DE10326066A1

DE10326066A1 - Tool with an integral voltage detection sensor that operates galvanically, capacitively or inductively to trigger an alarm upon detection of live components or cabling

Info

Publication number: DE10326066A1
Application number: DE2003126066
Authority: DE
Inventors: Christian Beha
Original assignee: BEHA INNOVATION GmbH
Current assignee: BEHA INNOVATION GmbH
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-05

Abstract

Tool with a voltage detection capability has a sensor arrangement that detects live cables or wires capacitively, inductively or galvanically and triggers an alarm indication via evaluation electronics.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit Spannungserkennung.The The invention relates to a tool with voltage detection.

Es ist bekannt, Werkzeuge, mit welchen in solchen Bereichen gearbeitet wird, die unter Umständen Strom führende Leitungen aufweisen können, mit einer Spannungserkennung auszustatten, die das Vorhandensein einer elektrischen Spannung bzw. eines elektrischen Stromes anzeigt.It is known tools that worked in such areas that will happen Current leading Can have lines with a voltage detection that the presence of a indicates electrical voltage or an electric current.

Aus der DE 199 31 725 A1 ist bspw. ein Multifunktionswerkzeug bekannt, bei welchem in ein Griffteil unterschiedliche Werkzeuge eingesetzt werden können. Um Spannungen zu prüfen, können anstelle der Werkzeugeinsätze auch Spannungsprüfspitzen in das Griffteil eingesetzt werden, die eine galvanische oder kapazitive Prüfung von Spannungen ermöglichen. Dabei ist es allerdings erforderlich, die jeweilige Spannungsprüfspitze anstelle des Werkzeugeinsatzes in das Griffteil einzusetzen. Die Spannungsprüfung kann daher während des Gebrauchs des Werkzeugs nicht gleichzeitig eine Warnfunktion erfüllen.From the DE 199 31 725 A1 For example, a multi-function tool is known in which different tools can be used in a handle part. In order to check voltages, voltage probes can be used instead of the tool inserts in the handle part, which allow galvanic or capacitive testing of voltages. However, it is necessary to insert the respective voltage test point instead of the tool insert in the handle part. The voltage test can therefore not simultaneously fulfill a warning function during use of the tool.

Aus der EP 1 036 635 A2 ist es bekannt, im Griff einer Elektobohrmaschine einen Spannungssensor anzubringen. Auch hier kann mittels des Spannungssensors nur das Vorhandensein einer Spannung bzw. Strom führenden Leitung geprüft werden, bevor die Bohrmaschine eingesetzt wird. Eine Warnfunktion während des Gebrauchs der Bohrmaschine, ist nicht vorhanden.From the EP 1 036 635 A2 It is known to attach a voltage sensor in the grip of an electric drill. Again, by means of the voltage sensor only the presence of a voltage or current leading line can be checked before the drill is used. A warning function during use of the drill, is not available.

Weiter ist es bekannt, Zangen für die Arbeit an Strom führenden Kabeln mit einer galvanischen ( DE 195 13 280 A1 ) oder einer berührungslosen ( DE 202 18 307 U1 ) Spannungsprüfeinrich tung auszustatten. Diese Spannungsprüfeinrichtungen sind einfach aufgebaut und weisen dementsprechend eine geringe Funktionssicherheit auf.Next, it is known pliers for working on current-carrying cables with a galvanic ( DE 195 13 280 A1 ) or a non-contact ( DE 202 18 307 U1 ) Spannungsprüfeinrich equip device. This Spannungsprüfeinrichtungen are simple in construction and therefore have a low reliability.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug mit Spannungserkennung zur Verfügung zu stellen, welches eine verbesserte Funktionssicherheit für den Benutzer bietet.Of the The invention is therefore based on the object, a tool with voltage detection to disposal which provides improved reliability for the user offers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These The object is achieved by a tool having the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous versions The invention are specified in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann ein Werkzeug für beliebige Arbeiten sein, die in Bereichen ausgeführt werden, in welchen Spannung bzw. Strom führende Leitungen oder Teile vorhanden sind oder vorhanden sein können. Insbesondere handelt es sich dabei um Werkzeuge für handwerkliche Arbeiten, wie z. B. Zangen, Schneidwerkzeuge, Bohrwerkzeuge und dergleichen. Ebenso eignet sich die Erfindung für Werkzeuge, die in der Produktion oder im industriellen Betrieb eingesetzt werden. Solche Werkzeuge können bspw. Pressen, Stanzen, Bohrmaschinen und dergleichen sein. Weiter können die Werkzeuge, insbesondere für den handwerklichen Gebrauch, als Multifunktionswerkzeuge ausgebildet sein, bei welchen in ein Grundgerät, z. B. einen Handgriff, unterschiedliche Werkzeugeinsätze wahlweise eingesetzt werden können.The inventive tool can be a tool for be any works carried out in areas in which tension or current leading Lines or parts are present or may be present. Especially These are tools for craft work, such as z. As pliers, cutting tools, drilling tools and the like. As well the invention is suitable for Tools used in production or industrial operation become. Such tools can For example, be pressing, stamping, drills and the like. Further can the tools, especially for the craft use, be designed as a multi-function tools, in which in a basic unit, z. B. a handle, different tool inserts optional can be used.

Das Werkzeug weist erfindungsgemäß einen Sensor auf, der elektrische und/oder magnetische Felder delektieren kann. Der Sensor kann eine galvanische Ankopplung an Strom oder Spannung führende Teile ermöglichen. Vorzugsweise ist ein berührungslo ser Sensor vorgesehen, der kapazitiv oder induktiv auf elekttische Felder anspricht. Eine Kombination von galvanischer, kapazitiver und induktiver Ankopplung erhöht die Funktionssicherheit erheblich. Die berührungslose kapazitive und/oder induktive Ankopplung ermöglicht die Feststellung von Strom bzw. Spannung führenden Leitungen oder Teilen vor Beginn der Arbeit mit dem Werkzeug bzw. bei einer Annäherung des Werkzeugs an solche Teile während der Arbeit. Dadurch ist eine effektive Warnfunktion möglich, die das Werkzeug und insbesondere den Benutzer vor Schädigungen schützt, die bei einer Berührung der Strom führenden Leitungen oder Teile durch das Werkzeug entstehen können. Eine zusätzliche galvanische Ankopplung ermöglicht eine Spannungsprüfung bei frei liegenden Leitungen und Teilen.The Tool according to the invention has a sensor which can detect electrical and / or magnetic fields. The sensor can be a galvanic coupling to current or voltage premier Enable parts. Preferably, a berührungslo ser Sensor provided, the capacitive or inductive to elekttische fields responds. A combination of galvanic, capacitive and inductive coupling elevated the reliability significantly. The non-contact capacitive and / or inductive coupling allows the detection of current or voltage leading lines or parts before starting to work with the tool or when approaching the tool Tool to such parts during the Job. This makes an effective warning function possible the tool and in particular the user from damage protects the one at a touch the current leading Lines or parts can arise through the tool. A additional galvanic coupling allows a voltage test with exposed lines and parts.

Das eine Spannung, einen Strom oder ein Magnetfeld anzeigende Sensorsignal wird einer Anzeigeeinheit zugeführt, die ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt. Außerdem kann in einer Weiterbildung der Erfindung das Signal des Sensors einem Aktor zugeführt werden, der sicherheitsrelevante Funktionen bewirkt.The a voltage, current or magnetic field indicative sensor signal is fed to a display unit, which generates an optical and / or acoustic warning signal. In addition, can in a further development of the invention, the signal of the sensor a Actuator supplied which causes safety-related functions.

Bspw. kann ein Aktor die Funktion des Werkzeugs unterbrechen oder blockieren. Bei einem handbetätigten Werkzeug, z. B. einer Zange, einem Schneidwerkzeug oder dergleichen, kann die Schließbewegung des wirksamen Maulteils blockiert werden. Bei elektomotorischen Geräten kann die Stromzuführung mittels einer Aktorschaltung unterbrochen werden. Bei hydraulisch oder pneumatisch betätigten Werkzeugen kann entsprechend die Druckfluidzufuhr unterbrochen oder gesperrt werden. So kann bspw. bei Hebebühnen der Hubantrieb bei Annäherung an Strom oder Spannung führende Teile unterbrochen werden. Bei Pressen oder Stanzen wird eine Schnellabschaltung ausgelöst, wenn sich Strom oder Spannung führende Teile im Bereich des Hubweges der Stanz- oder Presswerkzeuge befinden.For example. An actuator can interrupt or block the function of the tool. In a hand-operated tool, for. As a pair of pliers, a cutting tool or the like, the closing movement of the effective jaw member can be blocked. In elektomotorischen devices, the power supply can be interrupted by means of an actuator circuit. In hydraulically or pneumatically operated tools can be interrupted or blocked according to the pressure fluid supply. Thus, for example, in lifting platforms of the lifting drive when approaching current or voltage leading parts to be interrupted. During pressing or punching, an emergency shutdown is triggered when parts carrying current or voltage are in the range of the stroke of the punching or pressing tools.

Weiter kann das Sensorsignal dazu ausgenutzt werden, Sicherheitssysteme zu aktivieren. Hierzu kann das Sensorsignal vorzugsweise über eine drahtlose Kommunikation zu entsprechenden Sicherheitssystemen übertragen werden. Es können bspw. Zugangskontrollen, Zugangsfreigaben oder Zugangssperrungen zu Räumen, Anlagen oder Maschinenbereichen aktiviert werden. Ebenso kann ein Notruf ausgelöst werden.Further the sensor signal can be exploited to safety systems to activate. For this purpose, the sensor signal preferably via a wireless Transferring communication to appropriate security systems become. It can eg access controls, access authorizations or access closures to rooms, Plants or machine areas are activated. Likewise, a Emergency call triggered become.

Der in das Werkzeug integrierte oder an dem Werkzeug mechanisch ankoppelbare Sensor ist mit einer Energieversorgung und einer Auswerteelektronik gekoppelt. Die Energieversorgung kann durch eine in das Werkzeug integrierbare Batterie oder einen Akku erfolgen. Bei elektrisch betriebenen Geräten ist vorzugsweise die Energieversorgung des Sensors und der Auswerteelektronik mit der Stromversorgung des Gerätes verbunden.Of the integrated into the tool or mechanically coupled to the tool Sensor is equipped with a power supply and evaluation electronics coupled. The power supply can go through one in the tool integrated battery or a rechargeable battery. At electric operated devices is preferably the power supply of the sensor and the transmitter with the power supply of the device connected.

Die Elektronik enthält vorzugsweise eine Funktionskontrolle, die insbesondere die Stromversorgung des Sensors, der Auswerteelektronik und der Alarmanzeige prüft. Insbesondere bei einer Batterie- oder Akku-gespeisten Versorgung zeigt die Funktionskontrolle den Ladezustand der Batterie bzw. des Akkus an, um eine Fehlfunktion der Spannungserkennung und Alarmanzeige zu vermeiden. Berührungslose kapazitive Sensoren sind häufig für elektrostatische Aufladungen empfindlich. Solche elektrostatischen Aufladungen können Spannung führende Teile vortäuschen, sodass Warnsignale erzeugt werden, ohne dass Spannung führende Leitungen oder Teile vorhanden sind. Um solche Fehlanzeigen durch elektrostatische Aufladungen zu vermeiden, kann die Auswerteelektronik eine Filterschaltung aufweisen, die Störsignale in Folge elektrostatischer Aufladung unterdrückt.The Contains electronics preferably a functional check, in particular the power supply sensor, transmitter and alarm indicator. Especially when a battery or battery powered supply shows the function check the state of charge of the battery or the battery to a malfunction to avoid voltage detection and alarm indication. contactless capacitive sensors are common for electrostatic Charges sensitive. Such electrostatic charges can be voltage carrying parts pretend so that warning signals are generated without any voltage-carrying lines or parts are present. To such false readings by electrostatic To avoid charges, the transmitter may have a filter circuit have the interference signals suppressed due to electrostatic charge.

Eine solche Filterschaltung ist bspw. in der DE 100 23 048 A1 beschrieben.Such a filter circuit is, for example, in the DE 100 23 048 A1 described.

Die kapazitive und induktive Ankopplung ist vielfach auf Wechselspannungen in einem Frequenzbereich von etwa 50 Hz bis 500 KHz beschränkt. Die Verwendung von Hall-Sensoren in der Sensoreinrichtung ermöglicht die Ausweitung dieses Frequenzbereichs, insbesondere nach niedrigen Frequenzen, sodass der Sensor auch Gleichspannungen detektieren kann.The capacitive and inductive coupling is often on AC voltages limited in a frequency range of about 50 Hz to 500 KHz. The usage of Hall sensors in the sensor device allows the expansion of this Frequency range, especially at low frequencies, so the sensor can also detect DC voltages.

Eine induktive Ankopplung lässt auch eine zumindest qualitative Bestimmung eines fließenden Stromes zu. In einer solchen Ausführung eignet sich die Sensoreinrichtung auch zur Anzeige, ob ein einadriges, mehradriges oder Drehstrom-Kabel unter Last steht.A inductive coupling leaves also an at least qualitative determination of a flowing stream to. In such an execution If the sensor device is also suitable for indicating whether a single-core, multi-core or three-phase cable is under load.

Soll die Funktionalität zusätzlich erweitert werden, so kann die einfache Spannungserkennung auch zu einer quantitativen Spannungsprüfung ausgeweitet werden.Should the functionality additionally can be extended, so the simple voltage detection can also a quantitative voltage test be extended.

Bei einer galvanischen Ankopplung des Sensors ist eine hohe Genauigkeit der Spannungsmessung möglich.at a galvanic coupling of the sensor is a high accuracy the voltage measurement possible.

Bei einer kapazitiven Ankopplung ist eine Spannungsprüfung in größeren Messschritten, d. h. mit geringerer Genauigkeit, möglich. Eine solche Spannungsprüfung ist bspw. in der US 5,293,113 beschrieben.With a capacitive coupling, a voltage test in larger measuring steps, ie with lower accuracy, is possible. Such a voltage test is, for example, in the US 5,293,113 described.

Um die Sicherheit des Benutzers weiter zu erhöhen, kann ggf. das Werkzeug mit einem Erdanschluss versehen werden, der steckbar oder fest angeschlossen ausgeführt ist, um gefährliche Spannungen gegen Erde abzuleiten und/oder um einen Potenzialbezug herzustellen.Around The safety of the user can further increase, if necessary, the tool be provided with a ground connection, pluggable or permanently connected accomplished is to dangerous Derive voltages to earth and / or an potential reference manufacture.

Schließlich könnte das Sensorsignal auch dazu ausgenutzt werden, einen mehr oder weniger automatischen Schutzreflex des Benutzers auszulösen. Es kann durch das Sensorsignal ausgelöst ein elektrischer Impuls auf die Hand oder den Arm des Benutzers übertragen werden, die das Werkzeug betätigen oder sich im Arbeitsbereich des Werkzeugs befinden. Dieser elektrische Impuls kann als zusätzliches Warnsignal zu dem akustischen und/oder optischen Warnsignal dienen. Der elektrische Impuls kann auch unmittelbar auf die Nervenstimulation der Hand oder des Armes einwirken, um einen Rückzugsreflex der Hand- bzw. Armmuskulatur auszulösen.After all, that could be Sensor signal also be exploited to a more or less automatic Protective reflex of the user to trigger. It can by the sensor signal triggered transmit an electrical impulse to the user's hand or arm who press the tool or in the working area of the tool. This electrical Pulse can be as additional Warning signal to the audible and / or visual warning signal serve. The electrical impulse can also be directly related to nerve stimulation of the hand or arm to provide a retraction reflex of the hand or Trigger arm muscles.

Claims

Tool with a voltage detection, characterized in that the tool is equipped with a sensor device, the current or voltage leading lines or parts galvanically, capacitively or inductively detected, and triggers an alarm via an evaluation.

Tool according to claim 1, characterized that the sensor device over the transmitter controls an actuator.

Tool according to claim 1 or 2, characterized that the sensor device and / or the evaluation in the Tool integrated or pluggable connected to the tool are.

Tool according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the transmitter a filter circuit has, the interference signals suppressed.

Tool according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor device detects magnetic fields.

Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device has at least one Hall sensor having.

Tool according to one of the preceding claims, characterized characterized in that triggered by the sensor signal an emergency call signal is sent wirelessly.

Tool according to one of the preceding claims, characterized characterized in that an actuator controlled by the sensor signal the tool function mechanically blocked, or the electrical, hydraulic or pneumatic energy supply for the tool function interrupts.

Tool according to one of claims 1-8, characterized that the tool is a hand tool, in particular a multi-function tool is.

Tool according to one of claims 1-8, characterized that the tool is an electrically, hydraulically or pneumatically operated Production tool is.