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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Elektrowerkzeug, insbesondere auf ein solches, bei dem ein unmittelbarer Wiederanlauf bei erneuter Bestromung nach Stromausfall verhindert werden kann.
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Technischer Hintergrund
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Bei der Verwendung eines Elektrowerkzeuges soll dieses normalerweise erst dann anlaufen können, wenn das Batteriepack und der Schalter des Elektrowerkzeuges eingeschaltet werden. Bei manchen Elektrowerkzeugen, z.B. bei Bläsern, ist zur Erleichterung der Bedienung oft ein LOCK ON-Schalter vorgesehen, der nach einer einmaligen Auslösung ohne fortwährendes Auslösen durch den Bediener ständig eingeschaltet bleiben kann. So gerät es der Bedienperson leicht in Vergessenheit, den LOCK_ON-Schalter wieder auszuschalten, wenn das Elektrowerkzeug während des Betriebs wegen zu geringer Batterieladung oder einer sonstigen plötzlichen Versorgungsunterbrechung zum Stillstand kommt. Bei erneuter Bestromung würde das Werkzeug dann unverzüglich anlaufen, was leicht zur Personengefährdung führen könnte. So könnte der von z.B. einem Bläser erzeugte hohe Luftdruck bei dem Bediener selber oder bei anderen Personen Unannehmlichkeiten hervorrufen, wenn der Bediener zum Zeitpunkt des Anlaufens des Werkzeuges dieses nicht gut hält. Darüber hinaus kann es beim plötzlichen Anlaufen eines quer liegenden Werkzeuges leicht zur Zerstörung der umliegenden Gegenstände und zur Belastung der Umgebung mit Geräuschen kommen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Elektrowerkzeug anzubieten, mit dem die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden sollen und bei dem ein unmittelbarer Wiederanlauf bei erneuter Bestromung nach Stromausfall verhindert werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung folgende Ausgestaltungen vor:
- Ein Elektrowerkzeug umfasst
- - einen Stromeinspeiseanschluss zum Anschluss einer externen Stromquelle;
- - ein Antriebssystem, wobei zwischen dem Antriebssystem und der Stromschnittstelle ein Stromversorgungspfad angeordnet ist, damit die externe Stromquelle das Antriebssystem mit Strom versorgen kann;
- - einen Hauptschalter, der in dem Stromversorgungspfad zwischen dem Antriebssystem und der Stromschnittstelle angeordnet ist, wobei sich der Stromversorgungspfad erst im eingeschalteten Zustand des Hauptschalters zuschalten lässt; das Elektrowerkzeug umfasst ferner
- - eine Stromversorgungsschutzschaltung, die mit dem Stromversorgungspfad verbunden ist und beim Einsatz des Elektrowerkzeuges in einer schützenden Bedienfolge den Stromversorgungspfad zwischen dem Antriebssystem und der Stromschnittstelle abschaltet, wobei die schützende Bedienfolge besagt, dass zunächst der Hauptschalter eingeschaltet und dann ein den Strombedarf erfüllender externer Strom eingespeist wird.
- Dabei umfasst die Stromversorgungsschutzschaltung
- - einen Stromversorgungsschalter, der in dem Stromversorgungspfad zwischen dem Antriebssystem und der Stromschnittstelle angeordnet ist, wobei sich der Stromversorgungspfad erst im eingeschalteten Zustand des Stromversorgungsschalters zuschalten lässt;
- - ein Stromversorgungs-Startmodul, das ein erstes Steuersignal an den Stromversorgungsschalter zu dessen Einschalten senden kann;
- - einen Abschirmschalter, der im eingeschalteten Zustand das erste Steuersignal abschirmen kann;
- - ein Stromversorgungs-Abschirmmodul, das beim Einsatz des Elektrowerkzeuges in der ersten Bedienfolge ein zweites Steuersignal an den Abschirmschalter zu dessen Einschalten sendet.
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Dabei ist vorgesehen, dass das Stromversorgungs-Abschirmmodul eine erste Kapazität umfasst, die mit dem Stromeinspeiseanschluss verbunden ist und in der beim Einsatz des Elektrowerkzeuges in der schützenden Bedienfolge ein Ladevorgang erfolgt, wobei die erste Kapazität während des Ladevorgangs ein zweites Steuersignal an den Abschirmschalter zu dessen Einschalten sendet.
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Dabei ist vorgesehen, dass das Stromversorgungs-Abschirmmodul ferner einen ersten Entladezweig umfasst, wobei die erste Kapazität und der Entladezweig beim Einschalten des Hauptschalters eingeschaltet werden.
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Dabei ist vorgesehen, dass das Stromversorgungs-Startmodul eine zweite Kapazität umfasst, die beim Einschalten des Hauptschalters mit dem Stromeinspeiseanschluss verbunden wird und während eines Ladevorgangs ein erstes Steuersignal an den Stromversorgungsschalter zu dessen Einschalten sendet.
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Dabei ist vorgesehen, dass die zweite Kapazität an ihrem ersten Ende mit dem Hauptschalter und an ihrem zweiten Ende einerseits mit dem Steuerende des Stromversorgungsschalters und andererseits mit dem ersten Ende des Abschirmschalters verbunden ist, während das zweite Ende des Abschirmschalters mit einem Bezugspegel und das Steuerende des Abschirmschalters mit dem Stromversorgungs-Abschirmmodul verbunden ist, wobei das erste Ende und das zweite Ende des Abschirmschalters beim Einschalten des Abschirmschalters miteinander verbunden werden.
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Dabei ist vorgesehen, dass der Abschirmschalter eine erste Triode umfasst, wobei das Steuerende des Abschirmschalters mit der Basis der ersten Triode, das erste Ende des Abschirmschalters mit dem Kollektor der ersten Triode und das zweite Ende des Abschirmschalters mit dem Emitter der ersten Triode verbunden ist.
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Dabei ist vorgesehen, dass der Stromversorgungsschalter eine zweite Triode und eine dritte Triode umfasst, wobei das Steuerende des Stromversorgungsschalters mit der Basis der zweiten Triode, der Emitter der zweiten Triode mit dem Bezugspegel und die Basis der zweiten Triode mit der Basis der dritten Triode verbunden ist, während der Emitter und der Kollektor der dritten Triode in dem Stromversorgungspfad zwischen dem Antriebssystem und der Stromschnittstelle angeordnet sind.
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Dabei ist vorgesehen, dass die Ladezeit der ersten Kapazität länger als die Ladezeit der zweiten Kapazität ist.
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Dabei ist vorgesehen, dass das Stromversorgungs-Startmodul einen zweiten Entladezweig umfasst.
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Es ist anzumerken, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen direkte Verbindungen oder indirekte Verbindungen umfassen.
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Die vorliegende Erfindung bietet folgende Vorteile: Bei dem erfindungsgemäßen Elektrowerkzeug werden der Hauptschalter und die Stromversorgungsschutzschaltung dazu genutzt, das Zu- oder Abschalten des Stromversorgungspfads zwischen der externen Stromquelle und dem Antriebssystem zu steuern. Dadurch, dass beim Einsatz des Werkzeuges zunächst der Hauptschalter eingeschaltet und dann ein den Strombedarf erfüllender externer Strom eingespeist wird, kann ein Wiederanlauf des Elektrowerkzeuges ausgeschlossen werden, um mögliche Schäden für den Benutzer zu reduzieren und das Nutzererlebnis zu verbessern.
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Figurenliste
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Es zeigen
- 1 eine räumliche Darstellung eines Bläsers;
- 2 ein schematisches Blockdiagramm der internen Schaltungen des Bläsers aus 1;
- 3 ein Arbeitsablaufdiagramm der Stromversorgungsschutzschaltung aus 2;
- 4 eine Ausführungsform der Stromversorgungsschutzschaltung aus 2;
- 5 eine weitere Ausführungsform der Stromversorgungsschutzschaltung aus 2.
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Konkrete Ausführungsformen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Aus 1 und 2 geht ein Bläser 100 hervor, der ein Gehäuse 110 umfasst. An einem Handgriff des Gehäuses 110 befindet sich ein Hauptschalter 130. Zudem ist an einem Ende des Gehäuses 110 ein Blasrohr 140 und am anderen Ende des Gehäuses 110 eine Stromschnittstelle 150 angeordnet. Innerhalb des Gehäuses 110 ist ein Antriebssystem 160 vorgesehen, das das Blasrohr 140 mit einer Antriebskraft versorgt und einen Elektromotor und eine Hauptsteuerplatine zur Steuerung des Elektromotors umfasst. Innerhalb des Gehäuses 110 befindet sich ferner eine Stromversorgungsschutzschaltung 120, wobei der Hauptschalter 130 und die Stromversorgungsschutzschaltung 120 dazu dienen, die Stromversorgung des Antriebssystems 160 durch eine externe Stromquelle zu steuern. Der Hauptschalter 130 kann als Kippschalter oder auch als Schiebeschalter oder Drehschalter ausgebildet sein und umfasst einen AUS (OFF)-Zustand und einen EIN (ON)-Zustand. Anstelle des Bläsers 100 kann es sich auch um einen Winkelschleifer, eine Kreissäge oder ähnliche Elektrowerkzeuge handeln, bei denen in der Regel ein LOCK_ON-Schalter vorgesehen ist. Die Stromschnittstelle 150 kann eine gleitende oder steckbare Batteriepack-Schnittstelle oder auch eine USB-Schnittstelle zum Anschluss sonstiger tragbarer Stromquellen, wie z.B. einer Ladestation (power station), sein.
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Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die Stromschnittstelle 150 einen Stromeinspeiseanschluss 151, wobei zwischen dem Stromeinspeiseanschluss 151 und dem Antriebssystem 160 ein Stromversorgungspfad 200 angeordnet ist. Wird beispielsweise ein Batteriepack als externe Stromquelle verwendet, so werden der Plus- und der Minuspol des Batteriepacks bei dessen Verbindung über die Stromschnittstelle 150 mit dem Gehäuse 110 über den Stromeinspeiseanschluss 151 in den Stromversorgungspfad 200 eingebunden, um das Antriebssystem 160 mit Strom zu versorgen. Der Hauptschalter 130 ist in dem Stromversorgungspfad 200 angeordnet, so dass sich der Stromversorgungspfad 200 erst beim Einschalten des Hauptschalters 130 zuschalten lässt.
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Die Stromversorgungsschutzschaltung 120 in 2 umfasst einen Stromversorgungsschalter 121, der in dem Stromversorgungspfad 200 zwischen dem Stromeinspeiseanschluss 151 und dem Antriebssystem 160 angeordnet ist, so dass sich der Stromversorgungspfad 200 erst beim Einschalten des Stromversorgungsschalters 121 zuschalten lässt. Für einen normalen Anlauf wird das Batteriepack über die Stromschnittstelle 150 an das Gehäuse 110 des Bläsers 100 angeschlossen und der Hauptschalter 130 durch den Bediener in den EIN-Zustand geschaltet, so dass der Stromversorgungsschalter 121 eingeschaltet und damit der Stromversorgungspfad 200 zugeschaltet wird. Dadurch wird das Antriebssystem 160 mit dem Batteriepack verbunden und kann das Blasrohr 140 mit einer Antriebskraft versorgen, um den Bläser 100 in Betrieb zu setzen. Wenn das Batteriepack während des Betriebs wegen ungenügender Batterieladung nicht mehr in der Lage ist, das Antriebssystem 160 mit einem elektrischen Signal zu versorgen, kann der Bläser 100 selbst bei zugeschaltetem Stromversorgungspfad 200 nicht weiter betrieben werden, wobei es der Bedienperson leicht in Vergessenheit gerät, den Hauptschalter 130 in den AUS-Zustand zu schalten. Wenn in diesem Zustand das Batteriepack gegen ein neues ausgetauscht wird, kann das Antriebssystem 160 wiederum durch das neue Batteriepack mit einem elektrischen Signal versorgt werden, was einen Wiederanlauf des Bläsers 100 bewirkt. Es ist aber durchaus möglich, dass der Bediener zu diesem Zeitpunkt den Bläser nicht gut hält, so dass der vom Bläser erzeugte hohe Luftdruck bei dem Bediener selber oder bei anderen Personen Unannehmlichkeiten hervorruft.
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Um dieses Problem zu lösen, ist eine Ausführungsform vorgesehen, in der die Stromversorgungsschutzschaltung 120 gemäß 2 zusätzlich ein Stromversorgungs-Startmodul 122, ein Stromversorgungs-Abschirmmodul 123 und einen Abschirmschalter 124 umfasst. Hierbei kann das Stromversorgungs-Startmodul 122 ein erstes Steuersignal an den Stromversorgungsschalter 121 zu dessen Einschalten senden, während der Abschirmschalter 124 im eingeschalteten Zustand das erste Steuersignal abschirmen kann. Des Weiteren ist das Stromversorgungs-Abschirmmodul 123 so ausgebildet, dass es beim Einsatz des Elektrowerkzeuges in der schützenden Bedienfolge, dass zunächst der Hauptschalter eingeschaltet und dann ein den Strombedarf erfüllender externer Strom eingespeist wird, ein zweites Steuersignal an den Abschirmschalter zu dessen Einschalten sendet. Konkret sind das erste Ende des Stromversorgungsschalters 121 und das erste Ende des Stromversorgungs-Startmoduls 122 jeweils mit dem ersten Ende des Hauptschalters 130 verbunden, während das zweite Ende des Hauptschalters 130 mit dem ersten Ende des Stromeinspeiseanschlusses 151 und das zweite Ende des Stromeinspeiseanschlusses 151 mit einem Bezugspegel verbunden ist. Überdies ist der Stromversorgungsschalter 121 an seinem zweiten Ende mit einem Ausgang der Stromversorgungsschutzschaltung, welcher Ausgang mit dem Antriebssystem 160 in Verbindung steht, und an seinem Steuerende mit dem zweiten Ende des Stromversorgungs-Startmoduls 122 verbunden. Weiterhin ist das erste Ende des Stromversorgungs-Abschirmmoduls 123 zwischen dem zweiten Ende des Hauptschalters 130 und dem ersten Ende des Stromeinspeiseanschlusses 151 geschaltet und das zweite Ende des Stromversorgungs-Abschirmmoduls 123 mit dem Steuerende des Abschirmschalters 124 verbunden, während der Abschirmschalter 124 an seinem ersten Ende mit dem zweiten Ende des Stromversorgungs-Startmoduls 122 und an seinem zweiten Ende mit einem Bezugspegel verbunden ist.
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Wie 3 zu entnehmen ist, wird für einen normalen Anlauf an den Stromeinspeiseanschluss 151 ein Batteriepack angeschlossen, das sich im Normalbetrieb befindet. Dabei steuert das bestromte Stromversorgungs-Abschirmmodul 123 den Abschirmschalter 124 so, dass dieser sich im ausgeschalteten Zustand befindet. Wenn der Bediener zu diesem Zeitpunkt den Hauptschalter 130 von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand umschaltet, werden das Stromversorgungs-Startmodul 122 und das erste Ende des Stromversorgungsschalters 121 bestromt, wobei das bestromte Stromversorgungs-Startmodul 122 den Stromversorgungsschalter 121 einschaltet, so dass das erste und das zweite Ende des Stromversorgungsschalters 121 miteinander verbunden werden, der Stromversorgungspfad 200 zugeschaltet wird und das Batteriepack das Antriebssystem 160 mit Strom versorgt. Wenn der Bediener zu diesem Zeitpunkt den Hauptschalter 130 von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umschaltet, wird der Stromversorgungspfad 200 abgeschaltet, so dass das Batteriepack das Antriebssystem 160 nicht mehr mit Strom versorgen kann. Falls das Batteriepack im EIN-Zustand des Hauptschalters 130 wegen ungenügender Batterieladung nicht weiter betrieben werden kann, wird die Stromversorgungsschutzschaltung 120, wenn zu diesem Zeitpunkt das Batteriepack ausgetauscht wird, ohne zuvor den Hauptschalter 130 in den AUS-Zustand umzuschalten, d.h. zunächst wird der Hauptschalter eingeschaltet und dann ein den Strombedarf erfüllender externer Strom eingespeist, erneut bestromt, wobei das erneut bestromte Stromversorgungs-Abschirmmodul 123 den Abschirmschalter 124 so steuert, dass dieser sich im eingeschalteten Zustand befindet. Das Stromversorgungs-Startmodul 122 wird über den Abschirmschalter 124 an den Bezugspegel angeschlossen, was zum Kurzschließen der Verbindung zwischen dem Stromversorgungs-Startmodul 122 und dem Stromversorgungsschalter 121 führt, so dass das Stromversorgungs-Startmodul 122 kein elektrisches Signal an den Stromversorgungsschalter 121 zu dessen Einschalten senden kann. Bei nicht zugeschaltetem Stromversorgungspfad 200 kann das Batteriepack das Antriebssystem 160 nicht mit Strom versorgen, so dass eine Schutzwirkung erzielt wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Hauptschalter 130 zuerst von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand und dann wieder in den EIN-Zustand umgeschaltet wird, steuert das Stromversorgungs-Abschirmmodul 123 den Abschirmschalter 124 so, dass dieser sich im ausgeschalteten Zustand befindet, wobei das Stromversorgungs-Startmodul 122 wiederum ein elektrisches Signal an den Stromversorgungsschalter 121 zu dessen Einschalten senden kann, um den Stromversorgungspfad 200 zuzuschalten.
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Als Stromversorgungsschalter 121 und Abschirmschalter 124 kann eines der Bauelemente Relais, Feldeffekttransistor und Thyristor eingesetzt werden.
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In einer Ausführungsform gemäß 2 und 4 umfasst das Stromversorgungs-Startmodul 122 der Stromversorgungsschutzschaltung 120 eine Kapazität C20, der Stromversorgungsschalter 121 eine NPN-Triode Q40 und eine PNP-Triode Q50, das Stromversorgungs-Abschirmmodul 123 eine Kapazität C10 und der Abschirmschalter 124 eine NPN-Triode Q30, wobei die Ladezeit der Kapazität C20 kürzer als die Ladezeit der Kapazität C10 ist. Dabei ist die Kapazität C20 an ihrem ersten Ende mit dem ersten Ende des Hauptschalters 130 und an ihrem zweiten Ende mit der Basis der Triode Q40 und dem Kollektor der Triode Q30 verbunden. Darüber hinaus ist der Emitter der Triode Q30 mit dem Bezugspegel und die Basis der Triode Q30 mit dem zweiten Ende der Kapazität C10 verbunden, während das erste Ende der Kapazität C10 zwischen dem Stromeinspeiseanschluss 151 und dem zweiten Ende des Hauptschalters 130 geschaltet ist und das erste Ende des Hauptschalters 130 über einen Widerstand R60 mit dem Bezugspegel in Verbindung steht. Zusätzlich hierzu ist der Emitter der Triode Q40 mit dem Bezugspegel und der Kollektor der Triode Q40 mit der Basis der Triode Q50 verbunden, während der Emitter der Triode Q50 mit dem ersten Ende der Kapazität C20 und dem ersten Ende des Hauptschalters 130 und der Kollektor der Triode Q50 mit dem Ausgang der Stromversorgungsschutzschaltung 120 verbunden ist. Dabei lässt sich der Eingang VSYS durch eine IO-Schnittstelle, in die ein H-Pegel eingegeben wird, ersetzen.
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Für einen normalen Anlauf wird an den Stromeinspeiseanschluss 151 ein Batteriepack angeschlossen, das das Werkzeug bestimmungsgemäß mit Strom versorgen kann, so dass die Kapazität C10 schnell vollständig aufgeladen wird (Ladezeit im Millisekundenbereich), wobei zwischen der Basis und dem Emitter der Triode Q30 kein Strom fließt, d.h. die Triode Q30 wird nicht eingeschaltet. Durch den Benutzer des Bläsers 100 wird der Hauptschalter 130 von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand umgeschaltet, um den Hauptschalter 130 einzuschalten, was einen Ladevorgang der Kapazität C20 auslöst, so dass zwischen der Basis und dem Emitter der Triode Q40 ein Stromfluss entsteht, d.h. die Triode Q40 wird eingeschaltet. Dies ruft wiederum einen Stromfluss zwischen dem Emitter und der Basis der Triode Q50 hervor, so dass die Triode Q50 eingeschaltet und der Stromversorgungspfad zwischen dem Batteriepack und dem Antriebssystem 160 zugeschaltet wird. Dadurch wird die Hauptsteuerplatine des Antriebssystems bestromt und gibt daraufhin, bevor mit dem Ladestrom der Kapazität C20 der eingeschaltete Zustand der Triode Q40 nicht aufrechterhalten werden kann, ein elektrisches Signal, z.B. eine +5V-Spannung, an den VSYS-Anschluss der Stromversorgungsschutzschaltung aus, um den eingeschalteten Zustand der Triode Q40 aufrechtzuerhalten. Wenn der Benutzer zu diesem Zeitpunkt den Hauptschalter 130 von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umschaltet, um den Hauptschalter 130 auszuschalten, wird der Stromversorgungspfad zwischen dem Batteriepack und dem Antriebssystem 160 abgeschaltet, so dass das Werkzeug zum Stillstand kommt. Als Folge davon können selbstverständlich auch die Triode Q50 und die Triode Q40 nicht weiter eingeschaltet bleiben, so dass die Kapazität C20 sich über den Widerstand R60 entlädt und erst nach einer abermaligen Einschaltung des Hauptschalters 130 wieder aufgeladen werden kann, um vor der Ausgabe eines elektrischen Signals von der Hauptsteuerplatine an den VSYS-Anschluss der Stromversorgungsschutzschaltung den eingeschalteten Zustand der Triode Q40 aufrechtzuerhalten. Wenn der Bläser 100 wegen einer plötzlichen Versorgungsunterbrechung bei dem Batteriepack während des Betriebs nicht weiter arbeiten kann, würde der Benutzer mit hoher Wahrscheinlichkeit vergessen, den Hauptschalter 130 auszuschalten, so dass sich sowohl die Kapazität C10 als auch die Kapazität C20 über den Widerstand R60 entladen können. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Batteriepack erneut ausgetauscht wird, d.h. zunächst wird der Hauptschalter eingeschaltet und dann ein den Strombedarf erfüllender externer Strom eingespeist, wird die Stromversorgungsschutzschaltung 120 erneut mit Strom versorgt, wobei die Kapazität C10 und die Kapazität C20 gleichzeitig aufgeladen werden. Da aber die Ladezeit der Kapazität C10 länger als die Ladezeit der Kapazität C20 ist, kann die Triode Q30 über den ganzen Ladevorgang der Kapazität C20 eingeschaltet bleiben. Das heißt, der Ladepfad der Kapazität C20 verläuft ausgehend von einem Ende des Stromeinspeiseanschlusses 151 der Reihe nach über den Hauptschalter 130, die Kapazität C20 und die Triode Q30 bis zum anderen Ende des Stromeinspeiseanschlusses 151, das mit einem Bezugspegel verbunden ist. Zu diesem Zeitpunkt besteht zwischen dem Emitter und der Basis der Triode Q40 kein Stromfluss, so dass die Triode Q40 und damit auch die Triode Q50 nicht eingeschaltet werden können. Dies hat zur Folge, dass sich der Stromversorgungspfad zwischen dem Batteriepack und dem Antriebssystem 160 nicht zuschalten lässt und der Bläser 100 nicht arbeiten kann, wodurch eine Schutzwirkung erzielt wird. Wenn der Benutzer zu diesem Zeitpunkt den Hauptschalter 130 zuerst von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand und dann wieder in den EIN-Zustand umschaltet, kehrt der Bläser 100 in den Normalbetrieb zurück. Dies erfolgt nämlich dadurch, dass sich die Kapazität C20 bei zunächst von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand umgeschaltetem Hauptschalter 130 über den Widerstand R60 entlädt, während sich die Kapazität C10 nicht entlädt. Wenn der Hauptschalter 130 wieder in den EIN-Zustand umgeschaltet wird, wird die Kapazität C20 bestromt und aufgeladen. Da dabei die Kapazität C10 nicht aufgeladen wird, wird die Triode Q30 nicht eingeschaltet, während die Triode Q40 durch den Ladestrom der Kapazität C20 eingeschaltet wird. Der nachfolgende Vorgang läuft wie beim normalen Anlaufen, d.h. zunächst wird ein Batteriepack, das den Strombedarf des Werkzeuges erfüllen kann, in den Stromversorgungspfad eingebunden und anschließend der Hauptschalter 130 eingeschaltet.
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Bei der konkreten Schaltungsauslegung können, wie in 5 gezeigt, die in 4 dargestellten einzelnen Module und Peripherieschaltungen der einzelnen Schalter vorgesehen werden, damit die ganze Stromversorgungsschutzschaltung 120 bessere Eigenschaften oder eine höhere Stabilität aufweist.
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In einer Ausführungsform umfasst das Stromversorgungs-Startmodul 122 der Stromversorgungsschutzschaltung 120 aus 5 eine Kapazität C20, der Stromversorgungsschalter 121 eine NPN-Triode Q40 und eine PNP-Triode Q50, das Stromversorgungs-Abschirmmodul 123 eine Kapazität C10 und der Abschirmschalter 124 eine NPN-Triode Q30, wobei die Ladezeit der Kapazität C20 kürzer als die Ladezeit der Kapazität C10 ist. Dabei ist die Kapazität C20 an ihrem ersten Ende mit dem ersten Ende des Hauptschalters 130 und an ihrem zweiten Ende über einen Widerstand R20 mit dem Kollektor der Triode Q30 verbunden. Darüber hinaus ist der Emitter der Triode Q30 mit dem Bezugspegel und zudem über einen Widerstand R30 mit der Basis der Triode Q30 verbunden, während die Basis der Triode Q30 über einen Widerstand R10 mit dem zweiten Ende der Kapazität C10 verbunden und das erste Ende der Kapazität C10 zwischen dem Stromeinspeiseanschluss 151 und dem zweiten Ende des Hauptschalters 130 geschaltet ist. Überdies ist der Kollektor der Triode Q50 über eine Diode D50 mit dem Antriebssystem 160, der Emitter der Triode Q50 mit dem ersten Ende der Kapazität C20 und dem ersten Ende des Hauptschalters 130 und zudem über einen Widerstand R50 mit der Basis der Triode Q50 und die Basis der Triode Q50 über einen Widerstand R51 mit dem Kollektor der Triode Q40 verbunden, während die Basis der Triode Q40 einerseits über einen Widerstand R41 mit dem Kollektor der Triode Q30 und andererseits über einen Widerstand R40 mit dem Emitter der Triode Q40 und der Emitter der Triode Q40 mit dem Bezugspegel verbunden ist. Weiters ist die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand R41 und dem Kollektor der Triode Q30 über einen Widerstand R42 und eine Diode D40 mit einem Eingang VSYS1 der Stromversorgungsschutzschaltung 120 verbunden, wobei von der Hauptsteuerplatine ein elektrisches Signal, z.B. eine +5V-Spannung, über den Eingang VSYS1 in die Stromversorgungsschutzschaltung 120 eingegeben wird. Hierbei sind die Diode D50 und die Diode D40 vorgesehen, um eine einzige Stromflussrichtung in den jeweiligen Zweigen zu gewährleisten.
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Bei der konkreten Auslegung der Stromversorgungsschutzschaltung 120 können in Abhängigkeit von der Zeitdifferenz zwischen dem Empfang eines Uout-Signals bei der Hauptsteuerplatine und der Ausgabe eines elektrischen Signals an dem Eingang VSYS1 die Widerstandswerte der Widerstände in den Peripherieschaltungen der einzelnen Schalter und/oder die maximale Ladung der Kapazitäten C10 und C20 sowie die Widerstandswerte der entsprechenden Widerstände in den jeweiligen Zweigen so eingestellt werden, dass die Ladezeit der Kapazität C10 länger als die Ladezeit der Kapazität C20 ist, um eine angemessene Ein- und Ausschaltung der Triode Q30 zu ermöglichen.
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Ein signifikanter Unterschied zwischen der Stromversorgungsschutzschaltung 120 aus 5 und der Stromversorgungsschutzschaltung 120 aus 4 besteht darin, dass der Widerstand R60 als Entladezweig der Kapazitäten C10 und C20 durch einen durch eine Triode Q60 und ihre Peripherieschaltung gebildeten Entladezweig ersetzt wird. Dabei sind das erste Ende der Kapazität C20 und das erste Ende des Hauptschalters 130 über einen Widerstand R63 mit dem Kollektor der Triode Q60 verbunden, während der Kollektor der Triode Q60 der Reihe nach über den Widerstand R63, eine Spannungsstabilisierungsdiode D61, einen Widerstand R64, einen Widerstand R61 und einen Widerstand R62 mit der Basis der Triode Q60 verbunden ist, wobei die Kathode der Spannungsstabilisierungsdiode D61 mit dem ersten Ende der Kapazität C20 und die Anode der Spannungsstabilisierungsdiode D61 mit dem Widerstand R64 verbunden ist. Ferner ist die Basis der Triode Q60 über den Widerstand R62 mit dem Emitter der Triode Q60 und der Emitter der Triode Q60 mit dem Bezugspegel verbunden. Des Weiteren ist der Widerstand R61 an seinem ersten Ende mit dem ersten Ende des Wiederstands R62 und an seinem zweiten Ende einerseits über eine Kapazität C40 mit dem zweiten Ende des Wiederstands R62 und andererseits über eine Diode D60 mit einem weiteren Eingang VSYS2 der Stromversorgungsschutzschaltung 120 verbunden, wobei der Eingang VSYS2 mit der Hauptsteuerplatine in Verbindung steht. Durch das Vorsehen der Spannungsstabilisierungsdiode D61 kann dabei eine Stromentnahme bis zu einer zu niedrigen Spannung des Batteriepacks, d.h. eine sogenannte Tiefentladung, verhindert werden. Wenn beim Umschalten des Hauptschalters 130 von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand durch den Benutzer die Kapazität C20 eine hohe Ladung aufweist, bestehen zwei Entladepfade, wobei ein Entladepfad der Reihe nach durch die Spannungsstabilisierungsdiode D61, den Widerstand R64, den Widerstand R61 und den Widerstand R62 verläuft, während der andere Entladepfad der Reihe nach durch den Widerstand R63 und die Triode Q60 verläuft. Daher kann der Eingang VSYS2 bei niedriger Ladung der Kapazität C20 mit Hilfe der Hauptsteuerplatine für einige Zeit weiter betrieben werden, wobei sich die Kapazität C20 weiterhin über den durch den Widerstand R63 und die Triode Q60 gebildeten Entladepfad entladen kann, um die Spannung der Kapazität C20 schnell ausreichend herabzusetzen. Dadurch können beim normalen Anlaufen des Werkzeuges eine normale Einschaltung der Triode Q40 und somit eine normale Bestromung der Hauptsteuerplatine erreicht werden. Dabei lassen sich sowohl der Eingang VSYS1 als auch der Eingang VSYS2 durch eine IO-Schnittstelle, in die ein H-Pegel eingegeben wird, ersetzen.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird für das Stromversorgungs-Startmodul 122 und das Stromversorgungs-Abschirmmodul 123 ein und derselbe Entladezweig verwendet. Selbstverständlich können sie auch jeweils einen eigenen Entladezweig aufweisen.
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Bisher wurden Grundsätze, Merkmale und Vorteile der Erfindung dargestellt und beschrieben. Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass die obenstehenden Ausführungsbeispiele keine Einschränkung der Erfindung darstellen. Jede Ausgestaltung, die durch eine gleichwertige Substitution oder eine äquivalente Umgestaltung entsteht, fällt in den Schutzumfang der Erfindung.
