CH449104A - Elektrische Motorstrombegrenzungs-Schaltungsanordnung, insbesondere zur Drehmomentbegrenzung elektromotorisch angetriebener Werkzeuge - Google Patents

Description

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 Elektrische    Motorstrombegrenzungs-Schaltungsanordnung,      insbesondere   zur    Drehmomentbegrenzung   elektromotorisch angetriebener Werkzeuge Die vorliegende Erfindung    betrifft   eine elektrische    Motorstrombegrenzungs-Schaltungsanordnung,   insbesondere    zur      Drehmomentbegrenzung   elektromotorisch angetriebener Werkzeuge, mit einem zu überwachenden Motorstromkreis. Sie dient beispielsweise zur Drehmomentbegrenzung bei Arbeitsgeräten wie Schraubenziehern und dergleichen. 



  Bei bisher allgemein verwendeten Geräten ist eine mechanische Rutschkupplung eingebaut. Diese Ausführung hat verschiedene erhebliche Nachteile. Es ist schwierig, eine mechanische Rutschkupplung so auszubilden, dass ihr    Abtriebsmoment   während längerer Zeit einen    ganz   bestimmten gewünschten Wert erreicht. Es ist auch schwierig, das    erforderliche   Drehmoment einzustellen. Der Motor kann nur von Hand ein- und ausgeschaltet werden und das    führt   in der Praxis    dazu,   dass z.

   B. ein Schraubenzieher bereits eingeschaltet wird, bevor er auf die Schraube aufgesetzt wird, und dass vor allem nach dem Festziehen der Schraube der Schraubenzieher oft noch bei eingeschaltetem Motor angehoben    wird,   so dass die    Klinge   des    Schraubenziehers   bei voll wirksamem Drehmoment aus dem Schraubenschlitz entfernt wird. Diese Arbeitsweise führt daher oft dazu, dass die Schraubenköpfe verkratzt oder sogar    erheblich   beschädigt werden. 



  Es ist    zwar   auch bekannt, im Stromkreis des Antriebsmotors von Schraubenziehern und dergleichen Arbeitsgeräten einen    überstromausschalter   anzuordnen, welcher beim Erreichen eines bestimmten Stromes und eines entsprechenden Drehmomentes anspricht und den Motor ausschaltet. Auch bei a11 diesen Geräten ist eine willkürliche Wiedereinschaltung des Gerätes erforderlich, was zu einer umständlichen Arbeitsweise führt. 



  Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, alle erwähnten Nachteile zu beheben. Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ist gekennzeichnet durch einen monostabilen Schaltungsteil zur Steuerung eines Schalters im erwähnten Stromkreis, durch welchen der Schalter nach seiner    jedesmaligen   Ausschaltung verzögert wieder ein- schaltet. Durch das Ansprechen des Schalters fällt aber das Antriebsmoment auf Null und bleibt dank der Einschaltverzögerung des Ausschalters noch während einer bestimmten,    vorzugsweise   einstellbaren Zeit auf diesem Wert, so dass z. B. beim Ausheben der    Schrau-      benzieherklinge   aus dem Schraubenschlitz ein Verkratzen oder Beschädigen des Schraubenkopfes möglichst vermieden wird.

   Die Einschaltverzögerung kann    vorzugsweise   so gewählt werden, dass sie der für die Manipulation zwischen    zwei   Arbeitsgängen, z. B. dem Festziehen zweier Schrauben erforderlichen Zeit entspricht, so dass der Schraubenzieher automatisch erst eingeschaltet wird, wenn z. B. eine neue Schraube in den Schraubenzieher eingesetzt worden ist und derselbe somit zum Einschrauben und Festziehen dieser Schraube vorbereitet ist. 



  Anhand der Zeichnung, die ein Schaltschema des Schraubenziehers darstellt, ist im folgenden ein    Aus-      führungsbeispiel   der Erfindung erläutert. 



  Der Motor 1 des Schraubenziehers kann aus einer Gleichstromquelle mit den Klemmen 2 gespeist werden. Im Motorstromkreis liegt ein Unterbrecher 3, ein variabler Widerstand 4 und ein konstanter    Vorwiderstand   5. Im dargestellten Arbeitszustand der Schaltung ist der Unterbrecher 3 geschlossen. Der    Abgriff   des Widerstandes 4 ist über Widerstände 6 und 7, zwischen welchen ein Kondensator 8 angeschaltet ist, mit der Basis eines Transistors 9 verbunden. Diese Basis ist ausserdem mit dem Abgriff eines    hochohmigen   Spannungsteiles 10 verbunden, der an die Klemmen 11 der stabilisierten Spannungsquelle für die dargestellte elektronische Schaltung angeschlossen ist.

   Der Kollektor des Transistors 9 ist über einen Kondensator 12 und einen parallelgeschalteten, verhältnismässig    hochohmigen   Widerstand 13 mit der Basis eines Transistors 14 verbunden. Im    Kollektorstromkreis   des Transistors 14 liegt eine den Unterbrecher 3 betätigende Wicklung 15. Die    Emitter   der beiden Transistoren 9 und 14 werden über einen gemeinsamen    Vorwiderstand   16 gespeist. Im Kollektor- 

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    stromkreis   des Transistors 9 liegt ferner ein einstellbarer    Vorwiderstand   17. Die Basis des Transistors 14 ist über einen Widerstand 18 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden. 



  Wie bereits erwähnt, ist die Schaltung im Arbeitszustand dargestellt, bei welchem der Motor 1 durch den Unterbrecher 3 eingeschaltet ist. Der Motorstrom    fliesst   über die Widerstände 4 und 5 und erzeugt in denselben einen von seiner Stärke und von der Einstellung des Widerstandes 4 abhängigen Spannungsabfall. Solange die Schraube lediglich angeschraubt und nicht festgezogen wird, ist das erforderliche Drehmoment    verhältnismäs-      sig   gering und der im Motorstromkreis fliessende Strom entsprechend schwach. Es entsteht daher an den Widerständen 4 und 5 ein geringer Spannungsabfall, so dass die Basis des Eingangstransistors 9 stark negativ und dieser Transistor somit leitend ist.

   Der Ausgangstransistor 14 ist hierbei gesperrt, und bei stromloser Wicklung 15 ist der als Ruhekontakt ausgebildete Unterbrecher 3 geschlossen. Wird nun die Schraube festgezogen, so steigt das Drehmoment und damit der im Motor    fliessende   Strom an, wodurch der Spannungsabfall an den Widerständen 4 und 5 zunimmt. Die Eingangsspannung an der Basis des Transistors verlagert sich daher entsprechend dem Stromfluss im Motorstromkreis nach positiven    Werten,   bis zum Erreichen eines bestimmten Schwellwertes der Transistor 9    gesperrt   wird.

   Durch den    damit   erfolgenden plötzlichen negativen Spannungssprung am Kollektor des Transistors 9 wird der Transistor 14 in an sich bekannter Weise sofort leitend, und die dadurch erregte Wicklung 15 betätigt den Unterbrecher 3, so dass der Motor ausgeschaltet wird. Die als monostabiler    Multivibrator   arbeitende Schaltung verbleibt nun während einer gewissen Zeit in diesem Zustand, wobei entsprechend dem Verhältnis der Widerstände 13, 17 und 18 und der Kapazität des    Kondensa-      tors   12 die Spannung an der Basis des Transistors 14 nach positiven Werten ansteigt, bis dieser Transistor gesperrt wird und über die gemeinsame Koppelung der    Emitter   der Transistor 9 wieder leitend wird.

   Durch dieses Umkippen der Schaltung nach einer durch den Widerstand 13 einstellbaren Zeit wird der Unterbrecher 13 wieder geschlossen und der Motor 1 eingeschaltet. Während der Einschaltverzögerung wird es unter allen Umständen mindestens möglich sein, den Schraubenzieher ohne wirksames Drehmoment aus dem Schraubenschlitz zu entfernen. Wie bereits erwähnt, kann aber die Einschaltverzögerung durch Einstellen der Umschaltzeit des monostabilen    Multivibrators   so eingestellt werden, dass während der Unterbrechung des Motor-    stromkreises   der Schraubenzieher    zurückgezogen   und mit einer neuen Schraube versehen werden kann.

   Die Bedienungsperson hat also mit der Ein- und Ausschaltung des Schraubenziehers überhaupt nichts zu tun und es ist Gewähr dafür geboten, dass die Ausschaltung des Motors immer bei genau derselben Stromstärke und folglich bei genau demselben maximalen Drehmoment des Schraubenziehers erfolgt. 



     Selbstverständlich   ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Steuerschaltung beschränkt, sondern es können irgendwelche geeignete monostabile Schaltungen verwendet werden, die bei genau definierbaren    Schwell-      werten   ansprechen. Bei geringen Anforderungen an die Genauigkeit wäre es unter Umständen auch möglich, in den Motorstromkreis direkt die Wicklung eines abfallverzögerten Relais zu schalten, dessen Ruhekontakt den Unterbrecher 3 darstellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrische Motorstrombegrenzungs-Schaltungsan- ordnung, insbesondere zur Drehmomentbegrenzung elektromotorisch angetriebener Werkzeuge, mit einem zu überwachenden Motorstromkreis, gekennzeichnet durch einen monostabilen Schaltungsteil zur Steuerung eines Schalters im erwähnten Stromkreis, durch welchen der Schalter nach seiner jedesmaligen Ausschaltung verzögert wieder einschaltet. UNTERANSPRÜCHE 1. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter durch eine monostabile Kippschaltung steuerbar ist, deren Kippvor- gang durch einen vorbestimmten Wert des Antriebsmotorstromes verursacht wird. 2.

   Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltzeit der Kipp- schaltung einstellbar ist. 3. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein veränderbarer Span- nungsteiler (10) zur Erzeugung einer Vorspannung am Eingang der Kippschaltung liegt. 4. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch einen im Motorstromkreis liegenden regelbaren Widerstand, dessen Abgriff mit dem Eingang der Kippschaltung verbunden ist. 5. Schaltungsanordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Leitungszug der Kipp- schaltung die Wicklung eines den Schalter betätigenden Relais liegt.