[go: up one dir, main page]

DE102024105411A1 - Control circuit for linear speed control of an electrically operated hand tool and hand tool with such a control circuit - Google Patents

Control circuit for linear speed control of an electrically operated hand tool and hand tool with such a control circuit

Info

Publication number
DE102024105411A1
DE102024105411A1 DE102024105411.5A DE102024105411A DE102024105411A1 DE 102024105411 A1 DE102024105411 A1 DE 102024105411A1 DE 102024105411 A DE102024105411 A DE 102024105411A DE 102024105411 A1 DE102024105411 A1 DE 102024105411A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic field
field sensor
control circuit
slider
actuation path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024105411.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Liu Leilei
Yimin Wang
Junsheng Tang
Bailing Cao
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
Priority to DE102024105411.5A priority Critical patent/DE102024105411A1/en
Priority to PCT/EP2024/083155 priority patent/WO2025180676A1/en
Publication of DE102024105411A1 publication Critical patent/DE102024105411A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • H03K2017/9706—Inductive element

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung (1) zur linearen Geschwindigkeitssteuerung eines elektrisch betriebenen Handwerkzeugs, mit einem Magnetfeldsensor (20) zur Erfassung eines magnetischen Feldes und mit einem von einem Startpunkt (11) zu einem Endpunkt (12) entlang eines linearen Betätigungsweges (10) relativ zu dem Magnetfeldsensor (20) verschiebbaren Schieber (30), wobei der Magnetfeldsensor (20) entlang des Betätigungswegs (10) angeordnet ist und an dem Schieber (30) an gegenüberliegenden Seiten des Magnetfeldsensors (20) zwei antiparallel angeordnete axial magnetisierte Stabmagneten (31, 32) fixiert sind, wobei die Stabmagneten (31, 32) mit dem Schieber (30) entlang des Betätigungsweges (10) beidseitig des Magnetfeldsensors (20) bewegbar sind und ein zwischen den Stabmagneten (31, 32) gebildetes Magnetfeld von dem Magnetfeldsensor (10) bei einer Bewegung des Schiebers (30) von dem Startpunkt (11) zu dem Endpunkt (12) zur Geschwindigkeitssteuerung linear erfassbar und durch den Magnetfeldsensor (20) als ein sich linear änderndes Ausgangssignal (43) ausgebbar ist. The invention relates to a control circuit (1) for linear speed control of an electrically operated hand tool, comprising a magnetic field sensor (20) for detecting a magnetic field and comprising a slider (30) which is displaceable from a starting point (11) to an end point (12) along a linear actuation path (10) relative to the magnetic field sensor (20), wherein the magnetic field sensor (20) is arranged along the actuation path (10) and two antiparallel arranged axially magnetized bar magnets (31, 32) are fixed to the slider (30) on opposite sides of the magnetic field sensor (20), wherein the bar magnets (31, 32) are movable with the slider (30) along the actuation path (10) on both sides of the magnetic field sensor (20) and a magnetic field formed between the bar magnets (31, 32) is generated by the magnetic field sensor (10) upon a movement of the slider (30) from the starting point (11) to the end point (12) for speed control can be linearly detected and output by the magnetic field sensor (20) as a linearly changing output signal (43).

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung zur linearen Geschwindigkeitssteuerung eines elektrisch betriebenen Handwerkzeugs und Handwerkzeug mit einer solchen Steuerschaltung.The invention relates to a control circuit for linear speed control of an electrically operated hand tool and hand tool with such a control circuit.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von elektrisch betriebenen Handwerkzeugen bekannt, welche oftmals einen Elektromotor aufweisen, der bzw. dessen Drehzahl durch einen Bediener gesteuert werden soll.A large number of electrically operated hand tools are known from the state of the art, which often have an electric motor, the speed of which is to be controlled by an operator.

Aufgrund einer intuitiveren Bedienbarkeit ist dabei meist vorgesehen, dass die Drehzahl des Elektromotors linear änderbar bzw. das Handwerkzeug linear steuerbar sein soll.For more intuitive operation, it is usually intended that the speed of the electric motor can be changed linearly or that the hand tool can be controlled linearly.

Grundsätzlich sind hierfür zwei Varianten verbreitet, von welchen eine erste eine auf elektrischen Kontakt basierende Schaltung vorsieht, bei welcher ein Schleifer Kontakte und insbesondere einen Widerstandsstreifen berührend über einen Schaltungsträger bewegbar ist. Das führt aufgrund der unmittelbaren Berührung jedoch zu einem hohen mechanischen Verschleiß, wobei der mechanische Kontakt auch anfällig für Vibrationen ist, sodass mit Schleifern zumindest bei bestimmten Vibrationen teilweise kein kontinuierliches Ausgangssignal erzeugbar ist.Basically, two variants are common for this. The first involves a circuit based on electrical contact, in which a wiper can be moved across a circuit board, touching contacts and, in particular, a resistance strip. However, this leads to significant mechanical wear due to the direct contact, and the mechanical contact is also susceptible to vibrations, so that wipers sometimes cannot generate a continuous output signal, at least under certain vibration conditions.

Als alternative Variante ist auch bekannt, einen Magneten und einen Magnetfeldsensor relativ zueinander zu bewegen und anhand des von dem Magnetfeldsensor gemessenen Magnetfeldes ein Ausgangssignal zu erzeugen. Diese Variante ist jedoch teils problematisch, da ein von einem einzelnen Magneten erzeugtes Magnetfeld in nur einem sehr begrenzten Bereich annähernd linear ist, sodass der Betätigungsweg - in welchem also ein sich linear änderndes Magnetfeld durch den Magnetfeldsensor erfassbar ist - sehr kurz ist. Geht der Betätigungsweg über diesen begrenzten Bereich hinaus, muss das im Wesentlichen sinusförmige Ausgangssignal des Magnetfeldsensors durch zusätzliche Elektronik in ein lineares Signal gewandelt werden, was entsprechend aufwändig und teuer ist.Another known alternative is to move a magnet and a magnetic field sensor relative to each other and to generate an output signal based on the magnetic field measured by the magnetic field sensor. However, this approach is somewhat problematic because the magnetic field generated by a single magnet is approximately linear only within a very limited range, so the actuation travel—in which a linearly changing magnetic field can be detected by the magnetic field sensor—is very short. If the actuation travel extends beyond this limited range, the essentially sinusoidal output signal of the magnetic field sensor must be converted into a linear signal using additional electronics, which is correspondingly complex and expensive.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und eine Steuerschaltung zur linearen Geschwindigkeitssteuerung eines Handwerkzeugs bzw. ein Handwerkzeug mit einer solchen Steuerschaltung bereitzustellen, durch welche sich das Handwerkzeug in einfacher und kostengünstiger Weise sowie verschleißarm bzw. -frei entlang eines vergleichsweise langen Betätigungsweges linear steuern lässt.The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and of providing a control circuit for linear speed control of a hand tool or a hand tool with such a control circuit, by means of which the hand tool can be controlled linearly in a simple and cost-effective manner and with little or no wear along a comparatively long actuating path.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This problem is solved by the combination of features according to patent claim 1.

Erfindungsgemäß wird daher eine Steuerschaltung insbesondere für eine Bedienvorrichtung eines elektrisch betriebenen Handwerkzeugs und zur linearen Geschwindigkeitssteuerung eines elektrisch betriebenen Handwerkzeugs und vorzugsweise eines Elektromotors eines elektrisch betriebenen Handwerkzeugs bzw. dessen Drehzahl vorgeschlagen. Die Steuerschaltung weist einen Magnetfeldsensor zur Erfassung eines magnetischen Feldes und einen von einem Startpunkt zu einem Endpunkt entlang eines linearen Betätigungsweges relativ zu dem Magnetfeldsensor verschiebbaren Schieber auf, wobei der Magnetfeldsensor entlang des Betätigungswegs angeordnet ist und an dem Schieber an gegenüberliegenden Seiten des Magnetfeldsensors je ein d.h. zwei antiparallel angeordnete axial magnetisierte Stabmagneten fixiert sind. Die Stabmagneten - im Weiteren auch einfach als Magnete bezeichnet - sind also vorzugsweise bezüglich des Betätigungsweges einander unmittelbar gegenüberliegend d.h. auf gleicher Höhe angeordnet, wobei einem Südpol des ersten Stabmagneten aufgrund der antiparallelen Anordnung bezüglich des Betätigungsweges ein Nordpol des zweiten Stabmagneten und umgekehrt gegenüberliegt. Dadurch ergibt sich, dass die meisten Feldlinien zwischen den zwei Magneten von einem Pol des einen Magneten zum entsprechenden Gegenpol des zweiten Magneten verlaufen. Dadurch erhöht sich die Feldliniendichte im Raum direkt ober-und unterhalb der Magnete, im Zwischenraum und in größerer Entfernung hingegen nimmt die Feldliniendichte stark ab. Für den Bereich zwischen den Magneten gilt somit, dass die Feldliniendichte bzw. Flussdichte also im Bereich der Pole (Südpol/Nordpol) der Magneten maximal ist und sich insbesondere entlang des zentriert zwischen den Magneten verlaufenden Betätigungsweges linear von dem einem Extrem (z.B. am Startpunkt) zu dem anderen Extrem (z.B. am Endpunkt) ändert. Zusammen mit dem Schieber, an welchem die Magneten fixiert sind, sind die Stabmagneten entsprechend entlang des Betätigungsweges beidseitig des Magnetfeldsensors bewegbar, sodass ein zwischen den Stabmagneten gebildetes Magnetfeld sich entlang des Betätigungsweges im Wesentlichen linear ändert und von dem Magnetfeldsensor bei einer Bewegung des Schiebers von dem Startpunkt zu dem Endpunkt zur Geschwindigkeitssteuerung bzw. dessen Änderung linear erfassbar und durch den Magnetfeldsensor als ein sich entlang dem Betätigungsweg linear änderndes Ausgangssignal ausgebbar ist.According to the invention, a control circuit is therefore proposed, in particular for an operating device of an electrically operated hand tool and for the linear speed control of an electrically operated hand tool and preferably of an electric motor of an electrically operated hand tool or its rotational speed. The control circuit has a magnetic field sensor for detecting a magnetic field and a slider displaceable from a starting point to an end point along a linear actuation path relative to the magnetic field sensor. The magnetic field sensor is arranged along the actuation path and one, i.e., two, axially magnetized bar magnets arranged antiparallel to each other are fixed to the slider on opposite sides of the magnetic field sensor. The bar magnets—hereinafter also referred to simply as magnets—are therefore preferably arranged directly opposite one another with respect to the actuation path, i.e., at the same height. Due to the antiparallel arrangement with respect to the actuation path, a south pole of the first bar magnet is opposite a north pole of the second bar magnet, and vice versa. This results in most of the field lines between the two magnets running from one pole of one magnet to the corresponding opposite pole of the second magnet. This increases the field line density in the space directly above and below the magnets, while in the space between them and at greater distances, the field line density decreases sharply. For the area between the magnets, the field line density, or flux density, is therefore maximum in the area of the poles (south pole/north pole) of the magnets and changes linearly, particularly along the actuation path centered between the magnets, from one extreme (e.g., at the starting point) to the other extreme (e.g., at the end point). Together with the slider to which the magnets are fixed, the bar magnets are movable along the actuation path on both sides of the magnetic field sensor, so that a magnetic field formed between the bar magnets changes essentially linearly along the actuation path and can be linearly detected by the magnetic field sensor when the slider moves from the starting point to the end point for speed control or its change and can be output by the magnetic field sensor as an output signal that changes linearly along the actuation path.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Steuerschaltung sieht dabei vor, dass der Magnetfeldsensor eine Ausgangsspannung als Ausgangssignal ausgibt und sich die Ausgangsspannung bei einer gleichmäßigen Bewegung des Schiebers von dem Startpunkt zu dem Endpunkt linear ändert bzw. die Änderung der Ausgangsspannung von dem Startpunkt zu dem Endpunkt entlang des Betätigungsweges linear ist.An advantageous further development of the control circuit provides that the magnetic field sensor outputs an output voltage as an output signal and that the output voltage is uniform movement of the slider from the starting point to the end point changes linearly or the change in the output voltage from the starting point to the end point along the actuation path is linear.

Vorzugsweise weisen die Stabmagnete eine zueinander identische Längserstreckung parallel des Betätigungsweges auf und sind weiter vorzugsweise bezüglich eines auf dem Betätigungsweg liegenden Spiegelpunktes punktsymmetrisch zueinander, sodass also der Betätigungsweg zentriert zwischen den antiparallel angeordneten Stabmagneten und parallel zu diesen verläuft.Preferably, the bar magnets have an identical longitudinal extension parallel to the actuation path and are further preferably point-symmetrical to one another with respect to a mirror point lying on the actuation path, so that the actuation path runs centered between the antiparallel arranged bar magnets and parallel to them.

Dabei kann die Längserstreckung der Stabmagnete zugleich einer Weglänge von Startpunkt zu Endpunkt entlang dem Betätigungsweg entsprechen. Alternativ kann die Längserstreckung der Stabmagnete auch größer der Weglänge und beispielsweise zwischen 1% und 10% oder 10% und 20% größer der Weglänge sein, wobei die Stabmagnete zusätzlich zentriert zu der Weglänge bzw. einem Mittelpunkt zwischen Startpunkt und Endpunkt positioniert sein können, sodass die Kennlinie auch im Startpunkt und im Endpunkt bzw. im Bereich von Startpunkt und Endpunkt einen linearen Verlauf aufweist und nicht am Startpunkt und Endpunkt in einen parabolischen Verlauf übergeht. Dadurch können auch Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden, durch welche der Verlauf der Kennlinie zwischen Start- und Endpunkt ansonsten nicht linear bzw. annährend linear wäre.The longitudinal extension of the bar magnets can also correspond to a path length from start point to end point along the actuation path. Alternatively, the longitudinal extension of the bar magnets can also be greater than the path length, for example, between 1% and 10% or 10% and 20% greater than the path length. The bar magnets can also be centered to the path length or a midpoint between the start point and end point, so that the characteristic curve also has a linear course at the start point and end point, or in the area between the start point and end point, and does not transition into a parabolic course at the start point and end point. This also makes it possible to compensate for manufacturing tolerances that would otherwise make the characteristic curve between the start and end point non-linear or almost linear.

Weiter ist der Schieber vorzugsweise auf den Startpunkt federrückgestellt und/oder kinematisch mit einem durch einen Bediener betätigbaren Betätigungselement verbunden.Furthermore, the slider is preferably spring-returned to the starting point and/or kinematically connected to an actuating element that can be actuated by an operator.

Bei dem Magnetfeldsensor handelt es sich vorzugsweise um einen Hall-Sensor und insbesondere ein linearer Hall-Sensor ist.The magnetic field sensor is preferably a Hall sensor and in particular a linear Hall sensor.

Die Steuerschaltung kann zudem ferner einen parallel des Betätigungsweges angeordneten Schaltungsträger aufweisen, auf welchem der Magnetfeldsensor angeordnet ist und von welchem sich der Magnetfeldsensor auf den bzw. in den Betätigungsweg erstreckt. Dadurch kann der Schieber im Wesentlichen Gabelförmig ausgebildet sein, wobei je ein Magnet auf jeweils einem Gabelzinken bzw. einem Steg angeordnet ist.The control circuit can also further comprise a circuit carrier arranged parallel to the actuation path, on which the magnetic field sensor is arranged and from which the magnetic field sensor extends onto or into the actuation path. As a result, the slide can be designed essentially fork-shaped, with one magnet arranged on each fork prong or web.

Alternativ kann die Steuerschaltung auch einen koaxial zu dem Betätigungsweg angeordneten Sensorhalter aufweisen, an welchem der Magnetfeldsensor fixiert ist und von welchem sich der Magnetfeldsensor auf den Betätigungsweg erstrecken kann, was den Vorteil hat, dass der Schieber im Wesentlichen röhrenförmig ausgebildet sein kann, was ein Schwingen bzw. eine relative Bewegung der Magneten zueinander bzw. des Schiebers im Bereich der Magneten verhindert.Alternatively, the control circuit can also have a sensor holder arranged coaxially to the actuation path, to which the magnetic field sensor is fixed and from which the magnetic field sensor can extend onto the actuation path, which has the advantage that the slider can be designed essentially tubularly, which prevents oscillation or relative movement of the magnets to one another or of the slider in the region of the magnets.

Insbesondere bei der erste Variante kann daher vorgesehen sein, dass der Schieber zumindest eine den Magnetfeldsensor über den Betätigungsweg umgreifenden Steg bzw. eine Brücke zur Stabilisierung der Stabmagnete aufweist, durch welche also eine relative Bewegung der Magnete zueinander verhindert bzw. deren relative Position zueinander gehalten werden kann. Zumindest ein solcher Steg bzw. zumindest eine solche Brücke ist dabei vorzugsweise an den Polen der Magneten und/oder einem Übergang zwischen den Polen der Magnete vorgesehen. Weiter kann ein solcher Steg bzw. eine solche Brücke sich auch entlang des Betätigungsweges über die gesamte Längserstreckung der Magnete erstrecken und den Magnetfeldsensor zu einer Seite hin einhausen.In particular, in the first variant, it can therefore be provided that the slide has at least one web or bridge that encompasses the magnetic field sensor over the actuation path to stabilize the bar magnets, thus preventing any relative movement of the magnets to one another or maintaining their relative position. At least one such web or bridge is preferably provided at the poles of the magnets and/or at a transition between the poles of the magnets. Furthermore, such a web or bridge can also extend along the actuation path over the entire longitudinal extent of the magnets and enclose the magnetic field sensor on one side.

Um auch eine zu dem Betätigungsweg orthogonale Bewegung des Magnetfeldsensors relativ zu den Magneten zu verhindern, kann ferner vorgesehen sein, dass an dem Schieber an gegenüberliegenden Seiten des Magnetfeldsensors zwei zu dem Magnetfeldsensor berührungsfrei gehaltene Führungskörper vorgesehen sind, durch welche ein zu dem Betätigungsweg orthogonaler Abstand des Magnetfeldsensors zu den Stabmagneten gehalten wird. Bei einer normalen Bewegung des Schiebers entlang des Betätigungsweges berühren die Führungskörper den Magnetfeldsensor entsprechend nicht. Kommt es zu Vibrationen oder sonstigen Bewegungen, durch welche der Abstand des Magnetfeldsensors zu den Stabmagneten orthogonal des Betätigungsweges schwanken und ein Messergebnis des Magnetfeldsensors dadurch verfälscht werden würde, können die Führungskörper den Magnetfeldsensor oder um diesen herum ausgebildete Gegenkörper berühren, sodass sich der orthogonale Abstand nicht bzw. nur minimal d.h. innerhalb eines vorbekannten Toleranzbereichs verändert.In order to prevent a movement of the magnetic field sensor relative to the magnets that is orthogonal to the actuation path, it can further be provided that two guide bodies are provided on the slide on opposite sides of the magnetic field sensor, which guide bodies are held non-contact with the magnetic field sensor and maintain a distance of the magnetic field sensor from the bar magnets that is orthogonal to the actuation path. During normal movement of the slide along the actuation path, the guide bodies do not touch the magnetic field sensor. If vibrations or other movements occur that cause the distance of the magnetic field sensor to fluctuate orthogonally to the actuation path and would thereby falsify a measurement result from the magnetic field sensor, the guide bodies can touch the magnetic field sensor or counter-bodies formed around it, so that the orthogonal distance does not change or changes only minimally, i.e., within a previously known tolerance range.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Handwerkzeug mit einem Elektromotor und einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuerschaltung, wobei der Elektromotor bzw. dessen Drehzahl durch das Ausgangssignal des Magnetfeldsensors gesteuert ist.A further aspect of the invention relates to an electrically operated hand tool with an electric motor and a control circuit proposed according to the invention, wherein the electric motor or its speed is controlled by the output signal of the magnetic field sensor.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.The features disclosed above can be combined as desired, as long as this is technically possible and they do not contradict each other.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

  • 1 eine Steuerschaltung;
  • 2 zwei Stabmagnete mit einem Verlauf einer zwischen diesen bestimmten Feldstärke sowie eine daraus erzeugte als Ausgangssignal dienende Ausgangsspannung.
Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are described below together with the description of the preferred embodiment of the The invention is illustrated in more detail with reference to the figures. They show:
  • 1 a control circuit;
  • 2 two bar magnets with a field strength determined between them and an output voltage generated from them serving as an output signal.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.The figures are schematic examples. Identical reference numerals in the figures indicate identical functional and/or structural features.

In 1 ist ein grundlegender Aufbau einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen Steuerschaltung 1 dargestellt. Diese weist einen als linearen Hall-Sensor ausgebildeten Magnetfeldsensor 20 auf, welcher auf einem Schaltungsträger 21 angeordnet und elektrisch kontaktiert ist.In 1 A basic structure of a control circuit 1 proposed according to the invention is shown. This circuit comprises a magnetic field sensor 20 designed as a linear Hall sensor, which is arranged on a circuit carrier 21 and is electrically contacted.

Relativ beweglich zu dem Magnetfeldsensor 20 ist ein Schieber 30 vorgesehen, welcher entlang des Betätigungsweges 10 linear verschiebbar ist. An dem Schieber 30 bzw. an zwei sich von einem Grundkörper des Schiebers 30 parallel des Betätigungsweges 10 erstreckenden Stegen ist jeweils ein Stabmagnet 31, 32 fixiert, wobei die Stabmagneten 31, 32 antiparallel ausgerichtet sind, sodass sich also die Stabmagneten 31, 32 bezüglich des Betätigungsweges 10 mit entgegengesetzten Polen bzw. Polpaaren gegenüberliegen und zwischen sich den Betätigungsweg 10 bzw. den darauf angeordneten Magnetfeldsensor 20 aufweisen.A slider 30 is provided, which is movable relative to the magnetic field sensor 20 and can be moved linearly along the actuation path 10. A bar magnet 31, 32 is fixed to the slider 30 or to two webs extending from a base body of the slider 30 parallel to the actuation path 10. The bar magnets 31, 32 are aligned antiparallel, so that the bar magnets 31, 32 are opposite each other with opposite poles or pole pairs with respect to the actuation path 10 and have the actuation path 10 and the magnetic field sensor 20 arranged thereon between them.

Der Magnetfeldsensor 20 ist vorliegend zentrisch auf einem Mittelpunkt 13 dargestellt, welcher mittig zwischen dem Startpunkt 11 und dem Endpunkt 12 auf dem Betätigungsweg 10 liegt. Durch die Darstellung bzw. die dargestellte Position des Schiebers 30 ergibt sich, dass der Mittelpunkt 13 zugleich einem Spiegelpunkt entspricht, zu welchem die Stabmagnete 31, 32 punktsymmetrisch angeordnet sind.The magnetic field sensor 20 is shown here centered on a center point 13, which is located midway between the starting point 11 and the end point 12 on the actuation path 10. The representation or the illustrated position of the slider 30 shows that the center point 13 also corresponds to a mirror point to which the bar magnets 31, 32 are arranged point-symmetrically.

Um zu verhindern, dass die Stabmagnete 31, 32 bei einer Vibration relativ zueinander und damit das zwischen ihnen gebildete Magnetfeld verändert schwingen, ist vorliegend eine Brücke bzw. ein Steg 34 angedeutet, welcher den Betätigungsweg 10 überspannt und den Schieber 30 im Bereich der Stabmagnete 31, 32 stabilisiert.In order to prevent the bar magnets 31, 32 from oscillating relative to one another during vibration and thus from changing the magnetic field formed between them, a bridge or web 34 is indicated here, which spans the actuating path 10 and stabilizes the slide 30 in the area of the bar magnets 31, 32.

Da einem Südpol S des ersten Stabmagneten 31 aufgrund der antiparallelen Anordnung bezüglich des Betätigungsweges 10 ein Nordpol N des zweiten Stabmagneten 32 und umgekehrt und einem Nordpol N des ersten Stabmagneten 31 aufgrund der antiparallelen Anordnung bezüglich des Betätigungsweges 10 ein Südpol S des zweiten Stabmagneten 32 gegenüberliegt, ergibt sich, dass die meisten Feldlinien zwischen den zwei Magneten 31, 32 von einem Pol des einen Magneten 31, 32 zum entsprechenden Gegenpol des zweiten Magneten 31, 32 verlaufen. Dadurch ergeben sich für den Verlauf 40 der Feldliniendichte bzw. Flussdichte bzw. Feldstärke zwischen den Stabmagneten 31, 32 also im Bereich der Pole jeweils Extrempunkt, also beispielsweise ein erster Extrempunkt 41 am Südpol S des zweiten Magneten 32 und ein zweiter Extrempunkt 42 am Südpol S des ersten Magneten 31, wie es in 2 dargestellt ist, wobei sich der Verlauf 40 zwischen den Extrempunkten 41, 42 im Wesentlichen linear ändert.Since a south pole S of the first bar magnet 31 is opposite a north pole N of the second bar magnet 32 due to the anti-parallel arrangement with respect to the actuation path 10 and vice versa, and a north pole N of the first bar magnet 31 is opposite a south pole S of the second bar magnet 32 due to the anti-parallel arrangement with respect to the actuation path 10, it follows that most of the field lines between the two magnets 31, 32 run from one pole of one magnet 31, 32 to the corresponding opposite pole of the second magnet 31, 32. This results in extreme points for the course 40 of the field line density or flux density or field strength between the bar magnets 31, 32 in the region of the poles, for example a first extreme point 41 at the south pole S of the second magnet 32 and a second extreme point 42 at the south pole S of the first magnet 31, as shown in 2 is shown, whereby the course 40 changes essentially linearly between the extreme points 41, 42.

Wird der Schieber 30 nun beispielsweise mittels eines nur angedeuteten Betätigungselements 33 entlang des Betätigungsweges 10 verschoben, bewegen sich die Stabmagnete 31, 32 relativ zu dem Magnetfeldsensor 20, welcher ein Ausgangssignal 43 bzw. eine Ausgangsspannung Vout entsprechend der von dem Magnetfeldsensor 20 gemessenen Feldstärke bzw. gemäß des Verlaufs 40 generiert, wie es in der Darstellung der 2 abgebildet ist.If the slider 30 is now moved, for example, by means of an only indicated actuating element 33 along the actuating path 10, the bar magnets 31, 32 move relative to the magnetic field sensor 20, which generates an output signal 43 or an output voltage V out corresponding to the field strength measured by the magnetic field sensor 20 or according to the curve 40, as shown in the illustration of the 2 is shown.

Claims (10)

Steuerschaltung (1) zur linearen Geschwindigkeitssteuerung eines elektrisch betriebenen Handwerkzeugs, mit einem Magnetfeldsensor (20) zur Erfassung eines magnetischen Feldes und mit einem von einem Startpunkt (11) zu einem Endpunkt (12) entlang eines linearen Betätigungsweges (10) relativ zu dem Magnetfeldsensor (20) verschiebbaren Schieber (30), wobei der Magnetfeldsensor (20) entlang des Betätigungswegs (10) angeordnet ist und an dem Schieber (30) an gegenüberliegenden Seiten des Magnetfeldsensors (20) zwei antiparallel angeordnete axial magnetisierte Stabmagneten (31, 32) fixiert sind, wobei die Stabmagneten (31, 32) mit dem Schieber (30) entlang des Betätigungsweges (10) beidseitig des Magnetfeldsensors (20) bewegbar sind und ein zwischen den Stabmagneten (31, 32) gebildetes Magnetfeld von dem Magnetfeldsensor (10) bei einer Bewegung des Schiebers (30) von dem Startpunkt (11) zu dem Endpunkt (12) zur Geschwindigkeitssteuerung linear erfassbar und durch den Magnetfeldsensor (20) als ein sich linear änderndes Ausgangssignal (43) ausgebbar ist.Control circuit (1) for linear speed control of an electrically operated hand tool, with a magnetic field sensor (20) for detecting a magnetic field and with a slider (30) displaceable from a starting point (11) to an end point (12) along a linear actuation path (10) relative to the magnetic field sensor (20), wherein the magnetic field sensor (20) is arranged along the actuation path (10) and two antiparallel axially magnetized bar magnets (31, 32) are fixed to the slider (30) on opposite sides of the magnetic field sensor (20), wherein the bar magnets (31, 32) are movable with the slider (30) along the actuation path (10) on both sides of the magnetic field sensor (20) and a magnetic field formed between the bar magnets (31, 32) is generated by the magnetic field sensor (10) upon movement of the slider (30) from the starting point (11) to the end point (12) for speed control can be linearly detected and output by the magnetic field sensor (20) as a linearly changing output signal (43). Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei der Magnetfeldsensor (20) eine Ausgangsspannung (Vout) als Ausgangssignal (43) ausgibt und sich die Ausgangsspannung (Vout) bei einer Bewegung des Schiebers (30) von dem Startpunkt (11) zu dem Endpunkt (12) linear ändert.Control circuit according to Claim 1 , wherein the magnetic field sensor (20) outputs an output voltage (V out ) as an output signal (43) and the output voltage (V out ) changes linearly upon movement of the slider (30) from the starting point (11) to the end point (12). Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stabmagnete (31, 32) eine zueinander identische Längserstreckung (L) parallel des Betätigungsweges (10) aufweisen.Control circuit according to Claim 1 or 2 , wherein the bar magnets (31, 32) have an identical longitudinal extension (L) parallel to the actuating path (10). Steuerschaltung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Längserstreckung (L) der Stabmagnete einer Weglänge von Startpunkt (11) zu Endpunkt (12) entlang dem Betätigungsweg (10) entspricht oder größer als die Weglänge ist.Control circuit according to the preceding claim, wherein the longitudinal extent (L) of the bar magnets corresponds to a path length from the starting point (11) to the end point (12) along the actuating path (10) or is greater than the path length. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schieber (30) auf den Startpunkt (11) federrückgestellt und/oder kinematisch mit einem durch einen Bediener betätigbaren Betätigungselement (33) verbunden ist.Control circuit according to one of the preceding claims, wherein the slider (30) is spring-returned to the starting point (11) and/or is kinematically connected to an actuating element (33) operable by an operator. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetfeldsensor (20) ein Hall-Sensor und/oder ein linearer Hall-Sensor ist.Control circuit according to one of the preceding claims, wherein the magnetic field sensor (20) is a Hall sensor and/or a linear Hall sensor. Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen parallel des Betätigungsweges (10) angeordneten Schaltungsträger (21), auf welchem der Magnetfeldsensor (20) angeordnet ist und von welchem sich der Magnetfeldsensor (20) auf den Betätigungsweg (10) erstreckt, oder aufweisend einen koaxial zu dem Betätigungsweg (10) angeordneten Sensorhalter, an welchem der Magnetfeldsensor (20) fixiert ist und von welchem sich der Magnetfeldsensor (20) auf den Betätigungsweg (10) erstreckt.Control circuit according to one of the preceding claims, further comprising a circuit carrier (21) arranged parallel to the actuation path (10), on which the magnetic field sensor (20) is arranged and from which the magnetic field sensor (20) extends onto the actuation path (10), or comprising a sensor holder arranged coaxially to the actuation path (10), to which the magnetic field sensor (20) is fixed and from which the magnetic field sensor (20) extends onto the actuation path (10). Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schieber (30) zumindest eine den Magnetfeldsensor (20) über den Betätigungsweg (10) umgreifenden Steg (34) zur Stabilisierung der Stabmagnete (31, 32) aufweist.Control circuit according to one of the preceding claims, wherein the slide (30) has at least one web (34) encompassing the magnetic field sensor (20) over the actuating path (10) for stabilizing the bar magnets (31, 32). Steuerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Schieber (30) an gegenüberliegenden Seiten des Magnetfeldsensors (20) zwei zu dem Magnetfeldsensor berührungsfrei gehaltene Führungskörper aufweist, durch welche ein zu dem Betätigungsweg (10) orthogonaler Abstand des Magnetfeldsensors (20) zu den Stabmagneten (31, 32) gehalten wird.Control circuit according to one of the preceding claims, wherein on the slide (30) on opposite sides of the magnetic field sensor (20) there are two guide bodies held in contact-free manner with the magnetic field sensor, by means of which a distance of the magnetic field sensor (20) from the bar magnets (31, 32) that is orthogonal to the actuation path (10) is maintained. Elektrisch betriebenes Handwerkzeug mit einem Elektromotor und einer Steuerschaltung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektromotor durch das Ausgangssignal (43) des Magnetfeldsensors (20) gesteuert ist.Electrically operated hand tool with an electric motor and a control circuit (1) according to one of the preceding claims, wherein the electric motor is controlled by the output signal (43) of the magnetic field sensor (20).
DE102024105411.5A 2024-02-27 2024-02-27 Control circuit for linear speed control of an electrically operated hand tool and hand tool with such a control circuit Pending DE102024105411A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024105411.5A DE102024105411A1 (en) 2024-02-27 2024-02-27 Control circuit for linear speed control of an electrically operated hand tool and hand tool with such a control circuit
PCT/EP2024/083155 WO2025180676A1 (en) 2024-02-27 2024-11-21 Control circuit for the linear speed control of an electrically operated hand tool, and hand tool comprising such a control circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024105411.5A DE102024105411A1 (en) 2024-02-27 2024-02-27 Control circuit for linear speed control of an electrically operated hand tool and hand tool with such a control circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102024105411A1 true DE102024105411A1 (en) 2025-08-28

Family

ID=93743703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102024105411.5A Pending DE102024105411A1 (en) 2024-02-27 2024-02-27 Control circuit for linear speed control of an electrically operated hand tool and hand tool with such a control circuit

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102024105411A1 (en)
WO (1) WO2025180676A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB872072A (en) 1959-05-06 1961-07-05 Ultra Electronics Ltd Mechanico-electrical transducer
DE3934950A1 (en) 1989-10-20 1991-04-25 Marquardt Gmbh SPEED CONTROLLER FOR ELECTRIC MOTORS OF ELECTRIC TOOLS
DE69827011T2 (en) 1997-08-06 2006-03-09 Fisher Controls International Llc MAGNETIC WAY SENSOR
DE102006048084A1 (en) 2006-10-11 2008-04-17 Gustav Wahler Gmbh U. Co. Kg Linear sensor for e.g. exhaust gas recycling valve, has magnet arrangement with magnets arranged at distance from one another and parallel to one another, where hall sensor is arranged in center in gap between magnets
US20100308805A1 (en) 2009-06-04 2010-12-09 Key Safety Systems, Inc Temperature tolerant magnetic linear displacement sensor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10303363A1 (en) * 2003-01-29 2004-08-19 Robert Bosch Gmbh sensor arrangement
DE102009035091A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-10 Mahle International Gmbh Position sensor and linear actuator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB872072A (en) 1959-05-06 1961-07-05 Ultra Electronics Ltd Mechanico-electrical transducer
DE3934950A1 (en) 1989-10-20 1991-04-25 Marquardt Gmbh SPEED CONTROLLER FOR ELECTRIC MOTORS OF ELECTRIC TOOLS
DE69827011T2 (en) 1997-08-06 2006-03-09 Fisher Controls International Llc MAGNETIC WAY SENSOR
DE102006048084A1 (en) 2006-10-11 2008-04-17 Gustav Wahler Gmbh U. Co. Kg Linear sensor for e.g. exhaust gas recycling valve, has magnet arrangement with magnets arranged at distance from one another and parallel to one another, where hall sensor is arranged in center in gap between magnets
US20100308805A1 (en) 2009-06-04 2010-12-09 Key Safety Systems, Inc Temperature tolerant magnetic linear displacement sensor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025180676A1 (en) 2025-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1436849B1 (en) Compact vertical hall sensor
EP2851655A1 (en) Inductive position measurement device
DE3426784A1 (en) MAGNETORESISTIVE SENSOR FOR DELIVERING ELECTRICAL SIGNALS
DE102012223037A1 (en) Inductive position measuring device
DE112016000720B4 (en) Sensor arrangement for position detection and method for assisting in determining the position of an object
EP1556665B1 (en) Scanner head comprising a magnet and a hall element for use in a co-ordinate measuring device
DE69916017T2 (en) MAGNETORESISTIVE SENSOR FOR MEASURING THE RELATIVE LOCATION CHANGE BETWEEN TWO COMPONENTS
EP2869031B1 (en) Position measuring device
EP1770373A1 (en) Absolute position measuring device
DE102024105411A1 (en) Control circuit for linear speed control of an electrically operated hand tool and hand tool with such a control circuit
DE102013224235B4 (en) Sensor system for capacitive distance measurement
DE19729312A1 (en) Magnetic length measuring system for absolute position measurement
DE202024105488U1 (en) Control circuit for linear speed control of a hand tool and hand tool with such a control circuit
DE10145313A1 (en) Sensor device for generation of a control signal from the relative position of two motor vehicle components that move relative to each other has accuracy increased by use of a varying gap between moving control member and magnets
DE10023503B9 (en) position switch
EP4279874A1 (en) Inductive position measurement device
DE10024850C2 (en) Measuring arrangement, measuring head and method for producing a measuring head
DE19800805A1 (en) Reference signal generation for magneto-resistive sensor
EP4431877A1 (en) Position measuring device with permanent magnets
WO2008071018A1 (en) Magnetic position sensor
DE102024003858A1 (en) INDUCTIVE POSITION MEASURING DEVICE
DE102016010332A1 (en) Device with a sensor and a sensor
DE102005050365A1 (en) Contactless position sensor for gas-filled support has coding element arranged relative to sensor elements so each relative position between coding element and sensor elements corresponds to definite output signal of sensor elements
DE102016204729B4 (en) Permanent magnetic scale
DE202024102755U1 (en) Operating device for multi-axis operating input

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified