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Elektrische Motorstrombegrenzungs-Schaltungsanordnung, insbesondere zur Drehmomentbegrenzung elektromotorisch angetriebener Werkzeuge Das Hauptpatent betrifft eine elektrische Motorstrombegrenzungs-Schaltungsanordnung, insbesondere zur Drehmomentbegrenzung elektromotorisch angetriebener Werkzeuge, mit einem zu überwachenden Motorstromkreis und mit einem monostabilen Schaltungsteil zur Steuerung eines Schalters im erwähnten Stromkreis, durch welchen der Schalter nach seiner jedesmaligen Ausschaltung verzögert wieder einschaltet. Bei dem im Hauptpatent dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Schalter durch einen monostabilen Multivibrator betätigt, dessen Eingang durch den Motorstrom gesteuert wird.
Eine solche Schaltung eignet sich sehr gut, wenn der Grössenunterschied zwischen dem Leerlaufdrehmo- ment und dem Arbeitsdrehmoment, bei welchem der Motorstromkreis automatisch unterbrochen wird, ver- hältnismässig gross ist. Unter diesen Voraussetzungen besteht nämlich keine Gefahr, idass,der Multivibrator infolge im Motorstromkreis auftretender Störimpulse anspricht und den Motor vorzeitig ausschaltet. Soll dagegen das Arbeitsdrehmoment z.
B. eines Schraubenziehers in sehr grossem Bereich regelbar sein, derart, dass auch das Leerlaufdrehmoment verhältnismässig wenig übersteigende Arbeitsdrehmomente eingestellt werden können, so sind zusätzliche Mittel erforderlich, um ein ungewolltes, vorzeitiges Kippen des Multivibrators infolge Störspannungen vom Motor oder infolge des An- laufstromstosses des Motors zu vermeiden.
Es ist das Ziel vorliegenid'er Erfindung, isolche geeignete Mittel vorzusehen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Multivibrator durch Kontakte eines Relais gesteuert ist. Es kann also durch den Motorstrom vorerst ein elektromechanisches Relais gesteuert werden, das durch einen Kontakt, vorzugsweise einen an verschiedene Potentiale anlegbaren Umschaltkontakt, den Eingang des Multivibrators steuert und dadurch eine eindeutige, von kurzen Störspannunggspitzen unabhängige Steuerung des Multivibrators erzielt, indem das Relais auf kurze Stromspitzen nicht anspricht.
Vorzugsweise kann zwischen dem Motorstromkreis und dem Relais mindestens ein Siebglied angeordnet werden, das kurze Spannungsspitzen wirksam dämpft.
Anhand der Zeichnung ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Ausrüstung der erfindungsgemässen Anordnung. für einen Schraubenzieher schematisch dargestellt.
Im Stromkreis des an eine. Gleichstromquelle 2 angeschlossenen Antriebsmotors 1 liegen ein Potentiome- ter 4 und ein fest einstellbarer Vorwiderstand 5. Der Abgriff des der Grobeinstellung dienenden Potentiome- ters 4 ist mit einem weiteren Potentiometer 20 verbunden, dessen Abgriff über eine Siebdrossel 21 mit der Basis eines Eingangstransistors 22 verbunden ist. Der Drossel 21 ist ein Siebkondensator 23 parallel geschaltet. Der Transistor 22 ist direkt gekoppelt mit einem Transistor 24, in !delssen Kollektorstromkreis ein erstes Relais 25 liegt.
Das Relais 25 weist einen Umschaltkontakt 26 auf, der bei entregtem Relais 25 in der dargestellten Lage mit der negativen Klemme einer Spannungsquelle in Verbindung steht. Bei Erregung des Relais 25 wird der Kontakt 26 an die positive Klemme der Spannungsquelle umgelegt. Der Kontakt 26 ist über einen Kondensator 27 und eine Diode 28 mit der Basis des Eingangstransistors 9 eines monostabilen Multivibrators verbunden. Der Ausgangstransistor 14 des Multivibrators arbeitet auf ein Relais 15, das einen Ruhekontakt 3 im Motorstromkreis aufweist. Die übrigen Elemente des Multivibrators entsprechen denjenigen eines herkömmlichen Multivibrators und bedürfen keiner näheren Erläuterung.
Die Schaltung ist im Arbeitszustand dargestellt, d. h. der Motorstromkreis ist eingeschaltet und es wird angenommen, der Motor 1 habe lediglich das Leerlaufmoment zu überwinden, d. h. die Schraube sei noch nicht angezogen. In diesem Falle fliesst im Motorstromkreis ein verhältnismässig geringer Strom, so dass der Abgriff des Potentiometers 20 eine geringe negative Spannung gegenüber dem Emitter des Transistors 22 aufweist.
Im Transistor 22 fliesst daher ein verhältnis- mässig geringer Strom und somit ist auch der Stromfluss
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im Transistor 24 gering, und das Relais 25 ist entregt. Der Kontakt 26 steht somit in der dargestellten Lage in Verbindung mit der negativen Klemme der Spannungsquelle, so dass der Transistor 9 leitet und der Transistor 14 gesperrt ist. Das Relais 15 ist somit ebenfalls entregt und sein Ruhekontakt 3 hält den Motorstromkreis geschlossen. Vom Motor 1 herrührende kurze Störspannungen werden durch die Drossel 21 und den Kondensator 23 wirksam ausgesiebt und auf die gegebenenfalls noch im Relais auftretenden geringen kurzzeitigen Stromschwankungen spricht das Relais nicht an.
Wenn nun die Schraube festgezogen wird, steigt das vom Motor 1 zu überwindende Drehmoment an, womit auch der Stromfluss im Motorstromkreis und in den beiden Verstärkungstransistoren 22 und 24 ansteigt, bis bei einem durch die Einstellung der Potentiometer 4 und 20 bestimmten Motorstrom der mittlere Stromfluss im Relais 25 genügt, um dessen Kontakt 26 umzulegen. Damit erfolgt eine plötzliche Umladung des Kondensators 27 und die Spannung an der Basis des Transistors 9 steigt so weit an, dass dieser Transistor gesperrt wird. Damit wird der Transistor 14 leitend und das Relais 15 unterbricht mit seinem Ruhekontakt 3 den Motorstromkreis.
Damit geht die Spannung an der Basis des Eingangstransistors 22 auf Null zurück, so dass auch der Ausgangstransistor 24 praktisch stromlos wird, womit das Relais 25 wieder abfällt. Der Kontakt 26 geht in die in der Zeichnung dargestellte Lage zurück, womit jedoch keine Umsteuerung des Multivibrators erfolgt.
Der Multivibrator kippt erst nach einer im wesentlichen durch die Zeitkonstante des Basisstromkreises des Transistors 14 bestimmten Zeit zurück, womit das Relais 15 abfällt und mit seinem Kontakt 3 den Motorstromkreis wieder schliesst. Der Einschaltstromstoss des im Leerlauf arbeitenden Motors 1 genügt dabei nicht, um das Relais 25 erneut zum Ansprechen zu bringen. Die Schaltung befindet sich damit wieder in dem in der Zeichnung dargestellten Arbeitszustand.
Die Ansteuerung des monostabilen Multivibrators über den Kondensator 27 hat den Vorteil, dass eine impulsweise Steuerung mit den ohnehin vorhandenen positiven und negativen Potentialen der Spannungsquelle möglich ist. Die Diode 28 bewirkt hierbei, dass nur eine Umsteuerung des Multivibrators beim Umlegen des Kontakts 26 an die positive Spannung, nicht aber bei der Rückschaltung an die negative Spannung erfolgt. Der Vorwiderstand 5 im Motorstromkreis bewirkt, dass auch bei irrtümlicher Einstellung beider Potentio- meter 4 und 20 auf Null, bei Stillstand des Motors 1 ein genügender Spannungsabfall entsteht, um ;
das Relais 25 zum Ansprechen zu bringen und damit den Motorstromkreis auszuschalten.
Anstelle der dargestellten Siebkette mit einer Drossel und einem Kondensator kann natürlich auch eine andere, eventuell mehrgliedrige Siebkette verwendet werden. Das Relais 25 kann je nach Bedarf eine gewisse Ansprechverzägerugg oder Abfallverzögerung aufweisen.
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Electric motor current limiting circuit arrangement, in particular for limiting the torque of tools driven by an electric motor The main patent relates to an electric motor current limiting circuit arrangement, in particular for limiting the torque of electric motor driven tools, with a motor circuit to be monitored and with a monostable circuit part for controlling a switch in the circuit mentioned, through which the switch after after it is switched off, it switches on again with a delay. In the embodiment shown in the main patent, the switch is operated by a monostable multivibrator, the input of which is controlled by the motor current.
Such a circuit is very suitable if the size difference between the idling torque and the working torque at which the motor circuit is automatically interrupted is relatively large. Under these conditions there is no risk of the multivibrator responding as a result of interference pulses occurring in the motor circuit and switching off the motor prematurely. If, however, the working torque z.
B. a screwdriver can be regulated in a very large range, so that the idling torque can be set relatively little exceeding working torques, additional means are required to prevent unwanted, premature tilting of the multivibrator due to interference voltages from the motor or as a result of the starting current surge Avoid motor.
It is the object of this invention to provide such suitable means. The invention is characterized in that the multivibrator is controlled by contacts of a relay. The motor current can initially control an electromechanical relay that controls the input of the multivibrator through a contact, preferably a switchover contact that can be applied to different potentials, and thereby achieves a clear control of the multivibrator independent of short interference voltage peaks by setting the relay to short Current peaks does not respond.
Preferably, at least one filter element can be arranged between the motor circuit and the relay, which effectively attenuates short voltage peaks.
An exemplary embodiment of the electrical equipment of the arrangement according to the invention is given below with reference to the drawing. for a screwdriver shown schematically.
In the circuit of the to one. The drive motor 1 connected to the direct current source 2 has a potentiometer 4 and a permanently adjustable series resistor 5. The tap of the potentiometer 4 used for coarse adjustment is connected to a further potentiometer 20, the tap of which is connected to the base of an input transistor 22 via a filter choke 21 . A filter capacitor 23 is connected in parallel to the choke 21. The transistor 22 is directly coupled to a transistor 24 in which a first relay 25 is located in its collector circuit.
The relay 25 has a changeover contact 26 which is connected to the negative terminal of a voltage source when the relay 25 is de-energized in the position shown. When the relay 25 is energized, the contact 26 is switched to the positive terminal of the voltage source. The contact 26 is connected via a capacitor 27 and a diode 28 to the base of the input transistor 9 of a monostable multivibrator. The output transistor 14 of the multivibrator operates on a relay 15 which has a normally closed contact 3 in the motor circuit. The other elements of the multivibrator correspond to those of a conventional multivibrator and do not require any further explanation.
The circuit is shown in the working state, i. H. the motor circuit is switched on and it is assumed that the motor 1 only has to overcome the idling torque, i. H. the screw has not yet been tightened. In this case, a relatively low current flows in the motor circuit, so that the tap of the potentiometer 20 has a low negative voltage with respect to the emitter of the transistor 22.
A comparatively low current therefore flows in transistor 22, and so is the current flow
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low in transistor 24 and relay 25 is de-energized. In the position shown, the contact 26 is therefore connected to the negative terminal of the voltage source, so that the transistor 9 conducts and the transistor 14 is blocked. The relay 15 is thus also de-energized and its normally closed contact 3 keeps the motor circuit closed. Brief interference voltages originating from the motor 1 are effectively screened out by the choke 21 and the capacitor 23, and the relay does not respond to the slight brief current fluctuations that may still occur in the relay.
If the screw is now tightened, the torque to be overcome by the motor 1 increases, whereby the current flow in the motor circuit and in the two amplification transistors 22 and 24 increases until the mean current flow in the motor current determined by the setting of potentiometers 4 and 20 Relay 25 is sufficient to flip its contact 26. This causes a sudden charge reversal of the capacitor 27 and the voltage at the base of the transistor 9 rises so far that this transistor is blocked. This makes the transistor 14 conductive and the relay 15 interrupts the motor circuit with its normally closed contact 3.
The voltage at the base of the input transistor 22 thus goes back to zero, so that the output transistor 24 is also practically currentless, with the result that the relay 25 drops out again. The contact 26 returns to the position shown in the drawing, but this does not result in a reversal of the multivibrator.
The multivibrator only tilts back after a time determined essentially by the time constant of the base circuit of the transistor 14, whereby the relay 15 drops out and with its contact 3 closes the motor circuit again. The inrush current of the idling motor 1 is not sufficient to make the relay 25 respond again. The circuit is thus again in the working state shown in the drawing.
The control of the monostable multivibrator via the capacitor 27 has the advantage that it can be controlled in pulses with the positive and negative potentials of the voltage source that are already present. The diode 28 has the effect that the multivibrator is reversed only when the contact 26 is switched to the positive voltage, but not when it is switched back to the negative voltage. The series resistor 5 in the motor circuit ensures that, even if both potentiometers 4 and 20 are set to zero by mistake, when the motor 1 is at a standstill, a sufficient voltage drop occurs to
to bring the relay 25 to respond and thus switch off the motor circuit.
Instead of the sieve chain shown with a throttle and a capacitor, another, possibly multi-link sieve chain can of course also be used. The relay 25 can have a certain response delay or dropout delay as required.