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DE2933355A1 - Elektrohandwerkzeug - Google Patents

Elektrohandwerkzeug

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Publication number
DE2933355A1
DE2933355A1 DE19792933355 DE2933355A DE2933355A1 DE 2933355 A1 DE2933355 A1 DE 2933355A1 DE 19792933355 DE19792933355 DE 19792933355 DE 2933355 A DE2933355 A DE 2933355A DE 2933355 A1 DE2933355 A1 DE 2933355A1
Authority
DE
Germany
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microcomputer
speed
hand tool
display
tool according
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19792933355
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Luberbach Gerber
Ivan Dipl.-Ing. Zuchwil Hidveghy
Claude Brügg Wessel
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Scintilla AG
Original Assignee
Scintilla AG
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Publication date
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Priority to NL8004644A priority patent/NL8004644A/nl
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    • B23B45/00Hand-held or like portable drilling machines, e.g. drill guns; Equipment therefor
    • B23B45/02Hand-held or like portable drilling machines, e.g. drill guns; Equipment therefor driven by electric power
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION 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
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
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    • H02P25/14Universal motors
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Description

If-
SC 495
26.7.1979 Vo
SCINTILLA AG, Solothurn, Schweiz E1 ektroh an dwerkzeug Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Elektrohandwerkzeug, wie handgefUhrte Bohr-, Fräs-, Sägemaschine od.dgl., nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei einem bekannten Elektrohandwerkzeug dieser Art weist die Drehzahlregelvorrichtung eine diskrete Schaltung mit einem Drehzahl vorwahl-Potentiometer auf. Die Drehzahl reg lung wird über die am Elektromotor abfallende Spannung vorgenommen, welche die Ansprechschwelle eines Zündschalters für einen im Motorstromkreis liegenden Schaltthyristor verändert. Je nach Ansprechschwelle des Zündschalters wird der Zündzeitpunkt des Schaltthyristors verschoben und damit der Stromflußwinkel im Sinne einer Anpassung der Istdrehzahl an die vorgewählte Solldrehzahl geändert. Eine solche
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Drehzahlregelung arbeitet insbesondere wegen der insbesondere die Ansprechschwelle des Zündschalters beeinflussenden Fertigungstoleranzen nicht sehr exakt, sondern läßt mehr oder weniger große bleibende Regelabweichungen der Istdrehzahl von der Solldrehzahl zu. Solche Regelungenauigkeiten stören in den meisten Anwendungsfällen des Elektrohandwerkzeugs zwar nicht, können aber bei qualitativ hochwertigen Elektrowerkzeugen nicht akzeptiert werden.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Elektrohandwerkzeug mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer äußerst genauen Drehzahlregelung bzw. -steuerung ohne nennenswerte Abweichungen der Istdrehzahl von der eingestellten Solldrehzahl. Zugleich ist es mit nur geringfügigem Mehraufwand möglich, die Ist- und/oder die Solldrehzahl dem Benutzer optisch anzuzeigen. Dies erfordert lediglich noch ein Display, das unmittelbar von dem Mikrocomputer gesteuert wird. Hierdurch wird dem Benutzer die Möglichkeif gegeben, das Elektrohandwerkzeug optimal durch richtige Wahl der Schnittgeschwindigkeit zu nutzen, wodurch sowohl die Abnützung des Elektrohandwerkzeugs stark reduziert als auch das Arbeitsergebnis wesentlich verbessert werden kann.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Handbohr
maschine,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung
der Handbohrmaschine mit Drehzahl rege I vorrichtung,
Fig. 3 eine Draufsicht eines Displays der Handbohr
maschine in Fig. 1, vergrößert dargestellt,
Fig. 4 eine Draufsicht eines Displays gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel, in vergrößerter Darstellung,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in Fig. 1 als Beispiel eines Elektrohandwerkzeugs dargestellte Handbohrmaschine weist ein Gehäuse 10 auf. Eine aus dem Gehäuse 10 austretende Bohrspindel 11 trägt ein Spannfutter 12 zur Aufnahme eines Bohrers. Die Bohrspindel 11 wird in bekannter Weise über ein nicht dargestelltes Übersetzungsgetriebe von einem Elektromotor 13 (in Fig. 2 schematisch dargestellt) angetrieben. Der Elektromotor 13 kann in beiden Drehrichtungen umlaufen. Das Gehäuse 10 trägt an der Unterseite einen
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pistolenartig angeformten Handgriff 14, an dem der Ein-/Ausschalter 15 in Form einer Drucktaste angeordnet ist. Zur Erleichterung des Bohrvorgangs kann - wie in Fig. 1 dargestellt - am Gehäuse 10 nahe der Austrittsstelle der Bohrspindel 11 noch ein weiterer Handgriff 16 festgeklemmt sein.
Die Handbohrmaschine weist eine Drehzahl rege !vorrichtung 17 auf, die die Drehzahl des vorzugsweise als Universalmotor ausgebildeten Elektromotors 13 entsprechend der vorgewählten Solldrehzahl einstellt. Zur Vorwahl der Solldrehzahl ist ein Drehzahl-Einstellorgan 18 vorgesehen, das beispielsweise mit der Drucktaste des Ein-/Ausschalters 15 gekoppelt sein kann, wobei bei verstärktem Niederdrücken der Drucktaste die Solldrehzahl kontinuierlich erhöht wird.
Die Drehzahlregelvorrichtung 17, die in Fig. 2 durch strichpunktierte Umrandung schematisch angedeutet ist, weist einen Mikrocomputer 19, eine im Stromkreis des Elektromotors 13 liegende Thyristorschaltung 20 und ein die Istdrehzahl des Elektromotors 13 erfassendes Drehzahlmeßelement 21 auf, das vorzugsweise als von dem Elektromotor 13 angetriebener Tachogenerator ausgebildet ist. Das Drehzahlmeßelement 21 bzw. der Tachogenerator ist mit dem Mikrocomputer 19 verbunden und gibt diesem eine Information über die Istdrehzahl des Elektromotors 13. In gleicher Weise ist das Drehzahl-Einstellorgan 18 mit dem Mikrocoumputer 19 verbunden und liefert diesem eine Information über die vorgewählte Drehzahl, die Solldrehzahl. Der Mikrocomputer 19 vergleicht nunmehr die Istdrehzahl mit der Solldrehzahl und gibt bei Abweichung ein entsprechendes Steuersignal an die Thyrisforschaltung 20 ab. Dieses Steuersignal verschiebt den Zündzeitpunkt der Thyristorschaltung 20 und ändert damit den Stromflußwinkel in einem Sinn, der die Differenz der im
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<P
Mikrocomputer 19 verglichenen beiden Drehzahlen zu Null werden läßt
Die Handbohrmaschine ist gangumschaltbar und weist hierzu einen die Drehzahl der Bohrspindel 11 umschaltenden Gangschalter 22 auf (Fig. 1 und 2). Diese Gangumschaltung kann mechanisch oder elektrisch bewirkt werden. Das Umschaltverhältnis ist dabei - unabhängig von der weiteren Veränderung der Drehzahl durch das Drehzahl-Einstellorgan 18 - immer konstant. Mit dem Gangschalter 22 ist ein Informationsgeber 23 gekoppelt, der mit dem Mikrocomputer 19 verbunden ist und diesem eine Information über die Schaltstellung des Gangschalters 22 liefert.
Mit dem Mikrocoumputer 19 ist weiterhin ein die Überlastung des Elektromotors 13 erkennendes Überlast-Meßelement 24 verbunden, das dem Mikrocomputer 19 eine MotorUberl astung, also einen über den Nennstrom des Elektromotors 13 hinausgehenden Motorstrom, signalisiert. In dem Motorstromkreis liegt ein Schaltelement 25, das mit dem Mikrocomputer 19 verbunden ist und dessen Schaltstellung von diesem gesteuert wird. Mittels des Schaltelementes 25 kann der Motorstromkreis geschlossen oder unterbrochen werden. Liefert das Überlast-Meßelement 24 eine Überiastinformation an den Mikrocomputer, so gibt dieser an das Schaltelement 25 ein Abschaltsignal, und das Schaltelement 25 unterbricht den Stromkreis des Elektromotors 13. Zum Wiedereinschalten muß zunächst eine am Gehäuse 10 angeordnete Einschalttaste 26 (Fig. 2) betätigt werden, die ebenfalls mit dem Mikrocomputer 19 verbunden ist und diesem einen entsprechenden Steuerbefehl liefert. Ein entsprechendes Schließsignal gibt dann der Mikrocomputer 19 an das Schaltelement 25 ab.
Zur Umkehrung der Drehrichtung der Bohrspindel 11 ist noch ein Drehrichtungs-Umkehrschalter 27 (Fig. 1 und 2) vorgesehen, der die Drehrich-
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tung mechanisch oder elektrisch umschaltet. Je nach Stellung des Drehrichtungs-Umkehrschalters 27 läuft die Bohrspindel 11 im Rechts- oder Linkslauf. Mit dem Drehrichtungs-Umkehrschalter 27 ist ein Informationsgeber 28 gekoppelt, der die jeweilige Schaltstellung des Drehrichtungs-Umkehrschalters 27 über eine Verbindungsleitung als Eingangssignal an den Mikrocomputer 19 gibt.
Mit dem Mikrocomputer 19 ist ein Display 29 mit optischen Anzeigefeldern 30 verbunden, auf welchen sowohl die Drehzahl als auch weitere Kenndaten des Betriebszustandes wie - Einschaltung, Rechts-jlinkslauf, Überlastung und dgl. abgelesen werden können. Die entsprechenden Informationen werden dem Mikrocomputer 19 von den entsprechenden Elementen, wie Drehzahl-Einstellorgan 18 oder Drehzahlmeßelement 21, Informationsgeber 23 des Gangschalters 22, Informationsgeber 28 des Drehrichtungs-Umkehrschalters 27, Einschalttaste 26, eingegeben und diesersteuert entsprechend den erhaltenen Informationen das Display 29.
In dem Ausführungsbeispiel des Displays 29 in Fig. 4 weist dieses zur Anzeige der Ist- oder Solldrehzahl eine 7-Segment-Anzeige 31 auf. Der Aufbau und die Wirkungsweise einer solchen 7-Segment-Anzeige ist bekannt, so daß hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. Zusätzlich ist In dem Display 29 noch eine Symbolskala 32 mit selektiv beleuchtbaren Einzel symbol en 33 vorgesehen. Die Beleuchtungselemente, vorzugsweise Leuchtdioden, dieser Einzelsymbole werden selektiv von dem Mikrocomputer 19 entsprechend seinem Informationsgehalt angesteuert. So bedeutet z.B. das Aufleuchten des Einzelsymbols "E", daß die Handbohrmaschine eingeschaltet ist, während das Aufleuchten des Einzelsymbols "SW Überlast-Warnung bedeutet. Die beiden Pfeiisymboie der Symbolskala 32 signalisieren die Jeweils eingeschaltete Drehrichtung der Bohrspindel 11.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 weist das Display 34 mit den Anzeigefeldern 35 eine Anzahl von neben- und/oder hintereinander angeordneten Signallampen 36, vorzugsweise Leuchtdioden, auf, die jeweils einem der Anzeigefelder 35 zugeordnet sind. Im Display 34 sind zwei Skalen 37 und 38 mit Kenndaten des Betriebszustands entlang den in zwei Reihen hintereinander liegenden Anzeigefeldern 35 angeordnet. Die Skala 37 enthält die Drehzahl angaben in Umdrehungen/min und die Skala 38 weitere Angaben über den Betriebszustand der Handbohrmaschine. Dabei bedeuten "EIN" Einschaltung der Handbohrmaschine, "I.GANG" und "2. GANG" eingeschalteter erster bzw. zweiter Gang, "LINKS" und "RECHTS" Links- oder Rechtslauf der Bohrspindel 11, "ÜBERLAST" Warnung bei Überlastung des Elektromotors 13 und "ÜBERLAST-AUTO" Ansprechen der automatischen Überlastabschaltung, also Offnen des Schaltelementes
Die unterhalb eines jeden Anzeigefeldes 35 angeordneten Signallampen 36 werden von dem Mikrocomputer 19 entsprechend seinem Informationsgehalt selektiv angesteuert. Die neben den Kenndaten der Skalen 37 und 38 aufleuchtenden Anzeigefelder 35 signalisieren den jeweiligen Betriebszustand der Handbohrmaschine, so daß der Benutzer mit einem einzigen Blick diesen erfassen kann. Ist z.B. die Handbohrmaschine eingeschaltet, der erste Gang eingelegt und läuft die Bohrspindel 11 mit einer Drehzahl von 1500 U/min im Rechtslauf, so leuchten die in Fig. 4 durch Schraffur gekennzeichneten Anzeigefelder 35 des Displays 34 auf.
Damit der Benutzer das Display 29 bzw. 34 auch während des Arbeitsvorgangs ständig im Blickfeld hat, ist dieses auf der dem Handgriff 14 gegenüberliegenden Gehäuseoberseite 39 des Gehäuses 10 angeordnet und vorzugsweise in die Gehäusewand bündig eingelassen (Fig. 1 und 5}·
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Die Drehzahlregel vorrichtung 17 kann ebenso als Drehzahlsteuervorrichtung verwendet werden. In diesem Fall kann auf das Drehzahlmeßelement 21, den Tachogenerator, verzichtet werden, so daß die Schaltungsanordnun insgesamt einfacher ist. Für eine bestimmte vorgewählte Drehzahl wird der Mikrocomputer 19 dann den Zündzeitpunkt der Thyristorschaltung 20 in einer vorprogrammierten Weise verschieben und damit einen vorgegebenen Stromflußwinkel einstellen.
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Claims (12)

SC 495 20.7.1979 Vo SCINTILLA AG, Solothurn, Schweiz Ansprüche
1. .Elektrohandwerkzeug, wie handgeführte Bohr-, Fräs-, Sägemaschine od.dgl, insbesondere Heimwerker-Kombinationsmaschine, mit einem Elektromotor, vorzugsweise Universalmotor, einer Drehzahlregel- oder Drehzahlsteuervorrichtung für den Elektromotor und einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl rege I- oder -steuervorrichtung (17) einen Mikrocomputer (19) aufweist.
2. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein die Drehzahl des Elektromotors (13) erfassendes Drehzahlmeßelement (21), vorzugsweise einen von dem Elektromotor (13) angetriebenen Tachogenerator, dessen Ausgang mit dem Mikrocomputer (19) verbunden ist.
3. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Mikrocomputer (19) ein Drehzahl-Einstellorgan (18) verbunden ist, das eine manuell wählbare Drehzahl dem Mikrocomputer (19) als Eingangssignal zuführt.
4. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 3, mit einer Arbeitsspindel, gekennzeichnet durch einen die Drehzahl der Arbeitsspindel (11) mechanisch oder elektrisch umschaltenden Gangschalter (22), der einen seine Schalt-
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stellung markierenden Informationsgeber (23) aufweist, der mit dem Mikrocomputer (19) verbunden ist.
5. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Mikrocomputer (19) ein eine Überlastung des Elektromotors (13) erkennendes Uberlast-Meßelement (24) und ein Schaltelement (25) verbunden sind, das auf ein Signal des Mikrocomputers (19) hin den Stromkreis des Elektromotors (13) schließt oder öffnet.
6. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Mikrocomputer (19) eine manuell betätigbare Einschalttaste (26) verbunden ist, die eine Schaltelement-Schließinformation an den Mikrocomputer (19) gibt.
7. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 6, gekennzeichnet durch einen Drehrichrungsumschaiter (27) mit einem dessen Schaltstellung markierenden Informationsgeber (28), der mit dem Mikrocomputer (19) verbunden ist.
8. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 7, gekennzeichnet durch ein mit dem Mikrocomputer (19) verbundenes Display (29; 34) mit optischen Anzeigefeldern (30; 35), auf welchen die Drehzahl und vorzugsweise weitere Kenndaten des Betriebszustands, wie Einschaltung, Rechts-iLinkslauf, Überlastung u. dgl .,abgelesen werden können.
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9. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Display (29) eine 7-Segment-Anzeige (31) aufweist.
10. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Display (34) eine Anzahl von neben- und/oder hintereinander angeordneten Signallampen (36), vorzugsweise Leuchtdioden, aufweist, die unmittelbar unter den Anzeigefeldern (35), diesen Jeweils zugeordnet, angeordnet sind und diese selektiv beleuchten können, und daß im Display (34) mindestens eine Skala (37, 38) mit Kenndaten des Betriebszustands entlang den Anzeigefeldern (35) angeordnet ist.
11. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Display (29) eine Symbolskala (32) mit selektiv beleuchtbaren Einzelsymbolen (33) aufweist.
12. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Display (29/ 34) auf einer, vorzugsweise im wesentlichen einem Handgriff (14) gegenüberliegenden, Gehäuseoberseite (39) des Gehäuses (10) angeordnet ist, vorzugsweise in die Gehäusewand eingelassen ist.
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