(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじを工作物内にねじ込むために電動工具を運転するための方法において、
電動工具の作動後に、ねじを工作物内にねじ込むために電動機を駆動し、この際に前記電動工具の打撃運転の所定の開始時間中でねじのねじ込み中に前記電動機の回転数を算出し、この際に前記開始時間後に前記電動機の回転数を算出し、この際に前記電動機の算出された回転数が所定の回転数限界を上回るときに、前記電動機のトルクを少なくとも減少させる、
電動工具を運転するための方法。
【請求項２】
前記算出された回転数に依存して前記打撃運転の開始時間中に前記回転数限界を算出し、この際に前記開始時間後に前記電動機の回転数を算出し、この際に前記電動機の前記算出された回転数が前記算出された回転数限界を上回るときに、前記電動機の回転数を少なくとも減少させる、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記開始時間中に前記電動機の最大回転数を回転数として算出し、この際に前記算出された最大回転数に依存して前記回転数限界を算出する、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記回転数限界を算出する際に、追加的に所定の回転数値を考慮する、
請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
前記電動工具の作動後で始動時間中に、前記回転数が第３の比較値を下回り、前記電動機を流れる電流が第４の比較値を上回るときに、前記打撃運転中に前記開始時間を検知する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
追加的に、前記打撃運転の２つの打撃間の測定された時間間隔が第１の比較値を下回るときに、前記打撃運転中に前記開始時間を検知する、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
追加的に、前記開始時間中における前記電動機の前記算出された回転数の標準偏差が、第２の比較値よりも小さいときに、前記打撃運転中に前記開始時間を検知する、
請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
前記電動工具の作動後で前記始動時間中に前記回転数が前記第３の比較値を下回り、前記電動機を流れる電流が前記第４の比較値を上回るときに、所定の最小厚さを有する工作物を検知し、この際に前記所定の最小厚さを有する工作物の存在を前記電動工具によって表示する、
請求項５から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記開始時間後に、所定の第１の時間長さが経過したときに、前記電動機のトルクを少なくとも減少させる、
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記電動工具の作動後で始動時間中に前記電動機を流れる電流が第５の比較値を下回るときに、代替の方法を実行し、前記代替の方法において前記電動工具の打撃運転を所定の第２の時間長さ後に終了させる、
請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記電動工具の作動後で前記始動時間中に、追加的に前記算出された回転数の変動が所定の範囲外にあるときに、および／または前記算出された電流の変動が第２の範囲外にあるときに、前記代替の方法を実行する、
請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記開始時間後に、前記電動機の前記算出された回転数の変動が所定の回転数範囲外にあり、および／または前記算出された電流の変動が所定の電流範囲外にあるときに、前記電動機のトルクを少なくとも減少させる、
請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
前記電動機をバッテリによって駆動し、この際に前記回転数限界の算出を前記バッテリの電圧を考慮して行う、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
制御装置において、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法を実行するために構成されていることを特徴とする、
制御装置。
【請求項１５】
電動工具において、
請求項１４記載の制御装置を有していることを特徴とする、
電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載した電動工具を運転するための方法、請求項１４に記載した電動工具のための制御装置、および請求項１５に記載した電動工具に関する。
【発明の概要】
【０００２】
従来技術によれば、電動工具、特にインパクトドライバのトルクを所定の最大トルク値に制限することが公知である。また、機能不良が発生したときに電動工具の電動機を遮断することが公知である。
【０００３】
本発明の課題は、電動工具を運転するための改善された方法および改善された制御装置を提供することである。
【０００４】
前記方法の利点は、工作物内へのねじのねじ込みをより簡単に実施することができ、この場合、特にねじまたは工作物の損傷が避けられる、という点にある。この利点は、開始時間後に電動機の回転数が、算出された回転数限界を上回るときに、電動機のトルクを少なくとも減少させることによって得られる。実験によれば、ねじを工作物内にねじ込む際に固着位置が得られた後でねじまたは工作物が損傷する前に、電動機の回転数が再び上昇することが証明されている。従って、本発明の着想は、打撃運転の開始時間後に電動機の回転数が回転数限界を上回ることを検知したときに、トルクを少なくとも減少させるかまたは電動機を遮断させることによって、工作物および／またはねじの損傷を避ける、という点にある。回転数限界は、例えば実験により決定され、メモリーすることができる。
【０００５】
一実施形態によれば、この方法をそれぞれのねじ状況に正確に適合させるために、回転数限界が、工作物内へのねじのねじ込み中に、ねじを工作物内にねじ込む際の電動機の回転数に依存して算出される。これによって、それぞれのねじ状況のために個別の回転数限界が算出され得る。従って、ねじ込み過程が早すぎて終わることも遅すぎて終わることもないことが保証され得る。
【０００６】
ねじ込み中に回転数限界を算出することによって、回転数限界は個別に、ねじに依存して、特にねじの直径、ねじのピッチ、工作物の形式特に工作物の硬さに依存して算出され得る。回転数は、ねじを工作物内にねじ込む際に打撃運転の開始時間中に算出され、算出された回転数に依存して回転数限界が算出される。これによって、そのときに与えられた状況に正確に依存して回転数限界を検出することができる。打撃運転を有する電動工具を使用する際に、打撃運転はねじを固く締め付けるために使用される。つまり、打撃運転は、ねじおよび／または工作物の損傷の危険性が高い運転状態を表す。従って、回転数限界を、電動工具の打撃運転の開始時間中の回転数に依存して算出すれば有利である。
【０００７】
一実施形態では、開始時間中に算出された最大回転数に依存して回転数限界が算出される。例えば、回転数限界は、ファクターが乗算され、および／または定数が加算された最大回転数に依存して計算され得る。選択された実施形態に依存して、最大回転数の代わりに回転数の平均値または算出された回転数の複数の値が回転数限界を算出するために使用されてもよい。
【０００８】
別の実施形態では、電動工具の複数のパラメータに依存して電動工具の打撃運転が検知される。例えば、電動工具の打撃運転は、始動時間中に回転数が第３の比較値を下回るか、および／または電動機の電流が第４の比較値を上回るときに、検知される。電流も回転数も、打撃運転を正確に検知するためのパラメータとして使用され得る。
【０００９】
別の実施形態では、打撃運転はさらに、打撃運転の２つの打撃間の時間間隔が第１の比較値を下回るときに、打撃運転の２つの打撃間の測定された時間間隔が追加的に検出されることによって、正確に検知され得る。打撃運転を検知するためのさらなる正確性は、打撃運転の開始時間中に電動機の算出された回転数の標準偏差が第２の比較値よりも小さいときに、打撃運転が検知されることによって得られる。これによって打撃運転の開始は正確に規定され得る。
【００１０】
別の実施形態では、電動工具の始動時間中に電動機の回転数が第３の比較値を下回り、電動機を流れる電流が第４の比較値を上回るときに、所定の最小厚さを有する工作物が検知される。これによってこの方法の改善された実施が得られる。
【００１１】
別の実施形態では、所定の第１の時間長さが経過したときに、電動機のトルクが開始時間後に少なくとも減少される。このような形式で、ねじ込み過程の時間長さのための最大の上限が予め設定される。これによって、ねじ込み過程の時間長さのための安全限界が規定される。
【００１２】
別の実施形態では、電動工具の作動後の始動時間中に電動機を流れる電流が第５の比較値を下回るときに、ねじをねじ込む際にトルクを制限するための第２の方法が電動工具によって実行され、この場合、第２の方法において、電動工具の打撃運転は所定の第２の時間長さ後に終了される。この方法は特に薄い工作物のために使用され、この場合、例えば第２の時間長さは第１の時間長さよりも短い。
【００１３】
別の実施形態では、追加的に、電動工具の作動後で始動時間中に算出された回転数の変動が所定の範囲外にあるときに、および／または算出された電流の変動が第２の範囲外にあるときに、第２の方法が実行される。これによって、２つの方法間の識別を正確に行うことができる。特にこれによって、請求項１に記載した方法があまり適していない工作物の存在を検知することができる。
【００１４】
別の実施形態では、開始時間後に、電動機の算出された回転数の変動が所定の回転数範囲外にあるときに、および／または算出された電流の変動が所定の電流範囲外にあるときに、第２の方法中に電動機のトルクが少なくとも減少されるかまたは電動機が完全に遮断される。このような形式で、非典型的な回転数変動および／または電流変動が検知され、電動機のトルクを減少させるための信号として使用される。これによって、特に薄い工作物におけるねじおよび／または工作物の損傷は避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動工具の概略的な横断面図である。
【図２】電動工具の第２の横断面図である。
【図３】電動工具の制御回路の概略図である。
【図４】ねじ込み過程のための電動工具の速度、電流および電圧の経時変化を示す線図である。
【図５】工具内の３つの異なるねじ込み位置にあるねじである。
【図６】電動工具のトルクを制御するための概略的なプログラムシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を以下に図面を用いて詳しく説明する。
【００１７】
図１は、概略図で電動工具１０を示し、この電動工具１０は、インパクトドライバ１０として構成されている。インパクトドライバ１０はハウジング１１を有しており、このハウジング１１は、円筒形の本体１２と、この本体１２に取り付けられたグリップ１５とを有している。本体１２に向き合ってバッテリ１９が配置されている。本体１２内に、遊星歯車装置２４、スピンドル２５、衝撃発生機構２６およびアンビル２７を備えたブラシレスの直流モータ２０として構成された電動機２０が配置されている。電動機２０は、回転する衝撃発生機構２６のための駆動源として用いられる。電動機２０の回転数は、遊星歯車装置２４によって減少され、次いでスピンドル２５に伝達される。スピンドル２５のトルクは、衝撃発生機構２６によって回転方向の打撃力に変換され、このために、ハンマ２６ｈおよび圧縮ばね２６ｂが設けられている。ハンマ２６ｈの打撃力はアンビル２７に伝達される。アンビル２７は、軸回りを回転可能に支承されていて、ハンマ２６ｈの回転方向の打撃力によって駆動される。アンビル２７は、軸受１２ｊによって回転可能にハウジング１１内に保持されており、ハウジング１１は、本体１２の前方側に配置されている。従って、アンビル２７は回転軸線を中心にして回転可能であるが、回転軸線に沿って移動可能ではない。インサートを介してねじ６１を収容するために、アンビル２７の前方側に収容部２７ｔが設けられている。ねじ６１は、電動工具によって駆動される工具を表す。
【００１８】
ハウジング１１のグリップ１５は、電動工具１０を使用するために操作員によって握りしめられる。グリップは、ホールド区分１５ｈと下部の終端区分１５ｐとを有しており、下部の終端区分１５ｐは、グリップ区分１５ｈの下端部に続いている。下部の終端区分１５ｐにバッテリ１９が設けられており、このバッテリ１９は電動工具１０に電流を供給する。グリップ区分１５ｈにメインスイッチ１８が設けられており、このメインスイッチ１８は、指で操作され得る引金１８ｔを有している。さらに、メインスイッチ１８はスイッチユニット１８ｓを有していて、このスイッチユニット１８ｓは、電動工具をスイッチオンまたはスイッチオフするために用いられる。引金１８ｔは、引金１８ｔの操作ストロークに依存して電動機２０の制御の値を高めるために用いられる。引金１８ｔの操作ストロークは、例えばスイッチユニット１８ｓによって例えば抵抗値として検出され、制御回路（４６、図３）に報告する。メインスイッチ１８のスイッチユニット１８ｓの抵抗値がトリガスイッチ１８ｔの押し込み状態に応じて変化すると、制御回路（４６、図３）は例えば電動機２０の制御の効率を適合させる。このような形式で、電動機２０の回転数および／またはトルクが制御され得る。
【００１９】
さらに、メインスイッチ１８の上側に方向スイッチ１７が設けられており、この方向スイッチ１７は、収容部２７ｔの回転方向を決定する。電動工具１０は、時計回り方向で右方向に、つまり通常運転中に例えばねじをねじ込む方向に運転されるか、または左方向、つまり反時計回り方向に、例えばねじを回して外すためのねじ外し運転で運転される。
【００２０】
図２は、さらなる横断面図で、電動工具１０のさらなる詳細を示す。衝撃発生機構２６のハンマ２６ｈは、ｖ字形の第１のガイド溝２５ｖ、ｖ字形の第２のガイド溝２６ｚおよびスチールボール２５ｒを介してスピンドル２５に接続されている。スピンドル２５の正面側で外側面に、第１のガイド溝２５ｖが配置されており、この場合、第１のガイド溝２５ｖは半円形状の区分を有していて、この半円形状の区分は、ｖ字形の開口が外方に向けられている。さらに、ハンマ２６ｈの内側の周囲面の、スピンドル２５の第１のガイド溝２５ｖに向き合った位置に、ｖ字形の第２のガイド溝２６ｚが配置されている。第２のガイド溝２６ｚは、半円形の横断面を有しており、この場合、溝は前方方向に向かって開放されている。スチールボール２５ｒは、第１のガイド溝２５ｖと第２のガイド溝２６ｚとの間に配置されている。その結果、ハンマ２６ｈは、スピンドル２５の基準位置に関連して予め設定された角度だけ回転可能に支承されていて、スピンドル２５の縦軸線に対して軸方向で移動できる状態にある。さらに、圧縮ばね２６ｂがスピンドル２５の外側面およびハンマ２６ｈに接触しているので、ハンマ２６ｈはスピンドル２５の方向に付勢されている。
【００２１】
互いに１８０°ずらした２つの位置でアンビル２７に打撃を生ぜしめるために、ハンマ２６ｈの前方の端面に打撃突起２６ｗが形成されている。さらに、アンビル２７の、周方向で１８０°ずらされた２つの位置に打撃アーム２７ｄ（図１）が形成されており、これらの打撃アーム２７ｄは、ハンマ２６ｈの打撃突起２６ｗの衝撃を吸収する。ハンマ２６ｈは、圧縮ばね２６ｂの付勢力によってスピンドル２５に保持されているので、ハンマ２６ｈの打撃突起２６ｗは、アンビル２７の打撃アーム２７ｄに当接する。この状態でスピンドル２５が電動機２０によって回転せしめられると、ハンマ２６ｈはスピンドル２５と共に回転し、ハンマ２６ｈのトルクは、打撃突起２６ｗおよび打撃アーム２６ｄを介してアンビル２７に伝達される。このような形式で、例えばねじを打撃運転で工作物内にねじ込むことができる。
【００２２】
ねじはねじ込みの際に、ねじ込み抵抗がハンマ２６ｈのトルクを越える、工作物内の位置に達することができる。ねじ込み抵抗はトルクとしてアンビル２７に伝達される。その結果、ハンマ２６ｈは、圧縮ばね２６ｂの付勢力に抗してスピンドルから後退し、ハンマの打撃突起２６ｗがアンビル２７の打撃アーム２７ｄをかすめる。この際に、打撃突起２６ｗは打撃アーム２７ｄとの接触が解放され、それによって打撃突起２６ｗは確定された角度とは無関係に回転することができる。ハンマ２６ｈの打撃突起２６ｗがアンビル２７の打撃アーム２７ｄを越えて移動すると、ハンマはその回転運動を加速する。圧縮ばね２６ｂの付勢力によって、ハンマ２６ｈは規定された角度内で再びアンビル２７の方向に押圧され、それによってハンマの打撃突起２６ｗは再びアンビル２７の打撃アーム２７ｄに接触する。打撃突起２６ｗが打撃アーム２７ｄにぶつかることによって、高められたトルクがアンビル２７におよびひいては収容部２７ｔおよびねじ６１に作用する。この過程が打撃運転を形成し、打撃運転中に絶えず繰り返される。
【００２３】
図３は、概略図で、電動機２０を制御するための、図１に示した電動工具１０の回路装置を示しており、電動機２０は例えばブラシレスの直流モータとして構成されていて、制御回路４０によって駆動される。電動機２０は、永久磁石を備えた回転子２２と、駆動コイル２３ｃを備えた固定子２３とを有している。制御回路４０は、電動機２０を制御するための電気回路であって、三相ブリッジ回路４５を有しており、この三相ブリッジ回路４５は、例えば電界効果トランジスタとして構成された６つのスイッチ素子４４を有している。さらに、制御回路４６が設けられており、この制御回路４６は、三相ブリッジ回路４５のスイッチ素子４４をスイッチユニット１８ｓに依存して制御する。
【００２４】
三相ブリッジ回路４５は３つの出力電路４１を有しており、これらの出力電路４１は、電動機２０の相応の制御コイル２３ｃに接続されている。制御回路４６は、スイッチ素子４４を磁気センサ３２の信号に基づいて、電流がシーケンシャルに駆動コイル２３ｃを通って流れるように制御するために構成されており、それによって、回転子２２が所望の回転数および／または所望のトルクで回転せしめられる。また、制御回路４６は磁気センサ３２によって電動機２０の回転数を測定することができる。さらに、制御回路４６は測定装置５３に接続されていて、この測定装置５３は、バッテリ１９の充電状態、特にバッテリ１９の電圧を検出して制御回路４６に送信する。
【００２５】
また、電子制御回路４６はメモリー５１に接続されている。メモリー５１内に、限界値、データ、特性曲線、特性マップおよび／または演算方法および／または式がファイルされている。制御回路４６は、測定装置５３によってバッテリ１９の実際の電圧を検出する。さらに、制御回路４６は、電動機２０の電流を電流センサ５４で測定し、および／または電動機２０の回転数を回転数センサ２９で測定することができる。電流および／または回転数は、電動工具の打撃運転がいつ開始するかを検知するために、制御回路４６によって使用され得る。このために、電動機の電流および電動機の回転数のための、打撃運転が開始すると電動機２０が上回る相応の閾値若しくは限界値がメモリー５１内にファイルされている。
【００２６】
制御回路４６は、ねじを工作物内にねじ込むために電動工具を運転する方法を実行するために構成されており、この場合、電動機は、ねじを工作物内にねじ込むために、電動工具の作動後に駆動され、この場合、電動工具の打撃運転の開始時間中でねじのねじ込み中に制御回路４６により電動機の回転数が算出され、この場合、算出された回転数に依存して制御回路４６が回転数限界を算出し、この場合、開始時間後に、電動機の回転数が算出され、電動機の算出された回転数が所定の回転数限界を上回ると、電動機のトルクが制御回路４６によって少なくとも減少される。
【００２７】
回転数限界を決定するために、特性マップ、特性曲線、表または相応の演算方法が使用される。特性マップ、特性曲線、表または演算方法は、開始時間中に測定された回転数と回転数限界との間の関係を決定する。開始段階後に電動機が回転数限界に達すると、電動機２０は制御回路４６によって停止されるか、または電子クラッチが短い時間長さだけ作動され、次いで電動機が完全に停止される。
【００２８】
図４は、最も上の線図（図４ａ）で、ねじ込み過程中の電動機の回転数Ｕの経時変化を示し、中央の線図（図４ｂ）で、ねじ込み過程中の電流Ｉの経時変化を示し、最も下の線図（図４ｃ）で、制御回路によって電動機に印加される電圧Ｖの経時変化を示す。
【００２９】
ゼロの時点ｔ０でゼロ段階の電動機の電圧Ｖは、時間の経過に伴って第１の時点ｔ１で最大電圧まで高められる。図示の実施例では、電圧Ｖは段階的に最大電圧まで高められる。選択された実施形態に依存して、ゼロ段階中に電圧Ｖの上昇のための別の経時変化が選択されてもよい。最大回転数に達した後でゼロ段階の終わりまで再びゆっくりとやや低下するために、電動機の回転数Ｕは初期段階で迅速に上昇する。第２の線図（図４ｂ）に示されている、電動機を流れる電流Ｉは、電動機への電圧の印加後に最大値まで迅速に上昇し、次いで再び僅かな値だけ低下し、ゼロ段階の終わりまで再びやや上昇する。ゼロ段階の開始時に既に、電動工具を運転するためのスイッチは完全に押し込まれる。さらなる運転時においても、スイッチは完全に押し込まれた状態に維持される。ゼロ段階は、ゼロの時点ｔ０から第１の時点ｔ１まで継続する。
【００３０】
ゼロ段階の後に第１の段階が続いている。第１の段階は、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２まで続く。ゼロ段階中も、また第１の段階中も、図５の第１の位置１００に示されているようにねじ５３はその尖端が工作物１１０内に穿孔侵入される。工作物１１０は例えば金属プレートとして構成されている。第１の段階中に、電流Ｉはゆっくりと上昇し、この際に、印加された電圧Ｖはコンスタントに最大値を維持する。電動機の回転数Ｕは第１の段階中やや変動し、第１の段階の終わりまでやや低下する。これとは逆に、電動機を流れる電流Ｉは、第１の段階１の終わりまでやや上昇する。ゼロ段階および第１の段階中に、電動工具の打撃運転を必要とすることなしに、工作物１１０内の穿孔過程が実施される。ねじ５３が工作物１１０を貫通穿孔した後で、第２の段階２が開始され、この第２の段階でねじ５３が工作物１１０内にねじを切る。このプロセスはより高いトルクを必要とするので、電動工具の打撃機構が作動され、電動機を流れる電流が上昇する。また速度は低下する。工作物１１０の厚さに依存して、第２の段階２のための時間長さは非常に短くてよく、例えば２ねじピッチまたは３ねじピッチだけである。第２の段階２は、第２の時点ｔ２から第３の時点ｔ３まで継続する。ねじ５３によって工作物１１０内にねじ切りが行われた後、第３の時点ｔ３で第３の段階が開始し、この第３の段階においてねじ５３は、工作物１１０のねじ切りされたねじ山にねじ込まれる。この場合、速度は明らかに上昇し、電流は明らかに低下する。第３の段階３の間のねじ込み抵抗は僅かであるので、回転数は著しく上昇し、電流は著しく低下する。この方法の状態は、図５の第２の位置１０１に示されている。
【００３１】
ねじ５３の頭１１５が、図５の第３の位置１０２に示されているように、工作物１１０の上側１１６に達すると、第４の時点ｔ４で第４の段階４が開始される。ねじ５３の頭１１５が工作物１１０の上側１１６に達すると、ねじ込み抵抗が迅速かつ明らかに増大する。この場合、電動工具の打撃運転が再び作動され、ねじ５３が高いトルクで締め付けられる。第４の段階４の間、電動機の回転数は、第２の段階２におけるのと同様に、新たに上昇し、電流は新たに低下する。
【００３２】
以上記載した方法の利点は、第４の段階４中に、電動工具の制御回路４６が、電動機の回転数が算出された回転数限界を越えることを検知し、それによって制御回路４６が電動機のための電圧を低下させ、および／または電動機とねじの収容部との間のクラッチを開放する、という点にある。このような状況は、第４の段階４の終わりにおける第５の時点ｔ５で発生する。選択された実施形態に依存して、最大電圧は３．３Ｖの範囲内にあり、第４のゾーン４の後で例えば２．２Ｖの電圧に低下する。さらに、例えば０．５秒の所定の経過時間後に第６の時点ｔ６で電圧は完全に遮断されるかまたは、少なくとも電動機が回転する値未満に低下し得る。この値は、例えば１．８Ｖの範囲内であり得る。
【００３３】
図６は、電動機を駆動するためのプログラムシーケンスを概略図で示す。任意であるプログラム項目２００において、制御回路４６により、電動工具の電動機を駆動するバッテリ１９の電圧が検出される。次いで、プログラム項目２０５において、電動機に図４のゼロ段階に従って上昇する電圧が供給される。さらに、選択された実施形態に依存して、プログラム項目２０５において、電圧がワンステップで最大電圧に上昇されてもよい。
【００３４】
次のプログラム項目２１０において、電動機を流れる電流が第４の比較値よりも大きいかどうかの問い合わせが行われる。例えば、第４の比較値は１０Ａ乃至２０Ａであってよい。また、プログラム項目２１０において、電動機の回転数が第３の比較値よりも小さいかどうかの問い合わせが行われる。例えば第３の比較値は、毎分８０００乃至２００００回転であってよい。第３および第４の比較値はメモリー５１内にファイルされている。２つの問い合わせが満たされていれば、プログラム項目２１５に分岐される。
【００３５】
プログラム項目２１５において、打撃運転が行われているかどうか検査される。このために、２つの打撃間の時間長さが第１の限界値よりも小さいかどうか検査される。第１の限界値は、０．０１秒乃至０．０５秒の間の範囲内であってよい。第１の限界値はメモリー５１内にファイルされている。打撃は、例えば音響センサを用いて音響的に検出されるか、または電動機を流れる電流の経時変化を用いて算出されてよい。また、測定された回転数の標準偏差が第２の限界値よりも小さいかどうかが検査される。第２の限界値は、３０乃至９０の間の範囲内であってよい。第２の限界値はメモリー５１内にファイルされている。プログラム項目２１５の２つの問い合わせが満たされていれば、電動工具の打撃運転が明確に検知されていて、プログラム項目２２０に分岐される。限界値は実験により算出され、例えば電動機の型式に依存して電動工具から電動工具毎に変えることができる。
【００３６】
標準偏差は、例えば次の式により演算され得る：
確率変数Χの標準偏差σΧは、不偏分散Ｖａｒ（Χ）の平方根として規定されている：
σΧ：＝√Ｖａｒ（Χ）
この場合、Χの不偏分散
Ｖａｒ（Χ）＝Ｅ（（Χ−Ｅ（Χ））２）＝Ｅ（Χ２）−（Ｅ（Χ））２
は、常に０より大きいかまたは０と同じである。符号Ｅ（・）は期待値を表す。
【００３７】
第２の演算方法で、第１の時間長さが、所定数の部分間隔例えば１０の部分間隔に分割される。次いで、各部分間隔毎に、回転数のための測定された値の標準偏差が演算される。次いで、回転数のための１０の標準偏差から平均値を求めることによって、回転数のための平均化された標準偏差が算出される。
【００３８】
次のプログラム項目２２０において、電動機の回転数が検出される。この場合、例えば回転数の経時変化および／または時間的な間隔をおいた回転数の個別の値または回転数の最大値が検出される。次いで、プログラム項目２２２において、検出された回転数に依存して回転数限界が算出される。回転数限界は、例えば検出された最大回転数、検出された回転数値に依存して、および／またはプログラム項目２２０における測定中の回転数の経時変化に依存して算出されてよい。演算のために、メモリー５１の特性曲線、特性マップおよび／または演算方法および／または式が使用される。簡単なケースでは、回転数限界は、測定された最大回転数に、１よりも大きい定数を乗算することによって演算される。また、検出された回転数に追加して、一定の回転数値が考慮されてよい。一定の回転数値は、メモリー５１にファイルされている。回転数限界は、例えば算出された最大回転数に一定の回転数値を加算することによって算出され得る。回転数値は、例えば毎分２００乃至１０００回転の間の範囲内であってよい。さらに、回転数限界を算出するために、メモリー内にファイルされた特性マップ、特性曲線、表または相応の演算方法が用いられ得る。
【００３９】
回転数限界は、一実施形態では、プログラム項目２００において任意に算出された、バッテリの充電状態に依存して算出される。バッテリの充電状態は、例えば第２のファクターの形式で考慮され得る。従って、算出された回転数限界に第２のファクターが乗算される。選択された実施形態に依存して、プログラム項目２２０における回転数の算出は、例えば０．１乃至０．２秒の所定の待機時間後に初めて行われる。
【００４０】
また、別の実施形態では、打撃運転中の回転数に依存しない所定の回転数限界がメモリー内にファイルされていてよく、この所定の回転数限界は簡単な実施形態では算出された回転数限界として使用される。
【００４１】
次のプログラム項目２２５において、実際に算出されたまたは測定された電動機の回転数が算出された回転数限界を越えているかどうか、または打撃運転の検知から、所定の第２の時間長さが経過したかどうかが検査される。第２の時間長さは、例えば０．１乃至０．３秒の範囲内であってよい。
【００４２】
２つの問い合わせが満たされると、プログラム項目２３０に分岐される。プログラム項目２３０において、制御回路４６によって電動機のトルクが減少され、この場合、例えば電動機の電圧が減少され、および／または電動機と駆動装置との間のクラッチが開放される。次いで所定の時間長さ後に、プログラム項目２３０から最終項目２３５に分岐され、この最終項目２３５で電動機は遮断されるか、または電動機がもはや回転しなくなるまで少なくとも電圧が低下される。
【００４３】
プログラム項目２１０において、プログラム項目２０５までの所定の時間的な間隔内で、電流も回転数も所定の限界値を上回らないか若しくは下回らないとの応答が得られると、プログラム項目２４０に分岐される。
【００４４】
また、選択された実施形態に依存して、電流も回転数も所定の限界値を上回らないか若しくは下回らないかどうかの検査に追加して、所定の回転数変動および／または所定の電流変動が存在するかどうかも検査され得る。所定の回転数変動および／または所定の電流変動のための値は、メモリー５１内にファイルされている。この実施形態では、電流も回転数も所定の限界値を上回っておらず若しくは下回っておらず、所定の回転数変動および／または所定の電流変動が存在しているときに始めて、プログラム項目２４０に分岐される。
【００４５】
第１実施形態では、プログラム項目２４０において、回転数の変動および／または電流の変動が所定の範囲内に存在するかどうかが検査される。そうでなければ、プログラム項目２３０に分岐される。この所定の範囲はメモリーにファイルされている。また、所定の最大ねじ込み時間後にプログラム項目２４０からプログラム項目２３０に分岐される。最大ねじ込み時間は０．１乃至０．３秒の範囲内にある。
【００４６】
別の実施形態ではプログラム項目２４０で、打撃運転が行われているかどうかが検査される。このために、２つの打撃間の時間長さが第１の限界値よりも小さいかどうかが検査される。第１の限界値は、０．０１秒乃至０．０５秒の間の範囲内にあってよい。この第１の限界値はメモリー５１にファイルされている。打撃は例えば音響センサを用いて音響的に検出されるか、または電動機を流れる電流の経時変化を用いて算出され得る。また、測定された回転数の標準偏差が第２の限界値よりも小さいかどうかが検査される。第２の限界値は、３０乃至９０の間の範囲内にあってよい。この第２の限界値はメモリー５１にファイルされている。プログラム項目２４０の２つの問い合わせが満たされていれば、明らかに電動工具の打撃運転が検知されている。これらの限界値は、実験により算出され、例えば電動機の型式に依存して電動工具から電動工具毎に変えることができる。打撃運転の検知後、例えば０．０５乃至０．２秒の定められた時間長さ後にプログラム項目２３０に分岐される。プログラム項目２３０において、制御回路４６によって電動機のトルクが減少され、この際に、例えば電動機の電圧が低下され、および／または電動機と駆動装置との間のクラッチが開放される。次いで、所定の時間長さ後に最終項目２３５に分岐されることが可能で、この最終項目２３５において電動機が遮断されるか、または電動機がもはや回転しなくなるまで少なくとも電圧が低下される。また、選択された実施形態に依存して、電動工具は、プログラムステップ２１５に従った方法またはプログラムステップ２４０に従った方法が実行されるかどうかを表示するために構成されていてよい。プログラムステップ２１５に従った方法は、所定の最小厚さを有する厚い工作物を表示する。２４０に従った方法は、所定の最小厚さよりも薄い工作物を表示する。表示は、視覚式、聴覚式または触覚式に行われる。
【００４７】
プログラムステップ２１５および２２０は図４の段階２の間に実行される。プログラムステップ２２５は図４の段階４の間に実行される。プログラムステップ２４０は図４の段階２乃至４の間に実行されてよい。
【００４８】
選択された実施形態に依存して、簡単な実施形態では、プログラム項目２１０において、プログラム項目２１０からプログラム項目２１５に分岐するために、電流だけが限界値と比較されるか、または回転数だけが限界値と比較されてもよい。
【００４９】
また、簡単な実施形態では、プログラム項目２１５において、打撃運転を検知するために、打撃運転の２つの打撃間の時点だけ、または電動機の回転数の標準偏差が打撃運転を検知するために使用されてもよい。
【００５０】
また、選択された実施形態に依存してプログラム項目２１５は省くことができるので、プログラム項目２１０から出発して直接にプログラム項目２２０に切替えられる。
【符号の説明】
【００５１】
１  第１の段階
２  第２の段階
３  第３の段階
４  第４の段階、第４のゾーン
１０  電動工具、インパクトドライバ
１１  ハウジング
１２  本体
１２ｊ  軸受
１５  グリップ
１５ｈ  ホールド区分、グリップ区分
１５ｐ  終端区分
１７  方向スイッチ
１８  メインスイッチ
１８ｓ  スイッチユニット
１８ｔ  引金、トリガスイッチ
１９  バッテリ
２０  直流モータ、電動機
２２  回転子
２３  固定子
２３ｃ  駆動コイル、制御コイル
２４  遊星歯車装置
２５  スピンドル
２５ｒ  スチールボール
２５ｖ  第１のガイド溝
２６  衝撃発生機構
２６ｂ  圧縮ばね
２６ｚ  第２のガイド溝
２６ｈ  ハンマ
２６ｗ  打撃突起
２７  アンビル
２７ｄ  打撃アーム
２７ｔ  収容部
２９  回転数センサ
３２  磁気センサ
４０  制御回路
４１  出力電路
４４  スイッチ素子
４５  三相ブリッジ回路
４６  制御回路、電子制御回路
５１  メモリー
５３  ねじ
５４  電流センサ
６１  ねじ
１００  第１の位置
１０１  第２の位置
１０２  第２の位置
１１０  工作物
１１５  ねじ５３の頭
１１６  工作物１１０の上側
２００，２０５，２１０，２２０，２２２，２３０  プログラム項目
２１５，２２５，２４０  プログラム項目、プログラムステップ
２３５  最終項目
ｔ０  ゼロの時点
ｔ１  第１の時点
ｔ２  第２の時点
ｔ３  第３の時点
ｔ４  第４の時点
ｔ５  第５の時点
ｔ６  第６の時点
Ｉ  電流
Ｕ  回転数
Ｖ  電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ−４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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