[发明专利]旋转的手持电动工具和起动安全程序

说明书

本发明涉及起动安全程序和相关的旋转的手持电动工具，尤其钻孔机、冲击钻机或组合式凿岩机。

大型和大功率旋转的手持电动工具，由于在手持电动工具中储存的动能，在工具突然卡阻时由于外壳旋转使得使用者有受伤的危险。在起动卡阻时，亦即在接通的时刻便已存在工具卡阻，由于外壳从静止位置突然偏转，伤害的危险性特别大。

通常由于卡阻造成旋转引起的突然的高旋转脉冲，借助摩擦离合器或安全离合器与卡阻的工具分离或限制相关的扭矩。但是这种分离往往进行得滞后，以致通过已经传递给手持电动工具外壳上的转动能量以及不可谓不大的剩余扭矩，不再能防止外壳偏转。

由DE 3128410 A1已知通过控制手持电动工具的手柄来测量作用在外壳上的扭矩。通过正比于扭矩的信号的模拟积分(dieanaloge integration)，在超过极限值时为了避免工具卡阻、卡死和扼住，起动一安全装置。缺点是为增大在手柄上的对抗力所需要的手持电动工具的操纵要通过使用者来进行。

由EP 666148 B1已知避免手持电动工具大转角的方法和设备，它借助于微控制器根据当前的外壳角加速度预先计算未来时刻可望产生的外壳转角，并在超过极限值时起动用于避免这种超越的安全装置。但是，尤其在利用限制电流的电网时，这种电网只缓慢地增加电动机的转子加速度，在起动卡阻的情况下仍然可能偶然导致外壳的这种小的角加速度，使预先计算的外壳转角并未超过极限值并因而没有起动安全装置。

这种弱的电网尤其出现在下列情况下：存在的是普通的弱的电网；小的导线截面限制电流；使用长的加长线路；在功率路径内存在分离变压器或功率小的发电机向机具馈电。在本发明中关注的大功率手持电动工具的起动电流，在电网具有230V/110V时数量级约为30A/60A。

本发明的目的在于为避免上述缺点，进一步发展微处理机控制的安全程序，以保证尤其即使利用弱的电网也能可靠识别起动卡阻，本发明的目的还在于相关的手持电动工具。

此目的主要通过独立权利要求的特征达到。由从属 说明有利的进一步发展。

本发明从一种旋转的手持电动工具出发，它有一台电动机和一个在超过有利地在时间上提前算出的外壳转动的极限值时通过微控制器操纵的安全装置，它用于切断工具与电动机之间扭矩的传递。

在具有一个作为程序储存的由微控制器控制的起动安全程序的手持电动工具中，重要之点是，对于紧接着接通过程的第一个短的时间段T₀，电动机供以全部有效电压。通过在时间段T₀内进行的转子转角的测量，由微控制器计算转子的角加速度。由此，依据电网内阻，计算出由于预先计算的外壳转角α超过而用于起动安全装置的极限值α_G和/或停机时刻t_A的结果。起动安全程序参数的这种适应性匹配，通过一个对微控制器而言至少在支持点(Stuetzstelle)可读的取决于时间段T₀内电动机转子起动特性的图进行。

有利地在时间段T₀内连接一个可能的降低有效电压的相位截止控制器，因此电动机按起动特性确定地与电网连接。

此外，有利的是在起动卡阻的情况下手持电动工具有一种通过在短的时间段T₀内测得的起动特性有可能导致只有小的外壳转动，例如＜60°的特性。

此外，有利地，在起动卡阻时有利地预先计算外壳转动的安全程序的可靠起动，即使由于电网按规范规定地限制电压也是可行的，因为此起动安全程序设计为有适应性的。

基于不同的电源电压针对具体国家的调整，由于采用了这种适应性安全程序所以是不需要的。

此起动安全程序有利地移植到现已存在的预先计算转动的安全程序内，无需超越极限值改变参数。因此，起动安全程序可在时间上提前地，或更多地领先地平行于现存的不改变的安全程序由微控制器作为计算程序运算。

具有微处理机控制的安全程序的旋转式手持电动工具与用于确定转角或转速的装置连接，以及微控制器通过一个至少在时间的中央起作用的实际有效的电阻与用于将电动机接通电网上的装置相连接，此电阻有利地为零或无穷大。

有利地，由微控制器控制的电阻与一个现有的降低用于转速调节器的实际有效电压的相位截止控制器连接，例如是相位截止控制器的一部分，而更有利地电连接。

取决于实际转速(Ist-Drehzahl)的调节有利地在与加速到额定转速的时间相比短得多的起动时间内全程控制。

下面借助于表示本方法工作原理的图进一步说明本发明。