EP2993741B1

EP2993741B1 - Electric tool

Info

Publication number: EP2993741B1
Application number: EP15175083.3A
Authority: EP
Inventors: Zoltan Cer; Joachim Schadow; Thomas Schomisch; Manfred Lutz; Klaus Dengler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2035-07-02
Also published as: EP2993741A1; DE102014217860A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug mit einem Netzstecker mit einem Netzkabel zum Versorgen des Elektrowerkzeuges aus einem elektrischen Netz mit elektrischer Energie mit einer Steuervorrichtung für das Elektrowerkzeug.The invention relates to a power tool with a mains plug with a mains cable for supplying the power tool with electrical energy from an electrical network, with a control device for the power tool.

State of the art

An handgeführten Elektrowerkzeugen werden zu einer Steuerung eines Motors in Abhängigkeit von Betriebszuständen elektronische Schaltungen eingesetzt. Üblicherweise sind derartige elektronische Schaltungen im Inneren des Elektrowerkzeugs angeordnet und benötigen daher Bauraum des Elektrowerkzeugs, was seine Gesamtabmessung vergrößern kann.Electronic circuits are used on hand-held power tools to control a motor as a function of operating states. Electronic circuits of this type are usually arranged inside the power tool and therefore require installation space in the power tool, which can increase its overall dimensions.

Aus DE 20 2010 006 471 U1 ist eine fernsteuerbare Steckdose bekannt. Die Steckdose weist eine Schaltplatine auf. Auf der Schaltplatine ist eine Fernschalterschaltung vorgesehen. Zudem weist die Schaltplatine ein von der Fernschalterschaltung gesteuertes Relais auf.Out of DE 20 2010 006 471 U1 a remote controllable outlet is known. The socket has a circuit board. A remote switch circuit is provided on the circuit board. In addition, the circuit board has a relay controlled by the remote switch circuit.

Aus EP 1 006 766 A2 ist eine elektronische Vorrichtung mit einem zweiteiligen Gehäuse zur Aufnahme eines, eine elektronische Schaltung tragenden Trägersubstrates bekannt, wobei ein aus Kunststoff bestehendes erstes Gehäuseteil einen integrierten, aus Kunststoff ausgebildeten Steckerkörper aufweist. Bei einer elektronischen Vorrichtung, die die elektronische Schaltung zuverlässig gegen Feuchtigkeit schützt, ist eine metallische Wärmeleitereinrichtung an dem ersten Gehäuseteil angeordnet, auf der in das Gehäuseinnere weisenden Seite das die elektronische Schaltung tragende Trägersubstrat befestigt ist.Out of EP 1 006 766 A2 discloses an electronic device with a two-part housing for accommodating a carrier substrate carrying an electronic circuit, with a first housing part made of plastic having an integrated connector body made of plastic. In an electronic device that reliably protects the electronic circuit against moisture, a metallic heat-conducting device is arranged on the first housing part, on which side the carrier substrate carrying the electronic circuit is attached, pointing into the interior of the housing.

Aus US 2007/0164704 A1 ist ein Netzstecker bekannt, der eine Aufladevorrichtung und einen Zusatzspeicher aufweist. Im Zusatzspeicher können Daten eines von einer Batterie gespeisten Gerätes abgespeichert werden. Das Gerät kann ein Elektrogerät wie ein Mobiltelefon sein. Aus WO2010108360 A1 ist ein Netzstecker bekannt, der eine Platine umfasst und eine Verlustschutzfunktion bereitstellt.Out of U.S. 2007/0164704 A1 a power plug is known which has a charging device and an additional memory. Data from a device powered by a battery can be stored in the additional memory. The device can be an electronic device such as a mobile phone. Out of WO2010108360 A1 a power plug is known that includes a circuit board and provides a loss protection function.

Disclosure of Invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Elektrowerkzeug bereitzustellen.An object of the invention is to provide an improved power tool.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Elektrowerkzeug mit einem Netzstecker mit einem Netzkabel zum Versorgen des Elektrowerkzeuges aus einem elektrischen Netz mit elektrischer Energie mit einer Steuervorrichtung für das Elektrowerkzeug, aufweisend eine Platine mit einem darauf angeordneten elektronischen Leistungsbauelement,dadurch gekennzeichnet, dass die Platine in dem Netzstecker angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, Elektronikfunktionen für das Elektrowerkzeug auf der Platine bereitzustellen, wobei die Platine mit Komponenten des Elektrowerkzeugs über eine Datenverbindung verbindbar sind. Vorteilhaft kann das Elektrowerkzeug dadurch kleiner ausgebildet werden und es können Umgebungsbauteile (z.B. ein Elektronikgehäuse, Vergußmasse, usw.) für die Steuervorrichtung eingespart werden, weil die genannten Umgebungsbauteile großteils vom Netzstecker bereitgestellt werden.The object is achieved with a power tool with a mains plug with a mains cable for supplying the power tool with electrical energy from an electrical network with a control device for the power tool, having a circuit board with an electronic power component arranged thereon, characterized in that the circuit board in the mains plug is arranged and is intended to provide electronic functions for the power tool on the board, wherein the board can be connected to components of the power tool via a data connection. Advantageously, the power tool can be made smaller and it can save surrounding components (such as an electronics housing, casting compound, etc.) for the control device, because the said surrounding components are largely provided by the power plug.

Im Ergebnis ist dadurch eine platz- und kostensparende Ansteuervorrichtung für das Elektrowerkzeug realisierbar.As a result, a space and cost-saving control device for the power tool can be implemented.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Netzsteckers sind Gegenstand von Unteransprüchen.Advantageous developments of the power plug are the subject of dependent claims.

An advantageous development provides that

Mittel zum Abführen von thermischer Energie vom Leistungsbauelement vorgesehen sind. Auf diese Weise kann im Betrieb des Elektrowerkzeugs eine Überhitzung des Leistungsbauelements im Netzstecker weitestgehend vermieden werden.Means are provided for dissipating thermal energy from the power component. In this way, overheating of the power component in the mains plug can be largely avoided during operation of the power tool.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsbauelement wenigstens abschnittsweise direkt oder mittels einer Wärmeleitverbindung mit einer Litze eines Netzkabels verbunden ist. Auf diese Weise lässt sich auf einfache Weise thermische Energie vom Leistungsbauelement in das Netzkabel des Elektrowerkzeugs abführen.A further advantageous development is characterized in that the power component is connected, at least in sections, directly or by means of a thermally conductive connection to a stranded wire of a mains cable. In this way, thermal energy can be easily dissipated from the power component into the mains cable of the power tool.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wärmeleitverbindung mit der Litze verlötet oder vernietet oder verschraubt ist. Auf diese Weise werden vorteilhaft unterschiedliche technische Möglichkeiten für ein Abführen von Wärme des Leistungsbauelements bereitgestellt.A further advantageous development is characterized in that the thermally conductive connection is soldered or riveted or screwed to the stranded wire. In this way, different technical options for dissipating heat from the power component are advantageously provided.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass auf dem Leistungsbauelement ein Kühlkörper angeordnet ist. Dadurch kann vorteilhaft thermische Energie in erhöhtem Ausmaß von der Steuervorrichtung abgeführt werden.A further advantageous development provides that a heat sink is arranged on the power component. As a result, thermal energy can advantageously be dissipated to an increased extent by the control device.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper mit dem Leistungsbauelement vernietet oder durch Umspritzen mit einer Vergußmasse am Leistungsbauteil anliegend ist. Auch auf diese Weise können unterschiedliche Varianten einer effektiven Wärmeabfuhr vom Leistungsbauelement realisiert werden.A further advantageous development is characterized in that the heat sink is riveted to the power component or is in contact with the power component by overmolding with a casting compound. In this way, too, different variants of an effective heat dissipation from the power component can be implemented.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Kühlkörper Erhebungen aufweist, die sich in Öffnungen im Netzstecker erstrecken. Auf diese Weise kann eine Lösung für leistungsfähigere Geräte realisiert werden, die es erlaubt, noch mehr Wärme abzuführen. Dies kann für einen Überlastbetrieb des Elektrowerkzeugs oder für eine kurzzeitige Speicherung von Wärme im Kühlkörper vorteilhaft sein.A further advantageous development provides that the heat sink has elevations that extend into openings in the mains plug. In this way, a solution for more powerful devices can be implemented that allows even more heat to be dissipated. This can be advantageous for overload operation of the power tool or for brief storage of heat in the heat sink.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Netzstecker einen wärmeleitfähigen Kunststoff aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise in einem Spritzgießverfahren des Netzsteckers eine Wärmeabführungseinrichtung zu realisieren.A further advantageous development provides that the mains plug has a thermally conductive plastic. In this way it is possible, for example, to implement a heat dissipation device in an injection molding process for the mains plug.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff integral ausgebildete Kühlrippen aufweist. Auf diese Weise kann auf einfache Weise eine Vergrößerung der Oberfläche des Netzsteckers und damit ein erhöhtes Ausmaß von abgeführter Wärme erreicht werden.A further embodiment is characterized in that the plastic has integrally formed cooling ribs. In this way, the surface area of the mains plug can be increased in a simple manner, and thus an increased amount of heat dissipated.

Die Platine ist mit Komponenten des Elektrowerkzeugs über eine Datenverbindung verbindbar. Auf diese Weise kann eine funktionale Kommunikation zwischen der Platine und dem Leistungsbauelement und dem Elektrowerkzeug bereitgestellt werden. Beispielweise kann dies zu einer Abfrage einer Werkzeugtemperatur oder weiterer Kenngrößen des Elektrowerkzeugs durch die Platine sinnvoll sein.The circuit board can be connected to components of the power tool via a data connection. In this way, functional communication can be provided between the circuit board and the power component and the power tool. For example, this can be useful for querying a tool temperature or other parameters of the power tool through the circuit board.

Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen Merkmale, unabhängig von ihrer Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren und unabhängig von ihrer Rückbeziehung in den Patentansprüchen den Gegenstand der Erfindung. Die Figuren sind nicht notwendiger Weise maßstabsgetreu ausgeführt und sind insbesondere zu einer qualitativen und prinzipiellen Erläuterung der Erfindung gedacht.The invention is described in detail below with further features and advantages on the basis of several figures. All the features described form the subject matter of the invention, regardless of their representation in the description or in the figures and regardless of their reference in the patent claims. The figures are not necessarily true to scale and are intended in particular for a qualitative and basic explanation of the invention.

In den Figuren zeigt:

Fig. 1: Darstellungen eines herkömmlichen Elektrowerkzeugs und einer Platine mit einem Leistungsbauelement;
Fig. 2: Darstellungen eines Netzsteckers und einer Platine mit einem Leistungsbauelement;
Fig. 3: eine prinzipielle Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzsteckers;
Fig. 4: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzsteckers;
Fig. 5a, 5b: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzsteckers;
Fig. 6a, 6b: Kühleinrichtungen für den erfindungsgemäßen Netzstecker;
Fig. 7a, 7b: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzsteckers;
Fig. 8: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzsteckers;
Fig. 9: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Netzsteckers;
Fig. 10: ein prinzipielles Blockschaltbilde eines Elektrowerkzeugs mit einer Steuervorrichtung; und
Fig. 11: einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Herstellen der Steuervorrichtung.

In the figures shows:

1: Representations of a conventional power tool and a circuit board with a power component;
2: Representations of a power plug and a circuit board with a power component;
3: a schematic representation of an embodiment of the power plug according to the invention;
4: another embodiment of the power plug according to the invention;
Figures 5a, 5b: another embodiment of the power plug according to the invention;
Figures 6a, 6b: Cooling devices for the power plug according to the invention;
Figures 7a, 7b: another embodiment of the power plug according to the invention;
8: another embodiment of the power plug according to the invention;
9: another embodiment of the power plug according to the invention;
10: a basic block diagram of a power tool with a control device; and
11: a basic sequence of a method for producing the control device.

Description of Embodiments

Fig. 1 zeigt in einer unteren Darstellung ein Elektrowerkzeug 200 (beispielsweise ein Winkelschleifer) mit teilweise geöffnetem Gehäuse. Innerhalb einer Umrahmung ist eine herkömmliche Steuervorrichtung 100 erkennbar, die eine Vergußmasse aufweist, unter der eine Elektronikbaugruppe, d.h. eine Platine 10 mit einem Leistungsbauelement 20 und gegebenenfalls weiteren elektronischen Bauelementen angeordnet sind (nicht sichtbar). In einer oberen Darstellung von Fig. 1 ist eine Platine 10 bzw. Leiterplatte mit einem Leistungsbauelement 20 erkennbar, wobei erkennbar ist, dass eine Größenordnung der Platine 10 der oberen Darstellung um ca. zwei bis drei kleiner ist als ein Elektronikmodul bzw. eine Platine 10 der herkömmliche Steuervorrichtung 100 der unteren Abbildung. 1 shows a power tool 200 (for example an angle grinder) with a partially open housing in a lower illustration. A conventional control device 100 can be seen within a frame, which has a casting compound under which an electronic assembly, ie a circuit board 10 with a power component 20 and optionally further electronic components are arranged (not visible). In an upper representation of 1 a circuit board 10 or printed circuit board with a power component 20 can be seen, wherein it can be seen that the circuit board 10 in the upper illustration is about two to three times smaller than an electronic module or circuit board 10 in the conventional control device 100 in the lower illustration.

Fig. 2 zeigt in zwei Darstellungen einen Vergleich eines herkömmlichen elektrischen Netzsteckers 30 mit einer Netzleitung bzw. einem Netzkabel 40 und der genannten Platine 10, woraus ersichtlich ist, dass aufgrund der Größenrelationen die Platine 10 vollständig innerhalb des Netzsteckers 30 untergebracht werden kann. Die beiden Darstellungen von Fig. 2 sind dabei lediglich qualitativ anzusehen, wobei z.B. Abmessungen und Ausrichtungen der drei Kontaktfahnen bzw. Platinenstecker der Platine 10 nicht unbedingt den tatsächlichen Erfordernissen zur Einbringung in den Netzstecker 30 entsprechen müssen. 2 shows in two representations a comparison of a conventional electrical mains plug 30 with a mains line or mains cable 40 and the circuit board 10 mentioned, from which it can be seen that the circuit board 10 can be accommodated completely within the mains plug 30 due to the size relations. The two representations of 2 are only to be considered qualitatively, with, for example, the dimensions and alignments of the three contact lugs or circuit board plugs of the circuit board 10 not necessarily having to correspond to the actual requirements for insertion into the mains plug 30 .

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 100. Die Steuervorrichtung 100 umfasst einen Netzstecker 30 mit Steckerstiften 31 und einem Netzkabel 40, über das ein Elektrowerkzeug 200 (nicht dargestellt) aus einem elektrischen Netz mit elektrischer Energie versorgt wird. Erkennbar ist, dass eine Platine bzw. Leiterplatte 10 vorgesehen ist, auf der ein elektronisches Leistungselement 20 (z.B. in Form eines ein Triacs zur Motorsteuerung) angeordnet ist. Das Leistungsbauelement 20 ist vollständig innerhalb des Netzsteckers 30 angeordnet, beispielsweise mit Vergußmasse umspritzt. Eine funktionale Kommunikation der Platine 10 und/oder des Leistungsbauelements 20 mit dem Elektrowerkzeug 200 ist vorgesehen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass aufgrund von erhöhter Leistungsaufnahme des Elektrowerkzeugs 200 ein erhöhter elektrischer Strom vom Leistungsbauelement 20 erkannt wird und daraus ein eingeschalteter Zustand des Elektrowerkzeugs 200 abgeleitet wird. Alternativ ist es auch möglich, dass für Motorsteuerfunktionen, die beispielsweise eine Erfassung von Motortemperatur und/oder anderen Motorkenngrößen bzw. eine Kommunikation mit Komponenten des Elektrowerkzeugs 200 (z.B. einem Ein/Aus-Schalter) erfordern, eine oder mehrere Kommunikations- bzw. Steuerleitungen im Netzkabel 40 angeordnet sind (nicht dargestellt). Alternativ kann für die Zwecke der genannten Kommunikation auch eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Elektrowerkzeug 200 und der Platine 10 mit dem Leistungsbauelement 20 vorgesehen sein. 3 shows a first embodiment of the control device 100 according to the invention. The control device 100 comprises a mains plug 30 with plug pins 31 and a mains cable 40 via which a power tool 200 (not shown) is supplied with electrical energy from an electrical network. It can be seen that a circuit board or printed circuit board 10 is provided, on which an electronic power element 20 (eg in the form of a triac for motor control) is arranged. The power component 20 is arranged completely within the mains plug 30, for example encapsulated with casting compound. A functional communication of the circuit board 10 and/or the power component 20 with the power tool 200 is provided. This can be done, for example, by detecting an increased electric current from the power component 20 due to the increased power consumption of the power tool 200 and deriving a switched-on state of the power tool 200 from this. Alternatively, it is also possible that for motor control functions that require, for example, a detection of motor temperature and/or other motor parameters or communication with components of the power tool 200 (e.g. an on/off switch), one or more communication or control lines im Power cord 40 are arranged (not shown). Alternatively, wireless communication between the power tool 200 and the circuit board 10 with the power component 20 can also be provided for the purposes of said communication.

Da die Platine 10 mit dem Leistungsbauelement 20 vor allem zu einer Steuerung des Elektrowerkzeugs 200 vorgesehen ist, schaltet das Leistungsbauelement 20 unter Umständen den vollen elektrischen Betriebsstrom des Motors des Elektrowerkzeugs 200. Es kann daher günstig sein, für Elektrowerkzeuge 200 mit höherer Leistung eine Wärmeabfuhr vorzusehen, um eine Überhitzung und damit Schädigung des Leistungsbauelements 20 zu vermeiden.Since the circuit board 10 with the power component 20 is primarily intended to control the power tool 200, the power component 20 may switch the full electrical operating current of the motor of the power tool 200. It can therefore be beneficial to provide heat dissipation for power tools 200 with higher power , in order to avoid overheating and thus damage to the power component 20 .

Hierzu ist in der in Fig. 4 prinzipiell dargestellten Ausführungsform der Steuervorrichtung 100 vorgesehen, dass die Wärme vom Leistungsbauelement 20 auf ein Leitungsmetall (in der Regel Kupfer bzw. Litze aus Kupfer) des Netzkabels 40 abgeführt wird. Mittels einer Wärmeleitverbindung 50 ist dies beispielsweise dadurch möglich, dass das Leistungsbauelement 20 mit einer abisolierten Litze des Netzkabels 40 verbunden wird, z.B. mittels einer Lötverbindung. Alternativ ist auch denkbar, die genannte Wärmeleitverbindung 50 mittels einer Nietung oder einer Verschraubung des Leistungsbauelements 20 mit der Litze des Netzkabels 40 zu realisieren.For this is in the in 4 The embodiment of the control device 100 illustrated in principle provides that the heat is dissipated from the power component 20 to a line metal (usually copper or stranded copper wire) of the mains cable 40 . This is possible, for example, by means of a thermally conductive connection 50 in that the power component 20 is connected to a stripped strand of the mains cable 40, for example by means of a soldered connection. Alternatively, it is also conceivable to implement said thermally conductive connection 50 by riveting or screwing power component 20 to the stranded wire of mains cable 40 .

Alternativ kann zu einer Wärmeabfuhr auch vorgesehen sein, die Wärme vom Leistungsbauelement 20 auf ein Kühlblech bzw. einen Kühlkörper 60 und in weiterer Folge an die Umgebungsluft abzuführen. Damit nicht Finger eines Benutzers beim Ziehen des Netzsteckers 30 mit dem heiß gewordenen Kühlkörper 60 in Berührung kommen können, wird eine Abdeckstruktur im Gehäuse des Netzsteckers 30 vorgesehen. Beispielsweise kann diese im Steckergehäuse gitterförmig, mit resultierenden Öffnungen 32 zum Wärmeaustritt ausgebildet sein.As an alternative to heat dissipation, it can also be provided that the heat is dissipated from the power component 20 to a cooling plate or a heat sink 60 and subsequently to the ambient air. So not fingers of one When the power plug 30 is pulled, the user can come into contact with the heat sink 60 that has become hot, a covering structure is provided in the housing of the power plug 30 . For example, this can be embodied in the plug housing in the form of a lattice, with resulting openings 32 for the escape of heat.

Das Ausführungsbeispiel der Figuren 5a und 5b zeigt derartige Öffnungen 32. Erkennbar ist außerdem, dass das Steckergehäuse mit einer Zusatzfunktion ausgestattet ist, welches am Kabelaustrittsende zwei Haken 33 als Kabelhaltehilfen vorsieht, die das Aufwickeln und Zusammenhalten des Netzkabels 40 zum Elektrowerkzeug 200 erleichtern. Derartige Netzstecker 30 mit Zusatzfunktion haben in der Regel etwas größere Außenabmessungen und sind deshalb besonders geeignet, um im Inneren eine Platine 10 aufzunehmen. Auch lässt sich hier vorteilhaft ein besonders großer Kühlkörper 60 für Elektrowerkzeuge 200 mit besonders hoher Motorleistung unterbringen.The embodiment of Figures 5a and 5b shows such openings 32. It can also be seen that the plug housing is equipped with an additional function, which provides two hooks 33 as cable holding aids at the cable outlet end, which facilitate the winding and holding together of the mains cable 40 to the power tool 200. Such mains plugs 30 with an additional function generally have somewhat larger external dimensions and are therefore particularly suitable for accommodating a circuit board 10 on the inside. A particularly large heat sink 60 for power tools 200 with a particularly high motor output can also be advantageously accommodated here.

Fig. 6a ein zeigt eine Ausführungsform des Kühlkörpers 60 als eine spezifisch geformte Blechplatte ("Kühlblech"). Falls das ebene Kühlblech von Fig. 6a bei gegebenem Einbauraum zu wenig Oberfläche zur Wärmeableitung aufweist, ist alternativ ein Kühlkörper 60 mit einer größeren Oberfläche bei ähnlichen Ausdehnungen möglich, beispielsweise ein kostengünstig herstellbares Aluminium-Strangpressprofil mit Rippen 61, wie prinzipiell in Fig. 6b dargestellt. Die Rippen 61 erstrecken sich in die Öffnungen 32 im Steckergehäuse, wie in Fig. 7a dargestellt. Dadurch sind sie in der Lage, Wärme an die Umgebungsluft abzugeben, sind jedoch bezüglich der Gesamtaußenkontur des Steckergehäuses geringfügig versenkt, was einen Schutz des Benutzers vor Verbrennungen aufgrund eines überhitzten Kühlkörpers 60 bewirkt. Erkennbar ist die Versenkung der Rippen 61 gegenüber der Außenkontur des Netzsteckers 30 in Fig. 7b, die eine Aufsicht der Steuervorrichtung 100 von Fig. 7a zeigt. Figure 6a 1 shows one embodiment of the heat sink 60 as a specifically shaped sheet metal plate ("heatsink"). If the flat heatsink of Figure 6a has too little surface area for heat dissipation in the given installation space, a heat sink 60 with a larger surface area with similar dimensions is alternatively possible, for example an aluminum extruded profile with ribs 61 that can be produced inexpensively, as in principle in Figure 6b shown. The ribs 61 extend into the openings 32 in the plug housing, as in FIG Figure 7a shown. As a result, they are able to dissipate heat to the surrounding air, but are slightly recessed with respect to the overall outer contour of the connector housing, which protects the user from burns due to an overheated heat sink 60. The countersinking of the ribs 61 in relation to the outer contour of the mains plug 30 can be seen Figure 7b , which shows a top view of the control device 100 of FIG Figure 7a indicates.

In einer weiteren Ausführungsform der Steuervorrichtung 100 ist auch denkbar, dass das Steckergehäuse des Netzsteckers 30 wenigstens teilweise aus wärmeleitfähigem Kunststoff gebildet ist, der die erforderlichen isolierenden Eigenschaften gegenüber der innen geführten elektrischen Netzspannung aufweist.In a further embodiment of the control device 100 it is also conceivable that the plug housing of the mains plug 30 is formed at least partially from thermally conductive plastic which has the required insulating properties with respect to the electrical mains voltage carried on the inside.

Fig. 8 zeigt eine derartige Variante, wobei der Netzstecker 30 vollständig aus wärmeleitfähigem Kunststoff ausgeführt ist. Die Platine 10 ist in diesem Fall gleichermaßen, wie es für Netzkabel 40 und für Steckerstifte 31 bekannt ist, in diesem Kunststoff eingebettet. Auf diese Weise kann die Wärme vom Leistungsbauelement 20 über den wärmeleitfähigen Kunststoff an die Umgebungsluft abgeführt werden. Bekannte formgebende Verfahren zur Kunststoffverarbeitung, wie z.B. Spritzguss bieten vielfältige Möglichkeiten zur Formgebung. Optional kann vorgesehen sein, die Außenfläche des Netzsteckers 30 durch Rippen 34 zu vergrößern, wodurch eine nochmals verbesserte Wärmeabfuhr bereitgestellt ist. 8 shows such a variant, wherein the power plug 30 is made entirely of thermally conductive plastic. In this case, the circuit board 10 is embedded in this plastic in the same way as is known for mains cables 40 and plug pins 31 . In this way, the heat from the power component 20 can be dissipated to the ambient air via the thermally conductive plastic. Known shaping processes for plastics processing, such as injection molding, offer a wide range of shaping options. Optionally, it can be provided that the outer surface of the mains plug 30 is enlarged by ribs 34, as a result of which an even better heat dissipation is provided.

In einer in Fig. 9 angedeuteten Variante der Steuervorrichtung 100 ist es möglich, den Hauptanteil des Netzsteckers 30 aus herkömmlichem Kunststoff zu fertigen und nur die Platine 10 mit dem Leistungsbauteil 20 mit dem wärmeleitenden Kunststoff zu umspritzen. Dies ist beispielsweise in einem Zweikomponenten-Spritzgießverfahren für Fälle möglich, wo besondere Materialeigenschaften gefordert sind. Dadurch kann eine höhere Elastizität am Gesamtgehäuse, zum Beispiel zum Realisieren eines elastischen Bereichs für eine Kabelbiegetülle des Netzsteckers 30 erreicht werden. Angedeutet ist der Unterschied des wärmeleitenden Kunststoffs gegenüber dem herkömmlichen Kunststoff durch unterschiedliche Schraffuren.in a 9 indicated variant of the control device 100, it is possible to manufacture the main part of the power plug 30 from conventional plastic and only to encapsulate the circuit board 10 with the power component 20 with the thermally conductive plastic. This is possible, for example, in a two-component injection molding process for cases where special material properties are required. As a result, greater elasticity can be achieved on the overall housing, for example for realizing an elastic area for a flexible cable grommet of the mains plug 30 . The difference between the thermally conductive plastic and the conventional plastic is indicated by different hatchings.

Nachfolgend sind spezifische Elektronikfunktionen für Elektrowerkzeuge 200, die auf der Platine 10 im Netzstecker 30 integriert werden können, aufgelistet, wobei die Auflistung lediglich exemplarisch und keineswegs abschließend ist:

Wiederanlaufsperre, die es ermöglicht, dass das Elektrowerkzeug 200 nach dem Ziehen und Widereinstecken des Netzsteckers 30 nicht anläuft, auch wenn der Werkzeugschalter in "Ein"-Position arretiert ist
Sanftanlauf, der es ermöglicht, dass das Elektrowerkzeug 200 ohne Anlaufruck anläuft
Lastabhängige Motorsteuerung, die eine Drehzahl des Elektrowerkzeugs 200 (z.B. eine Bohrmaschine oder dgl.) unter Betriebslast nahezu konstant hält. Eine Regelgröße kann beispielsweise ein cos ϕ der elektrischen Netzspannung oder ein aufgenommener elektrischer Strom sein.
Motorschutz, der mittels einer gemessenen Stromaufnahme und einer Motorabschaltung bei Überlast realisiert wird
Ableitstromprüfung, die eine elektrische Spannungsverschleppung nach außen auf das Maschinengehäuse detektiert

Specific electronic functions for power tools 200, which can be integrated on the circuit board 10 in the mains plug 30, are listed below, the list being only exemplary and by no means exhaustive:

Restart interlock that allows the power tool 200 not to start after unplugging and reinserting the power cord 30, even if the tool switch is locked in the "on" position
Soft start that allows the power tool 200 to start without a jerk
Load-dependent motor control that keeps the speed of the power tool 200 (eg a drill or the like) almost constant under operating load. One The controlled variable can be, for example, a cos φ of the electrical mains voltage or an electrical current drawn.
Motor protection, which is implemented using a measured current consumption and motor shutdown in the event of an overload
Leakage current test that detects electrical voltage spread to the outside of the machine housing

Fig. 10 zeigt schematisch ein Elektrowerkzeug 200 mit einer Steuervorrichtung 100. 10 schematically shows a power tool 200 with a control device 100.

Fig. 11 zeigt prinzipiell einen Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung einer Steuervorrichtung 100 für ein Elektrowerkzeug 200. 11 shows in principle a sequence of a method for producing a control device 100 for a power tool 200.

In einem ersten Schritt S1 wird ein Leistungsbauelement 20 auf einer Platine 10 angeordnet.A power component 20 is arranged on a circuit board 10 in a first step S1.

In einem zweiten Schritt S2 wird die Platine 10 in einem Netzstecker 30 für das Elektrowerkzeug 200 angeordnet.In a second step S2, circuit board 10 is arranged in a mains plug 30 for power tool 200.

Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung eine in einem Netzstecker integrierte Steuervorrichtung mit einem Leistungsbauteil für ein Elektrowerkzeug vorgeschlagen. Dies ist aufgrund der miniaturisierten Elektronikbaugruppe mit SMD-Bauteilen auf einfache Weise möglich, wobei gegenüber der herkömmlichen Realisierung Vergußmasse innerhalb des Elektrowerkzeuge eingespart werden kann, was Bauraumgewinn im Elektrowerkzeug bedeutet, die im Ergebnis dadurch kleiner gebaut sind. Ferner können vorteilhaft periphere Bauteile eingespart werden, wie z.B. ein Bauteilbecher für das Leistungsbauelement. Im Ergebnis ist es dadurch möglich, eine kostenoptimierte Fertigung von Elektrowerkzeugen bereitzustellen. Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Integration der Platine in jeglichen verwendeten Netzsteckertypen möglich, wobei eine Form des Steckergehäuses und eine Anzahl von Steckerstiften beliebig sind. Der Fachmann wird die Möglichkeit einer nahezu unbegrenzten Anzahl von Ausführungsformen erkennen und deshalb vorangehend auch nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsbeispiele gemäß den angefügten Ansprüchen realisieren.In summary, the present invention proposes a control device integrated in a mains plug with a power component for an electric tool. This is possible in a simple manner due to the miniaturized electronic assembly with SMD components, and compared to the conventional implementation, sealing compound within the power tool can be saved, which means space gain in the power tool, which as a result is built smaller. Furthermore, peripheral components can advantageously be saved, such as a component cup for the power component. As a result, it is possible to provide cost-optimized production of power tools. The integration of the circuit board according to the invention is advantageously possible in any type of mains plug used, with any shape of the plug housing and any number of plug pins being possible. The person skilled in the art will recognize the possibility of an almost unlimited number of embodiments and will therefore also implement exemplary embodiments according to the appended claims that have not been disclosed or only partially disclosed above.

Claims

Power tool with a mains plug (30) with a mains cable (40) for supplying electrical energy to the power tool (200) from an electrical supply system with a control device (100) for the power tool (200), having a printed circuit board (10) with an electronic power component arranged on it, wherein the printed circuit board (10) is arranged in the mains plug (30) and is intended to provide electronics functions for the power tool (200) on the printed circuit board (10), wherein the electronics functions model restart prevention, soft starting, load-dependent motor control and/or motor protection, characterized in that the printed circuit board (10) can be connected to components of the power tool (200) via a data connection.
Power tool according to Claim 1, characterized in that means for discharging thermal energy from the power component (20) are provided.
Power tool according to Claim 2, characterized in that the power component (20) is connected to a stranded wire of the mains cable (40) directly or by means of a thermally conductive connection (50) at least in portions.
Power tool according to Claim 3, characterized in that the thermally conductive connection (50) is soldered or riveted or screwed to the stranded wire.
Power tool according to one of Claims 2 to 4, characterized in that a heat sink (60) is arranged on the power component (20).
Mains plug according to Claim 5, characterized in that the heat sink (60) is riveted to the power component (20) or bears against the power component (10) by encapsulation by injection moulding with a potting compound.
Power tool according to Claim 5 or 6, characterized in that the heat sink (60) has raised portions (61) which extend into openings (32) in the mains plug (30).
Power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the mains plug (30) comprises a thermally conductive plastic.
Power tool according to Claim 8, characterized in that the plastic has integrally formed cooling fins (34).
Power tool according to one of the preceding claims, wherein the power component (20) is provided for controlling the power tool (200).
Power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (100) is integrated in the mains plug (30).
Power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (100) is integrated in the mains plug, wherein the printed circuit board (10) is arranged in the mains plug (30) by means of injection moulding.
Power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (100) has an electronics assembly with SMD components.
Power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the power component (20) is arranged entirely within the mains plug (30).