Akumulátorové vŕtačky

História

Len málokto vie, že akumulátorové vŕtačky sa pôvodne vyvíjali, aby dokázali uspokojiť potreby, ktoré vznikali počas výprav kozmických lodí Gemini a Apollo. Na obežnú dráhu ich prvýkrát vyniesli začiatkom 70. rokov minulého storočia a treba povedať, že sa osvedčili veľmi dobre. Nikelkadmiové články umožnili, aby boli stroje poháňané iným spôsobom, ako to bolo dovtedy. Postupom času, ako vývoj v tejto oblasti napredoval, prišla na trh nová generácia akumulátorových blokov.

Na skrutkovanie i vŕtanie

V súčasnom stavebníctve sú čoraz viac rozšírené akumulátorové skrutkovače. Je to zvláštna podkategória akumulátorových vŕtačiek, a to z toho dôvodu, že s akumulátorovými vŕtačkami sa dá skrutkovať a, naopak, so skrutkovačmi možno vŕtať. Existuje medzi nimi veľmi tenká hranica, takže sa nedá jednoznačne definovať, čo je skrutkovač a čo už je vŕtačka. Preto sa väčšina strojov tohto typu už označuje ako akumulátorový vŕtací skrutkovač, a ako už z názvu vyplýva, je to stroj určený tak na vŕtanie, ako aj na skrutkovanie. Práve skrutkovanie sa dosiahne plynulou reguláciou otáčok, pravo-ľavým chodom a možnosťou nastavenia krútiaceho momentu.

123522	123519
Akumulátorový profesionálny vŕtací skrutkovač triedy SDP 12 E 3,0 Ah 12 V pracuje s akumulátorom Ni-MH. Má dvojstupňovú prevodovku. Maximálny krútiaci moment je 23 Nm. Priemer vrtu je v prípade dreva najviac 18 mm a pri oceli 10 mm. Cena 9 980 Sk.	Vŕtací skrutkovač s ASV 14 EA pre domácich majstrov pracuje s akumulátorom Ni-Cd 14,4 V/1,5 Ah. Má dvojrýchlostnú planétovú prevodovku. Maximálny krútiaci moment je 35 Nm. Priemer vrtu do ocele je 10 mm, do dreva 28 mm. Cena 4 870 Sk.

Rýchloupínacie skľučovadlá umožňujú upínať skrutkovacie drieky a ich držiaky rovnako jednoducho ako vrtáky. Oba majú predvoľby s radením rýchlostných stupňov. To umožňuje nastavenie buď malých otáčok iba na skrutkovanie (0 až 400 otáčok za minútu), alebo väčších otáčok na vŕtanie (0 až 1 400 otáčok za minútu). Pôvodne samostatné stroje (vŕtačka a skrutkovač) sa tak zlúčili do jedného viacúčelového náradia buď s pištoľovou, stredovou, alebo oblúkovou rukoväťou. Každá z nich má inú funkciu a význam. Vďaka priamemu pôsobeniu sily v osi motor – prevodovka – skľučovadlo umožňuje pištoľová rukovať vyvinúť väčšiu prítlačnú silu, a preto je vhodná práve pre tých, ktorí s akumulátorovou vŕtačkou vŕtajú alebo skrutkujú najmä do tvrdého dreva a do kovu, prípadne s príklepom vŕtajú do muriva a betónu. Na druhej strane stredová rukoväť umožňuje priaznivé rozloženie hmotnosti stroja.

Akumulátor sa pripája na koniec rukoväte, vďaka čomu sa lepšie vyváži ťažisko, čo možno využiť pri skrutkovaní s veľkým krútiacim momentom, ale naopak s menšou prítlačnou silou. Vyváženie sa dá podľa potreby (napríklad pri vŕtaní do stropu) zmeniť za pomoci obojstranne pripojiteľného asymetrického akumulátora. Jediné, v čom sa akumulátorové vŕtačky odlišujú od skrutkovačov, je výkon, funkcia (príklep, rázový mechanizmus) a vybavenie.

Napäťové systémy

Na trhu je viacero strojov s rôznou kapacitou akumulátora. Priamo úmerne od jeho kapacity a výkonu závisí výkon celého stroja. Dolnú hranicu tvoria akumulátory s napätím 7,2 V určené na domáce práce. Na ťažšie stavebné práce sú určené vŕtacie skrutkovače s akumulátorom s napätím až 36 V. Je to najväčšie napätie, aké súčasná akumulátorová technika do ručných strojov ponúka. Samozrejme, medzi týmto rozpätím existuje viacero akumulátorov s rôznym napätím, a to 9,6; 12; 14,4 alebo 18 V. Vďaka tejto variabilite si možno skrutkovač vybrať presne podľa vykonávanej práce. Ďalším dôležitým faktorom, ktorý treba brať pri výbere stroja do úvahy, je materiál, ktorý sa použil na zhotovenie akumulátora.

123508

Akumulátor – zásobáreň výkonu

Najstarším používaným akumulátorom je nikelkadmiový (Ni-Cd). Pri niektorých strojoch sa používajú ešte aj dnes, nahrádzajú sa však novými, modernejšími. Ich hlavným nedostatkom je relatívne nízka kapacita a tzv. pamäťový efekt, ktorý sa pri nich vo veľkej miere prejavuje. V praxi to znamená, že batéria stráca postupom času svoju kapacitu v dôsledku zlého nabíjania, čiže sa nenabije na celkovú kapacitu, ale iba na časť z nej. Dá sa tomu predísť tým, že batériu budeme nabíjať až po tom, ako sa celkom vybije. Ani to však nezaručuje stopercentné dobitie batérie: pamäťový efekt sa nedá úplne odstrániť a životnosť batérií sa znižuje. Druhým závažným problémom, s ktorým sa pri nich stretávame, je zaťažovanie životného prostredia. Obsahujú ťažké kovy a po skončení ich životnosti je nutné ich odovzdávať v špecializovaných zberných miestach. Na druhej strane je však ich výhodou pomerne pomalé starnutie a schopnosť udržať si svoju kapacitu aj po mnohých nabíjacích cykloch (viac ako 500).

Články Ni-MH

Na trh pribudla aj ďalšia generácia nabíjacích akumulátorov – nikelmetalhydridové (Ni-MH). Na rozdiel od Ni-Cd článkov poskytujú pri rovnakej veľkosti väčšiu kapacitu a nemajú pamäťový efekt. Treba však dodať, že zákazník si musí za tieto články aj niečo doplatiť – sú o niečo drahšie ako ich predchodcovia. Pri všetkých akumulátorových článkoch založených na báze niklu si však treba bezpodmienečne dávať pozor na to, že nesmú byť dlhší čas na nabíjačke, ako predpisuje výrobca. Mohlo by sa totiž stať, že sa akumulátor poškodí alebo úplne zničí. Väčšina moderných elektronicky riadených nabíjačiek je proti tomu zabezpečená, ale staršie typy túto možnosť ešte nemajú. Preto je nevyhnutné čas nabíjania starostlivo sledovať!

123518

Najnovšie akumulátory

Dnes sú aj v oblasti ručného náradia dobre zavedené aj lítiumiónové (Li-Ion) akumulátory. Ich najväčšou prednosťou je schopnosť uchovávať elektrickú energiu v menšom objeme článku. Oproti predchádzajúcim článkom je to až o 50 % viac. V praxi to znamená, že pri rovnakom použití vydržia Ni-Cd a Ni-MH batérie až o polovicu menej ako lítiumiónové. Ďalšou dôležitou výhodou je absencia pamäťového efektu. Nabijú sa zväčša do jednej hodiny. Ich životnosť sa pohybuje okolo 300 až 500 nabíjacích cyklov. Podľa viacerých testov lítiové batérie po cykle 1 000 vybití/nabití stratia len asi 10 až 15 % svojej pôvodnej kapacity.

Stratu výkonnosti batérií zapríčiňuje predovšetkým starnutie. Tieto batérie sa „ničia”, aj keď sa vôbec nepoužívajú. Môže sa stať, že kúpime vŕtačku vyrobenú pred mesiacom, no batériu má podstatne staršiu. Ak si kúpime rok starú batériu, napriek tomu, že sa vôbec nepoužívala, jej životnosť bude až o tretinu, alebo dokonca o polovicu nižšia ako životnosť novej batérie. Približne po dvoch až troch rokoch už bude nespoľahlivá a takmer nepoužiteľná, a preto by sme sa pri kúpe akumulátorovej vŕtačky mali zaujímať najmä o to, kedy bola vyrobená batéria. Ďalšia veľmi dôležitá vec, na ktorú si pri týchto akumulátoroch treba dávať pozor, je, že sú citlivé na teplo. Prehriatie totiž spôsobí trvalé zníženie kapacity. Ak teda batériu nechceme predčasne zničiť a chceme ju využívať čo najdlhšie, mali by sme s ňou pracovať na chladnejších miestach (okolo 20° C).

123513

Nabíjačky akumulátorov

Zakladacie bloky sa nabíjajú v bežných sieťových nabíjačkách alebo na to možno použiť rýchlonabíjačky, ktoré sú zväčša riadené mikroprocesorom. Pôvodné nabíjačky boli určené na nabíjanie len jedného konkrétneho druhu akumulátora a nabíjanie trvalo okolo 12 hodín. Preto bolo potrebné mať v zálohe aspoň jeden nabitý akumulátor. Ďalšia generácia nabíjačiek urýchlila čas nabíjania na tri hodiny. Najnovšie elektronicky riadené rýchlonabíjanie s kontrolou teploty nabíjaného článku skrátilo čas nabíjania, v niektorých prípadoch na menej ako 15 minút.

Súčasné univerzálne nabíjačky sa hneď po zapojení dokážu prepnúť na menovité napätie článku, zistia jeho stav a kapacitu a podľa toho zvolia rýchlonabíjanie pod hranicou nebezpečného zahriatia. Rýchlonabíjanie prebieha tak, že sa najprv nabíja silným nabíjacím prúdom a po krátkom čase sa chvíľu vybíjajú dvojnásobne silným prúdom, aby sa obmedzila tvorba veľkých kryštálov vyvolávajúcich pamäťový efekt. Časové intervaly pri takomto nabíjaní sa počítajú v milisekundách. Tieto cykly sa opakujú každú sekundu počas celého nabíjania, t. j. 15 minút. Pri takomto rýchlom nabíjaní by sa mohli prehriať, preto majú niektoré nabíjačky vlastný ventilátor, ktorý tomuto nežiaducemu javu zabraňuje. Aby nebolo nutné stále kontrolovať stav nabíjania, sú vybavené niekoľkými kontrolkami, ktoré indikujú stav akumulátora. Červená dióda indikuje, že je batéria nabíjaná, kým zelená znamená, že akumulátor je nabitý. Hneď ako ho nabije, automaticky sa prepne na tzv. udržiavacie napätie, keď už nemôže dôjsť k jeho prebíjaniu alebo prehrievaniu.

Batérie budúcnosti

Momentálne už prebiehajú testy lítiumpolymérových (Li-pol) batérií, ktorých výhodou oproti dnešným lítiumiónovým batériám je ešte nižšia hmotnosť, nižšie výrobné náklady a bezpečnosť. Ich gélová konzistencia umožňuje veľkú variabilitu tvaru, a teda by sa dala jednoduchým spôsobom začleniť do tela vŕtačky alebo skrutkovača. Majú však aj niektoré nedostatky, ktoré treba v priebehu času odstrániť, aby sa dali bežne používať.