermann
Original assignee: ALFRED RAITH SAGEN und WERKZEUGFABRIKATION GmbH; Alfred Raith Sagen- und Werkzeugfabrikation GmbH
Current assignee: ALFRED RAITH SAGEN und WERKZEUGFABRIKATION GmbH; Alfred Raith Sagen- und Werkzeugfabrikation GmbH
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2014-07-10
Also published as: WO2014108110A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalt- und Steuereinrichtung für ein Elektrowerkzeug und ein Verfahren zu seiner Steuerung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalt- und Steuereinrichtung für ein Elektrowerkzeug und ein Verfahren zum Steuern desselben derart zu verbessern, dass das Elektrowerkzeug dynamisch mit Arbeitshandschuhen unter gleichzeitiger Vereinfachung der Bedienvorgänge, der Reduzierung des Verdrahtungsaufwandes und der Vereinfachung der Montage feinfühlig steuerbar ist. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass endseitig am Steuergehäuse (10) ein großvolumig ausgebildetes, im Wesentlichen um die Achse (A) der Ankerwelle (15) des Elektromotors (7) drehbeweglich angeordnetes Schaltorgan (11) mit mindestens einer mittleren Schaltlage (M) zum Ausschalten des Motors und mindestens einer Endlage (V1 oder V2) zum feinfühligen Einstellen der Motordrehzahl und Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist.The invention relates to a switching and control device for a power tool and a method for its control. The invention has for its object to improve a switching and control device for a power tool and a method for controlling the same in such a way that the power tool can be controlled dynamically with work gloves while simultaneously simplifying the operating procedures, reducing the wiring effort and simplifying the assembly. This object is achieved in that at the end of the control housing (10) there is a large-volume switching element (11) with at least one middle switching position (M) and essentially rotatable about the axis (A) of the armature shaft (15) of the electric motor (7) Switching off the motor and at least one end position (V1 or V2) for sensitive adjustment of the motor speed and reversal of the direction of rotation is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalt- und Steuereinrichtung für ein Elektrowerkzeug, mit einem in einem Motorgehäuse angeordneten Elektromotor, dessen Ankerwelle mit der Längsachse des Motorgehäuses zusammenfällt, einem mit dem Motorgehäuse in Flucht der Achse der Ankerwelle einerends fest verbundenen Steuergehäuse zur Aufnahme von Schaltelementen und einem anderenends angeflanschten Getriebegehäuse zur Aufnahme des Getriebes, das mit einer Arbeitsspindel in Wirkverbindung steht.The invention relates to a switching and control device for a power tool, with an arranged in a motor housing electric motor, the armature shaft coincides with the longitudinal axis of the motor housing, one at one with the motor housing in alignment with the axis of the armature shaft permanently connected control housing for receiving switching elements and another end Flanged gear housing for receiving the transmission, which is in operative connection with a work spindle.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern eines Elektrowerkzeugs mit einer Schalt- und Steuereinrichtung.The invention further relates to a method for controlling a power tool with a switching and control device.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 35 43 143 C2 ist eine Werkzeugmaschine mit einer elektromagnetischen Grundplatte bekannt, deren Magnetfeld von elektrischem Strom erzeugt wird, und mit einem auf der elektromagnetischen Grundplatte angeordneten Elektromotor zum Antrieb eines Schneidwerkzeugs sowie mit einer elektrischen Schaltungsanordnung, die mindestens einen Schalter zur Ansteuerung der in magnetischen Eingriff mit der Oberfläche eines Werkstücks zu bringenden elektromagnetischen Grundplatte und einen Motorschalter zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors aufweist. Das Steuerorgan hat die Form einer Scheibe, mit deren Hilfe verschiedene Schaltzustände durch eine händische Drehbewegung eingestellt werden. Dieser bekannte Stand der Technik hat den Nachteil, dass mehrere Schalter für die Bedienung der Bohrmaschine erforderlich sind und das Schaltorgan am Ständer untergebracht ist, was zu einer schlechten Bedienbarkeit für den Nutzer, insbesondere bei der Bedienung mit Arbeitsschutzhandschuhen, und zu einer sperrigen und unhandlichen Bauweise des Ständers führt. Außerdem erhöht die Lage des Schaltorgans am Ständer den Verdrahtungsaufwand und das Verbindungskabel vom Schaltorgan zum Elektromotor muss so ausgelegt sein, dass es eine ausreichende Länge für die Vertikalbewegung des Elektromotors an der Schlittenführung des Ständers besitzt, wodurch es im Bereich des Handgriffs stören kann. Diese Nachteile treffen auch auf den weiteren Stand der Technik nach DE 697 29 226 T2 , DE 37 08 038 C2 , US 3 371 257 A oder 5 126 643 A zu.From the DE 35 43 143 C2 is a machine tool having an electromagnetic base plate is known, the magnetic field is generated by electric current, and arranged on the electromagnetic base plate electric motor for driving a cutting tool and with an electrical circuit arrangement, the at least one switch for driving the in magnetic engagement with the surface of a Workpiece to be brought electromagnetic base plate and a motor switch for switching on and off of the electric motor. The control member has the shape of a disc, with the help of various switching states can be adjusted by a manual rotary motion. This known prior art has the disadvantage that several switches for the operation of the drill are required and the switching device is housed on the stand, resulting in poor usability for the user, especially when operating with safety gloves, and a bulky and cumbersome design of the stand leads. In addition, the position of the switching device on the stator increases the wiring effort and the connection cable from the switching member to the electric motor must be designed so that it has sufficient length for the vertical movement of the electric motor on the slide guide of the stator, which may interfere with the handle. These disadvantages also apply to the further state of the art DE 697 29 226 T2 . DE 37 08 038 C2 . US 3,371,257 A or 5 126 643 A to.

Die DE 10 2088 035 308 A1 offenbart eine Bohrmaschine, insbesondere Kernlochbohrmaschine, mit einem Elektromagneten zur Befestigung an einem Metallteil, mit einem Elektromotor zum Antrieb eines Werkzeugs und mit einer Schalteinrichtung, die mindestens einen Schalter zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors und des Elektromagneten umfasst. Die Schalteinrichtung weist einen gemeinsamen, vorzugsweise einen über eine Taste betätigbaren Schalter auf, über den die Ein- und Ausschaltvorgänge gesteuert werden. Die Schalteinrichtung befindet sich am Ständer und das Bedien- und Kontrollfeld in Form eines Touchpad am Ende des Elektromotorgehäuses. Bei der Bedienung dieser bekannten Kernlochbohrmaschine mit Touchpad und Schaltern benötigt der Nutzer meist beide Hände für die Steuerung, so dass die Höhe des Motors nicht mehr über das Drehkreuz verändert werden kann. Es ist keine dynamische Steuerung der Maschine möglich, die sofort auf Probleme oder Änderungen, beispielsweise durch Drehzahlreduktion beim Gewindeschneiden, reagiert. Außerdem lässt sich das Touchpad nicht mit dicken Arbeitshandschuhen bedienen, was wiederum intuitiv dazu führt, dass der Nutzer sich zu stark auf die Steuerung konzentrieren muss und nicht auf den Bohr- und Gewindeschneidvorgang achtet.The DE 10 2088 035 308 A1 discloses a drilling machine, in particular core drilling machine, with an electromagnet for attachment to a metal part, with an electric motor for driving a tool and with a switching device comprising at least one switch for switching on and off of the electric motor and the electromagnet. The switching device has a common, preferably a button actuated switch over which the on and off operations are controlled. The switching device is located on the stand and the control panel in the form of a touchpad at the end of the electric motor housing. In the operation of this known Kernlochbohrmaschine with touchpad and switches, the user usually requires both hands for the control, so that the height of the motor can not be changed via the turnstile. No dynamic control of the machine is possible, which reacts immediately to problems or changes, for example by speed reduction during thread cutting. In addition, the touchpad can not be operated with heavy-duty work gloves, which in turn leads to the user having to focus too much on the control and not paying attention to the drilling and tapping process.

Aufgabenstellungtask

Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schalt- und Steuereinrichtung für ein Elektrowerkzeug und ein Verfahren zum Steuern desselben derart zu verbessern, dass das Elektrowerkzeug dynamisch mit Arbeitshandschuhen unter gleichzeitiger Vereinfachung der Bedienvorgänge, der Reduzierung des Verdrahtungsaufwandes und der Vereinfachung der Montage feinfühlig schalt- und steuerbar ist.In this prior art, the present invention seeks to improve a switching and control device for a power tool and a method of controlling the same so that the power tool dynamically with work gloves while simplifying the operations, reducing the wiring and simplifying the Assembly is sensitive switchable and controllable.

Diese Aufgabe wird durch eine Schalt- und Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 20 gelöst.This object is achieved by a switching and control device having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 20.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schalt- und Steuereinrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.Advantageous embodiments of the switching and control device according to the invention and of the method according to the invention can be taken from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus, das Elektrowerkzeug nur mit einem einzigen großvolumigen Schaltorgan durch eine Drehbewegung feinfühlig zu schalten und steuern.The solution according to the invention is based on the knowledge that the power tool can be sensitively switched and controlled by a rotary movement only with a single large-volume switching element.

Erreicht wird dies dadurch, dass endseitig am Steuergehäuse ein großvolumig ausgebildetes, im Wesentlichen um die Achse der Ankerwelle des Elektromotors drehbeweglich angeordnetes Schaltorgan mit mindestens einer mittleren Schaltlage zum Ein- und Ausschalten des Motors und mindestens einer Endlage zum feinfühligen Einstellen der Motordrehzahl und Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist.This is achieved in that the end of the control housing is a large volume, substantially rotatably mounted about the axis of the armature shaft of the electric motor arranged switching member with at least one middle switching position for switching on and off of the engine and at least one end position for sensitive adjustment of the engine speed and direction of rotation reversal ,

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schaltorgan an die Abmessungen und die Form des Steuergehäuses angepasst ist, so dass ein großvolumiges Schaltorgan entsteht, dass eine feinfühlige und genaue Einstellung der Motordrehzahl auch mit Handschuhen ermöglicht. Mindestens der mittleren Schaltlage und den Endlagen sind haptisch wahrnehmbare Rastpositionen zugeordnet, wodurch der Nutzer die entsprechenden Schalt- und Endlagen deutlich wahrnehmen kann. Die Endlagen entsprechen dabei jeweils einer Verdrehstellung im Uhrzeigersinn oder entgegen desselben zur Einstellung der Drehzahl und Drehrichtung.In a preferred embodiment of the invention, the switching element is adapted to the dimensions and the shape of the control housing, so that a large-volume switching device is created that a sensitive and accurate adjustment of the engine speed even with gloves allows. At least the middle switching position and the end positions are assigned haptic perceptible locking positions, whereby the user can clearly perceive the corresponding switching and end positions. The end positions correspond in each case to a rotational position in the clockwise direction or counter to the same for setting the speed and direction of rotation.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind dem Schaltorgan zugeordnet:

a) eine erste, drehfest von einem Gegenhalter am Schaltorgan gehaltene Leiterplatte mit Display und LEDs zur Anzeige der Drehzahl und des Motor- und Maschinenzustandes sowie einen Mikrocontroller zur Vorgabe der Drehzahl, Drehzahlbereiche und Drehrichtung,
b) eine zweite, fest am Motorgehäuse montierte, durch ein Kabel mit der ersten Leiterplatte verbundene Leiterplatte mit einem an ihrer Unterseite angeordneten Hall-Sensor, der mit einer auf der Ankerwelle fest angeordneten, magnetisierbaren Tachoscheibe die aktuelle Drehzahl des Elektromotors ermittelt und mit einem auf der Oberseite der Leiterplatte angeordneten Sensor, der über einen am Gegenhalter befestigten Permanentmagneten das Maß für die Drehposition des Schaltorgans feststellt und dieses an den Mikrocontroller der ersten Leiterplatte zur Weiterverarbeitung übermittelt,
c) einen weiteren am Getriebegehäuse angeordneten Sensor, der über einen an der Arbeitsspindel angeordneten Permanentmagneten die Drehzahl der Arbeitsspindel feststellt und diese über ein Kabel an den Mikrocontroller der ersten Leiterplatte zur Ermittlung der Getriebeübersetzung und zur Anpassung an die mit dem Schaltorgan eingestellte Drehzahl weiterleitet. Alternativ kann der Sensor und der Permanentmagnet zur Feststellung der Drehbewegung des Schaltorgans auch jeweils an der ersten Leiterplatte und an der zweiten Leiterplatte (54) angeordnet sein, ohne die Erfindung zu verlassen.

In a preferred embodiment of the invention, the switching element is assigned:

a) a first, non-rotatably held by a counter-holder on the switching element printed circuit board with display and LEDs for displaying the speed and the engine and machine state and a microcontroller for specifying the speed, speed ranges and direction of rotation,
b) a second, fixedly mounted on the motor housing, connected by a cable to the first circuit board circuit board with a arranged on its bottom Hall sensor, which determines the current speed of the electric motor with a fixed on the armature shaft, magnetizable speedometer disc and with a on arranged on the upper side of the printed circuit board sensor, which determines the measure of the rotational position of the switching element via a permanent magnet attached to the counter-holder and transmits this to the microcontroller of the first printed circuit board for further processing,
c) a further arranged on the transmission housing sensor which detects the speed of the work spindle via a arranged on the work spindle permanent magnet and forwards them via a cable to the microcontroller of the first circuit board to determine the gear ratio and to adapt to the speed set with the switching device. Alternatively, the sensor and the permanent magnet for detecting the rotational movement of the switching member also respectively on the first circuit board and on the second circuit board ( 54 ) can be arranged without departing from the invention.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass die zweite Leiterplatte Schaltelemente der Motorsteuerung, vorzugsweise einen TRIAC, einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), Bauelemente der Pulsweitenmodulation (PWM) und eine Phasenanschnittssteuerung, aufweist. Von Vorteil ist, dass die Schaltelemente die Steuervorgaben vom Mikrokontroller erhalten und danach die Drehzahl und Drehrichtung entsprechend regulieren, wodurch diese zweite Leiterplatte kompakt und ein kleines Volumen einnimmt.It has proven to be expedient for the second printed circuit board to have switching elements of the motor control, preferably a TRIAC, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), components of the pulse width modulation (PWM) and a phase control. The advantage is that the switching elements receive the control specifications from the microcontroller and then regulate the speed and direction of rotation accordingly, whereby this second circuit board is compact and takes up a small volume.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Steuergehäuse eine dem Schaltorgan zugewandte ringförmig umlaufende, vom Steuergehäuse aufragende Wand auf, an deren äußerer Oberfläche sich senkrecht von der inneren Begrenzungswand des Schaltorgans in Richtung der Achse abragende, gleichmäßig voneinander entlang des äußeren Umfangs der Wand beabstandete Stege bei Ausführung der Drehbewegung des Schaltorgans um die Ankerwelle gleitend abstützen. Dies ermöglicht es, die Außenabmessungen des Schaltorgans an die Abmessungen des Steuergehäuses abzustimmen und zwischen Schaltorgan, Steuergehäuse und Motorgehäuse ein einheitliches Design zu erreichen. Das Schaltorgan erhält dadurch eine großvolumige Form, so dass der Nutzer auch mit Handschuhen das Schaltorgan sicher und zugleich feinfühlig bedienen kann.According to a further embodiment of the invention, the control housing to the switching member facing annular circumferential, towering from the control housing wall, on whose outer surface perpendicular from the inner boundary wall of the switching member in the direction of the axis projecting, evenly spaced along the outer circumference of the wall webs in the execution of the rotational movement of the switching member slidably supported around the armature shaft. This makes it possible to match the outer dimensions of the switching element to the dimensions of the control housing and to achieve a uniform design between switching element, control housing and motor housing. The switching device is replaced by a bulky shape, so that the user can operate the switching device safely and at the same time sensitive even with gloves.

Zur Anzeige der Drehzahl und des Motor- und Maschinenzustandes sind nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in die Kappendeckfläche des Schaltorgans ein Sichtfenster für ein großformatiges Display der Drehzahl und Aufnahmen für die LED zur Anzeige des Motor- und Maschinenzustandes integriert.To display the speed and the engine and machine state, a viewing window for a large-sized display of the speed and recordings for the LED for displaying the engine and machine state are integrated according to a preferred embodiment of the invention in the cap cover surface of the switching element.

Die erste Leiterplatte mit Display, LED und Mikrocontroller sind dabei so am Gegenhalter befestigt, dass die Leiterplatte in das Innere des Schaltorgans in Flucht zum Sichtfenster und der Öffnungen hineinreicht. Dies gewährleistet, dass das Schaltorgan kappenförmig in einer geringen Bauhöhe ausgebildet werden kann, so dass das Schaltorgan zugleich die Funktion der Abdeckung der Baueinheit aus Steuer- und Motorgehäuse übernimmt.The first printed circuit board with display, LED and microcontroller are attached to the counter-holder so that the printed circuit board extends into the interior of the switching element in alignment with the viewing window and the openings. This ensures that the switching element can be formed cap-shaped in a low height, so that the switching element at the same time takes over the function of the cover of the assembly of control and motor housing.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das feststehende Steuergehäuse einen sich senkrecht von der Wand nach innen erstreckenden Boden mit einer zentrischen Durchführung zur Aufnahme des mit dem Schaltorgan fest verbundenen Gegenhalters und entlang der inneren Wand in den Boden eingeformte Federzungen mit gegenüber der Bodenebene aufragenden Nasen auf, denen ein von der Kappendeckfläche des Schaltorgans koaxial zur Ankerwelle in Richtung des Steuergehäuses angeformtes, auf die Nasen und Federzungen drückender kreissegmentförmiger Wandabschnitt derart zugeordnet ist, dass der Gegenhalter durch die Kraft der Federzungen am Boden des feststehenden Steuergehäuses permanent gehalten ist und die Nasen der Federzungen auf in den Stirnbereich des Wandabschnitts eingebrachte Vertiefungen rastend eingreifen, wobei die Vertiefungen den Schalt- und Endlagen entsprechen. Diesen Rastvorgang kann der Nutzer beim Drehen des Schaltorgans haptisch wahrnehmen, Außerdem ist von Vorteil, dass das Schaltorgan durch den Gegenhalter daran gehindert wird, sich entlang der Flucht der Ankerwelle zu verschieben oder zu klappern.In a further preferred embodiment of the invention, the fixed control housing has a perpendicularly extending from the wall inwardly bottom with a central passage for receiving the fixedly connected to the switching element counter-support and along the inner wall in the bottom molded spring tongues with respect to the bottom plane towering noses on which one of the cap cover surface of the switching element coaxial with the armature shaft in the direction of the control housing formed, on the lugs and spring tongues oppressive circular segment-shaped wall portion is assigned such that the counter-holder is permanently held by the force of the spring tongues at the bottom of the fixed control housing and the lugs of the Spring tongues engage in recesses introduced into the front region of the wall section, wherein the depressions correspond to the switching and end positions. This locking process, the user can perceive haptically when turning the switching device, It is also advantageous that the switching element is prevented by the counter-holder to move along the alignment of the armature shaft or rattle.

Zur Begrenzung der Drehbewegung (Drehposition) des Schaltorgans ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Wandabschnitt des Schaltorgans mit Anschlägen versehen, die eine Drehbewegung zwischen +60° und –60° zulassen. Im Boden und in den Seitenwänden des feststehenden Steuergehäuses sind Öffnungen vorgesehen, durch die eine ausreichende Wärmeabführung und Belüftung der elektronischen Bauelemente der Leiterplatten im Schaltorgan und dem Steuergehäuse gewährleistet wird. To limit the rotational movement (rotational position) of the switching member, the wall portion of the switching member is provided with stops in a further embodiment of the invention, which allow a rotational movement between + 60 ° and -60 °. In the bottom and in the side walls of the fixed control housing openings are provided through which sufficient heat dissipation and ventilation of the electronic components of the circuit boards in the switching device and the control housing is ensured.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalt- und Steuereinrichtung sind symmetrisch zur Mittelstellung gelegene Bereiche der Kappendeckfläche des Schaltorgans mit großflächigen, gegenüber der Deckfläche zur äußeren Begrenzungswand hin geneigt angeordneten Griffflächen mit einer Noppenstruktur und die äußere Begrenzungswand des Schaltorgans mit großflächige Markierungen für die einzelnen Schalt- und Endlagen versehen. Dies vereinfacht und erleichtert dem Nutzer die sichere und feinfühlige Bedienung des Schaltorgans auch mit Handschuhen.In a further embodiment of the switching and control device according to the invention are located symmetrically to the central position areas of the cap surface of the switching element with large, opposite the top surface to the outer boundary wall inclined arranged gripping surfaces with a knob structure and the outer boundary wall of the switching device with large-area markings for the individual switching and end positions. This simplifies and facilitates the user's safe and sensitive operation of the switching device even with gloves.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalt- und Steuereinrichtung ist die mit einem Nord/Süd-Feld magnetisierte Tachoscheibe senkrecht zur Achse der Ankerwelle angeordnet und auf der Ankerwelle befestigt. Dadurch ist sichergestellt, dass eine kompakte Bauweise realisiert werden kann und kein zusätzlicher Platzbedarf entsteht.According to a further preferred embodiment of the switching and control device according to the invention, the magnetized with a north / south field tachometer disc is arranged perpendicular to the axis of the armature shaft and fixed on the armature shaft. This ensures that a compact design can be realized and no additional space is required.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Leiterplatte an einer durch Streben in Flucht der Ankerwelle gehaltenen Plattform befestigt, die in das feststehende Steuergehäuse hineinreicht, wodurch die elektronischen Bauelemente allseitig belüftet und dadurch gekühlt werden können.According to a further preferred embodiment of the invention, the second circuit board is fixed to a held by struts in flight of the armature shaft platform which extends into the fixed control housing, whereby the electronic components can be ventilated on all sides and thereby cooled.

Zweckmäßig ist auch, dass das Schaltorgan, das Steuergehäuse, das Motorgehäuse und das Getriebegehäuse leicht montierbare Baugruppen bilden, die zu einer Baueinheit in Flucht der Ankerwelle zusammengesetzt sind.It is also expedient that the switching device, the control housing, the motor housing and the gear housing form easily assembled assemblies that are assembled into a unit in alignment of the armature shaft.

Für den Fall, dass die erfindungsgemäße Schalt- und Steuereinrichtung in einer Kernlochmaschine eingesetzt werden soll, umfassen die Anzeigemittel zusätzliche LED, die es ermöglichen, den Ladezustand und den Status des Elektromagneten und die Fälligkeit eines Ölwechsels anzuzeigen.In the event that the switching and control device according to the invention is to be used in a core hole machine, the display means comprise additional LEDs, which make it possible to display the state of charge and the status of the electromagnet and the due date of an oil change.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Steuern eines Elektrowerkzeuges, vorzugsweise einer Kernlochbohrmaschine mit folgenden Schritten gelöst:

a) Feststellen der eingestellten Drehposition (Drehzahl) des drehbaren Schaltorgans relativ zum feststehendem Steuergehäuse durch einen dem Schaltorgan zugeordneten Permanentmagneten und einem dem Steuergehäuse zugeordneten Sensor, der diese Information an einen auf einer ersten Leiterplatte angeordneten Mikrocontroller zur Verarbeitung weiterleitet,
b) Messen der aktuellen Drehzahl der Ankerwelle des Elektromotors durch eine auf der Ankerwelle fest angeordnete magnetisierbare Tachoscheibe und einen dem Steuergehäuse zugeordneten, auf einer zweiten Leiterplatte angeordneten Hall-Sensor, der diese Information an den Mikrocontroller übergibt,
c) Vergleichen der eingestellten Drehzahl gemäß Schritt a) mit der im Schritt b) gemessenen aktuellen Drehzahl und Ermitteln der Drehzahl und Drehrichtung für die Motorsteuerung durch den Mikrocontroller, der diese Vorgaben an Schaltelemente einer auf einer zweiten Leiterplatte angeordneten Motorsteuerung übermittelt,
d) Messen der Drehzahl der Arbeitsspindel durch einen an der Arbeitsspindel befestigten Permanentmagneten und einem am Getriebegehäuse befestigten Sensor, der diese Information an den Mikrocontroller überträgt,
e) Ermitteln der Getriebeübersetzung aus der aktuellen Drehzahl der Ankerwelle gemäß Schritt b) und der Drehzahl der Arbeitsspindel gemäß Schritt d) und Anpassen an die gewählte Drehzahl durch den Mikrocontroller.

The object is further achieved by a method for controlling a power tool, preferably a core hole drilling machine, with the following steps:

a) detecting the set rotational position (rotational speed) of the rotatable switching member relative to the stationary control housing by a permanent member associated with the switching member and a sensor associated with the control housing, which forwards this information to a arranged on a first circuit board microcontroller for processing,
b) measuring the current rotational speed of the armature shaft of the electric motor by means of a magnetizable tachogenerator disk fixedly arranged on the armature shaft and a Hall sensor assigned to the control housing and arranged on a second printed circuit board which transfers this information to the microcontroller,
c) comparing the set speed according to step a) with the current speed measured in step b) and determining the speed and direction of rotation for the motor control by the microcontroller, which transmits these specifications to switching elements of a motor control arranged on a second circuit board,
d) measuring the speed of the work spindle by a permanent magnet attached to the work spindle and a sensor attached to the gear housing, which transmits this information to the microcontroller,
e) determining the gear ratio from the current speed of the armature shaft according to step b) and the speed of the work spindle according to step d) and adjusting to the selected speed by the microcontroller.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.Further advantages and details will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Es zeigenShow it

1 eine perspektivische Darstellung eines Elektrowerkzeuges am Beispiel einer Kernlochbohrmaschine mit dem erfindungsgemäßen Schaltorgan, 1 a perspective view of a power tool on the example of a Kernlochbohrmaschine with the switching device according to the invention,

2 eine perspektivische Darstellung eines vom Motorgehäuse gelösten Steuergehäuses mit dem erfindungsgemäßen Schaltorgan in Explosionsansicht, 2 a perspective view of a dissolved from the motor housing control housing with the switching device according to the invention in an exploded view,

3 eine untere perspektivische Ansicht des Motorgehäuses, 3 a lower perspective view of the motor housing,

4 eine perspektivische Draufsicht des feststehenden Steuergehäuses. 4 a perspective top view of the fixed control housing.

5 eine perspektivische Unteransicht des Steuergehäuses, 5 a perspective bottom view of the control housing,

6 eine perspektivische Draufsicht des Schaltorgans, 6 a perspective top view of the switching element,

7 eine perspektivische Unteransicht des Schaltorgans, 7 a perspective bottom view of the switching element,

8 eine perspektivische Draufsicht nach 1 ohne Ständer, Elektromagnet und Getriebe in Explosionsdarstellung, 8th a perspective top view 1 without stator, electromagnet and gear in exploded view,

9 eine perspektivische Unteransicht nach 1 ohne Ständer, Elektromagnet und Getriebe in Explosionsdarstellung und 9 a perspective bottom view 1 without stand, electromagnet and gear in exploded view and

10 eine perspektivische Seitenansicht nach 1 ohne Ständer und Elektromagnet mit Getriebegehäuse und entnommener Arbeitsspindel in Explosionsdarstellung. 10 a perspective side view 1 without stand and electromagnet with gearbox housing and removed workspindle in exploded view.

Die 1 zeigt die erfindungsgemäße Schalt- und Steuereinrichtung am Beispiel einer Kernlochbohrmaschine 1, die sich im Wesentlichen aus einem Ständer 2, einem am Ständer 2 vertikal angeordneten Schlitten 3 zum Zustellen einer Bohreinheit 4 über ein Drehkreuz 5 in Bezug auf ein Werkstück und einem Elektromagneten 6 zum Befestigen auf einem metallischen Untergrund zusammensetzt. Die Bohreinheit 4 besteht aus den Baugruppen Elektromotor 7, Getriebe 8, Arbeitsspindel 9, Steuergehäuse 10 und einem Schaltorgan 11. Der Elektromotor 7 ist in einem Motorgehäuse 12 untergebracht, das über ein Lagerschild 13 an ein das Getriebe 8 aufnehmendes Getriebegehäuse 14 angeflanscht ist. Das Getriebegehäuse 14 besitzt eine Schwalbenschwanzführung, die am Schlitten 3 des Ständers 2 höhenverstellbar geführt ist. Die Führung entspricht dem Stand der Technik und muss daher nicht weiter erläutert werden. Mit dem Getriebe 8 wird die Rotationsbewegung der Ankerwelle 15 (siehe 8) in eine für den Bohrvorgang geeignete Drehzahl der Arbeitsspindel 9 übersetzt. Auf dem vom Getriebegehäuse 14 abgewandten Ende 16 des Motorgehäuses 12 ist das Steuergehäuse 10 montiert, das an die äußeren Abmessungen und die Form des Motorgehäuses 12 angepasst ist. In die Seitenwände 17 des Steuergehäuses 10 sind Öffnungen 18 eingebracht, die parallel in Flucht der Achse A der Ankerwelle 15 verlaufen und eine Belüftung und eine Abführung von Wärme aus dem Innenraum des Steuergehäuses 10 ermöglichen. In das Steuergehäuse 10 und das Motorgehäuse 12 sind nahe ihrer äußeren Seitenwände 18 parallel zur Flucht der Achse A der Ankerwelle 15 hülsenförmige Aufnahmen 19 und 20 eingeformt, in die nicht weiter dargestellte Zugschrauben eingebracht werden, um das Steuergehäuse 10 in den Aufnahmen 20 am Motorgehäuse 12 zu befestigen (siehe auch 2 und 4). Das Steuergehäuse 10 trägt kopfseitig das um die Achse der Ankerwelle 15 drehbare Schaltorgan 11, mit dem die einzelnen Schalt- und Endlagen wie eine Mittellage M zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors 7 und beispielsweise eine Verdrehlage V1 im Uhrzeigersinn und eine Verdrehlage V2 entgegen desselben zur Einstellung der Drehzahl und Drehrichtung, wobei die Verdrehlage V1 eine Drehrichtung nach Rechts und die Verdrehlage V2 eine Drehrichtung nach Links bewirkt, was durch die entsprechenden Pfeile auf dem Schaltorgan 11 markiert ist.The 1 shows the switching and control device according to the invention using the example of a Kernlochbohrmaschine 1 which is essentially a stand 2 , one on the stand 2 vertically arranged carriages 3 for delivering a drilling unit 4 over a turnstile 5 with respect to a workpiece and an electromagnet 6 for mounting on a metallic surface. The drilling unit 4 consists of the assemblies electric motor 7 , Transmission 8th , Work spindle 9 , Control housing 10 and a switching member 11 , The electric motor 7 is in a motor housing 12 housed, over an end shield 13 to a the transmission 8th receiving gear housing 14 is flanged. The gearbox 14 has a dovetail guide on the carriage 3 of the stand 2 is guided adjustable in height. The guide corresponds to the prior art and therefore need not be explained further. With the transmission 8th becomes the rotational motion of the armature shaft 15 (please refer 8th ) in a suitable for the drilling speed of the work spindle 9 translated. On the from the gearbox 14 opposite end 16 of the motor housing 12 is the control box 10 mounted to the external dimensions and shape of the motor housing 12 is adjusted. In the side walls 17 of the control housing 10 are openings 18 introduced in parallel in alignment of the axis A of the armature shaft 15 run and a ventilation and heat dissipation from the interior of the control housing 10 enable. In the control housing 10 and the motor housing 12 are near their outer sidewalls 18 parallel to the escape of the axis A of the armature shaft 15 sleeve-shaped shots 19 and 20 molded, are introduced into the lag screws, not shown, to the control housing 10 in the recordings 20 on the motor housing 12 to attach (see also 2 and 4 ). The control housing 10 carries the head side around the axis of the armature shaft 15 rotatable switching element 11 , with which the individual switching and end positions as a middle position M for switching on and off of the electric motor 7 and, for example, a Verdrehlage V1 clockwise and a Verdrehlage V2 against the same to adjust the speed and direction, the Verdrehlage V1 causes a direction of rotation to the right and the Verdrehlage V2 a direction of rotation to the left, which by the corresponding arrows on the switching element 11 is marked.

Es wird jetzt auf die 2 bis 7 Bezug genommen. Man erkennt in 2 und 3, dass das Motorgehäuse 12 an seinem gegenüber dem Steuergehäuse 10 zugewandten Ende 16 sparrenartige Stützstreben 21 besitzt, die sich zentrisch von den Aufnahmen 20 in Richtung der Achse A der Ankerwelle 15 kegelstumpfähnlich erstrecken und eine Plattform 22 tragen, die zur Befestigung der später näher beschriebenen zweiten Leiterplatte 54 dient (siehe Abschnitt [0039]). Die Plattform 22 für die zweite Leiterplatte 54 ragt dabei im montierten Zustand deutlich in den Innenraum des Steuergehäuses 10 hinein, so dass über die Öffnungen 18 eine allseitige Kühlung der Leiterplatte 54 sichergestellt ist. Das Steuergehäuse 10 ist an die äußere Form des Motorgehäuses 12 derart angepasst, dass an seinem fußseitigen Ende 23 ein innerer Rand 24 ausgebildet ist, welcher einen am Ende 16 des Motorgehäuses 12 ausgebildeten Rand 25 mit eingeformter Schulter 25a steckartig übergreift, wodurch im Zusammenspiel mit den durch die Aufnahmen 19 und 20 eingebrachten Zugschrauben ein sicherer und fester Sitz des Steuergehäuses 10 am Motorgehäuse 12 gewährleistet ist (siehe 2 und 3). Die 4 zeigt das Steuergehäuse 10 in einer perspektivischen Draufsicht. Etwas leicht von den Seitenwänden 17 des Steuergehäuses 10 nach innen versetzt ist eine dem Schaltorgan 11 zugewandte ringförmig aufragende Wand 26 mit einer nach außen gelegenen Schulter 27 angeordnet, die der Führung des Schaltorgans 11 bei dessen Drehbewegung um die Achse A der Ankerwelle 15 dient. Die Wand 26 umschließt einen Boden 28, in dem sich eine zentrische Durchführung 29 befindet, durch welche eine erste Leiterplatte 53 (siehe 8 und 9) hindurchgreifend nahe der zweiten Leiterplatte 54 angeordnet werden kann. In den Boden 28 sind nahe der inneren Wandperipherie zwei kreissegmentartig gegeneinander ausgerichtete Federzungen 30 eingearbeitet, die an ihren Enden 31 jeweils eine Rastnase 32 tragen, welche von der Bodenebene BE des Bodens 28 senkrecht in Richtung des Schaltorgans 11 aufragen. Die Rastnasen 32 schließen etwa einen von Winkel α von 120° ein. Weiterhin ist der Boden 28 mit einer langlochähnlichen Öffnung 33 (siehe 5) und mit vom Boden 28 senkrecht aufragenden Leitwandabschnitten 34 für die Durchführung und das Führen von Verbindungskabeln 35 für die Leiterplatten 53 und 54, Schaltelemente 63 und Sensoren 59, 61 und 65 versehen. Die 6 und 7 stellen das drehbare kappenartige Schaltorgan 11 in einer perspektivischen Drauf- und Unteransicht dar, in dessen Kappendeckfläche 36 ein Sichtfenster 37 und Öffnungen 38 für die Aufnahme von LED 39 vorgesehen sind. In die seitlichen Begrenzungswände 40 des Schaltorgans 11 sind Schaltmarkierungen 41 eingeformt, die den Schalt- und Endlagen entsprechen. Die Kappendeckfläche 36 besitzt symmetrisch zueinander ausgerichtete gegenüber der Kappendeckfläche 36 nach außen geneigte Griffflächen 42 mit einer Noppenstruktur 43, die ein leichtes Betätigen des Schaltorgans 11 auch mit Handschuhen möglich machen (6). Die 7 zeigt das Schaltorgan 11 von der Unterseite her. Die Begrenzungswände 40 tragen senkrecht nach innen in Richtung Zentrum abragende Stege 44, die in ihrer Breite auf den äußeren Umfang der ringförmig aufragenden Wand 26 des Steuergehäuses 10 abgestimmt und voneinander gleichmäßig beabstandet angeordnet sind, so dass das Schaltorgan 11, nach dem es auf die ringförmige Wand 26 aufgesteckt ist, entlang der Wand 26 drehbar geführt werden kann. Von der inneren Kappendeckfläche 36 ragt ein kreissegmentförmiger Wandabschnitt 45 ab, der auf die unter der Federkraft der Federzungen 30 stehenden Rastnasen 32 drückt. Der kreissegmentförmige Wandabschnitt 45 weist in seiner den Federzungen 30 und Rastnasen 32 zugewandten Stirnfläche 46 Vertiefungen 47 auf, in die die Rastnasen 32 der Federzungen 30 eingreifen, sobald eine Rastnase 32 durch eine händisch erzeugte Drehbewegung des Schaltorgans 11 die entsprechende Vertiefung 47 erreicht. Die Vertiefungen 47 sind dabei entlang der Stirnfläche 46 so verteilt angeordnet, dass sie den einzelnen Schalt- und Endlagen entsprechen. Den Rastvorgang kann der Nutzer beim Drehen des Schaltorgans 11 deutlich haptisch wahrnehmen. Der Wandabschnitt 45 besitzt an seinen beiden Ende 48 jeweils einen Anschlag 49, der sich senkrecht in Richtung der Begrenzungswände 40 erstreckt. Die Anschläge 49 schließen einen Winkel β von etwa 120° ein, so dass die Drehbewegung des Schaltorgans 11 mit den Anschlägen 49a auf diesen Wert limitiert ist. Das Schaltorgan 11 hat eine entlang des inneren Randes 50 der Begrenzungswand 40 umlaufende Schulter 51, die die Schulter 27 der ringförmigen Wand 26 übergreift und sich an dieser bei der Drehbewegung des Schaltorgans 11 abstützen kann. An der Innenseite der Kappendeckfläche 36 sind nahe des Sichtfensters 37 zwei voneinander beabstandet angeordnete senkrecht aufragende Hülsen 52 angeformt, die der Befestigung der ersten Leiterplatte 53 dienen.It is now on the 2 to 7 Referenced. One recognizes in 2 and 3 that the motor housing 12 at its opposite the control housing 10 facing the end 16 rafter-type struts 21 owns, concentrating on the shots 20 in the direction of the axis A of the armature shaft 15 truncated cone-like extend and a platform 22 wear, the attachment of the later described in detail second circuit board 54 serves (see section [0039]). The platform 22 for the second circuit board 54 protrudes clearly in the mounted state in the interior of the control housing 10 into it, so that over the openings 18 an all-round cooling of the circuit board 54 is ensured. The control housing 10 is to the outer shape of the motor housing 12 adapted so that at its foot end 23 an inner edge 24 is formed, which one at the end 16 of the motor housing 12 trained edge 25 with molded shoulder 25a plug-like overlaps, which in conjunction with the through the recordings 19 and 20 introduced lag screws a secure and tight fit of the control housing 10 on the motor housing 12 is guaranteed (see 2 and 3 ). The 4 shows the control box 10 in a perspective plan view. Slightly off the side walls 17 of the control housing 10 offset inside is a the switching element 11 facing annular towering wall 26 with an outward shoulder 27 arranged, the leadership of the switching device 11 in its rotation about the axis A of the armature shaft 15 serves. The wall 26 encloses a floor 28 in which there is a centric execution 29 is located, through which a first circuit board 53 (please refer 8th and 9 ) passing through near the second circuit board 54 can be arranged. In the ground 28 are near the inner wall periphery two circular segment-like mutually aligned spring tongues 30 incorporated at the ends 31 one catch each 32 bear, which from the ground level BE of the soil 28 perpendicular in the direction of the switching element 11 looming. The locking lugs 32 include approximately one of angle α of 120 °. Furthermore, the floor 28 with a slot-like opening 33 (please refer 5 ) and from the ground 28 vertically rising Leitwandabschnitten 34 for carrying and guiding connecting cables 35 for the printed circuit boards 53 and 54 . switching elements 63 and sensors 59 . 61 and 65 Mistake. The 6 and 7 make the rotatable cap-like switching device 11 in a perspective top and bottom view, in the cap cover surface 36 a viewing window 37 and openings 38 for the reception of LED 39 are provided. In the side boundary walls 40 of the switching element 11 are shift marks 41 molded, which correspond to the switching and end positions. The cap surface 36 has symmetrically aligned with respect to the cap surface 36 outwardly inclined gripping surfaces 42 with a knobbed structure 43 , which is a slight actuation of the switching element 11 also possible with gloves ( 6 ). The 7 shows the switching element 11 from the bottom. The boundary walls 40 bear vertically inward towards the center projecting ridges 44 , which in width on the outer circumference of the annular towering wall 26 of the control housing 10 are matched and arranged equally spaced from each other, so that the switching element 11 after which it is on the annular wall 26 is plugged along the wall 26 can be guided rotatably. From the inner cap surface 36 protrudes a circular segment-shaped wall section 45 down on the under the spring force of the spring tongues 30 standing latching noses 32 suppressed. The circular segment-shaped wall section 45 has in its the spring tongues 30 and latching noses 32 facing end face 46 wells 47 on, in which the locking lugs 32 the spring tongues 30 intervene as soon as a catch 32 by a manually generated rotary movement of the switching element 11 the corresponding recess 47 reached. The wells 47 are along the face 46 arranged distributed so that they correspond to the individual switching and end positions. The locking process, the user when turning the switching element 11 clearly perceive haptic. The wall section 45 owns at its two ends 48 one stop each 49 that is perpendicular to the boundary walls 40 extends. The attacks 49 include an angle β of about 120 °, so that the rotational movement of the switching element 11 with the stops 49a is limited to this value. The switching element 11 has one along the inner edge 50 the boundary wall 40 circumferential shoulder 51 that the shoulder 27 the annular wall 26 engages and on this at the rotational movement of the switching element 11 can support. On the inside of the cap surface 36 are near the viewing window 37 two spaced-apart vertically upstanding sleeves 52 molded, the attachment of the first circuit board 53 serve.

Die 8 und 9 zeigen das Motorgehäuse 12, das Steuergehäuse 10 und das Schaltorgan 11 in Explosionsdarstellung mit Zuordnung der ersten Leiterplatte 53 und zweiten Leiterplatte 54 in einer perspektivischen Drauf- und Unteransicht. Die erste Leiterplatte 53 trägt auf ihrer Oberseite ein großformatiges Display 55 für die Anzeige der Drehzahl, mehrere LED 39 zur Anzeige des Motor-, Magnet- und Maschinenzustandes und einen Mikrocontroller 56 zur Verarbeitung der von den Sensoren gelieferten Informationen und zur Vorgabe von Steuergrößen an die Motorsteuerung. Der ersten Leiterplatte 53 ist ein Gegenhalter 57 zugeordnet, der durch Schrauben in den Hülsen 52 an der Kappendeckfläche 36 des Schaltorgans 11 festgelegt ist und zugleich die erste Leiterplatte 53 mit ihrem Display 55 und LED 39 in Position zum Sichtfenster 37 und den Öffnungen 38 für die LED 39 hält, so dass die erste Leiterplatte 53 drehfest mit dem Schaltorgan 11 verbunden ist. Damit das Schaltorgan 11 nicht nach oben entlang der Achse A der Ankerwelle 15 vom Steuergehäuse 10 abgezogen werden kann, ist der Gegenhalter 57 so ausgebildet, dass er mit einem Teil in die Durchführung 29 im Boden 28 des Steuergehäuses 10 hineinreicht und mit dem anderen Teil gegen die untere Seite des Bodens 28 des Steuergehäuses 10 drückt. Bei der Montage werden zunächst das Schaltorgan 11 und das Steuergehäuse 10 zusammengefügt und anschließend der Gegenhalter 57 von der unteren Seite des Bodens 28 her mit den Hülsen 52 an der Kappendeckfläche 36 des Schaltorgans 11 durch Schrauben verbunden. Über die Federzungen 30 und dem kreissegmentförmigen Wandabschnitt 45, welcher nach der Montage des Gegenhalters 57 gegen die Rastnasen 32 der Federzungen 30 drückt, wird eine Kraft erzeugt, die den Gegenhalter 57 und das Schaltorgan 11 in Richtung der Unterseite des Bodens 28 des Steuergehäuses 10 bewegt, so dass der Gegenhalter 57 immer an der Unterseite anliegt und ein Wackeln oder Klappern des Schaltorgans 11 verhindert wird. Der Gegenhalter 57 ist mit einem Permanentmagneten 58 versehen, der auf der Oberseite des Gegenhalters 57 gegenüber einem auf der zweiten Leiterplatte 54 angeordneten Sensor 59 angeordnet ist, welcher über das Kabel 35 mit dem Mikrocontroller 56 auf der ersten Leiterplatte 53 verbunden ist.The 8th and 9 show the motor housing 12 , the control housing 10 and the switching element 11 in exploded view with assignment of the first circuit board 53 and second circuit board 54 in a perspective top and bottom view. The first circuit board 53 carries on its top a large-format display 55 for the display of the speed, several LED 39 for displaying the engine, magnet and machine status and a microcontroller 56 for processing the information supplied by the sensors and for inputting control quantities to the engine control. The first circuit board 53 is a backstop 57 assigned by screws in the sleeves 52 on the cap surface 36 of the switching element 11 is fixed and at the same time the first circuit board 53 with her display 55 and LED 39 in position to the viewing window 37 and the openings 38 for the LED 39 holds, leaving the first circuit board 53 rotatably with the switching element 11 connected is. So that the switching element 11 not up along the axis A of the armature shaft 15 from the control box 10 can be deducted, is the counterpart 57 trained so that he can perform with a part in the 29 in the ground 28 of the control housing 10 reaches in and with the other part against the lower side of the floor 28 of the control housing 10 suppressed. During assembly, the first switching element 11 and the control housing 10 joined together and then the counter-holder 57 from the bottom of the floor 28 here with the sleeves 52 on the cap surface 36 of the switching element 11 connected by screws. About the spring tongues 30 and the circular segment-shaped wall section 45 , which after the assembly of the counter-holder 57 against the locking lugs 32 the spring tongues 30 presses, a force is generated, which is the counterpart 57 and the switching element 11 towards the bottom of the floor 28 of the control housing 10 moves, leaving the anvil 57 always rests on the bottom and a shaky or rattling of the switching device 11 is prevented. The counterpart 57 is with a permanent magnet 58 provided on the top of the counter-holder 57 opposite one on the second circuit board 54 arranged sensor 59 is arranged, which over the cable 35 with the microcontroller 56 on the first circuit board 53 connected is.

Die zweite Leiterplatte 54 ist auf der Plattform 22 des Motorgehäuses 12 befestigt, wobei die Befestigung mittels Schrauben erfolgt, die in an der Plattform 22 angeformte Hülsen 60 eingebracht werden. Der Sensor 59 auf der zweiten Leiterplatte 54 registriert die Bewegung des Schaltorgans 11 durch den mit dem Gegenhalter 57 fest verbundenen Permanentmagneten 58 und leitet diese Information über das Kabel 35 an den Mikrocontroller 56 zur Verarbeitung weiter. Die zweite Leiterplatte 54 ist weiterhin mit einem Hall-Sensor 61 ausgerüstet, der an der Unterseite der Leiterplatte 54 angeordnet ist. Dem Hall-Sensor 61 ist eine auf der Ankerwelle 15 festangeordnete Tachoscheibe 62 zugeordnet, die mit einem Nord/Süd-Feld magnetisiert ist. Der Hall-Sensor 61 registriert die aktuelle Drehzahl der Ankerwelle 15 und übergibt diese Information über das Kabel 35 an den Mikrocontroller 56. Der Mikrocontroller 56 vergleicht die vom Nutzer mit dem Schaltorgan 11 eingestellte Drehzahl mit der aktuell gemessenen Drehzahl und verarbeitet diese Informationen zu Vorgaben für die auf der zweiten Leiterplatte 54 befindlichen Schaltelemente 63 der Motorsteuerung, die beispielsweise einen oder mehrere TRIAC, IGBTs und eine Phasenanschnittssteuerung umfasst. Hierzu ist der Mikrocontroller 56 mit den Schaltelementen 63 auf der zweiten Leiterplatte 54 über ein durch die Öffnung 33 im Boden 28 des Steuergehäuses 10 verlegtes Kabel 35 verbunden. Zusätzlich ist -wie 10 zeigt- an der Arbeitsspindel 9 ein kleiner Permanentmagnet 64 befestigt, dem ein am Getriebegehäuse 14 angeordneter Sensor 65 zugeordnet ist. Der Sensor 65 misst die Drehzahl der Arbeitsspindel 9 und überträgt diese Information über ein Kabel 66 an den Mikrocontroller 56, welcher aus der Drehzahl der Ankerwelle 15 und der Drehzahl der Arbeitsspindel 9 die Getriebeübersetzung ermittelt. Der Mikrocontroller 56 erkennt aus den vorliegenden Informationen die eingestellte Getriebestufe und kann dadurch den Einstellbereich für die Drehzahl anpassen, die mit dem Schaltorgan 11 einstellbar ist. Dies bedeutet, dass der vollständige Verdrehwinkel des Schaltorgans 11 an die mit den verschiedenen Getriebestufen erreichbaren Drehzahlbereiche angepasst werden kann.The second circuit board 54 is on the platform 22 of the motor housing 12 fastened, whereby the fastening takes place by means of screws, which in on the platform 22 molded sleeves 60 be introduced. The sensor 59 on the second circuit board 54 registers the movement of the switching element 11 through the one with the backstop 57 firmly connected permanent magnets 58 and passes this information over the cable 35 to the microcontroller 56 for processing. The second circuit board 54 is still with a Hall sensor 61 equipped at the bottom of the circuit board 54 is arranged. The Hall sensor 61 is one on the armature shaft 15 fixed speedometer disk 62 associated with a north / south field magnetized. The Hall sensor 61 registers the current speed of the armature shaft 15 and passes this information over the cable 35 to the microcontroller 56 , The microcontroller 56 compares the user with the switching device 11 set speed with the currently measured speed and processes this information to specifications for the on the second circuit board 54 located switching elements 63 the motor control, which comprises, for example, one or more TRIAC, IGBTs and a phase control. This is the microcontroller 56 with the switching elements 63 on the second circuit board 54 over one through the opening 33 in the ground 28 of the control housing 10 misplaced cable 35 connected. In addition, is -like 10 shows- on the work spindle 9 a small permanent magnet 64 attached, the one on the gear housing 14 arranged sensor 65 assigned. The sensor 65 measures the speed of the work spindle 9 and transmits this information via a cable 66 to the microcontroller 56 , which is the speed of the armature shaft 15 and the speed of the work spindle 9 determines the gear ratio. The microcontroller 56 recognizes from the available information the set gear stage and can thereby adjust the setting range for the speed, which with the switching element 11 is adjustable. This means that the complete angle of rotation of the switching device 11 can be adapted to the achievable with the different gear speeds speed ranges.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab:

a) Feststellen der eingestellten Drehposition (Drehzahl) des drehbaren Schaltorgans 11 zum feststehendem Steuergehäuse 10 durch einen dem Schaltorgan 11 zugeordneten Permanentmagneten 58 und einem dem Steuergehäuse 10 zugeordneten Sensor 59, der diese Information einen auf einer ersten Leiterplatte 53 angeordneten Mikrocontroller 56 weiterleitet,
b) Messen der aktuellen Drehzahl der Ankerwelle 15 des Elektromotors 7 durch eine auf der Ankerwelle 15 fest angeordnete magnetisierbare Tachoscheibe 62 und einen dem Steuergehäuse 10 zugeordneten, auf einer zweiten Leiterplatte 54 angeordneten Hall-Sensor 61, der diese Information an den Mikrocontroller 56 übergibt,
c) Vergleichen der eingestellten Drehzahl gemäß Schritt a) mit der im Schritt b) gemessenen aktuellen Drehzahl und Ermitteln der Drehzahl und Drehrichtung für die Motorsteuerung durch den Mikrocontroller 56, der diese Vorgaben an Schaltelemente 63 einer auf einer zweiten Leiterplatte 54 angeordneten Motorsteuerung übermittelt,
d) Messen der Drehzahl der Arbeitsspindel 9 durch einen an der Arbeitsspindel 9 befestigten Permanentmagneten 64 und einem am Getriebegehäuse 14 befestigten Sensor 65, der diese Information an den Mikrocontroller 56 überträgt,
e) Ermitteln der Getriebeübersetzung aus der aktuellen Drehzahl der Ankerwelle 15 gemäß Schritt b) und der Drehzahl der Arbeitsspindel 9 gemäß Schritt d) und Anpassen an die gewählte Drehzahl durch den Mikrocontroller 56.

The process according to the invention proceeds as follows:

a) detecting the set rotational position (speed) of the rotatable switching member 11 to the fixed control housing 10 by a the switching element 11 associated permanent magnet 58 and a the control housing 10 assigned sensor 59 who has this information on a first circuit board 53 arranged microcontroller 56 forwards,
b) Measuring the current speed of the armature shaft 15 of the electric motor 7 through one on the armature shaft 15 firmly arranged magnetizable speedometer disc 62 and a the control housing 10 assigned, on a second circuit board 54 arranged Hall sensor 61 that sends this information to the microcontroller 56 passes,
c) comparing the set speed according to step a) with the measured in step b) current speed and determining the speed and direction of rotation for the motor control by the microcontroller 56 who has these specifications for switching elements 63 one on a second circuit board 54 arranged engine control transmitted
d) Measuring the speed of the work spindle 9 by one on the work spindle 9 attached permanent magnets 64 and one on the transmission housing 14 attached sensor 65 that sends this information to the microcontroller 56 transmits,
e) Determining the gear ratio from the current speed of the armature shaft 15 in step b) and the speed of the work spindle 9 according to step d) and adapted to the selected speed by the microcontroller 56 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: KernlochbohrmaschineCore hole drill
22: Ständerstand
33: Schlittencarriage
44: Bohreinheitdrilling unit
55: Drehkreuzturnstile
66: Elektromagnetelectromagnet
77: Elektromotorelectric motor
88th: Getriebetransmission
99: Arbeitsspindelwork spindle
1010: Steuergehäusecontrol housing
1111: Schaltorganswitching element
1212: Motorgehäusemotor housing
1313: Lagerschildend shield
1414: Getriebegehäusegearbox
1515: Ankerwellearmature shaft
1616: Von Getriebegehäuse abgewandtes Ende von 12 End of transmission housing facing away from 12
1717: Seitenweitwände von 10 und 12 Side walls of 10 and 12
1818: Öffnungen in 17 Openings in 17
1919: Hülsenförmige Aufnahmen von 10 Sleeve-shaped shots of 10
2020: Hülsenförmige Aufnahme von 12 Sleeve-shaped recording of 12
2121: Stützstrebensupport struts
2222: Plattformplatform
2323: Fußseitiges Ende von 10 Foot end of 10
2424: Innerer RandInner edge
2525: Fußseitiger Rand von 10 Foot-side edge of 10
25a25a: Schulter an 25 Shoulder on 25
2626: Ringförmige WandRing-shaped wall
2727: Schulter von 26 Shoulder of 26
2828: Boden von 10 Ground of 10
2929: Zentrische Durchführung in 28 Centric execution in 28
3030: Federzungenspring tongues
3131: Ende der FederzungenEnd of the spring tongues
3232: Rastnasen von 30 Locking lugs of 30
3333: Langlochähnliche Öffnung in 28 Slot-like opening in 28
3434: Leitwandabschnittebarrier sections
3535: Verbindungskabelconnection cable
3636: KappendeckflächeCap cover surface
3737: Sichtfenster in 36 Viewing window in 36
3838: Öffnungen in 36 Openings in 36
3939: LEDLED
4040: Begrenzungswand von 11 Boundary wall of 11
4141: Schaltmarkierungenswitching marks
4242: Griffflächengrips
4343: Noppenstrukturnub structure
4444: Stege von 40 Footbridges of 40
4545: Kreissegmentförmiger WandabschnittCircular segment-shaped wall section
4646: Stirnfläche von 45 Face of 45
4747: Vertiefungen in 46 Depressions in 46
4848: Enden des WandabschnittsEnds of the wall section
4949: Anschläge an 48 Attacks on 48
49a49a: Anschlägeattacks
50 50: Innerer Rand von 40 Inner edge of 40
5151: Schulter von 40 Shoulder of 40
5252: Hülsen an 36 Sleeves on 36
5353: Erste LeiterplatteFirst circuit board
5454: Zweite LeiterplatteSecond circuit board
5555: Displaydisplay
5656: Mikrocontrollermicrocontroller
5757: Gegenhalterbackstop
5858: Permanentmagnet am 57 Permanent magnet on 57
5959: Sensorsensor
6060: Hülsen an 22 Sleeves on 22
6161: Hall-SensorHall sensor
6262: TachoscheibeTachoscheibe
6363: Schaltelementeswitching elements
6464: Permanentmagnet an 9 Permanent magnet on 9
6565: Sensor an 14 Sensor on 14
6666: Kabelelectric wire
AA: Achse der Ankerwelle 15 Axis of the armature shaft 15
BEBE: Bodenebeneground level
MM: Mittellagecenter position
V1, V2V1, V2: VerdrehlagenVerdrehlagen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 69729226 T2 [0003]
DE 3708038 C2 [0003]
US 3371257 A [0003]
US 5126643 A [0003]
DE 102088035308 A1 [0004]

Claims

Switching and control device for a power tool, with one in a motor housing ( 12 ) arranged electric motor ( 7 ) whose armature shaft ( 15 ) with the longitudinal axis of the motor housing ( 12 ), one with the motor housing ( 12 ) in alignment with the axis (A) of the armature shaft ( 15 ) one permanently connected control housing ( 10 ) for receiving switching elements ( 40 ) and another end flanged transmission housing ( 14 ) for receiving the transmission ( 8th ), which with a work spindle ( 9 ) is in operative connection, characterized gekennnzeichnet that end of the control housing ( 10 ) a bulky trained, substantially about the axis (A) of the armature shaft ( 15 ) of the electric motor ( 7 ) rotatably arranged switching element ( 11 ) is provided with at least one middle switching position (M) for switching off the engine and at least one end position (V1 or V2) for sensitively setting the engine speed and direction of rotation reversal.

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the switching element ( 11 ) to the dimensions and shape of the control housing ( 10 ) is adjusted.

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the switching position (M) and the end positions (V1, V2) are assigned haptic perceptible locking positions.

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the end positions (V1, V2) each correspond to a rotational position in the clockwise direction and counter to the same for setting the rotational speed and direction of rotation.

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the switching element ( 11 ) a display ( 55 ) for the display of the rotational speed and other display means in the form of bulbs, preferably LED ( 39 ), for the engine and engine condition.

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the switching element ( 11 ) are assigned: a) a first, rotationally fixed by a counter-holder ( 57 ) on the switching element ( 11 ) held circuit board ( 53 ) with display ( 55 ) and LEDs ( 39 ) for displaying the rotational speed and the engine and machine state as well as a microcontroller ( 56 ) to specify the speed, speed ranges and direction of rotation, b) a second, fixed to the motor housing ( 12 ), through a cable ( 35 ) with the first circuit board ( 53 ) connected circuit board ( 54 ) with a Hall sensor ( 61 ), with one on the armature shaft ( 15 ) fixed, magnetizable tachograph disc ( 62 ) the current speed of the electric motor ( 8th ) and with one on top of the printed circuit board ( 54 ) arranged sensor ( 59 ), which has one on the counter-holder ( 57 ) permanent magnets ( 58 ) the measure of the rotational position of the switching element ( 11 ) and this to the microcontroller ( 56 ) of the first circuit board ( 53 ) for further processing, c) another on the transmission housing ( 14 ) arranged sensor ( 65 ), which is connected to one of the working spindle ( 9 ) arranged permanent magnet (indicator) ( 64 ) the speed of the work spindle ( 9 ) and this via a cable ( 66 ) to the microcontroller ( 56 ) of the first circuit board ( 53 ) to determine the gear ratio and to adapt to the with the switching device ( 11 ) passes the set speed.

Switching and control device according to claim 6, characterized in that alternatively the sensor ( 59 ) on the first circuit board ( 53 ) and the permanent magnet ( 58 ) on the second circuit board ( 54 ) are arranged.

Switching and control device according to claim 6, characterized in that the second printed circuit board ( 54 ) Switching elements ( 63 ) for controlling the speed and direction of rotation.

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the control housing ( 10 ) a the switching element ( 11 ) facing annular, from the control housing ( 10 ) towering wall ( 26 ), on whose outer surface is perpendicular from the inner boundary wall ( 40 ) of the switching element ( 11 ) projecting perpendicularly in the direction of the center, uniformly along the outer circumference of the wall ( 26 ) spaced webs ( 44 ) upon execution of the rotational movement of the switching element ( 11 ) about the axis (A) of the armature shaft ( 15 ) slidably support.

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the fixed control housing ( 10 ) one vertically from the wall ( 26 ) inwardly extending floor ( 28 ) with a centric feedthrough ( 29 ) for receiving the with the switching element ( 11 ) firmly connected counterhold ( 57 ) and along the inner wall ( 26 ) in the ground ( 28 ) formed spring tongues ( 30 ) with respect to the ground plane (BE) towering locking lugs ( 32 ), one of which from the cap surface ( 36 ) of the switching element ( 11 ) coaxial with the axis (A) of the armature shaft ( 15 ) in the direction of the control housing ( 10 ), on the noses ( 32 ) and spring tongues ( 30 ) pressing circular segment-shaped wall section ( 45 ) is assigned such that the counter-holder ( 57 ) by the force of the spring tongues ( 30 ) on the ground ( 28 ) of the fixed control housing ( 10 ) is permanently held and the noses ( 32 ) of the spring tongues ( 30 ) on the front surface ( 46 ) of Wall section ( 45 ) introduced depressions ( 47 ) engage in a locking manner, wherein the depressions ( 47 ) correspond to the switching and end positions (M, V1, V2).

Switching and control device according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the cap cover surface ( 36 ) of the switching element ( 11 ) a viewing window ( 37 ) for the display ( 55 ) for displaying the speed and openings ( 38 ) for receiving the LED ( 39 ) are integrated to indicate the engine and machine status.

Switching and control device according to claim 6, characterized in that the first printed circuit board ( 53 ) with display ( 55 ), LED ( 39 ) and microcontroller ( 56 ) on the anvil ( 57 ) are fastened so that the printed circuit board ( 53 ) in the interior of the switching element ( 11 ) in flight of the viewing window ( 37 ) and the openings ( 38 ).

Switching and control device according to claim 6, characterized in that the wall section ( 45 ) of the switching element ( 11 ) with stops ( 49 . 49a ) for limiting the rotational position of the switching element ( 11 ) to values between + 60 ° and -60 °.

Switching and control device according to claim 6, characterized in that the bottom ( 28 ) and the side walls ( 17 ) of the fixed control housing ( 10 ) with openings ( 18 ) are provided for the ventilation and heat dissipation.

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the cap cover surface ( 36 ) of the switching element ( 11 ) with large gripping surfaces ( 42 ) and the outer boundary wall ( 40 ) of the switching element ( 11 ) with large, haptic perceptible markings ( 41 ) are provided for the switching and end positions (M, V1, V2).

Switching and control device according to claim 6, characterized in that the speedometer disk ( 62 ) perpendicular to the axis (A) of the armature shaft ( 15 ) and on the armature shaft ( 15 ) and magnetized with a north / south field.

Switching and control device according to claim 6, characterized in that the second printed circuit board ( 54 ) at one by supporting struts ( 21 ) in alignment with the axis (A) of the armature shaft ( 15 held platform ( 22 ) fixed in the fixed control housing ( 10 ).

Switching and control device according to claim 1, characterized in that the switching element ( 11 ), Control housing ( 10 ), Motor housing ( 12 ) and transmission housing ( 14 ) Form assemblies that are in alignment with the armature shaft ( 15 ) are mounted as a structural unit.

Switching and control device according to one of Claims 1 to 18, in which the power tool has a core drilling machine with a slide ( 3 ) ( 2 ) for height adjustment of the drilling unit ( 4 ) and an electromagnet ( 6 ) for fixing to a metal part, characterized in that the display means ( 39 ) additional LEDs for the indication of the state of charge and status of the electromagnet ( 6 ) and for an oil change.

Method for controlling a power tool with a switching and control device according to Claim 1, characterized by the following steps: a) Determining the set rotational position (rotational speed) of the rotatable switching element ( 11 ) to the stationary control housing ( 10 ) by a the switching element ( 11 ) associated permanent magnet ( 58 ) and a the control housing ( 10 assigned sensor ( 59 ), which transfers this information to a first printed circuit board ( 53 ) arranged microcontroller ( 56 ), b) measuring the actual speed of the armature shaft ( 15 ) of the electric motor ( 7 ) by one on the armature shaft ( 15 ) fixed magnetisable speedometer disc ( 62 ) and a the control housing ( 10 ), on a second printed circuit board ( 54 ) arranged Hall sensor ( 61 ), which transmits this information to the microcontroller ( 56 ), c) comparing the set speed according to step a) with the measured in step b) current speed and determining the speed and direction of rotation for the motor control by the microcontroller ( 56 ), which specifies these specifications for switching elements ( 63 ) one on a second circuit board ( 54 ) arranged engine control, d) measuring the speed of the work spindle ( 9 ) by one on the work spindle ( 9 ) permanent magnets ( 64 ) and one on the transmission housing ( 14 ) attached sensor ( 65 ), which transmits this information to the microcontroller ( 56 ) transmits, e) determining the gear ratio from the current speed of the armature shaft ( 15 ) according to step b) and the speed of the work spindle ( 9 ) according to step d) and adjusting the setting range for the selected speed by the microcontroller ( 56 ).