DE3337153A1 - Elektronische kupplung fuer elektrowerkzeuge mit veraenderbarer geschwindigkeit - Google Patents
Elektronische kupplung fuer elektrowerkzeuge mit veraenderbarer geschwindigkeitInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Ruppig lung mit verschiedenen Betriebszuständen für Elektrowerkzeuge
mit wahlweise einstellbaren Geschwindigkeiten und insbesondere für tragbare Elektrowerkzeuge mit zwei oder
mehr einstellbaren Geschwindigkeiten.
-I Q Unter einer "elektronischen Kupplung" wird normalerweise
eine Einrichtung verstanden, die die Spannungsversorgung für den Antriebsmotor eines Werkzeugs automatisch unterbricht,
wenn das an der Ankerwelle des Motors angreifende Drehmoment einen vorbestimmten Maximalwert überschreitet.
Zur Zeit verwendete elektronische Kupplungen besteht aus elektronischen Einrichtungen, die als Klixon bezeichnet
werden. Diese werden wirksam, wenn der vom Werkzeug aufgenommene Strom einen gewissen Betriebsschwellenwert überschreitet
(Klixon-Öffnungsstrom). Dieser Betriebsschwellenwert
kann um bis zu 2 0 % schwanken und hängt von Toleranzen der verwendeten Einrichtungen ab.
Elektrowerkzeuge und insbesondere Bohrmaschinen werden immer häufiger mit zwei oder mehr Betriebsgeschwindigkeiten
ausgestattet, zu denen entsprechend zwei Betriebswerte der elektronischen Kupplung vorhanden sein sollten.
Eine elektronische Kupplung mit zwei oder mehr Betriebswerten würde jedoch, falls sie die augenblicklichen
Klixon-Einrichtungen verwendet, den Einsatz mehrerer derartiger Einrichtungen sowie eine entsprechende Anzahl von
Wahlschaltern gleich der Anzahl der Betriebswerte erfordern, wodurch die Herstellungskosten steigen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Kupplung für Elektrowerkzeuge mit wahlweise einstellbarer Geschwindigkeit
zu schaffen, die verschiedene Betriebszustände entsprechend den verschiedenen Betriebsgeschwindigkeiten
aufweist, ohne daß sich ein hoher konstruktiver Aufwand oder erhebliche Fertigungskosten ergeben.
Erfindungsgemäß wird eine elektronische Kupplung für ein
Elektrowerkzeug mit einer Geschwindigkeitsänderungsein-
-|0 richtung zur Einstellung unterschiedlicher Betriebsgeschwindigkeiten
des Motors des Elektrowerkzeuges ausgestaltet durch einen Spannungssensor zur Erzeugung einer
dem vom Motor des Elektrowerkzeuges aufgenommenen Strom proportionalen Spannung, durch einen Bezugsspannungsgene-
Ί5 rator, durch einen Vergleicher zum Vergleich der dem
Strom proportionalen Spannung und der Bezugsspannung, durch eine elektronische Schaltung zur Unterbrechung der
Zufuhr von Antriebsleistung zum Motor, wenn der Vergleicher anzeigt, daß die vom Spannungssensor erzeugte
Spannung die Bezugsspannung übersteigt, und durch Mittel zur proportionalen Veränderung einer der Spannungen gemäß
der für das Elektrowerkzeug gewählten Betriebsgeschwindigkeit.
Ohne die erforderlichen Schaltungen zu vervielfachen,
sondern durch einfache Einstellung der Proportionalitätskonstanten des Spannungssensors oder des Wertes der Bezugsspannung,
etwa mittels eines Spannungsteilers, der mehrere Widerstände enthält, die mittels von der Geschwindigkeitsänderungseinrichtung
gesteuerter elektrischer Kontakte zu- oder weggeschaltet werden können, ist es somit
möglich, die elektronische Kupplung mit zwei oder mehr Betriebswerten oder -zuständen entsprechend der einstellbaren
Betriebsgeschwindigkeiten auszustatten.
Es sei auch erwähnt, daß die elektronische Kupplung gemäß der Erfindung in der Lage ist, sich automatisch an die
Motortemperatur anzupassen, um bei niedrigeren Werten wirksam zu werden, wenn die Temperatur ansteigt, weil der
Spannungssensor eine Spannung proportional zum Strom und zur Werkzeugtemperatur erzeugt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine vereinfachte Schaltungsanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels einer elektronischen
Kupplung.
Figur 2 zeigt eine Schaltungsanordnung mit mehr Einzelheiten eines zweiten Ausführungsbeispiels einer
elektronischen Kupplung.
Der in Figur 1 gezeigte Elektromotor 1 ist ein Einphasen-
Kommutatormotor mit Statorwicklungen 2, 2', der über
einen zweipoligen Hauptschalter 3, 31 gespeist wird, der
mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist. Die dem Motor 1 zugeführte Leistung wird von einem Triac 4 gesteuert,
dessen Steuerelektrode von einer Steuerschaltung
gesteuert wird, die im wesentlichen aus einer Bezugsspannungsquelle
5, einem Spannungssensor 6, einem Vergleicher 7, einem Oszillator 8 und einer Leistungsschaltung 9
besteht.
Die Bezugsspannungsquelle 5 weist einen Widerstand 10 und zwei Dioden 11, 12 auf, die in Reihe zwischen einen
hinter dem Kontakt 3 des Hauptschalters liegenden Eingang H und einen Ausgang B geschaltet sind, der über einen
Kondensator 13 an einen Punkt G zwischen dem Triac 4 und 35
der näheren Statorwicklung 2 angeschlossen ist. Eine
Zener-Diode 14 ist einem Kondensator 15 parallelgeschaltet und liegt zwischen dem Punkt G und einem Punkt A
zwischen den beiden Dioden 11 und 12.
Der Spannungssensor 6 enthält einen parallel zur Statorwicklung 2 geschalteten Spannungsteiler 16, der aus einer
Reihenschaltung eines veränderbaren Widerstandes 17 und einer Anzahl von parallelgeschalteten Widerständen 18, 19
und 2 0 (oder mehr) besteht, die, bis auf den ersten, alle mittels entsprechender Kontakte 21 und 22 (oder mehr),
die von der Änderungseinrichtung 45 für die Werkzeuggeschwindigkeit gesteuert werden, ein- oder ausgeschaltet
werden können. Die Änderungseinrichtung 45 ist schematisch als Rechteck dargestellt und kann von üblicher
Bauart sein. Die bewegbaren Kontakte 21, 22 sind mechanisch mit der Änderungseinrichtung 45 gekoppelt, wie dies
gestrichelt angedeutet ist. Eine Diode 23 verbindet den Mittelknoten N des Spannungsteilers 16 über eine weitere
Diode 24 bzw. einen Kondensator 25 mit den Punkten A und G. Diese Stufe setzt die Wechselspannung über der Statorwicklung
2, die dem aufgenommenen Strom und der Temperatur proportional ist, in eine Gleichspannung um, deren
Wert proportional der Wechselspannung über der Wicklung 2 ist und die außerdem von deren Temperatur abhängt.
Der Vergleicher 7 besteht im wesentlichen aus einem Operationsverstärker
26 mit einer Rückkopplungsdiode 27 und Widerstände 28 und 29 für eine Eingangsvorspannung. Der
positive Eingang des Operationsverstärkers 26 ist direkt mit dem Ausgang L des Spannungssensors 6 und der negative
Eingang über einen Widerstand 30 mit dem Ausgang B der Bezugsspannungsquelle 5 verbunden.
Der Oszillator 8, der ein blockierbarer Oszillator ist und ein positives Tastverhältnis (duty-cycle) von 10 %
hat, enthält einen Operationsverstärker 31 mit einem mit dem positiven Eingang verbundenen Rückkopplungswiderstand
32 und einer Reihenschaltung von Diode 33 und Widerstand 34, die eine Rückkopplung zum negativen Eingang bildet.
Der positive Eingang wird durch einen Widerstand 35 vorgespannt und ist außerdem über einen Widerstand 37 mit
einer positiven Klemme verbunden, die am Ausgang B der Bezugsspannungsquelle 5 liegt. Der negative Eingang ist
über einen Kondensator 38 geerdet und über einen Widerstand 39 mit dem Ausgang des Vergleichers 7 verbunden.
Schließlich enthält die Leistungsschaltung 9 einen npn-Transistor 40, dessen Kollektor an eine mit dem Punkt A
der Bezugsspannungsquelle 5 verbundene positive Klemme 41, dessen Basis direkt an den Ausgang des Oszillators 8
und dessen Emitter über eine Reihenschaltung von Widerständen 42 und 43 an den Punkt G angeschlossen ist. Ein
Punkt H zwischen den Widerständen 42 und 43 ist mit der Steuerelektrode des Triacs 4 verbunden.
Im Betrieb liefert der Spannungssensor 6 normalerweise an den positiven Eingang des Vergleichers 7 ein Spannungssignal, das kleiner ist als die am negativen Eingang des
Komperators 7 liegende Bezugsspannung, so daß der Ausgang des Vergleichers 7 Null ist und der Oszillator 8 frei
schwingt, etwa mit 1 kHz. Die Impulse vom Oszillator 8 schalten den Transistor 40 der Leistungsschaltung 9 periodisch
in den leitenden Zustand, so daß die Leistungsschaltung 9 der Steuerelektrode bzw. dem Steuergitter des
Triacs 4 periodisch Spannungsspitzen zuführt. Ist die Frequenz dieser Spannungsspitzen nicht synchron mit der
Hauptfrequenz und höher als diese, so kann der Triac 4 als vollständig leitend angesehen werden und der Motor 1
wird elektrisch gespeist. Wenn jedoch infolge eines auf
die Arikerwelle des Motors 1 ausgeübten, besonders hoher
Drehmomentes die Wechselspannung über der Statorwicklung 2 den durch den Spannungsteiler 16 vorbestimmten Wert
überschreitet, steigt das Ausgangssignal des Spannungssensors 6 nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung, die
durch den Kondensator 25 festgelegt wird, auf einen Wert oberhalb der von der Bezugsspannungsquelle 5 festgelegten
Bezugsspannung an, so daß am Ausgang des Vergleichers 7
-10 eine positive Spannung auftritt, und die Schwingungen des
Oszillators 8 blockiert werden. Dadurch wird der Transistor 40 der Leistungsschaltung 9 blockiert und der
Triac 4 in den nicht leitenden Zustand gebracht, wodurch die Leistungszufuhr zum Motor 1 unterbrochen wird und
dieser daher stoppt.
Wie vorstehend bereits erwähnt, wird der Betriebswert der elektronischen Kupplung durch den Spannungsteiler 16 bestimmt,
der die Proportionalitätskonstante zwischen der Wechselspannung über der Wicklung 2, welche von der Temperatur
des Motors 1 abhängt, und der am Sensorausgang L anstehenden Ausgangsspannung festlegt. Nach anfänglicher
Voreinstellung durch den veränderbaren Widerstand 17 ändert sich diese Proportionalitätskonstante mit der Betriebsgeschwindigkeit
des Werkzeugs infolge der entsprechenden Zustandsänderung der Kontakte 21 und 22,
durch deren Schließen die entsprechenden Widerstände 19 und 20 dem Widerstand 18 parallel geschaltet werden,
wodurch der Wert des äquivalenten Widerstandes des Spannungsteilers 16 entsprechend verringert wird.
Der Kondensator 25 bestimmt die Zeitverzögerung des Spannungssensor
6, um ohne Aktivierung der elektronischen
Kupplung eine kurzzeitige Überschreitung der Betriebsschwelle durch die gemessene Spannung zu ermöglichen. Auf
diese Weise wird die Ansprechzeit der elektronischen
Kupplung in veränderbarer Weise festgelegt.
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Die elektronische Kupplung aus Figur 2 entspricht in ihrem Grundaufbau der Kupplung gemäß Figur 1. Der in
Figur 2 gezeigte, gesteuerte Motor 51 hat zwei Statorwicklungen 52 und 52 ' , und die Versorgungsspannung von einer
"10 Wechselspannungsquelle wird über zwei miteinander gekoppelte
Kontakte 53, 53' des Hauptschalters zugeführt. Ein Triac 54 steuert den Motor 51. Eine stabilisierte
Spannungsversorgungsschaltung 55 wandelt die über den Hauptschalter zugeführte Wechselspannung in eine Gleichspannung
um. Ein Sensorwiderstand 56 ist mit dem Triac 54 in Reihe geschaltet. Ferner sind eine Integrier-Differenzier-Schaltung
58, ein Bezugsspannungsgenerator 59, ein Spannungsvergleicher 60, ein Oszillator 61, eine
Leistungsschaltung 62, eine Schaltung 63 für einen sanften Anlauf, eine Schwellenwertschaltung 64 für eine
verzögerte Betätigung des Triac 54 und eine Startsperrschaltung 55 vorhanden. Praktisch läßt sich sagen, daß
die Hauptschaltungen der elektronischen Kupplung der beiden
Ausführungsbeispiele der Figuren 1 und 2 äquivalent sind, mit der Ausnahme eines unterschiedlichen Betriebspunktes in Abhängigkeit von der für das Werkzeug gewählten
Geschwindigkeit sowie der zusätzlich in der Kupplung gemäß Figur 2 vorgesehenen Hilfsschaltungen 63, 64 und
65, die jedoch auch in die Kupplung aus Figur 1 eingefügt
ou werden können.
Betrachtet man die Schaltungsanordnung aus Figur 2 im einzelnen, so erkennt man, 'daß die Spannungsversorgungsschaltung
55 eine am Hauptschalter 53 beginnende Reihen- ^5 schaltung aus Widerstand 66 und Diode 77 enthält, an
deren Ausgang eine von einer Zener-Diode 68 stabilisierte Gleichspannung zur Verfügung steht. Parallel mit dieser
Zener-Diode liegt ein Kondensator 69. Der Spannungssensor 57 enthält einen einem Widerstand 71 und einem Kondensator
72 parallel geschalteten Operationsverstärker 70. Der positive Eingang des Verstärkers 70 liegt an Erde, während
sein negativer Eingang über einen Widerstand 73 mit dem Sensorwiderstand 56 verbunden ist. Die Integrier-Dif-
^0 f erenzier-Schaltung 58, die über eine Diode 74 an den
Ausgang des Verstärkers 70 angeschlossen ist, enthält drei RC- Glieder für die Integration, die Entladung und
das Differenzieren. Das erste RC-Glied weist einen Widerstand 75 und einen Kondensator 76, das zweite RC-Glied
HR den Kondensator 76 und den Widerstand 77 und das dritte
RC-Glied einen Kondensator 78 und einen Widerstand 79 auf, wobei letzterer auch zum Vergleicher 60 gehört.
Der Bezugsspannungsgenerator 59 ist im wesentlichen ein P^1 Spannungsteiler aus drei Widerständen 80, 82, von denen
der Widerstand 81 mittels eines von der Änderungsschaltung 50 für die Werkzeuggeschwindigkeit gesteuerten Schalters
83 zugeschaltet und weggeschaltet werden kann.
„(- Der Vergleicher 60 wird von einem Differential verstärker
84 gebildet, dessen negativer Eingang mit dem Ausgang des Bezugsspannungsgenerators 59 verbunden ist und dessen
positiver Eingang an den Ausgang der Integrier-Differenzier-Schaltung
58 angeschlossen ist. Der Widerstand 79
„„ ist dem Verstärker 84 parallel geschaltet, und zwischen
den beiden Eingängen des Verstärkers 84 liegt ein Kondensator 85.
Der Oszillator 61 enthält einen Operationsverstärker 86,
QP. dessen positiver Eingang über einen Widerstand 87 an eine
positive Spannungsquelle und über einen Widerstand 88 an
Erde gelegt ist, während der negative Eingang über einen Widerstand 89 mit dem Ausgang des Vergleichers 60 und
über einen Kondensator 90 mit Erde verbunden ist. Ein Widerstand 91 verbindet den Ausgang des Verstärkers bö
mit dem positiven Eingang, und dieser Ausgang liegt über eine Reihenschaltung von Widerstand 92 und Diode 93 am
negativen Eingang.
Die Leistungsschaltung 62 enthält einen npn-Transistor 94, dessen Emitter mit Erde, dessen Basis über einen
Widerstand 95 mit dem Ausgang des Oszillators 61 und dessen Kollektor über einen Kondensator 96 mit der Steuerelektrode
des Triac 54 verbunden ist, der über einen Widerstand 97 an Erde liegt. Die Schaltung 63 für sanften
Anlauf weist einen pnp-Transistor 98 auf. Der Kollektor dieses Transistors ist an den negativen Eingang des Verstärkers
86 des Oszillators 61 und sein Emitter an eine positive Spannungsquelle sowie über einen Widerstand 99
an die Basis angeschlossen, wobei seine Basis über eine Reihenschaltung aus Widerstand 100 und Kondensator 101
mit Erde und über eine Diode 2 mit einem Punkt zwischen dem Widerstand 66 und der Diode 67 der Spannungsversorgungsschaltung
55 verbunden ist.
Die Schwellenwertschaltung 64 enthält einen Operationsverstärker 103, dem eine Diode 104 parallel geschaltet
ist. Der positive Eingang des Verstärkers 103 liegt über eine Zener-Diode 105 an einer positiven Spannungsquelle
und über einen Widerstand 106 an Erde. Der negative Eingang des Verstärkers 103 ist mit dem positiven Eingang
des Verstärkers 85 des Oszillators 61 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 103 steht über einen Widerstand
107 mit der Leistungsschaltung 62 in Verbindung.
Die Unterbrecherschaltung 65 weist einen npn-Transistor
108 auf, dessen Kollektor an den positiven Eingang des
Verstärkers 84 des Vergleichers 60, dessen Emitter an Erde und dessen Basis über einen Widerstand 109 an Erde
sowie über eine Reihenschaltung aus Widerstand 110 und Kondensator 111 auch an den Ausgang des Verstärkers 103
der Schwellenwertschaltung 64 angeschlossen ist.
Unter normalen Betriebsbedingungen wird der Strom, der durch den Sensorwiderstand 56 und somit durch die Wicklungen
52 und 52' des Motors 51 fließt, auf einem solchen Wert gehalten, daß die dem positiven Eingang des Verstärkers
84 des Vergleichers 60 über den Spannungssensor 57 zugeführte Spannung kleiner ist als die vom Generator 5 9
an den negativen Eingang des Verstärkers 84 gelegte Be-
_j κ zugsspannung. Das Ausgangssignal des Verstärkers 84 ist
daher Null. Der Oszillator 61 kann somit frei schwingen, um den Transistor 94 periodisch einzuschalten, was zu
einem entsprechenden periodischen Triggern des Triacs 54 führt. Durch geeignete Wahl der Triggerfrequenz kann der
2Q Triac 54 in einem im wesentlichen als vollständig leitend
anzusehenden Zustand gehalten werden, wodurch eine kontinuierliche Speisung des Motors 51 stattfindet.
Wenn das auf die Ankerwelle des Motors wirkende Drehte moment plötzlich stark erhöht wird, so daß sich ein
gefährlicher Zustand ergibt, tritt ein sofortiger Stromanstieg ein, der vom Widerstand 56 festgestellt und
vom Spannungssensor 57 verstärkt wird. Eine dieser Stromänderung proportionale Spannung wird von der Integrier-2Q
Differenzier-Schaltung 58 dem positiven Eingang des Verstärkers 84 des Vergleichers 60 zugeführt. Ist diese
Spannung größer als die am negativen Eingang des Vergleichers 60 liegende Bezugsspannung, so erzeugt der Vergleicher
ein positives Ausgangssignal, das bei Zufuhr zum negativen Eingang des Verstärkers 86 die Schwingungen des
Oszillators 61 unterbricht. Der Transistor 94 wird dann dauernd blockiert und der Triac 54 in den nicht leitenden
Zustand gebracht, wodurch dem Motor 51 keine Antriebsleistung mehr zugeführt wird.
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Der Betriebswert der elektronischen Schaltung wird in diesem Fall durch den Spannungsteiler festgelegt, der den
Bezugsspannungsgenerator 59 bildet, weil der äquivalente Widerstand dieses Spannungsteilers und damit die erzeugte
Bezugsspannung sich xn Abhängigkeit davon ändert, ob der
Schalter 83 geschlossen oder geöffnet ist, ob also der Widerstand 81 in den Spannungsteiler 59 eingeschaltet
oder von ihm abgetrennt ist.
Die Integrierschaltung, die vom Widerstand 75 und vom Kondensator 76 gebildet wird, bestimmt den Mittelwert der
Spitzen des vom Ausgang des Operationsverstärkers 70 stammenden Eingangssignals, um nicht erforderliche Betätigungen
der elektronischen Kupplungen infolge Streusignalen oder anderer Störungen von der Hauptspannungsquelle
oder von Strahlungsquellen zu verhindern.
Die Empfindlichkeit der elektronischen Schaltung wird
durch die Zeitkonstante der Differenzierschaltung aus
Kondensator 78 und Widerstand 79 bestimmt.
Die Aufgabe der Schwellenwertschaltung 64 besteht darin, daß Triggern des Triacs 54 solange zu verzögern, bis der
Motor anläuft. Während des Anlaufzustands könnten die
Triac-Triggerschaltungen tatsächlich den Triac aktivieren,
bevor die Versorgungsspannung auf einem Wert stabilisiert ist, der der Schaltung 58 ihre Differenzierfunktion
ermöglicht und somit die Unterscheidung zwischen dem Anlaufstrom des unbelasteten Motors und dem Strom bei
blockiertem oder stark abgebremsten Motor. Die Schwellen-
* tt
- 16 -
wertschaltung 64 hält den Triac 54 solange im nicht leitenden Zustand, bis über die Zener-Diode 105 die richtige
Versorgungsspannung an den positiven Eingang des Verstärkers 103 gelegt ist. Zu diesem Zeitpunkt tritt am
Ausgang des Verstärkers 103 ein positives Signal auf, und der Triac wird in den leitenden Zustand geschaltet.
Die Schaltung 63 für den sanften Anlauf hat die Aufgabe, den Benutzer des Elektrowerkzeugs zu schützen, falls ein
-| ο Anlauf mit blockierendem Motor stattfindet. Im Anfangszustand
insbesondere während der gesamten Aufladung der RC-Schaltung aus Widerstand 100 und Kondensator 101 bewirkt
die Leitfähigkeit des Transistors 98 tatsächlich eine Blockade der Schwingungen des Oszillators 61 während
-15 der negativen Halbwellen der Versorgungsspannung. Das Vorhandensein
der Diode 102 blockiert den Transistor 98, so daß während der positiven Halbwellen freie Schwingungen
des Oszillators 61 auftreten. Daher arbeitet der Oszillator 61 nur während der positiven Halbwellen der Versorgungsspannung,
wodurch einerseits das vom Elektrowerkzeug erzeugte maximale Drehmoment um 50 % verringert ist,
andererseits die normale Schutzfunktion, die bei positiven Halbwellen arbeitet, sichergestellt wird. Am Ende der
Übergangsphase, die beispielsweise 500 Millisekunden dauert, beginnt der Betrieb mit voller Leistung.
Die Aufgabe der Sperrschaltung 65 besteht schließlich darin zu verhindern, daß die beim Anlaufen des Motors
auftretende Stromspitze von der Schaltung als plötzliche Zustandsänderung interpretiert und ein Umschalten des Verstärkers
84 des Vergleichers 60 und damit ein Sperren des Triacs 54 und ein Abstoppen des Motors 51 bewirkt wird.
In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß während des Ladens der RC-Schaltung aus Kondensator 111 und Widerstand
110 und für eine Zeitspanne, die sich in Abhängig-
keit von der Größe des Widerstandes 109 ändert, der Transistor 108 gesättigt ist und dann blockiert wird, so
daß die Differenzierschaltung aus Kondensator 78 und
Widerstand 79 frei arbeiten kann. Die Feststellung des 5
aufgenommenen Stroms oder vielmehr seine Änderung wird
somit für eine vorbestimmte Zeitspanne, beispielsweise 80 bis 120 Millisekunden von dem Zeitpunkt, zu dem der Triac
54 leitfähig wird, blockiert.
Man erkennt, daß die elektronischen Kupplungen aus Figuren 1 und 2 in Elektrowerkzeuge, etwa tragbare Bohrmaschinen,
die mit unterschiedlichen, vom Benutzer zu wählenden Geschwindigkeiten arbeiten, eingebaut werden.
Das Ausführungsbeispiel aus Figur 1 ist für ein Elektrowerkzeug mit drei Geschwindigkeiten und das Ausführungsbeispiel aus Figur 2 für ein Elektrowerkzeug mit zwei
Geschwindigkeiten vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 kann jedoch durch Vergrößerung der Anzahl
von parallelgeschalteten Widerständen 18, 19, 20 und entsprechender Vergrößerung der Anzahl von Kontakten 21, 22
eine einfache Anpassung an Elektrowerkzeuge mit irgendeiner Anzahl von wählbaren Geschwindigkeiten, beispielsweise
4,5,6 oder mehr Geschwindigkeiten vorgenommen werden. Entsprechend kann im Ausführungsbeispiel aus Figur 2
durch Parallelschaltung weiterer Widerstände zum Widerstand 81 sowie Vorsehen getrennter Schalter entsprechend
dem Schalter 83 eine wahlweise Verbindung jedes Widerstandes mit Erde vorgenommen und so eine Anpassung für Elektrowerkzeuge
mit 3,4 oder mehr wählbaren Geschwindigkeiten erreicht werden.
Claims (11)
1.) Elektronische Kupplung mit verschiedenen Betriebszuständen
für ein Elektrowerkzeug mit einer Geschwindigkeitsänderungseinrichtung zum Einstellen unterschiedlicher
Betriebsgeschwindigkeiten des Motors, gekennzeichnet durch einen Spannungssensor (6; 57) zur Erzeugung
einer dem vom Motor (1; 51) des Elektrowerkzeuges aufgenommenen Strom proportionalen Spannung,
durch einen Bezugsspannungsgenerator (5; 59), durch einen Vergleicher (7; 60) zum Vergleich der dem Strom
proportionalen Spannung und der Bezugsspannung, durch eine elektronische Schaltung (8, 9, 4; 61, 62, 54)
zur Unterbrechung der Zufuhr von Antriebsleistung zum Motor (1; 51), wenn der Vergleicher (7; 60) anzeigt,
daß die vom Spannungssenor (6;, 57) erzeugte Spannung die Bezugsspannung übersteigt, und durch Mittel (21,
22; 83) zur proportionalen Veränderung einer der Spannungen gemäß der für das Elektrowerkzeug gewählten
Betriebsgeschwindigkeit.
2. Elektronische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel einen im Spannungssensor (6; 57) angeordneten Spannungsteiler enthalten, der
mindestens einen Widerstand (19; 81) aufweist, der mittels eines von der Geschwxndxgkeitsänderungseinrichtung
(45; 50) gesteuerten Schalters (21; 83) zu- und wegschaltbar ist.
3. Elektronische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsteiler eine Parallelschaltung aus mehreren Widerständen (19, 20) aufweist,
die mittels von der Geschwindigkeitsänderungsschaltung (45) gesteuerter Schalter (21, 22) zu- und
weggeschaltet werden können.
4. Elektronische Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Parallelschaltung aus Widerständen zur Voreinstellung des Spannungsteilers mit einem
ver-änderbaren Widerstand (17) in Reihe geschaltet ist.
5. Elektronische Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit den parallel geschalteten
Widerständen (19, 20) ein Kondensator (25) parallel geschaltet ist, dessen Größe die Ansprechzeit
der Kupplung bestimmt.
6. Elektronische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel einen im Bezugsspannungsgenerator (60) angeordneten Spannungsteiler aufweisen,
der mindestens einen Widerstand (81) enthält, der mittels eines von der Geschwindigkeitsänderungseinrichtung
(50) gesteuerten Schalters zu- und weggeschaltet werden kann.
7. Elektronische Kupplung nach Anspruch 1 oder 6, gekennzeichnet durch eine am Ausgang des Spannungssensors
(57) vorgesehene Differenzierschaltung (58).
8. Elektronische Kupplung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Sperrschaltung (65) zur Verhinderung
des Betriebes der Differenzierschaltung (58) für eine vorbestimmte Zeitspanne beim Anlaufen des Motors
(51).
9. Elektronische Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische
Schaltung einen blockierbaren Oszillator (8; 61), eine auf das Blockieren des Oszillators ansprechende
Leistungsschaltung (9; 62) und einen von der Leistungsschaltung (9; 62) gesteuerten, in der Versorgungsschaltung
des Motors (1; 51) angeordneten Triac (4; 54) aufweist.
10. Elektronische Kupplung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Schaltung (63) für das sanfte Anlaufen,
die während des Anlaufzustandes des Motors arbeitet,
um den Oszillator (61) während der negativen Halbwellen der Versorgungsspannung blockiert zu halten
.
11. Elektronische Kupplung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet
durch eine die Leistungsschaltung (62) beeinflussende Schwellenwertschaltung (64) zur Verzögerung
des Triggerns des Triacs (54) für eine vorbestimmte Zeitspanne beim Anlaufen des Motors (51).
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3445348A1 (de) * | 1984-12-12 | 1986-06-12 | Hilti Ag, Schaan | Schaltung zur phasenanschnittsteuerung eines universalmotors |
| US4748389A (en) * | 1985-02-18 | 1988-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor speed control apparatus |
| US4939438A (en) * | 1986-03-14 | 1990-07-03 | Orbital Sciences Corporation Ii | Relay control assembly |
| US4823057A (en) * | 1987-03-05 | 1989-04-18 | Greenlee Textron Inc. | Variable speed motor control |
| US5077824A (en) * | 1988-12-23 | 1991-12-31 | Omron Corporation | Direct-current motor control |
| US5038084A (en) * | 1990-08-15 | 1991-08-06 | Wing Thomas W | Drill motor control |
| IT1271878B (it) * | 1994-03-10 | 1997-06-09 | Cml Costr Mecc Liri Srl | Motore elettrico per macchine utensili portatili. |
| US5592580A (en) * | 1994-11-10 | 1997-01-07 | Illinois Tool Works Inc. | System for controlling energy output of combustion-powered, fastener-driving tool |
| DE4447145B4 (de) * | 1994-12-29 | 2005-06-02 | Hilti Ag | Verfahren und Einrichtung zur Temperaturüberwachung bei Universalmotoren |
| US6536536B1 (en) * | 1999-04-29 | 2003-03-25 | Stephen F. Gass | Power tools |
| WO2001053640A1 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Electro-mechanical actuator |
| US6557688B2 (en) | 2001-04-17 | 2003-05-06 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Electro-mechanical actuator and clutch for the same |
| US8191442B2 (en) | 2001-04-17 | 2012-06-05 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Window lift system and actuator including an internal drive train disconnect |
| US20050153596A1 (en) * | 2004-01-13 | 2005-07-14 | Vanwambeke Weston | Power tool battery connector |
| JP4203459B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2009-01-07 | 日東工器株式会社 | 電動ドライバ装置 |
| US7677844B2 (en) * | 2005-04-19 | 2010-03-16 | Black & Decker Inc. | Electronic clutch for tool chuck with power take off and dead spindle features |
| US7551411B2 (en) * | 2005-10-12 | 2009-06-23 | Black & Decker Inc. | Control and protection methodologies for a motor control module |
| US20070108249A1 (en) * | 2005-11-17 | 2007-05-17 | Moeller Larry M | Motor control for combustion nailer based on operating mode |
| US8732896B2 (en) | 2006-10-17 | 2014-05-27 | Mtd Products Inc | Hybrid electric cleaning device |
| US7479754B2 (en) * | 2006-10-17 | 2009-01-20 | Desa Ip Llc | Hybrid electric lawnmower |
| US20080120955A1 (en) * | 2006-10-17 | 2008-05-29 | Lucas Delbert R | Hybrid electric lawnmower |
| WO2008048618A2 (en) | 2006-10-17 | 2008-04-24 | Desa Ip. Llc | Hybrid electric device |
| US7728534B2 (en) * | 2006-10-17 | 2010-06-01 | Mtd Products Inc | Hybrid electric lawnmower |
| US8076873B1 (en) | 2007-06-01 | 2011-12-13 | Mtd Products Inc | Hybrid outdoor power equipment |
| US8800701B1 (en) | 2009-11-02 | 2014-08-12 | L.R.S. Innovations, Inc. | Electric vehicle with onboard electricity production |
| EP2675062B1 (de) | 2011-02-10 | 2020-03-25 | Makita Corporation | Vorrichtung zur messung eines zustands in zusammenhang mit einem motor und einem elektrischen werkzeug |
| WO2012178212A2 (en) | 2011-06-24 | 2012-12-27 | L.R.S. Innovations, Inc. | Power conditioning system |
| US9908182B2 (en) | 2012-01-30 | 2018-03-06 | Black & Decker Inc. | Remote programming of a power tool |
| CN102593788A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-18 | 桂林航天电子有限公司 | 短路/过流保护控制器及运行方法 |
| US9193055B2 (en) | 2012-04-13 | 2015-11-24 | Black & Decker Inc. | Electronic clutch for power tool |
| US9259790B2 (en) * | 2012-04-23 | 2016-02-16 | Black & Decker Inc. | Power tool with automatic chuck |
| US8919456B2 (en) | 2012-06-08 | 2014-12-30 | Black & Decker Inc. | Fastener setting algorithm for drill driver |
| CN109687780A (zh) * | 2017-08-25 | 2019-04-26 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机及其驱动电路与驱动方法 |
| US10835972B2 (en) | 2018-03-16 | 2020-11-17 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Blade clamp for power tool |
| US11014176B2 (en) | 2018-04-03 | 2021-05-25 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Jigsaw |
| USD887806S1 (en) | 2018-04-03 | 2020-06-23 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Jigsaw |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1588032A1 (de) * | 1966-03-18 | 1970-06-25 | Biviator Sa | Elektrische Begrenzungsschaltung |
| US3953776A (en) * | 1973-12-14 | 1976-04-27 | Waukesha Foundry Company, Inc. | Digital motor speed control circuit |
| JPS6053556B2 (ja) * | 1974-12-13 | 1985-11-26 | 株式会社リコー | 直流モ−タ回転制御方式 |
| DE2631418A1 (de) * | 1976-07-13 | 1978-01-19 | Metabowerke Kg | Vorschaltgeraet zur strombegrenzung, insbesondere bei elektrowerkzeugen |
| JPS5579679A (en) * | 1978-12-08 | 1980-06-16 | Hitachi Ltd | Controller for transistor chopper |
| US4241299A (en) * | 1979-04-06 | 1980-12-23 | Mine Safety Appliances Company | Control system for battery-operated pump |
| US4322667A (en) * | 1979-08-17 | 1982-03-30 | Shunjiro Ohba | DC Machine control circuit |
| GB2058405A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-08 | Contrology Tech Ltd | Universal Motor Control System |
| CH647901A5 (de) * | 1979-10-19 | 1985-02-15 | Gegauf Fritz Ag | Elektrische antriebsvorrichtung mit einem aus dem netz ueber einen gleichrichter gespeisten gleichstrommotor. |
| US4413213A (en) * | 1981-11-04 | 1983-11-01 | Reliance Electric Company | Electronic motor protection for variable speed motors |
-
1982
- 1982-10-26 IT IT8223931A patent/IT1212535B/it active
-
1983
- 1983-10-12 DE DE19833337153 patent/DE3337153A1/de not_active Withdrawn
- 1983-10-13 US US06/541,695 patent/US4503370A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-10-21 BE BE0/211759A patent/BE898062A/fr not_active IP Right Cessation
- 1983-10-22 NL NL8303645A patent/NL8303645A/nl not_active Application Discontinuation
- 1983-10-24 FR FR8316897A patent/FR2535000B1/fr not_active Expired
- 1983-10-25 CH CH5783/83A patent/CH662907A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2535000B1 (fr) | 1986-09-19 |
| US4503370A (en) | 1985-03-05 |
| FR2535000A1 (fr) | 1984-04-27 |
| NL8303645A (nl) | 1984-05-16 |
| CH662907A5 (de) | 1987-10-30 |
| IT8223931A0 (it) | 1982-10-26 |
| BE898062A (fr) | 1984-02-15 |
| IT1212535B (it) | 1989-11-30 |
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