DE19809939A1 - Braked electrical tool e.g. electric handtool with universal motor - Google Patents
Braked electrical tool e.g. electric handtool with universal motorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein gebremstes Elektrowerkzeug mit einem Reihenschlußmotor mit Kommutator, insbesondere ein handgehalte nes Elektrowerkzeug mit einem Universalmotor, mit einer Schalt einrichtung zur Umschaltung zwischen Motorbetrieb und Bremsbe trieb.The invention relates to a braked power tool with a Series motor with commutator, especially a hand-held Power tool with a universal motor, with a switch device for switching between engine operation and braking drifted.
Ein derartiges Elektrowerkzeug ist bspw. aus der EP 0 471 038 B1 bekannt. Such a power tool is, for example, from EP 0 471 038 B1 known.
Bei dem bekannten Motor handelt es sich um einen Stromwendermo tor im Reihenschluß mit Wendepolen sowie mit einer Schaltein richtung zur Umschaltung zwischen Motor- und Bremsbetrieb, wo bei im Bremsbetrieb der Motor mittels der Schalteinrichtung kurzgeschlossen und die Feldwicklung umgepolt wird. Der Anker ist in der Motorbetriebsphase zwischen der Feldwicklung und der Wendepolwicklung geschaltet, während in der Bremsphase zur Be grenzung des Bremsstroms durch die Feldwicklung ein Strompfad zwischen dem Anker und der Wendepolwicklung geschaltet wird, der zueinander antiparallel geschaltete Zenerdioden enthält, so daß nur ein vorbestimmter Anteil des Bremsstroms über die Feld wicklungen fließt.The known motor is an electric turner Gate in series with reversing poles and with a switch direction for switching between engine and brake operation, where when the motor is braking, by means of the switching device short-circuited and the field winding is reversed. The anchor is in the motor operating phase between the field winding and the Reverse pole winding switched while in the braking phase for loading Limitation of the braking current through the field winding is a current path is connected between the armature and the reversing pole winding, contains the Zener diodes connected in antiparallel to each other, so that only a predetermined proportion of the braking current across the field windings flows.
Mit dieser Anordnung wie auch mit zahlreichen anderen im Stand der Technik bekannten Anordnungen soll der Motor nach dem Ab schalten in möglichst kurzer Zeit zum Stehen gebracht werden, da insbesondere bei handgeführten Elektrowerkzeugen von der Ro tationsenergie des Systems Anker/Getriebe/Werkzeug eine Gefähr dung für den Benutzer ausgehen kann. Bei den bestehenden Lösun gen wird daher schaltungstechnisch stets ein Kompromiß zwischen Komfort (d. h. sanfte Abbremsung) und Sicherheit (möglichst schnelle Abbremsung) durch entsprechende Schaltungsauslegung gesucht.With this arrangement as well as with numerous others in the state Arrangements known in the art, the engine after Ab are brought to a standstill in the shortest possible time, especially in the case of hand-held power tools from the Ro tation energy of the system anchor / gear / tool a danger can run out for the user. With the existing solutions In terms of circuitry, there is always a compromise between Comfort (i.e. gentle braking) and safety (if possible fast braking) by appropriate circuit design searched.
Darüber hinaus wurden auch Ausführungsvarianten entwickelt, um eine besonders geeignete Bremscharakteristik zu erzeugen (vgl. deutsche Patentanmeldungen 196 51 298.0 und 197 57 168.9, die beide jedoch nicht vorveröffentlicht sind). In addition, design variants were also developed to generate a particularly suitable braking characteristic (cf. German patent applications 196 51 298.0 and 197 57 168.9, the however both are not pre-published).
Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist stets, daß das Brems verhalten und die Bremszeit durch die Auslegung der Maschine und der Schaltungselemente festgelegt sind. Nicht berücksich tigt sind dabei individuelle Komfortbedürfnisse unterschiedli cher Anwender oder auch unterschiedliche erforderliche Bremszeiten infolge unterschiedlicher Gefährdungslagen. Ein ab ruptes Abbremsen in sehr kurzer Zeit wird meist als unkomfor tabel empfunden. Bei entsprechend hoher Bewegungsenergie des Antriebssystems vor dem Abschalten kann ein abrupter Bremsvor gang unter Umständen dazu führen, daß die Bedienungsperson starke Reaktionsmomente mit den Händen bzw. Armen aufnehmen muß und sogar unter Umständen die Maschine fallen läßt. Dagegen wirken lange Bremszeiten komfortabel. Ein Stillstand der Ma schine wird dann allerdings auch erst nach entsprechend langer Zeit erreicht. Im Zeitraum zwischen Abschalten und Stillstand bleibt das von der Rotationsenergie ausgehende Gefährdungspo tential erhalten.A disadvantage of the known solutions is always that the brake behave and the braking time by designing the machine and the circuit elements are fixed. Not considered Individual comfort needs are different cher user or different required Braking times due to different hazard situations. A down Rupture braking in a very short time is usually considered uncomfortable felt tabel. With a correspondingly high kinetic energy of the Drive system before switching off can cause an abrupt braking under certain circumstances lead to the operator must absorb strong reaction moments with the hands or arms and may even drop the machine. On the other hand long braking times are comfortable. A standstill of the Ma However, the machine does not become long enough Time reached. In the period between shutdown and standstill remains the risk po from the rotational energy get potential.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gebremstes Elek trowerkzeug zu schaffen, das eine Anpassung der Bremswirkung an unterschiedliche Bedürfnisse eines Benutzers erlaubt.The object of the invention is a braked elec to create a power tool that adjusts the braking effect allows different needs of a user.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Elektrowerkzeug gemäß der eingangs genannten Art durch eine Steuereinrichtung zur Beeinflussung des Bremsmomentes, die mit einem Stellelement zur externen Beeinflussung des Bremsmomentes gekoppelt ist, ge löst.This object is achieved with a power tool according to the type mentioned by a control device to influence the braking torque with an actuator is coupled for external influencing of the braking torque, ge solves.
Die Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst. The task is solved completely in this way.
Ein Benutzer kann nämlich das Bremsmoment durch Verstellung des Stellelementes seinen individuellen Bedürfnissen bzw. den Ein satzbedingungen anpassen. Der Benutzer ist somit nicht mehr von dem bei einem Elektrowerkzeug fest voreingestellten Bremsmoment abhängig, sondern kann dies ggf. im Hinblick auf eine langsame re, komfortablere Bremsung oder im Hinblick auf eine möglichst schnelle Bremsung beeinflussen. So werden bspw. bei einem Win kelschleifer, der mit einer Bremseinrichtung ausgestattet ist, der einerseits in einer Gießerei zum Schruppen (Entgraten) von Gußteilen und der andererseits etwa in einem blechverarbeiten den Betrieb bei Dachdeckerarbeiten in gefährlicher Höhe einge setzt wird, völlig unterschiedliche Anforderungen an die Bremszeit gestellt. Während es etwa bei den zuvor erwähnten Schrupparbeiten eher auf eine sanfte, komfortablere Bremsung ankommt, wird bei den erwähnten Dachdeckerarbeiten wohl eher das Sicherheitsbedürfnis im Vordergrund stehen und somit eine schnelle Abbremsung bevorzugt sein.A user can namely the braking torque by adjusting the Adjusting his individual needs or the Ein adapt the conditions of the sentence. The user is no longer from the braking torque that is pre-set for a power tool dependent, but this can possibly be with regard to a slow re, more comfortable braking or in terms of a possible affect rapid braking. For example, with a win kelschleifer, which is equipped with a braking device, on the one hand in a foundry for roughing (deburring) from Castings and the other hand in a sheet metal processing operation during roofing work at dangerous heights completely different demands on the Braking time set. While it is about the previously mentioned Roughing is more like a gentle, more comfortable braking arrives, will probably be better with the roofing work mentioned the need for security is in the foreground and therefore one rapid braking may be preferred.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung erlaubt die Steu ereinrichtung eine Einstellung des Bremsmomentes zwischen einem maximalen Anfangswert und einem reduzierten Anfangswert, der größer als Null ist.According to a further embodiment of the invention, the tax establish an adjustment of the braking torque between one maximum initial value and a reduced initial value, the is greater than zero.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Bremsmoment an die in dividuellen Bedürfnisse des Benutzers in vorgegebenen Grenzen (starke Bremsung oder schwache Bremsung) einstellbar ist.This measure has the advantage that the braking torque to the in individual needs of the user within predetermined limits (strong braking or weak braking) is adjustable.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Steuer einrichtung als Schalter mit mindestens zwei Schaltstufen aus gebildet, durch den die Stromstärke im Bremsstromkreis beein flußbar ist. According to a further embodiment of the invention, the tax set up as a switch with at least two switching stages formed by which the current in the brake circuit affects is flowable.
Bei einer alternativen Ausführung der Erfindung ist die Steuer einrichtung zur kontinuierlichen Beeinflussung der Stromstärke im Bremsstromkreis ausgebildet, insbesondere als regelbarer Wi derstand ausgebildet.In an alternative embodiment of the invention, the tax device for continuously influencing the current strength trained in the brake circuit, especially as a controllable Wi the state trained.
Während bei der ersten Variante eine besonders einfache Ver stellung der Bremswirkung mittels eines ein- oder mehrstufigen Schalters ermöglicht wird, läßt sich mittels der zweiten Vari ante eine besonders feinfühlige Einstellung der Bremswirkung zwischen zwei vorgegebenen Grenzwerten erreichen.While in the first variant a particularly simple ver position of the braking effect by means of a single or multi-stage Switch is enabled, can be done using the second Vari ante a particularly sensitive adjustment of the braking effect between two specified limit values.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung ist zur Begrenzung des maximalen Bremsmomentes eine Diodenstrecke zumindest paral lel zum Anker oder zur Feldwicklung geschaltet, wobei die Steuereinrichtung einen zu zumindest einer Diode der Diodenstrecke parallelen Strompfad umfaßt.In an additional development of the invention is for limitation of the maximum braking torque a diode path at least paral lel switched to the anchor or to the field winding, whereby the control device connects to at least one diode the diode path includes a parallel current path.
Bei Verwendung einer derartigen, an sich bekannten Diodenstrec ke zur Begrenzung des maximalen Bremsmomentes bei Beginn der Bremsung lassen sich verschiedene Bremsmomente in einfacher Weise dadurch realisieren, daß Teile der Diodenstrecke mittels eines ein- oder mehrstufigen Schalters oder mittels eines ein stellbaren Widerstandes überbrückt werden.When using such a known diode stretch ke to limit the maximum braking torque at the beginning of the Braking can be different braking torques in easier Realize in that parts of the diode path by means of a single or multi-stage switch or by means of a one adjustable resistance can be bridged.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist zumindest ein Stellelement vorgesehen, das eine individuelle Voreinstellung der Bremswirkung erlaubt.According to a further embodiment of the invention, at least one Adjustment element provided that an individual presetting the braking effect allowed.
Ein derartiges Stellelement kann etwa mittels eines Werkzeuges verstellbar sein und vorzugsweise am Gehäuse aufgenommen sein. Such an actuating element can, for example, by means of a tool be adjustable and preferably be accommodated on the housing.
Durch diese Maßnahmen wird eine grundsätzliche Anpassung der Bremswirkung an die individuellen Komfort- bzw. Sicherheitsbe dürfnisse eines Benutzers eines bestimmten Werkzeuges ermög licht.These measures will fundamentally adapt the Braking effect on the individual comfort or safety needs of a user of a particular tool light.
Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Stellelement vor gesehen sein, das eine Beeinflussung der Bremswirkung bei jedem Bremsvorgang erlaubt.Additionally or alternatively, at least one control element can be provided be seen, which affects the braking effect of everyone Braking allowed.
Durch diese Maßnahme wird es einem Benutzer ermöglicht, ggf. zusätzlich zu der individuell voreingestellten Bremswirkung bei jedem Bremsvorgang eine schnellere oder langsamere Bremsung zu erreichen.This measure enables a user, possibly in addition to the individually preset braking effect every braking process faster or slower braking to reach.
Bei dieser Ausführung kann das Stellelement bevorzugt an einem Handgriff des Elektrowerkzeuges aufgenommen sein.In this embodiment, the control element can preferably on one Handle of the power tool must be included.
Auf diese Weise kann etwa bei einer Ausführung des Elektrowerk zeuges als Zweihand-Winkelschleifer ein komfortablerer, sanfte rer Bremsvorgang bei regulärer Zweihandbedienung erreicht wer den. Wird dagegen der Schalter am zweiten Handgriff losgelas sen, was auf eine eventuelle Gefahrensituation hindeuten könn te, kann die Bremsschaltung automatisch auf Schnellbremsung um geschaltet werden.In this way, for example, when the power plant is running as a two-hand angle grinder a more comfortable, gentle The braking process with regular two-hand control is achieved the. On the other hand, the switch on the second handle is released what could indicate a possible dangerous situation te, the brake circuit can automatically switch to rapid braking be switched.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist zumindest ein Stellelement als mehrstufiger Schalter ausgebildet, der mit ei nem Motorschalter zum Ein- und Ausschalten des Elektrowerkzeugs kombiniert ist. According to a further embodiment of the invention, at least one Control element designed as a multi-stage switch that with egg Motor switch for switching the power tool on and off is combined.
Bei dieser Ausführung wird auf besonders einfache und kosten günstige Weise mit einem einzigen Mehrstufenschalter eine Va riation der Bremsmöglichkeiten ermöglicht, z. B. in einer ersten Schaltstufe ein Einschalten des Motors, in einer anderen Schaltstufe ein Ausschalten des Motors mit Sanftbremsung und in einer weiteren Schaltstufe ein Ausschalten des Motors mit Schnellbremsung.This version is particularly simple and costly cheap way with a single multi-step switch a Va riation of the braking options, z. B. in a first Switching stage switching on the motor, in another Switching stage switching off the engine with soft braking and in a further switching stage with switching off the engine Rapid braking.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung umfaßt die Steu ereinrichtung einen Schalter, der eine Abschaltung der Bremsung erlaubt.According to a further embodiment of the invention, the tax includes set up a switch that switches off the braking allowed.
Auf diese Weise kann die Bremswirkung auch vollständig abge schaltet werden, was für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein kann.In this way, the braking effect can abge completely are switched, which is advantageous for certain applications can be.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung sind zur Ein- und Ausschaltung des Motors ein Schalter und ein Zusatzschalter vorgesehen, die an einem Griff und einem Zusatzgriff vorgesehen sind und derart gekoppelt sind, daß nur bei gemeinsamer Betäti gung der Motor mit Spannung versorgt wird, und die mit einem Bremsschalter derart gekoppelt sind, daß beim Loslassen beider Schalter eine Schnellbremsung erfolgt.According to a further embodiment of the invention, for input and Switching off the engine a switch and an additional switch provided that provided on a handle and an auxiliary handle are and are coupled in such a way that only when operating together The motor is supplied with voltage, and that with a Brake switches are coupled so that when you release both The switch brakes quickly.
Auf diese Weise kann bei schweren Winkelschleifern, die aus Si cherheitsgründen mit zwei Handgriffen und zwei Schaltern aus gestattet sind, eine Schnellbremsung aus Sicherheitsgründen eingeleitet werden, die dann erfolgt, wenn beide Schalter los gelassen werden. Wird dagegen nur ein Schalter losgelassen und der andere erst zu einem späteren Zeitpunkt, so kann die Bremsung auf sanfte Weise erfolgen, wie beispielsweise indivi duell voreingestellt wurde.In this way, heavy angle grinders made of Si safety reasons with two handles and two switches rapid braking is permitted for safety reasons can be initiated, which takes place when both switches go be left. However, only one switch is released and the other only at a later point in time, so the Braking is done in a gentle manner, such as indivi duel was preset.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste hend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the next features to be explained not only in the specified combination, but also in others Combinations or alone can be used without the Leave the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further features and advantages of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführung eines erfin dungsgemäßen Elektrowerkzeuges; Fig. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a power tool OF INVENTION to the invention;
Fig. 2 ein Schaltbild eines gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 1 abgewandelten Elektrowerkzeuges; FIG. 2 shows a circuit diagram of a power tool modified compared to the embodiment according to FIG. 1;
Fig. 3 ein Schaltbild einer weiteren Ausführung eines er findungsgemäßen Elektrowerkzeuges und Fig. 3 is a circuit diagram of another embodiment of an inventive power tool and
Fig. 4 eine Ansicht einer weiteren Ausführung eines erfin dungsgemäßen Elektrowerkzeuges. Fig. 4 is a view of a further embodiment of an inventive power tool.
In Fig. 1 ist das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Elektro werkzeuges dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 1 bezeich net. In Fig. 1, the circuit diagram of an electric tool according to the invention is shown and overall designated by the number 1 net.
Das Elektrowerkzeug umfaßt einen Universalmotor mit einer An kerwicklung 2, die über zwei in Reihe geschaltete Wendepolwick lungen 6, 7 über eine Leitung 31 mit einem Pol 10 der Speise spannung U verbunden ist. Der andere Pol der Ankerwicklung 2 steht im Motorbetrieb über eine Leitung 21 über Kontakte 14, 15 eines dreipoligen Umschalters S und eine Leitung 28 mit zwei in Reihe geschalteten Feldwicklungen 3, 4 in Verbindung, die wie derum über eine Leitung 29, Kontakte 11, 12 des Schalters S, eine Leitung 32 und Kontakte 17, 18 des Schalters S zur Über brückung einer Anlaßstrombegrenzung 19 über eine Leitung 30 mit dem anderen Pol 9 der Speisespannung U in Verbindung steht.The power tool comprises a universal motor with a core winding 2 , which is connected to two series-connected Wendepolwick lungs 6 , 7 via a line 31 with a pole 10 of the supply voltage U. The other pole of the armature winding 2 is in motor operation via a line 21 via contacts 14 , 15 of a three-pole changeover switch S and a line 28 with two field windings 3 , 4 connected in series, which in turn via a line 29 , contacts 11 , 12 of the switch S, a line 32 and contacts 17 , 18 of the switch S for bridging a starting current limitation 19 via a line 30 with the other pole 9 of the supply voltage U is in connection.
Während des Motorbetriebes werden also die Wendepolwicklungen 6, 7 vom gleichen Strom wie die Feldwicklungen 3, 4 durchflos sen.During motor operation, the reversing-pole windings 6 , 7 are therefore flowed through by the same current as the field windings 3 , 4 .
Im in Fig. 1 dargestellten Bremsbetrieb sind dagegen die Kon takte 11, 12 des Schalters S voneinander getrennt und die bei den Feldwicklungen 3, 4 über die Leitung 28 und Kontakte 14, 16 des Schalters S mit der zum einen Pol 10 der Speisespannung U führenden Leitung 31 verbunden. Zusätzlich ist eine Dioden strecke 22 vorgesehen, die parallel zu den beiden Feldwicklun gen 3, 4 angeordnet ist und im leitenden Zustand im Bremsbe trieb eine Überbrückung der beiden Feldwicklungen 3, 4 erlaubt.In the in Fig. 1 the braking mode shown, however, the Kon are contacts 11, 12 of the switch S separated from each other and in the field windings 3, 4 via line 28 and contacts 14, 16 of the switch S leading to the to a pole 10 of the supply voltage U Line 31 connected. In addition, a diode path 22 is provided, which is arranged in parallel with the two field windings 3 , 4 and in the conductive state in the Bremsbe operation bridging the two field windings 3 , 4 allows.
Im Bremsbetrieb ergibt sich eine selbsterregte Bremsung des Motors, wobei sich die Bremswirkung und die Kennlinie der Bremsung durch die Dimensionierung der Diodenstrecke 22 beein flussen läßt. Eine typische Dimensionierung für einen Uni versalmotor mit 2000 Watt ist eine Auslegung auf eine Schwellenspannung von etwa 4 bis 5 Volt, was sich durch ent sprechend dimensionierte antiparallel geschaltete Dioden errei chen läßt.In braking operation, self-excited braking of the motor results, the braking effect and the braking characteristic being able to be influenced by the dimensioning of the diode path 22 . A typical dimensioning for a universal motor with 2000 watts is a design for a threshold voltage of about 4 to 5 volts, which can be achieved by appropriately dimensioned anti-parallel diodes.
Erfindungsgemäß ist hierbei nun die Diodenstrecke 22 derart ge schaltet, daß sich ein Teil der Diodenstrecke 22 beim Schließen eines Bremsschalters SB überbrücken läßt. Die Diodenstrecke 22 umfaßt zwei antiparallel zueinander geschaltete Dioden 23, 24, die an der Leitung 20 liegen, die mit einem Pol der Ankerwick lung 2 in Verbindung steht und im Bremsbetrieb über die Kontak te 12, 13 des Schalters S und die Leitung 29 mit den Feldwick lungen 3, 4 verbunden ist. Das andere Ende der beiden Dioden 23, 24 ist wiederum mit zwei antiparallel zueinander geschalte ten Dioden 25, 26 verbunden, deren anderes Ende an der zur Feldwicklung 4 führenden Leitung 28 liegt, die im Bremsbetrieb über die Kontakte 14, 16 des Schalters S mit der Wendepolwick lung 7 verbunden ist. Parallel zu den beiden antiparalle len Dioden 25, 26 ist der als Ein-Aus-Schalter ausgeführte Bremsschalter SB angeordnet. Bleibt der Bremsschalter SB geöff net, so wird die Diodenstrecke 22 im Bremsbetrieb erst dann leitend, wenn die Schwellenspannung zweier hintereinander ge schalteter Dioden 23, 25 bzw. 24, 26 erreicht ist. Dagegen wer den die beiden Dioden 25, 26 bei geschlossenem Bremsschalter SB überbrückt, so daß die Diodenstrecke 22 bereits dann leitend wird, wenn die Schwellenspannung nur einer Diode 23 bzw. 24 er reicht wird.According to the invention, the diode path 22 is now switched such that part of the diode path 22 can be bridged when a brake switch SB is closed. The diode path 22 comprises two antiparallel connected diodes 23 , 24 , which lie on the line 20 , which is connected to a pole of the armature winding 2 in connection and in braking operation via the contacts te 12 , 13 of the switch S and the line 29 with the Feldwick lungs 3 , 4 is connected. The other end of the two diodes 23 , 24 is in turn connected to two antiparallel to each other switched diodes 25 , 26 , the other end of which is connected to the line 28 leading to the field winding 4 , which is in braking operation via the contacts 14 , 16 of the switch S with the Wendepolwick development 7 is connected. In parallel to the two antiparallic diodes 25 , 26 , the brake switch SB, which is designed as an on-off switch, is arranged. If the brake switch SB remains open, the diode path 22 only becomes conductive in braking operation when the threshold voltage of two diodes 23 , 25 or 24 , 26 connected in series is reached. In contrast, who bridges the two diodes 25 , 26 when the brake switch SB is closed, so that the diode path 22 becomes conductive when the threshold voltage of only one diode 23 or 24 is sufficient.
Demzufolge wird bei geöffnetem Bremsschalter SB eine schnellere Bremsung erreicht, während bei geschlossenem Bremsschalter SB eine langsamere Bremsung erfolgt, da zu Beginn der Bremsung die an den Feldwicklungen 3, 4 abfallende Spannung auf eine Schwel lenspannung begrenzt wird, die nur halb so groß wie bei geöff netem Bremsschalter SB ist. Erst dann, wenn die an den Feld wicklungen 3, 4 abfallende Spannung die Schwellenspannung der Diodenstrecke 22 unterschreitet, geht diese in den nicht lei tenden Zustand über, so daß die Abklingzeit von diesem Zeit punkt an etwas verkürzt wird.Accordingly, faster braking is achieved when the brake switch SB is open, while braking is slower when the brake switch SB is closed, since at the start of braking the voltage drop across the field windings 3 , 4 is limited to a threshold voltage which is only half as large as that when opened net brake switch SB is. Only when the windings falling on the field windings 3 , 4 falls below the threshold voltage of the diode path 22 , does this change to the non-conductive state, so that the decay time from this point is somewhat shortened.
Eine Schaltung eines weiteren erfindungsgemäßen Elektrowerkzeu ges ist in Fig. 2 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 1' bezeichnet.A circuit of a further electrical tool according to the invention is shown in FIG. 2 and generally designated by the number 1 '.
Da es sich um einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau der Schal tung gemäß Fig. 1 handelt, wurden für entsprechende Teile ent sprechende Bezugsziffern verwendet.Since there is a fundamentally similar structure of the scarf device according to FIG. 1, corresponding reference numerals have been used for corresponding parts.
Der einzige Unterschied zu der zuvor anhand von Fig. 1 be schriebenen Schaltung besteht darin, daß die wiederum aus je zwei paarweise zueinander parallel geschalteten Einzeldioden 23, 24 und 25, 26 bestehende Diodenstrecke 22' lediglich über den Bremsschalter SB' geschlossen werden kann.The only difference from the circuit previously described with reference to FIG. 1 is that the diode path 22 ', which in turn consists of two individual diodes 23 , 24 and 25 , 26 connected in parallel to one another in pairs, can only be closed via the brake switch SB'.
Der Bremsschalter SB' ist als einpoliger Umschalter mit drei Schaltstellungen ausgebildet, dessen erster Kontakt 33 mit den Anschlüssen der beiden Dioden 23, 24 verbunden ist und der in einer ersten Schaltstufe mit einem Kontakt 34 verbindbar ist, der an der Leitung 28 liegt, die mit der Feldwicklung 4 und über die Kontakte 14, 16 des Schalters S mit der Wendepolwick lung 7 im Bremsbetrieb in Verbindung steht. In einer zweiten Schaltstufe des Bremsschalters SB' ist der Kontakt 33 mit einem Kontakt 35 verbunden, der über einen Widerstand 37 an der Lei tung 28 liegt. Schließlich steht der Kontakt 33 des Bremsschal ters SB' in einer dritten Schaltstufe mit einem Kontakt 36 in Verbindung, an den die beiden Enden der beiden zueinander anti parallelen Dioden 25, 26 angeschlossen sind, deren anderes Ende an der Leitung 28 liegt.The brake switch SB 'is designed as a single-pole changeover switch with three switching positions, the first contact 33 of which is connected to the connections of the two diodes 23 , 24 and which can be connected in a first switching stage to a contact 34 which is connected to the line 28 connected to the field winding 4 and the contacts 14 , 16 of the switch S with the Wendepolwick development 7 in braking operation in connection. In a second switching stage of the brake switch SB ', the contact 33 is connected to a contact 35 which is connected to the line 28 via a resistor 37 . Finally, the contact 33 of the brake switch SB 'in a third switching stage is connected to a contact 36 to which the two ends of the two mutually anti-parallel diodes 25 , 26 are connected, the other end of which is on line 28 .
Damit ergibt sich in der ersten Schaltstufe des Bremsschalters SB', in der die Kontakte 33, 34 verbunden sind, eine anfänglich besonders geringe Bremswirkung, während sich in der zweiten Schaltstufe, in der die Kontakte 33, 35 verbunden sind, eine anfänglich etwas stärkere Bremswirkung ergibt, während sich in der dritten Schaltstufe, in der die Kontakte 33, 36 verbunden sind, die stärkste Bremswirkung mit dem anfänglich höchsten Bremsmoment ergibt.This results in an initially particularly low braking effect in the first switching stage of the brake switch SB ', in which the contacts 33 , 34 are connected, while in the second switching stage, in which the contacts 33 , 35 are connected, there is an initially somewhat stronger braking effect results, while in the third switching stage, in which the contacts 33 , 36 are connected, the strongest braking effect results with the initially highest braking torque.
Eine weitere Schaltung einer weiteren Variante eines erfin dungsgemäßen Elektrowerkzeuges ist in Fig. 3 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 40 bezeichnet.A further circuit of a further variant of a power tool according to the invention is shown in FIG. 3 and is designated overall by the number 40 .
Der Motor umfaßt wiederum eine Ankerwicklung 52, die über einen nicht dargestellten Kommutator lediglich schematisch angedeute te Bürsten über einen Schalter S'' im Motorbetrieb in Reihe mit der Speisespannungsquelle U schaltbar ist.The motor in turn comprises an armature winding 52 , which can only be switched in series with the supply voltage source U via a switch S '' via a switch S '' in motor operation via a commutator (not shown).
Bei dem Schalter S'' handelt es sich um einen zweipoligen Um schalter mit ersten miteinander verbundenen Kontakten 79, 81, die entweder mit einem Kontakt 78 oder mit einem Kontakt 80 verbindbar sind, und mit zweiten miteinander verbundenen Kon takten 83, 85, die entweder mit einem Kontakt 82 oder mit einem Kontakt 84 verbindbar sind. Der erste Pol 49 der Speisespan nungsquelle U ist über eine Leitung 70 mit dem Kontakt 78 des Schalters S'' verbunden, der im Motorbetrieb mit den beiden Kontakten 79, 81 des Schalters S'' verbunden ist, die wiederum über eine Leitung 66 mit einem Pol der Ankerwicklung 52 gekop pelt sind. Der zweite Pol der Ankerwicklung 52 ist über eine Leitung 64 mit den beiden Kontakten 83, 85 verbunden, die wie derum im Motorbetrieb mit dem Kontakt 82 des Schalters S'' ver bunden sind, der über eine Leitung 62 mit einem ersten Ende ei ner ersten Feldwicklung 53 gekoppelt ist, die mit einer zweiten Feldwicklung 54 in Reihe geschaltet ist und über eine Steuere lektronik 55 mit dem zweiten Pol 50 der Speisespannungsquelle U verbunden ist. Die Steuerelektronik 55 ist zusätzlich über eine Steuerleitung 68 mit den Kontakten 79, 81 des Schalters S'' ge koppelt. Die Steuerelektronik 55 dient zur Begrenzung des An laufstroms beim Einschalten des Motors, zur Begrenzung der Leerlaufdrehzahl des Motors und verhindert es, daß der Motor anläuft, wenn ein Stecker zur Verbindung mit der Speisespan nungsquelle U eingesteckt wird, während sich der Schalter S'' in der Einschaltstellung zum Einschalten des Motors befindet.The switch S '' is a two-pole order switch with first interconnected contacts 79 , 81 , which can be connected either with a contact 78 or with a contact 80 , and with second interconnected contacts 83 , 85 , either can be connected to a contact 82 or to a contact 84 . The first pole 49 of the supply voltage voltage source U is connected via a line 70 to the contact 78 of the switch S '', which is connected in motor operation to the two contacts 79 , 81 of the switch S '', which in turn are connected via a line 66 to a Pole of the armature winding 52 are coupled. The second pole of the armature winding 52 is connected via a line 64 to the two contacts 83 , 85 , which are in turn connected in motor operation to the contact 82 of the switch S ″ connected via a line 62 to a first end of a first one Field winding 53 is coupled, which is connected in series with a second field winding 54 and is connected via a control electronics 55 to the second pole 50 of the supply voltage source U. The control electronics 55 is additionally coupled via a control line 68 to the contacts 79 , 81 of the switch S ″. The control electronics 55 is used to limit the running current when switching on the engine, to limit the idle speed of the engine and prevents the engine from starting when a plug for connection to the supply voltage supply U is inserted while the switch S '' is in the switch-on position for switching on the motor.
Diese an sich bekannte Steuerelektronik 55 ist mit der Feld wicklung 54 verbunden, während die zweite Feldwicklung 53 über den Schalter S'' mit der Ankerwicklung 52 und diese wiederum mit dem anderen Pol 49 der Speisespannung U gekoppelt ist.This control electronics 55, which is known per se, is connected to the field winding 54 , while the second field winding 53 is coupled via the switch S ″ to the armature winding 52 and this in turn is coupled to the other pole 49 of the supply voltage U.
Der Kontakt 80 des Schalters S'' steht über zwei in Reihe ge schaltete Wendepolwicklungen 56, 57, eine Diode 72 und eine Leitung 60 mit dem Anschluß der ersten Feldwicklung 53 in Ver bindung, der über eine Leitung 62 gleichfalls über die Kontakte 82, 83 und die Leitung 64 mit der Ankerwicklung 52 verbunden ist. Parallel zu der Diode 72 ist ein Kondensator 74 in Reihe mit einem Begrenzungswiderstand 76 an das mit der Diode 72 ver bundene Ende der Wendepolwicklung 56 angeschlossen, wobei der Begrenzungswiderstand 76 ferner über eine Diodenstrecke 86, die aus vier in Durchlaßrichtung in Reihe geschalteten Dioden 87, 88, 89, 90 besteht, mit einer Leitung 58 verbunden ist, die ei nerseits mit der Feldwicklung 54 gekoppelt ist und andererseits an den Kontakt 84 des Schalters S'' angeschlossen ist.The contact 80 of the switch S '' is connected via two ge-connected reversing-pole windings 56 , 57 , a diode 72 and a line 60 to the connection of the first field winding 53 in connection, which also has a line 62 via the contacts 82 , 83 and line 64 is connected to armature winding 52 . In parallel with the diode 72 , a capacitor 74 is connected in series with a limiting resistor 76 to the end of the reversing pole winding 56 connected to the diode 72 , the limiting resistor 76 also being connected via a diode path 86 which consists of four diodes 87 connected in series in the forward direction. 88 , 89 , 90 is connected to a line 58 which is coupled on the one hand to the field winding 54 and on the other hand is connected to the contact 84 of the switch S ''.
Auf diese Weise wird im Motorbetrieb der Kondensator 74 über die vier Dioden 87 bis 90 aus dem Spannungsabfall an den Feld wicklungen 53, 54 aufgeladen.In this way, the capacitor 74 is charged via the four diodes 87 to 90 from the voltage drop across the field windings 53 , 54 during motor operation.
Wird nun der Schalter S'' aus der nicht dargestellten Motorbe triebsstellung in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung (Bremsbetrieb) umgeschaltet, also der Kontakt 81 des Schalters S'' mit dem Kontakt 80 verbunden, während die Verbindung des Kontaktes 79 mit dem Kontakt 78 geöffnet wird, und der Kontakt 85 mit dem Kontakt 84 verbunden, während die Verbindung des Kontaktes 83 mit dem Kontakt 82 geöffnet wird, so ergibt sich die in Fig. 3 gezeichnete Schaltung, in der der nunmehr ge schlossene Bremsstromkreis zu erkennen ist. Hierbei ist der er ste Pol 49 der Speisespannungsquelle U durch Öffnen der Verbin dung zwischen den Kontakten 78, 79 des Schalters S'' vom Bremsstromkreis abgetrennt. Die Ankerwicklung 52 steht über die Leitung 64 und die Kontakte 83, 85, 84 mit den Feldwicklungen 54, 53 in Verbindung, die am anderen Ende über die Diode 72 und die Wendepolwicklungen 56, 57 über die Kontakte 80, 81, 79 des Schalters S'' und die Leitung 66 mit dem anderen Anschluß der Ankerwicklung 52 gekoppelt sind. The switch S '' is now switched from the motor position (not shown) to the position shown in FIG. 3 (braking operation), that is to say the contact 81 of the switch S '' is connected to the contact 80 , while the connection of the contact 79 to the contact 78 is opened, and the contact 85 is connected to the contact 84 , while the connection of the contact 83 to the contact 82 is opened, the result is the circuit shown in FIG. 3, in which the now closed brake circuit can be seen. Here he is the ste pole 49 of the supply voltage source U by opening the connec tion between the contacts 78 , 79 of the switch S '' separated from the brake circuit. The armature winding 52 is connected via the line 64 and the contacts 83 , 85 , 84 to the field windings 54 , 53 , which at the other end via the diode 72 and the reversing pole windings 56 , 57 via the contacts 80 , 81 , 79 of the switch S. '' and line 66 are coupled to the other terminal of armature winding 52 .
Bei Umschalten vom Motorbetrieb in den Bremsbetrieb gemäß Fig. 3 wird anfänglich durch den Kondensator 74 ein kurzer Stromim puls über den Begrenzungswiderstand 76 und über die Wendepol wicklungen 56, 57 und die Ankerwicklung 52 erzeugt, wodurch die Selbsterregung zuverlässig eingeleitet wird. Der Motor, der in folge des noch laufenden Ankers 52 nunmehr im Generatorbetrieb arbeitet, erzeugt nunmehr einen Stromfluß im Bremsstromkreis über die beiden Wendepolwicklungen 56, 57 und die nunmehr lei tend gewordene Diode 72 über die Feldwicklungen 53, 54, der zu einer elektrodynamischen Bremsung des Motors führt. Dabei wird die nach Einleitung der Selbsterregung auftretende, an den Feldwicklungen 53, 54 abfallende Spannung durch die Dioden strecke 86 auf die Schwellenspannung, die der Summe der Schwellspannungen der vier Dioden 87 bis 90 entspricht, be grenzt, so daß der durch die Feldwicklungen 53, 54 fließende Feldstrom begrenzt wird.When switching from motor operation to braking operation according to FIG. 3, a short current pulse is initially generated by the capacitor 74 via the limiting resistor 76 and via the reversing pole windings 56 , 57 and the armature winding 52 , whereby the self-excitation is reliably initiated. The motor, which now works in generator mode as a result of the armature 52 still running, now generates a current flow in the brake circuit via the two reversing pole windings 56 , 57 and the diode 72, which has now become conductive, via the field windings 53 , 54 , which leads to electrodynamic braking of the Motors leads. In this case, the voltage occurring after the initiation of self-excitation and dropping across the field windings 53 , 54 through the diodes is 86 to the threshold voltage, which corresponds to the sum of the threshold voltages of the four diodes 87 to 90 , so that the through the field windings 53 , 54 flowing field current is limited.
Erfindungsgemäß ist ein Bremsschalter SB'' mit drei Schaltstel lungen vorgesehen, durch den sich, je nach Schaltstellung, ent weder eine Diode 89 der Diodenstrecke 86 überbrücken läßt, oder beide hintereinandergeschaltete Dioden 89, 90 überbrücken las sen, oder in der dritten Schaltstellung gar keine der Dioden überbrücken läßt.According to the invention, a brake switch SB '' is provided with three switch positions, through which, depending on the switch position, ent either a diode 89 of the diode path 86 can be bridged, or both diodes 89 , 90 connected in series can be bridged, or none in the third switch position that bridges diodes.
Hierzu ist der Bremsschalter SB'' als einpoliger Umschalter mit drei Schaltstellungen ausgebildet, wobei ein Schaltkontakt 44 in der Mitte der Diodenstrecke zwischen den beiden Dioden 88, 89 angeschlossen ist, ein erster Kontakt 45, mit dem der Kon takt 44 in einer Schaltstufe verbindbar ist, zwischen den bei den Dioden 89, 90 angeschlossen ist, ein zweiter Kontakt 46 an das Ende der Diode 90 angeschlossen ist, die mit der Leitung 58 verbunden ist, während der dritte Kontakt 47 offen bleibt.For this purpose, the brake switch SB '' is designed as a single-pole changeover switch with three switching positions, a switching contact 44 being connected in the middle of the diode path between the two diodes 88 , 89 , a first contact 45 with which the contact 44 can be connected in a switching stage , between which is connected to the diodes 89 , 90 , a second contact 46 is connected to the end of the diode 90 , which is connected to the line 58 , while the third contact 47 remains open.
Somit wird je nach Schaltstellung des Bremsschalters SB'' ent weder nur eine Diode 89 der Diodenstrecke 86 überbrückt, oder die beiden hintereinander geschalteten Dioden 89, 90 über brückt, oder es tritt gar keine Überbrückung von Dioden auf.Depending on the switching position of the brake switch SB '', either only one diode 89 of the diode path 86 is bridged, or the two diodes 89 , 90 connected in series are bridged, or no bridging of diodes occurs at all.
Es versteht sich, daß anstelle eines Schalters auch ein ein stellbarer Widerstand parallel zu einer oder mehrerer Dioden der Diodenstrecke 86 vorgesehen sein kann.It goes without saying that instead of a switch, an adjustable resistor can also be provided in parallel with one or more diodes of the diode path 86 .
Zusätzlich ist parallel zu den beiden Wendepolwicklungen 56, 57 noch eine Einrichtung 42 zur. Überbrückung der beiden Wendepol wicklungen 56, 57 gegen Ende des Bremsvorgangs vorgesehen. Bei dieser Einrichtung 52 kann es sich um einen zeitabhängigen Schalter, z. B. um ein zeitverzögernd ansprechendes Relais oder Elektronikbauteil, z. B. Triac, mit einer Zeitverzögerungsschal tung handeln. Sobald die Wendepolwicklungen 56, 57, die im Ver gleich zu den Feldwicklungen 53, 54 relativ hochohmig sind, überbrückt werden, wird der Bremsvorgang nochmals kurzfristig verstärkt, so daß die Drehzahl gegen Ende des Bremsvorganges schneller abfällt.In addition to the two reversing-pole windings 56 , 57 there is also a device 42 for. Bridging the two reversing pole windings 56 , 57 is provided towards the end of the braking process. This device 52 can be a time-dependent switch, e.g. B. a time-delay responsive relay or electronic component, for. B. Triac, act with a time delay circuit. As soon as the reversing pole windings 56 , 57 , which are relatively high in resistance compared to the field windings 53 , 54 , are bridged, the braking process is again briefly amplified, so that the speed drops faster towards the end of the braking process.
Durch den Bremsschalter SB'' läßt sich dabei eine Anpassung des maximalen anfänglichen Bremsmomentes an die jeweiligen Bedürf nisse des Benutzers in mehreren Schaltstufen erreichen.With the brake switch SB '' you can adjust the maximum initial braking torque to the respective needs nisse of the user in several switching stages.
Die erfindungsgemäße Einstellmöglichkeit zur Begrenzung des an fänglichen maximalen Bremsmomentes kann so realisiert werden, daß das die Bremszeit beeinflussende Schaltelement zur indivi duellen Voreinstellung verwendet wird (bspw. mit werkzeugver stellbarem Umschalter am Gerätegehäuse), oder daß die Bremszeit bei jedem Bremsvorgang beeinflußt werden kann.The inventive setting option to limit the catchable maximum braking torque can be realized that the switching element influencing the braking time is indivi duel presetting is used (e.g. with tool holder adjustable switch on the device housing), or that the braking time can be influenced with each braking operation.
Zusätzlich kann optional ein Zusatzschalter 107 vorgesehen sein, der mit dem Schalter S'' in Reihe liegt und als Sicher heitsschalter für einen sogenannten Zweirad-Winkelschleifer ausgebildet ist und dessen Funktion im Zusammenhang mit Fig. 4 nachfolgend erläutert wird. Auch kann im Bremsstromkreis ein weiterer Schalter SB''' vorgesehen sein, mit dem sich die Bremswirkung vollständig abschalten läßt.In addition, an additional switch 107 can optionally be provided, which is in series with the switch S ″ and is designed as a safety switch for a so-called two-wheel angle grinder and whose function is explained below in connection with FIG. 4. A further switch SB '''can also be provided in the brake circuit, with which the braking effect can be switched off completely.
In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug am Beispiel eines Zweihand-Winkelschleifers dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 100 bezeichnet. FIG. 4 shows an electric tool according to the invention using the example of a two-hand angle grinder and is designated overall by the number 100 .
Das Elektrowerkzeug 100 umfaßt ein Gehäuse 101, an dessen vor derem, werkzeugseitigen Ende ein erster seitlicher Zusatzhand griff 102 aufgenommen ist, der einen Zusatzschalter 107 auf weist, und an dessen hinterem, dem Werkzeug abgewandten Ende ein zweiter, insgesamt mit 103 bezeichneter Handgriff vorgese hen ist.The power tool 100 comprises a housing 101 , at the front, the tool-side end of a first additional side handle 102 is received, which has an additional switch 107 , and at the rear end facing away from the tool, a second, generally designated 103 handle hen is.
Der Handgriff 103 weist eine Verriegelung 105 und einen Schal ter 104 auf, die so miteinander gekoppelt sind, daß erst nach Lösen der Verriegelung 105 der Schalter 104 betätigt werden kann. The handle 103 has a lock 105 and a scarf ter 104 , which are coupled so that the switch 104 can only be actuated after releasing the lock 105 .
Zur individuellen Voreinstellung des Bremsmomentes dient ein Stellelement 106, das vorzugsweise unmittelbar neben der Ver riegelung 105 angeordnet ist und eine Beeinflussung des maxima len Bremsmomentes in mehreren (drei) Schaltstufen je nach den individuellen Bedürfnissen des Benutzers erlaubt.For the individual presetting of the braking torque, an actuating element 106 is used , which is preferably arranged directly next to the locking 105 and allows influencing the maximum braking torque in several (three) switching stages depending on the individual needs of the user.
Wird nun entweder der Zusatzschalter 107 oder der Schalter 104 losgelassen, so erfolgt ein reguläres Abbremsen gemäß der mit dem Stellelement 106 voreingestellten Bremsstufe. Werden dage gen der Schalter 105 und der Zusatzschalter 107 losgelassen, so wird die Bremsschaltung auf Schnellbremsung umgeschaltet, da dies mit einer eventuellen Gefahrensituation verbunden sein könnte.If either the additional switch 107 or the switch 104 is released, there is regular braking in accordance with the braking level preset with the control element 106 . If, however, the switch 105 and the additional switch 107 are released, the brake circuit is switched to rapid braking, since this could be associated with a possible dangerous situation.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, den am Motor zum Ein-Ausschalten vorhandenen Schalter um eine weitere Schaltstellung "Sanftbremsen" zu erweitern. Ein solcher Schal ter hätte dann etwa die drei Funktionsstellungen: "Ein schalten", "Ausschalten mit Sanftbremsung" und "Ausschalten mit Schnellbremsung".Another design option is that on Motor to switch on / off existing switches by one more Extend switch position "soft braking". Such a scarf ter would then have approximately three functional positions: "A switch "," switch off with soft braking "and" switch off with Rapid braking ".
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