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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Kraftwerkzeug mit veränderlicher Drehzahl
und einem von Hand betätigten Drückerschalter oder Auslöseschalter, der die Motordrehzahl
über die Steuerung eines Triacs steuert.
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Die US-PS 3 209 228 zeigt ein Kraftwerkzeug, bei dem ein von Hand
betätigter Schalter einen Widerstand und die Steuerschaltung für einen halbleitergesteuerten
Gleichrichter (SCR) steuert, um den Motor des Werkzeuges mit einem Halbwellenstrom
veränderlicher Leistung zu versorgen. Da nur ein Halbwellenstrom am Motor liegt,
kann die volle Drehzahl nur dann erreicht werden, wenn ein Schalter vorgesehen ist,
der betätigt wird, um die Gleichrichtersteuerung nebenzuschliessen und die volle
Wechselstromversorgung an den Motor des Werkzeuges zu legen.
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Es besteht jedoch die Gefahr, dass der Nebenschlussschalter schnell
durchbrennt, da tatsächlich mit einer Gleichstromversorgung gearbeitet wird. Diese
Schwierigkeit wird teilweise durch die Verwendung eines Triacs statt eines halbleitergesteuerten
Gleichrichters beseitigt, was zur Folge hat, dass immer ein Wechselstrom am Motor
liegt.
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Der Triac kann zwar den Motor auf die volle Drehzahl bringen, ist
aber der Gefahr ausgesetzt, dass er durch die Wärme defekt wird, die bei voller
Last aufgebaut wird. In derartigen Schaltungen wird daher ein Nebenschlusschalter
verwandt, um den Triac bei voller Leistung nebenzuschliessen. Dadurch wird die Lebensdauer
des Triacs erhöht, wobei jedoch dennoch Schwierigkeiten mit der Zuverlässigkeit
der Drehzahlsteuerung infolge der geringen Lebensdauer des Schalters aufgrund der
Zuschaltung hoher Strombelastungen, d.h. bei voller Leistung bestehen.
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Durch die Erfindung sollen daher die Zuverlässieit die Lebensdauer
eines Kraftwerkzeuges mit veränderlicher Drehzahl erhöht werden, bei dem ein Triac
die Motordrehzahl steuert. Das wird erfindungsgemäss durch dle Verwendung eines
Triacs , der die volle Leistung aes Werkzeuges aushalten kann,und durch eine angemessene
Kühlung des Triacs erreicht, um die aufgebaute Wärme abzuleten, *-hrend gleichzeitiy
der oben beschriebene bisher verwandte N~~enschlusschalter fehlt. Der Triac ist
an einem Kühlkörper angebracht, der die im Triac bei voller Leistung aufgebaute
Wärme ableiten kann. Die Wärmeableitung kann dadurch verstärkt werden, dass der
Triac und der Kühlkörper im Kühlluftstrom durch das Werkzeuggehäuse angeordnet werden
-nd/oder der Triac an einem massiven Wärmeableitmetallteil des ehäuses mit einer
yeeigneten Isolierung gegenüber der..
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häuse angebracht wird. Grundgedanke der Erfindung ist daher die starke
Kühlung des Triacs kombiniert mit der Fehler. des Nebenschlusschalters, so dass
der Triac immer in der Steuern schaltung für die veränderliche Drehzahl des Motors
verbleibt.
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Dieser Grundgedanke kann selbst bei einem Werkzeug mit einer einzigen
Drehzahl Anwendung finden, bei dem das Hochleistungsumschalten über den Triac erfolgt
und das mechanische Schalten einfach in der Steuerschaltung für den Triac vor sich
geht.
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Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einem Kraftwerkzeug
mit einem von Hand betätigten Schalter zum Steuern des Ausgangssignales eines Triacs,
um die Drehzahl des Motors zu steuern. Der Triac ist weit genug vom Drückerschalter
entfernt angeordnet, um die Wärme abzuleiten und dadurch den Triac unter allen Arbeitsverhältnissen
in der Schaltung zu belassen. Bei bekannten Werkzeugen wird der Triac aus der Schaltung
nebengeschlossen, um eine Wärme beschädigung des Triacs zu vermeiden, wobei jedoch
der Nebenschlusschalter eine Störungsquelle darstellt.
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Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert: Fig. 1 zeigt eine teilweise gebrochene Teilseitenansicht
einer Handbohrmaschine zur Darstellung der Anordnung der wesentlichen Bauteile bei
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt schematisch das Schaltbild der Schaltung bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Fig. 3 zeigt den Kühlkörper und die Anordnung des Triacs bei dem in
Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Fig. 4 zeigt eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemässen Anordnung.
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Die in Fig. 1 dargestellte Handbohrmaschine 10 mit veränderlicher
Drehzahl weist einen Motor mit einer Wicklung 12 und einem Kommutator 14 auf, der
an einer Welle 16 angebracht ist, die in Lagern gelagert ist, von denen eines sich
im Halter 18 befindet. Ein Gebläse 20 ist ein Teil der Motoranordnung und dient
dazu, Luft durch die Öffnungen 22 an der Rückseite des Gehäuses und über den Motor
nach aussen durch öffnungen 24 im vorderen Teil des Gehäuses zu saugen.
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Der Griffteil 26 weist einen von Hand betätigten Schalter 28 auf,
der gedrückt werden kann, um den Netz- oder Leitungsschalter, einen Regelwiderstand
und die Steuerschaltung in einem Gehäuse 30 im Inneren des Griffes zu steuern. Wenn
der Schalter 28 somit betätigt wird, wird ein zweipoliger Schalter 32, 34 geschlossen
und durch eine weitere Bewegung des Schalters 28 wird der Schleifkontakt des Regelwiderstandes
36 betätigt, um eine herkömmliche Steuerschaltung im Inneren des Gehäuses 38 in
Fig. 2 zu steuern. Das Ausgangssignal der Steuerschaltung
liegt
über die Leitung 42 am Triac 40. Eine der Versorgungsleitungen 44 ist gleichfalls
mit dem mittleren Teil des Triacs 40 verbunden, während die andere Versorgungsleitung
46 mit einer Seite des Motors 48 verbunden ist. Bei der benutzten Art des Triacs
sind die Versorgungsleitung 44 und die Steuerschaltungsleitung 42 mit dem mittleren
Teil des Triacs verbunden, während das Metallgehäuse des Triacs den Ausgang des
Triacs bildet. Dieser Ausgang ist mit der anderen Seite des Motors über die Leitung
50 verbunden.
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Wenn die Steuerung oder der Schalter betätigt wird, wird somit die
Drehzahl des Motors 48 entsprechend dem Ausgangssignal der Steuerschaltung 38 geändert.
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Der Triac ist so yewählt, dass er die Vollastleistung des Motors aushält.
Unter Vollastverhältnissen baut sich eine erhebliche Wärme im Triac auf. Bei bekannten
Einrichtungen wird der Triac aus der Schaltung bei Vollastverhältnissen nebengeschlossen,
um ein Durchbrennen des Triacs zu vermeiden. Bei der vorliegenden Schaltung sind
keine Vorkehrungen getroffen, um den Triac nebenzuschliessen. Der Triac ist vielmehr
an einem Kühlkörper 52 angebracht und direkt im Weg der Kühlluft angeordnet, die
vom Gebläse 20 durch das Motorgehäuse gesaugt wird. Das Triacgehäuse ist an den
Kühlkörper 52 gelötet, so dass der Kühlkörper selbst elektrisch heiss ist und den
Ausgang des Triacs bildet. Der Kühlkörper ist mit einer Anschlussbuchse 54 versehen,
die auf einen Stecker 56 geschoben ist, der mit dem Motor verbunden ist.
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Diese Anordnung dient auch dazu, den Kühlkörper und den Triac im Gehäuse
anzubringen. Der Kühlkörper ist mit mehreren Kühlrippen 58 versehen, um die Wärmeableitung
zu erhöhen und gleichzeitig den Durchgang der Kühlluft zu ermöglichen.
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Bei einer in dieser Weise vorgesehenen Kühlung kann der Triac fortlaufend
bei Vollast arbeiten, ohne dass er beschädigt
wird. Der zweipolige
Schalter 32, 34 schaltet nur einen minimalen Strom und hat daher eine sehr lange
Lebensdauer. Die erfindungsgemässe Ausbildung ist auch auf eine Bohrmaschine mit
einer einzigen Drehzahl anwendbar, bei der der Handschalter nur die Schwachstromversorgung
für die Steuerschaltung schaltet, um einen Triac zu steuern, der die Versorgung
des Motors bei voller Drehzahl steuert, während alle mechanischen Umschaltun<ien
bei Schwachstromwerten erfolgen. Dadurch wird die Lebensdauer des Schalters selbst
bei einem Kraftwerkzeug mit einer einzigen Drehzahl erhöht.
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Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist der Triac 40 an eine Metallhalteplatte
60 gelötet, die an einen massiven Metallteil 62 des Gehäuses mittels eines elektrisch
isolierenden, jedoch wärmeleitenden Klebstoffes 61 geklebt ist. Dadurch kann die
Zunge 64, die aus der Platte 60 geformt ist, als Anschlussklemme dienen, an der
die Buchse 66 angebracht werden kann, um die Motorzuleitung 50 elektrisch mit der
Klemme 64 zu verbinden. Vorzugsweise geht ein Luftstrom über den Triac, bei dieser
Anordnung kann jedoch die im Triac erzeugte Wärme in die schwere Platte 62 und auf
das Gehäuse des Werkzeuges abgeleitet werden.
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Wenn es erwünscht ist, keine Platte 60 zwischen der schweren Platte
62 und dem Triac vorzusehen, dann muss der Triac mit der schweren Platte mittels
eines elektrisch isolierenden, jedoch wärmeleitenden Klebstoffes verbunden werden,
wobei dann die Motorzuleitung 50 direkt an die Aussenseite des Triacgehäuses angeschlossen
werden muss.
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Im wesentlichen derselbe Aufbau, wie er in Fig. 4 dargestellt ist,
kann dann verwandt werden, wenn ein angemessener Luftstrom
über
den Triac geht, falls die schwere Metallplatte 62 durch einen isolierenden Kunststoffteil
ersetzt ist.
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Es ist wichtig, dass in allen Fällen der Triac dort angeordnet ist,
wo er in angemessener Weise über eine Wärmeableitung und/oder Konvektion gekühlt
wird, um die im Triac bei Vollast aufgebaute Wärme abzuführen. Wenn das der Fall
ist, kann der bei bekannten Vorrichtungen zum Nebenschliessen des Triacs vorgesehene
Schalter fehlen, was die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht.
Während somit bisher die Auffassung vertreten wurde, dass ein Nebenschlusschalter
zum Schutz des Triacs wesentlich ist, wird bei der erfindungsgemässen Vorrichtung
der Triac gekühlt, so dass Schwierigkeiten mit dem Ausfall des Schalters beseitigt
sind.