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Dokumentenidentifikation DE19809939A1 09.09.1999
Titel Gebremstes Elektrowerkzeug
Anmelder C. & E. Fein GmbH & Co, 70176 Stuttgart, DE
Erfinder Wurst, Bert G., 70329 Stuttgart, DE
Vertreter Witte, Weller, Gahlert, Otten & Steil, 70178 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 07.03.1998
DE-Aktenzeichen 19809939
Offenlegungstag 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse H02P 3/06
Zusammenfassung Es wird ein gebremstes Elektrowerkzeug mit einem Reihenschlußmotor mit Kommutator angegeben, insbesondere ein handgehaltenes Elektrowerkzeug mit einem Universalmotor (1), mit einer Schalteinrichtung (S) zur Umschaltung zwischen Motorbetrieb und Bremsbetrieb, wobei eine Steuereinrichtung (SB) zur Beeinflussung des Bremsmomentes vorgesehen ist, die mit einem Stellelement zur externen Beeinflussung des Bremsmomentes gekoppelt ist. Auf diese Weise läßt sich die Bremswirkung eines Elektrowerkzeuges beim Abschalten an die jeweiligen individuellen Bedürfnisse eines Benutzers bzw. an das Gefährdungspotential je nach Einsatzzweck anpassen (Fig. 1).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein gebremstes Elektrowerkzeug mit einem Reihenschlußmotor mit Kommutator, insbesondere ein handgehaltenes Elektrowerkzeug mit einem Universalmotor, mit einer Schalteinrichtung zur Umschaltung zwischen Motorbetrieb und Bremsbetrieb.

Ein derartiges Elektrowerkzeug ist bspw. aus der EP 0 471 038 B1 bekannt.

Bei dem bekannten Motor handelt es sich um einen Stromwendermotor im Reihenschluß mit Wendepolen sowie mit einer Schalteinrichtung zur Umschaltung zwischen Motor- und Bremsbetrieb, wobei im Bremsbetrieb der Motor mittels der Schalteinrichtung kurzgeschlossen und die Feldwicklung umgepolt wird. Der Anker ist in der Motorbetriebsphase zwischen der Feldwicklung und der Wendepolwicklung geschaltet, während in der Bremsphase zur Begrenzung des Bremsstroms durch die Feldwicklung ein Strompfad zwischen dem Anker und der Wendepolwicklung geschaltet wird, der zueinander antiparallel geschaltete Zenerdioden enthält, so daß nur ein vorbestimmter Anteil des Bremsstroms über die Feldwicklungen fließt.

Mit dieser Anordnung wie auch mit zahlreichen anderen im Stand der Technik bekannten Anordnungen soll der Motor nach dem Abschalten in möglichst kurzer Zeit zum Stehen gebracht werden, da insbesondere bei handgeführten Elektrowerkzeugen von der Rotationsenergie des Systems Anker/Getriebe/Werkzeug eine Gefährdung für den Benutzer ausgehen kann. Bei den bestehenden Lösungen wird daher schaltungstechnisch stets ein Kompromiß zwischen Komfort (d. h. sanfte Abbremsung) und Sicherheit (möglichst schnelle Abbremsung) durch entsprechende Schaltungsauslegung gesucht.

Darüber hinaus wurden auch Ausführungsvarianten entwickelt, um eine besonders geeignete Bremscharakteristik zu erzeugen (vgl. deutsche Patentanmeldungen 196 51 298.0 und 197 57 168.9, die beide jedoch nicht vorveröffentlicht sind).

Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist stets, daß das Bremsverhalten und die Bremszeit durch die Auslegung der Maschine und der Schaltungselemente festgelegt sind. Nicht berücksichtigt sind dabei individuelle Komfortbedürfnisse unterschiedlicher Anwender oder auch unterschiedliche erforderliche Bremszeiten infolge unterschiedlicher Gefährdungslagen. Ein abruptes Abbremsen in sehr kurzer Zeit wird meist als unkomfortabel empfunden. Bei entsprechend hoher Bewegungsenergie des Antriebssystems vor dem Abschalten kann ein abrupter Bremsvorgang unter Umständen dazu führen, daß die Bedienungsperson starke Reaktionsmomente mit den Händen bzw. Armen aufnehmen muß und sogar unter Umständen die Maschine fallen läßt. Dagegen wirken lange Bremszeiten komfortabel. Ein Stillstand der Maschine wird dann allerdings auch erst nach entsprechend langer Zeit erreicht. Im Zeitraum zwischen Abschalten und Stillstand bleibt das von der Rotationsenergie ausgehende Gefährdungspotential erhalten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gebremstes Elektrowerkzeug zu schaffen, das eine Anpassung der Bremswirkung an unterschiedliche Bedürfnisse eines Benutzers erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Elektrowerkzeug gemäß der eingangs genannten Art durch eine Steuereinrichtung zur Beeinflussung des Bremsmomentes, die mit einem Stellelement zur externen Beeinflussung des Bremsmomentes gekoppelt ist, gelöst.

Die Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Ein Benutzer kann nämlich das Bremsmoment durch Verstellung des Stellelementes seinen individuellen Bedürfnissen bzw. den Einsatzbedingungen anpassen. Der Benutzer ist somit nicht mehr von dem bei einem Elektrowerkzeug fest voreingestellten Bremsmoment abhängig, sondern kann dies ggf. im Hinblick auf eine langsamere, komfortablere Bremsung oder im Hinblick auf eine möglichst schnelle Bremsung beeinflussen. So werden bspw. bei einem Winkelschleifer, der mit einer Bremseinrichtung ausgestattet ist, der einerseits in einer Gießerei zum Schruppen (Entgraten) von Gußteilen und der andererseits etwa in einem blechverarbeitenden Betrieb bei Dachdeckerarbeiten in gefährlicher Höhe eingesetzt wird, völlig unterschiedliche Anforderungen an die Bremszeit gestellt. Während es etwa bei den zuvor erwähnten Schrupparbeiten eher auf eine sanfte, komfortablere Bremsung ankommt, wird bei den erwähnten Dachdeckerarbeiten wohl eher das Sicherheitsbedürfnis im Vordergrund stehen und somit eine schnelle Abbremsung bevorzugt sein.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung erlaubt die Steuereinrichtung eine Einstellung des Bremsmomentes zwischen einem maximalen Anfangswert und einem reduzierten Anfangswert, der größer als Null ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Bremsmoment an die individuellen Bedürfnisse des Benutzers in vorgegebenen Grenzen (starke Bremsung oder schwache Bremsung) einstellbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Steuereinrichtung als Schalter mit mindestens zwei Schaltstufen ausgebildet, durch den die Stromstärke im Bremsstromkreis beeinflußbar ist.

Bei einer alternativen Ausführung der Erfindung ist die Steuereinrichtung zur kontinuierlichen Beeinflussung der Stromstärke im Bremsstromkreis ausgebildet, insbesondere als regelbarer Widerstand ausgebildet.

Während bei der ersten Variante eine besonders einfache Verstellung der Bremswirkung mittels eines ein- oder mehrstufigen Schalters ermöglicht wird, läßt sich mittels der zweiten Variante eine besonders feinfühlige Einstellung der Bremswirkung zwischen zwei vorgegebenen Grenzwerten erreichen.

In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung ist zur Begrenzung des maximalen Bremsmomentes eine Diodenstrecke zumindest parallel zum Anker oder zur Feldwicklung geschaltet, wobei die Steuereinrichtung einen zu zumindest einer Diode der Diodenstrecke parallelen Strompfad umfaßt.

Bei Verwendung einer derartigen, an sich bekannten Diodenstrecke zur Begrenzung des maximalen Bremsmomentes bei Beginn der Bremsung lassen sich verschiedene Bremsmomente in einfacher Weise dadurch realisieren, daß Teile der Diodenstrecke mittels eines ein- oder mehrstufigen Schalters oder mittels eines einstellbaren Widerstandes überbrückt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist zumindest ein Stellelement vorgesehen, das eine individuelle Voreinstellung der Bremswirkung erlaubt.

Ein derartiges Stellelement kann etwa mittels eines Werkzeuges verstellbar sein und vorzugsweise am Gehäuse aufgenommen sein.

Durch diese Maßnahmen wird eine grundsätzliche Anpassung der Bremswirkung an die individuellen Komfort- bzw. Sicherheitsbedürfnisse eines Benutzers eines bestimmten Werkzeuges ermöglicht.

Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Stellelement vorgesehen sein, das eine Beeinflussung der Bremswirkung bei jedem Bremsvorgang erlaubt.

Durch diese Maßnahme wird es einem Benutzer ermöglicht, ggf. zusätzlich zu der individuell voreingestellten Bremswirkung bei jedem Bremsvorgang eine schnellere oder langsamere Bremsung zu erreichen.

Bei dieser Ausführung kann das Stellelement bevorzugt an einem Handgriff des Elektrowerkzeuges aufgenommen sein.

Auf diese Weise kann etwa bei einer Ausführung des Elektrowerkzeuges als Zweihand-Winkelschleifer ein komfortablerer, sanfterer Bremsvorgang bei regulärer Zweihandbedienung erreicht werden. Wird dagegen der Schalter am zweiten Handgriff losgelassen, was auf eine eventuelle Gefahrensituation hindeuten könnte, kann die Bremsschaltung automatisch auf Schnellbremsung umgeschaltet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist zumindest ein Stellelement als mehrstufiger Schalter ausgebildet, der mit einem Motorschalter zum Ein- und Ausschalten des Elektrowerkzeugs kombiniert ist.

Bei dieser Ausführung wird auf besonders einfache und kostengünstige Weise mit einem einzigen Mehrstufenschalter eine Variation der Bremsmöglichkeiten ermöglicht, z. B. in einer ersten Schaltstufe ein Einschalten des Motors, in einer anderen Schaltstufe ein Ausschalten des Motors mit Sanftbremsung und in einer weiteren Schaltstufe ein Ausschalten des Motors mit Schnellbremsung.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung umfaßt die Steuereinrichtung einen Schalter, der eine Abschaltung der Bremsung erlaubt.

Auf diese Weise kann die Bremswirkung auch vollständig abgeschaltet werden, was für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein kann.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung sind zur Ein- und Ausschaltung des Motors ein Schalter und ein Zusatzschalter vorgesehen, die an einem Griff und einem Zusatzgriff vorgesehen sind und derart gekoppelt sind, daß nur bei gemeinsamer Betätigung der Motor mit Spannung versorgt wird, und die mit einem Bremsschalter derart gekoppelt sind, daß beim Loslassen beider Schalter eine Schnellbremsung erfolgt.

Auf diese Weise kann bei schweren Winkelschleifern, die aus Sicherheitsgründen mit zwei Handgriffen und zwei Schaltern ausgestattet sind, eine Schnellbremsung aus Sicherheitsgründen eingeleitet werden, die dann erfolgt, wenn beide Schalter losgelassen werden. Wird dagegen nur ein Schalter losgelassen und der andere erst zu einem späteren Zeitpunkt, so kann die Bremsung auf sanfte Weise erfolgen, wie beispielsweise individuell voreingestellt wurde.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges;

Fig. 2 ein Schaltbild eines gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 1 abgewandelten Elektrowerkzeuges;

Fig. 3 ein Schaltbild einer weiteren Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges und

Fig. 4 eine Ansicht einer weiteren Ausführung eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges.

In Fig. 1 ist das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 1 bezeichnet.

Das Elektrowerkzeug umfaßt einen Universalmotor mit einer Ankerwicklung 2, die über zwei in Reihe geschaltete Wendepolwicklungen 6, 7 über eine Leitung 31 mit einem Pol 10 der Speisespannung U verbunden ist. Der andere Pol der Ankerwicklung 2 steht im Motorbetrieb über eine Leitung 21 über Kontakte 14, 15 eines dreipoligen Umschalters S und eine Leitung 28 mit zwei in Reihe geschalteten Feldwicklungen 3, 4 in Verbindung, die wiederum über eine Leitung 29, Kontakte 11, 12 des Schalters S, eine Leitung 32 und Kontakte 17, 18 des Schalters S zur Überbrückung einer Anlaßstrombegrenzung 19 über eine Leitung 30 mit dem anderen Pol 9 der Speisespannung U in Verbindung steht.

Während des Motorbetriebes werden also die Wendepolwicklungen 6, 7 vom gleichen Strom wie die Feldwicklungen 3, 4 durchflossen.

Im in Fig. 1 dargestellten Bremsbetrieb sind dagegen die Kontakte 11, 12 des Schalters S voneinander getrennt und die beiden Feldwicklungen 3, 4 über die Leitung 28 und Kontakte 14, 16 des Schalters S mit der zum einen Pol 10 der Speisespannung U führenden Leitung 31 verbunden. Zusätzlich ist eine Diodenstrecke 22 vorgesehen, die parallel zu den beiden Feldwicklungen 3, 4 angeordnet ist und im leitenden Zustand im Bremsbetrieb eine Überbrückung der beiden Feldwicklungen 3, 4 erlaubt.

Im Bremsbetrieb ergibt sich eine selbsterregte Bremsung des Motors, wobei sich die Bremswirkung und die Kennlinie der Bremsung durch die Dimensionierung der Diodenstrecke 22 beeinflussen läßt. Eine typische Dimensionierung für einen Universalmotor mit 2000 Watt ist eine Auslegung auf eine Schwellenspannung von etwa 4 bis 5 Volt, was sich durch entsprechend dimensionierte antiparallel geschaltete Dioden erreichen läßt.

Erfindungsgemäß ist hierbei nun die Diodenstrecke 22 derart geschaltet, daß sich ein Teil der Diodenstrecke 22 beim Schließen eines Bremsschalters SB überbrücken läßt. Die Diodenstrecke 22 umfaßt zwei antiparallel zueinander geschaltete Dioden 23, 24, die an der Leitung 20 liegen, die mit einem Pol der Ankerwicklung 2 in Verbindung steht und im Bremsbetrieb über die Kontakte 12, 13 des Schalters S und die Leitung 29 mit den Feldwicklungen 3, 4 verbunden ist. Das andere Ende der beiden Dioden 23, 24 ist wiederum mit zwei antiparallel zueinander geschalteten Dioden 25, 26 verbunden, deren anderes Ende an der zur Feldwicklung 4 führenden Leitung 28 liegt, die im Bremsbetrieb über die Kontakte 14, 16 des Schalters S mit der Wendepolwicklung 7 verbunden ist. Parallel zu den beiden antiparallelen Dioden 25, 26 ist der als Ein-Aus-Schalter ausgeführte Bremsschalter SB angeordnet. Bleibt der Bremsschalter SB geöffnet, so wird die Diodenstrecke 22 im Bremsbetrieb erst dann leitend, wenn die Schwellenspannung zweier hintereinander geschalteter Dioden 23, 25 bzw. 24, 26 erreicht ist. Dagegen werden die beiden Dioden 25, 26 bei geschlossenem Bremsschalter SB überbrückt, so daß die Diodenstrecke 22 bereits dann leitend wird, wenn die Schwellenspannung nur einer Diode 23 bzw. 24 erreicht wird.

Demzufolge wird bei geöffnetem Bremsschalter SB eine schnellere Bremsung erreicht, während bei geschlossenem Bremsschalter SB eine langsamere Bremsung erfolgt, da zu Beginn der Bremsung die an den Feldwicklungen 3, 4 abfallende Spannung auf eine Schwellenspannung begrenzt wird, die nur halb so groß wie bei geöffnetem Bremsschalter SB ist. Erst dann, wenn die an den Feldwicklungen 3, 4 abfallende Spannung die Schwellenspannung der Diodenstrecke 22 unterschreitet, geht diese in den nicht leitenden Zustand über, so daß die Abklingzeit von diesem Zeitpunkt an etwas verkürzt wird.

Eine Schaltung eines weiteren erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges ist in Fig. 2 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 1' bezeichnet.

Da es sich um einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau der Schaltung gemäß Fig. 1 handelt, wurden für entsprechende Teile entsprechende Bezugsziffern verwendet.

Der einzige Unterschied zu der zuvor anhand von Fig. 1 beschriebenen Schaltung besteht darin, daß die wiederum aus je zwei paarweise zueinander parallel geschalteten Einzeldioden 23, 24 und 25, 26 bestehende Diodenstrecke 22' lediglich über den Bremsschalter SB' geschlossen werden kann.

Der Bremsschalter SB' ist als einpoliger Umschalter mit drei Schaltstellungen ausgebildet, dessen erster Kontakt 33 mit den Anschlüssen der beiden Dioden 23, 24 verbunden ist und der in einer ersten Schaltstufe mit einem Kontakt 34 verbindbar ist, der an der Leitung 28 liegt, die mit der Feldwicklung 4 und über die Kontakte 14, 16 des Schalters S mit der Wendepolwicklung 7 im Bremsbetrieb in Verbindung steht. In einer zweiten Schaltstufe des Bremsschalters SB' ist der Kontakt 33 mit einem Kontakt 35 verbunden, der über einen Widerstand 37 an der Leitung 28 liegt. Schließlich steht der Kontakt 33 des Bremsschalters SB' in einer dritten Schaltstufe mit einem Kontakt 36 in Verbindung, an den die beiden Enden der beiden zueinander antiparallelen Dioden 25, 26 angeschlossen sind, deren anderes Ende an der Leitung 28 liegt.

Damit ergibt sich in der ersten Schaltstufe des Bremsschalters SB', in der die Kontakte 33, 34 verbunden sind, eine anfänglich besonders geringe Bremswirkung, während sich in der zweiten Schaltstufe, in der die Kontakte 33, 35 verbunden sind, eine anfänglich etwas stärkere Bremswirkung ergibt, während sich in der dritten Schaltstufe, in der die Kontakte 33, 36 verbunden sind, die stärkste Bremswirkung mit dem anfänglich höchsten Bremsmoment ergibt.

Eine weitere Schaltung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Elektrowerkzeuges ist in Fig. 3 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 40 bezeichnet.

Der Motor umfaßt wiederum eine Ankerwicklung 52, die über einen nicht dargestellten Kommutator lediglich schematisch angedeutete Bürsten über einen Schalter S'' im Motorbetrieb in Reihe mit der Speisespannungsquelle U schaltbar ist.

Bei dem Schalter S'' handelt es sich um einen zweipoligen Umschalter mit ersten miteinander verbundenen Kontakten 79, 81, die entweder mit einem Kontakt 78 oder mit einem Kontakt 80 verbindbar sind, und mit zweiten miteinander verbundenen Kontakten 83, 85, die entweder mit einem Kontakt 82 oder mit einem Kontakt 84 verbindbar sind. Der erste Pol 49 der Speisespannungsquelle U ist über eine Leitung 70 mit dem Kontakt 78 des Schalters S'' verbunden, der im Motorbetrieb mit den beiden Kontakten 79, 81 des Schalters S'' verbunden ist, die wiederum über eine Leitung 66 mit einem Pol der Ankerwicklung 52 gekoppelt sind. Der zweite Pol der Ankerwicklung 52 ist über eine Leitung 64 mit den beiden Kontakten 83, 85 verbunden, die wiederum im Motorbetrieb mit dem Kontakt 82 des Schalters S'' verbunden sind, der über eine Leitung 62 mit einem ersten Ende einer ersten Feldwicklung 53 gekoppelt ist, die mit einer zweiten Feldwicklung 54 in Reihe geschaltet ist und über eine Steuerelektronik 55 mit dem zweiten Pol 50 der Speisespannungsquelle U verbunden ist. Die Steuerelektronik 55 ist zusätzlich über eine Steuerleitung 68 mit den Kontakten 79, 81 des Schalters S'' gekoppelt. Die Steuerelektronik 55 dient zur Begrenzung des Anlaufstroms beim Einschalten des Motors, zur Begrenzung der Leerlaufdrehzahl des Motors und verhindert es, daß der Motor anläuft, wenn ein Stecker zur Verbindung mit der Speisespannungsquelle U eingesteckt wird, während sich der Schalter S'' in der Einschaltstellung zum Einschalten des Motors befindet.

Diese an sich bekannte Steuerelektronik 55 ist mit der Feldwicklung 54 verbunden, während die zweite Feldwicklung 53 über den Schalter S'' mit der Ankerwicklung 52 und diese wiederum mit dem anderen Pol 49 der Speisespannung U gekoppelt ist.

Der Kontakt 80 des Schalters S'' steht über zwei in Reihe geschaltete Wendepolwicklungen 56, 57, eine Diode 72 und eine Leitung 60 mit dem Anschluß der ersten Feldwicklung 53 in Verbindung, der über eine Leitung 62 gleichfalls über die Kontakte 82, 83 und die Leitung 64 mit der Ankerwicklung 52 verbunden ist. Parallel zu der Diode 72 ist ein Kondensator 74 in Reihe mit einem Begrenzungswiderstand 76 an das mit der Diode 72 verbundene Ende der Wendepolwicklung 56 angeschlossen, wobei der Begrenzungswiderstand 76 ferner über eine Diodenstrecke 86, die aus vier in Durchlaßrichtung in Reihe geschalteten Dioden 87, 88, 89, 90 besteht, mit einer Leitung 58 verbunden ist, die einerseits mit der Feldwicklung 54 gekoppelt ist und andererseits an den Kontakt 84 des Schalters S'' angeschlossen ist.

Auf diese Weise wird im Motorbetrieb der Kondensator 74 über die vier Dioden 87 bis 90 aus dem Spannungsabfall an den Feldwicklungen 53, 54 aufgeladen.

Wird nun der Schalter S'' aus der nicht dargestellten Motorbetriebsstellung in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung (Bremsbetrieb) umgeschaltet, also der Kontakt 81 des Schalters S'' mit dem Kontakt 80 verbunden, während die Verbindung des Kontaktes 79 mit dem Kontakt 78 geöffnet wird, und der Kontakt 85 mit dem Kontakt 84 verbunden, während die Verbindung des Kontaktes 83 mit dem Kontakt 82 geöffnet wird, so ergibt sich die in Fig. 3 gezeichnete Schaltung, in der der nunmehr geschlossene Bremsstromkreis zu erkennen ist. Hierbei ist der erste Pol 49 der Speisespannungsquelle U durch Öffnen der Verbindung zwischen den Kontakten 78, 79 des Schalters S'' vom Bremsstromkreis abgetrennt. Die Ankerwicklung 52 steht über die Leitung 64 und die Kontakte 83, 85, 84 mit den Feldwicklungen 54, 53 in Verbindung, die am anderen Ende über die Diode 72 und die Wendepolwicklungen 56, 57 über die Kontakte 80, 81, 79 des Schalters S'' und die Leitung 66 mit dem anderen Anschluß der Ankerwicklung 52 gekoppelt sind.

Bei Umschalten vom Motorbetrieb in den Bremsbetrieb gemäß Fig. 3 wird anfänglich durch den Kondensator 74 ein kurzer Stromimpuls über den Begrenzungswiderstand 76 und über die Wendepolwicklungen 56, 57 und die Ankerwicklung 52 erzeugt, wodurch die Selbsterregung zuverlässig eingeleitet wird. Der Motor, der infolge des noch laufenden Ankers 52 nunmehr im Generatorbetrieb arbeitet, erzeugt nunmehr einen Stromfluß im Bremsstromkreis über die beiden Wendepolwicklungen 56, 57 und die nunmehr leitend gewordene Diode 72 über die Feldwicklungen 53, 54, der zu einer elektrodynamischen Bremsung des Motors führt. Dabei wird die nach Einleitung der Selbsterregung auftretende, an den Feldwicklungen 53, 54 abfallende Spannung durch die Diodenstrecke 86 auf die Schwellenspannung, die der Summe der Schwellspannungen der vier Dioden 87 bis 90 entspricht, begrenzt, so daß der durch die Feldwicklungen 53, 54 fließende Feldstrom begrenzt wird.

Erfindungsgemäß ist ein Bremsschalter SB'' mit drei Schaltstellungen vorgesehen, durch den sich, je nach Schaltstellung, entweder eine Diode 89 der Diodenstrecke 86 überbrücken läßt, oder beide hintereinandergeschaltete Dioden 89, 90 überbrücken lassen, oder in der dritten Schaltstellung gar keine der Dioden überbrücken läßt.

Hierzu ist der Bremsschalter SB'' als einpoliger Umschalter mit drei Schaltstellungen ausgebildet, wobei ein Schaltkontakt 44 in der Mitte der Diodenstrecke zwischen den beiden Dioden 88, 89 angeschlossen ist, ein erster Kontakt 45, mit dem der Kontakt 44 in einer Schaltstufe verbindbar ist, zwischen den beiden Dioden 89, 90 angeschlossen ist, ein zweiter Kontakt 46 an das Ende der Diode 90 angeschlossen ist, die mit der Leitung 58 verbunden ist, während der dritte Kontakt 47 offen bleibt.

Somit wird je nach Schaltstellung des Bremsschalters SB'' entweder nur eine Diode 89 der Diodenstrecke 86 überbrückt, oder die beiden hintereinander geschalteten Dioden 89, 90 überbrückt, oder es tritt gar keine Überbrückung von Dioden auf.

Es versteht sich, daß anstelle eines Schalters auch ein einstellbarer Widerstand parallel zu einer oder mehrerer Dioden der Diodenstrecke 86 vorgesehen sein kann.

Zusätzlich ist parallel zu den beiden Wendepolwicklungen 56, 57 noch eine Einrichtung 42 zur. Überbrückung der beiden Wendepolwicklungen 56, 57 gegen Ende des Bremsvorgangs vorgesehen. Bei dieser Einrichtung 52 kann es sich um einen zeitabhängigen Schalter, z. B. um ein zeitverzögernd ansprechendes Relais oder Elektronikbauteil, z. B. Triac, mit einer Zeitverzögerungsschaltung handeln. Sobald die Wendepolwicklungen 56, 57, die im Vergleich zu den Feldwicklungen 53, 54 relativ hochohmig sind, überbrückt werden, wird der Bremsvorgang nochmals kurzfristig verstärkt, so daß die Drehzahl gegen Ende des Bremsvorganges schneller abfällt.

Durch den Bremsschalter SB'' läßt sich dabei eine Anpassung des maximalen anfänglichen Bremsmomentes an die jeweiligen Bedürfnisse des Benutzers in mehreren Schaltstufen erreichen.

Die erfindungsgemäße Einstellmöglichkeit zur Begrenzung des anfänglichen maximalen Bremsmomentes kann so realisiert werden, daß das die Bremszeit beeinflussende Schaltelement zur individuellen Voreinstellung verwendet wird (bspw. mit werkzeugverstellbarem Umschalter am Gerätegehäuse), oder daß die Bremszeit bei jedem Bremsvorgang beeinflußt werden kann.

Zusätzlich kann optional ein Zusatzschalter 107 vorgesehen sein, der mit dem Schalter S'' in Reihe liegt und als Sicherheitsschalter für einen sogenannten Zweirad-Winkelschleifer ausgebildet ist und dessen Funktion im Zusammenhang mit Fig. 4 nachfolgend erläutert wird. Auch kann im Bremsstromkreis ein weiterer Schalter SB''' vorgesehen sein, mit dem sich die Bremswirkung vollständig abschalten läßt.

In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug am Beispiel eines Zweihand-Winkelschleifers dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 100 bezeichnet.

Das Elektrowerkzeug 100 umfaßt ein Gehäuse 101, an dessen vorderem, werkzeugseitigen Ende ein erster seitlicher Zusatzhandgriff 102 aufgenommen ist, der einen Zusatzschalter 107 aufweist, und an dessen hinterem, dem Werkzeug abgewandten Ende ein zweiter, insgesamt mit 103 bezeichneter Handgriff vorgesehen ist.

Der Handgriff 103 weist eine Verriegelung 105 und einen Schalter 104 auf, die so miteinander gekoppelt sind, daß erst nach Lösen der Verriegelung 105 der Schalter 104 betätigt werden kann.

Zur individuellen Voreinstellung des Bremsmomentes dient ein Stellelement 106, das vorzugsweise unmittelbar neben der Verriegelung 105 angeordnet ist und eine Beeinflussung des maximalen Bremsmomentes in mehreren (drei) Schaltstufen je nach den individuellen Bedürfnissen des Benutzers erlaubt.

Wird nun entweder der Zusatzschalter 107 oder der Schalter 104 losgelassen, so erfolgt ein reguläres Abbremsen gemäß der mit dem Stellelement 106 voreingestellten Bremsstufe. Werden dagegen der Schalter 105 und der Zusatzschalter 107 losgelassen, so wird die Bremsschaltung auf Schnellbremsung umgeschaltet, da dies mit einer eventuellen Gefahrensituation verbunden sein könnte.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, den am Motor zum Ein-Ausschalten vorhandenen Schalter um eine weitere Schaltstellung "Sanftbremsen" zu erweitern. Ein solcher Schalter hätte dann etwa die drei Funktionsstellungen: "Einschalten", "Ausschalten mit Sanftbremsung" und "Ausschalten mit Schnellbremsung".


Anspruch[de]
  1. 1. Gebremstes Elektrowerkzeug mit einem Reihenschlußmotor mit Kommutator, insbesondere handgehaltenes Elektrowerkzeug mit einem Universalmotor, mit einer Schalteinrichtung (S, S'', SB''') zur Umschaltung zwischen Motorbetrieb und Bremsbetrieb, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (SB, SB', SB'', SB''') zur Beeinflussung des Bremsmomentes, die mit einem Stellelement (106) zur externen Beeinflussung des Bremsmomentes gekoppelt ist.
  2. 2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (SB, SB', SB'', SB''') eine Einstellung des Bremsmomentes zwischen einem maximalen Anfangswert und einem reduzierten Anfangswert erlaubt, der größer als null ist.
  3. 3. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Schalter (SB, SB', SB'', SB''') mit mindestens zwei Schaltstufen umfaßt, durch den die Stromstärke im Bremsstromkreis beeinflußbar ist.
  4. 4. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zur kontinuierlichen Beeinflussung der Stromstärke im Bremsstromkreis ausgebildet ist, insbesondere als regelbarer Widerstand ausgebildet ist.
  5. 5. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des maximalen Bremsmomentes eine Diodenstrecke (22, 22', 86) zumindest parallel zum Anker (2, 52) oder zur Feldwicklung (3, 4, 53, 54) geschaltet ist, und daß die Steuereinrichtung einen zu zumindest einer Diode (25, 26, 89, 90) der Diodenstrecke (22, 22', 86) parallelen Strompfad umfaßt.
  6. 6. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Stellelement (106) vorgesehen ist, das eine individuelle Voreinstellung der Bremswirkung erlaubt.
  7. 7. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Stellelement vorgesehen ist, das mittels eines Werkzeuges verstellbar ist und vorzugsweise am Gehäuse (101) aufgenommen ist.
  8. 8. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Stellelement (106) vorgesehen ist, das eine Beeinflussung der Bremswirkung bei jedem Bremsvorgang erlaubt.
  9. 9. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Stellelement (106) an einem Handgriff (103) des Elektrowerkzeuges (100) aufgenommen ist.
  10. 10. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Stellelement als mehrstufiger Schalter ausgebildet ist, der mit einem Motorschalter zum Ein- und Ausschalten des Elektrowerkzeuges kombiniert ist.
  11. 11. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Schalter (SB''') umfaßt, der eine Abschaltung der Bremsung erlaubt.
  12. 12. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ein- und Ausschaltung des Motors ein Schalter (104) und ein Zusatzschalter (107) vorgesehen sind, die derart gekoppelt sind, daß nur bei gemeinsamer Betätigung der Motor mit Spannung versorgt wird, und die mit einem Bremsschalter derart gekoppelt sind, daß beim Loslassen beider Schalter (104, 107) eine Schnellbremsung erfolgt.






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