EP1563962A1 - Sicherheitssteuereinrichtung für ein Elektrowerkzeug - Google Patents

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EP1563962A1
EP1563962A1 EP04028511A EP04028511A EP1563962A1 EP 1563962 A1 EP1563962 A1 EP 1563962A1 EP 04028511 A EP04028511 A EP 04028511A EP 04028511 A EP04028511 A EP 04028511A EP 1563962 A1 EP1563962 A1 EP 1563962A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
power tool
state
motor
activated
switching element
Prior art date
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Application number
EP04028511A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1563962B1 (de
Inventor
Boris Rudolf
Martin Beichter
Christof Kress
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.)
C&E Fein GmbH and Co
Original Assignee
C&E Fein GmbH and Co
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Publication date
Application filed by C&E Fein GmbH and Co filed Critical C&E Fein GmbH and Co
Priority to PL04028511T priority Critical patent/PL1563962T3/pl
Publication of EP1563962A1 publication Critical patent/EP1563962A1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a power tool with a motor for Drive a tool, with at least one switching element for actuating the engine, comprising a control device is coupled.
  • the invention further relates to a method for controlling a such power tool.
  • optical switches for Control of power tools to use can be a Plurality of optical switches, which are essentially of Art a photocell work in miniaturized form provided a plurality of locations of the power tool be without special measures for touch safety must be taken. Since the control and Evaluation of the switching signals takes place only via optical fibers, Namely, the switching elements at almost any Positions of the power tool can be arranged without Protective measures against the mains voltage must be taken. In this way, with a plurality of switching elements, preferably via flexible, elastic touch surfaces are actuated, ergonomically significantly improved power tools produce. To enable the engine to be switched on, it can be provided that at least two Switching elements must be operated simultaneously.
  • the invention is thus based on the object, a power tool to improve according to the type mentioned above, that even when using very easily activated Switching elements for engine control high reliability is guaranteed and in particular a protection against an unintentional Turning on is taken.
  • the object of the invention is further achieved by a method for Control of a power tool solved that at least three Operating states, a hibernation, in which a motor is out of service, a working condition in which the engine to Drive a tool is driven, and an intermediate state, wherein the engine is controlled such that for transfer from the idle state to the working state a switching element in a predetermined manner several times in succession must be activated or multiple switching elements simultaneously or activated one behind the other in a predetermined manner with the power tool at the first activation a switching element first in the intermediate state is transferred and a user signals the intermediate state is before, by further activation of a switching element in the given way a transfer into the Working state or by deactivating the first actuated switching element a transfer to the idle state he follows.
  • a deliberate switching of the Power tool enforced to some extent, for one thing to Starting the engine in working condition the previous operation of at least two switching elements in a predetermined Way or the operation of a switching element several times consecutively in a prescribed manner is necessary.
  • an intermediate state provided in the a user is signaled that further activation a switching element is necessary to the power tool in to put the working condition.
  • a Switching element only activated at random, when about the machine still has connection to the mains voltage and is stored, Thus, the user is immediately signaled that by a further activation of a switching element an overpass in the working condition can take place.
  • the power tool in the intermediate state can, in principle all conceivable and suitable signal means used become.
  • the power tool about acoustic, optical and / or haptic signal means. That's how it works Power tool, for example with a buzzer or a Beeper equipped, which signals the intermediate state.
  • optical signaling means such as LEDs or the like, used to indicate the intermediate state.
  • haptic signal means so the touch of the User are particularly useful to display the intermediate state suitable. For example, it could be a vibration show the user the intermediate state.
  • control device designed such that the engine in the intermediate state Periodically supplied voltage pulses of short duration be to a user the intermediate state by short movement impulses to signal the tool.
  • control device designed such that at least to turn on one or more switching elements within a given Timeframe must be activated multiple times.
  • the controller formed such that the intermediate state, a transition in the idle state takes place, if not within a predetermined Timeframe a transfer to the working state by activation a switching element takes place in the predetermined manner.
  • the reliability is further improved, because automatically in the intermediate state after missing activation for transfer to the working state a return in hibernation takes place.
  • the Switching elements designed as a button.
  • the Switching elements as optical switches or as a microswitch formed, which can be activated via elastic touch surfaces.
  • the switching elements can be miniaturized and in the most ergonomically favorable places of the power tool are arranged.
  • the switching elements by gripping a housing of the power tool or a handle of the power tool activatable.
  • control device is designed such that the engine at timely Activation of two switching elements from hibernation immediately goes into the working state. Preferably, this must be a front and a rear touch surface are actuated.
  • Fig. 1 is an inventive power tool in the form of an angle grinder and total with the numeral 10 denotes.
  • the power tool 10 has an elongated, approximately rod-shaped Housing 12, at one end a gear head 14th is provided, received on the underside of a protective hood 16 is. At the outer end of the from the gear head 14 to outside projecting drive shaft is a receptacle for receiving a tool 20 in the form of a grinding wheel or Cutting disc provided. Left or right on the gear head 14th a handle handle 18 may be screwed on, as shown in FIG is seen.
  • the area of symmetrical with respect to its longitudinal axis Housing 12, directly to the gear head 14th adjoins, is tapered on both sides to a handle area too form, on which the housing 12 with one hand lightly gripped and the thumb on one side and the other fingers on the other hand can be easily held.
  • the housing 12 which is located on the gear head 14th are located on the left and right side of the housing two elastic touch surfaces, namely a first elastic Tast Chemistry 22 on the left side of the housing and a second elastic touch surface 24 on the right side of the housing.
  • At the Gear head 14 opposite end portion (approximately in the outer Third of the housing 12) is another two-sided taper the housing provided.
  • the rejuvenation area are on the left side of the case and the right side of the case more Tast lake provided, namely a third touch surface 26 the left side and a fourth touch surface 28 on the right Page.
  • FIG. 2 A simplified circuit principle of the power tool 10 is shown in Fig. 2.
  • An electric motor 40 in the form of a universal motor is about a Power control element 44 in the form of a thyristor with connected to a voltage source at which it is present Fall around the mains voltage of 230 V AC with 50 Hz is.
  • the power control element 44 or the thyristor becomes controlled by a control device 42, in which it is preferably is a microprocessor control.
  • the controller 42 is now designed to be suitable for the Motor 40 gives three operating states, a hibernation in which the power control element 44 is fully disabled, a working state, in which the power control element 44 at least as far is opened periodically, that is a continuous Rotation of the motor shaft results, at the same time a speed control is possible, and an intermediate state, whose Function will be explained in detail below.
  • the motor 40 receives periodic voltage pulses, each for a short start of the motor shaft to lead.
  • a full suspension could over 200 ms or for a longer period of time e.g. 500 ms, before the motor 40 is driven again. This leads in the result to a short-term start of the motor shaft, followed by a stoppage, which is then another Startup, etc. This results in an intermediate state, which are also referred to as "tackling" vivid can.
  • the power control element 44 a periodic blocking or partial blocking of the alternating voltage caused, this happens in the working state only to the Speed of the electric motor 40 to control. This is in the Usually only part of a full wave in both positive and cut off in the negative range. Overall, the electric motor 40 but during successive voltage waves continuously driven to a continuous run of the Motors 40 to ensure. In contrast, the control of the Electric motor 40 in the intermediate state only over part of a Half wave, which then turns a complete blockage connects over a plurality of wavelengths.
  • first one of the front tactile surfaces 22, 24 or one of the rear touch surfaces 26, 28 activated becomes on a first activation of a touch surface the intermediate state initiated.
  • one of the other touch surfaces in addition to be activated.
  • the activation of at least one of the rear Touch surfaces 26, 28 necessary Conversely, at least initially one of the rear touch surfaces 26, 28 is activated, it is for Transition to the working state the subsequent activation or simultaneous activation of one of the front tactile surfaces 22, 24 necessary.
  • the power tool 10 is still with an external Speed control provided on the set speed of the electric motor 40 can be adjusted in the working state.
  • a touch surface 32 are actuated on the gear head and at the same time one of the touch surfaces 22, 26 on the left side of the housing or one of the touch surfaces 24, 28 are actuated.
  • An activation one of the touch surfaces 22, 26 on the left side of the housing leads to a speed reduction, while an activation a touch surface 24, 28 on the right side of the housing to a Speed increase leads.
  • When releasing the touch surface 32nd the current speed value is stored. Even after a standstill and then restarting the electric motor 40 the stored target speed value is retained. This one can via an indicator element 30, for example, with three LEDs is provided, be made visually recognizable.
  • any other ads can be used to give the user the presence of the intermediate state display.
  • a buzzer be actuated
  • an optical display can be activated or such more.
  • the described tacking of the engine is in the intermediate state particularly suitable for the presence of the user Intermediate state clearly both visually and acoustically to make recognizable, the intermediate state additionally by The motor impulses of the motor is felt simultaneously.

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Abstract

Es wird ein Elektrowerkzeug mit einem Motor (40) zum Antrieb eines Werkzeuges angegeben, mit mindestens einem Schaltelement zur Betätigung des Motors (40), das mit einer Steuereinrichtung (42) gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung (42) derart ausgebildet ist, dass ein Einschalten des Motors (40) zum Antrieb des Werkzeuges nur dann ermöglicht ist, wenn das mindestens eine Schaltelement in einer vorgegebenen Weise mehrfach aktiviert wird oder mindestens zwei Schaltelemente gleichzeitig oder in einer vorgegebenen Weise hintereinander aktiviert werden, wobei mindestens drei Betriebszustände vorgesehen sind, ein Ruhezustand, in dem der Motor (40) außer Betrieb ist, ein Arbeitszustand, in dem der Motor (40) zum Antrieb des Werkzeuges angetrieben ist, und ein Zwischenzustand, in dem signalisiert wird, dass zur Überführung in den Arbeitszustand eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes erforderlich ist (Fig. 2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug mit einem Motor zum Antrieb eines Werkzeuges, mit mindestens einem Schaltelement zur Betätigung des Motors, das mit einer Steuereinrichtung gekoppelt ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern eines derartigen Elektrowerkzeuges.
Aus der DE 101 41 161 A1 ist es bekannt, optische Schalter zum Steuern von Elektrowerkzeugen zu verwenden. Hierbei können eine Mehrzahl von optischen Schaltern, die im Wesentlichen nach Art einer Lichtschranke funktionieren, in miniaturisierter Form an einer Vielzahl von Stellen des Elektrowerkzeuges vorgesehen sein, ohne dass hierzu besondere Maßnahmen wegen Berührungssicherheit getroffen werden müssen. Da die Ansteuerung und Auswertung der Schaltsignale lediglich über Lichtleiter erfolgt, können nämlich die Schaltelemente an nahezu beliebigen Stellen des Elektrowerkzeuges angeordnet werden, ohne dass Schutzmaßnahmen gegen die Netzspannung getroffen werden müssen. Auf diese Weise lassen sich mit einer Mehrzahl von Schaltelementen, die vorzugsweise über nachgiebige, elastische Tastflächen betätigbar sind, ergonomisch deutlich verbesserte Elektrowerkzeuge herstellen. Um ein Einschalten des Motors zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass hierzu mindestens zwei Schaltelemente gleichzeitig betätigt werden müssen.
Jedoch besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass das Elektrowerkzeug zufällig betätigt wird, da die einzelnen Schaltelemente leicht über elastische Tastflächen aktivierbar sind und da eine Aktivierung der einzelnen Schaltelemente nicht ohne Weiteres erkennbar ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Elektrowerkzeug gemäß der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass selbst bei Verwendung von sehr leicht aktivierbaren Schaltelementen zur Motorsteuerung eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet ist und insbesondere ein Schutz gegen ein unbeabsichtigtes Einschalten getroffen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Elektrowerkzeug mit einem Motor zum Antrieb eines Werkzeuges gelöst, mit mindestens einem Schaltelement zur Betätigung des Motors, das mit einer Steuereinrichtung gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Einschalten des Motors zum Antrieb des Werkzeugs nur dann ermöglicht ist, wenn das mindestens eine Schaltelement in einer vorgegebenen Weise mehrfach aktiviert wird oder mindestens zwei Schaltelemente gleichzeitig oder in einer vorgegebenen Weise hintereinander aktiviert werden, wobei mindestens drei Betriebszustände vorgesehen sind, ein Ruhezustand, in dem der Motor außer Betrieb ist, ein Arbeitszustand, in dem der Motor zum Antrieb des Werkzeuges angetrieben ist, und ein Zwischenzustand, in dem signalisiert wird, dass zur Überführung in den Arbeitszustand eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes erforderlich ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zur Steuerung eines Elektrowerkzeuges gelöst, das mindestens drei Betriebszustände aufweist, einen Ruhezustand, in dem ein Motor außer Betrieb ist, einen Arbeitszustand, in dem der Motor zum Antrieb eines Werkzeuges angetrieben ist, und einen Zwischenzustand, wobei der Motor derart gesteuert wird, dass zur Überführung aus dem Ruhezustand in den Arbeitszustand ein Schaltelement in einer vorgegebenen Weise mehrfach hintereinander aktiviert werden muss oder mehrere Schaltelemente gleichzeitig oder hintereinander in einer vorgegebenen Weise aktiviert werden müssen, wobei das Elektrowerkzeug bei der ersten Aktivierung eines Schaltelementes zunächst in den Zwischenzustand überführt wird und einem Benutzer der Zwischenzustand signalisiert wird, bevor durch eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes in der vorgegebenen Weise eine Überführung in den Arbeitszustand erfolgt oder durch Deaktivierung des zuerst betätigten Schaltelementes eine Überführung in den Ruhezustand erfolgt.
Die Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Erfindungsgemäß wird nämlich ein bewusstes Einschalten des Elektrowerkzeuges gewissermaßen erzwungen, indem zum einen zum Anlaufen des Motors im Arbeitszustand die vorherige Betätigung von mindestens zwei Schaltelementen in einer vorbestimmten Weise oder aber die Betätigung eines Schaltelementes mehrfach hintereinander in einer vorgeschriebenen Weise notwendig ist. Des Weiteren ist erfindungsgemäß neben einem Ruhezustand und einem Arbeitszustand ein Zwischenzustand vorgesehen, in dem einem Benutzer signalisiert wird, dass eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes notwendig ist, um das Elektrowerkzeug in den Arbeitszustand zu versetzen. Wird somit beispielsweise ein Schaltelement lediglich zufällig aktiviert, wenn etwa die Maschine noch Verbindung zur Netzspannung hat und abgelegt wird, so wird dem Benutzer unmittelbar signalisiert, dass durch eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes eine Überführung in den Arbeitszustand erfolgen kann. Gleichermaßen wird dann, wenn etwa die Maschine von einem Benutzer zu einem anderen Benutzer weitergereicht wird oder wenn etwa ein Kind das Elektrowerkzeug berührt und hierbei zufällig ein Schaltelement aktiviert, die Gefahr, die im Zwischenzustand dadurch gegeben ist, dass eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes zum Anlaufen der Maschine führen kann, klar erkennbar gemacht.
Hierdurch wird das Gefährdungspotential deutlich gesenkt.
Zur Signalisierung für einen Benutzer, dass sich das Elektrowerkzeug im Zwischenzustand befindet, können grundsätzlich sämtliche denkbaren und geeigneten Signalmittel herangezogen werden. Hierzu kann das Elektrowerkzeug etwa akustische, optische und/oder haptische Signalmittel aufweisen. So kann das Elektrowerkzeug beispielsweise mit einem Summer oder einem Piepser ausgestattet sein, der den Zwischenzustand signalisiert. Ferner können optische Signalmittel, wie etwa LEDs oder dergleichen, verwendet werden, um den Zwischenzustand anzuzeigen. Auch haptische Signalmittel, die also vom Tastsinn des Benutzers erfassbar sind, sind besonders zur Anzeige des Zwischenzustandes geeignet. So könnte beispielsweise eine Vibration dem Benutzer den Zwischenzustand anzeigen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass dem Motor im Zwischenzustand periodisch Spannungsimpulse von kurzer Dauer zugeführt werden, um einem Benutzer den Zwischenzustand durch kurze Bewegungsimpulse des Werkzeuges zu signalisieren.
Auf diese Weise wird der Motor im Zwischenzustand also jeweils kurzzeitig aktiviert, so dass sich das Werkzeug bzw. die Werkzeugantriebswelle jeweils kurz bewegt, ohne jedoch eine Arbeitsbewegung auszuführen. Dieser Zustand, der auch als "Tackern" umschrieben werden kann, ist durch die jeweils kurzzeitigen Impulse des Motors deutlich fühlbar und gleichzeitig auch optisch und akustisch erkennbar.
Es handelt sich somit um eine besonders wirkungsvolle Möglichkeit, um dem Benutzer das Vorliegen des Zwischenzustandes anzuzeigen. Zusätzliche Signalmittel, wie etwa optische oder akustische Signalmittel, sind hierzu nicht erforderlich.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass zum Einschalten mindestens ein oder mehrere Schaltelemente innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens mehrfach aktiviert werden müssen.
Auch hierdurch wird die Betriebssicherheit verbessert. Da nämlich ein bestimmtes Zeitfenster vorgegeben wird, innerhalb dessen die mehrfache Aktivierung eines einzigen oder mehrerer Schaltelemente notwendig ist, wird die Gefahr eines unbewussten Einschaltens des Motors weiter verringert, da schon nach einer kurzen Zeit, beispielsweise nach ein paar Sekunden, auch eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes nicht zur Überführung in den Arbeitszustand führt. Vielmehr muss dann hierzu zunächst eine Deaktivierung aller Schaltelemente erfolgen und dann eine erneute Aktivierung vorgenommen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Steuerung derart ausgebildet, dass vom Zwischenzustand ein Übergang in den Ruhezustand erfolgt, wenn nicht innerhalb eines vorgegeben Zeitrahmens eine Überführung in den Arbeitszustand durch Aktivierung eines Schaltelementes in der vorgegebenen Weise erfolgt.
Hierdurch wird die Betriebssicherheit noch weiter verbessert, da automatisch im Zwischenzustand nach ausbleibender Aktivierung zur Überführung in den Arbeitszustand eine Rückführung in den Ruhezustand erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Schaltelemente als Taster ausgebildet.
Gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung sind die Schaltelemente als optische Schalter oder als Mikroschalter ausgebildet, die über elastische Tastflächen aktivierbar sind.
Auf diese Weise können die Schaltelemente miniaturisiert ausgeführt werden und an den ergonomisch besonders günstigen Stellen des Elektrowerkzeuges angeordnet werden.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung sind die Schaltelemente durch Umgreifen eines Gehäuses des Elektrowerkzeuges oder eines Griffes des Elektrowerkzeuges aktivierbar.
Auf diese Weise wird eine besonders ergonomische Ausführung des Elektrowerkzeuges ermöglicht.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Motor bei zeitnaher Aktivierung zweier Schaltelemente vom Ruhezustand unmittelbar in den Arbeitszustand übergeht. Vorzugsweise muss hierzu eine vordere und eine hintere Tastfläche betätigt werden.
Auf diese Weise ist ein schnelles Anlaufen des Motors bei einem Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend 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.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1
eine Aufsicht eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges, das als Winkelschleifer ausgeführt ist und
Fig. 2
eine vereinfachte Schaltung des Elektrowerkzeuges gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug in Form eines Winkelschleifers dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.
Das Elektrowerkzeug 10 weist ein längliches, annähernd stabförmiges Gehäuse 12 auf, an dessen einem Ende ein Getriebekopf 14 vorgesehen ist, an dessen Unterseite eine Schutzhaube 16 aufgenommen ist. Am äußeren Ende der aus dem Getriebekopf 14 nach außen hervorstehenden Antriebswelle ist eine Aufnahme zur Aufnahme eines Werkzeugs 20 in Form einer Schleifscheibe oder Trennscheibe vorgesehen. Links oder rechts am Getriebekopf 14 kann ein Stielhandgriff 18 angeschraubt sein, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist.
Der Bereich des bezüglich seiner Längsachse symmetrisch ausgebildeten Gehäuses 12, der unmittelbar an den Getriebekopf 14 anschließt, ist beidseitig verjüngt, um einen Griffbereich zu bilden, an dem das Gehäuse 12 mit einer Hand leicht ergriffen und vom Daumen auf der einen Seite und von den anderen Fingern auf der anderen Seite leicht gehalten werden kann. Im Verjüngungsbereich des Gehäuses 12, der sich an den Getriebekopf 14 anschließt, befinden sich auf der linken und rechten Gehäuseseite zwei elastische Tastflächen, nämlich eine erste elastische Tastfläche 22 auf der linken Gehäuseseite und eine zweite elastische Tastfläche 24 auf der rechten Gehäuseseite. Am dem Getriebekopf 14 gegenüberliegenden Endbereich (etwa im äußeren Drittel des Gehäuses 12) ist eine weitere beidseitige Verjüngung des Gehäuses vorgesehen. Im Verjüngungsbereich sind auf der linken Gehäuseseite und der rechten Gehäuseseite weitere Tastflächen vorgesehen, nämlich eine dritte Tastfläche 26 auf der linken Seite und eine vierte Tastfläche 28 auf der rechten Seite.
Über die Tastflächen 22, 24, 26, 28 können jeweils zugeordnete Schaltelemente betätigt werden.
Eine vereinfachte Prinzipschaltung des Elektrowerkzeugs 10 ist in Fig. 2 dargestellt.
Ein Elektromotor 40 in Form eines Universalmotors ist über ein Leistungssteuerelement 44 etwa in Form eines Thyristors mit einer Spannungsquelle verbunden, bei der es sich im vorliegenden Fall um die Netzspannung von 230 V Wechselstrom mit 50 Hz handelt. Das Leistungssteuerelement 44 oder der Thyristor wird über eine Steuereinrichtung 42 angesteuert, bei der es sich vorzugsweise um eine Mikroprozessorsteuerung handelt.
Über die Tastflächen 22, 24, 26, 28 werden geeignete Schaltelemente angesteuert, die mit der Steuereinrichtung 42 verbunden sind (in Fig. 2 sind lediglich die Tastflächen 22 bis 28, nicht jedoch die darüber gesteuerten Schaltelemente dargestellt).
Die Steuereinrichtung 42 ist nun so gestaltet, dass es für den Motor 40 drei Betriebszustände gibt, einen Ruhezustand, in dem das Leistungssteuerelement 44 voll gesperrt ist, einen Arbeitszustand, in dem das Leistungssteuerelement 44 zumindest so weit periodisch aufgesteuert wird, dass sich eine kontinuierliche Drehung der Motorwelle ergibt, wobei gleichzeitig eine Drehzahlsteuerung ermöglicht ist, und einen Zwischenzustand, dessen Funktion nachfolgend noch im Einzelnen erläutert wird.
Um ein versehentliches Anlaufen des Motors 40 zu verhindern, ist es im vorliegenden Fall erforderlich, dass mindestens eine der vorderen Tastflächen 22, 24 und mindestens eine der hinteren Tastflächen 26, 28, und damit die zugeordneten Schaltelemente, gleichzeitig aktiviert werden. Wird nur eine der Tastflächen 22, 24, 26, 28 aktiviert, was durch einfaches Umgreifen mit der Hand erfolgen kann, so gelangt das Elektrowerkzeug 10 zunächst in den Zwischenzustand.
Im Zwischenzustand erhält der Motor 40 periodische Spannungsimpulse, die jeweils zu einem kurzen Anlaufen der Motorwelle führen. So könnte der Thyristor 44 hierzu beispielsweise jeweils für eine Zeitdauer von 3 ms angesteuert werden, was bei einer Netzfrequenz von 50 Hz bei einer Vollwellensteuerung einem Phasenwinkel α = 60° in einer Halbwelle entspricht. Danach könnte beispielsweise eine vollständige Sperrung über 200 ms oder aber über einen längeren Zeitraum von z.B. 500 ms erfolgen, bevor der Motor 40 wiederum angesteuert wird. Dies führt im Ergebnis zu einem kurzzeitigen Anlaufen der Motorwelle, gefolgt von einem Stillstand, wobei sich dann ein erneutes Anlaufen anschließt usw. Damit ergibt sich ein Zwischenzustand, der auch als "Tackern" anschaulich bezeichnet werden kann. Während in diesem Zwischenzustand keinerlei Arbeitsvorgang erfolgen kann, wird durch das kurzzeitige periodische Anlaufen der Motorwelle und des davon angetriebenen Werkzeuges 20, gefolgt von dem Stillstand, einem Benutzer des Elektrowerkzeuges sowohl optisch, als auch akustisch, als auch fühlbar signalisiert, dass sich das Elektrowerkzeug im Zwischenzustand befindet. Wird nun zusätzlich eine der anderen Tastflächen gleichzeitig aktiviert, also beispielsweise bei einem Umgreifen der beiden vorderen Tastflächen 22, 24 zusätzlich mit der zweiten Hand eine der hinteren Tastflächen 26, 28 aktiviert, so geht das Elektrowerkzeug 10 aus dem Zwischenzustand in den Arbeitszustand über, in dem der Motor 40 kontinuierlich angetrieben ist. Erfolgt dagegen keine weitere Aktivierung anderer Tastflächen und wird das Gehäuse 12 wieder losgelassen, so geht das Elektrowerkzeug 10 automatisch in den Ruhezustand über.
Befindet sich das Elektrowerkzeug 10 einmal im Arbeitszustand, so reicht es aus, eine der Tastflächen 22, 24, 26, 28 dauerhaft weiter zu aktivieren, um den Arbeitszustand aufrechtzuerhalten.
Wenngleich auch im Arbeitszustand das Leistungssteuerelement 44 eine periodische Sperrung bzw. Teilsperrung der Wechselspannung verursacht, so geschieht dies im Arbeitszustand nur, um die Drehzahl des Elektromotors 40 zu steuern. Hierzu wird in der Regel nur ein Teil einer Vollwelle sowohl im positiven als auch im negativen Bereich abgeschnitten. Insgesamt wird der Elektromotor 40 jedoch während aufeinanderfolgender Spannungswellen kontinuierlich angesteuert, um einen kontinuierlichen Lauf des Motors 40 zu gewährleisten. Dagegen erfolgt die Ansteuerung des Elektromotors 40 im Zwischenzustand nur über einen Teil einer Halbwelle, woraufhin sich dann wiederum eine vollständige Sperrung über eine Mehrzahl von Wellenlängen anschließt.
Unabhängig davon, ob nun zuerst eine der vorderen Tastflächen 22, 24 oder eine der hinteren Tastflächen 26, 28 aktiviert wird, wird bei einer erstmaligen Aktivierung einer Tastfläche der Zwischenzustand eingeleitet. Zum Übergang in den Arbeitszustand muss dann eine der jeweils anderen Tastflächen zusätzlich aktiviert werden. Wird beispielsweise zunächst eine der vorderen Tastflächen 22, 24 aktiviert, so ist zum Übergang in den Arbeitszustand die Aktivierung zumindest einer der hinteren Tastflächen 26, 28 notwendig. Wird umgekehrt zunächst zumindest eine der hinteren Tastflächen 26, 28 aktiviert, so ist zum Übergang in den Arbeitszustand die anschließende Aktivierung oder gleichzeitige Aktivierung einer der vorderen Tastflächen 22, 24 notwendig. Werden gleichzeitig eine der vorderen Tastflächen 22, 24 und eine der hinteren Tastflächen 26, 28 aktiviert, so geht das Elektrowerkzeug unmittelbar in den Arbeitszustand über, und der Motor 40 läuft an. Ein "Tackern" findet nicht statt.
Zusätzlich ist das Elektrowerkzeug 10 noch mit einer externen Drehzahlsteuerung versehen, über die die Solldrehzahl des Elektromotors 40 im Arbeitszustand verstellt werden kann. Hierzu muss bei laufendem (im Arbeitszustand befindlichem) Motor 40 eine Tastfläche 32 am Getriebekopf betätigt werden und gleichzeitig eine der Tastflächen 22, 26 auf der linken Gehäuseseite oder eine der Tastflächen 24, 28 betätigt werden. Eine Aktivierung einer der Tastflächen 22, 26 auf der linken Gehäuseseite führt zu einer Drehzahlerniedrigung, während eine Aktivierung einer Tastfläche 24, 28 auf der rechten Gehäuseseite zu einer Drehzahlerhöhung führt. Bei einem Loslassen der Tastfläche 32 wird der aktuelle Drehzahlwert gespeichert. Auch nach Stillstand und anschließendem Wiederanlaufen des Elektromotors 40 bleibt der gespeicherte Solldrehzahlwert erhalten. Dieser kann über ein Indikatorelement 30, das beispielsweise mit drei LEDs versehen ist, optisch erkennbar gemacht werden.
Es versteht sich, dass, abgesehen von dem am Ausführungsbeispiel beschriebenen "Tackern", beliebige andere Anzeigen genutzt werden können, um dem Benutzer das Vorliegen des Zwischenzustandes anzuzeigen. So könnte beispielsweise ein Summer betätigt werden, eine optische Anzeige aktiviert werden oder dergleichen mehr.
Jedoch ist das beschriebene Tackern des Motors im Zwischenzustand besonders geeignet, um einem Benutzer das Vorliegen des Zwischenzustandes deutlich sowohl optisch als auch akustisch erkennbar zu machen, wobei der Zwischenzustand zusätzlich durch die Bewegungsimpulse des Motors gleichzeitig fühlbar wird.

Claims (10)

  1. Elektrowerkzeug mit einem Motor (40) zum Antrieb eines Werkzeuges (20), mit mindestens einem Schaltelement zur Betätigung des Motors (40), das mit einer Steuereinrichtung (42) gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung (42) derart ausgebildet ist, dass ein Einschalten des Motors (40) zum Antrieb des Werkzeugs (20) nur dann ermöglicht ist, wenn das mindestens eine Schaltelement in einer vorgegebenen Weise mehrfach aktiviert wird oder mindestens zwei Schaltelemente gleichzeitig oder in einer vorgegebenen Weise hintereinander aktiviert werden, wobei mindestens drei Betriebszustände vorgesehen sind, ein Ruhezustand, in dem der Motor (40) außer Betrieb ist, ein Arbeitszustand, in dem der Motor (40) zum Antrieb des Werkzeuges (20) angetrieben ist, und ein Zwischenzustand, in dem signalisiert wird, dass zur Überführung in den Arbeitszustand eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes erforderlich ist.
  2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, das ferner ein akustisches, optisches und/oder haptisches Signalmittel aufweist, um einem Benutzer zu signalisieren, wenn sich das Elektrowerkzeug (10) im Zwischenzustand befindet.
  3. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Steuereinrichtung (42) derart ausgebildet ist, dass dem Motor (40) im Zwischenzustand periodisch Spannungsimpulse von kurzer Dauer zugeführt werden, um einem Benutzer den Zwischenzustand durch kurze Bewegungsimpulse des Werkzeuges (20) zu signalisieren.
  4. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung (42) derart ausgebildet ist, dass zur Überführung in den Arbeitszustand mindestens ein oder mehrere Schaltelemente innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens mehrfach aktiviert werden müssen.
  5. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuerung (42) derart ausgebildet ist, dass vom Zwischenzustand ein Übergang in den Ruhezustand erfolgt, wenn nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens eine Überführung in den Arbeitszustand durch Aktivierung eines Schaltelementes in einer vorgegebenen Weise erfolgt.
  6. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schaltelemente als Taster ausgebildet sind.
  7. Elektrowerkzeug nach Anspruch 6, bei dem die Schaltelemente als optische Schalter oder als Mikroschalter ausgebildet sind, die über elastische Tastflächen (22, 24, 26, 28) aktivierbar sind.
  8. Elektrowerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Schaltelemente durch Umgreifen eines Gehäuses (12) oder eines Griffes aktivierbar sind.
  9. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Motor (40) bei zeitnaher Aktivierung zweier Schaltelemente vom Ruhezustand unmittelbar in den Arbeitszustand übergeht.
  10. Verfahren zur Steuerung eines Elektrowerkzeuges, das mindestens drei Betriebszustände aufweist, einen Ruhezustand, in dem ein Motor (40) außer Betrieb ist, einen Arbeitszustand, in dem der Motor (40) zum Antrieb eines Werkzeuges (20) angetrieben ist, und einen Zwischenzustand, wobei der Motor (40) derart gesteuert wird, dass zur Überführung aus dem Ruhezustand in den Arbeitszustand ein Schaltelement in einer vorgegebenen Weise mehrfach hintereinander aktiviert werden muss oder mehrere Schaltelemente gleichzeitig oder hintereinander in einer vorgegebenen Weise hintereinander aktiviert werden müssen, wobei das Elektrowerkzeug (10) bei der ersten Aktivierung eines Schaltelementes zunächst in den Zwischenzustand überführt wird und einem Benutzer der Zwischenzustand signalisiert wird, bevor durch eine weitere Aktivierung eines Schaltelementes in der vorgegebenen Weise eine Überführung in den Arbeitszustand erfolgt oder durch Deaktivierung des zuerst betätigten Schaltelementes eine Überführung in den Ruhezustand erfolgt.
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