DE2835382A1

DE2835382A1 - Schaltungsanordnung fuer eine elektronische drehmomentabschaltung

Info

Publication number: DE2835382A1
Application number: DE19782835382
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Bauder; Hans-Dieter Dipl Ing Dorner
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 1978-08-12
Filing date: 1978-08-12
Publication date: 1980-02-28
Also published as: FR2432918B1; CH649493A5; DE2835382C2; FR2432918A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich, auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-AS 25 16 951 ist eine elektrische Begrenzungseinrichtung bekannt, die durch einen Einschaltstromimpuls oder einen Schlagstromimpuls gestartet
wird und durch ein Zeitschaltglied oder einen Impulszähler ein Signal zur Beendigung des Einschraubens gibt.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß eine zusätzliche Drehzahlsteuerung vor allem beim Einsatz
eines ImpulsZählers aufgrund der unterschiedlichen Gr'-ßen der Impulse bei einer Drehzahlsteuerung nicht benützt -werden kann. Außerdem zeigt die Praxis, daß die Impulshöhe beim Schlagen in Abhängigkeit von der Sehlagzeit abnimmt, d.h., der Impulszähler muß so
selektierend ausgelegt werden, daß er auch noch sehr kleine Impulse aufnimmt, was bei einer Verschraubung, die Verunreinigungen aufweist, bereits dann zu einem Zählvorgang führen kann, wenn der Einschraubvorgang noch ohne Schlag stattfindet. Desweiteren weist die bekannte ImpulsZählerschaltung den Nachteil auf, daß vor erneuter Inbetriebnahme der Zähler d'2 zurückgestellt werden muß.

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Bei der Verwendung eines Zeitschaltgliedes führen Verunreinigungen beim Einschraubvorgang aufgrund des vorzeitigen Startes der Zeitbegrenzungseinrichtung einerseits zu einem verfrühten Abschalten des Elektrowerkzeuges, d.h., das definierte Drehmoment wird nicht erreicht, andererseits kann es bei der bekannten Zeitschaltung zu einem unbeabsichtigten Weiterschrauben kommen, falls nach Abfall des Relais d3 der Schalter S nicht losgelassen wurde. Schließlich kann bei Verwendung eines Eins-chaltstromimpulses in Verbindung mit einem Zeitschaltglied ein drehmomentdefiniertes Einschrauben infolge der verschiedenen Schraubenlängen oder bei gleicher Schraubenlänge des unterschiedlichen Aufsetzens einer Schraube nicht gegeben sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der einem drehzahlgesteuerten Schlagschrauber eine für einen definierten Schraubfall dosierte Schlagenergie zugeführt wird, unabhängig vom Aufsetzen der Schraube und unbeeinflußt vom Verunreinigungszustand der Schraubgänge.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Schaltung gelöst, wie sie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben ist.

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Die Schaltungsanordnung kann vorteilhafterweise sowohl in einem Elektrοwerkzeug, als auch in einem sogenannten Hetzsteckergehäuse untergebracht werden, wobei der Motor und die Elektronik mit Ein- oder Mehrphasenwechselstrom, letzterer für 50 Hz und erhöhter Netzfrequenz, betrieben und gesteuert werden können.

Die Schaltungsanordnung hat außerdem als Vorzug aufzuweisen, daß nach Abschalten des Schlagschraubers über die Schaltanordnung nur durch lösen und erneutes Drücken des Ausschalters kontrolliert ein neuer Arbeitszyklus eingeleitet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachfolgend aufgeführten Zeichnungen dargestellt und wird anschließend näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung für Einphasenwechselspannung,

Figur 2 ein detailliertes Schaltbild der Schaltungsanordnung nach Fig. 1,

Figur 3 die Kennlinie der Stromaufnahme eines Schlagschraubers und

Figur 4 die Kennlinie der aufgenommenen Schlagenergie.

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Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist der Motor M-| des Schlagschraubers, der einen eingebauten Drehzahlsteller DS-| aufweist, über die elektronische Schaltung 10 und einen im Handgriff des Schlagschrauber untergebrachten Netzschalter Si an ein Wechselstromnetz Ι-], ΪΓ angeschlossen. Die elektronische Schaltung 10 setzt sich zusammen aus einem Versorgungsspannungsteil 11, einem Verzögerungsglied 12, einem Verstärker 13? den Lastwiderständen Rj₁, der Diodenanordnung 14, dem Integrator 15, dem Komparator 16 und der Abschalteinrichtung 17.

Aus dem in Figur 2 dargestellten detaillierten Schaltbild geht folgender Funktionsablauf hervor:

Wird der Schalter S-] geschlossen, so fließt über die Lastwiderstände Rj₁ und den Öffner eines Relais Re-j ein Strom, der in den Lastwiderständen Rj₁ zu einem Spannungsabfall führt. Gleichzeitig wird über einen Transformator Tf-] in einer Delonschaltung, bestehend aus den Kondensatoren C-] und C 2 und den Dioden D-] und D2 die Vers or gungs spannung erzeugt, die jedoch für die positive Spannungsseite über einen Transistor Tr-| aufgrund der Kombination eines Trimmpotentiometers P3 und eines Kondensators C3 verzögert einem Operationsverstärker OP-] zugeführt wird, während die Operationsverstärker OP2 und OP3 die Spannung unverzögert erhalten. Durch diese Verzögerung wird der

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aufgrund des Anlaufstromes sich zunächst ergebende überhöhte Spannungsabfall in der Verstärkerschaltung OP-] unterdrückt. Nach Abklingen des Anlauf stromes wird der in den Lastwiderständen Rj₁ erzeugte sinusförmige Spannungsabfall in der Verstärkerschaltung OP-j entsprechend der im Eückkopplungs zweig, bestehend aus einem Widerstand R-j, einem Trimmpotentiometer P-] und einem Widerstand R2, eingesetzten Elemente "verstärkt. Der Verstärkerteil 13 wird dabei über das Trimmpotentiometer P-j so justiert, daß die verstärkte, über eine Diode D3 gleichgerichtete, an einem Widerstand R3 anliegende Spannung beim Schlagstrom zum Durchbruch einer Zenerdiode ZD-] führt, während der Einschraubstrom eine verstärkte, gleichgerichtete Spannung hervorruft, die von der Zenerdiode gesperrt wird. Wird die Zenerdiode ZD1 im Durchbruch betrieben, so beginnt in der Integratorstufe 15} bestehend aus einem Operationsverstärker OP2, einem Kondensator C 4 und einem Widerstand R4 der Auf summa/t ions vor gang. Tritt eine nur kurzzeitige Durchbruehspannung auf, wie es z.B. bei Verschmutzungen im Schraubgang beim Einschrauben möglich ist, so wird auigrund der Beschaltung im Teil 15 der Integrationsvorgang nicht durchgeführt.

Unterschreitet die Ausgangsspannung des Integrators 15 den über die Widerstände R^, R5 und ein Potentiometer P2 eingestellten Sollwert, so steuert ein als

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Schalter eingesetzter Operationsverstärker OP3 einen Thyristor Th-] an. Dieser Thyristor Th-] schaltet durch und erregt ein Relais Re^, wodurch der Motor Mt über den Öffnerkontakt dieses Relaxe abgeschaltet wird. Das Relais Re-j füllt nach Abschalten der ■Versorgungsspannung der Elektronikschaltung 10 über den Schalter S-] ab.

Selbstverständlich ist die Schaltungsanordnung nicht auf einphasigen Betrieb begrenzt, sie läßt sich auch bei mehrphasigem Wechselstrom für 50 Hz und erhöhten Frequenzen einsetzen, wobei jedoch ein v/eiterer Öffnerkontakt am Relais Re-] notwendig wird. Auch ist die grundsätzliche Schaltungsanordnung nicht auf das hier aufgezeigte Ausführungsbeispiel eingeschränkt.

In Figur 3 sind die Kennlinien der Stromaufnahme eines drehzahlgesteuerten Schlagschraubers dargestellt, wobei die obere durchgezogene Linie bei total ausgefahrener Vollwellensteuerung, die untere strichpunktierte linie bei angeschnittener Vollwellensteuerung entsteht. Die Kurven lassen deutlich erkennen, daß der max. Ausschlag der Stromimpulse mit der Schlagzeit abnimmt und abhängig vom eingestellten Zündverzögerungswinkel ist, v/as bei der bekannten Ausführung mittels Impulszähler zu den eingangs erwähnten Nachteilen führen kann.

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Die in figur 4 dargestellten Kennlinien zeigen den Verlauf des aufintegrierten Stromes, der der Schlag-Energie bei Unterdrückung des Anlaufvorganges entspricht, wobei die obere durchgezogene Linie x^ieder die totale Aussteuerung₃ die untere strichpunktierte Linie die angeschnittene Tollwellensteuerung eines drehzahlgesteuerten Schlagschraubers verdeutlicht. Die aufgenommene Energie wird dabei am Ausgang des Operationsverstärkers OP2 als der Energie proportionale Spannung ausgewiesen.

Hierau 3 Blatt Zeichnungen

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Leerseite

Claims

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C. & E. PEIN G-mbH & Co., Stuttgart
TEA 206

Schaltungsanordnung für eine
elektronische Drehmomentabschaltung,

Patentansprüche

■' 1J Schaltungsanordnung für eine elektronische Drehmomentabschaltung eines elektromotorisch angetriebenen drehzahlgesteuerten Schlagschrauber, dadurch gekennzeichnet, daß an Xastwiderständen (Rj,) eine der Belastung des Motors (M-]) proportionale Spannung abgegriffen und über
ein Verzögerungsglied (12) einem Verstärker Ο3)
zugeführt wird., wobei eine zwischen dem Verstärker (13) und einem Integrator (15) angeordnete Diodenschaltung (14) den Stromdurchfluß während des Einschraubvorganges sperrt, während des Schlagvorganges jedoch freigibt und in dem Integrator £15) einen Aufsummationsvorgang hervorruft, dessen Endbetrag ein Maß für die aufgenommene Schlagenergie
darstellt und als dieser Energie proportionale
Spannung einem Komparator (.16) weitergegeben wird, v/elcher bei betragsmäßiger Überschreitung des ein-

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gestellten Sollwertes über eine Abschalteinrichtung (17) die Stromzufuhr zum Motor (M-]) unterbricht .
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in oder an einem Schlagschrauber für Ein- oder Mehrphasenwechselstrombetrieb, letzterer für 50 Hz und erhöhter Hetzfrequenz ein- bzw. angebaut ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Hetzsteckergehäuse untergebracht ist.

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