DE102010063148A1 - Method and device for operating an electric motor driven electric hand tool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines elektromotorisch angetriebenen Elektrohandwerkzeugs (10) mit einem Überlastschutz zum Schutz wenigstens eines Bauteils (12, 30) des Elektrohandwerkzeugs (10) gegen thermische Überlast.
Es wird vorgeschlagen, dass im Betrieb des Elektrohandwerkzeugs (10) aus einem aktuellen Energiezufluss (E_i) und einem aktuellen Energieabfluss (E_o) ein aktueller thermischer Energieinhalt des Bauteils (12, 30) bestimmt und mit einem thermischen Modell des wenigstens einen Bauteils (12, 30) verglichen wird, wobei das Elektrohandwerkzeug (10) bei Erreichen und/oder Überschreiten eines kritischen Werts (T_krit) des Energieinhalts abgeschaltet wird und wobei zumindest in einem Bereich nahe des kritischen Werts (T_krit) der Energiezufluss (E_i) und/oder der Energieabfluss (E_o) abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter geregelt oder gesteuert wird, welcher den thermischen Energieinhalt des wenigstens einen Bauteils (12, 30) beeinflusst.The invention is based on a method for operating an electric motor driven electric hand tool (10) with an overload protection for protecting at least one component (12, 30) of the electric hand tool (10) against thermal overload.
It is proposed that, during operation of the electric hand tool (10), a current thermal energy content of the component (12, 30) is determined from a current energy inflow (E_i) and a current energy outflow (E_o) and compared with a thermal model of the at least one component (12, FIG. 30), wherein the electric hand tool (10) is switched off on reaching and / or exceeding a critical value (T_krit) of the energy content and wherein at least in a region near the critical value (T_krit) the energy flow (E_i) and / or the energy outflow (E_o) is controlled or controlled as a function of at least one operating parameter which influences the thermal energy content of the at least one component (12, 30).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines elektromotorisch angetriebenen Elektrohandwerkzeugs mit einem Überlastschutz zum Schutz wenigstens eines Bauteils des Elektrohandwerkzeugs sowie von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a method for operating an electric motor driven electric hand tool with an overload protection for protecting at least one component of the electric hand tool and of a device for carrying out the method according to the preambles of the independent claims.
Bei Elektrowerkzeugen führt ein Blockieren des Motors, etwa beim Festziehen einer Schraube oder Klemmen des Sägeblatts zur Überlastung des Motors, bis dieser thermisch überhitzt ist und dauerhaft beschädigt wird. Im Extremfall kann es zu Rauchentwicklung und zum Abbrennen von brennbaren Teilen des Motors kommen. Dies kann auch bei unsachgemäßem Einsatz von Werkzeugen, wie z. B. der Einsatz eines Schraubers als Rührgerät auftreten.In power tools, blocking the motor, such as tightening a screw or jamming the saw blade, will overload the motor until it overheats and becomes permanently damaged. In extreme cases, it may lead to smoke and burning of combustible parts of the engine. This can also be the case of improper use of tools such. B. the use of a screwdriver as a mixer.
In der
Um eine Überlastsituation rechtzeitig zu erkennen und ein thermisches Versagen zu vermeiden, wird gemäß der
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht gemäß einem ersten Aspekt aus von einem Verfahren zum Betreiben eines elektromotorisch angetriebenen Elektrohandwerkzeugs mit einem Überlastschutz zum Schutz wenigstens eines Bauteils des Elektrohandwerkzeugs gegen thermische Überlast.The invention is based on a first aspect of a method for operating an electric motor driven electric hand tool with an overload protection for protecting at least one component of the electric hand tool against thermal overload.
Es wird vorgeschlagen, dass im Betrieb des Elektrohandwerkzeugs aus einem aktuellen Energiezufluss und einem aktuellen Energieabfluss ein aktueller thermischer Energieinhalt des Bauteils bestimmt wird und das Elektrohandwerkzeug wenigstens in einem Betriebsbereich abhängig vom thermischen Energieinhalt betrieben wird.It is proposed that a current thermal energy content of the component is determined during operation of the electric hand tool from a current energy flow and a current energy drain and the electric hand tool is operated at least in an operating range depending on the thermal energy content.
Das Bauteil kann insbesondere ein Elektromotor sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil auch eine Elektronikkomponente, insbesondere eine Leistungselektronikkomponente, des Elektromotors sein. Das Elektrohandwerkzeug kann mittels Akku oder Batterie betrieben sein oder auch mit einer Netzstromversorgung versehen sein.The component may in particular be an electric motor. Alternatively or additionally, the component may also be an electronic component, in particular a power electronics component, of the electric motor. The electric hand tool can be operated by battery or battery or be provided with a mains power supply.
Insbesondere kann der Energiezufluss und der aktuelle Energieabfluss aus einem thermischen Modell des Bauteils hergeleitet werden. Daraus kann ein zulässiger maximaler Energieinhalt des Bauteils bestimmt werden. Der maximale zulässige Energieinhalt des Bauteils entspricht beispielsweise seiner maximal zulässigen Temperatur.In particular, the energy inflow and the current energy outflow can be derived from a thermal model of the component. From this, a permissible maximum energy content of the component can be determined. The maximum permissible energy content of the component corresponds, for example, to its maximum permissible temperature.
Ist das Bauteil ein Elektromotor, so kann in einem einfachen thermischen Modell der Energieeintrag z. B. als elektrisch eingebrachte Leistung an dem ohmschen Widerstand des Elektromotors betrachtet werden, der dann auf einfache Weise durch Beobachten des jeweils aktuellem Motorstroms ermittelt werden kann. Für den Energieaustrag kann z. B. ein bestimmter Anteil angenommen werden, der in Abhängigkeit von der aktuell ermittelten Temperatur und/oder der Motordrehzahl variiert werden kann. Damit kann dann auf den aktuellen thermischen Energieinhalt des Elektromotor geschlossen werden. Selbstverständlich kann auch ein komplexeres Modell zugrunde gelegt werden, oder für ein anderes Bauteil ein anderes geeignetes Modell des Bauteils, welches Eintragsmechanismen und Austragsmechanismen für Wärme bezogen auf das Bauteil insbesondere an seinem Einbauort im Elektrohandwerkzeug betrachtet. If the component is an electric motor, then in a simple thermal model of the energy input z. B. can be considered as an electrically introduced power to the ohmic resistance of the electric motor, which can then be determined in a simple manner by observing the respective current motor current. For the energy discharge z. B. a certain proportion can be assumed, which can be varied depending on the currently determined temperature and / or engine speed. This can then be concluded that the current thermal energy content of the electric motor. Of course, a more complex model can also be used, or for another component another suitable model of the component, which considers entry mechanisms and discharge mechanisms for heat relative to the component, in particular at its installation location in the electric hand tool.
So führt ein kurzer Strompeak, der den Maximalwert des zulässigen Motorstroms überschreitet, im Gegensatz zum Stand der Technik nicht automatisch zum Abschalten des Elektrohandwerkzeugs, sondern es wird der Energiezufluss in das Bauteil durch diesen Strompeak betrachtet. Dabei ist die Energie das Produkt aus Leistung und Zeit. Liegt der Energiezufluss in das Bauteil unterhalb eines zulässigen Grenzwerts des thermischen Energieinhalts des Bauteils, kann das Elektrohandwerkzeug weiter betrieben werden, da der kurzzeitige Stromanstieg nicht zur Überhitzung des Bauteils bzw. Elektromotors führt.Thus, in contrast to the prior art, a short current peak, which exceeds the maximum value of the permissible motor current, does not automatically switch off the electric hand tool, but the energy flow into the component is considered by this current peak. Energy is the product of performance and time. If the energy flow into the component is below a permissible limit value of the thermal energy content of the component, the electric hand tool can continue to be operated since the short-term increase in current does not lead to overheating of the component or electric motor.
Es kann vereinfacht davon ausgegangen werden, dass das Bauteil einen gewissen Energieeintrag unbeschadet überstehen kann. In seinem spezifizierten Bereich ist das Elektrohandwerkzeug dauerfest, so dass der kritische Energieeintrag nie erreicht wird, sofern das Elektrohandwerkzeug entsprechend seinen Spezifikationen betrieben wird. So kann das Elektrohandwerkzeug beispielsweise so spezifiziert sein, dass es mit einer Akkuladung thermisch nicht überlastet wird. Wird der erste Akkupack im Betrieb entleert und ein neuer Akkupack eingesetzt, um sofort mit dem Elektrohandwerkzeug weiterzuarbeiten, ist die thermische Belastung des Bauteils höher als spezifiziert. Entsprechend kann das Elektrohandwerkzeug für den Einsatz mehrerer Akkupacks hintereinander ausgelegt sein, ohne dass bei der daraus folgenden Dauerbelastung des Elektrohandwerkzeugs eine thermische Überlastung, d. h. ein Überschreiten des Grenzwerts des zulässigen thermischen Energieinhalts des Bauteils, auftritt.It can be easily assumed that the component can withstand a certain energy input without damage. In its specified range, the electric hand tool is durable, so that the critical energy input is never reached, provided that the electric hand tool is operated according to its specifications. For example, the electric hand tool can be specified so that it is not thermally overloaded with a battery charge. If the first battery pack is emptied during operation and a new battery pack is used to continue working immediately with the electric hand tool, the thermal load of the component is higher than specified. Accordingly, the electric hand tool for the use of several battery packs can be designed one behind the other, without resulting in the consequent continuous load of the electric hand tool thermal overload, d. H. exceeding the limit of the permissible thermal energy content of the component, occurs.
Der aktuelle thermische Zustand des Bauteils, etwa des Elektromotors, kann zuverlässig bestimmt werden. Ein entsprechendes thermisches Modell kann beispielsweise aus der Designphase des Elektrohandwerkzeugs bekannt sein. Die Auslegung des Elektrohandwerkzeugs erfolgt für eine zulässige thermische Maximalbelastung entsprechend eines maximal zulässigen thermischen Energieinhalts, zu der verschiedene Betriebsparameter beitragen, so dass deren Einfluss auf den thermischen Energieinhalt des Elektromotors (oder entsprechend eines anderen temperaturkritischen Bauteils) leicht abgeleitet werden kann.The current thermal state of the component, such as the electric motor, can be reliably determined. A corresponding thermal model can be known, for example, from the design phase of the electric hand tool. The design of the electric hand tool is carried out for a maximum allowable thermal load corresponding to a maximum allowable thermal energy content, contribute to the various operating parameters, so that their influence on the thermal energy content of the electric motor (or according to another temperature-critical component) can be easily derived.
Das Bauteil kann zuverlässig gegen Schäden oder Zerstörung geschützt werden, ohne die Leistungsfähigkeit des Elektrohandwerkzeugs negativ zu beeinflussen. Eine elektrische Schädigung des Elektrohandwerkzeugs durch Unachtsamkeit des Benutzers kann vermieden werden. Gleichzeitig ist ein sicherer Betrieb des Elektrohandwerkzeugs auch nahe des kritischen Energieinhalts, d. h. des Grenzwerts, möglich.The component can be reliably protected against damage or destruction without adversely affecting the performance of the electric hand tool. Electrical damage to the electric hand tool due to carelessness of the user can be avoided. At the same time, safe operation of the electric hand tool is also close to the critical energy content, i. H. the limit, possible.
Das Elektrohandwerkzeug kann bei Erreichen und/oder Überschreiten eines Grenzwerts des Energieinhalts abgeschaltet werden. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Elektrohandwerkzeug zumindest in einem Bereich nahe des Grenzwerts der Energiezufluss und/oder der Energieabfluss geregelt oder gesteuert werden. So kann ein oder mehrere Betriebsparameter überwacht werden, welcher den thermischen Energieinhalt des wenigstens einen Bauteils beeinflusst. Der Begriff „gesteuert” kann auch ein Abschalten des Elektrohandwerkzeugs einschließen.The electric hand tool can be switched off when reaching and / or exceeding a limit value of the energy content. Alternatively or additionally, in the electric hand tool at least in a region close to the limit, the energy supply and / or the energy discharge can be regulated or controlled. Thus, one or more operating parameters can be monitored, which influences the thermal energy content of the at least one component. The term "controlled" may also include shutting off the power hand tool.
Gemäß einer günstigen Weiterbildung kann wenigstens ein Betriebsparameter zur Bestimmung des Energiezuflusses und/oder des Energieabflusses herangezogen werden. Zweckmäßigerweise können dies Betriebsparameter sein, welche beispielsweise aus einer Überwachungselektronik eines Batteriemanagements ableitbar oder bekannt sind, wie sie bei akkubetriebenen Elektrohandwerkzeugen im Einsatz sind.According to a favorable development, at least one operating parameter can be used to determine the energy inflow and / or the energy outflow. Expediently, these can be operating parameters which can be derived or are known, for example, from monitoring electronics of a battery management system, as are used in battery-operated electric hand tools.
Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung kann der wenigstens eine Betriebsparameter eine oder mehrere folgender Größen umfassen: Motorstrom; Tastverhältnis einer Pulsweitenmodulation zur Ansteuerung des Elektromotors; Motordrehzahl des Elektromotors; Stellung eines Sollwertgebers zum Ein- oder Ausschalten des Elektromotors; elektrische Spannung eines Akkus oder einer Batterie zur Versorgung des Bauteils; Temperatur des Bauteils; Kühlleistung zur Kühlung des Bauteils. Der thermische Zustand des Bauteils, etwa des Elektromotors, kann genauer und schneller erfasst werden.According to a further embodiment, the at least one operating parameter may include one or more of the following variables: motor current; Duty cycle of a pulse width modulation for controlling the electric motor; Engine speed of the electric motor; Position of a setpoint generator for switching on or off the electric motor; electrical voltage of a battery or a battery for supplying the component; Temperature of the component; Cooling power for cooling the component. The thermal state of the component, such as the electric motor, can be detected more accurately and faster.
Die Drehzahl des Elektromotors kann beispielsweise gemessen oder auch in bekannter Weise aus dem Tastverhältnis der Pulsweitenmodulation hergeleitet werden. Ferner kann die Stellung des Sollwertgebers zum Ein- oder Ausschalten des Elektromotors anzeigen, ob der Elektromotor eingeschaltet ist oder ausgeschaltet, woraus sich beispielsweise ableiten lässt, ob das Bauteil bzw. der Elektromotor noch aktiv durch einen Luftstrom gekühlt wird, der durch das Drehen des Elektromotors erzeugt wird und/oder durch ein Lüfterrad des Elektromotors, oder ob eine passive Kühlung durch Wärmeleitung und/oder Konvektion erfolgt.The speed of the electric motor can be measured, for example, or derived in a known manner from the duty cycle of the pulse width modulation. Furthermore, the position of the setpoint generator for switching on or off the Show electric motor, whether the electric motor is turned on or off, from which can be derived, for example, whether the component or the electric motor is still actively cooled by an air flow generated by the rotation of the electric motor and / or by a fan of the electric motor, or whether a passive cooling by heat conduction and / or convection takes place.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der Motorstrom mit zumindest einem weiteren Betriebsparameter zur Bestimmung des Energieinhalts des Bauteils herangezogen werden. Der Einfluss des wenigstens einen weiternde Betriebsparameters auf den thermischen Energieinhalt des Bauteils kann zuvor aus dem thermischen Modell des Bauteils bestimmt worden sein. Günstigerweise kann durch das Berücksichtigen von solchen Einflussparametern zusätzlich zum Motorstrom die Leistungsfähigkeit und das Betriebsverhalten des Elektrohandwerkzeugs verbessert werden. Der thermische Zustand des Bauteils und des Elektromotors kann genauer und schneller erfasst werden. Leistungsreserven des Bauteils, insbesondere des Elektromotors, die sonst wegen der nur groben Annäherung an den thermischen Überlastbereich vorgehalten werden müssen, können für Arbeitszwecke eingesetzt werden. Es kann vorteilhaft eine gesamtheitliche Betrachtung der dynamischen Energiebilanz am Bauteil, z. B. am Elektromotor, erfolgen. Dabei ist unter der Energiebilanz eine möglichst weitgehende gesamtheitliche Betrachtung möglichst vieler Einflussparameter auf das thermische Verhalten des Elektromotors zu verstehen. Unter dynamisch ist das aktive Aufsummieren und Subtrahieren der Energiemenge in Abhängigkeit der verwendeten Betriebsparameter über die Zeit zu verstehen.According to a further development, the motor current can be used with at least one further operating parameter for determining the energy content of the component. The influence of the at least one further operating parameter on the thermal energy content of the component may have previously been determined from the thermal model of the component. Conveniently, by taking into account such influencing parameters in addition to the motor current, the performance and performance of the electric hand tool can be improved. The thermal condition of the component and the electric motor can be detected more accurately and faster. Power reserves of the component, in particular of the electric motor, which otherwise have to be maintained because of the only rough approximation to the thermal overload range, can be used for work purposes. It can advantageously be a holistic view of the dynamic energy balance on the component, for. B. on the electric motor done. In this context, the energy balance is to be understood as comprehensive as possible a holistic consideration of as many influencing parameters as possible on the thermal behavior of the electric motor. Dynamic means the active accumulation and subtraction of the amount of energy as a function of the operating parameters used over time.
Dabei stellt schon die Hinzunahme eines weiteren Betriebsparameters, welcher den thermischen Zustand bzw. Energieinhalt des Bauteils beeinflusst, eine Verbesserung und Steigerung der Leistungsfähigkeit des Elektrohandwerkzeugs dar.In this case, even the addition of a further operating parameter, which influences the thermal state or energy content of the component, represents an improvement and an increase in the performance of the electric hand tool.
Vorteilhaft kann der Elektromotor im Überlastfall abgeschaltet werden, was zu einer Temperaturerniedrigung des Bauteils führt, oder es kann ein reduzierter Übergangsbetrieb aktiviert werden, in welchem der Stromfluss im Stromkreis, der den Elektromotor versorgt, moduliert wird, so dass ein weiterer Temperaturanstieg des Bauteils verhindert oder zumindest verringert wird.Advantageously, the electric motor can be switched off in case of overload, which leads to a decrease in temperature of the component, or it can be a reduced transition operation are activated, in which the current flow in the circuit that supplies the electric motor is modulated, so that prevents further increase in temperature of the component or at least reduced.
Weiterhin kann zur Bestimmung des aktuellen thermischen Energieinhalts eine Abkühlzeit des Bauteils berücksichtigt werden. Hier kann insbesondere berücksichtigt werden, ob eine aktive Kühlung erfolgt, bei beispielsweise der der Elektromotor im Leerlauf läuft, oder eine passive Kühlung, bei der das Elektrohandwerkzeug ausgeschaltet ist und die Kühlung hauptsächlich beispielsweise über Konvektion erfolgt. Die Unterscheidung der beiden Zustände kann auch indirekt über die Stellung des Sollwertgebers und Vorhandensein des Leerlaufstroms erfolgen.Furthermore, a cooling time of the component can be taken into account for determining the current thermal energy content. Here can be taken into account in particular whether an active cooling takes place, for example, in which the electric motor is idling, or a passive cooling, in which the electric hand tool is turned off and the cooling takes place mainly by convection, for example. The distinction between the two states can also be made indirectly via the position of the setpoint generator and the presence of the no-load current.
In einer günstigen Weiterbildung kann beim Wiedereinschalten des Elektromotors wenigstens eine aktuelle Temperatur des Bauteils bestimmt und zur Generierung eines Startwerts zur Bestimmung des aktuellen thermischen Energieinhalts des Bauteils verwendet werden.In a favorable development, when the electric motor is switched on again, at least one current temperature of the component can be determined and used to generate a starting value for determining the current thermal energy content of the component.
Wird das Elektrohandwerkzeug komplett ausgeschaltet, schaltet sich üblicherweise dessen Überwachungselektronik zur Vermeidung von Selbstentladung des Akkus bzw. der Batterie nach einer relativ kurzer Zeitspanne ab, so dass die Zeit, in der eine passive Kühlung des Bauteils erfolgt, nur schwer erfasst werden kann. Es ist günstig, wenn die Temperatur des Bauteils erfasst werden kann. Beispielsweise kann hierzu ein Thermoelement am Elektromotor angebracht werden. Bei erneuter Inbetriebnahme kann so ein Startwert für die aktuelle thermische Belastung des Bauteils generiert werden indem die aktuelle Temperatur des Elektromotors ermittelt wird. Die Temperatur des Bauteils kann gemessen und/oder (falls die Zeitdauer der Abschaltung bestimmt werden kann) aus einem Abkühlverhalten des Bauteils abgeleitet werden.If the electric hand tool completely switched off, usually its monitoring electronics to prevent self-discharge of the battery or the battery turns off after a relatively short period of time, so that the time in which a passive cooling of the component is difficult to detect. It is favorable if the temperature of the component can be detected. For example, a thermocouple can be attached to the electric motor for this purpose. When re-commissioning so a start value for the current thermal load of the component can be generated by the current temperature of the electric motor is determined. The temperature of the component can be measured and / or (if the duration of the shutdown can be determined) derived from a cooling behavior of the component.
Kann eine Abschaltzeitdauer des Bauteils bestimmt werden, kann eine Historie des Betriebs des Elektrohandwerkzeugs berücksichtigt werden, um den aktuellen thermischen Zustand bzw. Energieinhalt des Bauteils besser zu bestimmen. Es können zusätzliche Elektronikbausteine oder Speicher vorgesehen werden, mit denen ein gewisser zeitlicher Verlauf als Historie von Betriebsparametern des Elektrohandwerkzeugs hinterlegt werden können, um somit auch einen Startwert für die Bestimmung des aktuellen thermischen Energieinhalts des Bauteils zu generieren. Grundsätzlich kann dies mit einem verzögerten Zurücksetzen der Überwachungselektronik des Elektrohandwerkzeugs verglichen werden, nachdem eine kritische Zeitspanne zur Abkühlung des Bauteils abgelaufen ist, ab der die volle eintragbare Energie des Bauteils wieder zur Verfügung steht. Im Stand der Technik wird die Überwachungselektronik zurückgesetzt, sobald das Elektrohandwerkzeug ausgeschaltet und/oder der Akkupack entfernt, beispielsweise gewechselt wird.If a shutdown period of the component can be determined, a history of the operation of the electric hand tool can be taken into account in order to better determine the current thermal state or energy content of the component. Additional electronic components or memory can be provided, with which a certain time profile can be stored as a history of operating parameters of the electric hand tool, in order thus to generate a starting value for the determination of the current thermal energy content of the component. In principle, this can be compared with a delayed reset of the monitoring electronics of the electric hand tool, after a critical period for cooling the component has expired, from which the full loadable energy of the component is available again. In the prior art, the monitoring electronics is reset as soon as the electric hand tool is switched off and / or the battery pack is removed, for example, replaced.
Besonders vorteilhaft ist dies für die Zeit des Akkuwechsels oder Batteriewechsels, da in aller Regel das Elektrohandwerkzeug sofort wieder in Betrieb genommen wird. Ist kein Thermoelement vorgesehen, kann ein elektrischer Puffer vorgesehen sein, der diese kurze Wechselzeit überbrückt, etwa einen Kondensator, eine Knopfzelle, um ein ungewolltes Zurücksetzen der Überwachungselektronik beim Akkuwechsel oder Batteriewechsel zu verhindern. Damit steht der Motorschutz auch nach dem Wechsel mit den aktuellen Betriebsparametern zum thermischen Zustand des Bauteils zur Verfügung.This is particularly advantageous for the time of the battery change or battery change, as usually the electric hand tool is immediately put into operation again. If no thermocouple is provided, an electrical buffer may be provided which bridges this short changeover time, such as a capacitor, a button cell, to an unwanted Resetting the monitoring electronics to prevent battery replacement or battery replacement. Thus, the motor protection is also available after the change with the current operating parameters for the thermal condition of the component.
Es wird ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren vorgeschlagen, bei der Mittel vorgesehen sind, um im Betrieb des Elektrohandwerkzeugs aus einem aktuellen Energiezufluss und einem aktuellen Energieabfluss einen aktuellen thermischen Energieinhalt des Bauteils zu bestimmen und das Elektrohandwerkzeug wenigstens in einem Betriebsbereich abhängig vom thermischen Energieinhalt zu betreiben.Furthermore, an apparatus for carrying out the method is proposed in which means are provided for determining a current thermal energy content of the component during operation of the electric hand tool from a current energy flow and a current energy outflow and at least in one operating range depending on the thermal energy content operate.
Günstigerweise kann ein elektrischer Puffer vorgesehen sein, um beim Trennen einer Spannungsversorgung vom Elektrohandwerkzeug eine Überwachungselektronik des Bauteils elektrisch zu versorgen. Somit ist bei einer Wiederinbetriebnahme des Elektrohandwerkzeugs die Dauer der Abschaltung bekannt, so dass aus einem thermischen Modell des Bauteils beispielsweise das Abkühlverhalten des Bauteils bestimmt und die Temperatur bei der Wiederinbetriebnahme bestimmt werden kann.Conveniently, an electrical buffer may be provided to electrically supply a monitoring electronics of the component when disconnecting a power supply from the electric hand tool. Thus, when restarting the electric hand tool, the duration of the shutdown is known, so that from a thermal model of the component, for example, determines the cooling behavior of the component and the temperature can be determined when restarting.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigt:It shows:
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals.
Das in
Die Vorrichtung
Die Überwachungselektronik
Bei Akkugeräten ist bereits zur Einhaltung des Batteriemanagements eine solche Überwachungselektronik
Basierend auf den vorhandenen Betriebsparametern kann zuverlässig abgeleitet werden, in welchem Betriebszustand sich das das Elektrohandwerkzeug
Die Überwachungselektronik
Beim Einschalten des Elektrohandwerkzeugs
Anhand des aktuellen, tatsächlichen thermischen Energieinhalts können Energiezufuhr zum Elektromotor
Optional kann vorgesehen sein, ein erstes Abschalten nach einem bestimmten thermischen Energieinhalt oder nach einer definierten Zeitspanne vorzunehmen. Damit wird also nach Abschaltung beim Blockieren des Werkzeugs oder beim Betrieb an der Leistungsgrenze oder sonstigen Grenzanwendungen eine gewisse Energieeintragsreserve vorgehalten. Eine solche Grenzanwendung stellt beispielsweise eine Anwendung mit einem hohen Bedarf an Drehmoment bei kleiner Drehzahl, d. h. bei großem Motorstrom und geringer Lüftung durch das entsprechend langsam drehende Lüfterrad des Elektromotors
Wenn die Überwachungselektronik
Auch in diesem Fall kann der genannte Vorhalt dazu beitragen, eine Schädigung des Elektrohandwerkzeugs
In einer weiteren Variante kann zusätzlich ein Temperatursensor
Es kann optional ein nichtflüchtiger Lese- und Schreibspeicher mit einer internen Uhr vorgesehen sein, beispielsweise in der Überwachungselektronik
Denkbar ist auch eine „nichtschlafende” Elektronik, die auch im Ruhezustand des Elektrohandwerkzeugs
Zusätzlich oder alternativ können auch weitere Sensoren eingesetzt werden, welche Kenngrößen erfassen, etwa Drehzahlsensoren und dergleichen. Additionally or alternatively, other sensors can be used, which detect parameters such as speed sensors and the like.
Es kann vereinfacht davon ausgegangen werden, dass der Elektromotor
Wird das Elektrohandwerkzeug
Wird die Abschaltgrenze T_krit jedoch erreicht, schaltet der Elektromotor
Dadurch entstehen zunächst keine Wartezeiten für den Benutzer bis zum Abkühlen des Elektrohandwerkzeugs
Dazu kann die Energiezufuhr E_i und der Energieabfluss E_o insbesondere im Bereich A_lim nahe der Abschaltgrenze T_krit gesteuert werden. Bei weiterem Abkühlen, d. h. größer werdendem Abstand zur Abschaltgrenze T_krit, gelangt man vom Bereich A_lim in den Bereich A_norm. Im Bereich A_norm kann ungesteuert oder bei Bedarf gesteuert gearbeitet werden.For this purpose, the energy supply E_i and the energy drain E_o can be controlled in particular in the range A_lim near the switch-off limit T_crit. On further cooling, d. H. As the distance to the switch-off threshold T_crit increases, one arrives from the area A_lim in the area A_norm. In the A_norm area, you can work uncontrolled or if required under control.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102005038225 A1 [0003, 0004] DE 102005038225 A1 [0003, 0004]
- WO 20009/086990 A1 [0005] WO 20009/086990 A1 [0005]
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104020801A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-03 | 控制技术有限公司 | Temperature controlling method, temperature calculating method and driver |
| EP3337027A1 (en) * | 2016-12-16 | 2018-06-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for operating an electric motor with the support of a computer |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2873490A1 (en) * | 2013-11-15 | 2015-05-20 | HILTI Aktiengesellschaft | Voltage control at low temperatures for preventing low voltage shut-offs in battery powered hand-operated electric tools |
| EP2873491A1 (en) | 2013-11-15 | 2015-05-20 | HILTI Aktiengesellschaft | Voltage control at low temperatures for preventing low voltage shut-offs in battery powered hand-operated electric tools |
| EP3653342B1 (en) * | 2018-10-26 | 2024-01-17 | Max Co., Ltd. | Electric tool |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005038225A1 (en) | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for overload detection in hand tools |
| WO2009086990A1 (en) | 2008-01-10 | 2009-07-16 | Robert Bosch Gmbh | Method for the detection of a thermal overload situation in a hand-held power tool |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4216040A1 (en) * | 1992-05-15 | 1993-11-18 | Bosch Gmbh Robert | Method for monitoring an electric motor for thermal overload |
| JP2001505400A (en) * | 1997-09-18 | 2001-04-17 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Electric motor drive |
| WO2005086341A1 (en) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | In Motion Technologies | Method and apparatus for controlling an electric motor |
| US7273159B2 (en) * | 2004-11-08 | 2007-09-25 | Black & Decker Inc. | Cordless power tool system with improved power output |
| US7554276B2 (en) * | 2005-09-21 | 2009-06-30 | International Rectifier Corporation | Protection circuit for permanent magnet synchronous motor in field weakening operation |
| DE102007000524A1 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Hilti Aktiengesellschaft | Electric hand tool machine with engine temperature control |
-
2010
- 2010-12-15 DE DE102010063148A patent/DE102010063148A1/en not_active Withdrawn
-
2011
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- 2011-11-23 WO PCT/EP2011/070791 patent/WO2012079936A2/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005038225A1 (en) | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for overload detection in hand tools |
| WO2009086990A1 (en) | 2008-01-10 | 2009-07-16 | Robert Bosch Gmbh | Method for the detection of a thermal overload situation in a hand-held power tool |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104020801A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-03 | 控制技术有限公司 | Temperature controlling method, temperature calculating method and driver |
| CN104020801B (en) * | 2013-02-28 | 2017-04-12 | 控制技术有限公司 | Temperature controlling method, temperature calculating method and driver |
| US9705487B2 (en) | 2013-02-28 | 2017-07-11 | Nidec Control Techniques Limited | Using harmonic component(s) to calculate a temperature of a semiconductor device in an inverter module |
| EP3337027A1 (en) * | 2016-12-16 | 2018-06-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for operating an electric motor with the support of a computer |
| WO2018108651A1 (en) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for the computer-assisted operation of an electric motor |
| US10873286B2 (en) | 2016-12-16 | 2020-12-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for the computer-assisted operation of an electric motor |
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