EP1431006B1 - Betriebsverfahren und Kühleinrichtung für den Motor eines Elektrowerkzeugs - Google Patents

Betriebsverfahren und Kühleinrichtung für den Motor eines Elektrowerkzeugs Download PDF

Info

Publication number
EP1431006B1
EP1431006B1 EP03104751.7A EP03104751A EP1431006B1 EP 1431006 B1 EP1431006 B1 EP 1431006B1 EP 03104751 A EP03104751 A EP 03104751A EP 1431006 B1 EP1431006 B1 EP 1431006B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
load
motor
speed
engine
power tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03104751.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1431006A3 (de
EP1431006A2 (de
Inventor
Frank Fritsch
Hermann Schuster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP1431006A2 publication Critical patent/EP1431006A2/de
Publication of EP1431006A3 publication Critical patent/EP1431006A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1431006B1 publication Critical patent/EP1431006B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/008—Cooling means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00—Electricity: motor control systems
    • Y10S388/923—Specific feedback condition or device
    • Y10S388/934—Thermal condition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00—Electricity: motor control systems
    • Y10S388/935—Specific application:
    • Y10S388/937—Hand tool

Definitions

  • the invention relates to an operating method for the motor of a power tool z. B. a rotary hammer whose idle operating speed is adjusted by a control electronics to a value that is equal to or slightly above a selected working speed. Moreover, the invention relates to a power tool with device features for implementing this method of operation.
  • the service life and the operational readiness of the motor of a power tool depend crucially on the engine temperature. Excessive engine temperature can cause the engine to run for a certain amount of time while it is cooling down. During operation, the temperature of the motor should therefore not exceed a certain value. The engine temperature increases the higher the load torque that must be applied by the engine. On the other hand, the temperature drops when the engine is idling. The cooling is better at high speeds due to the increased air flow.
  • the working speed is the speed of the motor under load; It is determined by the application process or specific conditions of use. If a very high torque has to be applied by the engine, the engine speed drops due to the natural load characteristic of the engine (cf. Fig. 3 ).
  • the operating idle speed must not be far above the working speed for convenient operation of the power tool. This would z. B. disturbing effect on rotary hammers when the tool is discontinued and then re-attached. There should also be no large fluctuations in the idle operating speed, as they also have a disturbing effect.
  • the idle running speed of the engine is therefore always limited to a favorable level only slightly above the selected working speed.
  • an operating method for the motor of a power tool whose idle operating speed is adjusted by control electronics to a value equal to a selected operating speed, the motor being operated for cooling at a predetermined increased idling speed, if no load torque is applied to the motor acts.
  • a power tool comprises an electronic control unit for the speed of its engine, the operating idle speed is set to a value which is equal to a selected operating speed, and a time measuring device, after a definable idle time ein Trigger signal outputs to the control electronics, to increase the speed of the engine to a suitable, suitable for cooling, predetermined, increased idle speed. It is possible that the time measuring device immediately emits the trigger signal, ie, that no time delay occurs and the engine is switched immediately after reaching the idle speed to the increased idle speed.
  • the engine is preferably operated after a predefinable idle time, during which the engine runs at the idle operating speed, with the predetermined increased idling speed.
  • the idling operation is preferably determined by measuring the motor current or the torque of the motor. It is also advantageous to determine the idle time as a function of the previous load on the engine. In this case, the idle time is shortened if the engine was previously operated in overload, and it is switched to the working speed as soon as the engine is loaded with a torque that is above the idling torque.
  • the increased idle speed is also set as described above, if the engine was switched off and on again.
  • the engine after the engine is turned on, it will switch to the increased idle speed after an idle time, which may depend on the previous load on the engine, if no load torque is required from the engine. It is also possible that immediately after the engine is switched on the increased idle speed is set if no load torque is required by the engine.
  • a load measuring device which measures the motor current and thus determines the idling operation of the engine and emits an idling signal, with which the idling operation of the engine is displayed, to the time measuring device and the control electronics.
  • the load measuring device measures the operating load of the engine and outputs a load signal to the time measuring device for determining an idle time as a function of this load.
  • the time measuring device selects a shortened idling time when the load measuring device has previously measured a heavy load on the motor.
  • the control electronics immediately sets the speed of the engine to the working speed when the idle signal indicates that the engine is not idling. Thus, always a comfortable operation guaranteed.
  • the control electronics adjust the speed of the motor as described above when the engine is turned off and on again.
  • the idling speed of the engine is raised to an increased idling speed.
  • the value ⁇ n by which the speed is increased may be fixed or it may depend on the load previously achieved.
  • the speed of the engine is not increased immediately, but after a certain time from the normal idle operating speed to the increased idle speed.
  • the increased idle speed is chosen as high as possible, so that an effective cooling of the engine, especially after it has been operated in overload, is possible.
  • the increased idle speed must not exceed a certain value, as otherwise damage to the power tool may occur.
  • the increased idle speed may interfere with the operation of the power tool and for certain applications.
  • the speed is therefore reduced without delay from the increased idle speed to the idle operating speed as soon as the engine torque is required, which is greater than the idling torque. The speed change thus takes place outside of the work process, so that comfortable work is always possible.
  • Fig. 1 shows the course of the speed according to the invention.
  • the engine will start to operate normally until a certain time T 1 certain working torque (load moment) M 1 required.
  • the engine is no longer charged, ie the engine must now only the idle torque M L (M L ⁇ M 1 ), apply.
  • the idling torque M L is determined by the falling below a predetermined current, which is absorbed by the engine.
  • the motor is now running for a period .DELTA.T with the operation idling speed n 1, which is equal to the operating speed n is 1 or slightly higher.
  • the idle time ⁇ T is dependent on the course of the load torque before the time T 1 . In a preferred embodiment, the value of the idle time ⁇ T depends on the maximum load torque that has occurred between the last cooling and the time T 1 .
  • the speed of the engine is increased at the time T 2 of the idle operating speed n 1 by a value .DELTA.n to an increased idle speed n 2 .
  • the value ⁇ n by which the speed is increased may be predefined or dependent on the maximum load torque that occurred between the last cooling and the time T 1 .
  • the engine is now operated at the increased idle speed until a load torque M 2 is required, which is above the idling torque M L (M 2 > M L ).
  • the presence of the load torque M 2 is in turn determined by measurements of the motor current, which is recorded by the engine, or based on the rotational speed.
  • a load torque M 2 from the engine is required, which is greater than the idling torque M L.
  • the speed of the engine is therefore reduced immediately at this time T 3 to the selected operating speed n 1 .
  • the increased speed n 2 is also reduced if the power tool is turned off and turned on again and the engine is required a torque that is above the idling torque M L. That is, after Fig. 1 the engine could have been switched off at time T 3 .
  • the procedure is analogous to the above, ie, after switching on the idle time .DELTA.T is switched to an increased speed n 2 . It is also possible that immediately after switching on the increased idle speed is set.
  • the data required for determining the idling time ⁇ T eg the maximum load torque, can be stored when the engine is switched off. In Fig. 1 So the engine could have been switched on again at time T 1 .
  • the related to the operating method according to the invention functional block diagram of Fig. 2 shows the engine 1, the speed of which is set by an electronic control unit 4 by a control signal 3.
  • the control electronics 4 sets the speed to default values, which are specified via a selector switch 2.
  • the load measuring device 6 measures the load of the engine 1 and outputs an idling signal 8 and a load signal 9.
  • the idle signal 8 assumes the value "1" when the engine 1 does not have to apply a load torque, ie, the engine is idling and the value "0" if the engine 1 is loaded.
  • the load signal 9 assumes continuous values, which are dependent on the load of the motor. Based on the load signal 9 determines a time measuring device 5, the idle time .DELTA.T.
  • the idle time .DELTA.T may be predetermined, it may depend on the maximum load torque which has occurred between the last cooling and the time T 1 , or it may depend on an average load value.
  • the average load value is the average load torque that has occurred between the last and the current cooling phase.
  • the cooling phase is the period during which the engine is operated at the increased idle speed. The load value is reset after reaching the increased idle speed.
  • the time measuring device 5 starts a timer with the idling time .DELTA.T as the start time, if the idle signal 8 changes from the value "0" to "1". In Fig. 1 this takes place at time T 1 .
  • the time measuring device After expiration of the idle time .DELTA.T the time measuring device outputs a trigger signal 7 to the control electronics 4 from.
  • the control electronics 4 Upon receipt of the trigger signal 7, the control electronics 4 increases the idle operating speed n 1 at time T 2 by ⁇ n to the increased idle speed n 2 . It is also possible to dispense with a time delay, so that immediately after the idle is determined based on the idle signal 8, is switched to the increased idle speed (n 2 ).
  • Fig. 3 shows the speed-torque characteristic in the event that the engine is operated at the increased idling speed n 2 .
  • the engine is operated at the increased idle speed n 2 until the torque M is greater than or equal to an idle torque threshold M 0 .
  • the engine speed n is set to the operating speed n 1 . If the torque M exceeds a torque limit value M G , the engine is operated on its natural characteristic line 30.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Betriebsverfahren für den Motor eines Elektrowerkzeugs z. B. eines Bohrhammers, dessen Betriebsleerlaufdrehzahl durch eine Regelelektronik auf einen Wert eingestellt wird, der gleich oder geringfügig oberhalb einer gewählten Arbeitsdrehzahl liegt. Außerdem betrifft die Erfindung ein Elektrowerkzeug mit Einrichtungsmerkmalen zur Realisierung dieses Betriebsverfahrens.
  • Die Lebensdauer und die Betriebsbereitschaft des Motors eines Elektrowerkzeugs hängen entscheidend von der Motortemperatur ab. Eine zu hohe Motortemperatur kann zur Folge haben, dass der Motor für eine bestimmte Zeit, während der er abkühlt nicht betrieben werden kann. Während des Betriebs sollte die Temperatur des Motors deshalb einen bestimmten Wert nicht überschreiten. Die Motortemperatur steigt um so mehr, je höher das Belastungsmoment ist, das vom Motor aufgebracht werden muß. Dagegen fällt die Temperatur, wenn der Motor im Leerlauf betrieben wird. Die Kühlung ist dabei bei hohen Drehzahlen durch den erhöhten Luftdurchsatz besser.
  • Die Arbeitsdrehzahl ist die Drehzahl des Motors unter Last; sie ist durch den Anwendungsprozeß oder bestimmte Einsatzbedingungen vorgegeben. Muß vom Motor ein sehr hohes Moment aufgebracht werden, so fällt die Drehzahl aufgrund der natürlichen Last-Kennlinie des Motors ab (vgl. Fig. 3).
  • Wird der Motor nicht mehr belastet, d. h., dreht er im Leerlauf, darf die Betriebsleerlaufdrehzahl für eine komfortable Bedienung des Elektrowerkzeugs nicht weit über der Arbeitsdrehzahl liegen. Dies würde z. B. bei Bohrhämmern störend wirken, wenn das Werkzeug abgesetzt und anschließend wieder angesetzt wird. Es sollten auch keine großen Schwankungen der Betriebsleerlaufdrehzahl auftreten, da diese ebenfalls störend wirken. Die Betriebsleerlaufdrehzahl des Motors wird deshalb stets auf ein günstiges Niveau nur geringfügig oberhalb der gewählten Arbeitsdrehzahl begrenzt.
  • Nach US-Patentschrift 4,307,325 wird anhand der Zeit, die ein Motor im Leerlauf und unter Belastung betrieben wird, ein Belastungsindex festgelegt, mit dessen Hilfe die Temperatur des Motors mit geringem Aufwand bestimmt werden kann. Übersteigt die Temperatur einen bestimmten Wert, so wird der Motor abgeschaltet, um Schäden zu verhindern. Das Elektrowerkzeug läßt sich erst wieder einschalten, wenn der Motor abgekühlt ist, d. h., das Elektrowerkzeug kann für eine bestimmte Zeit nicht eingesetzt werden.
  • Das vollständige Abschalten des Motors bewirkt eine Unterbrechung des Kühlluftstroms, so dass nur eine sehr langsame Abkühlung erfolgt. In DE 30 21 689 A1 wird deshalb vorgeschlagen, den Motor nicht abzuschalten, sondern im Falle einer Überlastung die Leistungsaufnahme zu begrenzen, dabei aber dennoch eine genügend hohe Drehzahl, die unterhalb der Betriebsleerlaufdrehzahl liegt, aufrechtzuerhalten, um den Motor zu kühlen. Dies geschieht jedoch nur bei einer Wicklungsüberhitzung. Zudem ist die Kühlwirkung nicht optimal, da die Drehzahl des Motors durch die Begrenzung der Leistungsaufnahme u. U. nicht ausreichend hoch ist. Ein Motor-Ausfall wegen Überhitzung kann also unter Umständen nicht verhindert werden. Eine ondere bekannte Vorrichtung wird in DE 29701358 U offenbart. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ausreichende Kühlung des Motors während des Betriebs des Elektrowerkzeugs zu gewährleisten, so dass ein Ausfall wegen Überhitzung verhindert wird.
  • Diese Aufgabe wird mit der Erfindung gelöst durch ein Betriebsverfahren für den Motor eines Elektrowerkzeugs gemäß Anspruch 1 bzw. ein Elektrowerkzeug mit Merkmalen gemäß Anspruch 7. Bevorzugte Ausführungsformen sind u. a. in abhängigen Ansprüchen definiert und/oder werden in der weiteren Beschreibung erläutert.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Betriebsverfahren für den Motor eines Elektrowerkzeugs bereitgestellt, dessen Betriebsleerlaufdrehzahl durch eine Regelelektronik auf einen Wert eingestellt wird, der gleich einer gewählten Arbeitsdrehzahl ist, wobei der Motor zur Kühlung mit einer vorgegebenen erhöhten Leerlaufdrehzahl betrieben wird, falls kein Belastungsmoment auf den Motor wirkt. Demnach wird der Motor während des normalen Betriebs kontinuierlich, effektiv gekühlt, und eine Überhitzung wird vermieden.
  • Ein Elektrowerkzeug gemäß der Erfindung weist eine Regelelektronik für die Drehzahl seines Motors auf, dessen Betriebsleerlaufdrehzahl auf einen Wert eingestellt wird, der gleich einer gewählten Arbeitsdrehzahl ist, und eine Zeitmesseinrichtung, die nach Ablauf einer festlegbaren Leerlaufzeit ein Triggersignal an die Regelelektronik abgibt, zur Erhöhung der Drehzahl des Motors auf eine zur Kühlung geeignete, vorgegebene, erhöhte Leerlaufdrehzahl. Es ist dabei möglich, dass die Zeitmesseinrichtung sofort das Triggersignal abgibt, d.h., das keine Zeitverzögerung auftritt und der Motor sofort nach Erreichen der Leerlaufdrehzahl auf die erhöhte Leerlaufdrehzahl umgeschaltet wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren wird der Motor bevorzugt nach einer vorgebbaren Leerlaufzeit, während der der Motor mit der Betriebsleerlaufdrehzahl läuft, mit der vorgebbaren erhöhten Leerlaufdrehzahl betrieben. Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren der Leerlaufbetrieb bevorzugt durch Messung des Motorstroms oder des Drehmoments des Motors festgestellt. Auch ist es vorteilhaft die Leerlaufzeit in Abhängigkeit von der vorherigen Belastung des Motors zu bestimmen. Dabei wird die Leerlaufzeit verkürzt, falls der Motor zuvor in Überlast betrieben wurde, und es wird auf die Arbeitsdrehzahl umgeschaltet, sobald der Motor mit einem Moment belastet wird, das über dem Leerlaufmoment liegt. Die erhöhte Leerlaufdrehzahl wird auch dann wie oben beschrieben eingestellt, falls der Motor aus- und wiedereingeschaltet wurde. D.h., es wird nach dem Einschalten des Motors nach einer Leerlaufzeit, die von der vorherigen Belastung des Motors abhängen kann, auf die erhöhte Leerlaufdrehzahl umgeschaltet, falls kein Belastungsmoment vom Motor verlangt wird. Es ist auch möglich, dass sofort nach dem Einschalten des Motors die erhöhte Leerlaufdrehzahl eingestellt wird, falls kein Belastungsmoment vom Motor verlangt wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Elektrowerkzeug ist bevorzugt eine Belastungsmesseinrichtung vorgesehen, die den Motorstrom misst und somit den Leerlaufbetrieb des Motors feststellt und ein Leerlaufsignal, mit dem der Leerlaufbetrieb des Motors angezeigt wird, an die Zeitmesseinrichtung und die Regelelektronik abgibt. Die Belastungsmesseinrichtung misst die Betriebsbelastung des Motors und gibt in Abhängigkeit dieser Belastung ein Belastungssignal an die Zeitmesseinrichtung zur Bestimmung einer Leerlaufzeit ab. Die Zeitmesseinrichtung wählt eine verkürzte Leerlaufzeit, wenn von der Belastungsmesseinrichtung zuvor eine starke Belastung des Motors gemessen wurde. Weiterhin stellt die Regelelektronik die Drehzahl des Motors sofort auf die Arbeitsdrehzahl ein, wenn das Leerlaufsignal anzeigt, dass der Motor nicht im Leerlauf betrieben wird. Somit ist stets ein komfortables Bedienen gewährleistet. Außerdem stellt die Regelelektronik die Drehzahl des Motors wie oben beschrieben ein, wenn der Motor aus- und wieder eingeschaltet wurde.
  • Die Erfindung sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Diagramm des Drehzahlverlaufs bei Leerlauf des Motors, wobei gemäß der Erfindung die Drehzahl zu Kühlzwecken erhöht wird;
    Fig. 2
    ein Blockschaltbild eines Teils eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugs; und
    Fig. 3
    die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie eines erfindungsgemäß betriebenen Motors.
  • Um eine gute Kühlung des Motors und der Elektronik zu erreichen, wird gemäß der Erfindung die Drehzahl bei Leerlauf des Motors auf eine erhöhte Leerlaufdrehzahl hochgesetzt. Der Wert Δn, um den die Drehzahl erhöht wird, kann fest vorgegeben sein oder er kann von der zuvor erreichten Last abhängen. Bevorzugt wird die Drehzahl des Motors nicht sofort, sondern nach einer bestimmten Zeit von der normalen Betriebsleerlaufdrehzahl auf die erhöhte Leerlaufdrehzahl hochgesetzt. Die erhöhte Leerlaufdrehzahl wird dabei möglichst hoch gewählt, so dass ein effektives Kühlen des Motors, vor allem nachdem dieser in Überlast betrieben wurde, möglich ist. Gleichzeitig darf die erhöhte Leerlaufdrehzahl jedoch einen bestimmten Wert nicht überschreiten, da sonst Schäden am Elektrowerkzeug entstehen können. Die erhöhte Leerlaufdrehzahl kann jedoch bei der Bedienung des Elektrowerkzeugs und für bestimmte Anwendungen störend wirken. Die Drehzahl wird deshalb ohne Zeitverzögerung von der erhöhten Leerlaufdrehzahl auf die Betriebsleerlaufdrehzahl herabgesetzt, sobald am Motor ein Moment benötigt wird, das größer als das Leerlaufmoment ist. Die Drehzahländerung erfolgt also außerhalb des Arbeitsvorganges, so dass ein komfortables Arbeiten stets möglich ist.
  • Fig. 1 zeigt den Verlauf der Drehzahl gemäß der Erfindung. Zunächst wird vom Motor bis zu einem bestimmten Zeitpunkt T1 beim normalen Arbeiten ein bestimmtes Arbeitsmoment (Belastungsmoment) M1 verlangt. Ab dem Zeitpunkt T1 wird der Motor nicht mehr belastet, d. h. der Motor muß nunmehr nur noch das Leerlaufmoment ML (ML < M1), aufbringen. Das Leerlaufmoment ML wird dabei durch die Unterschreitung eines vorgegebenen Stroms, der vom Motor aufgenommen wird, festgestellt. Der Motor läuft nun für eine Zeitspanne ΔT mit der Betriebsleerlaufdrehzahl n1, die gleich der Arbeitsdrehzahl n1 ist oder geringfügig höher. Die Leerlaufzeit ΔT ist dabei abhängig vom Verlauf des Belastungsmoments vor dem Zeitpunkt T1. In einer bevorzugten Ausführungsform hängt der Wert der Leerlaufzeit ΔT vom maximalen Belastungsmoment ab, welches zwischen der letzten Kühlung und dem Zeitpunkt T1 aufgetreten ist.
  • Nach Ablauf der Leerlaufzeit ΔT wird die Drehzahl des Motors zum Zeitpunkt T2 von der Betriebsleerlaufdrehzahl n1 um einen Wert Δn auf eine erhöhte Leerlaufdrehzahl n2 erhöht. Der Wert Δn, um den die Drehzahl erhöht wird, kann vordefiniert sein oder vom maximalen Belastungsmoment, welches zwischen der letzten Kühlung und dem Zeitpunkt T1 auftrat, abhängen. Der Motor wird nun solange mit der erhöhten Leerlaufdrehzahl betrieben, bis ein Belastungsmoment M2 verlangt wird, das über dem Leerlaufmoment ML liegt (M2 > ML). Das Vorliegen des Belastungsmoments M2 wird wiederum über Messungen des Motorstroms, der vom Motor aufgenommen wird, bzw. anhand der Drehzahl festgestellt. In Fig. 1 wird zum Zeitpunkt T3 ein Belastungsmoment M2 vom Motor verlangt, das größer ist als das Leerlaufmoment ML. Die Drehzahl des Motors wird deshalb zu diesem Zeitpunkt T3 sofort auf die gewählte Arbeitsdrehzahl n1 herabgesetzt. Durch das sofortige Herabsetzen der Drehzahl wird eine komfortable Bedienung des Elektrowerkzeugs gewährleistet. Die erhöhte Drehzahl n2 wird ebenfalls herabgesetzt, falls das Elektrowerkzeug abgeschaltet und wieder eingeschaltet wird und vom Motor ein Drehmoment verlangt wird, das über dem Leerlaufmoment ML liegt. Das heißt, nach Fig. 1 hätte der Motor zum Zeitpunkt T3 auch abgeschaltet werden können.
  • Wird der Motor ausgeschaltet und wieder eingeschaltet, so wird analog zu oben verfahren, d.h., nach dem Einschalten wird nach Ablauf der Leerlaufzeit ΔT auf eine erhöhte Drehzahl n2 umgeschaltet. Es ist auch möglich, dass nach dem Einschalten sofort die erhöhte Leerlaufdrehzahl eingestellt wird. Die zur Bestimmung der Leerlaufzeit ΔT erforderlichen Daten, z.B. das maximale Belastungsmoment, können beim Ausschalten des Motors gespeichert werden. In Fig. 1 hätte der Motor also zum Zeitpunkt T1 auch wieder eingeschaltet werden können.
  • Das auf das erfindungsgemäße Betriebsverfahren bezogene Funktions-Blockschaltbild der Fig. 2 zeigt den Motor 1, dessen Drehzahl von einer Regelelektronik 4 durch ein Regelsignal 3 eingestellt wird. Die Regelelektronik 4 stellt die Drehzahl auf Vorgabewerte ein, die über einen Wahlschalter 2 vorgegeben werden. Die Belastungsmesseinrichtung 6 misst die Belastung des Motors 1 und gibt ein Leerlaufsignal 8 und ein Belastungssignal 9 ab. Das Leerlaufsignal 8 nimmt den Wert "1" an, wenn der Motor 1 kein Belastungsmoment aufbringen muss, d. h., der Motor befindet sich im Leerlauf und den Wert "0", falls der Motor 1 belastet wird. Das Belastungssignal 9 nimmt kontinuierliche Werte an, die von der Belastung des Motors abhängig sind. Anhand des Belastungssignals 9 bestimmt eine Zeitmesseinrichtung 5 die Leerlaufzeit ΔT. Die Leerlaufzeit ΔT kann dabei vorgegeben sein, sie kann vom maximalen Belastungsmoment abhängen, welches zwischen der letzten Kühlung und dem Zeitpunkt T1 aufgetreten ist, oder sie kann von einem mittleren Lastwert abhängen. Der mittlere Lastwert ist das mittlere Belastungsmoment das zwischen der letzten und der momentanen Kühlphase aufgetreten ist. Die Kühlphase ist der Zeitraum, während der der Motor mit der erhöhten Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Der Lastwert wird nach erreichen der erhöhten Leerlaufdrehzahl wieder rückgesetzt.
  • Die Zeitmesseinrichtung 5 startet einen Zeitgeber mit der Leerlaufzeit ΔT als Startzeit, falls das Leerlaufsignal 8 vom Wert "0" auf "1" wechselt. In Fig. 1 findet dies zum Zeitpunkt T1 statt. Nach Ablauf der Leerlaufzeit ΔT gibt die Zeitmesseinrichtung ein Triggersignal 7 an die Regelelektronik 4 ab. Bei Empfang des Triggersignals 7 erhöht die Regelelektronik 4 die Betriebsleerlaufdrehzahl n1 zum Zeitpunkt T2 um Δn auf die erhöhte Leerlaufdrehzahl n2. Es ist auch möglich auf eine Zeitverzögerung zu verzichten, so dass sofort nachdem der Leerlauf anhand des Leerlaufsignals 8 festgestellt wird, auf die erhöhte Leerlaufdrehzahl (n2) umgestellt wird.
  • Falls nun der Wert des Leerlaufsignals 8 von "1" auf "0" wechselt, oder das Elektrowerkzeug durch ein Schaltersignal 10 ausgeschaltet wird und der Wert des Leerlaufsignals 8 gleich "0" ist, wird die Drehzahl von der Regelelektronik 4 zum Zeitpunkt T3 sofort wieder auf die Betriebsleerlaufdrehzahl n1 herabgesetzt.
  • Fig. 3 zeigt die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie für den Fall, dass der Motor mit der erhöhten Leerlaufdrehzahl n2 betrieben wird. Wie man sieht, wird der Motor solange mit der erhöhten Leerlaufdrehzahl n2 betrieben, bis das Drehmoment M größer oder gleich einem Leerlaufdrehmoment-Schwellwert M0 ist. Für Drehmomentwerte größer oder gleich dem Leerlaufdrehmoment-Schwellwert M0 wird die Drehzahl n des Motors auf die Arbeitsdrehzahl n1 eingestellt. Übersteigt das Drehmoment M einen Drehmomentgrenzwert MG, so wird der Motor auf seiner natürlichen Kennline 30 betrieben.

Claims (15)

  1. Betriebsverfahren für den Motor (1) eines Elektrowerkzeugs, dessen Betriebsleerlaufdrehzahl durch eine Regelelektronik (4) auf einen Wert eingestellt wird, der gleich einer gewählten Arbeitsdrehzahl (n1) ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Motor zur Kühlung mit einer vorgebbaren erhöhten Leerlaufdrehzahl (n2) betrieben wird, falls kein Belastungsmoment (M2) auf den Motor wirkt.
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Motor nach einer vorgebbaren Leerlaufzeit (ΔT), während der der Motor (1) mit der Betriebsleerlaufdrehzahl läuft, auf die erhöhte Leerlaufdrehzahl (n2) umgeschaltet wird.
  3. Betriebsverfahren nach einem der vorigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Leerlaufbetrieb durch Messung des Motorstroms (I) des Motors (1) festgestellt wird.
  4. Betriebsverfahren nach einem der vorigen Ansprüche.
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Leerlaufbetrieb durch Messung des Drehmoments (M) des Motors (1) festgestellt wird.
  5. Betriebsverfahren nach einem der vorigen Ansprüche.
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Leerlaufzeit (ΔT) in Abhängigkeit der vorherigen Belastung des Motors (1) bestimmt wird.
  6. Betriebsverfahren nach einem der vorigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Leerlaufzeit (ΔT) verkürzt wird, falls der Motor (1) zuvor in Überlast betrieben wurde.
  7. Betriebsverfahren nach einem der vorigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    auf die Arbeitsdrehzahl (n1) umgeschaltet wird, sobald der Motor (1) mit einem Moment belastet ist, das über dem Leerlaufmoment liegt.
  8. Betriebsverfahren nach einem der vorigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die erhöhte Leerlaufdrehzahl (n2) eingestellt wird, falls der Motor (1) ausund wieder eingeschaltet wurde und kein Belastungsmoment auf den Motor wirkt.
  9. Elektrowerkzeug mit Regelelektronik (4) für die Drehzahl seines Motors (1), dessen Betriebsleerlaufdrehzahl auf einen Wert eingestellt wird, der gleich einer gewählten Arbeitsdrehzahl (n1) ist,
    gekennzeichnet durch
    eine Regelelektronik (4) zur Erhöhung der Drehzahl des Motors auf eine zur Kühlung geeignete, vorgegebene, erhöhte Leerlaufdrehzahl (n2), falls kein Belastungsmoment (M2) auf den Motor wirkt.
  10. Elektrowerkzeug nach Anspruch 9,
    gekennzeichnet durch
    eine Zeitmesseinrichtung (5), die nach Ablauf einer festlegbaren Leerlaufzeit ein Triggersignal (7) an die Regelelektronik (4) abgibt, zur Erhöhung der Drehzahl des Motors (1) auf die erhöhte Leerlaufdrehzahl (n2).
  11. Elektrowerkzeug nach Anspruch 9 oder 10,
    gekennzeichnet durch
    eine Belastungsmesseinrichtung (6), die den Motorstrom zum Feststellen des Leerlaufbetriebs des Motors (1) misst und ein Leerlaufsignal (8) an die Zeitmesseinrichtung (5) und die Regelelektronik (4) abgibt.
  12. Elektrowerkzeug nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Belastungsmesseinrichtung (6) die Betriebsbelastung des Motors (1) misst und in Abhängigkeit dieser Belastung ein Belastungssignal (9) an die Zeitmesseinrichtung (5) zur Bestimmung einer Leerlaufzeit (ΔT) abgibt.
  13. Elektrowerkzeug nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zeitmesseinrichtung (5) eine verkürzte Leerlaufzeit (ΔT) vorgibt, wenn von der Belastungsmesseinrichtung (6) zuvor eine starke Belastung des Motors gemessen wurde.
  14. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 11, 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Regelelektronik (4) die Drehzahl des Motors (1) sofort auf die Arbeitsdrehzahl (n1) einstellt, wenn das Leerlaufsignal (8) anzeigt, dass der Motor nicht im Leerlauf betrieben wird.
  15. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 9 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Regelelektronik (4) die Drehzahl des Motors (1) auf die erhöhte Leerlaufdrehzahl (n2) einstellt, falls der Motor aus- und wieder eingeschaltet wurde und kein Belastungsmoment (M2) auf den Motor wirkt.
EP03104751.7A 2002-12-18 2003-12-17 Betriebsverfahren und Kühleinrichtung für den Motor eines Elektrowerkzeugs Expired - Lifetime EP1431006B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10259372A DE10259372A1 (de) 2002-12-18 2002-12-18 Betriebsverfahren und Kühleinrichtung für den Motor eines Elektrowerkzeugs
DE10259372 2002-12-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1431006A2 EP1431006A2 (de) 2004-06-23
EP1431006A3 EP1431006A3 (de) 2014-06-18
EP1431006B1 true EP1431006B1 (de) 2015-10-21

Family

ID=32336455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03104751.7A Expired - Lifetime EP1431006B1 (de) 2002-12-18 2003-12-17 Betriebsverfahren und Kühleinrichtung für den Motor eines Elektrowerkzeugs

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6911793B2 (de)
EP (1) EP1431006B1 (de)
JP (1) JP4450612B2 (de)
DE (1) DE10259372A1 (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI115322B (fi) * 2003-09-19 2005-04-15 Vacon Oyj Energianmittaus taajuusmuuttajalla
AU2004284018C1 (en) * 2003-10-28 2010-10-07 Ibex Industries Limited Powered hand tool
EP1992064B1 (de) * 2006-03-03 2018-11-21 Black & Decker, Inc. Kabelloses elektrowerkzeug mit mehrstufengetriebe und konstanter drehzahl im niedrigdrehmomentbereich
JP5050667B2 (ja) 2007-06-05 2012-10-17 マックス株式会社 打撃工具
US8380457B2 (en) * 2007-08-29 2013-02-19 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Microfluidic devices with integrated resistive heater electrodes including systems and methods for controlling and measuring the temperatures of such heater electrodes
US7717191B2 (en) 2007-11-21 2010-05-18 Black & Decker Inc. Multi-mode hammer drill with shift lock
US7798245B2 (en) 2007-11-21 2010-09-21 Black & Decker Inc. Multi-mode drill with an electronic switching arrangement
US7717192B2 (en) 2007-11-21 2010-05-18 Black & Decker Inc. Multi-mode drill with mode collar
US7854274B2 (en) 2007-11-21 2010-12-21 Black & Decker Inc. Multi-mode drill and transmission sub-assembly including a gear case cover supporting biasing
US7735575B2 (en) 2007-11-21 2010-06-15 Black & Decker Inc. Hammer drill with hard hammer support structure
US7762349B2 (en) 2007-11-21 2010-07-27 Black & Decker Inc. Multi-speed drill and transmission with low gear only clutch
US7770660B2 (en) 2007-11-21 2010-08-10 Black & Decker Inc. Mid-handle drill construction and assembly process
US8461785B2 (en) 2010-09-14 2013-06-11 Dalwinder Singh Sidhu Speed controller for electric motor
JP6439443B2 (ja) * 2014-12-26 2018-12-19 工機ホールディングス株式会社 作業機
CA3035307C (en) 2016-09-02 2024-04-02 Kongsberg Inc. Techniques for limiting electrical current provided to a motor in an electric power steering system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1097411B (it) * 1978-07-26 1985-08-31 Star Utensili Elett Dispositivo per la limitazione della coppia di un motore elettrico,particolarmente per apparecchio utensile portatile
DE3021689A1 (de) * 1980-06-10 1981-12-17 Metabowerke GmbH & Co, 7440 Nürtingen Ueberlastsicherung fuer den motor, insbesondere eines elektrohandwerkzeugs
DE3335237A1 (de) * 1983-09-29 1985-04-11 Kress-elektrik GmbH & Co, Elektromotorenfabrik, 7457 Bisingen Verfahren und vorrichtung zur regelung eines elektromotors, bei welchem die drehzahl im lastfreien leerlaufbetrieb automatisch abgesenkt wird
US4550277A (en) * 1984-09-24 1985-10-29 Black & Decker Inc. Overload detection and warning system for electric motors in power tools and the like
DE4318102A1 (de) * 1993-06-01 1994-12-08 Zahnradfabrik Friedrichshafen Verfahren zur Vermeidung von Überbeanspruchungen eines Werkstückes beim Schleifen
US5525878A (en) * 1994-09-30 1996-06-11 Itt Automotive Electrical Systems, Inc. Apparatus and method for controlling an electric motor
DE29701358U1 (de) * 1997-01-29 1997-04-17 Laessig Lothar Elektrowerkzeugmaschine
ATE231663T1 (de) * 1999-09-01 2003-02-15 Ramachandran Ramarathnam Elektrohandwerkzeug

Also Published As

Publication number Publication date
EP1431006A3 (de) 2014-06-18
US20040189224A1 (en) 2004-09-30
JP4450612B2 (ja) 2010-04-14
US6911793B2 (en) 2005-06-28
DE10259372A1 (de) 2004-07-08
EP1431006A2 (de) 2004-06-23
JP2004195643A (ja) 2004-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1431006B1 (de) Betriebsverfahren und Kühleinrichtung für den Motor eines Elektrowerkzeugs
DE3901680C3 (de) Verfahren zur Überwachung der Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie eines Verbrennungsmotors und Schaltung zur Durchführung des Verfahrens
DE112007003256B4 (de) Lenkvorrichtung
EP0449153A2 (de) Pumpenaggregat
DE2749173A1 (de) Motorregelungssystem
DE102013001043B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
EP2321158B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur steuerung eines elektromotors
WO2013127452A1 (de) Verfahren zum betrieb einer hydraulikpumpenanordnung sowie hydraulikpumpenanordnung
EP0777593B1 (de) Scheibenwischvorrichtung
EP2467283B1 (de) Scheibenwischvorrichtung
EP1956171B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Torantriebes und Torantrieb
EP2996219A1 (de) Verfahren zur Betriebsvorbereitung eines Notenergiespeichers
EP0702137A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Leerlaufeinstellung einer Brennkraftmaschine
DE102004043059A1 (de) Verfahren und Schutzschaltung zur Temperaturüberwachung von kältemittelgekühlten Elektromotoren
EP2115868B1 (de) Verfahren zur regelung der temperatur eines generators und generatorregler
EP0742970B1 (de) Verfahren mit phasenanschnittsteuerung zum sanftauslauf eines antriebs
EP0332568B1 (de) Betriebsverfahren und Steuerschaltung zur Anlaufüberwachung für elektrische Hochspannungsmotoren mit asynchronem Anlauf
DE102010051963B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Arbeitsgerätes, Arbeitsgerät und Steuerung für ein Arbeitsgerät
EP1096635B1 (de) Regelverfahren und Regler für elektrisch betriebene Stelleinrichtungen
DE102006030720A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Gleichspannungswandlers und Gleichspannungswandler
DE3237251A1 (de) Verfahren zur steuerung des betriebs eines verdichters
EP2618478B1 (de) Verfahren zum Optimieren des Betriebs eines Elektromotors
EP0506985B1 (de) Blockierdiagnose-Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1902905A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Stabilisierung der Betriebsspannung in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz
EP1407536B1 (de) Verfahren zur gleichmässigen laufsteuerung eines reluktanzmotors und einrichtung zur einschaltstrom begrenzung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B25F 5/00 20060101AFI20140513BHEP

Ipc: B25D 17/00 20060101ALI20140513BHEP

Ipc: H02H 7/085 20060101ALI20140513BHEP

17P Request for examination filed

Effective date: 20141218

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AKX Designation fees paid

Designated state(s): CH DE FR GB LI SE

AXX Extension fees paid

Extension state: AL

Extension state: LT

Extension state: LV

Extension state: MK

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20150512

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE FR GB LI SE

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 13

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 50315360

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 50315360

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20160722

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 14

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20191219

Year of fee payment: 17

Ref country code: DE

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20191219

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20191219

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20191220

Year of fee payment: 17

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50315360

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: EUG

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20201217

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201218

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201231

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210701

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201231

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201217