[发明专利]电动工具以及用于电动工具的电器开关

说明书

本发明涉及按照权利要求1前序部分的用于一种电动工具、尤其是用于利 用蓄电池运行的电动工具的电器开关，以及一种按照权利要求10前序部分所 述的电动工具、尤其是一种利用蓄电池运行的电动工具。本发明还涉及一种按 照权利要求15前序部分所述用来监测电动工具、尤其是用来监测利用电池运 行的电动工具的方法。

已知电动工具尤其是可以用蓄电池运行的电动工具有多种应用形式，譬如 可作为钻机或者充电式电动螺丝刀。例如DE 40 38 786 A1所描述的，这类电 动工具具有一个可通过使用者控制、调节工具转速的电器开关。这以如下方式 来实现：在所述电器开关内集成有一个电子装置，该电子装置具有用来控制、 调节转速的功率电路。在控制状况下由一个电源、尤其是由一个蓄电池给驱动 工具的电机提供电流，使得输入电流经由一个功率半导体流出，最终通过手动 开关按钮的按压位置确定所述功率半导体的电导率。这样就可控制电机的功 率。为了功率控制，可设置功率晶体管以及必要时设置还为此所需的散热体。

也已知的是：可以监测功率器件中的温度。为此，例如在DE 10 2005 010 129 A1推荐，在达到预给定的极限温度时例如以减小流过的负载电流的方式降 低负载功率。当达到大约80％最大转速时，就闭合第二个触头(也称作桥接 触头)，使得蓄电池将电压完全施加在电机上，从而达到最大转速。

此外由JP 2006 166601公开了一种温度控制。在此，利用一个热敏电阻形 式的温度传感器检测温度，从而在电动工具中实现过热保护。这样就可以通过 一个控制元件减少供应给电机的电流，使得温度重新下降。这里所推荐的过热 保护装置安装在电机上，在可以用来影响工具转速的按钮开关之外。

本发明现在推荐一种用于电动工具的电器开关，其中集成有一个保护电路， 利用该保护电路可以根据所监测的温度、电流、电压供给尤其是蓄电池上的电 压来影响电动工具的转速。适宜将该电路设计成模拟形式。

适宜设计、实施保护电路，使其直接作用于电器开关内的功率电路，以便 能够从紧急的工作状态变为不紧急的工作状态。

为降低成本，可以将保护电路作为模拟式保护电路安装在功率电路之中。

此外还推荐一种具有这类电器开关的电动工具，可以防止电动工具受损。

采用本发明所述的方法，可以利用一个电器开关监测电动工具，尤其可监 测利用蓄电池运行的电动工具，所述电器开关具有用来控制电机转速以及/或者 调节电机转速的功率电路。不仅可以监测电动工具中至少一个热敏感部件的温 度，也可以监测流过功率电路的电流以及电压供给尤其是蓄电池的当前电压。 可以根据温度、电流和电压的监测值，利用安装于开关之中的保护电路对转速 进行控制和/或者调节，和/或部分或完全切断电动工具的各个部件。

在本发明的一种优选实施形式中，为了进行监测，该保护电路直接作用于 功率电路。

在此，可以实施保护电路，使得可将其用来在预给定的范围内控制和/或者 调节转速，以及当超过该范围时可以将转速值设定为最大可能值。预给定的调 节范围在此可以包括电动工具的全部转速范围。所述调节也可以被限定到确定 的调节区间，大致在最大可能转速范围的0～50％之间。

如果识别出在受监测的部件中达到或超过被定义的温度，就会自动切换到 安全的工作模式。同样也可以在达到或低于预给定的最小输入电压时关闭电动 工具。这样尤其可以保护锂离子基础构造的蓄电池，防止深度放电。

采用本发明所述的电器开关、本发明所述的电动工具以及本发明推荐的方 法，可以保证监测温度敏感部件(例如电机、所使用的电气和电子器件、电池 和电池组)，并且可在超过定义的温度阈值时采取保护这些部件的措施。同时 可以在适当选择电流极限情况下监测电流，以保护电池、电池组、功率器件、 带开关触点的开关、电缆以及电机之类的导电部件防止电流消耗或者电流输出 过大。因此也可以实现功率器件的热保护。借助同时监测电压，此外还可以 识别出变化、尤其是蓄电池电压下降到被确定的设定值以下。这样就能保护蓄 电池，因为由此实现了：根据所监测的电压、例如当达到放电终止电压时切断 蓄电池。

本发明的其它优点以及有利的实施形式是以下附图及其相关说明的主题。 具体附图如下：

附图1电动工具的电器开关示意图；

附图2集成在电器开关之中的功能的第一种实施形式的电路框图；

附图3集成在电器开关之中的功能的第二种实施形式的电路框图；