DE19945286A1 - Steuerung für einen Stromwendermotor - Google Patents

Abstract

Es wird eine Steuerung für einen mit einem Pulsweitenmodulator betriebenen Stromwendermotor vorgeschlagen, wobei durch Zuordnung einer ersten und einer zweiten Steuereinrichtung bei einem einzigen Betriebszustand ohne Umschaltvorgänge sowohl ein stetiges als auch ein ruckendes Drehverhalten des Stromwendermotors erzielt wird durch ständiges unterschiedliches frequentiertes Ausschneiden einer Gleichstromspannung in ersten und in zweiten Bereichsabschnitten. Eine derartige Steuerung kommt vorteilhaft bei Elektrowerkzeugen zur Anwendung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung nach dem Ober­ begriffs des Anspruchs 1.

Stromwendermotoren sind durch die Zuordnung einer Elektronik in ihrer Drehzahl variabel steuerbar. Eine derartige Elektro­ nik kann beispielsweise eine Phasenanschnittsteuerung bei Wechselstrombetrieb oder einen Pulsweitenmodulator bei Gleichstrombetrieb beinhalten. Solche steuerbaren Stromwen­ dermotoren kommen auch vorteilhaft bei Elektrohandwerkzeugen zur Anwendung.

Es gibt Anwendungsfälle für Elektrohandwerkzeuge, beispiels­ weise bei kraftaufwendigen Schraubarbeiten und sicherem Boh­ ren in Blech und Aluminium, bei denen es von Vorteil ist, wenn das Elektrowerkzeug mit einer Elektronik versehen ist, womit ein an- und abschwellendes Drehmoment bzw. eine gepul­ ste Drehzahl mit einem Stromwendermotor erzielbar ist.

Eine solche Elektronik ist aus der DE 195 01 430 A1 bekannt. Dort wird ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromotors beschrieben, das bei Elektrowerkzeugen Anwendung findet. Der Elektromotor (1) wird mit veränderbaren Pulsen (11, 11', 20) einer elektrischen Spannung (U) derart beaufschlagt, so daß sich der Rotor des Elektromotors mit einer einstellbaren Drehzahl (n 1, n 2) bewegt. Hierfür kommen Phasenanschnitt­ steuerungen oder Pulsweitenmodulatoren zur Anwendung. Die ruck- bzw. stoßartige Bewegung des Rotors des Elektromotors (1) wird dadurch erzielt, daß Teile von einzelnen Pulsen (11, 11', 20) durch Überlagerung einer Pulspause (12, 12', 22) mit einer Nullspannung ausgeblendet werden.

Desweiteren wird eine Schaltungsanordnung in der DE 195 01 430 A1 zur Ansteuerung eines Elektromotors (1) mit einer Steuerelektronik (5) und einem elektronischen Leistungsschal­ ter (4) beschrieben, bei der der elektronische Leistungs­ schalter (4) von der Steuerelektronik (5) derart geschaltet wird, daß über den elektronischen Leistungsschalter (4) ver­ änderbare Pulse (11, 11', 20) einer elektrischen Spannung(U) an den Elektromotor (1) zum Betrieb des Elektromotors mit ei­ ner voreingestellten Drehzahl (n 1, n 2) anlegbar sind. Die ruck- bzw. stoßartige Bewegung des Rotors des Elektromo­ tors (1) wird hier dadurch erzielt, daß die Steuerelektronik (5) Mittel zum Ausschalten des elektronischen Leistungsschal­ ters (4) während wenigstens Teilen von wenigsten einzelnen Pulsen (11, 11', 20) enthält.

Der Nachteil einer derartigen Ansteuerung eines Elektromotors besteht darin, daß beispielsweise bei einer Phasenanschnitt­ steuerung jeweils eine stetige Anzahl von Halbwellen einer Wechselstromspannung komplett ausgeblendet werden. Diese Maß­ nahme ist besonders bei einer kleinen Drehzahl, also beim großen Anschnitt der verbleibenden Halbwellen, störend, da bei einer kleinen Drehzahl während eines Schraubvorganges ei­ ne kontinuierliche Drehzahl vorteilhafter ist.

Aus der EP 0 784 884 B1 ist eine Elektronik bekannt, womit auch eine ruckende Drehzahl einstellbar ist. Hier wird ein Elektro-Schraubwerkzeug mit einem Universalmotor (1) be­ schrieben, das mittels einer Phasenanschnittsteuerung (3) zur Bestimmung variabler Drehzahlen betrieben ist, wobei die Pha­ senanschnittsteuerung (3) auf eine wellenpaketgesteuerte Pha­ senanschnittsteuerung umschaltbar ist. Bei der wellenpaketge­ steuerten Phasenanschnittsteuerung werden auch nicht alle Halbwellen des Netzes durchgesteuert. Das Durchsteuern und nicht Durchsteuern der Halbwellen wird mit einem Oszillator (4) erzielt, der der Phasenanschnittsteuerung zuschaltbar ist. Je weiter die Frequenz des Oszillators (4) unterhalb der Netzfrequenz von 50 Hz liegt, um so weniger Halbwellen des Netzes werden durchgesteuert.

Die Wirkungsweise dieser Steuerung entspricht die der DE 195 01 430 A1, und somit ist auch der Nachteil der gleiche.

In der Offenlegungsschrift DE 196 09 986 A1 wird ein Verfah­ ren zum Betreiben eines Elektromotors beschrieben, bei dem eine Elektronik zur Anwendung kommt, womit eine erste, eine zweite und eine dritte Drehzahl erzielbar ist. Bei Wechsel­ strombetrieb des Elektromotors besteht die Elektronik aus ei­ ner Phasenanschnittsteuerung, und der Elektromotor kommt bei Elektroschraubwerkzeugen zur Anwendung. Mit der ersten vor­ eingestellten Drehzahl wird die Schraube solange eingedreht, bis der Schraubenkopf in die Nähe der Materialoberfläche kommt, erste Betriebsphase. Wird das zuvor eingestellte Grenzdrehmoment erreicht, so wird über die Elektronik der Elektromotor in einer weiteren Betriebsphase umgeschaltet, und der Motor wird nun derart angesteuert, daß durch Drehmo­ mentpausen einer bestimmten Länge ein periodisch unterbroche­ nes sogenanntes Nachdrehmoment vom Elektromotor ausgeübt wird. In der zweiten Betriebsphase erfolgt ein periodisches Wiedereinschalten des elektronischen Schalters, wobei die Pausen des Wiedereinschaltens bis zu einer Sekunde betragen kann, Spalte 7, Zeile 5 bis 10.

Hier handelt es sich einerseits um ein Verfahren, bei dem ei­ ne Phasenanschnittsteuerung auf eine Wellenpaketsteuerung um­ schaltbar ist, Spalte 5, Zeile 30 bis 51, ähnlich des Verfah­ rens aus der EP 0 784 884 B1.

Andererseits wird in dieser Schrift offenbart, daß die zweite Drehzahl einem minimalen Stromflußwinkel entspricht, Sp. 6, Z. 53 bis 56, Sp. 7, Z. 52 bis 56.

Aus der Beschreibung und der Zeichnung dieser Schrift geht hervor, daß die Elektronik der Phasenanschnittsteuerung min­ destens zwei bzw. drei Betriebszustände bei einem Elektro­ werkzeug bewirkt, wobei der erste und der zweite bzw. der dritte Betriebszustand von der Höhe der Stromaufnahme des Elektromotors abhängig ist. Wird die zuvor eingestellte Schwelle der Stromaufnahme überschritten, so schaltet die Elektronik vom ersten Betriebszustand, bei der der Elektromo­ tor des Elektrowerkzeugs mit variablen einstellbaren kontinu­ ierlichen stetigen Drehzahlen betreibbar ist, in den zweiten und dritten Betriebszustand um, bei denen der Elektromotor ein mehr oder minder ruckendes Drehverhalten aufweist.

Das Verfahren nach der DE 196 09 986 A1 mit den bis zu drei Betriebszuständen während eines Schraubvorganges mit einem Elektrowerkzeug hat die Nachteile, daß der Übergang von einem kontinuierlichen, stetigen Drehverhalten des Elektromotors zu einem ruckenden Drehverhalten nicht gleitend sondern abrupt erfolgt, und das ruckende Drehverhalten nicht steuerbar ist.

Aus der US 5,731,673 geht ein gleiches Verfahren wie aus der DE 196 09 986 A1 hervor. Fig. 4 zeigt auch hier einen ersten Betriebszustand 54, einen zweiten Betriebszustand 60 und ei­ nen dritten Betriebszustand 62. Die Umschaltung vom ersten Betriebszustand zum zweiten und zur dritten Betriebszustand erfolgt genauso wie in der DE 196 09 986 A1, wenn die vorge­ gebene Stromschwelle 56 überschritten wird.

Die Nachteile sind wie bei der DE 196 09 986 A1 die gleichen.

DE 35 34 052 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung eines Alarms bei Überlastung im Betrieb eines Elektrowerkzeugs, das dem Benutzer einen eindeutigen nicht übersehbaren Hinweis auf den Überlastungszustand gibt. Das beschriebene Verfahren be­ wirkt bei einem Überlastungszustand eine Absenkung der dem Elektrowerkzeug zugeführten Leistung, wodurch die Drehzahl des Elektromotors reduziert wird, und anschließend erfolgt zusätzlich ein zyklisches Anheben und Absenken der reduzier­ ten zugeführten Leistung, wodurch die Drehzahl des Elektromo­ tors bei abgesenkter Leistung hin- und herpendelt, bis der Überlastzustand beendet ist. Zur Drehzahlsteuerung ist dem Elektrowerkzeug eine mikrokontrollergesteuerte Phasenan­ schnittsteuerung zugeordnet.

Das hier beschriebene Verfahren findet für Schraub- und Bohr­ arbeiten mit einem Elektrowerkzeug keine Anwendung, da eine Absenkung der reduzierten zugeführten hin- und herpendelnden Leistung für solche Anwendungen ungeeignet ist.

WO 99/27643 offenbart eine Steuerung mit einem Stromwendermo­ tor, die nur für den Wechselstrommotor ausgelegt ist. Es wird zwar in dieser Schrift darauf hingewiesen, daß bei Gleich­ strombetrieb des Stromwendermotors sinngemäß die gleiche Steuerung zur Anwendung kommt, wie aber bei Gleichstrombe­ trieb die Funktion einer derartigen Steuerung erfolgen soll, geht nicht aus dieser Schrift hervor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Steuerung für einen Stromwendermotor zu schaffen, womit ein gleitender sanfter Übergang von einem stetigen Drehverhalten des Motors zu einem bei einem kontinuierlich ansteigenden Drehmoment ein sich entsprechend proportional verstärkendes ruckendes Dreh­ verhalten des Motors bei Gleichstrombetrieb erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen An­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Er­ findung sind den übrigen Ansprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Steuerung für einen Strom­ wendermotor liegt darin, daß dem Pulsweitenmodulator Steuer­ einrichtungen zugeordnet sind, womit ein erster Ausschnitt der Gleichstromspannung in erste Bereichsabschnitte und ein zweiter Ausschnitt der Gleichstromspannung in zweite Be­ reichsabschnitte durchführbar ist mit dem Zweck, daß bei ei­ ner kleinen Drehzahl und einem kleinen Drehmoment ein steti­ ges Drehverhalten des Motors und bei einem kontinuierlich an­ steigendem Drehmoment proportional zum Drehmoment ein sanfter Übergang zu einem sich verstärkenden ruckenden Drehverhalten des Motors erzielt wird, wobei ein derartiges Drehverhalten des Motors vorteilhaft ohne Umschaltvorgänge erfolgt.

Dieses Drehverhalten des Motors ist besonders bei Schraubar­ beiten mit einem Elektrowerkzeug vorteilhaft.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher er­ läutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung der elektronischen Steue­ rung für einen Stromwendermotor,

Fig. 2 eine Darstellung einer Gleichstromspannung mit un­ terschiedlichen Ausschnitten der Gleichstromspan­ nung,

Fig. 3 eine Darstellung einer Gleichstromspannung mit ei­ nem ersten frequentierten Ausschnitt der Gleich­ stromspannung in ersten Bereichsabschnitten und mit einem zweiten frequentierten Ausschnitt der Gleich­ stromspannung in zweiten Bereichsabschnitten,

Fig. 4 eine grafische Darstellung des Motorstroms in Bezug zur Ausführung der Fig. 3,

Fig. 5 eine Darstellung mit einem variabel einstellbaren frequentierten Ausschnitt der Gleichstromspannung in ersten Bereichsabschnitten und mit einem varia­ blem Ausschneiden der Gleichstromspannung in zwei­ ten Bereichsabschnitten,

Fig. 6 eine Darstellung mit einem variabel einstellbaren frequentierten Ausschnitt der Gleichstromspannung vom minimalen Ausschnitt bis hin zum maximalen Aus­ schnitt der Gleichstromspannung in sich wiederho­ lenden Bereichsabschnitten einer Gleichstromspan­ nung.

Elektrohandwerkzeuge sind überwiegend mit einer Elektronik zur Drehzahlsteuerung ausgestattet, indem bei Wechselstrombe­ trieb eine Phasenanschnittsteuerung und bei Gleichstrombe­ trieb ein Pulsweitenmodulator zur Anwendung kommt. Der Dreh­ zahlsteuerungselektronik des Elektrowerkzeugs kann für be­ stimmte Anwendungsfälle eine zusätzliche Steuerung zur Errei­ chung eines an- und abschwellenden Drehmoments des Elektro­ werkzeugmotors zugeordnet sein. Entsprechend ist die Dreh­ zahlsteuerungselektronik derart ausgelegt, daß der Stromwen­ dermotor des Elektrowerkzeugs sowohl mit variabler stetiger Drehzahl, als auch mit variabler, impulsartiger ruckender Drehzahl betreibbar ist.

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung einer solchen Steue­ rung. In Reihe mit dem Stromwendermotor 1 liegt ein Transi­ stor 2, dem ein Pulsweitenmodulator 3 zugeordnet ist. Der Pulsweitenmodulator 3 ist über eine erste, eine zweite und eine dritte Steuereinrichtung 4, 5, 6 betreibbar. Mit der er­ sten Steuereinrichtung 4 wird der Pulsweitenmodulator in be­ kannter Weise betätigt, und die Gleichstromspannung ist in ihrer Gesamtheit mit der ersten Steuereinrichtung 4 frequenz­ artig ausschneidbar. Die erste Steuereinrichtung kann einen einstellbaren Widerstand beinhalten und als Drehpotentiometer oder als Schiebepotentiometer ausgelegt sein, wobei der Schiebepotentiometer vorzugsweise in einem Netzschalter ange­ ordnet ist und mit dem Bedienungselement des Netzschalters betrieben wird.

Fig. 2 zeigt einen standardgemäßen variablen frequentierten Ausschnitt a, b, c, d einer Gleichstromspannung, der mit ei­ nem in bekannter Weise ausgelegten Pulsweitenmodulator 3 er­ zielt wird.

Zur Erreichung einer gepulsten ruckartigen Drehzahl bei einem Stromwendermotor 1, ist dem Pulsweitenmodulator 3 eine erste und zweite Steuereinrichtung 4, 5 zugeordnet. Mit der zweiten Steuereinrichtung 5, die auch einen einstellbaren Widerstand oder einen Stufenschalter beinhalten kann, sind entsprechende Bereichsabschnitte einer Gleichstromspannung beeinflußbar, wodurch erste und zweite Bereichsabschnitte einer Gleich­ stromspannung gebildet werden.

Fig. 3 zeigt derartige Bereichsabschnitte einer Gleichstrom­ spannung. In erste Bereichsabschnitte 7 erfolgt ein erster frequentierter Ausschnitt a', b', c', d' der Gleichstromspannung und in zweite Bereichsabschnitte 8 ein zweiter frequentierter Ausschnitt e, wobei zur Erreichung eines ruckartigen Drehver­ haltens des Stromwendermotors die ersten und zweiten Be­ reichsabschnitte 7, 8 sich fortwährend wiederholen. Der fre­ quentierte Ausschnitt der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten 8 ist mit der zweiten Steuereinrichtung 5 variabel fest einstellbar, und mit einer dritten Steuerein­ richtung 6 werden die zweiten Bereichsabschnitte 8 in ihrer Weite und in ihrer Wiederholfrequenz eingestellt.

Bei einem standardgemäßen frequentierten Ausschnitt der Gleichstromspannung wird der zweite frequentierte Ausschnitt e der Gleichstromspannung mit der zweiten Steuereinrichtung 5 auf einen minimalen Ausschnitt eingestellt oder dieser Aus­ schnitt wird gänzlich aufgehoben, wodurch in bekannter Weise ein variabler frequentierter Ausschnitt der Gleichstromspan­ nung mit der ersten Steuereinrichtung 4, entsprechend der Fig. 2, erzielt wird.

Mit einem ersten und einem zweiten frequentierten Ausschnitt der Gleichstromspannung bestehen ständig erste und zweite Be­ reichsabschnitte 7, 8 von ausgeschnittener Gleichstromspan­ nung, wobei der frequentierte Ausschnitt der Gleichstromspan­ nung der zweiten Bereichsabschnitte 8 unabhängig von den er­ sten Bereichsabschnitten 7 einstellbar ist, und mit dem fre­ quentierten Ausschnitt der Gleichstromspannung der ersten Be­ reichsabschnitte 7 ist der Elektromotor unabhängig von den zweiten Bereichsabschnitten 8 variabel betreibbar.

Soll nun ein mehr oder minder an- und abschwellendes Drehmo­ ment und somit ein ruckartiges Drehverhalten bei einem Strom­ wendermotor erzielt werden, so wird mit der zweiten Steuer­ einrichtung 5 der zweite frequentierte Ausschnitt e der Gleichstromspannung entsprechend fest eingestellt. Dieser zweite frequentierte Ausschnitt der Gleichstromspan­ nung in den zweiten Bereichsabschnitten 8 ist unabhängig von dem ersten frequentierten Ausschnitt der Gleichstromspannung in den ersten Bereichsabschnitten 7 fest einstellbar. Ist der fest eingestellte zweite frequentierte Ausschnitt geringer wie der erste frequentierte Ausschnitt, so wird die Gleich­ stromspannung insgesamt über die erste Steuereinrichtung 4 bis zu der fest eingestellten Ausschnittshöhe 9 des zweiten frequentierten Ausschnitts ausgeschnitten, und im weiteren Verlauf der Ausschnittsverringerung der Gleichstromspannung bis hin zum minimalen oder keinen frequentierten Ausschnitt, wird die Gleichstromspannung nur in den ersten Bereichsab­ schnitten 7 über die erste Steuereinrichtung 4 frequentiert ausgeschnitten, wobei die mit der zweiten Steuereinrichtung 5 fest eingestellten Ausschnittshöhe 9 der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten 8 konstant bleibt.

Die variabel fest einstellbare Ausschnittshöhe 9 des zweiten Ausschnitts der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichs­ abschnitten 8 kann auch den Bereich eines eingestellten Grenzdrehmoments kennzeichnen, bei dem in Abhängigkeit vom Drehmoment des Stromwendermotors der frequentierte Ausschnitt der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten 8 proportional zum ansteigenden Drehmoment des Motors über das eingestellte Grenzdrehmoment hinaus zunimmt, so daß auch hierdurch ein sich verstärkendes ruckartiges Drehverhalten des Stromwendermotors in Abhängigkeit vom Drehmoment erzielt wird. Das Drehmoment ist in bezug zur Höhe der Stromaufnahme des Motors zu sehen.

Zum Einschrauben großer Schrauben mit einem Elektrowerkzeug wird vorzugsweise eine geringere fest eingestellte Aus­ schnittshöhe 9 der Gleichstromspannung in den zweiten Be­ reichsabschnitten 8 eingestellt wie für kleine Schrauben, so daß am Anfang und im weiteren Verlauf des Schraubvorganges eine kontinuierliche, stetige Drehzahl erzielt wird, und zum Ende des Schraubvorganges erfolgt eine mehr oder minder ruc­ kende Drehzahl, ohne daß hierbei Umschaltvorgänge erforder­ lich sind. Somit können bei einem einzigen Betriebszustand sowohl ein stetiges als auch ein sich proportional zum Drehmoment verstärkendes ruckendes Drehverhalten bei einem Elektromotor erzielt werden.

Der hier beschriebene erste und zweite Ausschnitt in ersten und zweiten Bereichsabschnitten einer Gleichstromspannung wird anhand eines Diagramms noch näher erläutert. Fig. 4 zeigt ein Diagramm über den Stromverlauf während des Motorbetriebes bei einem stetigen und bei einem mehr oder minder ruckartigen Drehverhalten des Stromwendermotors. Die Gleichstromspannung ist durch die Drehzahlsteuerungselektro­ nik des Stromwendermotors in ein entsprechendes Raster, be­ stehend aus erste und zweite Bereichsabschnitte 7, 8 von Gleichstromspannung, aufgeteilt. Mit der ersten Steuerein­ richtung 4 wird die Gleichstromspannung bis zu der mit der zweiten Steuereinrichtung 5 fest eingestellten Ausschnittshö­ he 9 der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnit­ ten 8 frequentiert ausgeschnitten. Die Stromkurve 10 kenn­ zeichnet den kontinuierlich ansteigenden Stromverlauf während eines Schraubvorganges bei einem stetigen Drehverhalten des Stromwendermotors bis zu der variabel fest einstellbaren Aus­ schnittshöhe 9 der Gleichstromspannung in den zweiten Be­ reichsabschnitten 8. Danach verläuft eine theoretische Strom­ kurve 10' gestrichelt weiter. Im weiteren Verlauf des Schraubvorganges erhöht sich das hierfür erforderliche Drehmoment und somit auch die Stromaufnahme des Stromwender­ motors, wobei eine Stromaufnahme des Stromwendermotors über die fest einstellbare Ausschnittshöhe 9 der Gleichstromspan­ nung in den zweiten Bereichsabschnitten 8 hinaus der Strom in den zweiten Bereichsabschnitten 8 etwa konstant bleibt, und in den ersten Bereichsabschnitten 7 steigt der Strom propor­ tional zu der theoretischen Stromkurve 10' an. Übersteigt der Strom in den ersten Bereichsabschnitten 7 den Strom in den zweiten Bereichsabschnitten 8, so sinkt die Drehzahl des Stromwendermotors in den zweiten Bereichsabschnitten 8 ent­ sprechend ab, wodurch jeweils ein entsprechender erhöhter An­ stieg des Stroms in den ersten Bereichsabschnitten 7 hervor­ gerufen wird.

Mit der hier dargelegten Lösung wird ein gleitender sanfter Übergang vom variablen stetigen Drehverhalten zum ruckenden Drehverhalten des Stromwendermotors erzielt.

Nach Fig. 3 wird bei einem einzigen Betriebszustand sowohl ein stetiges als auch ein ruckendes Drehverhalten bei einem Elek­ tromotor erzielt durch unterschiedliches frequentiertes Aus­ schneiden der Gleichstromspannung in ersten und zweiten Be­ reichsabschnitten einer Gleichstromspannung. Dieses Drehver­ halten eines Stromwendermotors kann auch durch variables fre­ quentiertes Ausschneiden der Gleichstromspannung in erste Be­ reichsabschnitte und durch Ausblenden von Gleichstromspannung in zweite Bereichsabschnitte erzielt werden.

Fig. 5 zeigt eine derartige Lösung. Ein variables frequentier­ tes Ausschneiden der Gleichstromspannung mit der ersten Steu­ ereinrichtung 4 des Pulsweitenmodulators erfolgt in den er­ sten Bereichsabschnitten 7' in bekannter Weise. Die ersten Bereichsabschnitte 7' der Fig. 5 zeigen lediglich jeweils den gleichen Anschnitt. In den zweiten Bereichsabschnitten 8' wird mit der zweiten Steuereinrichtung 5 Gleichstromspannung ausgeblendet, indem mit der zweiten Steuereinrichtung die Weite der zweiten Bereichsabschnitte 8' variabel einstellbar ist. Die Ausblendung der Gleichstromspannung beginnt mit ei­ ner minimalen Weite der zweiten Bereichsabschnitte 8'. Die Weite von den ersten und den zweiten Bereichsabschnitten 7'; 8' umfaßt jeweils einen Gesamtbereichsabschnitt 11. Die Weite des Gesamtbereichsabschnittes 11 einer Gleichstromspan­ nung kann vorteilhaft jeweils gleich sein, und der Gesamtbe­ reichsabschnitt wiederholt sich fortwährend, somit sind die ersten und die zweiten Bereichsabschnitte 7'; 8' in ihrer Wei­ te mit der zweiten Steuereinrichtung 5 derart variabel ein­ stellbar, daß bei einer größeren Einstellung der Weite des zweiten Bereichsabschnittes 8' sich die Weite des ersten Be­ reichsabschnittes 7' um den gleichen Wert verringert. Die Weite des Gesamtbereichsabschnittes 11 kann auch unterschied­ lich einstellbar sein.

Der variable frequentierte Ausschnitt der Gleichstromspannung in den ersten Bereichsabschnitten 7' und das Ausblenden von Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten 8' kann mit Hilfe eines Mikrokontrollers erfolgen, wobei die Einstellung der Weite der zweiten Bereichsabschnitte 8' am Drehmoment des Stromwendermotors gekoppelt sein kann. Die Einstellung des Drehmoments zur Ausblendung von Gleichstrom­ spannung in den zweiten Bereichsabschnitten 8' wird ebenfalls mit der zweiten Steuereinrichtung 5 bestimmt. Der Mikrokon­ troller ist so programmiert, daß beim Erreichen des einge­ stellten Drehmoments die Ausblendung der Gleichstromspannung mit einer minimalen Weite des zweiten Bereichsabschnittes be­ ginnt, und mit einem zunehmenden Drehmoment die Ausblendung der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten 8' die Weite dieser Bereichsabschnitten proportional zum anstei­ genden Drehmoment zunimmt, so daß bei einem zunehmenden Drehmoment ein sich verstärkendes ruckendes Drehverhalten des Stromwendermotors ergibt. Die Weite der ersten Bereichsab­ schnitte 7' können auch konstant gehalten werden, indem die Gesamtbereichsabschnitte sich um die Weite des zweiten Be­ reichsabschnittes 8' jeweils vergrößert.

Fig. 6 zeigt eine weitere Lösung womit ein stetiges und ein ruckendes Drehverhalten bei einem Stromwendermotor erreicht wird. Mit der zweiten Steuereinrichtung 5 ist hier der Puls­ weitenmodulator so beeinflußbar, daß in Bereichsabschnitten einer Gleichstromspannung, bei einer periodischen Wiederho­ lung dieser Bereichsabschnitte, der Ausschnitt der Gleich­ stromspannung vom minimalen Ausschnitt linear oder nicht li­ near aufwärts bis zum maximalen Ausschnitt erfolgt, wobei dieser Vorgang am Drehmoment des Stromwendermotors gekoppelt sein kann. Dieser Verlauf des frequentierten Ausschnitts der Gleichstromspannung in den Bereichsabschnitten 12 ist in der ersten Darstellung f der Fig. 6 aufgezeichnet. Den Beginn des frequentierten Ausschnittsverlaufs der Gleichstromspannung ist variabel mit der ersten Steuereinrichtung (4) bestimmbar. Der mit der ersten Steuereinrichtung variabel einstellbare Beginn des frequentierten Ausschnitts der Gleichstromspannung kennzeichnet die Bereichsabschnitte 12' der ersten Darstel­ lung f der Fig. 6. Die Gleichstromspannung in den Bereichsab­ schnitten mit dem minimalen frequentierten Ausschnitt und die Gleichstromspannung mit einem maximalen frequentierten Aus­ schnitt ist entsprechend bestimmbar. Die zweite Darstellung g der Fig. 6 zeigt solche Ausschnitte 14, 14', 15, wobei auch hier der Beginn des frequentierten Ausschnittsverlaufs der Gleichstromspannung mit der ersten Steuereinrichtung 4 varia­ bel einstellbar ist.

Eine Steuerung für einen Stromwendermotor, bei der mehrere Steuereinrichtungen für den Betrieb einer Drehzahlsteuerungs­ einrichtung zur Anwendung kommen, womit eine impulsartige Drehzahl erzielt wird, kommt vorteilhaft bei Elektroschraub- und Elektrobohrwerkzeugen zur Anwendung.

Eine impulsartige Drehzahl bei Elektrowerkzeugen ist unter anderem bei komfortablen Anbohren in allen Materialien ohne anzukörnen besonders gut geeignet, ohne daß hierbei der Boh­ rer verläuft, und ein derartiges Drehverhalten des Bohrers erlaubt ein bequemes und sicheres Bohren in Blech und Alumi­ nium. Weiterhin ist eine impulsartige Drehzahl vorteilhaft bei kraftaufwendigen Schraubarbeiten anwendbar, vor allem bei schwer einzudrehenden oder schwer zu lösenden Schrauben.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestell­ ten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann viel­ seitig bei elektronisch steuerbaren Stromwendermotoren zum Einsatz kommen.

Claims (8)

1. Steuerung mit einem Stromwendermotor (1), der mittels ei­ nes Pulsweitenmodulators (3) mit einem stetigen als auch mit einem ruckartigen Drehverhalten betrieben ist, wozu dem Puls­ weitenmodulator (3) eine erste und eine zweite Steuereinrich­ tung (4, 5) für einen ersten und einen zweiten frequentierten Ausschnitt (a', b', c', d'; e) einer Gleichstromspannung zugeord­ net ist, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Betriebes des Stromwendermotors (1) ohne Um­ schaltvorgänge und bei einem sanften Übergang vom stetigen zum ruckenden Drehverhalten sowohl ein stetiges als auch ein ruckendes Drehverhalten des Stromwendermotors (1) erzielt wird durch eine rastermäßige ständige Aufteilung der Gleich­ stromspannung in ersten und zweiten Bereichsabschnitten (7, 8) bei einer fest eingestellten Ausschnittshöhe (9) der Gleich­ stromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten (8),
daß mit der ersten Steuereinrichtung (4) die Gleichstromspan­ nung insgesamt variabel frequentiert ausschneidbar ist, und mit der zweiten Steuereinrichtung (5) der frequentierte Aus­ schnitt der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsab­ schnitten (8) einstellbar ist, wobei der frequentierte Aus­ schnitt der Gleichstromspannung mit der ersten Steuereinrich­ tung (4) in den ersten und in den zweiten Bereichsabschnitten (7, 8) vom maximalen frequentierten Ausschnitt bis hin zur fest eingestellten Ausschnittshöhe (9) der Gleichstromspan­ nung in den zweiten Bereichsabschnitten (8) erfolgt, und im weiteren Verlauf der Ausschnittsverringerung der Gleichstrom­ spannung bis hin zum minimalen Ausschnitt, die Gleichstrom­ spannung nur in den ersten Bereichsabschnitten (7) mit der ersten Steuereinrichtung (4) frequentiert ausgeschnitten wird, wobei die mit der zweiten Steuereinrichtung (5) fest eingestellte Ausschnittshöhe (9) der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten (8) konstant bleibt.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Steuereinrichtung (4) der erste variable frequentierte Ausschnitt (a', b', c', d') der Gleichstromspannung in den ersten Bereichsabschnitten (7) unabhängig von dem zweiten frequentierten Ausschnitt (e) der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten (8) durchführbar ist, und mit der zweiten Steuereinrichtung (5) die Ausschnittshöhe (9) des zweiten frequentierten Aus­ schnitts (e) der Gleichstromspannung unabhängig von der er­ sten Steuereinrichtung (4) einstellbar ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Ausschnittshöhe (9) des zweiten frequentierten Ausschnitts der Gleichstrom­ spannung in den zweiten Bereichsabschnitten (8) den Bereich eines eingestellten Grenzdrehmoments kennzeichnet, bei dem in Abhängigkeit vom Drehmoment des Stromwendermotors (1) der frequentierte Ausschnitt der Gleichstromspannung in den zwei­ ten Bereichsabschnitten (8) proportional zum ansteigenden Drehmoment des Motors über das eingestellte Grenzdrehmoment hinaus zunimmt.

4. Steuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite frequentierte Aus­ schnitt (e) der Gleichstromspannung mit der zweiten Steuer­ einrichtung (5) variabel von einem geringen oder keinen fre­ quentierten Ausschnitt bis hin zum maximalen frequentierten Ausschnitt einstellbar ist, und mit einer dritten Steuerein­ richtung (6) die Weite der zweiten Bereichsabschnitte (8) und somit die Wiederholfrequenz dieser Bereichsabschnitte (8) einstellbar ist.

5. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs des Strom­ wendermotors (1) ohne Umschaltvorgänge sowohl ein stetiges als auch ein ruckendes Drehverhalten des Stromwendermotors (1) erzielt wird durch variables frequentiertes Ausschneiden der Gleichstromspannung mit einer ersten Steuereinrichtung (4) in ersten Bereichsabschnitten (7') und durch ständiges Ausblenden von Gleichstromspannung in zweiten Bereichsab­ schnitten (8') mit einer zweiten Steuereinrichtung (5), wobei das Ausblenden der Gleichstromspannung in den zweiten Be­ reichsabschnitten am Drehmoment des Stromwendermotors (1) ge­ koppelt ist, indem beim Erreichen des durch die zweite Steu­ ereinrichtung (5) eingestellten Drehmoments die festgelegte Gleichstromspannung ausgeblendet wird, und bei einem zuneh­ menden Drehmoment die Ausblendung der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten (8') proportional zum anstei­ genden Drehmoment zunimmt.

6. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite des ersten und die Wei­ te des zweiten Bereichsabschnittes (7'; 8') jeweils einen Ge­ samtbereichsabschnitt (11) bilden, und dieser Gesamtbereichs­ abschnitt wiederholt sich fortwährend, wobei die Weite der Gesamtbereichsabschnitte stets gleich ist, oder sich um den zunehmenden Wert des zweiten Bereichsabschnitts 8' vergrö­ ßert.

7. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer ersten Steuereinrich­ tung (4) in einem ersten Bereichsabschnitt einer Gleichstrom­ spannung variable Drehzahlen erzielt werden, und mit einer zweiten Steuereinrichtung (5) der Pulsweitenmodulator (3) so beeinflußbar ist, daß innerhalb von nacheinander folgenden zweiten Bereichsabschnitten (12) einer Gleichstromspannung der frequentierte Ausschnitt der Gleichstromspannung in die­ sen zweiten Bereichsabschnitten (12) linear oder nicht linear bis hin zum maximalen frequentierten Ausschnitt zunimmt, wo­ bei der Beginn der Höhe des frequentierten Ausschnitts (12') der Gleichstromspannung in den zweiten Bereichsabschnitten (12) mit der ersten Steuereinrichtung (4) bestimmt wird.

8. Steuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromspannung mit einem minimalen und einem maximalen frequentierten Ausschnitt in den zweiten Bereichsabschnitten (12) bestimmbar ist, und der Beginn einer periodischen Wiederholung des jeweils zunehmen­ den frequentierten Ausschnitts bis hin zum maximalen frequen­ tierten Ausschnitt in den zweiten Bereichsabschnitten (12) am Drehmoment des Stromwendermotors gekoppelt ist.