DE3146339A1

DE3146339A1 - Verfahren und vorrichtung zum einstellen der drehzahl eines elektrowerkzeugs mit universalmotor

Info

Publication number: DE3146339A1
Application number: DE19813146339
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dipl.-Ing. 6270 Idstein Goldelius
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1981-11-23
Filing date: 1981-11-23
Publication date: 1983-06-01
Also published as: DE3146339C2; FR2517139A1; FR2517139B1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stellen der Drehzahl eines Elektrowerkzeugs mit Universalmotor, bei dem mindestens eine Arbeitsdrehzahl mikroprozessorgesteuert über eine Folge von Anlaufdrehzahlen erreicht wird und wobei die gewünschte Arbeitsdrehzahl aus einer Gruppe von vorgesehenen Drehzahlen durch Tastenfeld auswählbar ist.

Aus der DE-OS 29 33 355 ist es bereits bekannt, die Drehzahlstellung oder -regelung für den Elektromotor eines handgeführten Elektrowerkzeugs mit Hilfe eines Mikrocomputers vorzunehmen. Die gewünschte Arbeitsdrehzahl wird dem Mikrocomputer über einen Drehzahl-Einstellschalter als Solldrehzahl eingegeben, der von Hand betätigbar äst. Ein Tachogenerator mißt die jeweilige Drehzahl des Elektromotors und gibt die dabei erhaltenen Signale dem Mikrocomputer als Istdrehzahl ein, der daraufhin einen Vergleich mit der Solldrehzahl vornimmt und bei Abweichung ein entsprechendes Steuersignal an eine den Motorstrom steuernde Thyristorschaltung abgibt. Ferner sind optische Anzeigen vorgesehen, welche die jeweilige Drehzahl und Drehrichtung des Elektrowerkz?'?gs drizeigen.

Aus der DE-OS 28 30 212 ist es ferner bekannt, die Drehzahlregelung eines Elektromotors dadurch vorzunehmen, daß ein mit der Motorachse gekoppelter Tachogenerator eine der jeweiligen Istdrehzahl proportionale Spannung abgibt.
5

Die Tachogeneratorspannung wird einer Regelschaltung, und zwar einer Analogschaltung eingegeben, die ihrerseits in Abhängigkeit von der Istdrehzahl und der eingestellten Solldrehzahl einen im Motorwicklungskreis liegenden Thyristor, insbesondere einen Triac, in Phasenanschnittsteuerung betreibt, d.h. mehr oder weniger, von der betreffenden Halbwelle an den Universalmotor gelangen läßt. Eine derartige analoge Regelschaltung ist als Halbleiterschaltung auch bereits in der Zeitschrift "Elektronik" 23, Nr. 1/1974, Seiten 9 bis 12, beschrieben.

Aus der DE-OS 28 55 969 ist eine Phasenanschnittsteuerung für den Motor eines Elektrowerkzeugs bekannt, die über eine genau vorgegebene Zeitdauer einen Kriechgang einstellt und sodann in eine vorgegebene Drehzahl durchschaltet. Ein willkürliches Durchschalten durch die Bedienungsperson wird dabei unterbunden.

Aus der DE-OS 23 24 174 ist es ferner bekannt, den Anschnittwinkel einer Phasenanschnittsteuerung für den

Motor eines Elektrowerkzeugs durch Betätigung eines Drückerschalters zu verändern, der auf einen veränderlichen Widerstand wirkt. Jeder Stellung des Drückerschalters ist damit ein Widerstandswert des veränderlichen Widerstands zugeordnet, der einen im Motorwicklungskreis liegenden Thyristor oder Triac früher oder später aufsteuert und auf die Weise diese Anlaufdrehzahl einstellt. Die durch die Stellung des Drückerschalter einstellbaren Anlaufdrehzahlen stehen jedoch in fester Beziehung zu der jeweils von Hand vorzuwählenden Arbeitsdrehzahl, so daß den einzelnen Stellungen des Drückerschalters nur bei der gleichen Arbeitsdrehzahl die gleichen Anlaufdrehzahlen zugeordnet werden können. Bei verschiedenen Arbeitsdrehzahlen ergeben gleiche Wege bzw. Stellungen des Drückerschalters unterschiedliche Anlaufdrehzahlen. Dies bedeutet, daß bei halb gedrücktem Drückerschalter und bei einer Arbeitsdrehzahl von 600 U/min die Anlaufdrehzahl 300 U/min, bei einer Arbeitsdrehzahl von lOCC U/min die Anlaufdrehzahl bei gleicher Drückerstellung hingegen 500 U/min ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Stellen der Drehzahlen eines Elektrowerkzeugs, vorzugsweise eines handgeführten Elektrowerkzeugs, zu schaffen, bei dem durch Verstellen eines Drücke, schalters in mehrere Stellungen jeweils verschiedene Anlaufdrehzahlen eingestellt

werden, die gänzlich unabhängig von den von Hand vorgewählten Arbeitsdrehzahl sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die einzelnen Anlaufdrehzahlen von einem Mikroprozessor unabhängig von der eingestellten Arbeitsdrehzahl eingestellt werden.

Dadurch wird eine äußerst einfache und flexible Einstellung der Anlaufdrehzahlen erreicht, die außerdem umprogrammiert werden können.

Vorzugsweise ist der Mikroprozessor so programmiert, daß das Elektrowerkzeug einen Lernbetrieb durchführen kann, bei dem nach einer vorgebenen Zahl von Anlaufdrehzahlen der Motor des Elektrowerkzeugs abgeschaltet und das vor dem Abschalten gemessene Drehmoment als maximales Arbeitsmoment für einen nachfolgenden Arbeitsbetrieb gespeichert wird.

Dadurch ist sowohl ein Bohrbetrieb als auch ein Schrauberbetrieb möglich, wobei insbesondere ein gewünschtes Enddrehmoment in dem Lernbetrieb ermittelt und für den nachfolgenden Arbeitsbetrieb eingestellt werden kann. Wird

das Elektrowerkzeug als Schrauber eingesetzt, so liegt die Arbeitsdrehzahl immer fest. Sie kann durch das Tastenfeld dann nicht beeinflußt werden, d.h., im Schrauberbetrieb läuft der Elektromotor stets über die gleichen Anlaufdrehzahlen in eine unveränderbare Arbeitsdrehzahl hoch. Lediglich das bei der Arbeitsdrehzahl erzeugbare Drehmoment ist im Schrauberbetrieb veränderbar. Dieses Arbeitsdrehmoment läßt sich gemäß Erfindung im Lernbetrieb dadurch ermitteln, daß nach Umschalten auf den Lernbetrieb der Elektromotor wiederum über die einzelnen Anlaufdrehzahlen hochfährt, jedoch nach der letzten Anlaufdrehzahl abschaltet, wobei das bei der letzten Anlaufdrehzahl gemessene Drehmoment im Mikroprozessor gespeichert und im anschließenden Schrauberbetrieb als mittleres Arbeitsdrehmoment voreingestellt wird.

Die Erfindung betrifft ferner ein Elektrowerkzeug mit einem Universalmotor, dessen Drehrichtung, Drehzahl und Drehmoment durch einen Mikroprozessor gesteuert sind und bei dem ein Tachogenerator dem Mikroprozessor die jeweiligen Motordrehzahlen eingibt und wobei ferner ein Hauptschalter zum Einschalten des Elektrowerkzeugs, ein Tastenfeld zur Auswahl der gewünschten Arbeitsdrehzahl und ein Triggerschalter zum Einstellen einer Folge von Anlaufdrehzahlen vorgesehen ist, wplcht.5 sich dadurch auszeichnet,

daß der Triggerschalter eine Anzahl von Kontakten aufweist, die bei Berührung von zugehörigen Kontaktbahnen Anlaufdrehzahlsignale an den Mikroprozessor abgeben.

Vorzugsweise ist der Triggerschalter ein Schleifkontaktschalter mit untereinander starr verbundenen Schleifkontakten, während die Kontaktbahnen Kontaktflächen an Stellen aufweisen, die untereinander in einer räumlich- kodierten Beziehung stehen.

In einer bevorzugten Ausführung sind die Kontaktflächen in Form einer BCD-Kodebeziehung oder in einer Gray-Kodebeziehung angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß mit wenigen Schleifkontakten und zugehörigen Kontaktbahnen eine große Anzahl von Schaltstufen einstellbar ist. Wenn die Kontaktflächen in Form eines BCD-Kodes angeordnet sind, dann genügen drei Schleifkontakte, um acht Schaltstellungen anzugeben. Die Kontaktflächen sind zu diesem Zweck so angeordnet, daß in einer ersten Stellung keiner der Schleifkontakte ein.e__Kontaktflache berührt. In eine zweiten Schaltstellung berührt der erste Schleifkontakt eine Kontaktfläche der ersten Kontaktbahn, während der zweite und dritte Schleifkontakt noch keine leitende Verbindung herstellen. In der dritten Schaltstellung berührt nur der zweite Schleifkontakt eine Kontaktfläche, während der

der erste und dritte Schleifkontakt ohne leitende Verbindung sind. In der darauffolgenden vierten Schalterstellung bewirken der erste und der zweite Schleifkontakt eine leitende Verbindung, während der dritte Schleifkontakt noch immer ohne Verbindung ist usw. , wie dies einem BCD-Kode entspricht.

Vorzugsweise sind die Schleifkontakte für die Einstellung der Anlaufdrehzahlen sowie Schleifkontakte für die Einschaltung der Netzspannung untereinander starr verbunden und durch einen Drücker betätigbar, so daß sie insgesamt einen Drückerschalter bilden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:
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Figur 1 ein Blockschaltbild einer Drehzahlstell- und -re-

gelungsschaltung für ein handgeführtes Elektro-

werkzeug;

Figur 2 eine Schemadarstellung der Anschlußklemmenbelegung eines in der Schaltung gemäß Figur 1 verwendeten Mikroprozessors;

Figur 3 ein Schaltbild einer an den Mikroprozessor gemäß Figur 2 angeschlossenen Strommeßschaltung;

Figur 4 eine Schaltung zur Steuerung eines Triacs in der

Schaltung gemäß Figur 3;
10

Figur 5 einen Anlaufdrehzahlschalter;

Figur 6 eine schematische Darstellung eines mehrstufigen

Drückerschalters;
15

Figur 7 ein an den Mikroprozessor gemäß Figur 2 angeschlossene Tachogeneratorschaltung;

Figur 8 eine an den Mikroprozessor gemäß Figur 2 ange— schlossene Temperaturüberwachungsschaltung;

Figur 9 eine Nulldurchgangs-Erkennungsschaltung;
Figur 10 einen Getriebeschalter;

»Λ «

- 13 -

Figur 11 eine Drehzahlumkehrschaltung;
Figur 12 ein Tastenfeld;

Figur 13 eine Siebensegmentanzeige mit Treiber IC;

{
Figur 14 eine Festspannungsreglerschaltung;

Figur 15 eine Drehzahlkurve für den Bohrerbetrieb des Elektrowerkzeugs;

Figur 16 eine Drehzahlkurve für den Schrauberbetrieb des Elektrowerkzeugs;

Figur 17 eine Drehzahlkurve für den Lernbetrieb eines Schraubers; und

Figur 18 ein Flußdiagramm der Programmierung des Mikroprozessors.

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Regelung bzw. Einstellung der Drehzahl eines handgeführten Elektrowerkzeugs, vorzugsweise eine Bohrmaschine, eines Schraubers o.a., die als Kernstück einen Mikroprozessor ,uP aufweist. Der Mikroprozessor .uP ist ein bei-

spielsweise von den Firmen Mostek, Fairchild oder Motorola erhältlicher Mikroprozessor des Typs 3870, beispielsweise ein Mostek MK 3870. An den Mikroprozessor .uP sind eine Strommeßschaltung (Figur 3), eine Tachogeneratorschaltung (Figur 7), eine Temperaturüberwachungsschaltung (Figur 8), eine Drehmomentenmeßschaltung, eine Siebensegmentanzeige (Figur 13), ein Tastenfeld Figur 12, ein Drückerschalter (Figuren 5 und 6) sowie eine Triac-An— steuerung (Figur 4) angeschlossen. Über die Triac-Schaltung erfolgt die Steuerung der Motorspannung und damit die Bestimmung von dessen Betriebsdrehzahl und Drehmoment.

Figur 2 zeigt die Klemmenbelegung des in Figur 1 schematisch angedeuteten Mikroprozessors ,uP des Typs 3870, der 40 Anschlußklemmen aufweist. Die Spannungsversorgung des Mikroprozessors ,uP erfolgt durch eine +5 Volt-Versoi— gungsspannung V , die an die Klemme 40 gelegt wird. Zur

CC

Erzeugung der 5 Volt-Versorgungsspannung V dient eine

CC

in Figur 14 dargestellte Versorgungsschaltung, in der ein Transformator T zur Reduzierung der Netzspannung von 110 V oder 220 V auf einen zwischen etwa +10 V und +30 V liegenden Wert und ein Festspannungsregler VR zur Erzeugung von einer konstanten Versorgungsspannung V von + 5

CC

Volt dienen.

An die Klemmen 1 und 2 des Mikroprozessors ,uP ist ein Oszillator angeschlossen j der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Frequenz von 4,00 MHz hat. An die Klemmen 3, 7 und 15 des Mikroprozessors .uP ist der Treiber IC der Siebensegmentanzeige gemäß Figur 13 angeschlossen. An der Klemme 4 liegt die anhand von Figur 9 näher erläuterte Drehzahlumkehrschaltung. Die Klemme 5 ist unbesetzt.

-10 Die Klemme 6 des Mikroprozessors .uP ist mit der Basis eines in Figur 4 dargestellten Transistors T3 verbunden, und zwar: über einen Widerstand R14. Der Emitter des Transistors T3 ist geerdet. Kollektorseitig ist ein Optokoppler OK1 angeschlossen, und zwar die Kathode seiner lichtemittierenden Diode, deren Anode mit der Versorgungsspannung beaufschlagt wird. Ausgangsseitig steuert der Optokoppler OK1 über eine erste Leitung C die Steuerelektrode eines in Figur 3 erkennbaren Triacs TR1, während eine zweite. Leitung D über einen Schutzwiderstand R13 zwisehen dem Triac TR1 und der Motorwicklung M angeschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß der Transistor T3 beim Auftreten von über die Klemme 6 des Mikroprozessors ,uP ausgegebenen Impulsen entsprechend aufgesteuert wird und einen Stromfluß durch die lichtemittiarende Diode im Optokoppler 0K1 zuläßt. Dies läßt wiederum Ausgangsimpulse auf

auf der Leitung C zur Steuerelektrode des Triacs TR1 in Figur 3 aufscheinen, wodurch letzterer aufgesteuert wird und einen Stromfluß durch die Motorwicklung M zuläßt. Die vom Mikroprozessor ,uP ausgegebenen Impulse bestimmen somit die Phasenanschnittsteuerung des Triacs TR1 und damit die Größe der an der Motorwicklung M anliegenden Spannung. Da die Drehzahl des Motors jedoch von der Größe dieser Spannung abhängt, bestimmt die Phasenanschnittsteuerung somit auch die Drehzahl des Elektromotors.

Die Einstellung der Arbeitsdrehzahl des Elektrowerkzeugs erfolgt durch ein Tastenfeld S4. Das Tastenfeld S4 legt für den Mikroprozessor .uP allerdings nur die Arbeitsdrehzahl fest. Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung soll jedoch der Motor in verschiedenen Drehzahlstufen hochlaufen, die unabhängig von der gewählten Arbeitsdrehzahl sein sollen. Dies wird dadurch erreicht, daß dem Mikroprozessor .uP über die Klemmen 17,18 und.19 Anlaufdrehzahlsignale A,B,C eingegeben werden, die gemäß der für den Mikroprozessor ,uP vorgesehenen Programmierung die gewünschten Anlaufdrehzahlen und damit die über seine Klemme 6 ausgegebenen Steuerimpulse festlegen.

Zur Bestimmung dieser Anlaufdrehzahlsignale dient ein in den Figuren 5 und 6 schematisch dargestellter Drücker—

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schalter, der gemäß Figur 6 eine Anzahl von parallelen Schleifkontakten SK 1-5 aufweist. Davon bilden die Kontakte SK 1-3 einen Triggerschalter S3 und dienen zur Auswahl der Anlaufdrehzahl; der Schleifkontakt 0 ist der Nulleiter und die Kontakte SK4 und SK5 stellen den Hauptschalter S2 dar. Gemäß Figur 6 ist der Triggerschalter S3 so aufgebaut, daß die Kontakte SK1-3 in jeder räumlichen Stellung ein gewisses Kontaktierungsmuster auf zugehörigen Leiterbahnen ergeben, das der nachfolgenden Tabelle entspricht.

E/F

0	0	0	0	Aus	0,	Netzspannung Aus
1	0	0	0	Schritt	1,	Netzspannung Ein
1	1	0	0	Schritt	2,
1	0	1	0	Schritt	3,	_ " —
1	1	1	0	Schritt	4,	_ ^M —
1	0	0	1	Schritt	5,	_ It __
1	1	0	1	Schritt	6,	__ Il
1	0	1	1	Schritt	7,	_ '■ —
1	1	1	1	Schritt	— ^fl —.

Man erkennt aus der vorstehenden Tabelle, daß die Berührung oder Nichtberührung v^n Kontaktflächen KF1-KF3 mit

den zugehörigen Kontaktbahnen KB1-KB3 als BCD-Kode darstellbar ist, der als Kombinationsmöglichkeit acht Stufen zuläßt. Dies bedeutet, daß jeder Schalterstellung des Schalters sieben verschiedene Drehzahlen zugeordnet werden· können, während die achte Stellung zum Ausschalten des Elektrowerkzeugs dient. Es ist klar, daß anstelle eines BDC-Kodes auch ein anderer Kode, beispielsweise ein Gray-Kode verwendbar ist, der eine größere Sicherheit gegenüber Falschinterpretation der Schieberstellung, beispielsweise durch benachbarte Kontaktflächen berührende Zwischenstellungen des Triggerschalterschiebers, gewährleistet.

Figur 3 zeigt eine Strommeßschaltung, die einerseits zur Strombegrenzung des· Motorstroms dient und andererseits die Feststellung des vom Motor jeweils gelieferten Drehmoments ermöglicht. Zu diesem Zweck ist eine Gleichrichterund Verstärkerschaltung 0P1 mit ihrem negativen Eingang an die Steuerelektrodenseite des Triacs TR1 angeschlossen, und zwar über einen Arbeitswiderstand R2. Der positive Eingang der. Gleichrichter- und Verstärkerschaltung OP1 ist geerdet. Der Ausgang von 0P1 ist über eine Diode an den positiven Eingang eines Funktionsverstärkers 0P2 gelegt, dessen Ausgang in einen integrierten Analog/Digital-Umsetzer IC2 führt und der den OP1 vom Analog/Digi-

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tal-Umsetzer IC2 entkoppelt. Der Analog/Digital-Umsetzer IC2 ist ein monostabiler Multivibrator, der über die Klemme 35 des Mikroprozessors .uP gestartet wird. Seine Pulsbreiten werden von der an der Klemme 5 des .uP liegenden Gleichspannung gesteuert. Durch eine Messung der Pulsdauer an der Klemme 36 ist der Mikroprozessor .uP in der Lage, das jeweilige Drehmoment des Motors über die Siebensegmentanzeige gemäß Figur 13 anzuzeigen und gegebenenfalls gemäß seiner Programmierung eine Drehmomentenbegrenzung vorzunehmen.

Figur 7 zeigt eine Tachogeneratorschaltung in Form einer auf der Motorwelle sitzenden Magnetscheibe MS, die einen Tachogenerator TG aktiviert, der über einen Widerstand R7 an den negativen Eingang eines dritten Funktionsverstärkers 0P3 angeschlossen ist. Dieser bildet eines Impulsformer, der aus der sinusförmigen Tachospannung ein rechteckförmiges Ausgangssignal erzeugt. Der· positive Eingang des dritten Funktionsverstärkers 0P3 ist geerdet. Über einen Widerstand R8 besteht eine Rückkopplung vom Ausgang des dritten Funktionsverstärkers OP3 zu dessen negativem Eingang. Das Ausgangssignal des dritten Funktionsverstärkers 0P3 und damit des Tachogenerators TG wird dem Mikroprozessor ,uP über dessen Klemme 25 eingegeben, der diese Drehzahl in der Siebensegmentanzeige gemäß Figur 13 fortlau-

fend an zeigt. Außerdem erfolgt im Mikroprozessor ,uP ein Vergleich der Istdrehzahl mit der über das Tastenfeld vorgewählten Solldrehzahl.

Figur 8 zeigt eine Temperaturüberwachungsschaltung, und zwar einen über einen Widerstand R10 an die positive Versorgungsspannung gelegten Temperaturfühler, der mit seinem anderen Anschluß geerdet ist. Zwischen dem Temperaturfühler Moxie, der beispielsweise auf 65⁰C eingestellt ist, und dem Widerstand R10 ist die Klemme 14- des Mikroprozessors ,uP angeschlossen. Erhitzt sich das Elektrowerkzeug über die von dem Temperaturfühler Moxie vorgegebene Temperatur, beispielsweise über 65°C, dann "wird dem Mikroprozessor .uP ein TMES-Signal eingegeben, welches z.B. die Signalausgabe an der Klemme 6 verhindert und damit den Transistor T3 (Figur 4) und in der Folge den Triac TR1 (Figur 3) sperrt. Dadurch kann kein Strom durch die Motorwicklung M des Elektromotors fließen und das Elektrowerkzeug bleibt bis zur Abkühlung unter den vorgebenen Grenzwert außer Betrieb.

Figur 9 zeigt eine Schaltung zur Feststellung des Nulldurchgangs der Netzspannung, um eine Synchronisation der Phasenanschnittsteuerung zu erzielen..Hierzu ist ein Basiswiderstand R9 eines Transistors T1 an die Netzversor-

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gungsspannung für die Motorwicklung M angeschlossen, während der Emitter des Transistors T1 geerdet und der Kollektor an die Klemme 38 des Mikroprozessors ,uP angeschlossen ist. Bei der negativen Halbwelle der Netzspannung wird der Transistor T1 jeweils gesperrt und liefert dadurch entsprechende Synchronisiersignale USYNC an den Mikroprozessor .uP.

Figur 10 zeigt ßinon Schal i.er, der im GolricbegehäuHO angeordnet, und mit dom Gang!.r:hal I er mechanisch vorburidon Jet. Damit i'jt pv M11· ropro/ nrmcn ,ul¹ Jn der I ago, dnn Jeweils eingelegtem Gang zu erkennnn .

Die in Figur 1.1 angegebene Sclialtung dient zur Drehzahlum-Ί5 kehr des Motors, und zwar gibt der Mikroprozessor .uP über seine Klemme 4 ein Signal an die Basis eines Transistors T2 aus, dessen Emitter geerdet ist und dessen Kollektor über eine Relaiswicklung RL an der positiven Versorgunguaprinnuna licujt. I ine !.chut/diode u3 iet parallel Über die Ro 1 π i riw i <k ] unq Rl i|fii(;li.i 1 tot . Λπ dnr Hfinlh (Jtni Trannistors \',[ limit aufkirdoin ein Hasißwideriitand R12.

Wird der Transistor T2 durch ein Signal von der Klemme 4 des Mikroprozessor?.) .ul¹ aufijouteuort, dann flioßt Strom von der positiven Versorgungsspannungsquelle über die Re-

laifiwicklung RL durch den Transistor T2 gegen Erde, so daß das /.ugehörige Hol,ι Le an/LehL und die Motorwicklung M umpolt. Dies bewirkt eine Drehrichtungsumkehr des Motors. Durr.h den Mikroprozessor Aü\ und zwar durch dessen Programmierung ist sicherqeste11t, daß über die Klemme 4 nur dann Steuerbefehle ausqebbar sind, wenn sich der Motor im Stillstand befindet.

Figur 12 zeigt ein Tastenfeld S4. Es dient zur Einstellung der gewünschten Betriebsart, der gewünschten Arbeitsdrehzahl oder des maximalen Arbeitsmomentes.

Der Schalter S4a ist mit der Klemme 9 verbunden und gibt bei Betätigung ein DRILL-Signal an den ,uP, der dadurch veranlaßt wird, die Betriebsart "Bohrbetrieb" zu wählen.

Der Schalter S4b ist mit der Klemme 10 verbunden und gibt bei Betätigung ein LEFT-Signal an den . ,uP, der dadurch veranlaßt wird, die Betriebsart "Links" zu wählen und die Drehrichtung nach Figur 11 zu änaern.

Der Schalter S4c ist mit der Klemme 11 verbunden und gibt bei Betätigung ein RIGHT-Signal an den ,uP, der dadurch veranlaßt wird, die Betriebsart "Schrauben" zu wählen.

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Die Schalter S4d und S4e sind mit Klemme 12/13 des ,uP verbunden. Bei Betätigung wird ein MINUS- bzw. PLUS-Signal an den .uP gegeben, der entsprechend der gewählten Betriebsart die Arbeitsdrehzahl oder das Abschaltmoment schrittweise erhöht bzw. erniedrigt. Werden die Schalter S4d und S4e gleichzeitig betätigt, schaltet der .uP in der Betriebsart "Schrauben" in den Lernbetrieb um.

Figur 13 zeigt eine an sich bekannte Siebensegmentanzeige, beispielsweise von Monsanto, die in der dargestellten Ausführung vierstellig ist und von einem an sich bekannten Siebensegment-Treiber IC getrieben wird. Der Treiber IC ist vorzugsweise ein IC MC 14499, der Firma Motorola. Die Klemmenbelegung ist aus den Figuren 2 und 13 erkennbar.

Figur 14 zeigt eine V -Erzeugungsschaltung, die einen

C C

Transformator T, einen Gleichrichter R und einen Festspannungsregler VR aufweist. Der Festspannungsregler VR ist beispielsweise eine integrierte Spannungsregelungsschaltung des Typs LM309, die aus einer Eingangsspannung zwischen +6,5 V und +35 V eine konstante Ausgangsspannung von +5,0 V liefert.

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Figur 15 zeigt eine Treppenkurve der Anlaufdrehzahlen A1 bis A6 für den Bohrbetrieb. Man erkennt, daß die Anlaufdrehzahlen A1-A6 unabhängig von der Arbeitsdrehzahl E vorprogrammierbar sind und nur von den Stellungen 1 bis 7 des Triggerschalters S3 abhängen. Die Arbeitsdrehzahl E ist hingegen durch das Tastenfeld S4 zwischen E . und

mm

E vorwählbar,
max

Der Mikroprozessor ,uP ist darüber hinaus für den Schrauberbetrieb des Elektrowerkzeugs programmiert, wofür Figur 16 den Drehzahlverlauf zeigt. Die Arbeitsdrehzahl·E steht im Schrauberbetrieb fest. Die Anlaufdrehzahlen A1-A6 folgen wiederum einer Treppenkurve, die der Treppenkurve gemäß Figur 15 ähnlich ist, d.h. in Abhängigkeit von der Stellung des Triggerschalters S3 bestimmt der Mikroprozessor ,uP eine der Anlaufdrehzahlen A1-A6.

Figur 17 zeigt ein weiteres Merkmal der Erfindung, nämlich eine Treppenkurve für die Lernfunktion der Mikroprozessorschaltung im Falle des Schrauberbetriebs gemäß Figur 16. Bei dieser Lernfunktion ist der Mikroprozessor .uP so programmiert, daß sowohl im Schritt 0 als auch im Schritt 7 des Triggerschalters S3 die Drehzahl Null ist. Dazwischen besteht die Treppenkurve A1-A6 gemäß Figuren 15 und 16. Durch den Übergang von Stellung 6 auf Stellung

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7 Cf es- TrigQOfschai te-rs S3 wires dem E»ti!;r-Gp;"Ozsssor _/u^e irfi LSfnbdtrieb angezeigt, oaS das Oreh.rioriisnt der vorhergehen-Ötft St-ufö AS gespeichert und als rr-axisTsälss Drehmoment für ö©n naehf olgertder« Sc.Hrau&erbeträeb herangezogen werden δ soll* Das heißt, nach dem Umschalten var-i Lern&strie'o in d©h Sohrauberbetrieb wird das Elektrower-kzeug bei cenjenigerijt Drehmomönt angehalten _f das ir?₍ Lernbetrisb als maximales Drehmoment ge-apeichert worden ist. Dies stellt ein äußerst zweckmäßiges Merkmal dar, welches dem EleKtrowerk-2®ug im Schrauberbetrieb einen hohen Bedienungskomfort verleiht.

Figur 18 zeigt ein Flußdiagramm der Programmierung des Mikroprozessors ,uP, das hiermit ausdrücklich als Teil der Offenbarung der Erfindung bezeichnet wird. Im normalen Bohrbetrieb läuft das Programm von der Startfunktion bis zur Abfrage "Schrauberbetrieb?" und geht von dort nach der Entscheidung "no" zum Programmende, das die Bohrmaschine startet.

Im Schrauberbetrieb läuft das Programm bis zur Abfrage "Lernbetrieb?" und von dort bei der Antwort "no" (nein) über die Entscheidung "Drehmoment größer als Sollwert?" auf zwei verschiedenen Wegen zum Programmende, bei der Antwort "yes" (ja) zur Fntscheidung "Trigger Aus?" usw.

ebenfalls zum Programmende.

Im Lernbetrieb läuft das Programm bis zur Abfrage "Trigger Stufe 7?". Von dort wird das Programmende auf zwei verschiedene Wege erreicht, bei der Antwort "nein" direkt, bei der Antwort "ja" über die Abfrage "Trigger Aus?".

Hu/lü

Claims

Patentansprüche

1. /Verfahren zum Einstellen der Drehzahl eines Elektrowerkzeugs mit Universalmotor, bei dem mindestens eine Arbeitsdrehzahl mikroprozessorgesteuert über eine Folge von Anlaufdrehzahlen erreicht wird und wobei die gewünschte Drehzahl aus einer Gruppe von vorgesehenen Drehzahlen durch ein Tastenfeld auswählbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Anlaufdrehzahlen von dem Mikroprozessor unabhängig von der eingestellten Arbeitsdrehzahl eingestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor sechs Anlaufdrehzahlen in Abhängigkeit von der Stellung eines Triggerschalters einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor in einem Lernbetrieb des Elektrowerkzeugs nach einer vorgegebenen Anzahl von Anlaufdrehzahlen den Motor abschaltet und das vor dem Abschalten gemessene Drehmonat als maximales Arbeitsmoment für einen nachfolgenden Arbeitsbetrieb speichert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor im Lernbetrieb nach der sechsten Anlaufdrehzahl abschaltet und das zuletztgemessene Drehmoment für den Arbeitsbetrieb speichert.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsbetrieb ein Schrauberbetrieb ist.

6. Elektrowerkzeug mit einem Universalmotor (M), dessen Drehrichtung, Drehzahl und Drehmoment durch einen Mikroprozessor ( .uP) gesteuert sind und bei dem ein

Tachogenerator (TG) dem Mikroprozessor ( ,uP) die jeweilige Motordrehzahl eingibt, und wobei ferner ein Hauptschalter (S2) zum Einschalten des Elektrowerkzeugs, ein Tastenfeld (S4a bis S4e) zur Auswahl der gewünschten Arbeitsdrehzahl und ein Triggerschalter (S3) zum Einstellen einer Folge von Anlaufdrehzahlen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggerschalter (S3) eine Anzahl von Kontakten (SK1, SK2, SK3) aufweist, die bei einer Berührung von zugehörigen Kontaktbahnen (KB1, KB2, KB3) Anlaufdrehzahlsignale (A,B,C) an den Mikroprozessor (,uP) abgeben.

7. Elektrowerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggerschalter (S3) ein Schleifkontaktschalter mit untereinander starr verbundenen Schleifkontakten (SK1, SK2, SK3) ist, und daß die Kontaktbahnen (KB-1,KB2,KB3) Kontaktflächen ( KF1, KF2 , KF3 ) an Stellen aufweisen, die untereinander in einer räumlich-kodierten Beziehung stehen»

8. Elektrowerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (KF1,KF2,KF3) in Form einer BCD-Kodebeziehung oder einer Gray-Kodebeziehung angeordnet sind.

-A-

9. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Triggerschalter (S3) als auch der Hauptschalter (S2) einen gemeinsamen Schalter (S) bilden, dessen Schleifkontakte (SK1-5) untereinander eine starre räumliche Beziehung haben.

10. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (S) -ein
Drückerschalter ist.