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Die
Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Bei
solchen, insbesondere als Akku-Elektrowerkzeug, ausgestalteten Elektrowerkzeugen
handelt es sich um Bohrmaschinen, Schraubern, Winkelschleifer, Hobel,
Fräsen
oder dergleichen.
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Ein
solches, aus der
DE
196 04 346 A1 bekanntes Elektrowerkzeug besitzt ein Elektrowerkzeug-Gehäuse, in
dem sich ein Elektromotor befindet. Zur Energieversorgung des Elektromotors
dient ein Energiespeicher, und zwar ein Akku, der wiederum ein im
und/oder am Elektrowerkzeug-Gehäuse befestigbares
Energiespeicher-Gehäuse
aufweist. Desweiteren ist im und/oder am Elektrowerkzeug-Gehäuse ein
manuell betätigbares
Betätigungsorgan
angeordnet, mit dessen Hilfe Schaltmittel für die Energieversorgung des
Elektromotors betätigbar
sind.
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In
herkömmlicher
Weise ist das Schaltmittel im Elektrowerkzeug-Gehäuse angeordnet.
Und zwar im allgemeinen zusammen mit dem Betätigungsorgan als Elektrowerkzeugschalter,
der wiederum im Handgriff des Elektrowerkzeugs befindlich ist. In manchen
Fällen
mangelt es einer solchen Anordnung an Flexibilität.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexiblere Anordnung
von Betätigungsorgan
und Schaltmittel zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Elektrowerkzeug durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim
erfindungsgemäßen Elektrowerkzeug sind
die Schaltmittel im Energiespeicher-Gehäuse befindlich.
Das Betätigungsorgan,
das sich außerhalb
des Energiespeicher-Gehäuses befindet,
wirkt bei dessen Bewegung durch den Benutzer betätigend auf das Schaltmittel
ein. Die Einwirkung des Betätigungsorgans
auf das Schaltmittel kann entsprechend den Gegebenheiten im Elektrowerkzeug-Gehäuse direkt
und/oder indirekt erfolgen. Vorteilhafterweise läßt sich dadurch das Betätigungsorgan
weitgehend ohne Restriktionen an der gewünschten Stelle im und/oder
am Elektrowerkzeug-Gehäuse
anordnen, so daß die
Ergonomie für
den Benutzer verbessert wird. Eine Schalteranordnung für ein solcherart ausgestaltetes
Elektrowerkzeug besteht somit aus dem im und/oder am Elektrowerkzeug-Gehäuse befindlichen
Betätigungsorgan
und/oder dem im Energiespeicher-Gehäuse befindlichen Schaltmittel.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine
indirekte Einwirkung des Betätigungsorgans
auf das Schaltmittel läßt sich
in einfacher Weise dadurch realisieren, daß im Elektrowerkzeug-Gehäuse ein
sowohl mit dem Betätigungsorgan
als auch mit dem Schaltmittel zusammenwirkendes und/oder in Wirkverbindung
bringbares Übertragungsmittel
angeordnet ist. Mit Hilfe des Übertragungsmittels
ist die Bewegung des Betätigungsorgans
auf das Schaltmittel übertragbar.
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Bei
dem Schaltmittel kann es sich in kostengünstiger Weise um einen elektrischen
Schalter handeln. Besonders bevorzugt ist jedoch, daß es sich
bei dem Schaltmittel um einen Sensorschalter, wie einen Kraftsensor,
einen Hallsensor, einen magnetoresistiven Sensor o. dgl., handelt.
Ein derartiger Sensorschalter gestattet eine kompakte, platzsparende
Anordnung im Energiespeicher-Gehäuse.
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In
bekannter Weise kann das Schaltmittel mit einer Elektronik zur Steuerung
und/oder Regelung der Energieversorgung in Verbindung stehen. Diese Elektronik
kann in der Art einer Pulsweitenmodulation, einer Phasenanschnittsteuerung,
einer Phasenabschnittsteuerung o. dgl. arbeiten. Mit Hilfe der Elektronik
wird dann der Elektromotor mit einer dem Bewegungsweg des Betätigungsorgans
zugeordneten Drehzahl, einem dem Bewegungsweg des Betätigungsorgans
zugeordneten Drehmoment o. dgl. betrieben. Es bietet sich nun an,
die Elektronik ebenfalls im Energiespeicher-Gehäuse anzuordnen. Dadurch ist
die Elektronik vor Beschädigungen
im rauhen Betrieb des Elektrowerkzeugs weitgehend geschützt. Gleichzeitig
kann die Elektronik zusätzlich
wenigstens als Teil der Ladeelektronik zum Aufladen des Energiespeichers
dienen, so daß mit
einer derartigen Ausgestaltung eine Kosteneinsparung erzielbar ist.
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In
weiterer Ausgestaltung zur indirekten Einwirkung des Betätigungsorgans
auf das Schaltmittel kann es sich bei dem Übertragungsmittel um eine Blattfeder
handeln. Die Blattfeder ist in etwa mittig an einem Lager im Elektrowerkzeug-Gehäuse befestigt und
erstreckt sich im Handgriff des Elektrowerkzeug-Gehäuses derart,
daß die
Blattfeder mit dem einen Ende mit dem Betätigungsorgan in Wirkverbindung
steht sowie mit dem anderen Ende mittels des Betätigungsorgans mit dem Schaltmittel
in Wirkverbindung bringbar ist. Eine solchermaßen ausgestaltete Blattfeder
stellt ein kostengünstiges,
einfaches und dennoch sehr funktionssicheres Übertragungsmittel dar.
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Oft
ist es gewünscht,
daß der
Elektromotor des Elektrowerkzeugs sowohl im Rechts- als auch im Linkslauf
betrieben werden kann. Hierzu steht das eine Ende der Blattfeder
weiter mit einem im Elektrowerkzeug-Gehäuse befindlichen Betätigungselement
in Wirkverbindung. Das Lager ist als Drehlager ausgestaltet, so
daß die
Blattfeder mittels des Betätigungselements
an dem als Befestigungsstelle dienenden Lager um eine Drehachse
verschwenkbar ist. Nach Verschwenken ist das andere Ende der Blattfeder
mittels des Betätigungsorgans
mit einem weiteren Schaltelement in Wirkverbindung bringbar. Während das
eine Schaltelement für
den Betrieb des Elektromotors im Rechtslauf dient, schaltet das
weitere Schaltelement den Linkslauf des Elektromotors ein. Zweckmäßigerweise
sind die beiden Schaltmittel im wesentlichen nebeneinanderliegend
im Energiespeicher-Gehäuse
angeordnet.
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Eine
weitere zweckmäßige Ausgestaltung für das Übertragungselement
besteht darin, daß am anderen
Ende der Blattfeder ein Ansatz befindlich ist, wobei dann die Blattfeder
mittels des Ansatzes auf das Schaltmittel einwirkt. Zum einfachen
Ausgleich von Toleranzen bietet es sich an, daß bei einem als Sensorschalter
ausgestalteten Schaltmittel der Ansatz über ein elastisches Element
auf den Sensorschalter einwirkt. In kompakter Anordnung kann das als
Sensorschalter ausgestaltete Schaltmittel in einem Gehäuseaufsatz
des Energiespeicher-Gehäuses befindlich
sein. Das elastische Element ist als Abschluß in einem Durchbruch an der
Gehäusewand des
Gehäuseaufsatzes
am Energiespeicher-Gehäuse
angeordnet. Das elastische Element gestattet somit nicht nur die
Betätigung
des im Energiespeicher-Gehäuses innenliegenden
Schaltelements sondern dient damit gleichzeitig auch als Abdichtung
des Durchbruchs in das Innere des Energiespeicher-Gehäuses.
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In
einer besonders montagefreundlichen Ausgestaltung ist die Elektronik
auf einer Leiterplatte im Energiespeicher-Gehäuse befindlich. Das als Sensorschalter
ausgestaltete Schaltmittel ist in etwa senkrecht abstehend auf der
Leiterplatte angebracht, und zwar derart daß das Schaltmittel in den Gehäuseaufsatz
hineinragt.
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Zusammenfassend
läßt sich
zum erfindungsgemäßen Elektrowerkzeug
sagen, daß sich
die komplette Elektronik im Akkupack befindet. Über eine mechanische Anordnung
wird die Bewegung des Schalterdrückers
und des Umschalthebels für den
Rechts-/Linkslauf nach unten an den Akku geleitet. Dort werden zwei
Sensoren betätigt,
die die Drehrichtung erkennen sowie der Steuerelektronik den Hub
des Schalterdrückers
weitergeben. Das Schalten der Last, also des Elektromotors, geschieht über Leistungshalbleiter.
Die Umschaltfunktion für
den Rechts-/Linkslauf könnte
aber aus Kostengründen auch über einen
herkömmlichen
Polwendeschalter geschehen, der auf der Platine oder in der Griffschale sitzt.
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Die
derartige Anordnung eignet sich besonders für neue Akkutechnologien, beispielsweise
für Li-Ionen-
oder Li-Polymer-Technologien, bei denen eine zusätzliche Elektronik im Akkupack
notwendig ist. Eine solche Elektronik im Akkupack dient beispielsweise
zur Abschaltung der Akkuspannung bei Überlastung. Diese Elektronikbaugruppe
im Akkupack wird erfindungsgemäß auch zur
Drehzahleinstellung des Elektromotors verwendet, so daß auf die bisher übliche,
in der Griffschale des Elektrowerkzeugs befindliche Elektronik für die Drehzahlverstellung
verzichtet werden kann. Dadurch wird sowohl die Wirtschaftlichkeit
als auch die Ergonomie gesteigert.
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Die
weiteren mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere
darin, daß aufgrund
der Anordnung der Schaltmittel im Energiespeicher-Gehäuse die
Flexibilität
in der Gestaltung des Elektrowerkzeugs erhöht ist. Desweiteren kann die
Ladeelektronik für
den Energiespeicher im Energiespeicher-Gehäuse befindlich sein. Es bietet
sich dann an, die Elektronik für
die Drehzahlsteuerung und/oder -regelung ebenfalls im Energiespeicher-Gehäuse unterzubringen,
so daß das
Schaltmittel in unmittelbarer Nähe
der Elektronik angeordnet werden kann. Desweiteren kann die Ladeelektronik
wenigstens zum Teil für
die Elektronik zur Drehzahlsteuerung und/oder -regelung mitverwendet
werden, so daß hierdurch
Kosteneinsparungen erzielbar sind. Bei Anordnung der Elektronik
im Energiespeicher-Gehäuse
befinden sich in der Griffschale des Elektrowerkzeugs somit nur
noch mechanische Teile, wodurch die Griffschale sehr schmal gebaut
werden kann. Da nur eine Platine für die Elektronik notwendig ist,
können
Kosten gespart werden. Außerdem
wird der Verdrahtungsaufwand im Elektrowerkzeug minimiert. Desweiteren
sind Zusatzfunktionen für
das Elektrowerkzeug in einfacher Weise auf der Platine implementierbar.
Schließlich
ist auch die Kühlung
für die
Elektronik auf der Platine in vielfältiger und einfacher Art und
Weise möglich.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen
ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 schematisch
ein Elektrowerkzeug mit einem Energiespeicher,
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2 eine
Griffschale für
das Elektrowerkzeug und
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3 die
Griffschale aus 2 in perspektivischer Ansicht.
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In 1 ist
in schematischer Art ein Elektrowerkzeug 1, bei dem es
sich um eine Akku-Bohrmaschine
handelt, gezeigt. Das Elektrowerkzeug 1 besitzt ein Elektrowerkzeug- Gehäuse 2,
das aus zwei als Griffschalen 19 ausgebildeten Hälften besteht. Eine
Griffschale 19 ist näher
in 2 in der Weise gezeigt, daß das Innere des Elektrowerkzeug-Gehäuses 2 zu
sehen ist. Wie weiter anhand von 1 zu erkennen
ist, befindet sich im Elektrowerkzeug-Gehäuse 2 ein Elektromotor 3.
Für die
Energieversorgung des Elektromotors 3 dient ein Energiespeicher 4,
bei dem es sich insbesondere um eine Art von Akku für die Spannungsversorgung
des Elektromotors 3 handelt. Der Energiespeicher 4 weist
ein Energiespeicher-Gehäuse 5 auf,
das im und/oder am Elektrowerkzeug-Gehäuse 2 befestigbar
ist, und zwar durch Einstecken in den Handgriff 6 am Elektrowerkzeug-Gehäuse 2.
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Im
und/oder am Elektrowerkzeug-Gehäuse 2 ist
ein Betätigungsorgan 7 zum
Betätigen
eines Schaltmittels 10 für die Energieversorgung des
Elektromotors 3 angeordnet. Das Betätigungsorgan 7 ist vom
Benutzer gegen die Kraft einer Druckfeder 8, die sich an
einer Federhalterung 9 im Handgriff 6 abstützt, durch
eine Druckbewegung manuell betätigbar,
um so die Spannungsversorgung für
den Elektromotor 3 ein- oder auszuschalten. Entgegen der
bisherigen Anordnung befindet sich das Schaltmittel 10 im
Energiespeicher-Gehäuse 5.
Das Betätigungsorgan 7 wirkt
nun bei dessen Bewegung direkt und/oder indirekt betätigend auf
das Schaltmittel 10 ein. Zur indirekten Übertragung
der Bewegung des Betätigungsorgans 7 auf
das Schaltmittel 10 ist in zweckmäßiger Ausgestaltung im Elektrowerkzeug-Gehäuse 2 ein Übertragungsmittel 11 angeordnet,
das sowohl mit dem Betätigungsorgan 7 als
auch mit dem Schaltmittel 10 zusammenwirkt und/oder mit dem
Schaltmittel 10 in Wirkverbindung bringbar ist.
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Bei
dem Schaltmittel 10 kann es sich um einen in herkömmlicher
Art und Weise ausgebildeten elektrischen Schalter mit einem elektromechanischen
Kontaktsystem handeln. Besonders bevorzugt ist jedoch, wenn es sich
bei dem Schaltmittel 10 um einen Sensorschalter 12,
wie einen Kraftsensor, einen Hallsensor, einen magnetoresistiven
Sensor, einen kapazitiven Drucksensor o. dgl., handelt.
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Falls
gewünscht,
kann die Drehzahl des Elektromotors 3 steuer- und/oder
regelbar sein, so daß die
Drehzahl entsprechend dem Verstellweg des Betätigungsorgans 7, der
vom Benutzer durch Drücken
am Betätigungsorgan 7 erzeugt
wird, eingestellt wird. Das Schaltmittel 10 steht dann
mit einer in 1 schematisch angedeuteten Elektronik 24 zur Steuerung
und/oder Regelung der Spannungsversorgung für den Elektromotor 3 in
Verbindung. Die Elektronik 24 kann in der Art einer Pulsweitenmodulation-Schaltung
ausgestaltet sein, falls der Elektromotor 3 mit Gleichspannung
betrieben wird. Bei einem mit Wechselspannung betriebenen Elektromotor 3 eignet
sich eine Phasenanschnittsteuerung, eine Phasenabschnittsteuerung
o. dgl. als Elektronik 24. Selbstverständlich kann der Elektromotor 3 auch mit
einem dem Verstellweg des Betätigungsorgans 7 zugeordneten
Drehmoment o. dgl. mittels der Elektronik 24 betreibbar
sein. Die Elektronik 24 ist ebenfalls im Energiespeicher-Gehäuse 5 angeordnet,
und zwar auf einer Leiterplatte 13. Auf der Leiterplatte 13 kann
gleichzeitig die Ladeschaltung 25 für den Energiespeicher 4 befindlich
sein, wobei gegebenenfalls elektrische und/oder elektrische Bauteile
sowohl für die
Elektronik 24 als auch für Ladeschaltung 25 gleichzeitig
verwendbar sind.
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In
weiterer Ausgestaltung wird eine Blattfeder als Übertragungsmittel 11 verwendet.
Die Blattfeder 11 ist in etwa mittig an einem Lager 14 im
Elektrowerkzeug-Gehäuse 2 befestigt.
Dabei ist die Blattfeder 11 sich derart im Handgriff 6 des
Elektrowerkzeug-Gehäuses 2 erstreckend
angeordnet, daß die Blattfeder 11 mit
einem Ende 15 mit dem Betätigungsorgan 7 in
Wirkverbindung steht sowie mit dem anderen Ende 16 mittels
des Betätigungsorgans 7 mit
dem Schaltmittel 10 in Wirkverbindung bringbar ist.
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Desweiteren
ist die Drehrichtung des Elektromotors 3 zwischen Rechts-
und Linkslauf umschaltbar. Hierzu befindet sich im Elektrowerkzeug-Gehäuse 2 ein
vom Benutzer verschiebbares Betätigungselement 17,
das ebenfalls mit dem einen Ende 15 der Blattfeder 11 in
Wirkverbindung steht. Das Lager 14 ist als Drehlager ausgestaltet,
so daß die
Blattfeder 11 mittels des Betätigungselements 17 an
dem als Befestigungsstelle dienenden Lager 14 um eine Drehachse 18 verschwenkbar
ist. Nach Verschwenken der Blattfeder 11 ist dann dessen
anderes Ende 16 mittels des Betätigungsorgans 7 mit
einem weiteren Schaltelement 10' in Wirkverbindung bringbar. Die
beiden Schaltelemente 10, 10' sind im wesentlichen nebeneinanderliegend
im Energiespeicher-Gehäuse 5 angeordnet,
wie der 3 zu entnehmen ist.
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Wie
in 1 weiter gezeigt ist, befindet sich am anderen
Ende 16 der Blattfeder 11 ein Ansatz 20. Mittels
des Ansatzes 20 wirkt die Blattfeder 11 auf das
Schaltmittel 10, 10' ein.
Ist das Schaltmittel 10, 10' als Sensorschalter 12 ausgestaltet,
so wirkt der Ansatz 20 zweckmäßigerweise über ein elastisches Element 21 auf
den Sensorschalter 12 ein. Das als Sensorschalter 12 ausgestaltete
Schaltmittel 10, 10' befindet
sich in einem Gehäuseaufsatz 22 des
Energiespeicher-Gehäuses 5.
Zweckmäßigerweise
ist dann das elastische Element 21 als wandartiger Abschluß in einem
Durchbruch an der Gehäusewand 23 des
Energiespeicher-Gehäuses 5,
und zwar des Gehäuseaufsatzes 22,
angeordnet. Aufgrund der Abdichtung des Durchbruches an der Gehäusewand 23 mittels
des elastischen Elements 21 ist der Sensorschalter 12 zwar
geschützt
im Inneren des Energiespeicher-Gehäuses 5 sowie dennoch
von außen durch
das Übertragungsmittel 11 betätigbar.
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Wie
bereits erwähnt,
ist die Elektronik 24 zur Ansteuerung des Elektromotors 3 auf
einer Leiterplatte 13 im Energiespeicher-Gehäuse 5 befindlich. Es
bietet sich dann an, daß das
als Sensorschalter 12 ausgestaltete Schaltmittel 10, 10' in etwa senkrecht
abstehend auf der Leiterplatte 13 angebracht ist, und zwar
derart daß das
als Sensorschalter 12 ausgestaltete Schaltmittel 10, 10' in den Gehäuseaufsatz 22 hineinragt.
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Nachfolgend
soll noch kurz die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung
näher beschrieben
werden.
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Durch
die Betätigung
des Benutzers mittels Drücken
des als Kappe ausgestalteten Betätigungsorgans 7 wird
die in der Drehachse 18 fixierte Blattfeder 11 auf
das aus elastischem Werkstoff bestehende Element 21, das
in dem als Akku-Pack ausgestalteten Energiespeicher 4 montiert
ist, gedrückt.
Dabei entkoppelt die Blattfeder den Bewegungsweg des Betätigungsorgans 7 und
den Weg auf dem Sensorschalter 12. Aufgrund der besonderen
Werkstoffeigenschaften der Blattfeder 11, beispielsweise
deren E-Modul, wird sich der Weg auf dem Sensorschalter 12 dabei
minimieren, so daß der
Bewegungsweg des Betätigungsorgans 7 im
wesentlichen in einen korrespondierenden, auf den Sensorschalter 12 einwirkenden
Druck umgesetzt wird.
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Die
Funktion Rechts-/Linkslauf des Elektrowerkzeugs 1 wird
durch zwei als Sensorschalter 12 ausgestaltete Schaltmittel 10, 10' realisiert,
die im Energiespeicher 4 nebeneinander installiert sind.
Die beiden Schaltmittel 10, 10' werden durch das elastische Element 21 geschützt. Jedes
einzelne Schaltmittel 10, 10' ist für eine Richtung zuständig. Bei Rechts-
oder Linkslauf wird die Blattfeder 11 um die Drehachse 18 des
Lagers 14 gedreht und somit vor den jeweils für die gewünschte Richtung
zuständigen Sensor
entsprechend dem jeweiligen Schaltmittel 10, 10' positioniert.
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Das
Betätigungselement 17 für die Rechts-/Linksumschaltung
ist mitsamt dem Betätigungsorgan 7 für die Ein-
und Umschaltsperrung verantwortlich. Die Druckfeder 8 ist
für die
Sicherheit der kompletten Rückstellung
verantwortlich.
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Die
Schalteranordnung für
ein Elektrowerkzeug 1 gemäß der vorstehenden Beschreibung
besteht somit aus dem im und/oder am Elektrowerkzeug-Gehäuse 2 befindlichen
Betätigungsorgan 7 und/oder
dem im Energiespeicher-Gehäuse 5 befindlichen
Schaltmittel 10. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das
beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie
umfaßt
vielmehr auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten
Erfindung. So kann die Erfindung, insbesondere die beschriebene Schalteranordnung,
nicht nur bei Elektrowerkzeugen sondern auch bei sonstigen Elektrogeräten, die
mit einem Energiespeicher versehen sind, wie Elektrohaushaltsgeräten, Elektrogartengeräten, Werkzeugmaschinen
o. dgl., Verwendung finden.
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- 1
- Elektrowerkzeug
- 2
- Elektrowerkzeug-Gehäuse
- 3
- Elektromotor
- 4
- Energiespeicher
- 5
- Energiespeicher-Gehäuse
- 6
- Handgriff
- 7
- Betätigungsorgan
- 8
- Druckfeder
- 9
- Federhalterung
- 10,
10'
- Schaltmittel
- 11
- Übertragungsmittel/Blattfeder
- 12
- Sensorschalter
- 13
- Leiterplatte
- 14
- Lager/Drehlager
(für Blattfeder)
- 15,
16
- Ende
(von Blattfeder)
- 17
- Betätigungselement
- 18
- Drehachse
- 19
- Griffschale
- 20
- Ansatz
- 21
- elastisches
Element
- 22
- Gehäuseaufsatz
- 23
- Gehäusewand
- 24
- Elektronik
- 25
- Ladeschaltung/Ladeelektronik