DE2855969A1 - Schaltungsanordnung fuer einen elektromotorischen antrieb mit kriechgang und vollwellensteuerung - Google Patents

Description

einzubauen, der über 2 Einschaltstellungen verfügt. Ein solches Elektrowerkzeug läuft beim Durchdrücken des Schalters auf die erste Schalterstellung zunächst mit einer niedrigen Drehzahl an und beim weiteren Durchdrücken auf Stellung zwei stellt sich eine höhere, von der Bedienungsperson vorwählbare Drehzahl des Elektrowerkzeuges ein. Die niedrige Drehzahl in Stellung eins kann dabei sowohl durch einen dem Motor vorgeschalteten Festwiderstand als auch durch eine Elektronikschaltung mit Phasenanschnittcharakteristik verwirklicht werden. Dies hat zum Vorteil, daß der Anlaufstrom allmählich ansteigt und ein etwaiges Auslösen von Haushaltsicherungen vor allem bei größeren Elektrowerkzeugen vermieden wird.

Weiterhin ist eine elektronisch gesteuerte Sanftanlaufschaltung für Elektromotoren bekannt, die anfangs beim Einschalten nur einen minimalen Phasenanschnitt zuläßt. Nachteilig an dieser Schal tung ist, daß die Elektronik bei akzeptabler Zeitdauer für den Sanftanlauf eine Totzeit aufweist; die Elektronik liefert also erst -nach einer gewissen Zeit des Einschaltens Zündimpulse. Weiterhin müssen bei dieser Ausführung diverse Bauelemente dop pelt ausgeführt werden, wodurch sich ein erhöhter Kostenfaktor ergibt. Schließlich tritt bei dieser Sanftanlaufschaltung durch die Beschaltung hinter der Feldwicklung der Effekt ein, daß bei Belastung der Maschine an der Feldspule ein höherer Spannungsab fall auftritt als im Leerlauf, was für die Elektronik zu einer geringeren Versorgungsspannung führt und damit ein Verstellen des Stromflußwinkels zu geringeren Werten zur Folge hat.

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Die vorgenannten Schaltungen weisen somit den Nachteil auf, daß

entweder ein willkürliches Durchschalten vom ersten in den zweiten Schaltzustand gegeben ist, d.h. der Benutzer des Elektrowerkzeuges kann den Schalter voll durchdrücken,

oder bei dem Sanftanlaufschalter für Elektromotoren mit Thyristorsteuerung ein willkürliches Durchschalten zwar ausgeschlossen, aber die Schaltung auf eine Phasenanschnittsteuerung begrenzt ist, bei der der Anschnittswinkel sich stetig bis zum vorgegebenen Sollwert verändert; der Motor kann somit nicht eine beliebig vorgegebene Zeitdauer im Kriechgang arbeiten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der sowohl ein willkürliches Durchschalten ausgeschlossen als auch eine Vollwellensteuerung gegeben ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dargestellte Schaltung gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgend aufgeführten Zeichnungen dargestellt und werden anschließend näher erläutert .

Es zeigen

Figur 1 eine Schaltungsanordnung, bei der der Kriechgang über ein Relais geschaltet ist,

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eine ScnaltungsanoFdiniiig, bei der der Aufbau voIlelektroEtisch vorgenommen wurde.

In Figur 1 wird! der Motor M_r der von einem Elektronikbaustean 10 und einem Zeitverzögerungsglied 20 angesteuert wird, über den Schalter S aus der Netzspannung über die Klemmen L-], N gespeist. Die Phasenanschnittsteuerung TO besteht aus einem Gesamfeladewiderstand, der sich aus einem Potentiometer P 1 und einem parallel liegenden Trimrapotentiometer P 2 sowie einem Festwiderstand R 2 zusammensetzt, desweiteren aus einem Zündkondensator C 2, einem durchschaltenden Diac D 3 sowie einem leistungssteuernden Triac T

Da der Schleiferkontakt des Potentiometers P 1 beim Einschalten des Netzschalters S nicht durchgeschaltet ist, wird der Kondensator C 2 wegen des höherohmigen Zustandes von Potentiometer P 1 nur langsam aufgeladen, d.h., die Phasenanschnittsteuerung arbeitet bei geringstem Stromflußwinkel.

Gleichzeitig wird in dem Zeitverzögerungsglied 20 über eine Diode D 1 und einen Widerstand R 1 ein Kondensator C 1 solange aufgeladen, bis er die Zenerspannung einer parallel angeordneten Zenerdiode D 2 erreicht. Die Zenerdiode D 2 bricht dann durch und läßt ein Relais Re durchschalten, so daß ein Teil des Abgriffes des Potentiometers P 1 kurzgeschlossen wird, wodurch sich in der Phasenanschnittsteuerung 10 ein gleicher oder höherer Stromflußwinkel einstellt, der vom Benutzer vorbestimmt und bis auf maximalen Durchlaß des Triacs T gewählt werden kann<

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In der Figur 2 wird der Motor M über ein Triac T bei geschlossenem Netzschalter S angesteuert. Die Zündung des Trlacs T wird über einen handelsüblichen Phasenanschnittsteuerbaustein IS 10, der in bekannter Weise eine netzsynchrone Rampenspannung mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht, über Dioden D 10 und D 11 und einen Widerstand R 14 vorgenommen. Die Sollwertspannung für den Baustein IS 10 wird dabei über ein Potentiometer P 1 aus einer im Baustein erzeugten Festspannung abgegriffen. Durch Beschaltung mit einem Transistor Tr und einem Zeitglied, bestehend aus einem Widerstand R 1, einem Kondensator C 10 sowie einem Entladewiderstand R 11, wird beim Einschalten über den Schalter S der Transistor Tr zunächst im gesperrten Zustand betrieben, d.h., daß die Sollwertspannung einen höheren Wert annimmt als bei durchgeschaltetem Transistor Tr, wodurch die Zündung des Triacs T erst zu einem sehr spaten Zeitpunkt der Netzhalbwelle erfolgt.

Ist der Ladevorgang für den Kondensator C 10 beendet, so schaltet der Transistor Tr durch und läßt den über das Potentiometer P^ eingestellten Sollwert am Eingang B des Phasenanschnittbausteines IS 10 erscheinen.

Ein Kondensator C 11 und ein Widerstand R 12 dienen zur Einstellung der Rampenspannung.

Der integrierte Baustein IS 10 wird über ein Kleinspannungsnetz betrieben.

Ein Widerstand R 13 dient zur Synchronisation mit der Netzfrequenz .

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Der besondere Vorteil der aufgeführten Schaltungen besteht darin, daß über eine genau vorgegebene Zeitdauer die Maschine im Kriechgang betrieben wird und sodann ein Durchschalten in eine vorgegebene Drehzahl, die vom Benutzer eingestellt werden kann, selbsttätig erfolgt, d.h. die willkürliche Durchschaltung durch die Bedienungsperson wird unterbunden.

Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, daß diese Zeitglieder noch variabel ausgeführt werden können, so daß die Zeitdauer des Kriechganges von dem Benutzer über ein weiteres Potentiometer anstelle eines Festwiderstandes eingestellt werden kann.

Diese Schaltungsanordnungen weisen bei Schraubern den Vorteil auf, daß beim Einschrauben einer Schraube im Anlauf eine Deformation des Schraubenkopfes vermieden wird, im Gegensatz zu den üblichen Schraubern, bei welchen der plötzliche Einschaltvorgang zum Abreißen des Schraubenkopfes führen kann.

Außerdem wird allgemein bei Anwendungen dieser Schaltungsanordnungen die Unfallgefahr aufgrund der "menschlichen Schrecksekunde" vermindert.

Durch diese Schaltungsanordnungen wird weiterhin ein schonender Anlauf von Getrieben etc. erreicht, wodurch sich der Verschleiß an diesen Teilen verringert. Je nach Einstellung der Zeitglieder können die Schaltungen selbstverständlich auch als strombegrenzende Anlaufhilfen für Hochleistungsmotoren verwendet werden.

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Der automatische Kriechgangeffekt bietet zudem - beispielsweise bei Elektrowerkzeugen - in all den Einsatzfällen einen außerordentlichen Bedienungskomfort, bei denen bisher die Motordrehzahl nach kurzzeitigem Langsamlauf erhöht werden mußte, wie z.B. beim Anbohren ohne Ankörnung, beim Ansetzen von Stichsägen an konvexe Werkstücke oder von Gewindeschneidern, um nur einige Anwendungsfälle zu nennen.

Bei Bohrhämmern mit Luftpolsterschlagwerk stellt sich der Effekt ein, daß während der Kriechgangdauer ein Hämmern des Schlagwerkes vermieden wird, wodurch ein leichtes Ansetzen des Bohrhammers und ein schonendes Anbohren von schlagempfindlichen Materialien möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Leerseite

Claims (5)

C. & E. FEIN GmbH & Co., Stuttgart Schaltungsanordnung für einen elektromotorischen Antrieb mit Kriechgang und Vollwellensteuerung PATENTANSPRÜCHE

1.) Schaltungsanordnung für einen elektromotorischen Antrieb mit Kriechgang und Vollwellensteuerung, dadurch gekennzeichnet , daß

T) ein Motor (M) von einer Phasenanschnittsteuerung (10) und einem Zeitverzögerungsglied (20) gesteuert wird,

2) die Phasenanschnittsteuerung (10) ein Potentiometer (P-) zur Einstellung eines vorwählbaren Stromflußwinkels aufweist und der Phasenanschnitt in bekannter Weise über einen Triac (T) dem Motor (M) zugeführt wird,

3) der Motor (M) nach Ablauf einer über die Elemente des Zeitverzögerungsgliedes (20) vorgegebenen Zeitdauer mit dem über das Potentiometer (P-|). vorgewählten Stromflußwinkel weiterbetrieben wird,

A) der Motor (M) während der durch die Elemente des Zeitverzögerungsgliedes (20) vorbestimmten Zeitdauer mit minimalem Phasenanschnitt gesteuert wird.

ORIGINAL INSPECTED

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverzögerungsglied (20) nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer mittels eines Relais (Re) oder eines Schalttransistors (Tr) zu dem über das Potentiometer (P-j) vorgewählten Stromflußwinkel durchschaltet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festgröße des Ladewiderstandes (R-|) im Zextverzogerungsglied (20) durch einen regelbaren Widerstand zur frei wählbaren Zeitverzögerung ersetzt ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenanschnitt über einen Thyristor anstelle des Triacs (T) durchgeführt wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahl des Stromflußwxnkels mit einem im Druckschalter integrierten Schiebewiderstand vorgenommen wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen elektromotorischen Antrieb mit Kriechgang und Vollwellensteuerung. Es ist bekannt, in Elektrowerkzeugen einen Ein- und Ausschalter

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