DE3330028A1

DE3330028A1 - Muttern-aufschraubgeraet unter verwendung eines induktionsmotors

Info

Publication number: DE3330028A1
Application number: DE3330028A
Authority: DE
Inventors: Tabito Hachioji Doniwa
Original assignee: Daiichi Dentsu KK
Current assignee: Daiichi Dentsu KK
Priority date: 1982-10-13
Filing date: 1983-08-19
Publication date: 1984-04-19
Also published as: DE3330028C2; US4554980A; JPS5969271A

Description

MUTTERN-AUFSCHRAUBGER.^T UNTER VERWENDUNG EINES "LNDUKTIONSMOTOKS

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung für ein automatisches Schrauben- oder Muttern-Festzieh-Werkzeug, das als Muttern-Aufschraubgerät oder als Muttern-Spannvorrichtung bezeichnet wird und das beispielsweise zum gleichzeitigen Festziehen der Schrauben einer Maschinenabdeckung eines Kraftfahrzeuges verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verbesserung einer Steuerschaltung eines Motors für den Antrieb eines solchen Muttern-Aufschraubgerätes .

Bisher hat man Luft-Muttern-Aufschraubgeräte verwendet, die durch Druckluft betrieben werden. Solche Geräte können aber nicht eine Schrauben-Anziehkraft mit hoher Genauigkeit erzeugen. Man hat deshalb für ein Muttern-Aufschraubgerät zum Anziehen von Schrauben oder Muttern mit hoher Genauigkeit ein m. otorgetriebenes Muttern-Aufschraubgerät vorgeschlagen, bei dem ein Gleichstrommotor verwendet wird. Ein Gleichstrommotor hat aber die unangenehme Eigenschaft, daß seine Bürsten abgenutzt werden. Um dies zu verhindern, ist ein mit Gleichstrom betriebenes bürstenloses Muttern-Aufschraubgerät vorgeschlagen, bei dem eine Abnutzung von Bürsten nicht auftritt, jedoch ist ein solches Muttern-Aufschraubgerät nachteilig insofern, als der Motoraufbau und die Steuerschaltung dafür komplex sind und daß,, da ein Permanentmagnet als Rotor verwendet wird, das Volumen des Motors in Bezug auf die Motorausgangsleistung verhältnismäßig groß ist, wodurch es schwierig wird, eine Anzahl solcher Muttern-Aufschraubgeräte mit kleinem Abstand anzuordnen.

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Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Muttern-Aufschraubgerätes unter Verwendung eines Induktionsmotors, das eine geringe Größe hat und das mit hoher Genauigkeit bezüglich der Drehz£ihl, der Vorwärtsdrehung, der Rückwärtsdrehung, des Drehmomentes, der Bremskraft und des Anhaltens leicht gesteuert werden kann.

⁴ C*

Um das obengenannte Ziel zu erreichen, ist gemäß der Erfindung ein Muttern-Aufschraubgerät zum Befestigen von verschraubbaren Gegenständen vorgesehen, das einen Antriebsmotor, eine mit den verschraubbaren Gegenständen kuppelbare Antriebswelle, ein Untersetzungsgetriebe für die Übertragung der Drehleistung des Antriebsmotors auf die Antriebswelle, einen Drehmoment-Detektor zum Messen eines auf die Antriebswelle aufgebrachten Drehmomentes und eine Steuerschaltung zum Steuern des Antriebsmotors unter Verwendung des Meßausganges· des Drehmoment-Detektors enthält. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Zweiphasen-Induktionsmotor ist und daß die Steuerschaltung so ausgebildet ist, daß sie die Größen, Perioden und Phasen der den Feldspulen des Zweiphasen-Induktionsmotors zugeführten intermittierenden Ströme steuert, so daß das Drehmoment des Zweiphasen-Induktionsmotors durch die Steuerung der Größe der intermittierenden Ströme gesteuert wird, wobei die Umlaufgeschwindigkeit des Zweiphasen-Induktionsmotors durch die Steuerung der Perioden der intermittierenden Ströme gesteuert wird und wobei Vorwärts- und Rückwärts-Antriebsrichtungen durch Umschalten der Phasenbeziehungen der intermittierenden Ströme geschaltet werden.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung an Aufführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht, welche die Konstruktion des erfindungsgemäßen Muttern-Aufschraubgerätes zeigt, Fig. 2A

und 2B Schaltdiagramme, welche in Kombination eine Steuerschaltung des erfindungsgemäßen Muttern-Aufschraubgerätes zeigen,

Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm, welches die Spannungen der entsprechenden Teile in den Fig. 2A und 2B zeigt, Fig. 4 ein Schaltbild, welches eine Leistungsquellen-Schaltung und die Motorverbindung zeigt,

FLg.'5 ein Zeitablauf-Diagramm, welches die Spannungen der entsprechenden Teile der Fig. 4 bei Abschalten eines Thyristors zeigt, _{ßAD 0RlGJNAL}

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Fig. 6 ein Diagramm, welches die Wellenformen der Impulsspannungen zeigt, die dpn Feldspulen des Motors zugeführt werden,

Fig. 7 eine erläuternde Ansicht eines Beispiels der Schraub-Anzieh-Operationen,

Fig. 8 ein Zeitschaubild, welches die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Drehmoment-Eigenschaften des Muttern-Aufschraubgerätes zeigt.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, welche die Konstruktion eines Muttern-AufSchraubgerätes zeigt, wie es Gegenstand der Erfindung ist, und welches einen Induktionsmotor (im folgenden einfach als Motor bezeichnet) als Antriebsmotor verwendet, und zwar im Hinblick auf seine Ausführung mit geringen Abmessungen und der \ Verringerung seiner Wärmeerzeugung und das zur Lösung von sich da- i raus ergebenden Problemen eine Steuerschaltung eine/ Muttern-Aufschraubgerät-Steuervorrichtung verwendet, die allgemein außerhalb eines Muttern-AufSchraubgerätes vorgesehen ist, wobei eine Leistungs quellen-Schaltung vorgesehen ist, die einen Thyristor für die Zuführung eines Stromes zum Motor verwendet und in welcher die Geschwindigkeit und das Drehmoment des Motors gesteuert werden durch Steuerung der Periode und der Größe der dem Motor zugeführten inter-j

mittierenden Ströme, wobei ferner der Vorwärts-Antrieb und der Rück-j wärts-Antrieb des Motors durch Umschaltung der Phase der intermit- j tierenden Ströme erf.olgt, während ein plötzlicher Halt des Motors " durch eine Gleichstrom-Bremsung sehr leicht und wirksam erhalten \ werden kann. .·■ -

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Motor. 2 bezeichnet ein Untersetzungsgetriebe. 3 ist ein Drehmoment-Detektor. 4 ist eine Antriebswelle, an deren oberem Ende eine Steckhülse zur Aufnahme eines Schraubenkopfes oder einer Mutter angeordnet ist. 5 isst ein .Zahnrad auf der Ausgangswelle eines Motors. 6 bezeichnet eine eryto. Stufe eines Planetenradgetriebes. 7 ist eine Planetenrad-Welle der ersten Stufe. 8 ist ein Sonnenrad einer zweiten Stufe. 9 bezeLehnet ein Reduktionsgetriebe-Gehäuse. 10 ist ein Innen-Zahnrad. 11 bex.e Lehnet eine zweite Stufe oi.nos Planetenradgetriebes. 12 ist eine I¹Ki-

" ^ß~

netenradgetriebewelle einer zweiten Stufe. 13 ist eine Abschluß-Ausgangswelle. 14 ist das Gehäuse eines Drehmoment-Detektors. 15 bezeichnet einen Dehnungsmesser und 16 ein Lager der Ausgangswelle. Die oben genannten Elemente sind an sich bekannt und betreffen die Erfindung nicht unmittelbar, weshalb sie nicht im einzelnen beschrieben werden sollen.

Um ein Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird nunmehr zunächst das Verfahren der Anwendung des Muttern-Aufschravbgerätes beschrieben. Fig. 7 zeigt an Hand eines Beispieles einen Zustand,in welchem eine in eine am oberen Ende der Antriebswelle 4 in Fig. 1 angeordnete Steckhülse DS eingesetzte Schraube BT an eine Maschinenabdeckung CV oder dergleichen angeklemmt wird. In diesem Beispiel ist, wie in dem Diagramm der Umlaufgeschwindigkeit zvP Drehmoment-Charakteristik in Fig. 8 gezeigt, die Umlaufgeschwindigkeit P2 von einem Punkt aQ, wo der Motor gestartet wird, bis zu einem Punkt a₂ hoch, wo der Kopf der Schraube BT in Berührung mit der Abdeckung CV kommt. Bei Berührung des Schraubenkopfes mit der Abdeckung CV sinkt die Umlaufgeschwindigkeit schnell ab, und es steigt das Drehmoment PI plötzlich an. Wenn das Drehmoment den Punkt a2 erreicht, wird das Muttern-Aufschraubgerät schnell angehalten. Dann erfolgt die zweite Stufe der Klemmung, bis in diesem Falle ein gegebenes Drehmoment a3 erreicht ist, wobei die Motor-Umlaufgeschwindigkeit (sehr gering) und der Motor-Ausgang gesteuert werden, während sie durch den Wert des Drehmomentes selbst zurückgeführt werden, so daß das .Drehmoment auf einen vorangestellten Anstiegswert ansteigen kann. Wenn das vorgegebene Drehmoment a 3 erreicht ist, wird der Motor plötzlich angehalten.

Eine solche Umlaufgeschwindigkeit P2 und ein Drehmoment PI und Signale für den Anlauf, das Anhalten u.s.w. werden auf einer Tafel eines Steuergerätes, das von dem Muttern- Aufschraubgerät getrennt angeordnet ist, eingestellt, und sie werden einer Steuerschaltung (Fig. 2A und 2B) jedes Muttern-Aufschraubgerätes

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unter einer Programmsteuerung zugeführt.

Ferner verwendet das Muttern-Aufschraubgerät nach der Erfindung einen Zweiphasen-Induktionsmotor (im folgenden einfach mit IM bezeichnet) als Antriebsmotor. Der IM ist klein und stabil und leicht zu unterhalten, weshalb er für eine Anwendung mit hoher Drehzahl geeignet ist. Sein schwerwiegendster Nachteil war bisher die Schwierigkeit der.Steurung seiner Geschwindigkeit. Dies ist ein Grund/ weshalb ein Gleichstrommotor nicht einfach durch den IM hat ersetzt werden können.

Wenn die Anzahl der Pole, deren Verschiebung (slide) und die Frequenz der dem Motor zugeführten Spannung ausgedrückt werden durch m, £> und f_, wird die Geschwindigkeit ν des IM angegeben durch

Infolgedessen kann die Drehzahlsteuerung bewirkt werden durch

ist Änderung irgendeines der Faktoren m, s_ und f_. EsVaber allgemein bekannt, daß die Verfahren zur Änderung von m und s_ viele Fehler aufweisen und daß nur das Verfahren der Änderung der Frequenz eine kontinuierliche Drehzahlsteuerung über einen weiten Bereich mit hohem Wirkungsgrad ermöglicht. Dieses Verfahren ist aber bisher nicht praktisch angewendet worden, und zwar mit Rücksicht, auf die Schwierigkeit, eine veränderbare Frequenz-Leiäiingszuführung zu erhalten. Bisher konnte'eine veränderbare Frequenz-Leistungszuführung erhalten werden aufgrund einer beträchtlichen Entwicklung eines Thyristor-Wechselrichters, so daß die Geschwindigkeitssteuerung des IM durch die Frequenzsteuerung entwickelt worden ist, jedoch hat deren Anwendung auf das Muttern-Aufschraubgerät verschiedene Probleme aufgeworfen, so daß diese Steuerung nicht in die Praxis eingeführt worden ist. Nach der Erfindung werden die Frequenz und diu

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Phase eines unterbrochenen Stromes des IM und dio Größe einer Feldspule des Motors zugeführten Stromes verändert, wodurch die Drehzahl und das Drehmoment des Motors bis auf vorbestimmte Werte verändert werden, so daß der Vorwärtsantrieb und der Rückwärtsantrieb und ein plötzlicher Halt des Motors gesteuert werden können. Die Steuerschaltung hierfür wird in Verbindung mit den Fig. 2A und 2B beschrieben.

Das Klemm-Drehmoment für das Schraubenanziehen mit dem Muttern-Aufschraubgerät reicht beispielsweise von etwa 1 - lOOkgrc. Infolgedessen wird oft'ein Motor mit hohem Ausgang verwendet, während ein diesem Motor zugeführter Strom manchmal mehrere 10 Ampere betragen kann. Ferner kann das Muttern-Aufschraubgerät manchmal in Übereinstimmung mit der Bewegung des Fließbandes bewegt werden, und in einem solchen Falle sind die Motor-Antriebsschaltung) die in das Steuergerät eingeschlossen ist, und das Muttern-Aufschraubgerät durch ein langes Kabel miteinander verbunden. Infolgedessen kann der Motor durch häufiges Biegen des Kabels kurzgeschlossen oder durch eine unerwartet große Last beschädigt werden, und wenn ein Leistungstransistor als ein Element zum Steuern der Eingangsleistung zum Motor verwendet wird, um eine solche Störung zu vermeiden, wird die Schutzschaltung komplex. Im Gegensatz dazu ist die Verwendung eines Thyristors anstelle des Transistors vorteilhaft insofern, als der Thyristor schweren Anwendungsbedingungen widerstehen kann und als die Schutzschaltung allein durch Hinzufügung eines Widerstandes gebildet werden kann. Jedoch besitzt der Thyristor nicht die Selbst-Abschalt-Funktion, und es ist deshalb erforderlich, für diese Funktion einen technischen Zusatz zu verwenden. Da die vorliegende Erfindung an einem Beispiel beschrieben wird, bei welchem ein Thyristor verwendet wird, soll auch das Verfahren zum Abschalten des Thyristors in Verbindung mit den Figuren 2A und 2B beschrieben werden.

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Eine Beschreibung soll zunächst erfolgen in Bezug auf die Leistungsquelle des IM für dun Antrieb des Muttern-AufschrauL-gerätes. Fig. 4 zeigt die Leistungsquellenschciltung IM, und in diesem Beispiel wird ein ZweLphasen-Motor M1 durch handelsübliche Leistungsquellen R, S und T mit 3 Phasen unter der Steuerung des Thyristors angetrieben. In Fig. 4 bilden ein Eingangs-Transformator T1 der A-Y Verbindung, Gleichrichter D1 bis D6 und Kondensatoren C5 und C6 einen Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler, welcher eine Wechselstrom- Gleichstrom-Umwandlung durch 3 Phasen-Halbwellen Gleichrichtung bewirkt und der positive und negative Spannungen + E(V) und - E(V) auf beiden Seiten des Erdpunktes erzeugt. Die Elemente SCR1 bis SCR4 sind Thyristoren (SCR), die für individuelle Feldspulen des Motors paarweise verwendet werden. Die Thyristoren SCR1 und SCR2, eine Reaktanz T2 und einen Kondensator C7

ist

enthaltende Schaltungsanordnung vorgesehen, um einen unterbrochenen Strom an eine Feldspule LL1 des Motors M1 zu liefern, und es ist eine die Thyristoren SCR3 und SCR4, eine Reaktanz T3 und einen Kondensator C8 enthaltende Schaltungsanordnung vorgesehen, um einer Feldspule LL2 einen unterbrochenen Strom zu liefern, der gegenüber dem der Feldspule LL1 zugeführten Strom um 90° in der Phase verschoben ist. Durch Zuführung von Trigger-Impulsen an die Klemmen (1G, 1K), (2G, 2K), (3G, 3K), (3G, 4K) der Thyristoren SCR1 bis SCR4 in vorbestimmter Reihenfolge der Einschaltung der Thyristoren SCR1 bis SCR4 wird der Motor M1 in Vorwärtsrichtung wahlweise in Rückwärtsrichtung angetrieben, und es wird der Motor M1 durch Ausgangsimpulse SA, SB, SC und SD der in den Figuren 2A und 2B gezeigten Steuerschaltungen angehalten. Die Motor-Steuersignale und andere Operationen des Motors M1 werden nunmehr in Verbindung mit den Figuren 2A, 2B und 4 beschrieben.

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Die Figuren 2A und 2B zeigen in Kombination an Hand eines Beispiels die Anordnung der Muttern-Aufschraubvorrichtung-Steuer-

Schaltung nach der Erfindung. Die Bezugszeichen G1 bis P4 an der linken Seite der Figur 2A sind Signaleingänge, die von dem oben erwähnten Steuergerät unter Programmsteuerung erzeugt werden, beispielsweise so wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Der Eingang P1 ist ein Signal zur Steuerung der Motor-Drehgeschwindigkeit (die eine konstante Spannung für jede Umdrehungsgeschwindigkeit ist). Der Eingang P2 ist eine dem Drehmoment proportionale Spannung, basierend auf dem Ausgang von dem in Fig. 1 gezeigten Drehmoment-Detektor. Die Eingänge P3 und P4 sind Spannungen zur Steuerung der Vorwärtsdrehung und Rückwärtsdrehung des Motors, die allgemein von dem Steuergerät und der Steuerung eines voreingestellten Programms oder von Hand erzeugt werden. Das Bezugszeichen AO zeigt einen durch gestri" cMim Linien angedeuteten Generator, der ein Thyristor-Steuersignal S2 für die Zuführung eines unterbrochenen Stromes (beschrieben in Verbindung mit Fig. 3) zum Motor erzeugt. BO bezeichnet eine Schaltung zur Umwandlung einer dem Drehmoment proportionalen Spannung in einen absoluten Wert. CO bezeichnet einen Hochfrequenzgenerator. DO bezeichnet einen Aus-Impuls-Generator. An vier Klemmenpaaren 1G, 1K, 2G, 2K, 3G, 3K, 4G und 4K an der rechten Seite de Fig. 2B werden Impulse mit Impulsweiten, die proportional der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Drehmoment des Motors sind, erzeugt, die als Triggerspannungen den vier Thyristoren des Leistungsquellen-Abschnittes in Fig. 4 zugeführt werden, und zwar in der von der Drehrichtung des Motors abhängigen Reihenfolge. Die Namen der anderen Elemente werden aus der folgenden Betriebsbeschreibung klar.

(1) Basis-Thyrzstor-Steuersignal S2-Generator (AO):

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Der Generator AO erzeugt das Basis-Steuersignal S2, welches den Motor M1 unter Last anläßt und die Drehung der Antriebswelle des Mufctern-AufSchraubgerätes bewirkt, um einen vorbestimmten Wert

in kürzester Zeit zu erreichen. Im dem Generator ΛΟ sind die Bezugszeichen A2, A5 und A6 Spannungs-Folgeverstärker (mit einem Verstärkungsfaktor nahe 1). A3 ist ein Addierer, während A4 ein Komparator ist. F3 ist eine Flip-Flop-Schaltung, und es ist TR deren voreingestellte Eincjangsklemme und Cl deren Lösch-Eingangsklemme bzw. Rückstell-Eingangsklemme. Die Bezugszeichen G1 und G23 sind Gatter, und es nehmen deren Ausgangsschaltungen jeweils die Form eines offenen Kollektors an, dessen Ausgang in einem Falle eines logischen Eingangswertes geerdet ist und sich im Zustand "O" befindet, und in einem Falle, in welchem der logische Eingangswert einen Zustand "1" annimmt, offen ist. Das Bezugszeichen G24 stellt einen Wechselrichter dar und das Bezugszeichen G7 ein UND-Gatter.

(1)-1 Betrieb der Flip-Flop-Schaltung F3

Geht man von der Annahme aus, daß sich der Flip-Flop-Kreis F3 im zurückgestellten Zustand befindet, dann befindet sich der logische Wert (nachfolgend kurz "die Logik" genannt) seines Q Ausgangs im Zustand "1", so daß der Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises F3, der über einen Widerstand R20 zugeführt wird, am Ausgang dos Inverters G24 den Zustand "0" annimmt, womit der Flip-Flop-Kreis F3 im rückgestellten Zustand verbleibt. Wenn nun der C-Eingang, dessen Flip-Flop-Kreis F3 den logischen Wert "1" annimmt und ■ so den Flip-Flop-Kreis F3 in seinen gesetzten Zustand umschaltet, dann nimmt der Q-Ausgang bei Aufprägung'des Einganges den Zustand "0" an. Der Eingang des Inverters G24 geht jedoch in den Zustand "0" über, und zwar infolge eines Zeitkonstantenkreises, der aus einem Kondensator C10 und dem Widerstand R20 besteht, wobei zu diesem Zeitpunkt dann der Ausgang des Inverters G24 erstmals in dun Zustand "1" übergeht, mit der Folge, daß der Flip-Flop-Kreis F3 in den zurückgestellten Zustand umschaltet. Somit ist der Flip-Flo.p-Kreis F3 in seinem zurückgestellten Zustand stets stabil, und selbst dann, wenn er gesetzt wird, verbleibt er in dem gesetzten Zustand nur für eine Zeitperiode einer Zeitkonstanten Vj^.

die durch die Werte des Kondensators CIO und des Widerstands HJ.Ö gegeben ist, worauf der Flip-Flop-Kreis wieder in seinen zurückgestellten Zustand zurückkehrt. Dies bedeutet, daß der Fl.ip-Flop-Kreis F3 jedesmal bei Ankunft eines Impulses an seinem C-Eingang gesetzt wird, nach einer Zeitspanne U jedoch wieder in den zurückgestellten Zustand zurückkehrt. Der Rückstellungsausyang des Flip-Flop-Kreises F3 wird dem UND-Gatter G7 zugeführt und wenn sich in diesem Fall der andere Eingang Sl zum u:iD-Gatter 67 in der Logik "1" befindet, dann wird ein Thyristor-Steuersignal S2 erzeugt. Wie später erläutert werden wird befindet sich das Signal S1 in der Logik "1" so lange, wie der Motor eine gesteuerte Drehbewegung durchführt, unabhängig von der Richtung seiner Rotation, und das Signal S2 geht bei jeder Aufprägung des C-Eingangs auf den Flip-Flop-Kreis F3 in die Logik "1" über.

(1)-2 Sägezahngenerator mit Frequenzsteuerkreis

Wenn sich das Signal S1 in der Logik "1" befindet, dann ist der Ausgang des Gatter G1 offen, womit auf den Spannungsfolger A6 eine Einwirkung erfolgt. Selbst wenn eine die Motorgeschwindigkeit bestimmende Signalspannung P1 in diesem Zustand zugeführt wird und den Eingang D4 des Spannungsfolgers A5 auf eine vorgegebene Spannung bringt, steigt die Eingangsspannung S7 zum Spannungsfolger A6 infolge des Ausgangs des Spannungsfolgers A5, und zwar mit einem Anstieg, entsprechend einer Zeitkonstanten, die durch die Werte des Widerstandes R5 und des Kondensators C2 bestimmt wird. Damit aber steigt auch die Ausgangsspannung S3 des Spannungsfolgers Λ6 mit einer bestimmten Steigung. Andererseits bilden das Addierwerk A3 und der Spannungsfolger A2 einen Sägezahnwellengenerator mit Schleifenverbindung, dessen Wellenform ^AD ORIGINAL sägezahnförmig ist, wie durch das Bezugszeichen SO in Fig. 3 angedeutet ist, wobei diese Ficjur den Zeitablauf der Spannungen /.c.igt, die an entsprechenden Stollen der Schaltungen der Fig. ,,

2Λ und 21i auftreten. Wenn im AddierkreLs A3 die Bedingung *

Rl = R2 = R3 = R4 erfüllt ist, dann ist der Ausgang S'J des Addierkreises A3 gleich der Summe der Eingänge S3 und SO, das heißt S5 = SO + S3, und der Eingang S6 zum Spannungsf olcfer Λ2 ist gleich seinem Ausgang SO, d. h. S6 - SO, so daß S5 = S6 + S3; damit aber besitzt die Potentialdifferenz über den Widerstand RO stets den Wert S5 - S6 = S3. Die Periode T1 der Welle SO von Fig. 3 ist durch folgende Gleichung gegeben: TI = K χ C1 χ RO/S3,

wobei K eine Proportionalitätskonstante ist. Weil die Wert£des Kondensators C1 und des Widerstands RO fest sind, ist die Periode T1 umgekehrt proportional der Spannung S3. Weil andererseits die Größe dieser Spannung S3 vom die Motorgeschwindigkeit bestimmenden Signal P1 abhängt, wie oben erläutert worden ist, ist die . Periode T1 der Welle SO umgekehrt proportional der Größe des Signals P1 . Die Sägezahnwelle wird erzeugt, um den Motor _M1 in Abhängigkeit vom Signal SO anzutreiben. Weil das Signal S2 sich in der Logik "1" befindet und somit das Gatter G23 offen ist, hat der Widerstand R21 kleinen Widorstandswertes keinen Einfluß auf den Zeitkonstantenkreis, der durch den Widerstand RO und den Kondensator CI gebildet wird, und zwar während der Erzeugung des Signals P1 .

Das Signal S6 - SO wird dann auf die positive Eingangsseite des Komparators A4 gegeben,und eine von den Widerständen R22 und R23 erzeugte Standardspannung wird auf die negative Eingangsseite des Komparators A4 gegeben. Wenn E > SO, dann befindet sich der Ausgang des Komparators A4 in der Logik "0" wo_hingegen bei der Logik "1" sich ergibt E < SO. Die Spannung SO nimmt mit konstantem Anstieg zu,und zu dem Zeitpunkt, wenn die Standardspannung E unter dieSpannung SO absinkt, wird der Flip-Flop-Kreis F3 gesetz^und sein Q-Ausgang verbleibt für die vorab/erwähnte kurze Zeitspanne U im O-Pegel. Solange also das Signal S1 sich in der Logik "1" befindet (das Signal ist entweder positiv oder negativ), bleibt auch der durch das UND-Gatter G7 hindurchgegangene Ausgang des

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i'uiILlm's G23 geerdet, so daß die Oszillati onsspannunq SG verschwindet (gelangt in den Zustand "0") mit der Folge, daß der Ausgang des Komparators A4 ebenfalls in den Zustand "O" gelangt. Mach Ablauf der Zeit U kehrt der Ausgang des Gatters G7 in den Zustand "1" zurück und der Ausgang des Gatters 23 wird geöffnet. Die Oszillationsspannung S6 steigt wieder mit einem festen Anstellwinkel zur Zeitächse an und der Flip-Flop-Kreis F3 wird dann gesetzt, wenn die.Standardspannung E kleiner wird als das "Signal SO. Nach dem Ablauf der Zeit U kehrt also der Flip-Flop-. Kreis in den zurückgestellten Zustand z'urück₍ und der Ausgang S6 des Spannungsfolgers beginnt anzusteigen. Diese Abläufe wiederholen sich während sich das Signal S1 in der Logik "1" befindet. Dies macht die Wellenform der Sägezahnwelle SO, die in Fig.3 mit SO bezeichnet ist,verständlich, und auch die Position der Periode U und die Wellenform des Signals S2.

Ein Anstieg der Spannung des Geschwindigkeitssignals S4 (=P1) verursacht einen Anstieg des vom Widerstand RO zugeführten Stroms und vermindert die Periode T1, wo^hingegen eine Abnahme der Spannung des Signals S4 zu einem Anstieg der Periode Tl führt. Weil die Schwingungsfrequenz von einer niedrigen Frequenz auf eine vorgegebene Frequenz mit fester Zeitkonstante erhöht werden kann ist es möglich, die Motor-Drehgeschwindigkeit zu verändern, und zwar mit Hilfe der die Motorgeschwindigkeit bestimmenden Signalspannung P1 .

(1)-3 Thyristor-Triggersparmungsqenerator. Dieser Schaltkreis besteht aus Flip-Flop-Kreisen F5, F6 und UND-Gattern G13 bis G16, G2, G3, G4 und G5. Der D-Eingang und der Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises F5 wird mit dem Q-Ausgang bzw. 'O

dem D-Einganq des Flip-Flop-Kroises F6 verbunden. Die C-Einyänge "q. der Flip-Flop-Kreise F5 und F6 nehmen beide das Signal S2 auf_r und ein durch die Flip-Flop-Kreise F5 und F6 gebildeter Kreis stellt einen Phasenschieber dar, in welchem die Q-Ausgänge der Flip-

Flop-Kreise F5 und Fß eine Phasendifferenz von 90° besitzt. Wie. bereits beschrieben worden ISt₁, wird das Signal S2 gemäß der Rückstellung und dem Setzen des Flip-Flop-Kreises F3 (Fig.3) erzeugt, und zwar solange, als das Vorwärts- oder Rückwärtsrotationssignal zugeführt wird. Befindet sich jedoch das Signal S2 auf O-Pegel, dann nimmt der D-Eingang des Flip-Flop-K-reises F'3 die Logik "1" an, so daß dann, wenn der Impuls S2 zuerst als Logik "1" dem C-Eingang des

wird. ■

Flip-Flop-Kreises F5 zugeführt*⁷, der Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises F5 plötzlich zur Logik "1" umwechselt, und zwar bei Anstieg dieses Impulses. Andererseits hat der D-Eingang des Flip-Flop-Kreises F6 dann die Logik "0", wenn das Signal S2 sich in der Logik "0" befindet, und der Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises F6 hat die Logik "0", wenn das Signal S2 ihm zugeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird deshalb von den vier UND-Gattern G13 bis G16 an der Ausgangsseite der Flip-Flop-Kreise F5 und F6 nur das Gatter G13 durchgeschaltet,und die anderen Gatter, also G14 bis G16, werden gesperrt. Wenn das Signal S2 dann in die Logik "0" umwechselt bleibt der Q-Ausgang des Flip-Iflop-Kreises F5 im Zustand "1", aber der D-Eingang des Flip-Flop-Kreises F6 gelangt • in den Zustand "1", so daß dann, wenn ein zweiter Impuls S2 eintriff t_; der Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises F6 in die Logik "1" übergeht, und zwar bei Anstieg des Impulses, womit dann nur das UND-Gatter G15 freigeschaltet wird. Auf diese Weise werden die Ausgänge der Flip-Flop-Kreise F5 und F6 den UND-Gattern G13 bis G16 zugeführt, womit Signale S9, S11, S10 und S12 erzeugt werden, die in ihrer Phase um 90° verschoben sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Bei jedem Auftreten des Impulses S2 erscheinen diese Signale in der Reihenfolge S9-S11-S10-S12, und die Signale werden in entsprechender Zuordnung als Triggerspannungen SA, SB, SC und SD den Steuerelektrodenklemmen der Thyristoren über die UND-Giitter G2, G3, G4 und G5 zugeführt. In den Fig. 2A und 2B bezeichnen die Bezugszeichen G18 und G19 UND-Gatter,die Schaltkreise darstellen, welche von Vorwärts- und Rückwärtsantriebssignalen gesteuert werden. - C?

(2) Geschwindigkeitssteuerung

Eine Geschwindigkeitssteuerung kann einfach da/durch erfolgen, daß die Größe des Geschwindigkeitssignals S4 geändert wird, wie dies vorab bereits bei (1-2) erläutert worden ist.

(3) Drehmoment-Steuerkreise

Es ist bekannt, daß der Antriebsmotor des Muttern-Aufschraubgerätes einen Energieverlust zeigt, es sei denn, daß er so ausgewählt ist, daß er eine der Ausgangsleistung entsprechende Leistung besitzt. Beim Anziehen der Schraube bzw. Mutter jedoch ändert sich die Last zu jedem Zeitpunkt,und zusätzlich sind oft viele Muttern-Aufschraubgeräte parallel zueinander auf kleinem Raum angeordnet; es ist deshalb wünschenswert, die Außenabmessungen jedes Muttern-Aufschraubgerätes zu verkleinern. Andererseits erzeugt der Motor dann, wenn ein größerer Eingang zugeführt wird als erforderlich, mehr Wärme; dies führ zu einem unnötigen Energieverbrauch. Wird der Motoreingang periodisch unterbrochen, dann ist die Drehgeschwindigkeit des Motors proportional der Eingangsfrequenz₍ und die Motor-Ausgangsleistung ist proportional der Impulsbreite des Eingangs. Die innere Impedanz des Motors steigt proportional mit der Motor-Drehgeschwindigkeit an. Eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Impulsbreite der Motor-Antriebsleistung proportional der Drehgeschwindigkeit und der Last zu machen, so daß der Motor eine dem Lastmoment entsprechende geeignete Ausgangsleistung abzugeben vermag .

In Fig. 2A dient der Kreis BO dazu, eine dem Drehmoment proportionale Spannung in den entsprechenden Absolutwert umzusetzen. Das diesem Kreis zugeführte Eingangssignal P2 ist eine Spannung, die proportional dem vom Drehmomentdetektor der Fig. 1 ermittelten Drehmoment ist^ und weil die zum Drehmoment proportionale Spannung sich in positiver oder negativer Richtung ändert, abhängig von der Richtung des Drehmoments, setzt der Kreis BO

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die positiven und negativen Änderungen in einen Absolutwert um. Aufbau und Betriebsweise dieses Kreises sind bekannt; ausführliche Erläuterungen erübrigen sich deshalb hier. Selbst wenn das Signal P2 dem Wert ± E(V) entspricht, ist die Ausgangsspannung S19 dieses Kreises stets + E(V), und diese der Last proportionale Spannung S19 wird der der Motorgeschwindigkeit proportionalen Spannung S4 (Ausgang des Spannungsfolgers A5) über die Widerstände R7 und R6 hinzuaddiert, wobei dann der Summenausgang dem negativen Eingang eines Komparators A1 zugeführt wird. Dem positiven Eingang des Komparators A1 wird die Spannung der Wellenform SO zugeführt, und zwar nach Teilung durch die Widerstände R8 und R9. Wenn der negative Eingang den positiven Eingang übersteigt dann erzeugt der Komparator A1 einen Ausgang mit Logik "1", durch den der Flip-Flop-Kreis F4 gesetzt wird, wobei dessen Q-Ausgang die Logik "O" erhält. Weil der Rückstell-Eingang (CL) des Flip-Flop-Kreises F4 mit dem Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises F3 verbunden ist, wird der Flip-Flop-Kreis F4 nach der konstanten Zeitspanne U jedoch zurückgestellt, wobei die Zeitspanne ü durch die Werte des Widerstandes R20 und des Kondensators C10 gegeben ist; sein Ausgang Q kehrt zur Logik "1" zurück, wie dies auch der Fall ist bezüglich der Betätigung des Flip-Flop-Kreises F3 durch das Signal SO.

Ein Gatter G11 stellt für den Q-Ausgang ein UND-Gatter dar, welches Signale vom Flip-Flop-Kreis F4 (das Signal hat die Logik "1", wenn der Kreis F4 sich im zurückgestellten Zustand befindet) und die Signalspannung S2 aufnimmt (diese Spannung hat die Logik "1" dann, wenn das Signal S1 die Logik "1" hat, der Flip-Flop-Kreis F3 im -zurückgestellten Zustand ist und sein Q-Ausgang ebenfalls die Logik "1" hat). Wenn die Signalspannung S2 und der Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises F4 sich in der Logik "1" befinden, dann wird der Gatterausgang S8 einer Veränderung unterworfen, wie sie in

Fig. 3 durch S8 dargestellt ist, wobei die Impulsbreite T„ proportional der Drehgeschwindigkeit und dem Lastmoment des Muttern-Auf schraibgsrätes ist. Wird das Signal S8 in seinem gegebenen Zustand beibehaltendes bei seiner Weiterleitung durch einen Transformator zu verarbeiten wäre schwierig~ dann wird das Signal mit dem Ausgang des Hochfrequenz-Oszillators CO (wobei es sich um einen handelsüblichen Oszillator mit einer Schwingungsfrequenz von einigen 10 Kilohertz handelt, die als Trägerfrequenz dient) kombiniert, und zwar mit Hilfe eines UND-Gatters G12, wobei sich ein Ausgang S13 dann ergibt, wenn das Signal S9 aktiviert wird, und ein Ausgang S14, wenn Signal S10 aktiviert wird. In ähnlicher Weise werden Ausgänge S15 und S16 bei der Aktivierung der Signale S11 bzw. S12 erzielt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

(4) Umkehrbarkeit der Motordrehung

Die Richtung der Drehung des Zweiphasenmotors IM kann gemäß Fig. 4 umgekehrt werden, und zwar durch Vertauschen von 2 Klemmen einer der beiden Feldspulen LL1 bzw. LL2. Zu diesem Zweck kann ein Schalter oder ein Elektromagnet Verwendung finden. Weil aber das Muttern-Aufschraubgerät häufig zwischen Vorwärts- und Rückwärtsdrehung umgeschaltet werden muß_/ erbringt die Verwendung eines solchen Schalters in der Praxis beträchtliche Probleme, insbesondere bezüglich der Haltbarkeit der Kontakte infolge von Abnutzung, der Geräuschentwicklung infolge von Funkenüberschlägen an den Kontakten und dergleichen. Dabei ist es nicht empfehlenswert, zusätzlich eine gesonderte Vorrichtung für das Umkehren der Drehrichtung des Motors vorzusehen. Bei der vorliegenden > Erfindung kann der Zweiphasen-Induktionsmotor IM dadurch in q seiner Drehrichtung umgekehrt werden, daß eine seir.er Pnasen -q umgekehrt wird, was beispielsweise dadurch geschehen kann, daß Z die Signale S10 und S11 von Fig. 3 vertauscht worden. Dies soll nachfolgend an Hand der Fig. 2A und 2B erläutert werJon.

In Fig. 2A bezeichnet P3 einen Signalspannungseingang für die Vorwärts-Drehrichtung und P4 einen Signa].spannung seingang für die Rückwärts-Drehrichtung. Wircidas Signal P3 einem Inverter G20 zugeführt, dann erzeugt dieser einen Ausgang der Logik "1", wird dagegen das Rückwärts-Drehsignal P4 einem Inverter G21 zugeführt, dann erzeugt dieser einen Ausgang der Logik "1". Folglich hat der Ausgang S1 des ODER-Gatters G22 stets die Logik "1", wenn das Vorwärts- oder das Rückwärtsdrehrichtungssignal ihm zugeführt wird. Das Bezugszeichen F2 bezeichnet einen Flip-Flop-Kreis. Wenn das Vorwärts-Signal P3 dem Flip-Flop-Kreis F3 zugeführt wird, dann wird dieser zurückgestellt und seine Ausgänge Q und Q gehen in die Logik "O" bzw. die Logik "1" über. Wie auf der Zeichnung dargestellt ist, werden die Ausgänge Q und Q des Flip-Flop-Kreises F2 Gruppen von UND/ODER-Gattern G18 und G19 zugeführt, um die Bedingungen S17 = S12 und S18 = S11 zu schaffen, wobei ihre Phasenbeziehungen so sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn dann das Rückwärts-Drehsignal auf den Flip-Flop-Kreis F3 gegeben wird, so wird dieser gesetzt und erzeugt am Ausgang Q die Logik "1" und am Ausgang Q die Logik "0", wobei dann durch die Gatter G18 und GI9 die Bedingungen S18 = S12 und S17 = S11 geschaffen werden; das bedeutet, daß sich eine Bedingung entgegengesetzt derjenigen der Vorwärtsdrehung ergibt. Auf diese Weise erlaubt die Erfindung eine wunschgemäße Umkehr der Drehrichtung des Motors, und zwar einfach dadurch, daß zusätzlich dem Flip-Flop-Kreis F3 ein integrierter Kreis zugefügt und die Gatter G18 und G19 vorgesehen werden, womit dann das Umschalten in der Praxis sehr einfach ist.

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(5) Abbremsen und Anhalten des Motors,..

Bei Anziehen einer Schraube durch das Muttern-Aufschraubgerät ist es erforderlich, den Motor schnell anhalten zu können, ^UIU dann, wenn die Schraube angezogen ist, einer vorgegebenen Bedi.nquru vollständig zu genügen. Der beste Weg zum Anhalten des Motors .ist eine Gleichstrombremsung durch Aufprägen eines Gleichstroms auf die Feldspule des Motors- M1. In Fig. 2B bilden ein Inverter GG

und ein Flip-Flop-Kreis F1 den Schaltkreis zur Durchführung dieser Operation. Der Ausgang des Inverters G6 nimmt dann die Logik "O" an, wenn er mit dem Vorwärts- oder Riickwärtsdrehs ignal P3 bzw. P 4 gespeist wird und sich das Signal S1 in der Logik "1" befindet, wenn jedoch wzeder das Vorwärtssignal· P3 noch das Rückwärtssignal P4 zugeführt wird, nimmt das Signal S die Logik "O" an₍ und der Ausgang S20 des Inverters G6 geht in die Logik "1" über, während der Flip-Flop-Kreis F1 bei Anstieg des Ausgangs S20 des Inverters G6 gesetzt wird. Weil der Flip-Flop-Kreis F1 mit einem Zeitkonstantenkreis verbunden ist, der aus einem Widerstand R10, einem Kondensator C3 und einem Inverter G17 besteht, ähnlich wie im Fall des Flip-Flop-Kreises F3, wird der Flip-Flop-Kreis F^ selbst wenn er gesetzt ist automatisch nach einer Zeitspanne T4 zurückgestellt, die durch die Werte des Widerstands R10 und ä&s Kondensators C3 vorgegeben ist. Wenn somit beide Signale P3 und P4 unterbrochen werden, dann wird das Gatter G7 des Sägezahngenerators AO geschlossen,und das Signal S2 geht in die Logik "0" über, so daß die Signale S9, S10, S11 und S12 unverändert bleiben. Nimmt man nun an, daß die Signale P3 und P4 beide zum Zeitpunkt T abgeschaltet werden, wie dies in Figur 3 gezeigt ist, dann ist nur das UND-Gatter G15 geöffnet, während der Q-Ausgang des Flip-Flop-Kreises F2 die Logik "1" annimmt, so daß nur das Signal S11 sich in der Logik "1" befindet, womit das Gatter G4 geöffnet wird und das Signal S15 bereitstellt, welches zum Signal SC wird, womit der in Fig. 4 gezeigte Thyristor SCR3 eingeschaltet bzw. gezündet wird. Dieses Signal S15 geht jedoch nach Ablauf einer Zeitspanne entsprechend der Zeitkonstanten T4, wieder in die Logik "0" über, wobei die Zeitkonstante T4 durch die Werte des Widerstands R10 und des Kondensators C3 des mit dem Flip-Flop-Kreis F1 verbundenen Zeitkonstantenkreises gegeben ist. Demgemäß fließt dabei ein Gleichstrom nur zur Feldspule LL2 des Motors M1 und der Motor M1 wird durch die Gleichstrombremsung schnell angehalten,

(6) Abschalten des Thyristors

Die Erfindung ist an Hand einer Schaltung mit Thyristoren erläutert worden. Ein Thyristor hat die Eigenschaft einer Selbstabschaltung und, um dies auszunutzen, ist ein Abschaltimpuls-Generator DO in Fig. 2B vorgesehen. Dieser Generatorkreis erzeugt einen Abschaltimpuls, dessen Dauer T5 von einer Zeitkonstanten abhängt, die bestimmt wird durch die Werte eines Widerstands R11 und eines Kondensators C4, wobei der Abschalt-

wirdj

impuls nur dann erzeugt IJwenn die Logik des Ausgangs eines Gatters G8 von "1" in "0" übergeht. Der Ausgang des Gatters G8 wechselt dann von der Logik "1" zur Logik "0" über, wenn der Flip-Flop-Kreis F1 durch ein den äotoranhaltendes Befehlssignal gesetzt wird, d. h., wenn sowohl das Vorwärts- als auch das Rückwärtsdrehsignal unterbrochen werden. Nimmt man nun an, daß ein den Motor anhaltendes Befehlssignal dann abgegeben wird, wenn der Thyristor SCR1 leitend ist und einen Strom der Feldspule LL1 von Fig. 4 zuführt, d. h. wenn die Triggerspannung SA von Fig.

2 zugeführt wird, dann wird der Abschaltimpuls in Abhängigkeit vom Befehlssignal erzeugt und, wie sich aus dem Diagramm von Fig. 2B ergibt, wird dieser Abschaltimpuls als Triggerspannung SB über ein Gatter G10 dem Thyristor SCR2 zugeführt. Weil diese Beziehung auch zwischen den Thyristoren SCR1 und SCR2 sOvjwie zwischen den Thyristoren SCR3 und SCR4 besteht, erfolgt eine Erzeugung der Triggerspannungen SA bis SD sowie der Abschaltimpulse unter einer solchen Bedingung, wie sie in Fig.

3 dargestellt ist.

An Hand der Fig. 5 soll nun das Abschalten des Thyristors durch den Abschaltimpuls erläutert werden. Fig. 5 zeigt den Zeitablauf an Hand von Spannungs-Wellenformen, die beim Abschalten des Thyristors- SCR1 an verschiedenen Punkten der Schaltung auftreten. Die Spannungsschwankungen an den Klemmen S22, S23 und S24 der Drossel T2, dargestellt in Fig. 4, sind dabei durch eine ausgezogene Linie, durch eine gestrichelte Linie bzw. durch strich-

punktierte Linie dargestellt. Wenn i.n Fig. 2B die Trigger- :;pannung SA erzeugt wird, dann nimmt der Thyristor SCR1 seinen angeschalteten Zustand ein, was in Fig. 5 durch einen Bereich TO angedeutet ist, und die Spannungen der Klemmen S22, S23 und S24 nehmen einen Wert von +E an. Wenn jedoch das Signal der Triggerspannung SA unterbrochen wird, dann erscheint an der Triggerspannung SB-der vorherbeschriebene AbschaItimpuls und wenn während einer kurzen Zeit in Abhängigkeit vom Abschaltimpuls ein Strom-zUtfiThyristor SCR2 fließt, dann steigt die Spannung sofort an, beispielsweise auf einen Wert von +E, und zwar infolge einer Induktionsspannung zum Zeitpunkt der Abschaltung des Stroms, (weil die Spannung S23 den Wert +E hat, während die Spannung S22 durch die Drossel auf einen Wert von +2E erhöht wird, so daß das Potential an der Klemme S22 den Wert 3E annimmt). Anschließend dann fällt die Spannung linear unter einen Wert -E ab, worauf sie wieder ansteigt, und zwar bis zum Wert Null Volt. In einer Zeitspanne T6, in welcher die Spannung an der Klemme S22 von einem Wert +3E auf den Wert +E absinkt_/ist die Spannung an der Klemme S22 höher als +E. Weil die Anodenspannung des Thyristors stets +E beträgt.ist die Kathodenspannung während der Zeitspanne T6 höher als die Anodenspannung. Die Triggerspannung SA verschwindet nach der Zeitspanne TO Fig. 5, so daß dann, wenn die Zeitspanne T6 länger ist als die Abschaltzeit des Thyristors, der Thyristor SCR1 abgeschaltet ist. Auf diese Weise wird die Zeitspanne T6 durch die Induktivität der Drossel T2, die Kapazität des Kondensators C7 und die Impedanz der Mötorspule LLI festgelegt.

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Weil der Abschaltiinpuls dem Thyristor SCR 2 gemäß Fig. 5 deshalb zugeführt wird, um ihn zu einem Zeitpunkt nach der Zeitspanne TO einzuschalten, fällt die Spannung S24 schnell auf einen Wert -E ab und fällt dann" weiter unter einen Wert -E1, worauf die Spannung nach einer Zeitspanne T7 wieder ansteigt, und zwar p-

COPT auf den Wert Null Volt. Die Kathodenspannung des Thyristors SCR2 beträgt stets -E,und die Zeitspanne T7 bezeichnet diejenige Zeitspanne, in welcher el Lu Anodenspannung des Thyristors SCR2 nie- <lri.gar int als .seine Ka thoden.spannung . Weiterhin tritt die Z^i tüpiinne T7 nach der Dauer T5 des Abi:cha 1 timpulses auf, so daß dciun,

die Zeitspanne T7 länger ist als die Abschalt-Zeltspanne das Thyristors, der Thyristor SCR2 in dieser Zeitspanne abgeschaltet ist. Die obigen Ausflührungen erläutern das Prinzip der Aufprägung des Abschaltimpulses auf zwei Thyristoren zu dem Zweck, diese abzuschalten. Die Zeitspanne T7 ist durch die Werte. T2, Cl, R9 und LLl vorgegeben.

(7) Zustand der auf die Motorspulen LL1 und LL2 aufgeprägten Spannungen.

Unter der Annahme, daß die Motorspule LL1 an ihrem einen Ende p4 ■ geerdet ist, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, wird die Spannung ι am anderen Ende p3 so sein, wie dies im oberen Teil der Fig. 6 beim | Bezugszeichen LL1 angedeutet ist, während die Spannung am einen ί Ende p1 der Spule LL2 bezüglich der Spannung am anderen Ende p2 so sein wird, wie dies im unteren Teil von Fig. 6 beim Bezugszeichen LL2 gezeigt ist. Gemäß Fig. 3 werden den Feldspulen LL1 und LL2 Gleichstromimpulse in der Reihenfolge S9-S11-S10-S12 zugeführt, und zwar innerhalb einer Zeitspanne T1 + U mit einer Phasenverschiebung von 90° (Fig. 6). Die Strömungsrichtungen der Ströme zu den Spulen LL1 und LL2 ändern sich wechselweise, aber die Zeitspanne T1·+ U vermindert sich infolge des Generators AO in Fig. 2A von einer konstanten Zeitperiode zu einer vorgegebenen kürzeren Zeitperiode. In Fig. 6 bezeichnet TP einen Punkt, an welchem das Vorwärts- oder' Rückwärtsdrehsignal verschwindet, während T4 eine Zeitspanne ist, während welcher eine Gleichspannung der Spule LL1 nach Anhalten des Motors zugeführt wird. Die in gestrichelten Linien dargestellten Bereiche sind solche, in welchen die Impulse S9, S10, Si 1 und S12 die Logik "1" haber^ und T3 bedeutet, daß das Signal S8 erzeugt wird, und zwar mit einer Dauer, proportional der Motordrehgeschwindigkeit und dem Lastmoment.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, dass bei der Erfindung trotz Verwendung eines Induktionsmotors als Antriebsmotor seine

Steuerung leicht und sicher und mit großer Genauigkeit durchgeführt werden kann, wobei seine Geschwindigkeit, seine Drehrichtung, sein Drehmoment seine Abbremsung und sein Anhalten gesteuert wird. Darüber^Jiinaus ist die Anordnung vergleichsweise einfach und weist die eingangserwähnten Nachteile der vorbekannten Anordnungen nicht auf.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE j

( 1·) Muttern-Aufschraubgerät zum Befestigen von verschraubbaren Gegenständen mit einem Antriebsmotor mit einer mit den verschraubbaren Gegenständen kuppelbaren Antriebswelle, mit einem Untersetzungsgetriebe für die übertragung der Drehleistung des Antriebsmotors auf die Antriebswelle, mit einem Drehmoment-Detektor zum Messen eines auf die Antriebswelle aufgebrachten Drehmomentes und mit einer Steuerschaltung zum Steuern des Antriebsmotors unter Verwendung des Meßausganges des Drehmoment-Detektors, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Zweiphasen-Induktionsmotor (M 1) ist und daß die Steuerschaltung (Fig. 2A, 2B, 4) so ausgebildet ist, j daß sie die Größen, die Perioden und die Phasen der den Feld- i spulen (LL1, LL2) des Zweiphasen-Induktionsmotors (M1) zugeführten intermittierenden Ströme steuert, so daß das Drehmoment des

Zweiphasen-Indüktionsmotors (M1) durch die Steuerung der Größe : der interrruttierenden Ströme gesteuert wird, wobei die Umlauf- j geschwindigkeit des Zweiphasen-Induktionsmotors (M1) durch die Steuerung der Perioden der intermit-üerenden Ströme gesteuert wird und wobei Vorwärts- und Rückwärts-Antriebsrichtungen durch i Umschalten der Phasenbeziehungen der intermittierenden Ströme geschaltet werden.
2. Muttern-Aufschraubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweiphasen-Induktionsmotor (M1) dadurch gebremst wird, daß ein Gleichstrom von der Steuerschaltung zu einer der Feldspulen (LL1, LL2) des Zweiphasen-Induktionsmotors (M1) fließt.

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3. Muttern-Aufschraubgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Sägezahn-Wellengenerator mit gleicher Wiederholungsfrequenz wie diejenige der interrn±tierenden Ströme enthält, wobei die Wiederholungsfrequenz der Sägezahn-Welle durch die Spannung eines Gleichstrom-Einganqssignals gesteuert wird, das als Motorgeschwindigkeits-Bestiiumunqs-

Signalspannung (P1) verwendet wird.
4. Muttern-Aufschraubgerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierenden Ströme den Feldspulen (LL1, LL2) des Zweiphasen-Induktionsmotors (M1) durch Thyristoren (SCRl, SCR2, SCR3 und SCR4) mit Selbst-Ausschalt-Funktionen zugeführt werden.

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