DE3812771A1 - SPEED SETTING FOR ELECTRIC HAND TOOL - Google Patents
SPEED SETTING FOR ELECTRIC HAND TOOLInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Elektrohandwerkzeug nach der Gat tung des Hauptanspruchs. Es sind Elektrohandwerkzeuge, insbesondere Bohrmaschinen bekannt, die zur Vorwahl von Werkzeugdurchmesser und zu bearbeitendes Material ein Tastenfeld aufweisen. Das Tastenfeld ist mit einem Mikrocomputer verbunden, der auf eine Regelelektronik wirkt und die erforderliche Drehzahl des Motors einstellt. Weiterhin bewirkt der Mikrocomputer, daß die Drehzahl und der einzustellende Getriebegang auf einem LCD-Sichtfeld dargestellt werden.The invention is based on an electric hand tool according to the Gat main claim. There are electric hand tools, in particular Drills known for preselection of tool diameter and Material to be processed have a keypad. The keypad is connected to a microcomputer, which is based on control electronics acts and sets the required engine speed. Farther the microcomputer causes the speed and the one to be set Transmission gear can be displayed on an LCD field of view.
Ein solchermaßen aufgebautes Elektrohandwerkzeug ist jedoch aufwen dig in der Konstruktion, da neben der Regelelektronik noch Mikro computer, Arbeits- und Festwertspeicher benötigt werden, die einer seits das Programm speichern und andererseits zur Bearbeitung von Rechenwerten dienen. Ferner sind für die Einstellung der Arbeits programme weitere Aufwendungen zu tätigen.However, an electrical hand tool constructed in this way is expensive dig in the construction, because in addition to the control electronics there is also a micro computers, memory and read-only memory are needed, which one on the one hand save the program and on the other hand to edit Serve calculated values. They are also for hiring work programs to make additional expenses.
Die Elektronik solchermaßen ausgestatteter Bohrmaschinen ist äußerst kostspielig und aufgrund der Eigenschaften der verwendeten Bauele mente sehr störanfällig. The electronics of drills equipped in this way are extreme expensive and due to the properties of the components used elements very prone to failure.
Das erfindungsgemäße Elektrohandwerkzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln eine Drehzahlvorwahl erfolgt und die Betriebsbe dingungen wie Drehzahlen in einem Matrixfeld durch Anzeigen darge stellt werden. Die Anzeigen und Einstellschalter sind in einem Feld übersichtlich und kompakt angeordnet. Dadurch ist die Maschine kostengünstig aufzubauen und leicht ablesbar.The electric hand tool according to the invention with the characteristic Features of the main claim has the advantage that with simple means a speed pre-selection and the Betriebsbe conditions such as speeds in a matrix field by displaying darge be put. The displays and setting switches are in one field clearly arranged and compact. This is the machine inexpensive to set up and easy to read.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung benötigt insbesondere kein zentrales elektronisches Steuerwerk wie Mikrocomputer und ent sprechende Arbeitsspeicher, so daß sie in hohem Maße auch unempfind lich ist gegen elektrische Einstreuungen.The circuit arrangement according to the invention in particular does not require central electronic control unit such as microcomputers and ent speaking RAM, so that they are also insensitive to a high degree is against electrical interference.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Elektrohandwerkzeugs möglich. Vorteilhaft ist es, daß keine Wegbegrenzung des Drückers beispielsweise durch ein Rändelrad erforderlich ist, so daß bei jeder Drehzahl die gesamte Länge des Druckweges des Drückerpotentiometer zur Verfügung steht und ein fein dosierbares manuelles Anfahren des Elektrohandwerkzeuges gewähr leistet ist. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die gesamte Schaltungsanordnung für unterschiedliche Handwerkzeuge oder Maschi nentypen zu verwenden ist, eine besondere Anpassung ist nicht erfor derlich. Der Anschluß an die Regelelektronik erfolgt über nur drei Zuleitungen.The measures listed in the subclaims provide for partial training and improvements in the main claim specified electrical hand tool possible. It is advantageous that no limit of the handle, for example with a knurled wheel is required so that the entire length of the Pressure path of the trigger potentiometer is available and a fine dosed manual starting of the electric hand tool guarantee is accomplished. Another advantage is that the entire Circuit arrangement for different hand tools or machines no special adaptation is required such. The connection to the control electronics is made via only three Supply lines.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn dem Bediener ein ungünstig gewählter Gang des Getriebes durch blinkende Anzeigen, beispielsweise Leucht dioden, angezeigt wird. Dies ist besonders dann möglich, wenn eine elektrische Information über den am Getriebe eingestellten Gang zur Verfügung steht. It is also advantageous if the operator chooses an unfavorably chosen one Gear of the gearbox by flashing displays, for example light diodes is displayed. This is particularly possible if one electrical information about the gear set on the gearbox Available.
Weiterhin ist eine vorteilhafte Weiterbildung darin zu sehen, daß zusätzliche Anzeigen den einzustellenden Getriebegang angeben. Es kann im Einzelfall erforderlich sein, daß der Bediener eine andere Drehzahlbegrenzung benötigt als die, die von der Elektronik einge stellt würde. Durch die manuelle Einstellung des Getriebeganges ist der Bediener weitgehend unabhängig von der elektronischen Drehzahl vorgabe. Bei Elektrohandwerkzeugen, die eine Mikrocomputer-Steuerung aufweisen, ist ein manueller Eingriff in die Steuerung meistens nicht möglich.Furthermore, an advantageous development can be seen in the fact that additional displays indicate the gear to be set. It may be required in individual cases that the operator another Speed limit required than that set by the electronics would pose. By manual adjustment of the gear the operator is largely independent of the electronic speed specification. For electric hand tools that have a microcomputer control manual intervention in the control is usually not possible.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenTwo embodiments of the invention are shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. It demonstrate
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Eingabetasten und der Anzeigen, Fig. 1 shows a first embodiment for the arrangement of the input keys and the display,
Fig. 2 ein Blockschaltbild mit der Anzeigenmatrix gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 is a block diagram showing the display matrix according to the first embodiment,
Fig. 3 Kurven scharen für eine variable Drehzahlbegrenzung, Fig. 3 curves gather for a variable rotation speed limitation,
Fig. 4 ein Block schaltbild des zweiten Ausführungsbeispiels. Fig. 4 is a block diagram of the second embodiment.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine Anordnung von Eingabetasten 3 und 4 und einer Beschriftung für die Drehzahl des Motors in einem Matrixfeld 1, wie es für eine Handbohrmaschine verwendet wird. Zur Eingabe der Materialart, wie z.B. Holz, Alu, Stahl, Beton sind seitlich am Rand des Matrixfeldes 1 vier Tasten 3 mit der Kennzeich nung 10, 20, 30 und 40 angeordnet, denen jeweils eine Zeile 6 des Matrixfeldes 1 zugeordnet ist. Unter dem Matrixfeld 1 sind vier Tasten 4 angeordnet, denen jeweils eine Spalte 7 des Matrixfeldes 1 zugeordnet ist. Die Tasten 4 geben beispielsweise den maximal einzu spannenden Bohrerdurchmesser an. Die Koppelpunkte des Matrixfeldes 1 sind als Leuchtdioden 5 ausgebildet. An den von den Tasten 3 und 4 nicht belegten freien Seiten des Matrixfeldes 1 sind im Ausführungs beispiel Werte für Drehzahlen des Motors angegeben. Um eine mög lichst einfache Programmierung zu erreichen, wurde eine begrenzte Anzahl von Drehzahlabstufungen vorgesehen, so daß beispielsweise die Drehzahl für Bohrungen in Stahl bis zu 3 mm ⌀ die gleiche ist wie für Bohrungen in Holz bis 9 mm ⌀, nämlich 1500 U/min. Dieses ist dem Bediener durch die diagonale Markierung 20 verdeutlicht. Die Fest legung einer Drehzahl des Elektromotors erfolgt dadurch, daß jeweils eine Taste 3 für die Materialart und eine Taste 4 für den Bohrer durchmesser gedrückt werden. Das Matrixfeld 1 ist so geschaltet, daß beim Drücken dieser Tasten 3, 4 die dem Koppelpunkt zugeordnete Leuchtdiode aufleuchtet. Dabei ist es notwendig, daß die Tasten 3, 4 mit Speichermitteln versehen werden oder Arretierungen aufweisen, damit die zugeordnete Leuchtdiode 5 weiterhin leuchtet und die ein gestellte Drehzahl des Elektromotors abgelesen werden kann. Durch Drücken einer der anderen Tasten jeder Gruppe sollen die zuvor ge drückten Tasten rückstellbar sein. Diese Anordnung des Matrixfeldes 1, wie es für eine Handbohrmaschine beschrieben wurde, kann auch beispielsweise für eine Elektrosäge verwendet werden. Hier sind dann den Tasten 4 z.B. Sägeblattdurchmesser zuzuordnen. Fig. 1 shows an example of an arrangement of input keys 3 and 4, and a label for the speed of the motor in a matrix array 1, as it is used for a hand drill. To enter the type of material, such as wood, aluminum, steel, concrete, four keys 3 with the marking 10 , 20 , 30 and 40 are arranged on the side of the edge of the matrix field 1 , each of which a line 6 of the matrix field 1 is assigned. Four keys 4 are arranged under the matrix field 1 , each of which is assigned a column 7 of the matrix field 1 . The keys 4 indicate, for example, the maximum drill diameter to be clamped. The coupling points of the matrix field 1 are designed as light-emitting diodes 5 . On the free sides of the matrix field 1 which are not occupied by the keys 3 and 4 , values for rotational speeds of the motor are given in the embodiment, for example. In order to achieve the simplest possible programming, a limited number of speed gradations was provided, so that, for example, the speed for holes in steel up to 3 mm ⌀ is the same as for holes in wood up to 9 mm ⌀, namely 1500 rpm. This is made clear to the operator by the diagonal marking 20 . The setting of a speed of the electric motor is done by pressing a button 3 for the type of material and a button 4 for the drill diameter. The matrix field 1 is switched in such a way that when these buttons 3 , 4 are pressed, the light-emitting diode assigned to the coupling point lights up. It is necessary that the buttons 3 , 4 are provided with storage means or have detents so that the associated light emitting diode 5 continues to light and the set speed of the electric motor can be read. By pressing one of the other keys of each group, the previously pressed keys should be reset. This arrangement of the matrix field 1 , as described for a hand drill, can also be used, for example, for an electric saw. The buttons 4 can then be assigned to the saw blade diameter, for example.
In Fig. 2 ist ein elektrisches Blockschaltbild mit der zugeordneten Matrix der Leuchtdioden dargestellt. Die Tasten 3 für die Werkstoff wahl sind mit einem Anschluß an die Versorgungsspannung angeschlos sen. Der andere Anschluß ist jeweils mit einem Leiter der Zeilen 6 verbunden. Das freie Ende des Leiters führt zu einem Logikspeicher 2, der die Funktionen Arretierung bzw. Speicherung und jeweils zei len- und spaltenweise gegenseitiges Auslösen der Tasten 3 und 4, An steuerung des Digital-Analog-Wandlers 8 und Ansteuerung der zuge hörigen Leuchtdiode 5 übernimmt.In Fig. 2 is an electrical block diagram is shown with the associated matrix of light emitting diodes. The buttons 3 for the choice of material are ruled out with a connection to the supply voltage. The other connection is connected to a line 6 conductor. The free end of the conductor leads to a logic memory 2 , which performs the functions of locking or storage and each row and column-wise mutual triggering of the buttons 3 and 4 , control of the digital-to-analog converter 8 and control of the associated LED 5 .
Die Tasten 4 sind ebenfalls einseitig miteinander verbunden und füh ren zum anderen Pol der Spannungsquelle. Ihr zweites Anschlußteil ist mit Leitern der Spalten 7 verbunden. Das freie Ende dieser Lei ter führt ebenfalls zum Logikspeicher 2. Die Ausgänge des Logik speichers 2 sind auf die Eingänge eines Digital-Analog-Wandlers 8 geschaltet. Er gibt an das Drückerpotentiometer 9 eine Spannung U M ab, die proportional zur vorgegebenen maximalen Drehzahl des Motors ist. Dem Schleifer des Drückerpotentiometers 9 wird eine Steuerspan nung U St entnommen und zur Regelelektronik geführt, die eine den Einstellparametern entsprechende Drehzahl des Elektromotors ein stellt. Die Steuerspannung U St kann maximal den Wert erreichen, der durch die eingestellte Spannung U M vorgegeben ist.The buttons 4 are also connected on one side and lead to the other pole of the voltage source. Your second connector is connected to conductors of columns 7 . The free end of this conductor also leads to logic memory 2 . The outputs of the logic memory 2 are connected to the inputs of a digital-to-analog converter 8 . It outputs a voltage U M to the trigger potentiometer 9 which is proportional to the predetermined maximum speed of the motor. The grinder of the pusher potentiometer 9 is a control voltage U St removed and led to the control electronics, which sets a speed corresponding to the setting parameters of the electric motor. The control voltage U St can reach a maximum of the value that is predetermined by the set voltage U M.
Die Leuchtdioden 5 sind jeweils mit den Leitern der Zeilen 6 und Spalten 7 so verbunden, daß nach dem Drücken einer Taste 3 für die Werkstoffart und einer Taste 4 für den Bohrerdurchmesser die zuge hörige Leuchtdiode 5 aufleuchtet. Ein Widerstand R in der Zuleitung bewirkt eine Strombegrenzung, wenn jeweils eine der Tasten 3 und 4 gedrückt wurde.The LEDs 5 are each connected to the conductors of the rows 6 and columns 7 so that after pressing a button 3 for the type of material and a button 4 for the drill diameter, the associated LED 5 lights up. A resistor R in the supply line limits the current when one of the buttons 3 and 4 has been pressed.
In Fig. 3 sind Kurvenscharen für die Drehzahlbegrenzung darge stellt. In Fig. 3a ist erkennbar, daß bei herkömmlichen Elektro handwerkzeugen der Weg des Drückerschalters mechanisch begrenzt und die Drehzahl des Elektromotors durch den maximal verfügbaren Weg des Drückerschalters bestimmt wird. Bei der erfindungsgemäßen Schal tungsanordnung ist der verfügbare Weg des Drückerschalters stets konstant (3b). Die Kurvenschar gibt an, daß die maximale Drehzahl des Elektromotors unabhängig vom maximalen Weg des Drückerschalters durch die Potentiometer-Versorgungsspannung U M bestimmt wird. Da durch wird ein feinfühliges Anfahren des Elektrohandwerkzeuges be sonders begünstigt.In Fig. 3 sets of curves for the speed limit are Darge presents. In Fig. 3a it can be seen that in conventional electric hand tools, the path of the trigger switch is mechanically limited and the speed of the electric motor is determined by the maximum available path of the trigger switch. In the circuit arrangement according to the invention, the available path of the trigger switch is always constant (3b). The family of curves indicates that the maximum speed of the electric motor is determined by the potentiometer supply voltage U M regardless of the maximum path of the trigger switch. Since a sensitive start-up of the electric hand tool is particularly favored.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Schaltungsanordnung aufgeführt. Die Leiter der Zeilen 6 und der Spalten 7 sind nicht mit dem Logikspeicher 2, sondern über den Codewandler 12 direkt mit den Eingängen des Digital-Analog-Wandlers 8 verbunden. In dieser Schaltungsanordnung ist es notwendig, daß die Tasten 3, 4 arretierbar sind und bei erneutem Drücken gegenseitig ausgelöst werden. Dadurch ist es möglich, daß beim Drücken jeweils einer der Tasten 3 und der Tasten 4 die zugeordnete Leuchtdiode 5 eingeschaltet bleibt und die logische Information für die Wahl der Materialart und des Bohrerdurchmessers direkt dem Digital-Analog- Wandler 8 bleibend zugeführt wird. Die Widerstände 13, die zwischen den Eingängen des Codewandlers 12 mit der Spannungsversorgung ver bunden sind, legen den Eingangspegel fest, während die Widerstände 14, die in Reihe zu den Leuchtdioden 5 geschaltet sind, im aktiven Zustand eine Strombegrenzung bewirken. Der Digital-Analog-Wandler 8 bildet eine dem Wert der Eingangsparameter entsprechende analoge Ausgangsspannung U M , die er dem Drückerpotentiometer 9 als Infor mation für die maximale Drehzahlbegrenzung zuführt. Am Schleifer des Drückerpotentiometers 9 steht die Spannung U St für die Regelelek tronik zur Verfügung, die entsprechend dem Druckweg des Drücker schalters 9 eine bestimmte Drehzahl des Motors bewirkt.In Fig. 4, a second embodiment of the circuit arrangement according to the invention is listed. The conductors of the rows 6 and the columns 7 are not connected to the logic memory 2 , but directly to the inputs of the digital-to-analog converter 8 via the code converter 12 . In this circuit arrangement, it is necessary that the buttons 3 , 4 can be locked and are triggered when the button is pressed again. This makes it possible for the assigned light emitting diode 5 to remain switched on when one of the buttons 3 and 4 is pressed, and the logical information for the choice of the material type and the drill diameter to be supplied directly to the digital-to-analog converter 8 . The resistors 13 , which are connected to the voltage supply between the inputs of the code converter 12 , determine the input level, while the resistors 14 , which are connected in series with the LEDs 5 , cause a current limitation in the active state. The digital-to-analog converter 8 forms an analog output voltage U M corresponding to the value of the input parameters, which it supplies to the trigger potentiometer 9 as information for the maximum speed limitation. On the grinder of the handle potentiometer 9 , the voltage U St is available for the control electronics, which causes a certain speed of the motor according to the pressure path of the trigger switch 9 .
Auch diese Schaltung ist verwendbar für verschiedene Elektrohand werkzeuge wie beispielsweise Sägen, Bandschleifer, Winkelschleifer oder Schrauber, bei denen veränderbare Drehzahlen des Motors ein gestellt werden müssen.This circuit can also be used for various electrical hands tools such as saws, belt grinders, angle grinders or screwdrivers, at which variable engine speeds have to be asked.
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |