CN1644327A - 带有感测装置的手柄 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动工具的手柄。提出，该手柄具有至少一个感测装置。

Description

带有感测装置的手柄

技术领域

本发明涉及一种用于电动工具的手柄。

背景技术

电动工具设置有用于用手抓持的手柄。例如钻孔机或冲击钻机设置有手柄，它使电动工具可以被保持在工作位置上。通常，这种手柄上配置有接通/关闭开关和/或其它操作元件。因而这种手柄在最广义上用于电动工具的操作。它使电动工具可以保持在工作位置上，可以施加特别是沿着机器中轴线并因此平行于缩使用刀具、例如钻头的轴线作用的力以及施加一个转矩，该转矩作为相对于在负载情况下由刀具旋转而产生的转矩的抵抗转矩。

此外还公开了附加手柄，它使得可以双手操作电动工具。通常设置在电动工具的背离嵌入式刀具的端部上的主手柄被一只手抓住。该手还操纵电气开关装置，该开关装置通常装在该手柄内。在机器转矩大以及对操作者作用大转矩的应用情况下，例如在钻头直径大的情况下或在使用镶嵌钻头的情况下或者在使用电动工具作为搅拌机驱动装置的情况下，特别是为了支撑，装有一个附加的手柄，它使得还可以通过操作者的另一只手施加一个支撑的逆转矩。该附加手柄通常安装在电动工具的前端部上，即与刀具夹头对应的端部。该安装通常或者通过设置在机器中例如机器颈部中的内螺纹实现，或者(更普遍地)通过使用一个与附加手柄对应的夹紧箍或一个夹紧装置实现，该夹紧装置被推过机器颈部并通过一个螺旋装置锁紧。

这些被现有技术公开的手柄的共同点是，它们不能用于比前面描述的更多的功能，即：使电动工具保持在一个确定的工作位置中以及作用力或一个转矩。

在大转矩电动工具中或在对工件产生非常大的力的电动工具例如冲击钻机中，已公开，为了可靠操作，要求双手工作方式。带有在现有技术中已公开的手柄的由现有技术公开的电动工具在刀具夹头上总是施加相同的功率，不取决于只安装一个手柄还是两个手柄，并且与操作者单手操作还是双手操作无关。这样就有可能在突然出现转矩峰值时电动工具会从操作者手中脱出。特别是在嵌入式刀具例如大直径钻头或镶嵌钻头被阻塞在工件中并且机器由于转矩而开始绕钻头轴线旋转时，是这种情况。如果操作者对这种突如其来的转矩峰值没有准备并且例如仅在电动工具后端部上的主手柄上抓持机器，则机器很容易由于抓持电动工具的手的扭曲而从手中脱落，这可能导致操作者受伤。特别的是，在这种情况下机器也可能从工件上滑脱，嵌入式刀具和被驱动的刀具夹头仍然运行的状态中，直到最终出现停止状态，将工件损坏。同时可能对附近物件造成损害，以及使操作者自身受伤。

在现有技术中常用的通过施加必要的反力及必要的逆转矩来可靠抓持电动工具的解决方法只有在操作者认真使用时才起作用。根据经验，恰恰是有规律地及经常地操作电动工具的操作者在与电动工具打交道时在认真和安全性注意方面存在显著的、由于习惯性所决定的疏忽。例如，即使是功率很大并且转矩很大的电动工具，也经常只马虎地用一只手抓持，或者根本没有安装附加手柄，因为附加手柄当然会使机器笨重。

发明内容

根据本发明，提出一种手柄，用于特别是具有一个电动机的电动工具，特别是一个钻孔机或一个冲击钻机，其中，具有至少一个感测装置。

本发明手柄包含至少一个感测装置。这样，它相对于从现有技术中公知的实施形式具有优点，即：感测不同的物理量并且可以用于保证安全运行。

在感测装置作为装备感测装置构成的实施例中，例如可以感测一个手柄、特别是一个附加手柄是否被安装在电动工具上。也可以感测其它装备特征，只要感测装置为此以合适的方式构造。这样可以例如感测卡盘调整并由此推断出刀具及其期待的转矩。

在作为操作感测装置构造的实施形式中，探测操作者是否及如何抓持该电动工具。

被感测的参量在被集成在手柄里的感测装置中产生电信号。在这里，或者发生信号的二进制状态改变，这取决于在感测装置上究竟是否感测到相应的参量，或者发生一个同被感测到的参量基本类似或基本成比例的信号改变(或者所施加的电压的改变)。同样可能的是，感测装置在它那方面允许产生一个与被施加和被感测到的参量以一种符合目的的形式相应的信号，该信号例如通过触头或通过一个总线系统被传送给电动工具和一个集成在其中的控制和/或调节装置，手柄与该电动工具相连。这样，被记录的物理参量可以被发信号到电动工具上并在那里借助于被集成在电动工具中的控制和/或调节装置及一个开关装置被分析计算。通过该控制和/或调节装置，电动工具的相应工作状态就被自动产生。同样情况也适用于开关装置，其中，控制和/或调节装置允许工作状态基本连续地改变，而开关装置产生或改变二进制状态，即例如接通或断开。

手柄作为电动工具的持握装置的功能在这里与这种控制和/或调节装置在电动工具中的存在无关。该手柄因而为一个为此被装备的电动工具提供附加功能，这些附加功能使电动工具的抓持简化和/或更可靠。与此无关地，它仍然可以作为持握装置或组合的持握和开关装置与未相应装备的电动工具一起被使用，如已由现有技术公开的那样。这里的开关装置主要应被理解为电气接通/关闭装置。

如同所描述的，该手柄可以包括一个用于已有的机械装备的感测装置，或者一个用于一种或多种确定的机器抓持方式的感测装置。

这样，例如在抓持感测的过程中可以感测到操作者是否握住了手柄。为此规定，感测装置作为触摸传感器在手柄表面的一定延伸长度上实施或者作为力传感器实施。这样就可能感测操作者是只用一只手抓持电动工具还是存在双手操作。即，只有操作者握住主手柄并且同时也握住所安装的附加手柄时，才存在双手操作。此外，力传感器可以这样实施，使得它记录任意的、在其安装位置上出现的那些力，或者它允许报告一个施加的力(向量)的方向及大小，例如抓持力。在这里，感测可以在电动工具的接通时间点进行，以便探测：是允许输出最大可能的功率，在操作者以双手抓持住电动工具时；还是由于只是单手操作而只允许提供一个降低的输出功率。此外，感测可以在电动工具运行期间进行，以便例如以降低功率对松开附加手柄做出反应。特别有利的是，将在接通时间点的抓持感测和在运行期间的抓持感测组合。

同样可能的是，感测装置作为转矩传感器实施，通过此，作用在机器上的转矩通过感测由操作者施加的逆转矩来感测并且通过一个集成在电动工具中的驱动控制和/或调节装置进行分析计算。一个这样的转矩传感器被有利地并且结构简单地设置在例如螺纹夹紧装置上，该螺纹夹紧装置在动力输出位置、即例如钻头卡盘或刀具夹头的附近包围着电动工具的颈部。转矩传感器可以被大致构造为拉伸带(Dehnungsband)，或者多件式地构成，具有例如一个相应的机械止动装置，固定在电动工具上及手柄上。

同样地，由操作者施加上的力，特别是抓持力，可以被记录并通过一个位于电动工具内部的控制和/或调节装置被分析利用。该控制和/或调节装置根据记录在转矩及转速方面控制或调整电动机。为此设置了一个力传感器，它感测在操作者与手柄之间传递的力。

相应的感测装置被精确设置在手柄内的何处，对于本发明的功能是不重要的，只要对带检出的物理参量的感测以足够的可靠性进行。

感测装置作为加速度传感器的一种实施方式甚至允许从电动工具的工作位置出发分析计算出在机器突然被卡住时出现的电动工具加速度，并且使得在输送给机器内的一个控制和/或调节装置后能够自动切断电动工具的驱动装置或启动刀具夹头上的强迫制动装置，这样，一个对操作者的危害被实际完全排除。有利的是，加速度传感器被安置在手柄内部。如果该手柄承受了一个加速度(例如在其一个端部上)，则可以由此出发无差错地推断出一个非典型的和不期望的工作状态，例如推断出嵌入式刀具在工件中被卡住。在手柄上感测到的电动工具加速度恰恰通过在规律运行期间的非典型方向上突然出现一个力向量而产生。在这里，感测装置在手柄中的精确安置也对本发明的功能完全不重要，只要感测足够可靠地进行。

被位于手柄中和/或手柄上的感测装置记录的参量通过一个接触装置被传送到电动手持式工具上。有利的是，一个这样的传送装置作为接触装置和相对接通装置实施，其中，位置和参量相应于接触面。

在一个特别有利的实施形式中，传送装置被设计为无接触的，即特别是通过在手柄和电动手持式工具之间使用一个红外接口或者通过使用一个合适的无线电技术信号传送装置。在另一个有利的实施形式中规定，传送装置构造为电容式的或电感式的。

因此，电动工具的工作运行这样逐步进行，使得探测该电动工具是否在至少一个手柄上被持握住，也就是该手柄被牢固地抓持住，并且根据该探测结果相应调节在动力输出位置上可供使用的输出功率，由此最后调节在那里供使用的转矩。

在本发明的一个进一步构型中规定，此外还探测：在电动工具上是否安装有一个附加手柄。

在本发明的一个进一步构型中规定，如果通过探测得知该电动工具准备有一个主手柄和一个附加手柄并且两个手柄都被握住，即被牢固地抓持住，则在动力输出位置上提供一个比在没有附加手柄时或两个手柄之一未被牢固握住时更大的转矩。这样就保证了：只有当操作者注意到可靠的操作方式并双手抓牢电动工具时，电动工具的最大输出功率才可供使用。

在本发明的一个优选的进一步构型中规定，电动工具的工作状态在运行中持续地被在该手柄中或多个手柄中的感测装置监视，确切地如下：是否在电动工具和工件之间或由此引起在电动工具和操作者之间出现一个非正常运行的力，一个非正常运行的转矩和/或出现一个非正常运行的加速度。在这里，超过一个确定的预定值的一个值被看作非正常运行。在感测至少一个非正常运行的值时，可以通过一个与电动工具对应配置的控制和/或调节装置或快或慢地和或强或弱地降低输出功率，在需要的情况下降低到零，大致通过切断驱动电机，和/或可以启动强迫制动装置，这些强迫制动装置使嵌入式刀具和/或动力输出位置特别快地停止。

根据本发明，提出一种运行一个特别是具有一个电动机的电动工具的方法，包括这些步骤：测在电动工具的至少一个手柄上的被抓持状况，据该探测结果调节和/或控制动力输出位置上的转矩。

根据本发明，还提出一种用于运行一个特别是具有一个电动机的电动工具的方法，包括这些步骤：对当前运行状态进行探测，特别是对加速度的出现和/或力的出现和/或转矩的出现，当所述被探测参量中的至少一个超过一个预定值时，降低和/或切断电动工具的功率。

附图说明

以下借助附图以多个实施例阐述本发明。

图中示出：

图1  用于电动工具的附加手柄的纵剖面，

图2  用于电动工具的附加手柄的固定装置的纵剖面，

图3  安装有附加手柄和主手柄的电动工具。

具体实施方式

图1示出了一个作为附加手柄2构造的手柄1。该手柄包括一个抓握段3，它设置有一个护手装置4。在抓握段3内部基本在中心设置有一个形状坚固的、基本上为棒形的支柱5，其中它的在护手装置4以上的延续部分没有被示出，并且，该支柱5因此在那里仅仅被切去顶端地表示。该支柱5用于将手柄1连接到一个未示出的电动工具上，特别是用于在抓握段3和未示出的电动工具之间传递力。该手柄1在其抓握段3中具有一个感测装置6。该感测装置主要被构造在抓握段3的表面7的一定部分上。在抓握段3的表面7上的延伸必须进行到这种程度，使得可以明确地感测出手柄是被抓住还是仅被松弛地接触到。感测装置6精确地设置在抓握段3的表面7上的何处在这里不重要，只要该功能被可靠地完成。

在该实施例中，感测装置6作为一个电容性的感测装置9实施。连接到未示出的电动工具的必要的电接头8穿过手柄1的抓握段3，并且通过一个此未进一步示出的、合适的接触装置与电动工具相连接。如果操作者握住手柄1，这导致在感测装置6中的电容的变化。该变化可以在电接头8上体现。

设置一个加速度传感器10作为另一个感测装置6，它被设置在手柄1的背离机器的端部，在抓握段3内部。加速度传感器10在手柄1内的精确布置不重要，只要能可靠地实现对所出现的加速度的感应。因此加速度传感器优选被设置在手柄1内的一个位置上，所出现的加速度在该位置上产生强的作用，因此可被容易且可靠地记录。加速度传感器10与未示出的电动工具的触点接通同样通过合适的电导线和触头11实现。

通过这些电接头8及11的接通，附加手柄2对未示出的电动工具给出信号：已安装附加手柄2并且由感测装置6，即由电容性传感器9及加速度传感器10所提供的电参量可以被分析计算。

当然可能的是，一个附加手柄2设置有仅一个感测装置或设置有比此处所描述的更多的感测装置，其中，为每个感测装置或为每个被感测的参量提供自己的连接。如果通过选择数据格式(例如数字式或多路传送)在一个信道中或在比现有的待传送参量少的信道中进行传送，则不必要为每个被感测的参量提供自己的连接。这些连接在何处及以何种方式提供不重要，只要所描述的功能被实现。特别是还可以设置一个无接触的传送、例如通过红外线，一个合适的无线频带(Funkband)，电容式的，电感式的或者最广义的光式的。

在一个特别优选的实施形式中，触点接通通过一个标准化的连接模块实现，只要该附加手柄2或手柄1与未示出的电动工具相连，该它连接模块就自动建立触点接通。在这种情况下，电连接被迫按照机械联接实现。

图2在一个示意的局部图中示出一个电动工具12，即包括刀具夹头13的端部连同刀具夹头13、夹紧颈14和变速器及冲击装置壳体15。在夹紧颈上套装上一个用于作为附加手柄2构造的手柄1的固定装置16。手柄1仅被局部地示出。手柄1的支柱5刚性地同固定装置16的一个外环17相连接。在外环17内设置有一个内环18，它可传递力地包握住电动工具12的夹紧颈14。内环18和外环17可以逆着一个在它们之间作用的、复位弹力绕轴线19互相嵌套地相对旋转，该轴线19同时是刀具夹头13的旋转轴线。在该旋转中可走过的行程段是受限的。复位弹力通过一个转矩感测装置20被提供，该转矩感测装置在固定装置16中这样被安置，使得它不仅与内环18对应配置、而且与外环17对应配置，其中，两个环17、18绕轴线19的扭转逆着一个由转矩感测装置20实现的复位弹力进行，并且，同绕轴线19在两个环17、18之间出现的转矩相应的力损耗被转矩感测装置20感测。

例如通过一个接触装置21实现将感测到的转矩传送(发信号)到电动工具12上，该接触装置可以直接或通过一个电线连接22实施，或者在一种特别优选的实施形式中直接通过安置在电动工具12的夹紧颈14中的、直接位于转矩感测装置20对面的接触装置23实施。

在这里，在夹紧颈14与附加手柄2固定装置16之间的接触装置23相应地多极构造的情况下，被附加手柄2内部的其它感测装置6所感测到的其它物理参量也可以借助于发送电信号被传送给该电动工具12。其它参量当然也可以以这样的方式被传送：不是相应于要传送的参量或信道的数量多极构造接触装置23，而是选择一个合适的数据格式(如数字式或多路传送)。

当然可以的是，转矩传感器以及接触装置另外构造，只要上述功能被可靠地满足。接触装置23的触头在何处及以何种方式提供不重要，只要所描述的功能被满足。特别是可以采用无接触的传送、例如通过红外，一个合适的无线频带，电容式、电感式或最广义的光学式。

图3示出一个电动工具12，带有两个手柄1，即一个附加手柄2和一个主手柄24。为主手柄24配置有一个接通/关闭装置25以及一个电网连接电缆26。主手柄24设置有一个感测装置6，其作为电容传感器9构造，并且，主手柄24的抓持通过电场的变化被记录。电动工具12此外设置有一个作为附加手柄2构造的手柄1，它在抓握段3内部包含一个作为电容传感器构造的感测装置6以及一个作为加速度传感器10构造的感测装置6。附加手柄2通过一个固定装置16同电动工具的夹紧颈14可传递力地连接。在夹紧颈16的内部，在其在这里未示出的、在图2中描述的内环和外环17、18之间设置有一个转矩传感器20。所有在图3中安置在附加手柄2中的感测装置或转矩传感器的信号传送通过电动工具12的夹紧颈14上的一个触电接通装置26进行。

Claims (18)

1.手柄，用于特别是具有一个电动机的电动工具，特别是一个钻孔机或一个冲击钻机，其特征在于，具有至少一个感测装置(6)。

2.根据权利要求1所述的手柄，其特征在于，该感测装置(6)作为装备感测装置和/或操作感测装置构造。

3.根据前述权利要求之一所述的手柄，其特征在于，该手柄(1)作为主手柄(24)和/或作为附加手柄(2)构造。

4.根据前述权利要求之一所述的手柄，其特征在于，该感测装置(6)是一个触摸传感器或一个力传感器。

5.根据前述权利要求之一所述的手柄，其特征在于，该感测装置(6)是一个加速度传感器(10)。

6.根据前述权利要求之一所述的手柄，其特征在于，一个感测装置(6)是一个转矩传感器(20)。

7.根据前述权利要求之一所述的手柄，其特征在于，该手柄(1)具有一个电的、可以与电动工具(12)的一个相对接触装置连接的接触装置(23)。

8.根据权利要求7所述的手柄，其特征在于，该接触装置(23)被构造作为从该感测装置到电动工具(12)内的一个调节和/或控制元件的信号传送装置和/或作为位于手柄(1)中的用于感测装置(6)的电压供给装置。

9.根据前述一个或多个权利要求所述的手柄，其特征在于，为该感测装置(6)配置一个红外信号传送装置。

10.根据前述一个或多个权利要求所述的手柄，其特征在于，为该感测装置(6)配置一个无线电技术的信号传送装置。

11.根据前述一个或多个权利要求所述的手柄，其特征在于，为该感测装置(6)配置一个无接触的电感式信号传送装置。

12.根据前述一个或多个权利要求所述的手柄，其特征在于，为该感测装置(6)配置一个无接触的电容式信号传送装置。

13.电动工具，具有一个按照前述一个或多个权利要求所述的手柄。

14.运行一个特别是具有一个电动机的电动工具的方法，包括这些步骤：

a)测在电动工具的至少一个手柄上的被抓持状况，

b)据该探测结果调节和/或控制动力输出位置上的转矩。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，对附加手柄的存在进行探测。

16.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当一个主手柄和一个附加手柄存在并且被抓持时，允许一个比附加手柄不存在和/或未被抓持时和/或主手柄未被抓持时更大的转矩。

17.用于运行一个特别是具有一个电动机的电动工具的方法，优选根据前述权利要求之一，包括这些步骤：

a)对当前运行状态进行探测，特别是对加速度的出现和/或力的出现和/或转矩的出现，

b)当所述被探测参量中的至少一个超过一个预定值时，降低和/或切断电动工具的功率。

18.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当至少一个被探测参量超过一个预定值时，启动用于电动机和/或被该电动机驱动的电动工具部件的强迫制动装置。

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