DE102015111921A1 - Schaltungsanordnung für eine Einschaltschutzeinrichtung - Google Patents

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Bernd Wiesner
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Metabowerke GmbH and Co
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/008Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result preventing unsafe switching operations in substations (Schaltfehlerschutz)

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (10) zur Begrenzung des zu schaltenden Stromes eines elektrischen Verbrauchers (M), insbesondere eines Elektromotors in einer Handwerkzeugmaschine, wobei die Leistungsaufnahme des elektrischen Verbrauchers (M) mittels einer zündbaren Halbleiterschaltung (20) gesteuert wird, wobei die Halbleiterschaltung (20) mit einem Zündkondensator (C) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündkondensator (C) mittels eines gesteuerten Schalters (40) schaltbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Einschaltschutzeinrichtung sowie eine solche Einschaltschutzeinrichtung für ein an einer Netzspannung betreibbares Elektrogerät, insbesondere für eine elektrisch antreibbare Handwerkzeugmaschine.
  • Eine entsprechend antreibbare Handwerkzeugmaschine weist wenigstens einen Netzanschluss, wenigstens einen Verbraucher, beispielsweise einen schaltbaren Elektromotor zum Antrieb der Handwerkzeugmaschine, der in einem Verbraucherspannungspfad angeordnet ist sowie einen in dem Verbraucherspannungspfad angeordneten manuell betätigbaren Netzspannungsschalter zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers auf. Anstelle eines schaltbaren Elektromotors kann selbstverständlich auch eine andere Art von Verbraucher oder Last, beispielsweise eine Heizspirale oder dergleichen betrieben werden, die über wenigstens einen Netzanschluss bzw. Netzspannungseingang, sowie einen manuell betätigbaren Netzspannungsschalter zum Beaufschlagen der Last mit der Netzspannung geschaltet werden kann.
  • Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung für jedes erdenkliche an einer Netzspannung betreibbare Elektrogerät einsetzbar und damit insbesondere für eine Einschaltschutzeinrichtung für Handwerkzeugmaschinen geeignet.
  • Halbleiterschaltungen, insbesondere TRIAC-DIAC Schaltungen werden in der Praxis oftmals zum stufenlosen Schalten in Handwerkzeugmaschinen im sogenannten Gasgebeschalter oder in anderen Elektrogeräten eingesetzt. So ist beispielsweise in der DE 36 01 862 C2 eine Schaltungsanordnung beschrieben, bei der ein an ein Wechselstromnetz angeschlossener Elektromotor mittels eines TRIACs geregelt wird. Die Regelung erfolgt dabei derart, dass an den Steueranschluss des TRIACs ein DIAC mit einem Widerstandsnetzwerk angeschlossen wird, wobei dieses Widerstandsnetzwerk von dem Benutzer in seinem Wert veränderlich einstellbar ist. Durch eine Änderung des Widerstandswertes wird dabei die Leistungsaufnahme des Elektromotors geregelt, und zwar derart, dass bei kleinerem Widerstand der Elektromotor eine größere Leistung aufnimmt als bei einem größeren Widerstand.
  • Einer der Vorteile derartiger Schalter ist darin zu sehen, dass diese vergleichsweise klein sind und wenig Bauraum in Anspruch nehmen.
  • Aus dem Lehrbuch „Elektronik II, Bauelemente, München 1984 im Richard Pflaum Verlag" sind Schaltvorrichtungen bekannt, die u. a. Phasenanschnittsteuerungen mit TRIAC und DIAC offenbaren, wobei beschrieben wird, wie bei erreichter Durchbruchsspannung des DIACs sich ein aufgeladener Kondensator über den DIAC in das Gate des TRIACs entlädt, wodurch der TRIAC gezündet wird.
  • Weiterhin ist in der Europäischen Patentschrift EP 0 681 308 B1 eine Schaltungsanordnung beschrieben, die neben einer TRIAC-DIAC-Schaltung und einem ersten Schalter, der den TRIAC mit dem Netzanschluss verbindet, einen zweiten Schalter vorsieht, durch den eine Widerstandsanordnung mit dem DIAC vom Netzanschluss trennbar sind. Beide Schalter werden über ein Bedienelement betätigt, wobei beim Einschalten des Verbrauchers mittels des Betätigungselements zuerst der erste Schalter geschlossen wird und mit einer zeitlichen Verzögerung der zweite Schalter.
  • Gerade bei Handwerkzeugmaschinen besteht eine besondere Gefahr darin, dass die Handwerkzeugmaschine unbeabsichtigt in Gang gesetzt wird. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn der manuell betätigbare Netzspannungsschalter zum Ein- und Ausschalten in der Einschaltstellung feststellbar ist. In solchen Fällen kann es nämlich passieren, dass dieser in seiner Einschaltstellung steht, wenn der Anwender die Handwerkzeugmaschine an eine externe Spannungsquelle anschließt. Alternativ kann eine derartige unbeabsichtigte Inbetriebnahme der Handwerkzeugmaschine auch dadurch erfolgen, dass während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine die Netzspannung ausgefallen ist und nach einer Weile unerwartet wieder verfügbar gemacht wird.
  • Die unbeabsichtigte und damit auch unbeaufsichtigte Inbetriebnahme der Handwerkzeugmaschine kann sowohl für den Anwender wie auch für andere Personen, die sich in seinem Umfeld befinden, hochgradig gefährlich sein und zudem kostenträchtige Schäden an der Maschine wie an der Arbeitsumgebung hervorrufen. Um die in diesem Fall auftretenden Gefahren für den Anwender und seine Umgebung zu umgehen ist es erforderlich, dass die Handwerkzeugmaschine beim Anlegen der Netzspannung nicht automatisch in den eingeschalteten Betriebszustand versetzt wird.
  • Dementsprechend ist es aus dem Stand der Technik bekannt, bei derartigen Handwerkzeugmaschinen einen sogenannten Wiederanlaufschutz vorzusehen. Eine Lösung für einen solchen Wiederanlaufschutz ist beispielsweise in dem Gebrauchsmuster DE 20 2006 006 508 U1 beschrieben.
  • Bei dieser Lösung verhindert ein Sicherheitssystem das Anlegen elektrischer Leistung an den Motor, wenn der Ein-/Aus-Schalter beim Verbinden mit dem Spannungsnetz in der Schaltstellung EIN steht und ermöglicht das Anlegen elektrischer Leistung, wenn der Ein-/Aus-Schalter dabei in der Schaltstellung AUS steht. Hierzu ist eine Sicherheitsschaltung vorgesehen, die mit dem Ein-/Aus-Schalter verbunden ist und dessen Schaltstellung ermittelt. Die Sicherheitsschaltung weist eine Überwachungsschaltung auf, eine Relais-Steuerschaltung und ein Schaltrelais. Das Schaltrelais liegt in einem ersten elektrischen Pfad zu dem Ein-/Aus-Schalter, die Überwachungsschaltung auf einem zweiten elektrischen Pfad zwischen dem Anschluss und dem Schalter bzw. dem Motor (Last). Ist der Ein-/Aus-Schalter geschlossen fließt beim Anschluss der anliegenden Netzspannung ein Prüfstrom geringer Stärke in den zweiten Strömungspfad, der zur Detektion der Schaltstellung des Ein-/Aus-Schalters verwendet wird. In Abhängigkeit von dem Zustand des Schalters schaltet die Sicherheitsschaltung die Netzleistung zu dem Schalter durch oder nicht.
  • Als nachteilig hat sich bei dieser Lösung ergeben, dass die Überwachungsschaltung aufgrund des geringen Prüfstroms den Schaltstand des Ein-/Aus-Schalters nicht zuverlässig erkennt und dass der fließende Prüfstrom gegebenenfalls bereits eine unerwünschte Gerätefunktion auslösen kann.
  • Weiterhin ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2008 010 454 U1 eine weitere Lösung für eine Einschaltschutzeinrichtung bekannt, bei der eine erste Abtastschaltung mit dem Netzspannungseingang verbunden ist und eine zweite Abtastschaltung ausgangsseitig mit dem Netzspannungsschalter verbunden ist. Der Netzspannungsschalter ist als üblicher Ein-/Aus-Schalter ausgebildet und manuell betätigbar. Die Einschaltschutzvorrichtung ist in einem Netzspannungsstrompfad von dem Netzspannungseingang zu der Last (beispielsweise Motor) angeordnet, wobei die Einschaltschutzvorrichtung die Schaltstellung des Netzspannungsschalters beim Anlegen der Netzspannung an dem Netzspannungseingang erkennt und nur in der Schaltstellung AUS mittels einer Halbleiterschalteinrichtung ein Schließen des Netzspannungsstrompfades zu der elektrische Last erlaubt.
  • Ein elektronisches Schaltelement mit Signaleingängen für die erste und die zweite Abtastschaltung sowie mit einem Signalausgang zur Ausgaben eines Ausgangssignals dient dazu, die Informationen von den Abtastschaltungen in Form von Signalen an die nachgeschaltete Halbleiterschalteinrichtung weiterzugeben. Letztere kann beispielsweise TRIACs oder Thyristoren umfassen.
  • In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine vergleichsweise einfache und robuste Schaltungsanordnung bereitzustellen, die insbesondere auch in einer Einschaltschutzeinrichtung Verwendung finden kann, um einen Wiederanlaufschutz zu ermöglichen.
  • Demgemäß wird eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Diese umfasst eine zündbare Halbleiterschaltung, die mit einem Zündkondensator verbunden ist. Erfindungsgemäß ist der Zündkondensator mittels eines gesteuerten Schalters schaltbar.
  • In üblicher Weise ist somit ein Zündkondensator vorgesehen, der den zur Zündung der Halbleiterschaltung erforderlichen Zündimpuls bereitstellt. Anders als im Stand der Technik, in dem der Zündkondensator aber zu jedem Zeitpunkt geladen wird, ist bei der vorliegenden Erfindung der Zündkondensator schaltbar ausgebildet, d. h. dass nur bei einer entsprechenden Schaltung des gesteuerten Schalters eine Aufladung des Zündkondensators und damit eine Bereitstellung des Zündimpulses erfolgen kann. Während wie im Stand der Technik EP 0 681 308 B1 der gesamte Zündspannungspfad samt Widerstandsanordnung und DIAC über einen zweiten Schalter zu- bzw. abschaltbar ist, wird bei der vorliegenden Erfindung nur der Zündkondensator schaltbar gemacht. Dies hat den Vorteil einer schnelleren Aufladung des Kondensator und damit einer schnelleren Zündung der Halbleiterschaltung gegenüber dem Stand der Technik. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine entsprechende Steuerspannung zur Freigabe der Zündung ausreichend ist, wobei die Steuerspannung zudem nicht potentialfrei ausgelegt sein muss.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Halbleiterschaltung in Reihe mit dem elektrischen Verbraucher geschaltet ist und einen TRIAC oder Thyristor mit Zündanschluss sowie einen an den Zündanschluss angeschlossenen DIAC umfasst, der insbesondere mit einer Widerstandsanordnung in Reihe geschaltet ist. Insbesondere kann die Widerstandsanordnung zur Steuerung der Halbleiterschaltung veränderbar ausgebildet sein.
  • Der DIAC übernimmt dabei in bekannter Weise zusammen mit dem Zündkondensator die Zündung an dem Gate des TRIACs oder Thyristors, während über die Widerstandsanordnung die Steuerung des TRIACs oder Thyristors ermöglicht wird.
  • Der gesteuerte Schalter kann einen Transistor umfassen, der insbesondere als Bipolartransistor oder als MOSFET, beispielsweise als N-Kanal MOSFET ausgebildet ist. In bekannter Weise spricht die Basis eines als Bipolartransistor ausgebildeten gesteuerten Schalters auf Strom an, während bei einem MOSFET eine Spannung an dessen Gate anliegen muss.
  • Der gesteuerte Schalter kann ferner einen Steuereingang aufweisen, über den er mit dem Netzanschluss verbindbar ist. Ein solcher Steuereingang kann durch die Basis eines Bipolartransistors oder das Gate eines MOSFETs gebildet sein, die bzw. das auf Stromfluss bzw. anliegende Spannung anspricht.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Einschaltschutzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Eine solche umfasst erfindungsgemäß eine elektronische Schaltungsanordnung mit den vorstehenden Merkmalen, die über einen Steuereingang mit einer Steuerlogik verbunden ist und einen gesteuerten Schalter aufweist, der in Abhängigkeit eines Steuersignals der Steuerlogik den Zündkondensator der Schaltungsanordnung zu schalten vermag.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die Steuerlogik eine erste Steuerschaltung und eine zweite Steuerschaltung umfasst, wobei die erste Steuerschaltung mit dem Netzanschluss und die zweite Steuerschaltung mit dem Netzspannungsschalter verbunden ist, wobei in Abhängigkeit von der Schaltung der zweiten Steuerschaltung, ein Steuersignal an den Steuereingang abgegeben wird. Dabei bezeichnet eine Verbindung sowohl eine unmittelbare Verbindung der Schaltungskomponenten als auch eine indirekte Verbindung, bei der weitere Komponenten dazwischengeschaltet sein können, wie beispielsweise, Verbraucher, Widerstände und/oder ein RC- sowie Gleichrichternetzwerk. So kann insbesondere die erste Steuerschaltung über ein erstes RC- sowie Gleichrichternetzwerk mit dem Netzanschluss und die zweite Steuerschaltung mit dem Netzspannungsschalter ausgangsseitig über ein zweites RC- sowie Gleichrichternetzwerk verbunden sein, wobei in Abhängigkeit von der Schaltung der zweiten Steuerschaltung, ein Steuersignal an den Steuereingang abgegeben wird. Die zweite Steuerschaltung kann ferner insbesondere ausgangsseitig mit dem Netzspannungsschalter verbunden sein.
  • Der Netzspannungsschalter ist in dem Verbraucherspannungspfad angeordnet und kann zwischen dem Netzanschluss und dem Verbraucher oder dem Verbraucher nachgeschaltet angeordnet sein.
  • Als Steuersignal kann die Netzspannung des Netzanschlusses modifiziert werden, wobei die Steuerlogik einen Netzspannungshauptpfad umfassen kann, der den Steuereingang mit dem Netzanschluss insbesondere über ein RC- sowie Gleichrichternetzwerk verbinden kann. So kann die Einschaltschutzeinrichtung dazu eingerichtet sein, aus der Netzspannung das Steuersignal zu erzeugen, und die Steuerlogik kann das erzeugte Steuersignal mit dem Steuereingang verbinden.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die erste Steuerschaltung einen ersten Transistor und die zweite Steuerschaltung einen zweiten Transistor umfasst, wobei der erste Transistor mit seinem Steuereingang mit einem aus der Netzspannung aus dem Netzanschluss erzeugten Steuersignal, insbesondere über das erste RC- sowie Gleichrichternetzwerk, verbunden ist und bei anliegender Netzspannung einen ersten Netzspannungspfad freigibt, wobei der zweite Transistor mit seinem Steuereingang mit einem, aus einer mit Netzspannungsschalter geschalteten Verbraucherspannung aus dem Verbraucherspannungspfad erzeugten Steuersignal, insbesondere über das zweite RC- sowie Gleichrichternetzwerk, verbunden ist und bei anliegender Spannung im Verbraucherspannungspfad und in dem ersten Netzspannungspfad einen zweiten Netzspannungspfad freigibt, der mit dem Steuersignal verbunden ist und die Steuerspannung von dem Steuereingang abführt.
  • Dabei kann die erste und die zweite Steuerschaltung jeweils einen Bipolartransistor oder einen MOSFET umfassen, wobei als Steuereingang eine Basis oder ein Gate vorgesehen ist.
  • Schließlich kann die erste und die zweite Steuerschaltung je ein erstes bzw. zweites RC-Glied umfasst, das das von dem Netzspannungseingang bzw. dem Netzspannungsschalter ausgangsseitig abgegriffene Signal für die Erzeugung der Steuersignale unterschiedlich stark verzögert.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen.
  • Die Figuren zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, in dem einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Diese sind jedoch auch losgelöst voneinander zu betrachten und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Unterkombination verbunden werden.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer Steuerlogik; und
  • 2 ein Beispiel für eine Steuerlogik gemäß 1.
  • Die 1 und 2 zeigen schematisch eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer Steuerlogik. Dabei ist die Schaltungsanordnung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und umfasst eine Halbleiterschaltung 20 sowie einen Zündkondensator C. Weiterhin ist in dem in 1 dargestellten Schaltkreis ein Verbraucher M schematisch dargestellt, der beispielsweise einen Elektromotor umfassen kann. Ein in der 1 nicht dargestellter Netzspannungsschalter S (siehe 2) sorgt dafür, dass ausgehend von dem Netzanschluss 12 (vgl. 2) der Verbraucher M mit Strom bzw. Spannung beaufschlagt wird.
  • Der Netzspannungspfad von der Phase L über den Schalter S und den Verbraucher M bis hin zu der Basis eines zweiten Transistors T2 wird als sogenannter Verbraucherspannungspfad VS (bzw. der letzte Abschnitt zur Basis des zweiten Transistors T2 als Pfad VS2) bezeichnet. Er ist mit Spannung beaufschlagt, wenn der Schalter S geschlossen ist.
  • Der Schalter S ist mit einem nicht dargestellten Betätigungselement verbunden, über das ein Anwender manuell das dem Verbraucher zugeordnete Gerät ein- und ausschalten kann. Im Falle einer angetriebenen Elektrohandwerkzeugmaschine dient er beispielsweise zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors, der zum Antrieb des Werkzeugs dient. Dementsprechend liegt auf dem Verbraucherspannungspfad VS (und seinen Zweigen) Spannung an, wenn der Betätigungsschalter in seiner EIN-Stellung steht, d. h. eine Aktivierung des Elektromotors gewünscht ist.
  • Ausgehend von dem Verbraucher M verzweigt sich der Netzspannungspfad in zwei parallele Zweige, einen Zündspannungspfad ZS und einen Zweig des Halbleiterschalters D1. Der Halbleiterschalter D1 ist in der dargestellten Ausführungsform als TRIAC D1 ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch eine Ausgestaltung als Thyristor denkbar. Ist der TRIAC D1 gezündet und somit leitend, verbindet dieser die Phase L über den Verbraucher M mit dem Nullleiter N, sodass Strom über den TRIAC und seinen widerstandsarmen Zweig fließen kann und der Elektromotor mit Leistung versorgt wird.
  • Ist der TRIAC nicht leitend, wird die Phase L mit dem Nullleiter über den Zündspannungspfad ZS und Widerstände R1, R2 und R3 geführt. Dabei sind die Widerstände so gewählt, dass die Leistungsaufnahme des Verbrauchers M in diesem Fall nicht ausreicht, um diesen zu betreiben. Selbstverständlich kann jeder der in den Figuren gezeigten Widerstände auch mehr als nur den einen dargestellten Widerstand umfassen.
  • In dem Zündspannungspfad ist neben der Widerstandsanordnung bzw. dem Widerstand R1 auch der Zündkondensator C angeordnet, der sich an den Widerstand R1 anschließt. An dem Verbindungspunkt des Kondensators C mit dem Widerstand R1 schließt sich ferner ein DIAC D2 an, an den sich wiederum der Widerstand R2 anschließt (eine umgekehrte Anordnung von DIAC und Widerstand R2 ist ebenfalls denkbar). Über den DIAC und den Widerstand R2 ist der Zündspannungspfad ZS mit dem Gate bzw. Zündanschluss 22 des TRIACs D1 verbunden, wodurch in üblicher Weise die Zündung des TRIACs erfolgt und die Leistungsaufnahme des Verbrauchers M gesteuert wird.
  • Im Unterschied zu bereits bekannten Anordnungen ist der Zündkondensator C jedoch schaltbar gestaltet, d. h. er ist je nach Schaltung des Schalter 40 mit dem Nullleiter N verbunden oder nicht bzw. seine Masse kann mit Hilfe des zusätzlichen Schalters 40 zu- bzw. weggeschaltet werden. Dementsprechend kann eine Aufladung des Kondensators C und eine Zündung des TRIACs ermöglicht (Verbindung mit Nullleiter N) bzw. unterbunden (keine Verbindung mit Nullleiter N) werden.
  • Der gesteuerte Schalter 40 ist in der dargestellten Ausführungsform als N-Kanal MOSFET Q1 ausgebildet, wobei an seinem Steuereingang 42 ein Steuersignal von einer Steuerlogik 50 anliegt. Alternativ zu der Ausbildung des gesteuerten Schalters als N-Kanal MOSFET sind selbstverständlich auch weitere Ausgestaltungen denkbar, beispielsweise als Bipolartransistor.
  • Aufgrund seiner Ausgestaltung als MOSFET Q1 nutzt der gesteuerte Schalter 40 als Steuersignal eine anliegende Spannung U, die in Abhängigkeit von der Steuerlogik 50 an seinem Steuereingang 42 anliegt oder nicht. Liegt eine Spannung U an, dann ist der Schalter 40 leitend geschaltet und schaltet die Masse des Zündkondensators C zu, wodurch dieser sich aufladen und den zur Zündung des TRIACs notwendigen Zündimpuls bereitstellen kann. Im umgekehrten Fall, wenn keine Spannung U an dem Steuereingang des gesteuerten Schalters 40 anliegt, ist dieser nicht leitend geschaltet und der Zündkondensator C kann sich nicht aufladen. Die Widerstandsanordnung mit den Widerständen R1 und R2 ist dabei so gestaltet, dass der an den Zündeingang des TRIACs abgegebene Zündimpuls ohne Zuschaltung des Zündkondensators C nicht ausreicht, um diesen zu zünden und damit leitend zu machen.
  • Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die 2 noch kurz die dargestellte Steuerlogik 50 beschrieben werden, die vorliegend nur ein mögliches Beispiel für eine Steuerlogik darstellt. Im dargestellten Beispiel wird mittels der Steuerlogik ein Wiederanlaufschutz realisiert. Hierzu weist die Steuerlogik 50 eine erste und eine zweite Steuerschaltung 52, 54 auf, wobei die erste Steuerschaltung 52 über einen Netzspannungshauptpfad 56 mit dem Netzanschluss 12 indirekt verbunden ist. Der Netzspannungshauptpfad 56 verbindet im Wesentlichen den Netzanschluss 12 mit dem Steuereingang des gesteuerten Schalters 40. In dem Netzspannungshauptpfad 56 ist eine erste Widerstandsanordnung R1 angeordnet. Die erste Steuerschaltung 52 umfasst ferner zwei parallele Abzweigungen 56 1 und 56 2, in denen ein erstes RC-Glied R9–C1, sowie eine Transistorbasis eines ersten Transistors T1 zwischen einem Spannungsteiler R3–R4 angeordnet sind.
  • Ist der Netzanschluss 12 mit einer Spannungsquelle verbunden, so liegt ein aus der Netzspannung erzeugtes Steuersignal U1 in dem Netzspannungshauptpfad 56 und damit an der Basis des ersten Transistors T1 der ersten Steuerschaltung 52 an. Der Transistor T1 wird folglich leitend geschaltet und gibt einen ersten Netzspannungspfad, den widerstandarmen Zweig VS1 des Verbraucherspannungspfads VS, frei. Die gegebenenfalls aufgrund eines zeitlich später geschlossenen Schalters S in dem Verbraucherspannungspfad VS anliegende Spannung fließt so an der Basis des zweiten Transistors T2 vorbei über den widerstandsarmen Zweig VS1 ab. Eine Schaltung des zweiten Transistors T2 wird somit verhindert und die Netzspannung kann als Steuersignal U an den Logik Ausgang und zum Steuereingang 42 des gesteuerten Schalters 40 fließen und eine Zündung des TRIACs D1 ermöglichen. Diese Situation entspricht der Standardsituation, in der ein Anwender zuerst die Elektrowerkzeugmaschine an die Spannungsquelle anschließt und nachfolgend den Schalter S schließt, um die Maschine zu betreiben.
  • Ist indes der Schalter S geschlossen, ehe die Elektrowerkzeugmaschine an die Spannungsquelle angeschlossen wird, dann sorgt das erste RC-Glied R1–C1 dafür, dass eine über den Netzanschluss 12 angelegte Spannung bzw. ein aus der Verbraucherspannung erzeugtes Steuersignal U2 zuerst über den zweiten Zweig VS2 des Verbraucherspannungspfads VS indirekt an der Basis des Transistors T2 anliegt und den zweite Transistor schaltet, so dass dieser einen zweiten Netzspannungspfad 58 freigibt, über den die verzögerte Spannung des Netzspannungshauptpfads 56 abfließen kann, ohne an den Logik Ausgang als Steuersignal U weitergegeben zu werden. Auf diese Weise wird ein wirksamer Wiederanlaufschutz bereitgestellt. Weitere Widerstandsnetzwerke und Gleichrichterschaltungen der ersten und zweiten Steuerschaltung 52, 54 und ein zweites RC-Glied R2–C2 stellen sicher, dass die Transistorenbasen in der gewünschten Weise mit Spannung beaufschlagt werden.
  • Die Transistoren T1 und T2 sind in der gezeigten Ausführungsform als Bipolartransistoren ausgebildet, die infolge eines Steuerstroms geschaltet werden; eine Ausgestaltung beispielsweise als MOSFET ist aber selbstverständlich ebenfalls denkbar.
  • Durch die Schaltbarkeit des Zündkondensators wird insgesamt eine einfache und robuste Lösung geschaffen, die die Vorteile bekannter Lösungen für eine DIAC-TRIAC-Schaltung aufweist, d. h. geringe Kosten, geringe Verlustleistungen, jedoch weniger Bauraum durch Verzicht auf einen zusätzlichen mechanischen Schalter einnimmt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3601862 C2 [0004]
    • EP 0681308 B1 [0007, 0017]
    • DE 202006006508 U1 [0010]
    • DE 202008010454 U1 [0013]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „Elektronik II, Bauelemente, München 1984 im Richard Pflaum Verlag” [0006]

Claims (10)

  1. Schaltungsanordnung (10) zur Begrenzung des zu schaltenden Stromes eines elektrischen Verbrauchers (M), insbesondere eines Elektromotors in einer Handwerkzeugmaschine, wobei die Leistungsaufnahme des elektrischen Verbrauchers (M) mittels einer zündbaren Halbleiterschaltung (20) gesteuert wird, wobei die Halbleiterschaltung (20) mit einem Zündkondensator (C) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündkondensator (C) mittels eines gesteuerten Schalters (40) schaltbar ist.
  2. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschaltung (20) in Reihe mit dem elektrischen Verbraucher (M) geschaltet ist und einen TRIAC (D1) oder Thyristor mit Zündanschluss (22) sowie einen an den Zündanschluss (22) angeschlossenen DIAC (D2) umfasst, der insbesondere mit einer Widerstandsanordnung (R1) in Reihe geschaltet ist.
  3. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gesteuerte Schalter (40) einen Transistor umfasst.
  4. Schaltungsanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor als Bipolartransistor oder als MOSFET (Q1) ausgebildet ist.
  5. Schaltungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gesteuerte Schalter (40) einen Steuereingang (42) aufweist, über den er mit dem Netzanschluss (12) verbindbar ist.
  6. Einschaltschutzeinrichtung für ein an einer Netzspannung betreibbares Elektrogerät, insbesondere für eine elektrisch antreibbare Handwerkzeugmaschine, mit wenigstens einem Netzanschluss (12), wenigstens einem Verbraucher (M), der in einem Verbraucherspannungspfad (VS) angeordnet ist, sowie einen in dem Verbraucherspannungspfad (VS) angeordneten manuell betätigbaren Netzspannungsschalter (S) zum Ein- und Ausschalten des Verbrauchers (M) aufweist, wobei die Einschaltschutzeinrichtung umfasst: eine elektronische Schaltungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die über einen Steuereingang (42) mit einer Steuerlogik (50) verbunden ist und einen gesteuerten Schalter (40) aufweist, der in Abhängigkeit eines Steuersignals (U) der Steuerlogik (50) den Zündkondensator (C) der Schaltungsanordnung (10) zu schalten vermag.
  7. Einschaltschutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik (50) eine erste Steuerschaltung (52) und eine zweite Steuerschaltung (54) umfasst, wobei die erste Steuerschaltung (52) mit dem Netzanschluss (12) und die zweite Steuerschaltung (54) mit dem Netzspannungsschalter (S) verbunden ist, wobei in Abhängigkeit von der Schaltung der zweiten Steuerschaltung (54), das Steuersignal (U) an den Steuereingang (42) abgegeben wird.
  8. Einschaltschutzeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese dazu eingerichtet ist, das Steuersignal (U) aus der Netzspannung des Netzanschlusses (12) zu erzeugen, wobei die Steuerlogik (50) das erzeugte Steuersignal (U) mit dem Steuereingang (42) verbinden kann.
  9. Einschaltschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche o bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerschaltung (52) einen ersten Transistor (T1) und die zweite Steuerschaltung (54) einen zweiten Transistor (T2) umfasst, wobei der erste Transistor (T1) mit seinem Steuereingang mit einem aus der Netzspannung aus dem Netzanschluss (12) erzeugten Steuersignals (U1) verbunden ist und bei anliegender Netzspannung einen ersten Netzspannungspfad (VS1) freigibt, wobei der zweite Transistor (T2) mit seinem Steuereingang mit dem einem, aus einer mit dem Netzspannungsschalter (S) geschalteten Verbraucherspannung aus dem Verbraucherspannungspfad (VS) erzeugten Steuersignal (U2) verbunden ist und bei anliegender Spannung im Verbraucherspannungspfad (VS) und im ersten Netzspannungspfad (VS1) einen zweiten Netzspannungspfad (58) freigibt, der mit dem Steuersignal (U) verbunden ist und die Steuerspannung von dem Steuereingang (42) abführt.
  10. Einschaltschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die erste und die zweite Steuerschaltung (52, 54) je ein erstes bzw. zweites RC-Glied (R1–C1, R2–C2) umfasst, das das von dem Netzanschluss (12) bzw. dem Netzspannungsschalter (S) ausgangsseitig abgegriffene Signal für die Erzeugung der Steuersignale (U1, U2) unterschiedlich stark verzögert.
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