DE102018119134A1

DE102018119134A1 - Method for operating a power tool

Info

Publication number: DE102018119134A1
Application number: DE102018119134.0A
Authority: DE
Inventors: Bernd Wiesner
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-02-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrowerkzeugs (1), wobei mittels wenigstens eines Temperatursensors (7) eine tatsächliche Temperatur eines elektrischen Antriebsmotors (2) des Elektrowerkzeugs (1) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus Betriebsparametern und/oder Konstanten des elektrischen Antriebsmotors (2) eine aufgrund eines momentanen Betriebs des Elektrowerkzeugs (1) zu erwartende Temperatur berechnet wird, und dass die zu erwartende Temperatur mit der tatsächlichen Temperatur verglichen wird, um Rückschlüsse über den Zustand des Elektrowerkzeugs (1) zu gewinnen.The invention relates to a method for operating an electric tool (1), wherein an actual temperature of an electric drive motor (2) of the electric tool (1) is measured by means of at least one temperature sensor (7), characterized in that from operating parameters and / or constants of the electric Drive motor (2) a temperature to be expected on the basis of a current operation of the power tool (1) is calculated, and that the temperature to be expected is compared with the actual temperature in order to draw conclusions about the condition of the power tool (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrowerkzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Elektrowerkzeug.The invention relates to a method for operating an electric tool according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an electric tool.

Derartige Elektrowerkzeuge und Verfahren zu deren Betrieb sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Ein Beispiel für ein solches Elektrowerkzeug zeigt die DE 10 2015 217 053 A1 .Such power tools and methods for their operation are known from the general prior art. An example of such a power tool shows the DE 10 2015 217 053 A1 ,

Die DE 101 56 218 A1 beschreibt ein Elektrowerkzeug mit einer Einrichtung zur Speicherung maschinenbezogener Daten und einer prozessorgesteuerten Einrichtung zur Erfassung von Belastungszuständen während des Betriebs des Elektrowerkzeugs. Unter anderem weist dieses Elektrowerkzeug verschiedene Mittel zur Erfassung von Belastungszuständen anhand von messbaren Betriebsgrößen des Elektrowerkzeugs auf.The DE 101 56 218 A1 describes a power tool with a device for storing machine-related data and a processor-controlled device for detecting load conditions during operation of the power tool. Among other things, this power tool has various means for detecting load conditions on the basis of measurable operating variables of the power tool.

Aus der DE 102 16 206 B4 ist eine Anordnung aus einem Elektrowerkzeug und einer mit einem Rechner verbundenen Vorrichtung bekannt, die maschinenbezogene Daten drahtlos von dem Rechner an das Elektrowerkzeug übermittelt.From the DE 102 16 206 B4 an arrangement comprising an electric tool and a device connected to a computer is known which transmits machine-related data wirelessly from the computer to the electric tool.

Annähernd sämtliche Ausführungsformen von Elektrowerkzeugen müssen mit ausreichend Kühlluft durchströmt werden, um eine Überhitzung des elektrischen Antriebsmotors und gegebenenfalls einer zur Steuerung des elektrischen Antriebsmotors dienenden elektronischen Steuereinrichtung zu vermeiden.Almost all embodiments of power tools must be flowed through with sufficient cooling air in order to avoid overheating of the electric drive motor and possibly an electronic control device used to control the electric drive motor.

Im Allgemeinen wird versucht, das Elektrowerkzeug mit entsprechenden Ventilatoren und daran angepassten Lüftungskanälen auszustatten, um dies sicherzustellen. Im Laufe der Zeit können sich solche Belüftungskanäle jedoch mit Staub oder ähnlichen Verschmutzungen zusetzen, was dazu führen kann, dass eine ausreichende Kühlung des Elektrowerkzeugs nicht mehr gewährleistet ist. Auch durch Handhabungsfehler seitens der Nutzer des Elektrowerkzeugs, beispielsweise indem Kühlschlitze mit der Hand oder anderen Körperteilen verschlossen werden, kann die Kühlwirkung verschlechtert werden. Eine solche mangelnde Belüftung kann zu Beschädigungen des Elektrowerkzeugs, insbesondere des elektrischen Antriebsmotors, führen.In general, attempts are made to equip the power tool with appropriate fans and ventilation ducts adapted to this in order to ensure this. Over time, however, such ventilation channels can become clogged with dust or similar contaminants, which can lead to the cooling of the power tool no longer being guaranteed. The cooling effect can also be impaired by handling errors on the part of the users of the power tool, for example by closing cooling slots by hand or other body parts. Such a lack of ventilation can damage the power tool, especially the electric drive motor.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrowerkzeugs und eines entsprechendes Elektrowerkzeug zu schaffen, bei denen Beschädigungen des Elektrowerkzeugs aufgrund einer nicht ausreichenden Kühlung vermieden werden.It is therefore an object of the present invention to provide a method for operating an electric tool and a corresponding electric tool in which damage to the electric tool due to insufficient cooling is avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in claim 1.

Durch das erfindungsgemäße Berechnen einer aufgrund eines momentanen Betriebs des Elektrowerkzeugs zu erwartenden Temperatur und den Vergleich derselben mit einer von einem Temperatursensor gemessenen, tatsächlichen Temperatur, können Erkenntnisse hinsichtlich einer wirksamen Kühlung des Elektrowerkzeugs, beispielsweise aufgrund der dasselbe durchströmenden Kühlluftmenge, gewonnen werden. Wenn die tatsächliche Temperatur deutlich über der berechneten Temperatur liegt, muss von einer Verschmutzung des Elektrowerkzeugs oder einer andersartigen Behinderung des Kühlluftstroms ausgegangen werden, so dass der Zustand des Elektrowerkzeugs bewertet werden kann und gegebenenfalls geeignete Maßnahmen ergriffen werden können.By calculating a temperature to be expected on the basis of an instantaneous operation of the power tool and comparing it with an actual temperature measured by a temperature sensor, knowledge can be obtained regarding effective cooling of the power tool, for example due to the amount of cooling air flowing through it. If the actual temperature is significantly higher than the calculated temperature, it must be assumed that the power tool is contaminated or that the cooling air flow is otherwise obstructed, so that the condition of the power tool can be assessed and suitable measures can be taken if necessary.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn aufgrund anderer Verbesserungen die Lebensdauer des Elektrowerkzeugs erhöht wird, so dass Verschmutzungen und dadurch hervorgerufene Störungen der Kühlung eine größere Rolle spielen als bei anderen Elektrowerkzeugen, insbesondere wenn sich diese aufgrund von sich über einen längeren Zeitraum ablagernden Staub ergeben.The method according to the invention can be used in particular if, due to other improvements, the service life of the power tool is increased, so that contamination and the resulting disturbances in the cooling play a greater role than with other power tools, in particular if these are due to themselves over a longer period of time deposit dust.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit einer Differenz zwischen der zu erwartenden Temperatur und der tatsächlichen Temperatur eine Meldung für einen Nutzer des Elektrowerkzeugs ausgegeben wird. Dadurch kann einem Nutzer des Elektrowerkzeugs der möglicherweise problematische Zustand desselben übermittelt werden, so dass dieser geeignete Maßnahmen ergreifen kann, um diesen Zustand zu beenden.In a very advantageous development of the invention, it can be provided that a message for a user of the power tool is output as a function of a difference between the temperature to be expected and the actual temperature. As a result, the potentially problematic state of the power tool can be transmitted to a user of the power tool, so that the user can take suitable measures to end this state.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine optische Meldung ausgegeben wird. Dies ermöglicht auf sehr einfache Weise eine Übermittlung des kritischen Zustands des Elektrowerkzeugs an dessen Nutzer.For example, it can be provided that an optical message is output. This enables the critical condition of the power tool to be transmitted to its user in a very simple manner.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine akustische Meldung ausgegeben wird. Auch auf diese Weise kann der Nutzer über den problematischen Zustand des Elektrowerkzeugs informiert werden.Alternatively or additionally, it can be provided that an acoustic message is output. In this way, too, the user can be informed about the problematic condition of the power tool.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass eine Meldung über eine drahtlose Schnittstelle an ein mobiles Endgerät ausgegeben wird. Ein solches mobiles Endgerät kann die Warnung dann auf unterschiedliche Art und Weise an den Nutzer weitergeben.Another possibility is that a message is output to a mobile terminal via a wireless interface. Such a mobile terminal can then pass the warning on to the user in different ways.

Um jegliche mögliche Beschädigungen des Elektrowerkzeugs zu vermeiden, kann eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung außerdem darin bestehen, dass das Elektrowerkzeug in Abhängigkeit einer Differenz zwischen der zu erwartenden Temperatur und der tatsächlichen Temperatur abgeschaltet wird. Gegebenenfalls lässt sich dies auch durchführen, wenn seit einer an den Nutzer ausgegebenen Meldung eine gewisse Zeit vergangen ist, ohne dass sich an der Situation etwas geändert hat. In order to avoid any possible damage to the power tool, a further advantageous embodiment of the invention can also consist in that the power tool is switched off as a function of a difference between the temperature to be expected and the actual temperature. If necessary, this can also be carried out if a certain amount of time has passed since a message was issued to the user without the situation having changed.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die zu erwartende Temperatur mittels eines Rechenmodells aus den Betriebsparametern und/oder Konstanten des elektrischen Antriebsmotors berechnet wird. Ein solches Rechenmodell stellt eine einfache Möglichkeit zur Berechnung der durch den Betrieb des Elektrowerkzeugs zu erwartenden Temperatur dar.Furthermore, it can be provided that the temperature to be expected is calculated using a computing model from the operating parameters and / or constants of the electric drive motor. Such a calculation model represents a simple possibility for calculating the temperature to be expected from the operation of the power tool.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betriebsparameter und/oder Konstanten des elektrischen Antriebsmotors eine Drehzahl, eine Stromstärke und/oder einen elektrischen Widerstand umfassen. Diese Betriebsparameter und/oder Konstanten des elektrischen Antriebsmotors gewährleisten eine sehr hohe Genauigkeit bei der Berechnung der zu erwartenden Temperatur.It is particularly advantageous if the operating parameters and / or constants of the electric drive motor include a speed, a current and / or an electrical resistance. These operating parameters and / or constants of the electric drive motor ensure a very high accuracy when calculating the temperature to be expected.

Ein Elektrowerkzeug, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, ist in Anspruch 9 angegeben.An electric tool with which the method according to the invention can be carried out is specified in claim 9.

Mit diesem Elektrowerkzeug und dessen elektronischer Steuereinrichtung lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach ausführen.The method according to the invention can be carried out very easily with this power tool and its electronic control device.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Elektrowerkzeugs kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eine Speichereinrichtung aufweist, auf der ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens gespeichert ist. Mittels eines solchen Computerprogramms lässt sich ein Rechenmodell durchführen, mit dem die aufgrund des momentanen Betriebs des Elektrowerkzeugs zu erwartende Temperatur sehr exakt berechnet werden kann.In an advantageous development of the power tool, it can be provided that the control device has a memory device on which a computer program for carrying out the method is stored. Such a computer program can be used to carry out a calculation model with which the temperature to be expected on the basis of the current operation of the power tool can be calculated very precisely.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Die Figuren zeigen mehrere Merkmale der Erfindung in Kombination miteinander. Selbstverständlich vermag der Fachmann diese jedoch auch losgelöst voneinander zu betrachten und gegebenenfalls zu weiteren sinnvollen Unterkombinationen zu kombinieren, ohne dass er hierfür erfinderisch tätig werden müsste.The invention is described below with reference to the accompanying figures. The figures show several features of the invention in combination with one another. Of course, the person skilled in the art can, however, view them separately from one another and, if necessary, combine them into further useful subcombinations without having to be inventive.

Es zeigt schematisch:

1 ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben desselben durchgeführt werden kann.

It shows schematically:

1 an inventive power tool with which an inventive method for operating the same can be carried out.

1 zeigt ein Elektrowerkzeug 1, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Bohrmaschine ausgebildet ist. Bei dem Elektrowerkzeug 1 könnte es sich jedoch auch um einen Winkelschleifer, eine Säge, einen Schrauber, einen Sauger oder im Prinzip jedes andere Elektrowerkzeug handeln. Insbesondere kann das Elektrowerkzeug 1 ein tragbares, jedoch auch ein ortsfestes Elektrowerkzeug sein. 1 shows a power tool 1 , which is designed in the illustrated embodiment as a drill. With the power tool 1 However, it could also be an angle grinder, a saw, a screwdriver, a vacuum cleaner or, in principle, any other power tool. In particular, the power tool 1 a portable, but also a stationary power tool.

Das Elektrowerkzeug 1 weist ein Gehäuse 1a und einen in demselben angeordneten elektrischen Antriebsmotor 2 auf, der in an sich bekannter Weise über eine Spindel 3 ein Werkzeug 4 antreibt. Der elektrische Antriebsmotor 2 könnte jedoch auch als Linearantrieb ausgeführt sein.The power tool 1 has a housing 1a and an electric drive motor disposed therein 2 on, in a manner known per se via a spindle 3 a tool 4 drives. The electric drive motor 2 could also be designed as a linear drive.

Zur Kühlung des elektrischen Antriebsmotors 2 dient ein sehr schematisch angedeuteter Kühlkanal 5, durch den über Kühlschlitze 6 in das Gehäuse 1a des Elektrowerkzeugs 1 eintretende Kühlluft zu dem elektrischen Antriebsmotor 2 geführt wird.For cooling the electric drive motor 2 serves a very schematically indicated cooling channel 5 through the cooling slots 6 in the housing 1a of the power tool 1 entering cooling air to the electric drive motor 2 to be led.

Dem elektrischen Antriebsmotor 2 ist ein Temperatursensor 7 zugeordnet, mit dem die tatsächliche Temperatur des elektrischen Antriebsmotors 2 gemessen werden kann. Bei einem Verfahren zum Betreiben des Elektrowerkzeugs 1 wird mit dem Temperatursensor 7 die tatsächliche Temperatur des elektrischen Antriebsmotors 2 beim Betrieb des Elektrowerkzeugs 1 gemessen. Des Weiteren wird bei dem Verfahren aus Betriebsparametern und/oder Konstanten des elektrischen Antriebsmotors 2 eine aufgrund eines momentanen Betriebs des Elektrowerkzeugs 1 zu erwartende Temperatur berechnet. Die zu erwartende Temperatur wird mit der von dem Temperatursensor 7 gemessenen Temperatur verglichen, um Rückschlüsse über den Zustand des Elektrowerkzeugs 1 zu gewinnen.The electric drive motor 2 is a temperature sensor 7 assigned with which the actual temperature of the electric drive motor 2 can be measured. In a method of operating the power tool 1 is with the temperature sensor 7 the actual temperature of the electric drive motor 2 when operating the power tool 1 measured. Furthermore, the method turns operating parameters and / or constants of the electric drive motor 2 one due to current operation of the power tool 1 expected temperature is calculated. The expected temperature is compared to that of the temperature sensor 7 measured temperature compared to draw conclusions about the condition of the power tool 1 to win.

Dieser Vergleich der von dem Temperatursensor 7 gemessenen tatsächlichen Temperatur mit der zu erwartenden Temperatur kann in einer elektrischen Steuereinrichtung 8 durchgeführt werden, die vorzugsweise mit dem Temperatursensor 7 in Wirkverbindung steht. Die Rückschlüsse über den Zustand des Elektrowerkzeugs 1 ergeben sich dabei aus einer Differenz zwischen der zu erwartenden Temperatur und der tatsächlichen Temperatur. Zum Beispiel kann auf diese Art und Weise festgestellt werden, ob die Kühlschlitze 6 und/oder der Kühlkanal 5 verschmutzt ist, so dass nicht mehr ausreichend Kühlluft zu dem elektrischen Antriebsmotor 2 gelangen kann.This comparison of that from the temperature sensor 7 The actual temperature measured with the expected temperature can be in an electrical control device 8th be carried out, preferably with the temperature sensor 7 is in operative connection. The conclusions about the condition of the power tool 1 result from a difference between the expected temperature and the actual temperature. For example, it can be used to determine whether the cooling slots 6 and / or the cooling channel 5 is dirty, so that there is no longer sufficient cooling air to the electric drive motor 2 can reach.

In Abhängigkeit dieser Differenz zwischen der zu erwartenden Temperatur und der tatsächlichen Temperatur kann eine Meldung für den Nutzer des Elektrowerkzeugs 1 ausgegeben werden. Bei der Meldung kann es sich beispielsweise um eine optische Meldung handeln, die über ein Anzeigeelement 9, das an dem Gehäuse 1a angeordnet, mit der elektronischen Steuereinrichtung 8 verbunden ist und beispielsweise in Form einer Warnlampe ausgebildet sein kann, erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Meldung als akustische Meldung auszugeben. Des Weiteren ist es möglich, die Meldung über eine nicht dargestellte drahtlose Schnittstelle an ein ebenfalls nicht dargestelltes mobiles Endgerät auszugeben. Des Weiteren kann auch vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit der Differenz zwischen der zu erwartenden Temperatur und der tatsächlichen Temperatur das Elektrowerkzeug 1 bzw. der elektrische Antriebsmotor 2 desselben, ausgeschaltet wird. Die Steuereinrichtung 8 kann so ausgeführt sein, dass sie dafür sorgen kann, dass die Meldung für den Nutzer des Elektrowerkzeugs 1 ausgegeben wird.Depending on this difference between the expected temperature and the actual temperature may be a message to the user of the power tool 1 be issued. The message can be, for example, an optical message that is sent via a display element 9 that on the housing 1a arranged with the electronic control device 8th is connected and can take the form of a warning lamp, for example. Alternatively or additionally, it is also possible to output the message as an acoustic message. Furthermore, it is possible to output the message to a mobile terminal, also not shown, via a wireless interface, not shown. Furthermore, it can also be provided that, depending on the difference between the expected temperature and the actual temperature, the power tool 1 or the electric drive motor 2 the same, is turned off. The control device 8th can be designed so that it can ensure that the message for the user of the power tool 1 is issued.

Die zu erwartende Temperatur kann beispielsweise mittels eines Rechenmodells aus den Betriebsparametern und/oder Konstanten des elektrischen Antriebsmotors 2 berechnet werden. Als Betriebsparameter und/oder Konstanten des elektrischen Antriebsmotors 2 kommen eine Drehzahl, eine Stromstärke und/oder ein Widerstand sowie gegebenenfalls weitere, für den Fachmann naheliegende Betriebsparameter und/oder Konstanten des elektrischen Antriebsmotors 2 in Betracht. Beispielsweise kann aus dem von dem elektrischen Antriebsmotor 2 aufgenommenen Strom über der Zeit ein Integral gebildet werden, mit dem die zu erwartende Temperatur berechnet werden kann.The temperature to be expected can be determined, for example, by means of a computing model from the operating parameters and / or constants of the electric drive motor 2 be calculated. As operating parameters and / or constants of the electric drive motor 2 come a speed, a current and / or a resistance and, if appropriate, other operating parameters and / or constants of the electric drive motor that are obvious to the person skilled in the art 2 into consideration. For example, from the electric drive motor 2 an integral over the time, with which the expected temperature can be calculated.

Da die Zusammenhänge zwischen dem Widerstand, der von dem elektrischen Antriebsmotor 2 aufgenommenen Stromstärke und der Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 2 dem Fachmann bekannt sind, wird auf entsprechende Berechnungsformeln bzw. -algorithmen hierin nicht näher eingegangen. Gegebenenfalls lassen sich die entsprechenden Zusammenhänge auch durch geeignete Versuche ermitteln. Dabei können die oben genannten Störfälle auch simuliert werden und es können auch geeignete Kennfelder erzeugt werden.Because the relationships between the resistance of the electric drive motor 2 recorded current and the speed of the electric drive motor 2 are known to the person skilled in the art, corresponding calculation formulas or algorithms are not dealt with in more detail here. If necessary, the corresponding relationships can also be determined by suitable tests. The malfunctions mentioned above can also be simulated and suitable maps can also be generated.

Die elektrische Steuereinrichtung 8 kann eine nicht dargestellte Speichereinrichtung aufweisen, auf der ein Computerprogramm gespeichert ist, mit dem das beschriebene Verfahren zum Betreiben des Elektrowerkzeugs 1 durchgeführt werden kann. Gegebenenfalls kann die Speichereinrichtung auch bei bereits vorhandenen Elektrowerkzeugen 1 bzw. den elektrischen Steuereinrichtungen 8 derselben nachgerüstet werden.The electrical control device 8th can have a storage device, not shown, on which a computer program is stored, with which the described method for operating the power tool 1 can be carried out. If necessary, the storage device can also be used with existing power tools 1 or the electrical control devices 8th the same can be retrofitted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015217053 A1 [0002]
DE 10156218 A1 [0003]
DE 10216206 B4 [0004]

Claims

Method for operating an electric tool (1), an actual temperature of an electric drive motor (2) of the electric tool (1) being measured by means of at least one temperature sensor (7), characterized in that operating parameters and / or constants of the electric drive motor (2) a temperature to be expected on the basis of a current operation of the power tool (1) is calculated, and that the temperature to be expected is compared with the actual temperature in order to draw conclusions about the state of the power tool (1).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that a message for a user of the power tool (1) is output as a function of a difference between the expected temperature and the actual temperature.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that an optical message is issued.

Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that an acoustic message is issued.

Procedure according to Claim 2 . 3 or 4 , characterized in that a message is output via a wireless interface to a mobile terminal.

Procedure according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the power tool (1) is switched off depending on a difference between the expected temperature and the actual temperature.

Procedure according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the temperature to be expected is calculated using a calculation model from the operating parameters and / or constants of the electric drive motor (2).

Procedure according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the operating parameters and / or constants of the electric drive motor (2) comprise a speed, a current and / or an electrical resistance.

Power tool (1) with an electric drive motor (2) and with an electronic control device (8) which is used to carry out a method according to one of the Claims 1 to 8th is trained.

Power tool after Claim 9 , characterized in that the electronic control device (8) has a memory device on which a computer program for performing the method according to one of the Claims 1 to 8th is saved.