专利名称：用于电动工具的电路布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的电动工具，以及根据权利要求6前序 部分的用于电动工具的电路布置。
背景技术：
这种电动工具尤其是钻机、蓄电池式钻机(Akku-Bohrer)、蓄电池式螺丝刀 (Akku-Schrauber)或者蓄电池式冲击式螺丝刀(Akku-Schlagschrauber)。利用电动机进行工作的钻机、蓄电池式螺丝刀或者蓄电池式冲击式螺丝刀本身是 已知的。它们均具有由电动机驱动的工具容纳件(Werzeugaufnahme)和呈电子控制器形式 的电路布置，该电路布置用于驱动电动机左转和/或右转。电路布置包括处于电机电流回 路中的功率半导体器件，用以通断电动机的电压供给。在大多数情况下，蓄电池式螺丝刀拥有机械防滑离合器(Rutschkupplimg)，以便 限定所传递的扭矩，将螺纹紧固件齐平地拧入，或者保护螺纹紧固件和/或螺纹不受损坏。 然而机械防滑离合器具有如下缺点它在电动机的两个转动方向上均起到作用。这又会导 致，虽然以一定的防滑离合设定将螺纹紧固件拧入，但是不能在该防滑离合未经调节的情 况下将螺纹紧固件从其中拧出。为了提高蓄电池式螺丝刀或者蓄电池式冲击式螺丝刀的操作舒适性，可以设置电 子扭矩断开单元(Drehmomentabschaltung)，所述电子扭矩断开单元在达到作用于工具容 纳件的预定扭矩时使电动机断电。尤其是，这种电子扭矩断开可以在螺丝刀的情况下实现 为电机电流的函数，或者在冲击式螺丝刀的情况下实现为冲击时长的函数。例如利用外置 的电位器来设定目标扭矩或者理想冲击次数。然而此处的问题还在于，按照左转方式拧出 螺纹紧固件变得困难。
发明内容
本发明的任务在于这样改进该电动工具，以避免电动工具在左转时提前被断电。 尤其是应当可在电动工具的左转之时拧出螺纹紧固件。另外还实现了用于电动工具的电路 布置，该电路布置允许按照这种方式驱动电动机。在这种类型的电动工具的情况下，该任务通过权利要求1的区别性特征来解决， 而在这种类型的电路布置的情况下，该任务通过权利要求6的区别性特征来解决。在根据本发明的电动工具中，在左转之时扭矩断开单元是禁用的。因此，扭矩断开 单元仅在右转之时是激活的。因此，使用者能够按照常规方式利用电动工具进行工作，也就 是说能够在右转之时预先选定理想的最大扭矩。相反，在左转之时，该扭矩断开单元是无效 的，从而避免了以不令人满意的工作结果来提前断电。根据本发明，呈电子控制器形式的、用于驱动电动机左转和/或右转的电路布置 具有用于识别电动机转动方向的部件。按照优选方式，用于识别转动方向的部件具有齐纳 二极管和电阻，用以量取电动机上连接端的电势，从而按照简单的方式及方法在蓄电池式螺丝刀或者蓄电池式冲击式螺丝刀的情况下实现了用于识别转动方向的方法。本发明的其他构造方式是从属权利要求的主题。作用于工具容纳件的当前扭矩能够被确定为流经电动机的电流的函数。因此，测 量用于确定扭矩的电机电流就已经足够了。如果需要，也可以测量电动机的冲击时长，利用 由工具容纳件施加的拧紧扭矩来修正该冲击时长。在达到与使用者预设的扭矩相应的、电 机电流和/或冲击时长的相应值时就使该电动机断电。按照低廉方式，在电动工具上的电 位器可以用于预先设定最大扭矩的理想值。在另一个实施方式中，为了在左转之时禁用扭矩断开单元，将用于识别电动机转 动方向的部件设置在电动工具上，所述用于识别电动机转动方向的部件与该扭矩断开单元 互相配合。按照适当方式，当电动机驱动为左转时，用于识别转动方向的部件生成信号。因 此，如果存在该信号，则禁用扭矩断开单元。如果该信号不存在，则电动机驱动为右转，从而 与此相反地，该扭矩断开单元是激活的。所提供的是，能够以呈电子控制器形式的电路布置来驱动电动机左转和/或右 转。在此，电路布置包括处于电机电流回路中的功率半导体器件，用以通断电动机的电压供 给。因此，电动机例如能够以可变地设定的转数来工作。另外，功率半导体器件能够在达到 预定扭矩的情况下用于使电动机断电。出于紧凑布置的考虑，该用于识别电动机转动方向 的部件处于电路布置中。在一个优选、廉价以及简单的实施方式中，该用于识别转动方向的部件包括齐纳 二极管和电阻，用以量取电动机上连接端的电势。出于灵活性和紧凑性的考虑，优选利用微 处理器来控制功率半导体器件。当然，在电动机左转之时，利用齐纳二极管以及利用电阻生 成信号，该信号被提供给微处理器，以便执行相应的评估。在该信号存在时(即，电动机左 转之时)，该微处理器禁用扭矩断开单元。相反，在该信号不存在时(即，电动机右转之时)， 该微处理器激活扭矩断开单元。因此，视信号为“低”或“高”而定，可以由微处理器识别出 转动方向。为了让使用者进行操作，该电动工具具有电子开关。所提供的是，出于简单性考 虑，用于驱动电动机的电路布置连同用于识别转动方向的部件一起布置在该电子开关的壳 体内。总而言之，对于本发明电动工具而言(其可以是蓄电池式螺丝刀或者蓄电池式冲 击式螺丝刀)存在如下论断。该电动工具配备有能够驱动为左转和/或右转的电动机和扭 矩断开单元。该扭矩断开单元在左转之时被禁用，从而扭矩断开仅可在机器右转之时实现。 为此提出机器转动方向的识别，其做法是利用由用于识别转动方向的部件生成的信号能 够禁用和/或激活扭矩断开单元。在该部件的一个优选实施方式中，通过经由齐纳二极管 和电阻量取电动机连接端的电势得到了提供给微处理器的信号。视信号为“低”或“高”而 定，可以识别出转动方向。利用该信号可以激活或者禁用扭矩断开单元。利用本发明实现的优点尤其在于，廉价且可靠地实现了对电动工具转动方向的识 别。另外，提高了电动工具尤其是蓄电池式设备的使用舒适性。
附图中示出了本发明的实施例及各种改进实施方式和构造方式，并在下文中加以详细说明。附图中图1以示意性剖视图示出蓄电池式电动工具，其具有用于电动机的驱动装置；以 及图2示出用于控制该蓄电池式电动工具中的电动机的电路布置的电路图。
具体实施例方式图1示意示出了电动工具10，此处它是蓄电池式钻机。电动工具10具有带有手柄 12的电动工具壳体11。用于驱动工具容纳件13的电动机2位于电动工具壳体11内。作 为工具的螺丝刀头(Schraubbit) 14位于工具容纳件13内，以便能够借助电动工具10例如 将螺纹紧固件拧入工件和/或从工件中拧出。为此，电动机2能够驱动为向右转和/或向 左转，其中，电动机2利用可放入手柄12内的能量存储器15来供电，该能量存储器15可充 电并且由蓄电池构成。具有开关壳体17的电动工具开关16按照如下方式位于手柄12内，即，该电动工 具开关16表现为能够独立于电动工具10装配的单元。电动工具开关16具有从手柄12伸 出的执行机构18，该执行机构18能够由使用者通过手动运动而在起始位置和最大位置之 间调节。电子控制器1位于开关壳体17内，该电子控制器1用于驱动(更具体地说，用于 控制和/或调节)电动机2，例如根据执行机构18的调节行程来对其转数、扭矩等进行控 制，该执行机构18通过挺杆19作用于位于该电动工具开关16内的开关模块20，该开关模 块20例如包括通/断开关、电位器等。为了切换电动机2的左转/右转，可以利用滑动件 21选择图2所示的转换开关3，滑动件21设置在电动工具开关16上，并且也从该电动工具 壳体11中伸出，以便使用者能够手动地操作它。利用驱动为右转的电动工具10可以以预选定扭矩将螺纹紧固件拧入工件之中。 为此在电动工具壳体11上设置拨轮(Drehrad)23，使用者可以利用拨轮23预先设定目标 扭矩。拨轮23为此作用于图2所示的电位器24上。电动工具开关16之内还设有扭矩断 开单元22，该扭矩断开单元22在达到由拨轮23预先设定的、作用于工具容纳件13的扭矩 之时使电动机2断电。相应地作用于工具容纳件13的扭矩例如可以确定作为流过电动机 2的电流的函数。如果该电动工具10是左转工作的，那么就可以从工件中拧出螺纹紧固件。为了确 保毫无阻碍地拧出螺纹紧固件，在电动工具10左转之时禁用扭矩断开单元22。为此，在电 子控制器1内设有用于识别电动机2转动方向的部件6 (参见图2)，在此部件6与扭矩断开 单元22相应配合。针对这种配合利用由用于识别转动方向的部件6生成的信号，该信号在 电动工具2的左转时禁用扭矩断开单元22。相反，该信号不存在时，激活该扭矩断开单元 22，这是因为此时电动机2处于右转之中。扭矩断开单元22的激活和禁用是由电子控制器 1中的微处理器5执行的。图2详细示出了电路布置1，该电路布置1按照驱动电动机2的电子控制器的方式 构成。电动机2能够驱动为右转和/或左转，在此可利用转换开关3设定相应的转动方向。 电动机2用于驱动电动工具10，具体来说尤其用于驱动蓄电池式螺丝刀。在电机电流回路 中设有功率半导体器件4 (如M0S-FET)，用以通断电动机2的电压供给。从而能够利用脉宽 调制来调整电动机2的转数。为此，再次由微处理器5根据由使用者按照执行机构18的位置预先选定的转数，来控制功率半导体器件4。电路布置1具有用于识别电动机2转动方向的部件6。用于识别转动方向的部件 6包括齐纳二极管7和电阻8，用以量取电动机2上连接端9的电势。利用齐纳二极管7和 电阻8可以生成信号。该信号可以根据电动机2的相应设定的转动方向而取值——“低” 或“高”。该信号被提供给微处理器5，然后微处理器5再依据该信号的值来识别电动机2的 转动方向。包括电路布置1、且利用电动机2驱动的电动工具10设有扭矩断开单元22。扭矩 断开单元22仅在电动机2右转之时发挥作用，而在电动机2左转之时被禁用。借助于用于 识别转动方向的部件6生成的信号用于激活和/或禁用扭矩断开单元22。如图1详细示出的，对于结构紧凑和功能可靠而言有利的是电动工具10的开关 16包括电子控制器1。这样，整个电路布置1例如以设置在电路板上的方式位于开关壳体 17之内。另外，扭矩断开单元22以及用于识别转动方向的部件6也设置在开关壳体17之 内。在开关壳体17上设有用于能量存储器15的馈线(ZUleitimgen)25和用于通往电动机 2的馈线26的相应的连接端。电子开关16因此表现为能够独立制造的单元，仅在装配电动 工具10之时，将其安装到电动工具壳体11之内。本发明可以用于全部类型的转动式蓄电池式设备，尤其是用于螺丝刀和冲击式螺 丝刀，以及设有微处理器的设备。在冲击式螺丝刀的情况下，当前有效的扭矩例如可以通过 电动机的冲击时长来确定。然而，本发明不限于所述的和所示出的实施例。相反，其还包括 处于由权利要求限定的本发明保护范围之内的所有本领域技术人员可以想到的改进实施 方式。因此，例如，用于在左转之时禁用扭矩断开单元的这种电路布置不仅可以用在蓄电池 式电动工具之中，而且也可以应用于其他利用电力网供电的电动工具。只要设有用于控制 和/或调节转数的电子单元等，那么对于电力网供电电动工具而言，这种电路布置也可以 是相角控制系统、相位控制系统(Phasenabschnittsteuerung)等。附图标记列表
1 电路布置/电子控制器
2 电动机
3 转换开关
4 功率半导体器件
5 微处理器
6 用于识别转动方向的部件
7 齐纳二极管
8 电阻
9 (电动机上)的连接端
10电动工具
11电动工具壳体
12手柄
13工具容纳件
14螺丝刀头
15能量存储器
16:电动工具开关/开关17 开关壳体18 执行机构19 挺杆20 开关模块21 滑动件22 扭矩断开单元23 拨轮24 电位器25 (通向能量存储器)的馈线26 (通向电动机)的馈线
权利要求
电动工具、尤其是钻机、蓄电池式钻机、蓄电池式螺丝刀、蓄电池式冲击式螺丝刀等，其具有工具容纳件(13)、能够被驱动为左转和/或右转的电动机(2)以及扭矩断开单元(22)，所述电动机(2)用于驱动所述工具容纳件(13)，所述扭矩断开单元(22)在达到作用于所述工具容纳件(13)的预定扭矩之时使所述电动机(2)断电，其特征在于，所述扭矩断开单元(22)在左转之时是被禁用的。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，作用于所述工具容纳件(13)的扭矩 能够被确定为流经所述电动机(2)的电流和/或所述电动机(2)的冲击时长的函数，并且 优选能够利用电位器(24)来预先设定所述扭矩。
3.根据权利要求1或2所述的电动工具，其特征在于，用于识别所述电动机(2)的转动 方向的部件(6)与所述扭矩断开单元(22)配合，并且优选借助由所述用于识别转动方向的 部件(6)生成的信号来激活和/或禁用所述扭矩断开单元(22)。
4.根据权利要求1或2或3所述的电动工具，其特征在于，可利用电子控制器形式的电 路布置(1)以左转和/或右转方式驱动所述电动机(2)，并且优选的是，所述电路布置(1) 具有处于电机电流回路中的功率半导体器件(4)，所述功率半导体器件(4)用于通断所述 电动机(2)的电压供给，并且进一步优选的是，所述电路布置(1)具有所述用于识别所述电 动机(2)的转动方向的部件(6)。
5.根据权利要求1至4之一所述的电动工具，其特征在于，所述用于识别转动方向的 部件(6)包括齐纳二极管(7)和电阻(8)，用以量取所述电动机(2)上连接端(9)的电势； 优选利用微处理器(5)来控制所述功率半导体器件(4)，更为优选的是，利用所述齐纳二极 管(7)以及利用所述电阻(8)在所述电动机(2)左转之时生成信号，所述信号尤其被提供 给所述微处理器(5)；并且更为优选的是，所述微处理器(5)在存在所述信号时禁用所述扭 矩断开单元(22)，以及当不存在所述信号时激活所述扭矩断开单元(22)。
6.一种呈电子控制器形式的电路布置，其用于驱动电动工具(10)中的电动机(2)右转 和/或左转，所述电动工具(10)尤其是如权利要求1至5之一所述的电动工具，其特征在 于，所述电路布置(1)具有用于识别所述电动机(2)转动方向的部件(6)，其中，按照优选方 式，所述用于识别转动方向的部件(6)具有齐纳二极管(7)和电阻(8)，用以量取所述电动 机⑵上连接端(9)的电势。
7.根据权利要求6所述的电路布置，其特征在于，所述电路布置(1)设置在用于所述电 动工具(10)的电子开关(16)之内。
全文摘要
本发明涉及一种呈电子控制器形式的电路布置(1)，其用于驱动电动工具中的电动机(2)左转和/或右转，所述电动工具尤其是蓄电池式螺丝刀。所述电路布置(1)包括处于电机电流回路中的功率半导体器件(4)，用以通断所述电动机(2)的电压供给。另外，所述电路布置(1)具有用于识别电动机(2)转动方向的部件(6)。
文档编号H02P7/28GK101855823SQ200880114623
公开日2010年10月6日 申请日期2008年10月27日 优先权日2007年10月27日
发明者S·帕特施基 申请人:马夸特有限责任公司