DE102008001154B4

DE102008001154B4 - Elektrohandwerkzeug mit einer Betätigungsvorrichtung und einem Antriebsmotor

Info

Publication number: DE102008001154B4
Application number: DE102008001154.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Meyer; Ursula Schmid
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2022-01-27
Anticipated expiration: 2028-04-15
Also published as: CN101559589A; EP2110830A2; EP2110830A3; CN101559589B; DE102008001154A1

Abstract

Elektrohandwerkzeug mit einer Betätigungsvorrichtung und einem Antriebsmotor, mit einem Drehzahlschalter zum Anlegen einer von einer gewünschten Drehzahl abhängigen Motorspannung an den Antriebsmotor und mit einem Drehrichtungsumschalter zum Umschalten der Drehrichtung des Antriebsmotors, wobei ein Bedienelement (2) und ein mit dem Bedienelement (2) in Wirkverbindung (3) stehendes Schaltelement (4) vorgesehen sind, und wobei das Schaltelement (4) durch die Betätigung symmetrisch um eine Mittelstellung so verstellbar ist, dass es in Abhängigkeit von der Richtung und Größe der Abweichung von der Mittelstellung ein elektrisches Ausgangssignal (5) abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ausgangssignal eine Drehzahlinformation und eine Drehrichtungsinformation kombiniert, und dass in dem Elektrohandwerkzeug eine Auswerteelektronik (6) angeordnet ist, wobei das Schaltelement (4) mit der Auswerteelektronik (6) so zusammenwirkt, dass die Auswertelektronik (6) den Antriebsmotor hinsichtlich der Drehzahl in Abhängigkeit der aus dem einen Ausgangssignal (5) ermittelten Drehzahlinformation (8) und hinsichtlich der Drehrichtung in Abhängigkeit der aus dem einen Ausgangssignal (5) ermittelten Drehrichtungsinformation (7) ansteuert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeug mit einer Betätigungsvorrichtung und einem Antriebsmotor, mit einem Drehzahlschalter zum Anlegen einer von einer gewünschten Drehzahl abhängigen Motorspannung an den Antriebsmotor und mit einem Drehrichtungsumschalter zum Umschalten der Drehrichtung des Antriebsmotors.
Eine derartiges Elektrohandwerkzeug ist bereits aus der DE 100 01 459 A1 bekannt. Weiterhin ist aus der DE 34 33 550 A1 ein Schaltersystem zur Steuerung und/oder Regelung von motorischen Antrieben von mobilen handgeführten Werkzeugmaschinen bekannt. Über ein Stellglied einer Steuer- und/oder Regelelektronik wird ein motorischer Antrieb gesteuert oder geregelt. Das Schaltersystem ist in transversaler Richtung verschiebbar und gleichzeitig um einen Drehpunkt schwenkbar oder kippbar.
Heutige handgeführte Elektrowerkzeuge, beispielsweise eine Bohrmaschine oder ein Akkuschrauber, verfügen in der Regel über ein vom Benutzer zu bedienendes Schaltelement mit integriertem Potentiometer, das eine stufenlose Einstellung der Drehzahl des Werkzeugs ermöglicht. Die Umschaltung der Drehrichtung (Rechts- oder Linkslauf) erfolgt über ein zusätzliches Bedienelement einer Einrichtung zur Drehrichtungsumschaltung. Dabei ist das Schaltelement durch die Betätigung des Bedienelements symmetrisch um eine Mittelstellung derart verstellbar, dass es in Abhängigkeit von der Richtung und Größe der Abweichung von der Mittelstellung ein elektrisches Ausgangssignal abgibt.
Aus der Aus DE 103 34 884 A1 ist ein Schaltelement für eine Drehrichtungswahl und eine Drehzahlwahl von elektrischen Handwerksgeräten bekannt. Das Schaltelement besteht aus zwei Potentiometern, wobei ein erster Potentiometer für einen Rechtslauf und ein zweiter Potentiometer für einen Linkslauf des Handwerksgeräts vorgesehen ist.
Die DE 40 04 463 C2 zeigt eine Schaltvorrichtung für die elektrische Umschaltung von Elektrowerkzeugen, durch welche ein Einschalten, Ausschalten und eine Drehrichtungsumkehr ermöglicht wird. Die Schaltvorrichtung ist in Form einer Ringstruktur ausgebildet, welche das Elektrowerkzeug umfangsseitig umgreift. Durch das Verdrehen der Ringstruktur ist eine Aktivierung, Deaktivierung und eine Drehrichtungsumkehr einstellbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Handwerkzeugmaschine mit einer Betätigungsvorrichtung bereitzustellen, die eine gegenüber dem Stand der Technik vereinfachte Steuerung der Drehzahl und der Drehrichtung eines Antriebsmotors über ein gemeinsames Bedienelement ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Elektrohandwerkzeug ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Weiterbildungen und bevorzugte Maßnahmen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeug sind über die gattungsgemäßen Merkmale hinaus eine Drehzahlinformation und eine Drehrichtungsinformation in einem Ausgangssignal kombiniert. In dem Elektrohandwerkzeug ist eine Auswerteelektronik angeordnet, wobei das Schaltelement mit der Auswerteelektronik so zusammenwirkt, dass die Auswertelektronik den Antriebsmotor hinsichtlich der Drehzahl in Abhängigkeit der aus dem einen Ausgangssignal ermittelten Drehzahlinformation und hinsichtlich der Drehrichtung in Abhängigkeit der aus dem einen Ausgangssignal ermittelten Drehrichtungsinformation ansteuert.
Die Betätigungsvorrichtung des Elektrohandwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung vereinigt die Bedienelemente für die Drehzahl-Funktion und die Drehrichtungsfunktion in einem Bedienelement und realisiert damit ein Bedienkonzept, das den Vorteil hat, dass eine Zwei-Finger-Bedienung möglich ist. Da nur ein bewegliches Bedienelement erforderlich ist, resultiert außerdem eine Kostenersparnis durch Wegfall eines Bedienelements sowie eine Verringerung des notwendigen Bauraums im Erzeugnis. Hinzu kommt, dass das erfindungsgemäß erforderliche eine Bedienelement eine einfachere Positionierung der Baugruppe im Erzeugnis ermöglicht.
Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine, bei denen das Schaltelement der Betätigungsvorrichtung in wenig aufwändiger Weise durch ein Potentiometer gebildet ist, dessen Abgriff um die Mittelstellung herum verstellbar ist. Zur einfachen Realisierung der Wirkverbindung zwischen Bedienelement und Schaltelement können im Bedienelement Mittel zur mechanischen Übertragung der Betätigung auf den Abgriff des Potentiometers vorgesehen sein.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine ist es von Vorteil, wenn das Bedienelement selbst kraft- oder weggesteuert um eine symmetrische Mittelstellung herum betätigbar ist, so dass die Auslenkung des Bedienelements nach Richtung und Größe mit der Abweichung des Schaltelements von seiner Mittelstellung korrespondiert.
Ein konstruktiv besonders einfach gestaltetes Bedienelement ist wippenartig um die Mittelstellung herum auslenkbar, wobei es gegen eine symmetrisch an beiden Enden der Wippe wirkende Federkraft wirkt.
Das Schaltelement kann vorteilhaft einen optischen, kapazitiven, magnetfeldempfindlichen oder druckresistiven Sensor aufweisen.
Die Betätigung der Betätigungsvorrichtung kann mittels Kraft-, Impuls-, Zeit- oder Wegsteuerung, oder dergleichen, des Bedienelements erreicht werden.
Figurenliste

1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Betätigungsvorrichtung für ein erfindungsgemäßes Elektrohandwerkzeug,
2 bis 4 zeigen, jeweils in schematischer Darstellung, unterschiedliche Ausführungsformen der Betätigungsvorrichtung gemäß 1.

Ausführungsformen der Erfindung
1 veranschaulicht das Prinzip der Betätigungsvorrichtung für ein Elektrohandwerkzeug anhand eines allgemeinen Blockschaltbildes. Das Eingangssignal 1 ist die vom Bediener ausgehende Aktion, zum Beispiel eine auf das Bedienelement 2 aufgebrachte Kraft. Das Bedienelement 2 steht in Wirkverbindung 3 mit einem Schaltelement, das sich ohne Betätigung des Bedienelements 2 in einer symmetrischen Mittelstellung befindet und in dieser Ruhestellung ein Ruhesignal generiert. Durch Betätigen des Bedienelements 2 wird das Schaltelement 4 aus seiner symmetrischen Mittelstellung verstellt und generiert ein entsprechendes Ausgangssignal 5, das die Richtung und Größe die Abweichung von der Mittelstellung widerspiegelt. Das Ausgangssignal 5 ist die Stellgröße des um das Schaltelement 4 erweiterten Bedienelements 2 und wird von einer Auswerteelektronik 6 dahingehend ausgewertet, dass der Antriebsmotor (nicht dargestellt) hinsichtlich der Drehzahl in Abhängigkeit der aus dem Ausgangssignal 5 ermittelten Drehzahlinformation 8 und hinsichtlich der Drehrichtung in Abhängigkeit der aus dem Ausgangssignal 5 ermittelten Drehrichtungsinformation 7 angesteuert wird. Im Ausführungsbeispiel gemäß der folgenden 2 wird letztlich die Widerstandsänderung des Potentiometers 11 ausgewertet.
In 2 ist das Bedienkonzept anhand einer möglichen Realisierung des Bedien- und Schaltelements dargestellt. Das Bedienelement 2 ist als Wippe 9 ausgebildet und mechanisch mit einem als Potentiometer 11 ausgebildeten Schaltelement verbunden, die sich beide bei Nichtbetätigung durch den Anwender in Mittelstellung befinden. Durch Drücken der Wippe 9 an ihrem einen oder anderen Ende wird diese verkippt, was bewirkt, dass der Potentiometerwert erhöht beziehungsweise erniedrigt und dadurch der Antriebsmotor des Elektrohandwerkzeugs im Rechts- beziehungsweise Linkslauf betrieben wird. Die Mechanik 12, die die Kraft F von der Wippe 9 so auf den Abgriff 10 des Potentiometers 11 umgelenkt, dass der Abgriff 10 entsprechend der Richtung und Größe der Betätigung verstellt wird, ist in 2 nur schematisch angedeutet. Angedeutet ist ferner eine symmetrisch an beiden Enden der Wippe 9 wirkende Federkraft 13, die eine kraftgesteuerte Betätigung des Bedienelements 2 ermöglicht.
Insgesamt können bei der Ausführungsform gemäß 2 folgende Bedienzustände auftreten. Das Bedienelement 2 beziehungsweise 9 kann sich in der im oberen Teil der 2 dargestellten Ruhestellung befinden. Das Schaltelement, hier das Potentiometer 11, befindet sich dementsprechend in der Mittelstellung, die bei einem Wert (knapp in der Nähe) von 50% des Widerstandsintervalls des Potentiometers 11 die Ruhestellung festlegt, und generiert ein Ausgangssignal 5, das von der Auswerteelektronik 6, vergleiche 1, so interpretiert wird, dass der Motor im Zustand „AUS“ sein soll, also nicht angesteuert werden soll. Im mittleren Teil der 2 ist ein Bedienzustand dargestellt, wie er sich ergibt, wenn - durch den Benutzer - die Wippe 9 in ihrem oberen Bereich mit der Kraft F beaufschlagt wird. Der Abgriff 10 des Potentiometers 11 ist dann, wie erkennbar, beispielhalber so verstellt, dass der Potentiometerwert (circa) 51% bis 100% beträgt und ein entsprechendes Ausgangssignal 5 generiert wird. Die Auswerteelektronik 6 interpretiert dieses Ausgangssignal 5 hinsichtlich der Drehrichtung als „Rechtslauf“ und hinsichtlich der Drehgeschwindigkeit als einen Drehzahlwert, der entsprechend dem Wert des Potentiometers 11 zwischen 0% und 100% der möglichen Drehzahl liegt. In ähnlicher Weise zeigt die 2 in ihrem unteren Teil einen Bedienzustand, bei dem die Wippe 9 in ihrem unteren Bereich mit einer Kraft F beaufschlagt wird und das Potentiometer 11 entsprechend so verstellt wird, dass ein Potentiometerwert von 49% bis 0% resultiert. Dementsprechend steuert die Auswerteelektronik 6 den Motor so an, dass er im „Linkslauf“ mit einer Drehzahl zwischen 0% und 100% läuft.
3 zeigt eine Variante der Betätigungsvorrichtung, bei der das Bedienelement 2 zur Betätigung eines Zusatzschalters 14, insbesondere eines Einschaltkontakts des Elektrohandwerkszeugs, ausgebildet ist. Der Zusatzschalter 14 ist dabei so ausgebildet, dass eine Betätigung des (hier nicht dargestellten) Schaltelements 4 nur im betätigten Zustand des Zusatzschalters 14 möglich ist. Beispielsweise kann das Bedienelement 2, wie in 3 dargestellt, wippenartig ausgebildet sein, so dass der Zusatzschalter 14 durch eine senkrecht zur Ebene der Wippe 9 wirkende Kraft F betätigbar beziehungsweise parallel zur Ebene der Wippe 9 auslenkbar ist. Der obere Teil der 3 zeigt eine nicht gedrückte Wippe 9, also einen Zusatzschalter 14 in der AUS-Stellung, während im unteren Teil der 3 ein geschlossener Zusatzschalter 14 dargestellt ist. In beiden Fällen befindet sich die Wippe 9 hinsichtlich der Betätigung des Schaltelements 4 in Ruhestellung.
4 zeigt eine weitere Variante, bei der der Zusatzschalter 15 so ausgebildet ist, dass er bei Betätigung des (in 2 dargestellten) Schaltelements 4 mitbetätigbar ist. Im oberen Teil der 4 ist das Bedienelement, die Wippe 9, hinsichtlich des Zusatzschalters 15 in der AUS-Stellung und hinsichtlich der Betätigung des Schaltelements 4 in Ruhestellung. Im mittleren Teil der 4 ist die Wippe 9 an ihrem oberen Ende niedergedrückt, wodurch einerseits eine EINStellung des Zusatzschalters 15 und andererseits ein mehr oder weniger schneller Rechtslauf des Motors bewirkt wird. Im unteren Teil der 4 befindet sich der Zusatzschalter 15 in der anderen seiner beiden EIN-Stellungen, jedoch bewirkt die mit der Betätigung der Wippe 9 einhergehende jedoch in die entgegengesetzte Richtung wie zuvor beschrieben erfolgende Verstellung des Schaltelements 4 einen Linkslauf.
Die Erfindung ist nicht auf das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können statt der dargestellten Wippe 9 auch zwei nebeneinander in einem Bedienelement 2 angeordnete Taster vorgesehen sein, die jeweils impulsgesteuert betätigbar sind, also etwa mehrmals hintereinander gedrückt werden können, um, zusammen mit dem Schaltelement 4, die gewünschte Größe des Ausgangssignals 5 zu generieren. Außerdem können Sensoren, beispielsweise ein magnetfeldempfindlicher Hall-Schalter, als Schaltelement 4 verwendet werden.

Claims

Elektrohandwerkzeug mit einer Betätigungsvorrichtung und einem Antriebsmotor, mit einem Drehzahlschalter zum Anlegen einer von einer gewünschten Drehzahl abhängigen Motorspannung an den Antriebsmotor und mit einem Drehrichtungsumschalter zum Umschalten der Drehrichtung des Antriebsmotors, wobei ein Bedienelement (2) und ein mit dem Bedienelement (2) in Wirkverbindung (3) stehendes Schaltelement (4) vorgesehen sind, und wobei das Schaltelement (4) durch die Betätigung symmetrisch um eine Mittelstellung so verstellbar ist, dass es in Abhängigkeit von der Richtung und Größe der Abweichung von der Mittelstellung ein elektrisches Ausgangssignal (5) abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ausgangssignal eine Drehzahlinformation und eine Drehrichtungsinformation kombiniert, und dass in dem Elektrohandwerkzeug eine Auswerteelektronik (6) angeordnet ist, wobei das Schaltelement (4) mit der Auswerteelektronik (6) so zusammenwirkt, dass die Auswertelektronik (6) den Antriebsmotor hinsichtlich der Drehzahl in Abhängigkeit der aus dem einen Ausgangssignal (5) ermittelten Drehzahlinformation (8) und hinsichtlich der Drehrichtung in Abhängigkeit der aus dem einen Ausgangssignal (5) ermittelten Drehrichtungsinformation (7) ansteuert.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (4) durch ein Potentiometer (11) gebildet ist, dessen Abgriff (10) um die Mittelstellung herum verstellbar ist.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bedienelement (2) Mittel (12) zur mechanischen Übertragung der Betätigung auf den Abgriff (10) des Potentiometers (11) vorgesehen sind.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (2) kraft- oder weggesteuert um eine symmetrische Mittelstellung herum betätigbar ist.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (2) wippenartig um die Mittelstellung herum auslenkbar ist, wobei es gegen eine symmetrisch an beiden Enden der Wippe (9) wirkende Federkraft (13) wirkt.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (4) einen optischen, kapazitiven, magnetfeldempfindlichen oder druckresistiven Sensor aufweist.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (2) kraft-, impuls-, zeit- oder weggesteuert betätigbar ist.
Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (2) zusätzlich zur Betätigung eines Zusatzschalters (14, 15) des Elektrohandwerkszeugs ausgebildet ist,
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung des Schaltelements (4) nur im betätigten Zustand des Zusatzschalters (14) möglich ist.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (2) wippenartig ausgebildet und zur Betätigung des Zusatzschalters (14) parallel zur Ebene der Wippe (9) auslenkbar ist.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzschalter (15) bei Betätigung des Schaltelements (4) mitbetätigbar ist.