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Elektrische Motorstrombegrenzungs-Schaltungsanordnung, insbesondere zur Drehmomentbegrenzung elektromotorisch angetriebener Werkzeuge Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Motorstrombegrenzungs-Schaltungsanordnung, insbesondere zur Drehmomentbegrenzung elektromotorisch angetriebener Werkzeuge, mit einem zu überwachenden Motorstromkreis. Sie dient beispielsweise zur Drehmomentbegrenzung bei Arbeitsgeräten wie Schraubenziehern und dergleichen.
Bei bisher allgemein verwendeten Geräten ist eine mechanische Rutschkupplung eingebaut. Diese Ausführung hat verschiedene erhebliche Nachteile. Es ist schwierig, eine mechanische Rutschkupplung so auszubilden, dass ihr Abtriebsmoment während längerer Zeit einen ganz bestimmten gewünschten Wert erreicht. Es ist auch schwierig, das erforderliche Drehmoment einzustellen. Der Motor kann nur von Hand ein- und ausgeschaltet werden und das führt in der Praxis dazu, dass z.
B. ein Schraubenzieher bereits eingeschaltet wird, bevor er auf die Schraube aufgesetzt wird, und dass vor allem nach dem Festziehen der Schraube der Schraubenzieher oft noch bei eingeschaltetem Motor angehoben wird, so dass die Klinge des Schraubenziehers bei voll wirksamem Drehmoment aus dem Schraubenschlitz entfernt wird. Diese Arbeitsweise führt daher oft dazu, dass die Schraubenköpfe verkratzt oder sogar erheblich beschädigt werden.
Es ist zwar auch bekannt, im Stromkreis des Antriebsmotors von Schraubenziehern und dergleichen Arbeitsgeräten einen überstromausschalter anzuordnen, welcher beim Erreichen eines bestimmten Stromes und eines entsprechenden Drehmomentes anspricht und den Motor ausschaltet. Auch bei a11 diesen Geräten ist eine willkürliche Wiedereinschaltung des Gerätes erforderlich, was zu einer umständlichen Arbeitsweise führt.
Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, alle erwähnten Nachteile zu beheben. Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ist gekennzeichnet durch einen monostabilen Schaltungsteil zur Steuerung eines Schalters im erwähnten Stromkreis, durch welchen der Schalter nach seiner jedesmaligen Ausschaltung verzögert wieder ein- schaltet. Durch das Ansprechen des Schalters fällt aber das Antriebsmoment auf Null und bleibt dank der Einschaltverzögerung des Ausschalters noch während einer bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Zeit auf diesem Wert, so dass z. B. beim Ausheben der Schrau- benzieherklinge aus dem Schraubenschlitz ein Verkratzen oder Beschädigen des Schraubenkopfes möglichst vermieden wird.
Die Einschaltverzögerung kann vorzugsweise so gewählt werden, dass sie der für die Manipulation zwischen zwei Arbeitsgängen, z. B. dem Festziehen zweier Schrauben erforderlichen Zeit entspricht, so dass der Schraubenzieher automatisch erst eingeschaltet wird, wenn z. B. eine neue Schraube in den Schraubenzieher eingesetzt worden ist und derselbe somit zum Einschrauben und Festziehen dieser Schraube vorbereitet ist.
Anhand der Zeichnung, die ein Schaltschema des Schraubenziehers darstellt, ist im folgenden ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Der Motor 1 des Schraubenziehers kann aus einer Gleichstromquelle mit den Klemmen 2 gespeist werden. Im Motorstromkreis liegt ein Unterbrecher 3, ein variabler Widerstand 4 und ein konstanter Vorwiderstand 5. Im dargestellten Arbeitszustand der Schaltung ist der Unterbrecher 3 geschlossen. Der Abgriff des Widerstandes 4 ist über Widerstände 6 und 7, zwischen welchen ein Kondensator 8 angeschaltet ist, mit der Basis eines Transistors 9 verbunden. Diese Basis ist ausserdem mit dem Abgriff eines hochohmigen Spannungsteiles 10 verbunden, der an die Klemmen 11 der stabilisierten Spannungsquelle für die dargestellte elektronische Schaltung angeschlossen ist.
Der Kollektor des Transistors 9 ist über einen Kondensator 12 und einen parallelgeschalteten, verhältnismässig hochohmigen Widerstand 13 mit der Basis eines Transistors 14 verbunden. Im Kollektorstromkreis des Transistors 14 liegt eine den Unterbrecher 3 betätigende Wicklung 15. Die Emitter der beiden Transistoren 9 und 14 werden über einen gemeinsamen Vorwiderstand 16 gespeist. Im Kollektor-
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stromkreis des Transistors 9 liegt ferner ein einstellbarer Vorwiderstand 17. Die Basis des Transistors 14 ist über einen Widerstand 18 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden.
Wie bereits erwähnt, ist die Schaltung im Arbeitszustand dargestellt, bei welchem der Motor 1 durch den Unterbrecher 3 eingeschaltet ist. Der Motorstrom fliesst über die Widerstände 4 und 5 und erzeugt in denselben einen von seiner Stärke und von der Einstellung des Widerstandes 4 abhängigen Spannungsabfall. Solange die Schraube lediglich angeschraubt und nicht festgezogen wird, ist das erforderliche Drehmoment verhältnismäs- sig gering und der im Motorstromkreis fliessende Strom entsprechend schwach. Es entsteht daher an den Widerständen 4 und 5 ein geringer Spannungsabfall, so dass die Basis des Eingangstransistors 9 stark negativ und dieser Transistor somit leitend ist.
Der Ausgangstransistor 14 ist hierbei gesperrt, und bei stromloser Wicklung 15 ist der als Ruhekontakt ausgebildete Unterbrecher 3 geschlossen. Wird nun die Schraube festgezogen, so steigt das Drehmoment und damit der im Motor fliessende Strom an, wodurch der Spannungsabfall an den Widerständen 4 und 5 zunimmt. Die Eingangsspannung an der Basis des Transistors verlagert sich daher entsprechend dem Stromfluss im Motorstromkreis nach positiven Werten, bis zum Erreichen eines bestimmten Schwellwertes der Transistor 9 gesperrt wird.
Durch den damit erfolgenden plötzlichen negativen Spannungssprung am Kollektor des Transistors 9 wird der Transistor 14 in an sich bekannter Weise sofort leitend, und die dadurch erregte Wicklung 15 betätigt den Unterbrecher 3, so dass der Motor ausgeschaltet wird. Die als monostabiler Multivibrator arbeitende Schaltung verbleibt nun während einer gewissen Zeit in diesem Zustand, wobei entsprechend dem Verhältnis der Widerstände 13, 17 und 18 und der Kapazität des Kondensa- tors 12 die Spannung an der Basis des Transistors 14 nach positiven Werten ansteigt, bis dieser Transistor gesperrt wird und über die gemeinsame Koppelung der Emitter der Transistor 9 wieder leitend wird.
Durch dieses Umkippen der Schaltung nach einer durch den Widerstand 13 einstellbaren Zeit wird der Unterbrecher 13 wieder geschlossen und der Motor 1 eingeschaltet. Während der Einschaltverzögerung wird es unter allen Umständen mindestens möglich sein, den Schraubenzieher ohne wirksames Drehmoment aus dem Schraubenschlitz zu entfernen. Wie bereits erwähnt, kann aber die Einschaltverzögerung durch Einstellen der Umschaltzeit des monostabilen Multivibrators so eingestellt werden, dass während der Unterbrechung des Motor- stromkreises der Schraubenzieher zurückgezogen und mit einer neuen Schraube versehen werden kann.
Die Bedienungsperson hat also mit der Ein- und Ausschaltung des Schraubenziehers überhaupt nichts zu tun und es ist Gewähr dafür geboten, dass die Ausschaltung des Motors immer bei genau derselben Stromstärke und folglich bei genau demselben maximalen Drehmoment des Schraubenziehers erfolgt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Steuerschaltung beschränkt, sondern es können irgendwelche geeignete monostabile Schaltungen verwendet werden, die bei genau definierbaren Schwell- werten ansprechen. Bei geringen Anforderungen an die Genauigkeit wäre es unter Umständen auch möglich, in den Motorstromkreis direkt die Wicklung eines abfallverzögerten Relais zu schalten, dessen Ruhekontakt den Unterbrecher 3 darstellt.