DE3012637C2

DE3012637C2 - Elektromotorisch angetriebenes Handwerkzeug mit einer Rutschkupplung

Info

Publication number: DE3012637C2
Application number: DE19803012637
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr. 7442 Neuffen Benzing; Manfred Dipl.-Ing. 7440 Nürtingen Schulz
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1980-04-01
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1984-06-28
Also published as: GB2073062A; DE3012637A1; GB2073062B

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für eine zwischen dem Motoranker und einer Antriebswelle eines elektromotorisch angetriebenen Handwerkzeugs vorgesehene Rutschkupplung, wobei jeder Kupplungshälfte ein Drehzahlaufnehmer zugeordnet ist, über die bei einem durch Impulsgeber festgestellten Drehzahlunterschied zwischen den Kupplungsteilen mittels einer elektronischen Schaltung die Schlupfleistung begrenzt wird.

Eine solche Überwachungseinrichtung ist aus dem Prospektblatt 15/1 der Firma PIV-Antrieb Werner Reimers KG, Bad Homburg VDH bekannt, die auch für Elektrohandwerkzeuge verwendbar erscheint. Zur Schlupleistungsbegrenzung werden die Schlupfimpulse in einem Integrator aufsummiert und es wird nach einem bestimmten Rutschweg bzw. einer bestimmten Durchrutschzeit zwischen 10 und 24 see der Antrieb abgeschaltet oder nur bei einem Durchrutschen ein Warnsignal gegeben.

Aus der DE-AS 18 01 418 ist es bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine bekannt, die Belastung des Werkzeugs bei der spanabhebenden Bearbeitung zu erfassen und bei Überlastung die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors herabzusetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ohne Gefährdung des verwendeten Werkzeugs der Verschleiß der Rutschkupplung in erträglichen Grenzen gehalten wird, wobei aber bei einem Durchrutschen der Kupplung mit dem Handwerkzeug weitergearbeitet werden kann ohne automatische Stillsetzung.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, ίο daß bei einem Überschreiten einer zulässigen Drehzahldifferenz mittels einer Drehzahlregel-Elektronsk die vorgegebene Solldrehzahl des Motorankers bis zum Erreichen der noch zulässigen Drehzahldifferenz herabsetzbar ist Dadurch wird zum Schutz der Rutschkupplung beim Durchrutschen derselben in die Drehzahlregel-Elektronik eingegriffen und die vorgegebene SoIldrehzahl herabgesetzt Eine Überlastung der Rutschkupplung wird bei Aufrechterhaltung des Antriebs vermieden, so daß bspw. ein festgelaufener Bohrer wieder freibekommen werden kann. Selbst bei einer vollständigen Blockierung wird der Antrieb nicht stillgesetzt, sondern die Solldrehzahlvorgabe wird auf den noch als zulässig erachteten Drehzahlunterschied herabgegerelt, so daß auch beim Stillstand der Abtriebswelle noch ein beachtliches Drehmoment zur Verfugung steht dessen Größe aber durch die Einstellung der Rutschkupplung selbst nach oben begrenzt ist

Zum we'teren Schutz des Antriebsmotors gegen Überhitzung kann vorteilhafterweise zusätzlich zur Drehzahlregel-Elektronik im Stromkreis ein Überstromdetektor vorgesehen sein, durch den beim Auftreten einer zu hohen Stromaufnahme die Motorankerdrehzahl herabsetzbar ist. Vorteilhaft kann dabei der Auslösestrom so festgelegt werden, daß die Herabsetzung der Ankerdrehzahl geringfügig vor dem Ansprechen der Rutschkupplung erfolgt um so den Kupplungsverschleiß so gering wie möglich zu halten.

in weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen der Rutschkupplung und der Abtriebswelle ein Bewegungsfühler vorgesehen sein, durch den bei einem festgestellten Stillstand oder einer gegenüber dem Sollwert zu niedrigen Drehzahl die Motorankerdrehzahl herabsetzbar ist

Mit konstruktiv geringem Aufwand können die Drehzahlaufnehmer den Zähnen zweier vor bzw. nach der Rutschkupplung angeordneter Zahnräder gegenüberliegend zugeordnet sein.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert In den Figuren zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine Elektrohandbohrmaschine,

F i g. 2 die schematische Getriebeabwicklung des in F i g. 1 dargestellten Handwerkzeugs,

F i g. 3 das Schaltschema einer Drehzahlherabsetzungssteuerung mit der Messung von zwei Drehzahlen,

F i g. 4 ein der F i g. 3 entsprechendes Schaltschema mit nur einer Stillstandsüberwachung der Abtriebswelle und

F i g. 5 ein den F i g. 3 und 4 entsprechendes Schaltschema mit Verwendung eines Überstromdetektors zur Steuerung der Drehzahlherabsetzung.

Beim in den Fig. 1 und 2 teilweise dargestellten Handwerkzeug ist in einem mehrteiligen Gehäuse 1 ein Motoranker 2 drehbar gelagert, dessen Ritzelwelle 3 im Zahnrad 4 einer Zwischenwelle 5 eines Übersetzungs-

getriebes 6 kämmt Die Zwischenwelle 5 des Übersetzungsgetriebes 6 weist zwei Zahnräder 7 und 8 auf, durch die wahlweise über ein Schaltrad 9 eine Abtriebswelle 10 mit zwei unterschiedlichen Drehzahlen antreibbar ist. Das Schaltrad 9 kann über eine Übersetzungs-Umschaltvorrichtung 11 geschaltet weiden.

Auf der Abtriebswelle 10 ist eine Werkzeugaufnahme beispielsweise in Form eines Bohrfutters 12 vorgesehen.

Im Zahnrad 4 ist eine Rutschkupplung 13 angeorunet, durch die beim Erreichen eines vorbestimmten Drehmoments das Zahnrad 4 auf der Zwischenwelie 5 durchrutschen kann.

Im Antrieb ist vor und nach der Rutschkupplung 13 jeweils ein Drehzahlaufnehmer 14 bzw. 15 angeordnet, wobei wie in F i g. 2 angedeutet, beispielsweise die Zähne des Ritzels der Ritzelwelle 3 und des Zahnrads 7 als Impulsgeber für die Drehzahlaufnehmer 14 bzw. 15 dienen. Die Drehzahlaufnehmer 14 und 15 können in bekannter Weise als Tachogeneratoren ausgebildet sein. Es können aber auch induktive und kapazitive Meßverfahren zur indirekten Drehzahlbestimmung des Motorankers 2 und der Zwischenwelle 5 bzw. der Abtriebswelle 10 dienen.

In F i g. 3 ist die Anordnung der F i g. 2 schematisiert dargestellt. Dabei sind die beiden Drehzahlaufnehmer 14 und 15 mit einer elektronischen Drehzahlregelung 16 gekoppelt, durch die beim Durchrutschen der Rutschkupplung 13, also einer Abweichung des Frequenzverhältnisses der abgegebenen Frequenzen der Drehzahlaufnehmer 14 und 15 vom Normalwert die Drehzahl des Motorankers 2 in bekannter Weise herabgeregelt wird. Die Herabsetzung der Drehzahl erfolgt so weit, daß eine bestimmte vorgegebene Drehzahldifferenz an der Rutschkupplung 13 nicht überschritten wird, so daß die dort in Reibungswärme umgewandelte Energie noch keinen Kupplungsschaden hervorruft und so der Bedienungsperson genügend Zeit bleibt, um die Überbelastung bzw. Blockierung der Abtriebswelle 10 zu beseitigen bzw. den Antrieb von Handstillzusetzen, wenn dies nicht kurzfristig möglich ist. Die Einhaltung der Dreh-Zahldifferenz an der Rutschkupplung 10 ist auch bei vollständiger Blockierung der Abtriebswelle 10 möglich.

Da häufig bei einer Überbelastung die Abtriebswelle 10 blockiert ist, kann wie in Fig.4 dargestellt, ein solches Blockieren durch einen Bewegungsfühler 15' ermittelt werden, durch den dann die Sollwertvorgabe der elektronischen Drehzahlregelung 16 vom Normalwert auf einen reduzierten Wert eingestellt werden kann.

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 5 ist im Motorstromkreis ein Überstromdetektor 17 angeordnet, durch den beim Überschreiten eines vorgegebenen Stromwerts die Drehzahlsollvorgabe der elektronischen Drehzahlregelung 16 herabgesetzt wird und so die Motordrehzahl entsprechend dem Leistungsaufnahmevermögen der Rutschkupplung 13 erniedrigt wird. In den Schaltschemen der F i g. 3 bis 5 ist der Netzanschluß 18 und ein Betriebsschalter 19 schematisch dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung für eine zwischen dem Motoranker und einer Antriebswelle eines elektromotorisch angetriebenen Handwerkzeugs vorgesehene Rutschkupplung, wobei jeder Kupplungshälfte ein Drehzahlaufnehmer zugeordnet ist, über die bei einem durch Impulsgeber festgestellten Drehzahlunterschied zwischen den Kupplungsteilen mittels einer elektronischen Schaltung die Schlupfleistung begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Überschreiten einer zulässigen Drehzahldifferenz mittels einer Drehzahlregelelektronik (16) die vorgegebene Solldrehzahl des Motoiankers (2) bis zum Erreichen der noch zulässigen Drehzahldifferenz herabsetzbar ist.

2. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Drehzahlregelelektronik (16) im Stromkreis ein Überstromdetektor (17) vorgesehen ist, durch den beim Auftreten einer zu hohen Stromaufnahme die Motorankerdrehzahl herabsetzbar ist.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rutschkupplung (13) und der Abtriebswelle (10) ein Bewegungsfühler (15') vorgesehen ist, durch den bei einem festgestellten Stillstand oder einer gegenüber dem Sollwert zu niedrigen Drehzahl die Motorankerdrehzahl herabsetzbar ist (F i g. 4).

4. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlaufnehmer (14,15) den Zähnen zweier vor bzw. nach der Rutschkupplung (13) angeordneter Zahnräder (4,7) gegenüberliegend zugeordnet sind.

5. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehzahlherabsetzung über einen Thyristor oder Triac die Versorgungsspannung des Elektromotors herabsetzbar ist.