DE3142749A1

DE3142749A1 - Elektrisch angetriebenes werkzeug

Info

Publication number: DE3142749A1
Application number: DE19813142749
Authority: DE
Inventors: Fusao Fushiya; Takao Anjo Aichi Iwatuki
Original assignee: Makita Electric Works Ltd
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 1980-10-28
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1982-05-27
Also published as: US4504769A; DE3142749C2

Description

Elektrisch angetriebenes Werkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein motorgetriebenes Werkzeug, bei welchem die Motor-Drehzahl aittels eines Schaltelementes, wie eines Thyristors oder Triacs gesteuert wird.

j?igur 1 zeigt eine Scheiben-Schleifmaschine 7 als Beispiel für ein herkömmliches elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem im wesentlichen im Mittelabschnitt der Schleifmaschine 7 angeordneten Motorgehäuse 1, einem am vorderen Endabschnitt des Motorgehäuses 1 befestigten Getriebegehäuse 2, einer drehbar mit dem im Getriebegehäuse angeordneten Getriebe verbundenen Schleifscheibe und mit einem Handgriff 4, der am hinteren Endabschnitt don Motorgehriuiiea 1 befestigt int. Ein Hauptschalter 5 und ein Schaltüngsblock 6 sind in den Handgriff 4 einbezogen. Im Motorgehäuse 1 ist ein allgemein mit dem Bezugszeichen 8 bezeichneter Motor untergebracht, welcher eine Inkerwelle 9 und einen magnetischen Ring 11 besitzt, der mittels eines zylindrischen Körpers 10 mit der inkerwelle ver-

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bunden ist. Ein Scba.ltelement 12 ist im Schaltungsblock 6 vorgesehen und elektrisch steuerbar durch die Drehzahl des Motors 8 ermittelnde Signale, welche von dem magnetischen Ring 11 und einem nicht dargestellten auf magnetische Kräfte ansprechenden Element erzeugt werden. Dieses Schaltelement 12 ist insofern nachteilig, als seine Kapazitanz -. so groß ist, daß ein recht großer Raum zur Kühlung des Schaltelementes erforderlich ist. Dieser benötigte Kühlraum hat zur Folge, daß die Außenabmessung des ein solches Sehaltelement 12 aufweisenden Schaltungsblockes 6: recht ^ > groß ist. Die Längsabmessung L des Schaltungsbiocks S-"belauft sich häufig auf 50 bis 60 mm bei einem Außendurch- - messer des Motorgeh'iuses 1 von beispielsweise 100 mm.; . Wegen dieser Schwierigkeiten weist die .herkömmliche;Schleifmaschine 7 die folgenden Nachteile auf:

1.) Bas Werkzeug ist sehr breit und lang, wodurch es

sich unter beengten Raumverhältnissen nur schwer ' 20

benutzen 1'έΞτ. . . .

2.) Großdimensionierte Abstrahlungsfinen 13 sowie ein großdimensioniertes Gehäuse 14 zur Aufnahme dieser Pinen 13 sind erforderlich, um die unter Überlastbedingungen verstärkt erzeugte Wärme abzurühren. Folglich erweist sich das Werkzeug als unhandlich und sperrig und wegen seines hohen Eigengewichtes ermüdet der Benutzer vorzeitig.

3·) Das Werzeug verwendet extrem teure Abstrahlungs— ₃Q finen 13 von hoher Kapazität und ein großdimensioniertes Finengehäuse 14- dessen Herstellung gleichfalls kostspielig ist. Folglich sind die Herstellungskosten eines derartigen Werkzeugs beträchtlich hoch.

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^ll.) Wenn das Werkzeug unter Überlastbedingungen arbeitet, so wird eine große Wärmemenge erzeugt. Aus diesem besonderen Grund ist es erforderlich, den Motor mit großen Luftmengen zu kühlen. TJm eine örtliche Wärmeerzeugung zu verhindern, ist im Stand der Technik vorgeschlagen worden, Abstrahlungsfinen am Kühlluft-Einlaß vorzusehen. Die Abstrahlungsfinen besitzen eine Vielzahl von Faltungen und einen großen Luft-Reibungswiderstand, was nachteiligerweise zu einer Herabsetzung der Kühlungsluft und folglich gelegentlich zum Durchbrennen der Kotorwicklung unter Überlastbedingungen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch angetriebenes Werkzeug zu schaffen, welches neu ist und die -lern Stand der !Technik innewohnenden Nachteile nicht aufweist. Dabei soll das erfindungsgemäße elektrisch angetriebe Werkzeug kompakt, leicht sowie elektrisch einfach aufgebaut sein und über überragende Gebrauchseigenschaften verfügen. ■ .

So soll das erfindungsgemäße Werkzeug einem eventuellen __ Durchbrennen der Motorwicklung vorbeugen und für das Schaltelement eine hohe Kühlwirkung bereitstellen, um auf diese Weise eine thermische Überlastung des Schaltelementes zu vermeiden. Ferner soll das erfindungsgemäße Werkzeug keine Schwierigkeiten in der Anlaufphase machen und sollen ₃Q die Motordrehzahlen unabhängig von Last-Schwankungen stabil sein, wobei dem Durchbrennen der Motorwicklung durch geeignetes Unterdrücken der Stromaufnahme während der Überlastbedingungen vorgebeugt werden soll. Außerdem sollen Maßnahmen getroffen werden, mit deren Hilfe unter Leerlaufgg bedingungen eine zu große Motordrehzahl verhindert werden kann.

• ♦ 1 .. ,

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an einem Feldkern des Motors ein Schaltelement für eine Phasen-Steuerschaltung befestigt und in Reihe mit dem Antriebsmotor des elektrisch angetriebenen Werkzeuges geschaltet ist, so daß die Motor-Drehzahl gesteuert werden kann.

"LQ In der Phasen-Steuerschaltung für das in Reihe mit dem Antriebsmotor geschaltete und zu dessen Drehzahl dienende Schaltelement sind vorgesehen ein Vorspannungswiderstand zwischen der Basis und dem Emitter eines Impulsphasensteuertransistors zum Ändern des Verstärkungsgrades des Ausganges einer Impulsgeneratorschaltung zum Erzeugen von Impulsen mit der den jeweiligen Motor-Drehzahlen entsprechenden Frequenzen, wobei dieser parallel geschaltet ist zu einem Kspazitor zum Herbeiführen einer langsamen Startens des Motors, einem ersten'Verstärker zur Änderung ; V der Ausgangsleistung in Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl sowie zum Stabilisieren der Motor-Drehzahl und zu -* einen zweiten Verstärker, welcher imstande ist, die Stromaufnahme bei Überlastbedingungen zu begrenzen und eine Ausgangsspannung zu erzeugen, wenn die Drehzahl des Motors unter eine vorbestimmte Drehzahl abfällt.

Ein regulatorartiger Bremsschuh ist an der Ankerwelle des Antriebsmotors des elektrisch angetriebenen Werkzeuges befestigt. Ein Ring ist am ortsfesten Teil des Motors befestigt und vom Bremsschuh kontaktierbar, wenn derselbe in Richtung der Zentrifugalkraft verformt ist, die bei hohen Drehzahlen der Ankerwelle unter Freilaufbedingungen, d.h. ohne Lastaufnahme des Motors, hervorgerufen wird. Auf diese Weise wird auf die Ankerwelle eine Brems-

kraft ausgeübt. V

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Bei einer alternativeil Ausführungsform der Erfindung ist das elektrisch antreibbare Werkzeug mit einer. Sicherheitseinrichtung versehen, welche aufweist einen Hauptschalter, 5

einen Antriebsmotor für das Werkzeug, ein Schaltelement für die Phasen-Steuerungsschaltung, einen Schaltabschnitt, wie z. B. einen ersten und einen., zwei ten Sicherheitsschalter, der mittels einer Stößelplatte 29 betätigbar ist, um auf diese Weise den Motor stillzusetzen, indem die Haupt-Stromspeiseleitung unterbrochen wird, wenn der Motor übermäßig hohe Drehzahlen zeigt, wobei die vorstehend genannten Elemente sämtlich in Reihe geschaltet sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispislen anhand der Zeichnung. In dieser zeigt

Figur 1 einen Schnitt durch ein elektrisch angetriebenes Werkzeug nach dem Stand der Technik, Figur ? einen Schnitt durch ein elektrisch angetriebenes Werkzeug nach der Erfindung, Figuren 3 und 4 perspektivische Darstellungen des IFeldkernab schnitt es des in Figur 2 dargestellten Werkzeuges,

Figur 5 einen Teilschnitt durch eine Ansicht des Bremsschuhs des in Figur 2 dargestellten Werkzeuges,

Figur 6 eine rechtsseitige Ansicht des in Figur

dargestellten Bremsschuhs,

Figur 7 ein schematisches Diagramm der elektrischen Schaltung des erfindungsgemäßen Werkzeuges, Figur 8 eine Darstellung des Kupferringes nach der

zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Ϊ4£7 4

Figur 9 .einen Teil schnitt durch die zwei⁴ e Ausfuhrungsform der Erfindung,

■ Figuren 10(a) und 10(t>) Einzelheiten des ersten Sicherheit s schalters des Werkzeuges gemäß Figur 9 und ■

Figuren 11 (a) und 11(Td) Einzelheiten des zweiten Sicherheitsschalters des Werkzeuges gemäß Figur 9·

Wie in Figur 2 dargestellt, umfaßt eine Schleifmaschine 20 ein Motorgehäuse 15, eine Schleifscheibe 17» am linken Ende des Motorgehäuses 15 angeordnet ist und mittels einer Getriebeeinrichtung 16 antreibbar ist,

sowie einen Handgriff 18, der rechts vom Motorgehäuse 15

15 angeordnet ist. In diesem Handgriff sind ein Hauptschalter SW^ sowie ein aus Kunstharz geformter Steuerschaltungsblock ">9 angeordnet. Wie in den Figuren 3 und ^ dargestellt, ist ein Schaltelement, wie der dargestellte isolierte Triac 1211 mittels einer Halterung 22 an einem

Kern 21 in einen Feld F1 eines Motors M1 (Figur 3) befestigt. Gemäß Figur 4- ist das Schaltelement direkt am Kern 21 befestigt. Transparente isolierende Vinylröhrchen 22 und 24- sind mit Hilfe eines Klebemittels an den An-₂g schlußklemmen des Triacs TRH befestigt.

Ein aus Kunststoff geformter drehbarer Ring 2? ist mittels einer Auszackung (Verzahnung) 26 an einem Ende einer Ankerwelle 25 des Motors M1 befestigt. Ein Magnet 28 zum Ermitteln der Drehzahlen des Motors M1 ist in dem Ring 27 eingebettet und einem auf magnetische Kräfte ansprechenden Element Q1 gegenüberliegend in dem Stsaerschaltungsblock 19 angeordnet. Ein Bremsschuh 31 ist gleichfalls mittels der Auszackung 26 am nämlichen Ende der Ankerwelle 25 zusammen mit dem Ring 27 befestigt».

Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, ist der regulator-

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artige Bremsschuh 31 durch Punktschweißen eines dicken Flußstahlringes 30 auf eine elastische Platte 29 aus Federstahl und durch Unterteilen des zusammengeschweißten Erzeugnisses in sechs Teile hergestellt. Diese sechs Teilabschnitte können sich verformen, wie in Figur 5 strich-punktiert dargestellt. Dreht sich bei dieser Ausführungsform die Ankerwelle des Motors M1 ohne Lastaufnahme, so wird der Bremsschuh 31 elastisch unter der Wirkung der bei der Rotation auftretenden Zentrifugalkräfte verformt, wie in Figur 5 strich-punktiert angegeben, wobei das äußerste Ende des Bremsschuhs 31 in Schleifkontakt mit dem Innenumfang eines Kupferringes

32 gelangt, welche im Innenumfang des Steuerschaltungs-15

blocks 19 aufgenommen ist, wodurch eine Bremskraft entwickelt wird, die den Anker A1 des Motors M1 beaufschlagt.

Wie in Figur 7"" dargestellt, welche die elektrische Schaltung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt, ist ein Vollweggleichrichter DS' über einen Hauptschalter SW1 und einen Widerstand R1 an die Anschlüsse X und Y einer WechselStromquelle angeschlossen. Die Ausgangsspannung aus dem.Vollweggleichrichter DS1 wird mittels einer die Stromumkehr verhindernden Diode D1 mittels eines Kapazitators C1 geglättet, über welchen eine Drehzahlerraittlungs-Schaltung 33} eine Glättungsschaltung 34- sowie eine Strombegrenzung^-

3Q schaltung bei Überlast 35 angeschlossen sind. Ein magnetisch-sensitives Element Q1 besteht aus den magnetischsensitiven Widerständen R2 und R3, welche auf den Magneten 28 ansprechen, der im Drehring 27 des Motors M1 angeordnet und über den Hauptschalter SW1 und den Triac TRH an die Wechselstromquelle angeschlossen ist.

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JBr

Die Drehzahl-Ermittlungsschaltung 33 besteht aus dem magnetisch-sensitiven Element QI, Vergleichsspannungs-Einstellwiderständen R4 und R5 sowie einem Komparator Q2 eines Operationsverstärkers. Ein monostabiler Multivibrator Q3 besteht aus einem Widerstand R6 und einem Kapazitator C2, mit welchem·" die Impulsbreite einge- _:.. ■ stellt.wird» Die Glättungsschaltung 34 besteht au,s einer ■ Diode D2, einem Widerstand R7, einem Kapazitator 03 sowie einem einstellbaren Widerstand"VRI, wobei das. Aus- ^: _: gangssignal des mono stabilen Multivibrator's Q^ von^ der ■ , : Diode D2, dem Widerstand R7 und dem Kapazitator GJ ge^: glättet wird und das Basispotential eines Transistors ^:

Tr1 von dem variablen Widerstand. VRI gesteuert wird.

Die Strombegrenzungsschaltung 35 für tJberlastbedingüngen uafaSt eine Zener-Diode ZD1, einen Komparator QI₁ einen Transistor Tr2 sovie Widerstände R10, ΉΛΛ und R12, wobei das Au s gang s signal der Glättungs schaltung 3^Z*- und die Spannung der Zener-Diode ZD1 vom Komparator Q4 eines Operationsverstärkers miteinander verglichen werden, um das Basispotentiai des Transistors Tr2 zu steuern.

Ober die Ausgangsanschlüsse des Vollweggleichrichters· - ."_: DS1 ist angeschlossen eine Vergleichs-Impulsgeneratör--Schaltung 37 für die Phasen-Steuerung, welche eine trapezwellenerzeugende Zener-Diode ZD2, Transistoren Tr1, Tr3, einen programmierbaren Monoverbindungs-Transistor .PÜT1, Kapazitoren G4 und 05 sowie Widerstände R8, R9, Ri3, R14-, R15, R16, R17 und R18 enthält. Eine Trigger schaltung 36 besteht aus Photokopplern PC1 und PC2 sowie aus Widerständen R19, E20, R21, R22 und R23. Lichtimitierende Dioden LED1 sowie LED2, welche von den Photokopplern PGΊ bzw. PC2 umgeben sind, sowie ein Strombegrenzungswider·- . stand R19 sind in'Rtihe zwischen den Ausgangsanschluß des Transistors PUT1 und den negativen Anschluß des Gleichrichters DS1 geschaltet. Der Widerstand R24- und der

Kapazitator C6 sind gleichfalls in Reihe über das Triac TRJi geschaltet. Die Phasen-Steuerungs-Vergleichsimpulsgeneratorschaltung 37 dient zur Steuerung des Transistors PUT1 sowie der lichtimitierenden Dioden LED1 sowie LED2.

Ist im Betrieb der Hauptschalter SV^-I geschlossen, so ist • das Potential des Kapazitators C5 Kuli und ist der

Transistor Tr3 gesperrt. Zu diesem ZeitOunkt wird das Aus-10

gangssignal nicht vom Transistor PUT1 geliefert, und ist

das Triac TRIi nicht getriggert. Während der Kapazitator C5 geladen wird und das Potential anwächst, nimmt die Sperrung des Transistors Tr3 ab, und wird die Ladungsperiode des Kapazitators C4- kurz. Als Folge wächst der 15

Ein-Phasenwinkel des Triac TSH an, weil der TriggeriEpuls über den Transistor PUT1 progressiv zunimmt, so ds?. der Motor K^-1 der Schleifmaschine 20 mit progressiv anwachsender Dreiizahl zu laufen beginnt, folglich erfährt der Benutzer der Schleifmaschine beim Starten"des Motors Ii'' keine von dieses Motor ausgehende Reaktion, wodurch die Sicherheit des Benutzers gewährleistet ist.

Ist der Motor MI in Betrieb, so wird bei jeder Vollendung einer Umdrehung des Ankers ΑΛ ein Ausgangssignal des Komparators Q2 der Drehzahl-Ermittlungsschaltung 33 erzeugt und wird bei jeder Umdrehung des Ankers ΑΊ ein Impuls mit einer konstanten Breite vom monostabilen Mulitvibrator Q3 abgegeben. Als Folge wird eine der Dreh-

₃Q zahl des Motors M1 entsprechende Spannung vom Kapazitator _ C3 der Glättungsschaltung 3^ erzeugt. Tritt der !Fall ein, · daß die Drehzahl des Motors M1 eine durch den variablen Widerstand VR1 vorgegebene Drehzahl übersteigt, so wächst das Potential des Kapazitators C3 an, wohingegen der Sperrwiderstand (on resistance) des Transistors Tr1 abnimmt, wodurch der Ein-Phasenwinkel des Triacs TRI^-I vermittels des Transistors PUT1 kleiner wird und die Drehzahl des Motors M1 herabgesetzt wird. Tritt andererseits der

Fall auf, daß die Drehzahl des Motors M1 niedriger ist als die vorgegebene spezifische Drehzahl, so vermindert sich das Potential des Kapazitators CJ, während sich der Sperrwiderstand des Transistors Tr1 vergrößert, was zur Folge hat, daß der Ein-Phasenwinkel des Triacs TRH über den Transistor PUT1 vergrößert wird, so daß die Drehzahl des Motors M1 anwächst. Folglich kann die Drehzahl des Motors MI unabhängig von Laständerungen auf einem konstanten Niveau gehalten werden. Wird nun die.Schleifscheibe mit einer Überlast beaufschlagt und fällt demzufolge die Drehzahl des Motors M1 unter die vorgegebene Überlastdrehzahl, so wächst die Spannung der Zener-Dio.de

ZDi auf einen höheren Wert an als die Spannung des IB ■

Kapazitators CJ in der Glättungsschaltung 34 und wird der Transistor Tr2 leitend, was zur Folge hat, daß der , Sperrwiderstand des Transistors Tr3 anwächst als Folge der Zunahme des Tor Spannungswiderstandes, so. daß die Lacungsperiode des Kapazitators C4 der Impulsgenerator-." schaltung 37 la£g wird. Das hat zur Folge, daß der Ein-Phasenwinkel des Triacs geringer wird und der Überlast strom im Falle von Überlastbedingungen auf einem niedrigen Niveau gehalten wird, wodurch ein Durchbrennen

__ der Wicklung des Motors M1 verhindert werden kann. 25

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, wird die Schleifmaschine 20 mit stabilen Gebrauchs- bzw. Leistungseigenschaften derart betrieben, daß der Motor M1 langsam anläuft und sodann ein stabiles Drehzahlverhalten aufweist, so daß ein Überlastungsstrom vermieden wird. Außerdem, und ohne Vergrößerung der Abmessungen des elektrisch angetriebenen Werkzeuges kann die operationeile Kapazität des Werkzeuges gesteigert werden und kann insbesondere, selbst bei einem Absinken der Speisespannung, eine hinreichende Operationelle Kapazität aufrechterhalten werden. Beläuft sich die Nennspannung (design voltage) des Motors M1 auf 75V gegenüber 100 V der Spannungsaueile, so wird

O I

die operationeile Kapazität des elektrisch angetriebenen Werkzeuges sehr groß als Folge des Anstieges der 'Überlaststromes und gelangt das T_ri_ac TEII leitend auf einen vollen Phasenwinkel über jegliche Triggersteuerung hinweg,falls ein Bruch im Schaltelement, wie im Triac TBH, auftritt. Insbesondere bei Vorliegen eines vollen Phasenv.'inkels, wenn sich der Motor Mi hochtourig: im Leerlauf

dreht, überschreitet die Motordrehzahl beträchtlich die 10

zuvor erwähnte spezifische Drehzahl, vas zur Folge hat,

daß wegen des Anwachsens der Zentrifugalkraft der an der Ankerwelle 25 befestigte Bremsschuh 3^' sich aus der in Figur ausgezogen dargestellten Lage in die strichpunktiert gezeichnete Ortslage nach vorwärts bewegt, wo-15

durch der äußere Kantenabschnitt des Bremsschuhs 31 in Schleifkontakt alt dem Kupferring 32 rotiert, welcher is Steuerschaltungsblock 19 eingebettet ist, wodurch eine Bremskraft auf den Anker A1 aufgebracht und eine übernäSig hohe Drehzahl des Motors vermieden wird. Kommt es dabei zu Beschädigungen am Bremsschuh 31 und/oder am Kupferring 32, so lassen sich diese Bauteile einfach und kostengünstig auswechseln, v-Odu-rch die Schleifmaschine 20 wieder in ihren Ausgangszustand zurückversetzt wird.

Die Transistoren Tr1, Tr2 sowie Tr3 der beschriebenen Ausführungsform können durch einen operationeilen Verstärker ersetzt werden und der Bremsschuh 31 kann gemäß einer A_usführungsform willkührlich in seiner Gestalt so

₃q geändert werden, daß er wie ein Begulator wirkt. Außerdem kann anstelle des vorstehend beschriebenen Kupferringes 32 ein in Figur 8 dargestellter Kupferring 40 benutzt werden, der mit dem Bremsschuh 31 zusammenwirkt und an einem Lagergehäuse 41 befestigt ist, wie in Figur 8 dargestellt. Wie den Figuren 9 bis 11, welche eine alternative Ausführungsform der Erfindung illustrieren, ist ein aus Kunststoff geformter Drehring 27 durch eine Auszahnung (serration) 26 an einem Ende einer Ankerwelle 25 des

Motors M1 befestigt. Ein Magnet 28 zum Ermitteln der Motordrehzahlen ist in dem Drehring 27 eingebettet und gegenüber eines magnetisch-sensitiven Elementes Q1 angeordnet, welches in dem Steuerschaltungsblock 19 eingebettet ist.Eine Stößelplatte 129 ist in radialer Richtung • des Drehringes 27 hin- und herbeweglich innerhalb des Schaltungsblockes 19 gelagert und in axialer Richtung

des Drehringes 27 mittels eines Stiftes 130 sowie einer 10

Jeder 131 belastet. Wachst die Drehzahl des Motors MI auf unüblich hohe Werte an, "beispielsweise auf 7000 TJtm oder mehr, so wirkt eine Zentrifugalkraft, welche die vorspannende Kraft der Feder 131 übersteigt, auf die Stö3elt>latte 129, so daß sich diese aus einer Ruhe-' '- '

stellung im Drehring 27, wie in den Figuren iC(a)und 1i-(a) in eine äußere Stellung innerhalb des Drehringes 27 · bewegt, wie in den Figuren 10 (b) und ^i(b) dargestellt., In diesem Zustand beaufschlagt di'- Stößelplatte 129 3, einen Betätigung=stab 133 eines Sicherheitsschalters 132, der, wie in Figur 10 dargestellt, im Steuerschaltungs— * block 19 befestigt ist, um einen Arbeitskontakt 134 von einaa Ruhekontakt 135 au lösen. Dabei v;ir-d der Sicherheitsschalter 132 mittels einer Rastfeder 136 in dieser Aus-Stellung verriegelt. Alternativ läßt sich durch Drehung eines Betätigungshebels 138 eines Sicherheitsschalters 137 (Figur 11) entgegen der Vorspannungskraft im Gegenuhrzeigersinn ein Ruhekontakt 140 in oder außer Anlage mit einem Kontaktglied 141 des Betätigungshebels Q₀ 138 bringen, so daß der Arbeitskontakt 140 vom Ruhekontakt 142 mittels der Rückstellkraft gelöst und der Sicherheitsschalter 137 in. dieser Aus-Stellung gehalten werden kann.

In dem in Figur 11 dargestellten Sicherheitsschalter ■ ~κ. 137 ist eine Rückste. 11 einrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe der Sicherheitsschalter 137 eingeschaltet werden .-"■*. kann, in·-"-^ der Arbeitskontakt 140 mittels eines Rück-

stellknopfes 143 entgegen seiner elastischen Rückstellkraft bewegt und in Anlage an den Ruhekontakt gebracht wird. Die Rückstelleinrichtung dient auch zum Kontaktieren des Arbeitskontaktes 140 im Ein-Zustand mittels eines Klauengliedes 141 des Hebels 133 durch Umdrehung des Betätigungshebels 138 im Gegenuhrzeigersinn vermittels einer Feder 139· Auf diese Weise kann der Sicherheitsschalter 137 im Ein-Zustand gehalten werden bzw. kann dieser Zustand wieder hergestellt werden. Steht der Motor MI still oder arbeitet der Motor auf einer normalen Drehzahl von bei spiel sv/ei se 6000 Upm oder weniger, so wird die Stößelplatte 129 nicht von einer die Federkraft der Feder 131 übersteigenden Zentrifugalkraft beaufschlagt. Das bedeutet, daß bei diesen Bedingungen die Stößelplatte innerhalb des Drehringes 27 zurückgehalten wird, wie in den Figuren 10 (a) und 11 (a) dargestellt, so daß die Sicherheitsschalter 132 bzw. 137 gemäß Figuren 10(a)

bzv. 11 (a) betätisrbar sind.
20

Beläuft sich die Nennspannung des Motors MI auf etwa 75 V gegenüber 100 Ύ der Speisespannung, so wird die operationale Kapazität des elektrisch angetriebenen Werkzeuges sehr groß wegen des Anstieges des Überlastungs-25

stromes und schaltet das Triac TRH ein in einem vollen Phasenwinkel jenseits jeglicher Triggersteuerung,falls das Schaltelement, wie das Triac TRI1 zu Bruch geht. Insbesondere unter der Ein-Bedingung unter einem vollen

Phasenwinkel, in welchem der Motor M1 ohne Belastung .. 30

rotiert, übersteigt die Motordrehzahl beträchtlich die eingangs genannten spezifischen Drehzahlen, was wegen des Anwachsens der Zentrifugalkräfte in Abhängigkeit von der gestiegenen Drehzahl zur Folge hat, daß sich die

im Drehring 27 an der Ankerwelle 25 befestigte Stößel-35

platte 129 nach außen aus dem Drehring 27 entgegen der Rückstellkraft der Feder 131 (Figuren 10(b) und 11(b)) bewegt, wodurch der Betätigungsstab 133 des Sicherheitsschalters 137 oder der Betätigungshebel 138 des Sicher-

heitsschalters 157 betätigt und die Kontakte "134,135 bzw. 1'·ΙΟ, 14? im Γ/ροπ·7,υπΙ-πτκ1 ro ha It ei ι werden, :;o dnß

der Motor M1 nicht an ßpannung liegt. Dadurch lassen sich 5

zu hohe Drehzahlen für den Motor und die Schleifscheibe verhindern und gelangt die Trägheitsdrehung des Motors M1 sowie der Schleifscheibe 17 progressiv zum Stillstand, ohne daß es als Folge einer plötzlichen Bremsung zu

einer Reaktion käme, Vielehe die Sicherheit des Benutzers 10

beim Auftreten unnormaler Drehzahlen gefährden könnte.

Nach Betätigung der Sicherheitsschalter 132 bzw. 137 wi. d die Schleifmaschine 20 durch Rückstellen des Sicherheitsschalters '32 bzw. durch Drücken des Rückstell-15

knöpfes" 143 beim Sicherheitsschalter 137 wieder in die Ausgangsstellung (Gebrauchsstellung) zurückgebracht.

Die Transistoren irr1, Tr2 sowie Tr3 des erfindungsge- % S= Sen Werkzeuges können durch einen operationeilen V er- £?r=r:-:er ersetzt werden. Der Sicherheitsschalter 132 * bzw. 137 kann aber muß nicht rückstellbar sein. Eine Zniehebeleinrichtung kann verwendet werden, um die Arbeitskontakte 13^- und 140 umzukehren. Nach einer alternativen Ausführungsform ermöglicht ein geringfügiger Kontakt zwischen dem Kupferring 40 und dem Bremsschuh .31, wie anhand der ersten Ausführungsform beschrieben, ein Durchbrennen einer metallischen Sicherung bzw.. ein Absehalten des Hauptschalters SW1 mittels eines Thermo sensors, ""so daß die Stromzufuhr zum Motor M1 wirksam unterbrochen · werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, da diese lediglieh zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen. ^ Innerhalb des Erfindungsgedankens sind dem Fachmann mannigfaltige Abwandlungen möglich. f

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem An— Tjrxebsmotor, einem Motorgehäuse und einem Hauptschalter, -.. g e > e η η ζ ei chnet .durch ein Schaltelement ■ (T¹SH) für eine Pha^en-Steuerschaltung, mit deren Hilfe die Motor-Drehzahl steuerbar ist, wobei das Schaltelement an einem Feldkern (21) des Motors.(M1) befestigt ist.

2. Elektrisch antreibbares Werkzeug mit einem Antriebsmotor, einem Motorgehäuse und einem Schaltelement für eine Phasen-Steuerschaltung zum Steuern der Motor-Drehzahl, dadurch gekennzeichnet , daß die Phasen-Steuer schaltung umfaßt: . eine Impulsgeneratorschaltung (37) zum Erzeugen von Impulsen mit den Motor-Drehzahlen entsprechenden Frequenzen,^ einen Impulsphasen-Sceuertransistor zum Verändern des ' -\- Verstärkungsgrades am Ausgang der Impulsgeneratorschaltung,

pinen Vorf:p?mnungswiderstand, der zwischen die Basis und den Emil her jenen Transistors, geschaltet ist, einen

Kapositator sua wirksamen Langsamstart des Motors, einen 5

ersten Verstärker zum Verändern der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl und zum Stabilisieren der Motordrehzahl und einen zweiten Verstärker zum Erzeugen einen Ausgangssignals, wenn die Motor-Drehzahl unter eine vorbestimmte Drehzahl fällt sowie zum Begrenzen eines Überlnstungsntrome.·:, wobei der Vorspannungswiderstand parallel geschaltet ist zu dem Kapazitator und dem ersten und dem zweiten Verstärker.

,g 3- Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem Antriebsmotor, einem Motorgehäuse, einem Hauptschalter sowie einem Schaltelement für eine Phasen-Steuerschaltung zum Steuern der Ketcr-Drehzahl, gekennz eichnet durch einen regruletorartigen Bremsschuh (31), der an t-irer Ankervelle '25) .des Motors (M1) befestigt ist, und curoh einer. Ring: (52, 41),der orbsfest am Motor gehalten ist, wobei dieser Sing in Kontakt mit dem in Sichtung der lurch die hohe Drehzahl hervorgerufenen Zentrifugalkräfte verformten Bremsschuh bringbar ist, wenn vom Motor keine Last aufzunehmen ist, um die Ankerwelle mit einer Bremskraft zu beaufschlagen.

4. Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem Antriebsmotor, einem Motorgehäuse, einem Hauptschalter und einem Schaltelement für eine Phasen-Steuerschaltung zum Ein- · stellen der Motor-Drehzahl, gekennz eichnet durch eine-Sicherheitseinrichtung (132, 137), mit deren Hilfe die Vpeisecipannung unterbrechbar ist, um den Motor bei unnormalen Drehzahlen abzuschalten, wobei ein Schaltglied der Si cherheitseinrichtunj-·; in Reihe mit dem Motor-Haupt schal t er (SW1), dem Motor (M1) und dem Schaltelement (TRH) geschaltet ist.

5- Elektrisch angetriebenes Verkzeur mit einem An—

. triebsmotnr, einem Motorf oheuae, einem Haupt ε-chalter und einem Schall, element für eine Phasen-,^" euer^chaltung . zum Steuern der Motor-Drehzal 3 , dadurch . . g e k:e'n n' zeichnet , daß die Phasen—Steuerschaltung umfaßt:

eine Impulsgeneratorscha!'tung (57) zum Erzeugen von Impulsen mit den Motor-Drehzahlen entsprechenden Frequenzen, einen Impulsphasen-Steuertransistor zum Verändern des Verstärkungsgrades am Aungang der Impulsgeneratorschaltung, einen Vornpnnnungsw'.dersi-and, der zwischen die Basis und den Emitter jenes Transistors geschaltet ist, einen Kapazitator zum wirksamen Langsamstart des Motors, einen

ersten Verstärker zum Verändern der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl und zum Stabilisieren der Motor-Drehzahl, und einen zweiten Verstärker zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn die Motor-Drehzahl unter eine vorbestimmte Drehzahl fällt sowie zum Begrenzen exnes übenastungsstromes, wobei der Vorspannungswiderstand parallel gescaaltet ist zu dem Kapasitator · und dem ersten und dem zweiten Verstärker, wobei das Schaltelement (TEII) an einem Feldkern (2^) des Motors (Mi) befestigt ist.

6- Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem Antriebsmotor, einem Motorgehäuse_v einem Hauptschalter sowie einem Schaltelement für eine Phasen-Steuerschaltung zum

_n Steuern der Motor-Drehzahl, g e k e η η ζ e i c h η e't durch einen regulatorartigen Bremsschuh (^), der an einer Ankerwelle (25) des Motors (M1) befestigt ist, und durch einen Bing (32, 4-Ί), der ortsfest am Motor gehalten ist, wobei dieser King j η Kontakt mit dem in Richtung _o_ der durch die hohe Drehzahl hervorgerufenen Zentrifugal- -krafte verformten Bremsschuh bringbar ist, wenn vom Motor keine Last aufzunehmen ist, um die Ankerwelle mit

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einer Bremrkraf+ zu beaufschlagen, wo"bei das Schaltelement (TTiI-"¹) an einem Peidkern (21) des liotors (M1) befestigt ir;t.
■

7. Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem Antriebs motor, einem Motorgehäuse, einem Hauptschalter sowie einem Schaltelement für eine Phasen-Steuerschaltung zum Steuern der Motor-Drehzahl, gekennz eichnet durch einen regulatorartigen Bremsschuh (3"), der an einer Ankerwelle (25) des Motors (Mi) befestigt ist, und durch einen Ring (32, 41), der ortsfest am Motor gehalten ist, wobei dieser Sing in Kontakt mit dem in Richtung der durch die böte Drehzahl hervorgerufenen Zentrifugal-

krafte verformten Bremsschuh bringbar ist, -wenn vom Motor kein? Last aufzunehmen ist, um die Ankerwelle mit einer Bremskraft r,u beaufschlagen, wobei die Phasen-Steuer-

eine Impulsgenerator schaltung (37) zum Erz eueren von 20

Izipu_sen mit den Zvotor-Drehzahlen entsprechenden Frequenzen, eln^n Inpul nphaF^ri-nteuertrannir.t or zum Verändern des Verrr'-irkungsgrades aa Ausgang der Impulsgeneratorschaltung, einen Vorspannungs>riderstand, der -zwischen die Basis

und den Emitter ^enes Transistors geschaltet ist, einen 25

Kapazitator zum wirksamen Langsamstart des Motors, einen ersten Verstärker zum Verändern der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl und zum Stabilisieren der Motor-Drehzahl und einen zweiten Verstärker zum Er_o_ zeugen eines Ausgangssignals, wenn die Motor-Drehzahl unter eine vorbestimmten Drehzahl fällt sowie zum Begrenzen eines tJberlastungsstromes, wobei der Vorspannungswiderstand parallel geschaltet ist zu dem Kapazitator und dem ersten und dem zweiten Verstärker.

S. Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem Antriebsmotor, einem Motorgehäuse, einem Hauptschalter und einem

Se halt el ein ent für eine Phasen-Steuerschaltung· zum Ein-5

stellen der Kotor-DrehKa'il, gekennzeichnet durch eine Sicherheitseinrichtung (132, 137), mit deren Hilfe die Gpeisespannung unterbrechbar ist, um den Motor bei unnormalen "Dreh::.ahlea abzusehalten, wobei ein Schaltglied der Sicherheitseinrichtung in Reihe mit dem Motor-Hauptschalter (SV/1), dem Motor (M1) und dem Schaltelement (TRlI) geschaltet ist, wobei das Schaltlement (TRII) an einem Eeldkern (2") des Motors (Mi) befestigt ist.

9- Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem Antriebsmotor, einem Motorgehäuse, einem Hauptschalter und einem Schaltelement für eine Piasen-Steuersehaltung zum Einstellen der Motor—Drehzahl, gekennzei cn net durch eine Sicherheitseinrichtung (132, ^37), mit deren iZ~9 die iVoeis^r^annunp; unterbrechbar iüt, um den Motor

bei unnormalen L .-er::-*, a hl e-i ab?, u roh al ton, wobo.i. ein Schalt- glied der Sicherheitseinrichtung in Reihe mit dem Motor-Hauptschalter (SW.) j dem Motor (M1) und dem Schaltelement (i?J^/1) geschaltet ist, wobei die Phasen-Steuerschaltung

_oc umfaßt: '

eine Impulsgeneratorschaltung (37) zum Erzeugen von Impulsen mit den Motor-Drehzahlen entsprechenden Frequenzen, ednai Impuls-Steuertransistor zum Verändern des Verstärkungsgrades am Ausgang der Impulsgeneratorschaltung,

Q₀ einen Vorspannungswiderstand, der zwischen die Basis und den Emitter jenes Transistors geschaltet ist, einen Kapazitator zum wirksamen Langsamstart des -Motors, einen ersten Verstärker zum Verändern der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl und zum Stabilisieren der Motor-Drehzahl und einen zweiten Verstärker zum Erzeugen eines Ausgang:;signals, wenn die Motor-Drehzahl

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unter eine voi'bestimmte Drehzahl fällt sowie zum Begrenzen eines Überlastungsstromes, wobei der Vorspannungswi(ler:;tand parallel ge.schaltet ist zu dem Kapazitator und dem e.-rnteri und dem zweiten Verstärker.

^Λ0. Elektrisch angetriebenes Werkzeug mit einem Antriebsmotor, einem Mol.orgehnune, einem Kauptschalter sowie einem Schaltelement für eine Phasen-Steuerschaltung zum Steuern der Motor-Drehzahl, gekenn ζ eichnet durch einen regulatorartigen Bremsschuh (3Ό, cL^er einer Ankerwelle (25) des Motors (Mi) befestigt ist, und durch einen Ring (32, 4-1), der ortsfest am Motor gehalten

ist, wobei dieser Sing in Kontakt mit dem in Richtung 15

der durch die hohe Drehzahl hervorgerufenen Zentrifugalkräfte verformten Bremsschuh bringbar ist, wenn vom Motor keine Last aufzunehmen ist, um die Ankerwelle mit einer Bremskraft zu "beaufschlagen, wobei, die Phasen-Steuersehsltung 5

eine Inpulsgener=-orschaltung (37) zum Erzeugen von Inpulf-en mit den liotor-Drehzahlen entsprechenden Frequenzen, einen InpulsOhasen-Steuertransistor zum Verändern des Verstärkungsgrades an Ausgang der Impulsgeneratorschaltung, einen Vorspannwiderstand, der zv.-isehen die Basis und den Emitter jenes Transistors geschaltet ist, einen Sapasitator zum wirksamen Langsamstart des. Motors, einen ersten Verstärker zum Verändern der Ausgangεspannung in Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl und zum Stabilisieren der Motor-Drehzahl und einen zweiten Verstärker zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn die Motor-Drehzahl unter eine vorbestimmte Drehzahl fällt sowie zum Begrenzen eines überlastungsstroraen, wobei der Vorspannungswiderstand parallel geschaltet ist zu dem Kapazitator und dem ersten und dem zweiten Verstärker, wobei das Schaltelement (TRH) an einem Eeldkern (?1) des Motors (M1) befestigt ist.

11. - Elektrisch angetriebene? V/erkzeug ait einem Ant'riebs-". motor, einem Motorgehäuse, einem Haupt Schalter und einem Schaltelement für eine Phe r; en~r>teu er? c haltung, zum -Ein-" stellen de-r Motor-Drehzahlen, g e k e η η ν. e i c h η e t durch eine Sicherheitseinrichtung (1J2,' "?7)., mit deren Hilfe die Speisespannung unterbrecher ist,-.".um den Motor bei unnormalen Drehsahlen abzuschalten, wobei ein Schalt-

,Q glied der Sicherheitseinrichtung in Reihe mit dem Motor-Hauptschalter "(SVM), dem Motor (MI). und dem Scha It element (TSII) geschaltet ist, wobei die Phasen-Steuersehaltung . umfaßt: "■ ' " .. . :-"^:- ■ "- -. _.. "■-..".. /./,:;: eine Impulsgenerat or schaltung (57) zum Erzeugen; vo;^' _:: ;: -_:_

Jg Impulsen mit den Hctor-Drehzahlen entsprechenden Frequenzen, einen. lapuls-Steuertransistor zum Verändern des . . ■ Ver=tärkungBgrade^c· am Ausgang der Impul ngenerator schaltung, einen Torsparni'.-'Z-ierstand, der zwischen die Basis und den Emitter jer.fr Transistors geschaltet ist, einen S=p=2itator zun "irksamen Langsaacitart des Motors, einen • ersten Verstärker zum Verändern der Ausgangsspannung in. Abhängigkeit von der Motor-Drehzahl und zum Stabilisieren der Motor-Drehzahl und einen zweiten Vers'v'-vrker sum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn die Hotor-Drehzahl".

unter eine vorbestimmte Drehzahl fällt sowie zum Begrenzen eines tlberlastungsstromes, wobei der Vorspannungswiderstand parallel geschaltet ist zu. dem. Kapazitäten?- und dem ersten und dem zweiten Verstärker, wobei das Schaltelement (ΤΕΓ1) am Peldkern (21) des Motors (M1) befestigt ist.