DE3100933C2

DE3100933C2 - Sicherheitsschaltung für einen eine Elektrobohrmaschine tragenden Bohrständer

Info

Publication number: DE3100933C2
Application number: DE3100933A
Authority: DE
Inventors: Gary D. Waukesha Wis. Meyer
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1981-01-14
Publication date: 1985-11-21
Also published as: US4278371A; CA1142217A; JPS56126507A; DE3100933A1

Abstract

Sicherheitseinrichtung für eine elektromagnetische Bohrmaschine mit einer elektromagnetischen Spule in der Grundplatte der Bohrmaschine, wobei der Elektromotor der Bohrmaschine nur dann betätigt werden kann, wenn die Spule erregt ist; in der Nähe der Spule ist eine Schaltanordnung vorgesehen, die auf den magnetischen Fluß der Spule anspricht, um die Stromzuführung zu dem Motor zu steuern und sie zu unterbrechen, wenn keine vorgegebene Flußdichte vorhanden ist.

Description

31 OO 933

zuzuführen, wie im folgenden im Detail beschrieben werden soll Die Leitung 24 ist an eine Leitung 30 angeschlossen, die bei 32 mit einer als Sicherung dienenden Schmelzstelle versehen ist. Wenn ein Momentschalter

51 geschlossen wird, wird ein Halte-Rehis 34 durch einen normalerweise geschlossenen Momentschalter

52 erregt, der mit der Leitung 26 verbunden ist Wenn das Relais 34, das auch als R_n bezeicnnet wird, erregt wird, schließt es zwei normalerweise offene Schalter RM1 und RM 2 und öffnet auch die NC-Schalter RM1 und RM 2. Das Schließen der Schalter RMi und RM 2 schaltet den Momentschaltcr 51 parallel bzw. in den Nebenschluß und hält die Erregung des Relais 34 aufrecht. Dies führt dazu, daß den Leitungen 36 und 38 auf jeder Seite des Relais 34, die jeweils an die Leitungen 24, 26 angeschlossen sind, Wech:>elstromenergie zugeführt wird. Der Wechselstrom wird auch einem Brücken-Gleichrichter 40 mit Gleichstrom an seinem Ausgang aa^f Leitungen 42, 44 zugeführt, um die Magnetspule 20 über normalerweise geschlossene Schalter TD1, TD 2 mit Gleichstrom zu speisen.

Wenn Gleichstrom an die Spule 20 angelegt wird, und sich der Bohrer 18 der Bohrmaschine 14 im Eingriff mit einem ferromagnetischen Werkstück befindet, so entsteht ein ausreichender magnetischer Fluß für da« Schließen der Reed-Schalter SWl und SW 2. Das Schließen der Reed-Schalter führt jedoch noch nicht zu einem Stromfluß, da der Strom erst dann zu fließen beginnt, wenn ein Halte-Relais RD bei der Betätigung ds5S Motorschalters 53 für die Bohrmaschine 14 erregt wird. Dieser Schalter hat drei Stellungen: »AUS«, »VORWÄRTSLAUF« und »RÜCKWÄRTSLAUF«. Wenn der Betätigungsdruckknopf für den Schalter 53 gedrückt wird, schließt er zunächst die elektrischen Kontakte S3A und S3B, um die Richtung des Stromflusses durch die Feldspule bzw. Feldwicklung 46 des Motors 48 zu bestimmen; außerdem schließt er die Kontakte bei 53C Durch einen für seine Betätigung vorhandenen zusätzlichen Schaltweg des Schalters wird kurzzeitig der Schalter 5 3D geschlossen. Wenn der zuletzt erwähnte Schalter geschlossen ist, fließt ein Strom durch das Halte-Relais RD der Bohrmaschine und schließt den NO-Schalter RDt und öffnet den NC-Schalter RD1. Das Schließen des NO-Schalters RD1 dient dazu, den Schalter S 3D in den Nebenschluß bzw. parallel zu legen, so daß der Halte-Strom über das Halte-Relais RD der Bohrmaschine durch den Schalter 53C aufrecht erhalten wird. Dadurch wird auch eine Eingangsleitung 50 eines Drehzahlsteuer-Moduls 52 Energie über den Reed-Schalter SW 2 zugeführt. Die Details des Drehzahlsteuer-Moduls, (der den üblichen Aufbar hat), sollen nicht erörtert werden; hier reicht der Hinweis aus, daß auf der Eingangsleitung 50 eine Spannung vorhanden sein muß, um die Steuerelektrode 54 eines Triac 56 zu steuern, so daß Strom über den Motor 48 und den Schalter 53Czu der Leitung 26 fließt. Die Geschwindigkeit wird mittels eines Einstell-Potentiometers Angesteuert In diesem Zusammenhang ist noch folgender Hinweis wesentlich: Wenn auf der Leitung 50 kein Strom vorhanden ist, kann kein Strom durch den Motor 48 fließen, d. h. die Bohrmaschine arbeitet nicht.

Die Erregung der Magnetspule 20 wurde oben beschrieben. Wenn der Magnet nicht erregt wird, um die Reed-Schalter SW1 und SW2 zu schließen, kann selbstverständlich dem Drehzahlsteuer-Modul 52 kein Strom zugeführt werden, und der Motor kann nicht arbeiten. Wenn der Magnet erregt wird, und der Motor entweder in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung laufen soll, was durch entsprechende Einstellung des Schalters 53 festgelegt wird, wird der Schalter 53 und dementsprechend der Momentschalter 5 3D betätigt, um einen Stromfluß durch das Halte-Relais RD aufzubauen und dem Drehzahlsteuer-Modul 52 eine Spannung zuzuführen. Nun arbeitet die Bohrmaschine 14. Wenn der Schalter S3 in die Stellung »AUS« gebracht wird, wird der Stromfluß durch das Bohr-Relais RD unterbrochen, da der Schalter 53C zu dem offenen Mit*enkontakt zurückkehrt, wie in Fig.3 dargestellt ist Da nun kein Strom zu dem Drehzahlsteuer-Modul 52 fließen kann, hält der Motor an.

Wenn die Bedienungsperson den Bohrständer zu einer Stelle des Werkstücks bewegen will, muß sie zunächst den Magneten entregen; dies erfolgt durch Betätigung des Schalters 52, der den NC-Schalter 52 öffnet und die Stromzuführung zu der Spule 20 unterbricht Es wird darauf hingewiesen, daß gleichzeitig der NO-Schalter 52 geschlossen wird. Nun werden die vorher offenen NC-Schalter RMX und RM 2 wieder geschlossen; dies führt dazu, daß eine Wechselspannung an den Leitungen 58 und 60 anliegt; diese Wechselspannung kann jedoch der Spule 20 nicht zugeführt werden, weil sie durch die NO-Schalter TD1, TD 2 blockiert wird.

Diese Schalter werden geschlossen, wenn das Relais TD erregt wird. Das Relais TD kann jedoch erst dann erregt werden, wenn ein Zeitverzögerungs-Modul 62 nach einer Zeitverzögerung von einer Sekunde, die auf den Zusammenbruch des Gleichieldes in der Magnetspule 20 folgt, schließt Wenn das Zeitverzögerungs-Modul, (das den üblichen Aufbau solcher elektrischer Bauelemente hat,) in Betrieb gesetzt wird, fließt Strom durch das Relais TD und schließt die N O-Scnalter TD1 und TD 2; gleichzeitig wird eine Wechselspannung an die Magnetspule 20 angelegt, um diese Spule und das benachbarte Werkstück zu entmagnetisieren. Gleichzeitig öffnen sich die NC-Schalter TD1 und 77? 2, um zu verhindern, daß der Wechselstrom an den Ausgang des Brückenverstärkers angelegt wird.

In diesem Zusammenhang wird noch auf folgendes hingewiesen: Wenn der Motor der Bohrmaschine 14 arbeitet hat die Betätigung des Momentschalters 52 keine Wirkung und kann insbesondere nicht Jie Stromzuführung zu der Magnetspule 20 unterbrechen, weil der Momentschalter durch den jetzt geschlossenen NO-Schalter RD 2 in den Nebenschluß gelegt wird; dieser NO-Schalter RD 2 wird wiederum durch das Halte-Relais AD der Bohrmaschine betätigt

Eine Neon-Glimmröhre 61 zeigt sowohl die Magnetiso sierung der Spule als auch ihre Entmagnetisierung an. Sie glimmt, wenn an die Spule ein Wechselstrom oder ein Gleichstrom angelegt wird. Die bisherige Beschreibung bezog sich auf den normalen Betrieb der Steuerung; nun soll im einzelnen die Verriegelung bzw. Blokkierung erörtert werden. Wenn der Bohrständer 10 mit einem Werkstück gekoppelt wird, wobei die Spule erregt ist, jedoch der Motor der Bohrmaschine nicht arbeitet, so entregt eine Unterbrechung der Stromzufuhr einfach das Relais 34, so daß der Magnet durch Schlie-Ben des Momentschalters 51 erneut erregt werden muß. Wenn jedoch die Stromzuführung während des Betriebs des Bohrers unterbrochen wird, führt dies dazu, daß der Magnet und das Bohr-Relais RD entregt werden. Wenn das Bohr-Relais RD entregt ist, wird der NC-Cchalter RD1 geschlossen. Wenn die Energiezuführung wieder hergestellt wird, fließt unter der Bedingung, daß während der Unterbrechung der Energiezufuhr der Schalter 53 entweder in der Stellung»VOR-

31 OO 933

WÄRTSLAUF« oder in der Stellung »RÜCK.WÄRTS-LAUF« gelassen wurde, ein Strom von der Leitung 24 und der Verzweigung 30 über die Leitung 64 zu einem Alarmisummer 66, der die Bedienungsperson darauf hinweist, daß ein gefährlicher Betriebszustand vorliegt. Obwohl der Summer bei diesen Betriebszuständen arbeitet, kann der Motor 48 nicht in Betrieb gesetzt werden, weil das Halte-Relais RD entregt worden ist. Deshalb kann dem Eingang 50 des Drehzahlsteuer-Moduls keine Energie zugeführt werden, so daß kein Strom durch den Modul und den Motor fließen kann. Unter diesen Bedingungen kann die Bedienungsperson entweder den Schalter 53 in die Stellung »AUS« bringen, so daß sowohl der Magnet als auch die Bohrmaschine ausgeschaltet werden, oder er kann den Magneten erregen und dann erneut den entsprechenden Knopf für den Vorwärtslauf oder den Rückwärtslauf drücken; dann betätigt das zeitweilige Überschießen den Schalter 53D, wodurch ein Strom durch Halte-Relais RD fließt (die Reed-Schalter sind geschlossen, da der Magnet erregt worden ist). Die Reed-Schalter können nicht geschlossen werden, wenn der Magnet nicht erregt ist Damit ist also vollständige Sicherheit gegeben.

In diesem Zusammenhang wird auf folgendes hingewiesen:

Wenn beim Betrieb der Bohrmaschine eine Stromstörung auftritt wird der Magnet — genauso wie der Motor der Bohrmaschine — entregt Wenn die Energiezuführung wieder hergestellt ist kann der Motor der Bohrmaschine nicht erneut automatisch erregt werden, da es keinen Fluß für die Betätigung der Reed-Schalter SWi und SW 2 gibt Wenn der Momentschalter 51 betätigt wird, um der Spule 20 Energie zuzuführen, werden die Reed-Schalter geschlossen; dies führt jedoch nicht zu einer Betätigung des Motors der Bohrmaschine, da sich dadurch ein gefährlicher Betriebszustand ergeben würde. Die Bedienungsperson wird über diese Gefahrenquelle informiert da der Summer durch den Stromkreis S3C, der in der Stellung für den Vorwärtslauf oder für den Rückwärtslauf geschlossen ist erregt wird. Da die Bedienungsperson also gewarnt ist kann sie entweder den Motorschalter in die Stellung »AUS« drehen, oder geeignete Vorsichtsmaßnahmen ergreifen, bevor sie den Schalter für den Vorwärtslauf oder für den Rückwärtslauf erneut betätigt; dieser Schalter schließt auf seinem zusätzlichen Schaltweg den Momentschalter 5 3D und verriegelt das Bohr-Relais RD. Der Warnsummer wird jedesmal dann betätigt wenn der Motor-Schalter mechanisch auf »EIN« gestellt wird, und der Magnet sich entweder im Zustand »EIN« oder im Zustand »AUS« befindet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

55

65

Claims

31 OO 933 1 2 konstante Spulenstrom fließt, wird das Relais betätigt Patentansprüche: und schließt den Stromkreis zum Bohrmaschinenmotor. Fehlt der Strom z. B. wegen Unterbrechung des Strom-

1. Sicherheitsschaltung für einen eine Elektro- kreises zur Spule, so unterbricht das Relais die Stromzubohrmaschine tragenden Bohrständer mit einer eine 5 führung zur Bohrmaschine und verhindert somit den elektromagnetische Spule aufweisenden Grundplat- Bett ieb des Bohrers bei fehlendem Spulenstrom. Die te zur Befestigung des Bohrständers bei Erregung bekannte Sicherheitsschaltung hat den Nachteil, daß die der Spule an einem ferromagnetischen Werkstück, Elektrobohrmaschine auch bei Fehlen einer ausreichenmit einer Schaltanordnung zum Ein- und Ausschal- den Haltekraft der Spule an dem Werkstück einschaltten der Stromzufuhr zu der Elektrobohrmaschine, io bar ist.

dadurchgekennzeichnet, daß als Schalten- Aus dem DE-GM 17 91 846 ist bereits ein Bohrstänordnung auf den magnetischen Fluß der Spule (20) der für eine Elektrobohrmaschine mit einer elektromaansprechende, die Stromzufuhr zur Elek'robohrma- gnetischen Spule in einer Grundplatte des Bohrständers schine beim Fehlen einer vorgegebenen magne- bekannt Bei Einschalten der Spule leuchtet eine Warntischen Flußdichte unterbrechende Schalter (SW 1, 15 lampe auf.

SlV2) vorgesehen sind. Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorlie-

2. Sicherheitsschaltung mit einem im Stromkreis genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sichermit der Stromzuführung für den Bohrmaschinen- heitsschaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 anMotor liegenden Relais nach Anspruch 1, gekenn- gegebenen Art so weiterzubilden, daß ein Betrieb der zeichnet durch einen in Serie zur Spule (20) liegen- 20 Elektrobohrmaschine bei zu geringer Haltekraft des den Schalter (S2), mit dem ihre Stromzuführung un- Bohrständers verhindert wird.

terbrechbar ist und durch eine Sicherheitseinrich- Diese Aufgabe wird bei einer Sicherheitsschaltung lung (RD; RD 2), die einen vom Relais (RD) betätig- nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch das Merkten Sicherheitsschalter (RD 2) aufweist, wobei der mal des kennzeichnenden Teils dieses Anspruchs gelöst Sicherheitsschalter (RD 2) parallel zum Schalter 25 Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken über- (S 2), der die Spule (20) entregt angeordnet ist und wacht die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung nicht diesen in den Nebenschluß legt den Spulenstrom, sondern den von der Spule erzeugten

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2, gekenn- magnetischen Fluß. Damit wird die Sicherheitsschaltung zeichnet durch einen die Stromzuführung zu dem in wünschenswerter Weise dann aktiviert wenn die Hai-Motor (48) steuernden, im Stromkreis mit der auf 30 tekraft der Spule in der Grundplatte des Bohrständers den Fluß ansprechenden Schaltanordnung (SWl, zu niedrig ist

SiV 2) und mit dem Relais (RD) liegenden Motor- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden

schalter (S3A, S3B.S3C), und durch eine im Motor- Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf

Stromkreis liegende, die erneute Erregung des Relais die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

(RD) nach dem Verlust der Stromzufuhr zu der Spu- 35 F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer elektroma-

Ie (20) und den anschließenden erneuten Aufbau der ~ gnetischen Senkrecht-Bohrmaschine;

Stromzuführung zu der Spule (20) verhindernde Ein- F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch die Grundplatte

richtung (RD 1, S 3D). der Bohrmaschine nach F i g. 1; und

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 3, dadurch F i g. 3 eine Darstellung einer Sicherheitsschaltung für gekennzeichnet, daß die Einrichtung (RDl, S3D) 40 den die Elektrobohrmaschine tragenden Bohrständer,
einen Momentschalter (S3D) aufweist, der nur Der schematisch in F i g. 1 dargestellte elektromagnedurch das Schließen des Motorschalters (S3A, S3B, tische Bohrständer 10 weist eine Grundplatte 12 auf, in S3Qgeschlcssen wird. der eine elektromagnetische Spule 20 angebracht ist, um

5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 3 oder 4, im Zusammenwirken mit einem ferromagnetischen gekennzeichnet durch eine auf das Schließen des 45 Werkstück (nicht dargestellt) eine ausreichende Fluß-Motorschalters (S3) bei Nichterreichen der vorge- dichte zu erzeugen und dadurch das Werkstück in einer gebenen magnetischen Flußdichte ansprechende genau definierten Lage in bezug auf den Bohrständer 10 Warneinrichtung (66). zu halten; wenn nun die höhenverstellbare Bohrmaschi-

ne 14 am Bohrständer 10 mittels eines Handrades 16 in

50 Richtung auf das Werkstück verschoben wird, schneidet

die Spitze des Bohrers 18, in das Werkstück.

Die Grundplatte 12 ist mit einem Hohlraum versehen,

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Si- in dem eine Spule 20 mit zwei Reed- bzw. Schutzgascherheitsschaltung nach dem Oberbegriff des An- Schaltern SWl und SIV2 in der Nähe der Magnetspule spruchs 1. 55 20 so angebracht ist, daß sie bei einer Erregung des Eine derartige Sicherheitsschaltung ist aus der CH-PS Magneten durch den magnetischen Fluß beeinflußt wer-63 238 bekannt Die bekannte Sicherheitsschaltung den; in der Nähe der Spule 20 der Grundplatte befindet mißt die Größe des Spulenstromes. An den Eingangs- sich das ferromagnetische Werkstück. Jeder Reedklemmen der bekannten Sicherheitsschaltung liegt die Schalter ist in ein Rohr 21 eingeschlossen, um ihn gegen Netzspannung an. Die Netzspannung wird von einem 60 das einkapselnde (Epoxyd-)Material 23 zu schützen. Brückengleichrichter gleichgerichtet und an die Spule Wenn der elektromagnetische Fluß ausreichend hoch angelegt. Bei der bekannten Sicherheitsschaltung fließt ist, werden die Schalter betätigt. Die Empfindlichkeit durch die Spule ein durch den ohmschen Verlustwider- der Reed-Schalter für diesen Fluß wird durch ihre räumstand der Spule vorgegebener, eingeprägter Gleich- liehe Anordnung beeinflußt.

strom. Dieser Gleichstrom hängt nicht vom magne- 65 Ein elektrischer Stecker 22 ist an eine geeignete

tischen Widerstand des durch die Bohrständergrund- Stromzuführung angeschlossen und weist Leitungen 24,

platte und das Werkstück gebildeten magnetischen 26 auf, um dem Magneten, der sich in dem gestrichelten

Kreis ab. In Reihe zur Spule liegt ein Relais. Wenn der Block 28 befindet, und dem Motor elektrische Energie