电构件和具有这样的电构件的电动设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电构件和具有这样的电构件的电动设备，其中，所述电构件包括第一线圈、第二线圈和切换元件，其中，所述第一线圈具有第一输入端和第一输出端，其中，所述第二线圈具有第二输入端和第二输出端，其中，所述第一输入端能够与电能量源连接，其中，所述第二输出端能够与用电器连接，其中，所述第二输入端与所述第二输出端通过切换元件相互连接，其中，所述第一输出端与所述第二输入端连接，其中，所述第一线圈构造用于提高所述用电器的电磁兼容性，并且所述第二线圈构造用于限制到所述用电器的电流，其中，所述切换元件构造用于在闭合的状态下基本上完全跨接所述第二线圈并且确保在断开的状态下电流基本上完全流经所述第二线圈。
【专利说明】电构件和具有这样的电构件的电动设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电构件和具有这样的电构件的电动设备，其中，所述电构件包括第一线圈、第二线圈和切换元件，其中，第一线圈具有第一输入端和第一输出端，其中，第二线圈具有第二输入端和第二输出端，其中，第一输入端能够与电能量源连接，其中，第二输出端能够与用电器连接，其中，第二输入端与第二输出端通过切换元件相互连接，其中，第一输出端与第二输入端连接，其中，第一线圈构造用于提高用电器的电磁兼容性，而第二线圈构造用于限制到用电器的电流，其中，切换元件构造用于在闭合的状态下基本上完全跨接第二线圈并且确保在断开的状态下电流基本上完全流经第二线圈。
【背景技术】
[0002]从DE 20 2006 014 133 Ul已知具有改善的电磁兼容性(EMV)、尤其降低的电磁干扰的电构件，其中，所述电构件具有铁磁芯。所述铁磁芯设有至少一个主绕组。此外，主绕组与两个补偿绕组缠绕，补偿绕组相对于主绕组绕180°角度错开地布置。然而，不能借助于电构件来限制接通电流。
【发明内容】
[0003]本发明的任务在于，提供一种改进的电组件，所述电组件同时限制接通电流并且确保连接在电组件上的用电器的EMV兼容性。
[0004]该任务借助于权利要求1的特征来解决。有利的实施方式在从属权利要求中说明。
[0005]根据本发明得知，能够由此提供一种改进的电组件，所述电组件包括第一线圈、第二线圈和切换元件。所述第一线圈具有第一输入端和第一输出端。第二线圈具有第二输入端和第二输出端。第一输入端能够与电能量源连接。第二输出端能够与用电器连接。第二输入端与第二输出端通过切换元件相互连接。第一输出端与第二输入端连接。第一线圈构造用于提高用电器的电磁兼容性，而第二线圈构造用于限制到用电器的电流。切换元件构造用于在闭合的状态下基本上完全跨接第二线圈并且确保在断开的状态下电流基本上完全流经第二线圈。
[0006]以此方式提供一种特别紧凑的电构件，所述电构件完成两种功能，也就是，不但限制用于用电器的电流，而且改善用电器的电磁兼容性。
[0007]在另一种实施方式中，切换元件具有控制回路，所述控制回路具有开关、控制装置和测量装置，其中，开关和测量装置分别与控制装置连接，其中，测量装置检测电构件的部件的测量参量并且将其与预先定义的用于所检测的测量参量的阈值进行比较，其中，控制装置的测量装置在超过用于测量参量的阈值时提供超过信号，其中，控制装置构造用于在检测到超过信号之后闭合所述开关用于跨接第二线圈。这一构型具有以下优点:以简单的方式限制用电器的起动电流，并且因此在短期内不使在其上连接有电动设备的网络超载。此外，用电器的电子构件不受电流峰值损坏。
[0008]以下证明为特别有利:开关包括继电器或者机械式开关，或者开关包括至少一个电子开关、尤其是半导体开关，例如三端双向交流开关(Triac)。
[0009]当第一线圈紧邻于第二线圈地布置时，确保了所述电构件的特别紧凑的构型。
[0010]通过以下方式实现特别紧凑的构型:第一线圈与第二线圈至少部分重叠地布置。
[0011]以下证明为不仅对于电流限制而且对于用电器的EMV兼容性的提供特别有利:电构件附加地包括线圈芯，第一线圈和第二线圈共同布置在该线圈芯上，其中，线圈芯为铁磁的并且尤其具有铁氧体作为原料。
[0012]C芯、U芯、E芯、ER芯、EFD芯、环芯、EP芯、RM芯或棒芯被证明为用于线圈芯的有利的几何形状。这些构型能够实现特别紧凑的构型。
[0013]通过以下方式能够提供特别平的电构件:所述两个线圈中的至少一个、特别优选两个线圈构造为印刷电路。
[0014]但该任务也通过具有权利要求10的特征的电动设备来解决。有利的实施方式在从属权利要求中说明。
[0015]根据本发明得知，能够通过以下方式提供改进的电动设备:所述电动设备包括用电器、用于连接电动设备和电流源的接头和电构件。所述电构件布置和连接在所述接头和所述用电器之间。所述电构件如以上所说明地构造。
[0016]以此方式提供特别紧凑的电设备，所述电设备同时具有电流限制和相应地规定的电磁兼容性。
[0017]特别有利的是，所述电动设备为园艺工具或者手持式电动工具、尤其是手持式钻机。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]以下根据附图进一步解释本发明。在此示出:
[0019]图1示出根据第一实施方式的电构件的示意图；
[0020]图2示出根据第二实施方式的电构件的示意图；以及
[0021]图3示出一种手持式工具设备的示意性视图。
【具体实施方式】
[0022]图1示出根据第一实施方式的电构件10的示意性的电路布置。所述电构件10包括第一线圈15和第二线圈20，它们围绕共同的线圈芯25缠绕。线圈芯25为铁磁的并且具有铁氧体作为原料。附加地或者替代地，可考虑，线圈芯25具有钕作为原料。同时可考虑其他的铁磁原料用于线圈芯。在该实施方式中，线圈芯构造为棒芯。替代地也可考虑，线圈芯构造为C芯、U芯、E芯、ER芯、EFD芯、环芯、EP芯或RM芯。替代地，也可考虑，省去线圈芯25。
[0023]第一线圈15紧邻第二线圈20地布置在线圈芯25上。第一线圈15具有第一输入端30和第一输出端35。第一线圈15包括多个第一绕组40。第一输入端30与第一输出端35通过第一绕组40电连接，所述第一绕组在圆周侧多重地环绕线圈芯25。
[0024]第二线圈20具有第二输入端45和第二输出端50。第二线圈20包括多个第二绕组55。第二输入端45与第二输出端50通过布置在线圈芯25上的第二绕组55电连接。
[0025]第一输出端35与第二输入端45通过第一节点56机械式地且电地连接,从而第一线圈和第二线圈15、20串联连接。也可考虑，其他的电切换元件布置在第一线圈15和第二线圈20之间，并且与第一输出端35或者与第二输入端45连接。第二线圈20的第二输出端50通过第二节点60与接头点65连接。在接头点65上连接用电器70。可考虑例如用于驱动在图3中所示出的电动设备75的电机210作为用电器70。
[0026]此外，设置切换元件80，所述切换元件通过第一连接线路85与第一节点56连接，并且通过第二连接线路90与第二节点60连接。所述切换元件80包括开关95，其与第一连接线路85和第二连接线路90连接。在闭合的状态下，开关95将第一连接线路85与第二连接线路90连接。由此,在开关95闭合时跨接(Uberbriicken)第二线圈20。开关95可包括继电器、机械式开关和/或电开关、尤其半导体开关，例如Triac开关。
[0027]此外，切换元件80包括控制回路100，所述控制回路具有控制装置105和测量装置110。测量装置110示例性地包括电容器111和电压测量装置112和存储器113。电容器111可为用电器的组成部分，所述用电器连接在接头点65上。所述测量装置110用于在通过用电器70的在图3中所示出的操作开关215接通之后规定一个切换时间点，用电器70在该切换时间点达到预先定义的状态。开关95以及测量装置110分别与控制装置105连接。通过控制装置105和另外的电压接头114给电容器111供给电压。电压测量装置112与电容器111电连接并且检测电容器111的电容器电压。电压测量装置112将所检测的电容器电压与保存在存储器113中的电容器电压阈值相比较。如果电容器电压超过电容器阈值，则电压测量装置112和因此测量装置110向控制装置105提供超过信号。该构型具有以下优点:能够以简单的方式求取切换时间点，用电器70在该时间点上达到预先定义的运行状态，例如预先定义的转速。显而易见，也可考虑，以不同的方式设计测量装置110。尤其可以考虑，测量装置110构造用于，求取电流或时间间隔以代替求取电压。控制装置105也能够如此设计，使得通过合适的机械构造来在操作开关215和切换触点95之间形成时间延迟。
[0028]第一线圈15的第一输入端30与第二接头点130连接。如果电构件10通过第二接头点130与例如作为能量源的交变电流源132连接，则电流在开关95断开的情况下不但流经第一线圈15，而且流过第二线圈20至第一接头点65，以便给用电器70供给电流。
[0029]在此，第一线圈不但在其绕组40的构型方面如此设计，而且在绕组40的金属线的直径方面如此设计，使得改善电动设备75 (参考图3)的或者连接在电组件10上的用电器70的电磁兼容性。所述第二线圈20不但在其绕组55的数量方面而且在绕组55的布置和第二绕组55的金属线的直径方面如此匹配，使得如此减小用电器70的接通电流，使得所述接通电流不导致连接在第二接头点130上的交变电流网的短期过载并且避免设置在(交变)电流网络中的安全自动开关(未示出)的响应。在此，根据线圈15、20的相应的使用目的，即电磁兼容性的改善和同时接通电流的限制来彼此独立地匹配第一绕组40和第二绕组55。
[0030]如果具有所连接的用电器70的电构件10与电流源132连接，则流经线圈15、20的电流突然上升。用电器70的连接能够借助于连接在电构件10之前或者之后的其他的(在图3中所示出的)操作开关215来实现。电构件10也能够与电流源132永久地连接，其中，用电器70借助于与电构件10并联连接的操作开关激活，并且电流然后流经电构件10。在电构件10的输出状态中，开关95断开。根据开关95的构型，基本上通过开关95阻塞流经连接线路85、90的电流。
[0031 ] 持续地给测量装置110的电容器111供给电压，所述电压也提供给用电器70，而与开关95处于断开的状态还是处于闭合的状态无关。如以上所解释的那样，通过例如监视电容器111上的电容器电压或者通过电容器111的充电电流的电流测量来求取或者纯粹时间控制地产生切换开关95的切换时间点。测量装置110向控制装置105提供超过信号。如果控制装置105检测到该超过信号，则控制装置105闭合开关95。通过闭合开关95来跨接或者说并联连接线圈20，从而电流由于较小的电阻从第一节点56首先经过第一连接线路85流经闭合的开关95和第二连接线路90到第二节点60。这具有以下优点:用于改善电磁兼容性的第一线圈15在电流回路中始终一起接通，并且同时通过切换元件80使第二线圈20的电阻基本上停用。该构型具有以下优点:一方面不仅对于第一线圈15而且对于第二线圈20能够使用共同的线圈芯25，从而减小用于构件10的材料需求。此外，能够以此方式提供特别紧凑的电构件10，并且，总的来说通过省去线圈芯25减小电动设备75的重量。
[0032]显而易见，由测量装置110也能够监视通过线圈15、20的电流来取代监视电压。替代地也能考虑，测量装置I1求取在用电器70接通之后的时间间隔的期满。
[0033]图2示出根据第二实施方式的电构件200的示意性的电路布置。第二电构件200基本上与在图1中所示出的电构件10相同地构造。然而，与此不同地，第一线圈15和第二线圈20在线圈芯25上重叠地布置。该构型具有以下优点:相对于在图1中所示出的实施方式能够再次减小用于两个线圈15、20所需要的结构空间。要指出，在图2中第二线圈20与第一线圈15完全重叠。显而易见，也能考虑，第一线圈15和第二线圈20在线圈芯25上部分重叠地布置，从而在线圈芯25的各个区域中仅仅第一绕组40或者第二绕组55围绕线圈芯25。也能考虑，完全省去线圈芯25。正如在图1中解释的那样，通过切换元件80构造两个线圈的布线和第二线圈20的控制。如已在图1中解释的那样实现第二线圈20的控制或者第二线圈20的跨接。
[0034]证明为特别有利的是，电容器电压阈值相当于施加在电容器111上的电压，当电容器111在电构件10的通常的运行条件下运行时，时间间隔为在电容器111上施加电容器电压之后I至100电网半波、尤其1.5至20电网半波。以此方式提供用电器70的可靠的和快速的起动过程并且同时避免由于用电器70引起的电网过载。
[0035]图3示出电动设备75的示意图。电动设备75构造为手持式钻机。显而易见，也能考虑其他的手持式电动工具机。替代地，也能考虑园艺工具例如树篱剪刀或者割草机来取代手持式电动工具机。
[0036]电动设备75具有连接线路205和电机210。连接线路205在输出端侧与电构件10通过第二接头点130连接。电机210作为用电器70连接(未示出)。
[0037]此外，操作开关215设置为另外的操作元件。操作开关215在示例性的布置中连接电机210与连接线路205。
[0038]如果例如通过操作开关215或者在另外的实施中通过传感器或者传感元件以电流或电压来激活电机210，则所述电构件10如在图1和2中所解释的那样减小电设备75的接通电流。同时，电构件10负责电机210的电磁兼容性的改善，而通过电机210的运行来避免其他电设备受电动设备75的干扰。
[0039]如果停用电机210，则电压测量装置112检测施加在电容器111上的电容器电压的骤降(Einbruch)。如果电容器电压低于所述预先定义的电容器电压阈值或者替代地低于另外的预先定义的电容器电压阈值，则电压测量装置112向控制装置105发送未达到信号。控制装置105检测该未达到信号和开关85，从而电构件10、200再次处于输出状态中。
[0040]要指出，线圈15、20的布置为示例性的。那么，第一线圈15也能够构造用于减小起动电流，并且第二线圈20也能够构造用于改善EMV。在此能考虑，切换元件80跨接第一线圈15。此外，要指出，两个线圈15、20的在空间上直接相互邻近的共同的布置为示例性的。替代地，线圈15、20能够完全独立于彼此地在产品中布线和布置。那么，示例性地能考虑，用于限制接通电流的线圈20捆扎在电子装置80上，并且用于EMV的线圈15集成在开关和/或产品和/或电子装置80中。
【权利要求】
1.一种电构件(10，200)，其 具有第一线圈(15)、第二线圈(20)和切换元件(80)， 其中，所述第一线圈(15)具有第一输入端(30)和第一输出端(35), 其中，所述第二线圈(20)具有第二输入端(45)和第二输出端(50)， 其中，所述第一输入端(20)能够与电能量源连接， 其中，所述第二输出端(50)能够与用电器(70)连接， 其中，所述第二输入端(45)与所述第二输出端(50)通过所述切换元件(80)相互连接， 其中，所述第一输出端(35)与所述第二输入端(45)连接， 其中，所述第一线圈(15)构造用于提高所述用电器(70)的电磁兼容性，并且所述第二线圈(20)构造用于限制到所述用电器(70)的电流， 其中，所述切换元件(80)构造用于在闭合的状态下基本上完全跨接所述第二线圈(20)并且确保在断开的状态下所述电流基本上完全流经所述第二线圈(20)。
2.根据权利要求1所述的电构件(10，200)，其中，所述切换元件(80)包括控制回路(100)，所述控制回路具有开关(95)、控制装置(105)和测量装置(110)，其中，所述开关(95)和所述测量装置(110)分别与所述控制装置(105)连接，其中，所述测量装置(110)检测所述电构件(10，200)的部件的测量参量并且将其与预先定义的用于所检测的测量参量的阈值进行比较，其中，所述控制装置(105)的测量装置(110)在超过用于所述测量参量的阈值时提供超过信号，其中，所述控制装置(105)构造用于在检测到所述超过信号之后闭合所述开关(95)用于至少部分地跨接所述第二线圈(20)。
3.根据权利要求2所述的电构件(10，200)，其中，所述开关(95)包括继电器或者机械式开关，或者所述开关(95)包括至少一个半导体开关、尤其三端双向交流开关。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电构件(10)，其中，所述第一线圈(15)紧邻所述第二线圈(20)地布置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电构件(200)，其中，所述第一线圈(15)与所述第二线圈(20)至少部分重叠地布置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电构件(10，200)，其中，设有线圈芯(25)，所述第一线圈和所述第二线圈(15，20)共同布置在所述线圈芯上，其中，所述线圈芯(25)尤其为铁磁的并且特别有利地具有铁氧体作为原料。
7.根据权利要求6所述的电构件(10，200)，其中，所述线圈芯(25)构造为C芯、U芯、E芯、ER芯、EFD芯、环芯、EP芯、RM芯或棒芯。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电构件(10，200)，其中，所述两个线圈(15，20)中的至少一个构造为印刷电路。
9.一种电动设备(75)，其具有用电器(70，210)、用于连接所述电动设备(75)和电能量源的连接线路(205)和电构件(10，200)，所述电构件布置和连接在所述连接线路(205)和所述用电器(70，210)之间，其中，所述电构件(10，200)根据权利要求1至8中任一项所述地构造。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电动设备(75)，其中，所述电动设备(75)为园艺工具或者手持式电动工具机、尤其是手持式钻机(75)。
【文档编号】H01F27/40GK104240923SQ201410267599
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2013年6月18日
【发明者】D·龙巴赫, K·登格勒, B·克勒 申请人:罗伯特·博世有限公司