DE3011164B2

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Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für handgehaltene elektrische Werkzeugmaschinen, insbesondere Heimwerkermaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, um bei Überlastung der Maschine bis zum Stillstand (Blockierung) ein sebsttätiges Abschalten zu bewirken.The invention relates to a protective device for hand-held electrical machine tools, in particular do-it-yourself machines, according to the preamble of claim 1, in order to switch off automatically when the machine is overloaded until it comes to a standstill (blocking) to effect.

Die Schutzeinrichtungen moderner Werkzeugmaschinen umfassen neben den Sicherheitseinrichtungen gegen Berühren spannungsführender Teile meist auch einen elektrischen Überlastschutzschalter, um thermische Überlastung des Motors auszuschließen. Auch die verschiedenen Werkzeuge und Vorsatzgeräte müssen den einschlägigen Sicherheitsvorschriften genügen. Dennoch kann der Betrieb solcher Werkzeugmaschinen auch eine Reihe von Gefahren mit sich bringen, die vor allem dadurch vergrößert wird, daß häufig auch Laien mit den Maschinen arbeiten, denen im allgemeinen gar nicht bewußt ist, in welchem Ausmaß Verletzungen durch unsachgemäße Bedienung der Maschinen entstehen können, In addition to the safety devices against contact with live parts, the protective devices of modern machine tools usually also include an electrical overload protection switch to prevent thermal overloading of the motor. The various tools and attachments must also comply with the relevant safety regulations. However, the operation of such machine tools can also bring a number of dangers with it, which is mainly increased by the fact that laypeople often work with the machines, who are generally not even aware of the extent to which injuries can result from improper use of the machines ,

Eine der konkreten Gefahren, die bei einigen Arbeiten mit Werkzeugmaschinen ganz besonders häufig auftreten kann, ist das Blockieren des Werkzeuges im Werkstück, Beispiele für diese Erscheinung sind das Bohren in dünnem Blech — meist dann, wenn der Bohrer das Blech gerüde durchstößt —, Kreissägeschnitte und Trennen (Trennschleifen). Schon durch geringfügiges Verkanten von Maschine oder Werkstück wird gerade bei den letztgenannten Arbeiten das Werkzeug verklemmt und die Maschine blockiert Die in diesem Falle sicherste Maßnahme ist eine Abschaltung der Maschine, leider wird diese Vorsichtsmaßregel aber zu selten beachtet Versucht man nämlich, die eingeschaltete Maschine zurückzuziehen beziehungsweise die Ursache der Verklemmung zu beseitigen, kann das plötzliche Wiederanlaufen der Maschine sehr unangenehme Folgen haben. One of the specific dangers that can occur particularly frequently in some work with machine tools is the tool jamming in the workpiece.Examples of this phenomenon are drilling in thin sheet metal - usually when the drill roughly penetrates the sheet metal -, circular saw cuts and Cutting (abrasive cutting). Even a slight tilting of the machine or workpiece causes the tool to jam and the machine to jam, especially during the last-mentioned work To eliminate the cause of the deadlock, the sudden restart of the machine can have very unpleasant consequences.

Besonders gilt dies in den Fällen, wie Holzteile das Kreissägeblatt verklemmen, die beim Wiederanlauf weggeschleudert werden, oder aber bei Verkanten vonThis is especially true in cases such as wooden parts Jamming the circular saw blade, which is thrown away when restarting, or if it tilts Schleifscheiben, wo häufig ein Bruch der Scheibe entsteht und die Teile der Schleifscheibe sich lösen können.Grinding wheels, where the wheel often breaks and parts of the grinding wheel come loose be able.

Bei Werkzeugmaschinen höherer Leistung ist häufig für den Fall einer Blockierung des Werkzeuges eineIn machine tools, higher power is common in the event of a blockage of the tool Sicherheitsrutschkupplung vorgesehen, die bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes auslöst, so daß der Motor weiter läuft, das Werkzeug aber stehen bleibt Diese Sicherheitsrutschkupplung kann aber die geschilderten Gefahren keineswegs mildern, da auchSafety slip clutch provided, which triggers when a certain torque is exceeded, see above that the motor continues to run, but the tool stops In no way mitigate the dangers described, there too hier bei Wegfall der Ursache der Verklemmung des Werkzeuges ein stoßartiges Wiederanlaufen eintritthere if the cause of the deadlock no longer applies The tool suddenly starts up again

Eine sofortige Abschaltung der Maschine bei Stillstand (Blockierung) - was aus der CH-PS 3 40 889 bereits als bekannt hervorgeht — kann aber keineAn immediate shutdown of the machine when it comes to a standstill (blockage) - what from CH-PS 3 40 889 is already known - but cannot Abhilfe für das Problem darstellen. Gerade bei Werkzeugmaschinen sind Betriebszustände denkbar, wo das volle Antriebsmoment zur Verfügung stehen muß, es würde auch in vielen Fällen zu störenden Arbeitsunterbrechungen führen, wenn jede — auchProvide a remedy for the problem. Just at Machine tools are conceivable in operating states where the full drive torque is available must, it would also lead to disruptive work interruptions in many cases, if every - also kurzzeitige - Blockierung der Maschine eine Abschaltung zur Folge hätte.Brief - blocking of the machine would result in a shutdown.

Somit stellt sich die Aufgabe, eine selbsttätige Abschaltung der Maschine innerhalb eines Zeitraumes nach Eintreten des Stillstandes der Maschine zuThus the task arises of an automatic shutdown of the machine within a period of time after the machine has come to a standstill bewirken, der unterhalb der Reaktionszeit des Arbeitenden liegt, damit nicht ein Zurückziehen der Maschine bei eingeschaltetem Motor versucht wird. Andererseits nriß die Maschine noch Sekundenbruchteile nach der Blockierung ihr volles Moment abgeben, um diecause, which is below the reaction time of the worker, so that the machine is not withdrawn an attempt is made with the motor switched on. On the other hand, the machine was still cracking a fraction of a second after the Blocking their full moment to give up the

Leistungsgrenzen voll ausschöpfen zu können.To be able to fully exploit performance limits.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Schutzvorrichtung nach dem Anspruch 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Eine Veränderung der Zeit bis zum Ansprechen desThis object is achieved according to the invention in the protective device according to claim 1 by its characteristic features solved. A change in the time it takes for the

Überlastschutzschalters (7) kann dadurch bewirkt werden, daß der Widerstand (6) veränderlich ist, die Zeitkonstante kann damit die Beanspruchungen entsprechend angepaßt werden.Overload protection switch (7) can be caused by the fact that the resistor (6) is variable, the The time constant can thus be adapted to the loads accordingly.

Die gewählte Schaltung, die den Überlastschutzschal-The selected circuit that controls the overload protection

ter (7) in die Funktion der Schutzvorrichtung bei Blockierung der Maschine einbezieht, hat gegenüber der aus der CH-PS 3 40 889 bekannten Lösung, unmittelbar einen Trennschalter im Hauptstromkreister (7) in the function of the protective device Blocking of the machine involves, compared to the solution known from CH-PS 3 40 889, a circuit breaker in the main circuit

der Maschine einzuschalten, der die Sicherheitsabschaltung bewirkt, zwei Vorteile; Es wird vermieden, ein zusätzliches Bedienungselement an der Maschine anzuordnen. Die Auslösung des Oberlastschutzschalters (7) im Dauerbetrieb oder durch die Blockierungssicherung nach der vorliegenden Erfindung führt zu dem gleichen Ergebnis. Die Bedienung der Maschine kann wie gewohnt — auch mit der erweiterten Schutzeinrichtung — erfolgen. Der entscheidende Vorteil ist aber darin zu sehen, dnß der Überlastschutzschalter (7) nach seinem Ansprechen für einige Zeit auf Grund seiner thermischen Überlastung und der zur Abkühlung erforderlichen Zeitspanne nicht sofort wiedereinschaltbar ist, worin ein zusätzliches Sicherheitselement begündet ist Während der Abkühlzeit des Überlastschutzschalters besteht die Gelegenheit, die Ursache der Blockierung der Maschine gefahrlos zu beseitigen.switch on the machine, the safety shutdown causes two benefits; Avoid one to arrange additional control element on the machine. The triggering of the overload circuit breaker (7) in continuous operation or through the blocking protection according to the present invention leads to the same result. The operation of the machine can as usual - also with the extended protective device. But the key advantage is to see in it, dnß the overload protection switch (7) after its response for some time due to its thermal overload and that of cooling down required period of time cannot be switched on again immediately, in which an additional safety element is established During the cooling time of the overload protection switch there is an opportunity to identify the cause the blockage of the machine can be removed safely.

F i g. 1 und 2 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für mechanische Einrichtungen zur Betätigung des Schalters (5) anhand schematischer Längsschnitte durch eine Handbohrmaschine. Bei der in F i g. 1 gezeigten Form handelt es sich urn eine auf der Antriebswelle (1) des Antriebsmotors angeordnete Einrichtung, bei der der Schalter (5) mit einer auf der Antriebswelle (1) verschiebbaren Muffe (3) verbunden ist Diese Muffe ist zwischen einer Druckfeder (2) und kippbar gelagerten Fliehgewichten (4) eingespannt Bei schneller Drehung der Antriebswelle (1) werden die Fliehgewichte (4) nach außen gedruckt Dadurch wird Muffe (3) gegen den Druck der Feder (2) verschoben, der Schalter (5) ist geöffnet Bei Stillstand der Antriebswelle (1) jedoch kann die Kraft der Druckfeder (2) durch die Fliehgewichte (4) nicht ausgeglichen werden, die Muffe (3) wird gegen die Fliehgewichte hin verschoben und schließt dabei den Schalter (5).F i g. 1 and 2 show different exemplary embodiments for mechanical devices for operating the switch (5) on the basis of schematic longitudinal sections by a hand drill. In the case of the in FIG. 1 is one on the Drive shaft (1) of the drive motor arranged device in which the switch (5) with one on the Drive shaft (1) is connected to sliding sleeve (3). This sleeve is between a compression spring (2) and tiltable centrifugal weights (4) clamped in. When the drive shaft (1) rotates quickly, the Flyweights (4) printed outwards This moves the sleeve (3) against the pressure of the spring (2), the switch (5) is open. When the drive shaft (1) comes to a standstill, however, the force of the compression spring (2) are not balanced by the flyweights (4), the sleeve (3) is against the flyweights moved and closes the switch (5).

Derartige Konstruktionen sind als »Fliehkraftschalter« allgemein bekannt Bei der hier geschilderten Anwendung wird so über den Widerstand (6) ein Stromkreis geschlossen, der gemeinsam mit dem über den Motorstromkreis der Maschine fließenden Strom den Überlastschutzschalter (7) zum Ansprechen bringt.Such constructions are generally known as "centrifugal switches" in the case of the one described here Application, a circuit is closed over the resistor (6), which together with the over The current flowing in the motor circuit of the machine causes the overload protection switch (7) to respond.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung ist der Schalter (S) aber auch bei abgeschalteter Maschine geschlossen, das bedeutet, daß beim Einschalten der Maschine während des Hochlaufens über den Widerstand (6) ein Strom fließen würde, bis eine Drehzahl der Antriebswelle (1) erreicht ist, bei der die Fliehgewichte (4) die Muffe (3) gegen die Federkraft der Druckfeder (2) verschieben können, so daß der Schalter (5) geöffnet wird.In the case of the in FIG. 1, the switch (S) is also shown when the machine is switched off closed, which means that when the machine is switched on during run-up via the resistor (6) a current would flow until a speed of the drive shaft (1) is reached at which the flyweights (4) the sleeve (3) can move against the spring force of the compression spring (2) so that the switch (5) opens will.

Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn der Widerstand (6) mit negativem Temperaturkoeffizienten ausgeführt wird, so daß er zunächst einen sehr hohen Widerstandswert aufweist, der aber mit der Zeit derThis disadvantage can be avoided if the resistor (6) has a negative temperature coefficient is carried out, so that it initially has a very high resistance value, but over time the

ίο Belastung abnimmtίο load decreases

Bei Werkzeugmaschinen mit einer Sicherheitsrutschkupplung kann aber eine Einrichtung verwirklicht werden, bei der beim Einschalten der Maschine keinerlei Nachteile auftreten.In the case of machine tools with a safety slip clutch, however, a device can be implemented in which there are no disadvantages when the machine is switched on.

Fig.2 zeigt eine solche Anordnung, bei der der Schalter (5) über eine Muffe (8) betätigt wird, die durch die Relativbewegung der beiden Hälften (10 und 11) der Sicherheitsrutschkupplung in Längsrichtung verschoben werden kann. Dies geschieht durch ein Gewinde (9) am äußeren Umfang der abtriebsseitigen Hälfte (11) der Rutschkupplung. Die Innenseite der Muffe (8) ist mit einem entsprechenden Gewinde (9) Vv-vsehen. Die Muffe wird bei normalem Betrieb (wenn beide Teile der Rutschkupplung gemeinsam umlaufen) durch die FederFig.2 shows such an arrangement in which the Switch (5) via a sleeve (8) is actuated by the relative movement of the two halves (10 and 11) of the Safety slip clutch can be moved in the longitudinal direction. This is done through a thread (9) on the outer circumference of the output-side half (11) of the Slip clutch. The inside of the sleeve (8) is provided with a corresponding thread (9). The socket is caused by the spring during normal operation (when both parts of the slip clutch rotate together)

(12) in ihrer Endlage gehalten. Bei Auslösen der Rutschkupplung jedoch, wenn die abtriebsseitige Hälfte (11) wegen Überschreitung des Belastungsmomentes stehen bleibt, erfolgt durch die weitere Drehung der antriebsseitigen Hälfte (10) der Rutschkupplung über eine am äußeren Umfang der Kupplungshälfte (10) angeordnete Reibungsfläche eine Mitnahme der Muffe (8). Dabei verdreht sich diese Muffe gegenüber der stillstehenden Kupplungshälfte (11) und wird entsprechend der Steigung des Gewindes (9) in axialer Richtung verschoben, wobei der Schalter (5) betätigt und der Stromkreis über den Widersland (6) geschlossen wird.(12) held in its end position. When the slip clutch is triggered, however, when the output-side half (11) stops because the load torque is exceeded, is done by further turning the the drive-side half (10) of the slip clutch via one on the outer circumference of the clutch half (10) arranged friction surface entrainment of the sleeve (8). This sleeve rotates with respect to the stationary coupling half (11) and is according to the pitch of the thread (9) in the axial direction moved, the switch (5) operated and the circuit is closed via the opposing land (6).

In ähnlicher Weise kann die Funktion der Schutzvorrichtung auch unter Verwendung von elektronischen Bauelementen verwirklicht werden. Dies kann zum Beispiel durch Lichtschranken geschehen, die die Drehbwegung der Antriebswelle (1) beobachten. Auch für den Widerstand (6) sind elektronische Ersatzschaltungen möglich, die eine Zeitverzögerung beziehungsweise eine Veränderung des elektrischen Widerstandes bewirken.In a similar way, the function of the protection device can also be performed using electronic Components are realized. This can be done, for example, by light barriers that the Observe the rotation of the drive shaft (1). There are also electronic equivalent circuits for the resistor (6) possible that a time delay or a change in the electrical resistance cause.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Protection device for hand-held electrical machine tools, in particular home improvement machines, with a drive motor, with a sebsttätigen overload protection switch and with a switch actuated by the rotary movement of the drive shaft of the drive motor, which switches off the drive motor when it comes to a standstill under overload, characterized in that the switch (5) and a resistor (6) are arranged in a circuit parallel to the main circuit of the machine, and that this additional circuit together with the main circuit loads the overload circuit breaker (7) when the machine is blocked

2.2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (6) veränderlich istProtective device according to claim 1, characterized characterized in that the resistance (6) is variable

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (6) einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist3. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the resistor (6) has a negative temperature coefficient

4. Schutzvorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Widerstand (6) durch eine an sich bekannte elektrische Schaltung ersetzbar ist, die einen zunächst hohen, mit der Zeit aber stark abnehmenden Widerstand darstellt4. Protection device according to claim I or 2, characterized in that the resistor (6) can be replaced by an electrical circuit known per se, which initially becomes high over time but represents sharply decreasing resistance

5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Veränderung des Widerstandes der Schaltung einstellbar ausgeführt wird.5. Protection device according to claim 4, characterized in that the change over time of the Resistance of the circuit is made adjustable.

6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (6) mit einer auf der Abtriebswelle (1) verschiebbaren Muffe (3) verbunden ist und daß diese Muffe zwischen einer Druckfeder (2) und kippbar gelagerten Fliehgewichten (4) eingespannt ist6. Protection device according to claim 1, characterized in that the switch (6) is connected to a sleeve (3) displaceable on the output shaft (1) and that this sleeve is clamped between a compression spring (2) and tiltably mounted flyweights (4)

7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schalter (5) eine Muffe (8) verbunden ist, die über ein Gewinde (13) gegen die Kraft der Feder (12) in Längsrichtung verschiebbar am äußeren Durchmesser einer Sicherheitsrutschkupplung (10,11) gelagert ist.7. Protection device according to claim 1, characterized in that the switch (5) has a sleeve (8) is connected, which is mounted via a thread (13) against the force of the spring (12) displaceably in the longitudinal direction on the outer diameter of a safety slip clutch (10, 11).

8. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Drehbewegung der Antriebswelle (1) gesteuerter elektronischer Schaltkreis zur Betätigung des Schalters (5) vorgesehen ist8. Protection device according to claim 1, characterized in that one of the rotational movement of the Drive shaft (1) controlled electronic circuit for actuating the switch (5) is provided