專利名稱：用于電動工具的電路布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的電動工具，以及根據(jù)權(quán)利要求6前序 部分的用于電動工具的電路布置。
背景技術(shù)：
這種電動工具尤其是鉆機(jī)、蓄電池式鉆機(jī)(Akku-Bohrer)、蓄電池式螺絲刀 (Akku-Schrauber)或者蓄電池式?jīng)_擊式螺絲刀(Akku-Schlagschrauber)。利用電動機(jī)進(jìn)行工作的鉆機(jī)、蓄電池式螺絲刀或者蓄電池式?jīng)_擊式螺絲刀本身是 已知的。它們均具有由電動機(jī)驅(qū)動的工具容納件(Werzeugaufnahme)和呈電子控制器形式 的電路布置，該電路布置用于驅(qū)動電動機(jī)左轉(zhuǎn)和/或右轉(zhuǎn)。電路布置包括處于電機(jī)電流回 路中的功率半導(dǎo)體器件，用以通斷電動機(jī)的電壓供給。在大多數(shù)情況下，蓄電池式螺絲刀擁有機(jī)械防滑離合器(Rutschkupplimg)，以便 限定所傳遞的扭矩，將螺紋緊固件齊平地?cái)Q入，或者保護(hù)螺紋緊固件和/或螺紋不受損壞。 然而機(jī)械防滑離合器具有如下缺點(diǎn)它在電動機(jī)的兩個轉(zhuǎn)動方向上均起到作用。這又會導(dǎo) 致，雖然以一定的防滑離合設(shè)定將螺紋緊固件擰入，但是不能在該防滑離合未經(jīng)調(diào)節(jié)的情 況下將螺紋緊固件從其中擰出。為了提高蓄電池式螺絲刀或者蓄電池式?jīng)_擊式螺絲刀的操作舒適性，可以設(shè)置電 子扭矩?cái)嚅_單元(Drehmomentabschaltung)，所述電子扭矩?cái)嚅_單元在達(dá)到作用于工具容 納件的預(yù)定扭矩時使電動機(jī)斷電。尤其是，這種電子扭矩?cái)嚅_可以在螺絲刀的情況下實(shí)現(xiàn) 為電機(jī)電流的函數(shù)，或者在沖擊式螺絲刀的情況下實(shí)現(xiàn)為沖擊時長的函數(shù)。例如利用外置 的電位器來設(shè)定目標(biāo)扭矩或者理想沖擊次數(shù)。然而此處的問題還在于，按照左轉(zhuǎn)方式擰出 螺紋緊固件變得困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于這樣改進(jìn)該電動工具，以避免電動工具在左轉(zhuǎn)時提前被斷電。 尤其是應(yīng)當(dāng)可在電動工具的左轉(zhuǎn)之時擰出螺紋緊固件。另外還實(shí)現(xiàn)了用于電動工具的電路 布置，該電路布置允許按照這種方式驅(qū)動電動機(jī)。在這種類型的電動工具的情況下，該任務(wù)通過權(quán)利要求1的區(qū)別性特征來解決， 而在這種類型的電路布置的情況下，該任務(wù)通過權(quán)利要求6的區(qū)別性特征來解決。在根據(jù)本發(fā)明的電動工具中，在左轉(zhuǎn)之時扭矩?cái)嚅_單元是禁用的。因此，扭矩?cái)嚅_ 單元僅在右轉(zhuǎn)之時是激活的。因此，使用者能夠按照常規(guī)方式利用電動工具進(jìn)行工作，也就 是說能夠在右轉(zhuǎn)之時預(yù)先選定理想的最大扭矩。相反，在左轉(zhuǎn)之時，該扭矩?cái)嚅_單元是無效 的，從而避免了以不令人滿意的工作結(jié)果來提前斷電。根據(jù)本發(fā)明，呈電子控制器形式的、用于驅(qū)動電動機(jī)左轉(zhuǎn)和/或右轉(zhuǎn)的電路布置 具有用于識別電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向的部件。按照優(yōu)選方式，用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件具有齊納 二極管和電阻，用以量取電動機(jī)上連接端的電勢，從而按照簡單的方式及方法在蓄電池式螺絲刀或者蓄電池式?jīng)_擊式螺絲刀的情況下實(shí)現(xiàn)了用于識別轉(zhuǎn)動方向的方法。本發(fā)明的其他構(gòu)造方式是從屬權(quán)利要求的主題。作用于工具容納件的當(dāng)前扭矩能夠被確定為流經(jīng)電動機(jī)的電流的函數(shù)。因此，測 量用于確定扭矩的電機(jī)電流就已經(jīng)足夠了。如果需要，也可以測量電動機(jī)的沖擊時長，利用 由工具容納件施加的擰緊扭矩來修正該沖擊時長。在達(dá)到與使用者預(yù)設(shè)的扭矩相應(yīng)的、電 機(jī)電流和/或沖擊時長的相應(yīng)值時就使該電動機(jī)斷電。按照低廉方式，在電動工具上的電 位器可以用于預(yù)先設(shè)定最大扭矩的理想值。在另一個實(shí)施方式中，為了在左轉(zhuǎn)之時禁用扭矩?cái)嚅_單元，將用于識別電動機(jī)轉(zhuǎn) 動方向的部件設(shè)置在電動工具上，所述用于識別電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向的部件與該扭矩?cái)嚅_單元 互相配合。按照適當(dāng)方式，當(dāng)電動機(jī)驅(qū)動為左轉(zhuǎn)時，用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件生成信號。因 此，如果存在該信號，則禁用扭矩?cái)嚅_單元。如果該信號不存在，則電動機(jī)驅(qū)動為右轉(zhuǎn)，從而 與此相反地，該扭矩?cái)嚅_單元是激活的。所提供的是，能夠以呈電子控制器形式的電路布置來驅(qū)動電動機(jī)左轉(zhuǎn)和/或右 轉(zhuǎn)。在此，電路布置包括處于電機(jī)電流回路中的功率半導(dǎo)體器件，用以通斷電動機(jī)的電壓供 給。因此，電動機(jī)例如能夠以可變地設(shè)定的轉(zhuǎn)數(shù)來工作。另外，功率半導(dǎo)體器件能夠在達(dá)到 預(yù)定扭矩的情況下用于使電動機(jī)斷電。出于緊湊布置的考慮，該用于識別電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向 的部件處于電路布置中。在一個優(yōu)選、廉價以及簡單的實(shí)施方式中，該用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件包括齊納 二極管和電阻，用以量取電動機(jī)上連接端的電勢。出于靈活性和緊湊性的考慮，優(yōu)選利用微 處理器來控制功率半導(dǎo)體器件。當(dāng)然，在電動機(jī)左轉(zhuǎn)之時，利用齊納二極管以及利用電阻生 成信號，該信號被提供給微處理器，以便執(zhí)行相應(yīng)的評估。在該信號存在時(即，電動機(jī)左 轉(zhuǎn)之時)，該微處理器禁用扭矩?cái)嚅_單元。相反，在該信號不存在時(即，電動機(jī)右轉(zhuǎn)之時)， 該微處理器激活扭矩?cái)嚅_單元。因此，視信號為“低”或“高”而定，可以由微處理器識別出 轉(zhuǎn)動方向。為了讓使用者進(jìn)行操作，該電動工具具有電子開關(guān)。所提供的是，出于簡單性考 慮，用于驅(qū)動電動機(jī)的電路布置連同用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件一起布置在該電子開關(guān)的殼 體內(nèi)。總而言之，對于本發(fā)明電動工具而言(其可以是蓄電池式螺絲刀或者蓄電池式?jīng)_ 擊式螺絲刀)存在如下論斷。該電動工具配備有能夠驅(qū)動為左轉(zhuǎn)和/或右轉(zhuǎn)的電動機(jī)和扭 矩?cái)嚅_單元。該扭矩?cái)嚅_單元在左轉(zhuǎn)之時被禁用，從而扭矩?cái)嚅_僅可在機(jī)器右轉(zhuǎn)之時實(shí)現(xiàn)。 為此提出機(jī)器轉(zhuǎn)動方向的識別，其做法是利用由用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件生成的信號能 夠禁用和/或激活扭矩?cái)嚅_單元。在該部件的一個優(yōu)選實(shí)施方式中，通過經(jīng)由齊納二極管 和電阻量取電動機(jī)連接端的電勢得到了提供給微處理器的信號。視信號為“低”或“高”而 定，可以識別出轉(zhuǎn)動方向。利用該信號可以激活或者禁用扭矩?cái)嚅_單元。利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)尤其在于，廉價且可靠地實(shí)現(xiàn)了對電動工具轉(zhuǎn)動方向的識 別。另外，提高了電動工具尤其是蓄電池式設(shè)備的使用舒適性。


附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及各種改進(jìn)實(shí)施方式和構(gòu)造方式，并在下文中加以詳細(xì)說明。附圖中圖1以示意性剖視圖示出蓄電池式電動工具，其具有用于電動機(jī)的驅(qū)動裝置；以 及圖2示出用于控制該蓄電池式電動工具中的電動機(jī)的電路布置的電路圖。
具體實(shí)施例方式圖1示意示出了電動工具10，此處它是蓄電池式鉆機(jī)。電動工具10具有帶有手柄 12的電動工具殼體11。用于驅(qū)動工具容納件13的電動機(jī)2位于電動工具殼體11內(nèi)。作 為工具的螺絲刀頭(Schraubbit) 14位于工具容納件13內(nèi)，以便能夠借助電動工具10例如 將螺紋緊固件擰入工件和/或從工件中擰出。為此，電動機(jī)2能夠驅(qū)動為向右轉(zhuǎn)和/或向 左轉(zhuǎn)，其中，電動機(jī)2利用可放入手柄12內(nèi)的能量存儲器15來供電，該能量存儲器15可充 電并且由蓄電池構(gòu)成。具有開關(guān)殼體17的電動工具開關(guān)16按照如下方式位于手柄12內(nèi)，即，該電動工 具開關(guān)16表現(xiàn)為能夠獨(dú)立于電動工具10裝配的單元。電動工具開關(guān)16具有從手柄12伸 出的執(zhí)行機(jī)構(gòu)18，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)18能夠由使用者通過手動運(yùn)動而在起始位置和最大位置之 間調(diào)節(jié)。電子控制器1位于開關(guān)殼體17內(nèi)，該電子控制器1用于驅(qū)動(更具體地說，用于 控制和/或調(diào)節(jié))電動機(jī)2，例如根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18的調(diào)節(jié)行程來對其轉(zhuǎn)數(shù)、扭矩等進(jìn)行控 制，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)18通過挺桿19作用于位于該電動工具開關(guān)16內(nèi)的開關(guān)模塊20，該開關(guān)模 塊20例如包括通/斷開關(guān)、電位器等。為了切換電動機(jī)2的左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)，可以利用滑動件 21選擇圖2所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)3，滑動件21設(shè)置在電動工具開關(guān)16上，并且也從該電動工具 殼體11中伸出，以便使用者能夠手動地操作它。利用驅(qū)動為右轉(zhuǎn)的電動工具10可以以預(yù)選定扭矩將螺紋緊固件擰入工件之中。 為此在電動工具殼體11上設(shè)置撥輪(Drehrad)23，使用者可以利用撥輪23預(yù)先設(shè)定目標(biāo) 扭矩。撥輪23為此作用于圖2所示的電位器24上。電動工具開關(guān)16之內(nèi)還設(shè)有扭矩?cái)?開單元22，該扭矩?cái)嚅_單元22在達(dá)到由撥輪23預(yù)先設(shè)定的、作用于工具容納件13的扭矩 之時使電動機(jī)2斷電。相應(yīng)地作用于工具容納件13的扭矩例如可以確定作為流過電動機(jī) 2的電流的函數(shù)。如果該電動工具10是左轉(zhuǎn)工作的，那么就可以從工件中擰出螺紋緊固件。為了確 保毫無阻礙地?cái)Q出螺紋緊固件，在電動工具10左轉(zhuǎn)之時禁用扭矩?cái)嚅_單元22。為此，在電 子控制器1內(nèi)設(shè)有用于識別電動機(jī)2轉(zhuǎn)動方向的部件6 (參見圖2)，在此部件6與扭矩?cái)嚅_ 單元22相應(yīng)配合。針對這種配合利用由用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件6生成的信號，該信號在 電動工具2的左轉(zhuǎn)時禁用扭矩?cái)嚅_單元22。相反，該信號不存在時，激活該扭矩?cái)嚅_單元 22，這是因?yàn)榇藭r電動機(jī)2處于右轉(zhuǎn)之中。扭矩?cái)嚅_單元22的激活和禁用是由電子控制器 1中的微處理器5執(zhí)行的。圖2詳細(xì)示出了電路布置1，該電路布置1按照驅(qū)動電動機(jī)2的電子控制器的方式 構(gòu)成。電動機(jī)2能夠驅(qū)動為右轉(zhuǎn)和/或左轉(zhuǎn)，在此可利用轉(zhuǎn)換開關(guān)3設(shè)定相應(yīng)的轉(zhuǎn)動方向。 電動機(jī)2用于驅(qū)動電動工具10，具體來說尤其用于驅(qū)動蓄電池式螺絲刀。在電機(jī)電流回路 中設(shè)有功率半導(dǎo)體器件4 (如M0S-FET)，用以通斷電動機(jī)2的電壓供給。從而能夠利用脈寬 調(diào)制來調(diào)整電動機(jī)2的轉(zhuǎn)數(shù)。為此，再次由微處理器5根據(jù)由使用者按照執(zhí)行機(jī)構(gòu)18的位置預(yù)先選定的轉(zhuǎn)數(shù)，來控制功率半導(dǎo)體器件4。電路布置1具有用于識別電動機(jī)2轉(zhuǎn)動方向的部件6。用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件 6包括齊納二極管7和電阻8，用以量取電動機(jī)2上連接端9的電勢。利用齊納二極管7和 電阻8可以生成信號。該信號可以根據(jù)電動機(jī)2的相應(yīng)設(shè)定的轉(zhuǎn)動方向而取值——“低” 或“高”。該信號被提供給微處理器5，然后微處理器5再依據(jù)該信號的值來識別電動機(jī)2的 轉(zhuǎn)動方向。包括電路布置1、且利用電動機(jī)2驅(qū)動的電動工具10設(shè)有扭矩?cái)嚅_單元22。扭矩 斷開單元22僅在電動機(jī)2右轉(zhuǎn)之時發(fā)揮作用，而在電動機(jī)2左轉(zhuǎn)之時被禁用。借助于用于 識別轉(zhuǎn)動方向的部件6生成的信號用于激活和/或禁用扭矩?cái)嚅_單元22。如圖1詳細(xì)示出的，對于結(jié)構(gòu)緊湊和功能可靠而言有利的是電動工具10的開關(guān) 16包括電子控制器1。這樣，整個電路布置1例如以設(shè)置在電路板上的方式位于開關(guān)殼體 17之內(nèi)。另外，扭矩?cái)嚅_單元22以及用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件6也設(shè)置在開關(guān)殼體17之 內(nèi)。在開關(guān)殼體17上設(shè)有用于能量存儲器15的饋線(ZUleitimgen)25和用于通往電動機(jī) 2的饋線26的相應(yīng)的連接端。電子開關(guān)16因此表現(xiàn)為能夠獨(dú)立制造的單元，僅在裝配電動 工具10之時，將其安裝到電動工具殼體11之內(nèi)。本發(fā)明可以用于全部類型的轉(zhuǎn)動式蓄電池式設(shè)備，尤其是用于螺絲刀和沖擊式螺 絲刀，以及設(shè)有微處理器的設(shè)備。在沖擊式螺絲刀的情況下，當(dāng)前有效的扭矩例如可以通過 電動機(jī)的沖擊時長來確定。然而，本發(fā)明不限于所述的和所示出的實(shí)施例。相反，其還包括 處于由權(quán)利要求限定的本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)的所有本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的改進(jìn)實(shí)施 方式。因此，例如，用于在左轉(zhuǎn)之時禁用扭矩?cái)嚅_單元的這種電路布置不僅可以用在蓄電池 式電動工具之中，而且也可以應(yīng)用于其他利用電力網(wǎng)供電的電動工具。只要設(shè)有用于控制 和/或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)的電子單元等，那么對于電力網(wǎng)供電電動工具而言，這種電路布置也可以 是相角控制系統(tǒng)、相位控制系統(tǒng)(Phasenabschnittsteuerung)等。附圖標(biāo)記列表
1 電路布置/電子控制器
2 電動機(jī)
3 轉(zhuǎn)換開關(guān)
4 功率半導(dǎo)體器件
5 微處理器
6 用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件
7 齊納二極管
8 電阻
9 (電動機(jī)上)的連接端
10電動工具
11電動工具殼體
12手柄
13工具容納件
14螺絲刀頭
15能量存儲器
16:電動工具開關(guān)/開關(guān)17 開關(guān)殼體18 執(zhí)行機(jī)構(gòu)19 挺桿20 開關(guān)模塊21 滑動件22 扭矩?cái)嚅_單元23 撥輪24 電位器25 (通向能量存儲器)的饋線26 (通向電動機(jī))的饋線
權(quán)利要求
電動工具、尤其是鉆機(jī)、蓄電池式鉆機(jī)、蓄電池式螺絲刀、蓄電池式?jīng)_擊式螺絲刀等，其具有工具容納件(13)、能夠被驅(qū)動為左轉(zhuǎn)和/或右轉(zhuǎn)的電動機(jī)(2)以及扭矩?cái)嚅_單元(22)，所述電動機(jī)(2)用于驅(qū)動所述工具容納件(13)，所述扭矩?cái)嚅_單元(22)在達(dá)到作用于所述工具容納件(13)的預(yù)定扭矩之時使所述電動機(jī)(2)斷電，其特征在于，所述扭矩?cái)嚅_單元(22)在左轉(zhuǎn)之時是被禁用的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動工具，其特征在于，作用于所述工具容納件(13)的扭矩 能夠被確定為流經(jīng)所述電動機(jī)(2)的電流和/或所述電動機(jī)(2)的沖擊時長的函數(shù)，并且 優(yōu)選能夠利用電位器(24)來預(yù)先設(shè)定所述扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動工具，其特征在于，用于識別所述電動機(jī)(2)的轉(zhuǎn)動 方向的部件(6)與所述扭矩?cái)嚅_單元(22)配合，并且優(yōu)選借助由所述用于識別轉(zhuǎn)動方向的 部件(6)生成的信號來激活和/或禁用所述扭矩?cái)嚅_單元(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電動工具，其特征在于，可利用電子控制器形式的電 路布置(1)以左轉(zhuǎn)和/或右轉(zhuǎn)方式驅(qū)動所述電動機(jī)(2)，并且優(yōu)選的是，所述電路布置(1) 具有處于電機(jī)電流回路中的功率半導(dǎo)體器件(4)，所述功率半導(dǎo)體器件(4)用于通斷所述 電動機(jī)(2)的電壓供給，并且進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述電路布置(1)具有所述用于識別所述電 動機(jī)(2)的轉(zhuǎn)動方向的部件(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的電動工具，其特征在于，所述用于識別轉(zhuǎn)動方向的 部件(6)包括齊納二極管(7)和電阻(8)，用以量取所述電動機(jī)(2)上連接端(9)的電勢； 優(yōu)選利用微處理器(5)來控制所述功率半導(dǎo)體器件(4)，更為優(yōu)選的是，利用所述齊納二極 管(7)以及利用所述電阻(8)在所述電動機(jī)(2)左轉(zhuǎn)之時生成信號，所述信號尤其被提供 給所述微處理器(5)；并且更為優(yōu)選的是，所述微處理器(5)在存在所述信號時禁用所述扭 矩?cái)嚅_單元(22)，以及當(dāng)不存在所述信號時激活所述扭矩?cái)嚅_單元(22)。
6.一種呈電子控制器形式的電路布置，其用于驅(qū)動電動工具(10)中的電動機(jī)(2)右轉(zhuǎn) 和/或左轉(zhuǎn)，所述電動工具(10)尤其是如權(quán)利要求1至5之一所述的電動工具，其特征在 于，所述電路布置(1)具有用于識別所述電動機(jī)(2)轉(zhuǎn)動方向的部件(6)，其中，按照優(yōu)選方 式，所述用于識別轉(zhuǎn)動方向的部件(6)具有齊納二極管(7)和電阻(8)，用以量取所述電動 機(jī)⑵上連接端(9)的電勢。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路布置，其特征在于，所述電路布置(1)設(shè)置在用于所述電 動工具(10)的電子開關(guān)(16)之內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種呈電子控制器形式的電路布置(1)，其用于驅(qū)動電動工具中的電動機(jī)(2)左轉(zhuǎn)和/或右轉(zhuǎn)，所述電動工具尤其是蓄電池式螺絲刀。所述電路布置(1)包括處于電機(jī)電流回路中的功率半導(dǎo)體器件(4)，用以通斷所述電動機(jī)(2)的電壓供給。另外，所述電路布置(1)具有用于識別電動機(jī)(2)轉(zhuǎn)動方向的部件(6)。
文檔編號H02P7/28GK101855823SQ200880114623
公開日2010年10月6日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月27日
發(fā)明者S·帕特施基 申請人:馬夸特有限責(zé)任公司