DE3607670A1 - Drehzahlsteller fuer elektromotorische antriebe von werkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlsteller für elektromotorische Antriebe von Werkzeugen wie Bohrern oder Schraubern, mit einer der Leistungsstufe des Motors vorgeordneten Steuerschaltung, an deren Eingang ein durch einen Bedienschalter einstellbares Steuersignal anliegt.

Bei herkömmlichen Drehzahlstellern wird das Steuer­ signal von einem Potentiometer abgegriffen, das durch den Bedienschalter einstellbar ist. Dabei wird der Schie­ bekontakt entweder auf einer Kohlewiderstandsbahn oder auf einer Cermet-Schicht verschoben. Abrieb und Verschmutzung lassen sich bei einem solchen mit einem Potentiometer arbeitenden Bedienschalter nicht ver­ meiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehzahlsteller zu schaffen, der absolut verschleißfrei arbeitet.

Diese Aufgabe wird bei einem Drehzahlsteller der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Steuer­ signal von dem Strom eines Fototransistors abhängt, der mit dem Licht einer Lichtquelle in einer von der Stellung des Bedienschalters abhängigen Stärke beauf­ schlagt ist. Die Stärke des vom Fototransistor empfan­ genen Lichtes läßt sich nach bevorzugten Ausgestaltun­ gen der Erfindung dadurch beeinflussen, daß entweder die Stärke des auf den Fototransistor fallenden Lichtes durch eine in den Strahlengang zwischen der Lichtquel­ le und dem Fototransistor liegende Blende oder in den Strahlengang einführbare Blende einstellbar ist, oder dadurch, daß der Abstand zwischen Lichtquelle und Fo­ totransistor verändert wird oder dadurch, daß durch einen bewegbaren Reflektor die empfangene Lichtstär­ ke einstellbar ist.

Vorzugsweise liegt der Fototransistor in Reihe mit einem Widerstand, dessen Spannungsabfall als Steuersi­ gnal am Eingang der Steuerschaltung liegt.

Um Störungen durch Fremdlicht auszuschließen, können nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung die Lichtquelle und der Fototransistor gegenüber einfal­ lendem äußeren Licht abgeschirmt sein, oder aber Lichtquelle und Fototransistor arbeiten mit Infrarots­ trahlung. Da das äußere Licht noch einen geringen In­ frarotanteil hat, kann es nicht störend wirken.

Am erfindungsgemäßen Drehzahlsteller wird das Steuersignal unter Verzicht auf ein Potentiometer und damit auf mechanisch aufeinanderreibende Teile berüh­ rungslos durch Verändern der Intensität des vom Foto­ transistor empfangenen Lichtes gewonnen. Deshalb ist ein solcher Drehzahlsteller verschleiß- und wartungs­ frei. Darüber hinaus ist auf diese Art und Weise eine sehr feinfühlige Drehzahlsteuerung möglich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel in Form einer elektrischen Schal­ tung darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Ein Spannungsregler I_C sorgt dafür, daß auch bei Spannungsschwankungen einer Speisespannungsquelle, zum Beispiel einer Batterie +U_B die Schaltung mit kon­ stanter Spannung versorgt wird.

Die Steuerschaltung für den in der Zeichnung nicht dargestellten elektromotorischen Antrieb besteht aus einem Komparator K, der an seinem invertierenden Eingang das Ausgangssignal eines Sägezahngenerators erhält, dessen Sägezahnspannung eine Frequenz von beispielsweise 10 KHz hat. Am nichtinvertierenden Ein­ gang erhalt der Komparator K eine durch einen nicht dargestellten Bedienschalter veränderbare Steuerspan­ nung. Der Komparator K liefert also in Abhängigkeit von dem Spannungsvergleich der Steuerspannung und der Sägezahnspannung Rechtecksignale mit der Fre­ quenz der Sägezahnspannung. Die Signallänge der ein­ zelnen Rechteckimpulse hängt vom Vergleich der bei­ den Eingangssignale ab. Die Rechtecksignale steuern einen Transistor T₁, der in Reihe mit einer Leuchtdiode LED₁ eines sonst nicht weiter dargestellten Optokopp­ lers liegt. Der Transistor T₁ und die Leuchtdiode LED₁ bilden den Eingang einer Leistungsstufe des elektromo­ torischen Antriebs.

Die so weit beschriebene Schaltung und die Lei­ stungsstufe sind in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion im einzelnen in der älteren deutschen Patentanmeldung DE P 36 00 091.4 beschrieben.

Die am nichtinvertierenden Eingang des Kompara­ tors K anliegende Spannung wird vom Spannungsabfall an einem in Reihe mit einem Fototransistor T_P liegen­ den Widerstand R1 gewonnen, in dem der Spannungs­ abgriff über eine Diode D zu einem Widerstand R2 geleitet wird, dessen Spannungsabfall über einen Wider­ stand R3 auf den nichtinvertierenden Eingang des Komparators k gegeben wird.

Der Fototransistor T_P wirkt mit einer Leuchtdiode LED₂ zusammen, deren Abstand vom Fototransistor T_P durch den nicht dargestellten Bedienschalter veränder­ bar ist. Die Leuchtdiode LED₂ und der Fototransistor T_P sind gegenüber äußerem Lichteinfall abgeschirmt. Durch Verändern des gegenseitigen Abstands der Leuchtdiode LED₂ und des Fototransistors T_P läßt sich die Stärke des vom Fototransistor T_P empfangenen Lichtes ändern.

Anstelle einer Änderung der Lichtstärke durch Ab­ standsänderung kann die Lichtstärke auch durch Ein­ führen einer Blende in den Strahlengang oder durch Öffnen oder Schließen einer im Strahlengang angeord­ neten Blende erreicht werden. Besonders einfach ist die Veränderung der Lichtstärke des einfallenden Lichtes, wenn ein verstellbarer Reflektor vorgesehen ist. ln je­ dem Fall wird ein Berührungskontakt und damit ein Verschleiß durch Abnutzung wie bei einem mit Schiebe­ kontakt arbeitenden Potentiometer als Drehzahlsteller vermieden. Das bedeutet, daß der erfindungsgemäße Drehzahlsteller eine höhere Lebensdauer als andere, mit Potentiometer arbeitende Drehzahlsteller hat.

Mittels eines mit seinem Kollektor am invertierenden Eingang des Komparators K angeschlossenen, über ei­ nen Widerstand R5 ansteuerbaren Transistor T₁ kann der invertierende Eingang auf Massepotential gelegt werden. Das bedeutet, daß die Steuerelektronik des Drehzahlstellers bei Erreichen eines vorgewählten Drehmomentes abgeschaltet wird.

Claims (7)

1. Drehzahlsteller für elektromotorische Antriebe von Werkzeugen, wie Bohrern oder Schraubern, mit einer der Leistungsstufe des Motors vorgeord­ neten Steuerschaltung, an deren Eingang ein durch einen Bedienschalter einstellbares Steuersignal an­ liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersi­ gnal von dem Strom eines Fototransistors (T_P) ab­ hängt, der mit dem Licht einer Lichtquelle (LED₁) in einer von der Stellung des Bedienschalters ab­ hängigen Stärke beaufschlagt ist.

2. Drehzahlsteller nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stärke des auf den Fototran­ sistor (T_P) fallenden Lichtes durch eine in den Strahlengang zwischen Lichtquelle (LED₁) und Fo­ totransistor (T_P) liegende oder in den Strahlengang einführbare Blende einstellbar ist.

3. Drehzahlsteller nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stärke des auf den Fototran­ sistor (T_P) fallenden Lichtes durch Verändern des Abstandes von Lichtquelle (LED₁) und Fototransi­ stor (T_P) veränderbar ist.

4. Drehzahlsteller nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stärke des auf den Fototran­ sistor (T_P) fallenden Lichtes durch einen bewegba­ ren Reflektor einstellbar ist.

5. Drehzahlsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Fototransistor (T_P) in Reihe mit einem Widerstand (R1) liegt, des­ sen Spannungsabfall als Steuersignal am Eingang der Steuerschaltung liegt.

6. Drehzahlsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (LED₁) und der Fototransistor (T_P) gegenüber ein­ fallendem äußeren Licht abgeschirmt sind.

7. Drehzahlsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (LED₁) und der Fototransistor (T_P) infrarotes Licht erzeugen bzw. für infrarotes Licht empfindlich sind.