DE3144350A1

DE3144350A1 - Antrieb fuer einen elektromotorisch angetriebenen handschrauber oder handbohrer

Info

Publication number: DE3144350A1
Application number: DE19813144350
Authority: DE
Inventors: Jürgen 3577 Neustadt Schulz
Original assignee: Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
Current assignee: Felo Werkzeugfabrik Holland Letz GmbH
Priority date: 1981-11-07
Filing date: 1981-11-07
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE3144350C2

Description

Antrieb für einen elektromotorisch ange-
triebenen Handschrauber oder Handbohrer Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für einen elektromotorisch angetriebenen Handschrauber oder Handbohrer mit elektronischer Drehzahleinstellung.
Elektromotorische Antriebe für Handschrauber oder Handbohrer sind bekannt. Ihre Drehzahl kann durch Druck auf einen an einer Feder abgestützten Knopf eines Schalters stufenlos verändert werden. Um von Rechts- auf Linkslauf umzuschalten, muß ein vom Schalter für die Drehzahleinstellung getrennt angeordneter Schalter vorgesehen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für einen elektromotorisch angetriebenen Handschrauber oder Handbohrer zu schaffen, der im Aufbau und in der Bedienung einfach ist und möglichst energiesparend arbeitet.
Der Antrieb soll deshalb auch für Batteriebetrieb geeignet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Oszillator für Rechteckimpulse vorgesehen ist, der einen elektronischen Schalter für den Motorstrom steuert, wobei die Impulslängen der Rechteckimpulse von einem Regler eingestellt werden, der als Meßgröße ein dem Motorstrom entsprechendes Signal erhält.
Der erfindungsgemäße Antrieb arbeitet sehr leistungsarm, weil dem Motor über die Impulslängensteuerung die erforderliche Leistung zugeführt wird. Nimmt der Motor bei einer abverlangten Leistung viel Strom auf, wird die Impulslänge durch den Regler entsprechend lang eingestellt.
Bei Leerlauf dagegen erfolgt automatisch eine Verkürzung der Impuls länge und damit eine verminderte Zufuhr an Leistung zum Motor.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung liegt das vom -Motorstrom abhängige Signal als Spannungssignal am Gate eines Feldeffekt-Transistors, dessen Drain ein veränderbarer Widerstand für die Drehzahleinstellung vorgeschaltet ist. Mit dieser Ausgestaltung läßt sich auf sehr einfache Weise praktisch verlustfrei die Drehzahleinstellung vornehmen.
Um ein gewünschtes Drehmoment einzustellen, kann ein Komparator für die Überwachung der Stromaufnahme des Motors vorgesehen sein, der bei Überschreiten eines eingestellten Wertes, nämlich des gewünschten Drehmomentes, die Stromzufuhr zum Motor unterbricht.
Bei Handschraubern besteht häufig der Wunsch, den Handschrauber in beiden Drehrichtungen betreiben zu können.
FUr-diese Betriebsweise ist nach einer bedienungsfreundlichen Ausgestaltung der Erfindung der als Schiebe-Potentiometer ausgebildete, veränderliche Widerstand in einem um eine Achse in zwei Stellungen kippbaren Gehäuse angeordnet, das mit den Anschlußklemmen des Motors verbundene Kontakte trägt, die in der einen Kippstellung über weitere feste Kontakte den Motor mit der Stromquelle für Rechtslauf und in der anderen Stellung über dritte Festkontakte den Motor mit der Stromquelle für Linkslauf verbinden.
Es versteht sich, daß zu dieser Lösung die umgekehrte Zuordnung der Kontakte (Festkontakte für die Anschlußklemmen des Motors und bewegliche Kontakte für die Stromquelle) glatt äquivalent sind. Bei einem solchen Schalter ist es also möglich, durch Betätigen des mit dem Schieber des Potentiometers verbundenen Knopfes, nicht nur das Potentiometer zum Zwecke der Drehzahländerung einzustellen, sondern auch durch Kippen des Gehäuses die gewünschte Drehrichtung einzustellen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild des elektrischen Antriebes eines Handschraubers oder Handbohrers, Fig. 2 den Regler mit Oszillator für die Drehzahleinstellung, Fig. 3 den Komparator für die Drehmomenteinstellung, Fig. 4 den Leistungsteil, Fig. 5 den Schalter für die Einstellung der Drehzahl und die Drehrichtungsumkehr in Seitenansicht, Fig. 6 den Schalter gemäß Fig. 5 in perspektivischer Darstellung mit geöffnetem Gehäuse und Fig. 7 den Schalter gemäß Fig. 5 in perspektivischer Darstellung bei verschlossenem Gehäuse.
Entsprechend dem in Fig. 4 dargestellten Leistungsteil wird die Stromzufuhr zum Antriebsmotor M von der Spannungsquelle UB mittels eines Leistungstransistors T203 gesteuert. Dem Leistungstransistor T203 ist eine Verstärkerschaltung mit den Transistoren T201, T202 und den Widerständen R1 bis R5 vorgeordnet, die von einem noch zu beschreibenden Oszillator Rechteckimpulse konstanter Frequenz, aber verschiedener Länge, über eine Entkoppungsdiode D1 erhält.
Der durch den Motor M fließende Strom wird an einem Widerstand V als Spannung abgegriffen, die dem Regler und dem Teil für die Drehmomenteinstellung als Meßgröße -zugeführt wird. Um den Transistor T203 zu schützen, liegen parallel zu den Anschlußklemmen des Motors ein Kondensator C und eine Freilaufdiode D2.
Die am Widerstand RV abgegriffene, der Stromaufnahme des Motors M entsprechende Spannung liegt zwischen Gate und Source des Feldeffekt-Transistors T102 des Reglers, an dessen Drain in Reihe ein Trimmwiderstand R6 und ein einstellbares Potentiometer Pl liegen. Über das einstellbare Potentiometer P1 kann die Drehzahl des Motors M eingestellt werden. Die Spannung am Drain liegt über einen Widerstand R7 am Gate eines weiteren Feldeffekt-Transistors T101, an dessen Drain ein weiterer Trimmwiderstand R7 liegt. Das Source des Feldeffekt-Transistors T101 ist gleichstrommäßig vom Masseanschluß 0 durch einen Kondensator C2 entkoppelt. Dadurch gelangt der Strom vom Source Rn den Eingang 12 eines Dual-Timer-IC (Oszialltor), dessen eine Hälfte als astabiler Multivibrator arbeitet und eine noch nicht ideale Reckechtspannung 3kHz liefert und dessen andere Hälfte als monostabiler Multivibrator arbeitet und die Rechteckspannung idealisiert und die Impulslänge einstellt. Mittels frequenzbestimmender Bauelemente Rg, R10, R11, C3, C4 ist der Oszillator auf eine konstante Frequenz eingestellt.
Der Oszillator liefert an den Leistungsteil Rechteckimpulse, deren Länge abhängt von der Spannung am Widerstand RV im Vergleich zum Spannungsabfall an dem Trimmwiderstand R6 und dem Potentiometer Pl.
Der vom Strom des Motors M abhängige Spannungsabfall am Widerstand RV-gelangt über Vorschaltwiderstände R12, R13 auch an den Eingang eines als Komparator geschalteten Operationsverstärkers °P301. An einem Potentiometer P301, das mit einem Widerstand R14 in Reihe liegt, kann ein gewünschtes Drehmoment eingestellt werden. Der Abgriff des Potentiometers ist am zweiten Eingang des Operationsverstärkers °P301 angeschlossen. Der Operationsverstärker °P301 steuert einen Transistor T301, der wiederum auf ein Relais A einwirkt, dessen Schaltkontakt a im Stromkreis der Spannungsquelle für den Oszillator liegt. Stellt der Komparator fest, daß die Stromaufnahme des Motors M größer als die am Potentiometer P301 ein gestellte Stromaufnahme ist, wird der Kontakt a geöffnet und damit die Speisespannung für den Oszillator unterbrochen. Der Oszillator gibt dann keine weiteren Rechteckimpulse mehr ab, so daß der Motor M auch keinen weiteren Strom mehr erhält.
Der in Fig. 5 bis 7 dargestellte Schalter besteht aus einem Dr"-.kknopf 1, der in einem Gehäuse 2 gegen die Kraft einer Feder 3 verschiebbar ist. Ein vom Druckknopf 1 getragener Schleifer 5 wirkt mit einem im Gehäuse 2 fest angeordneten Widerstand 4 zusammen. Dieses Potentiometer 4 entspricht dem Potentiometer P1 im Regler. Das Gehäuse 2 ist insgesamt um eine Achse 7 kippbar. Es trägt zwei Paar bewegliche Kontakte 9a, b, die mit zwei Paar Festkontakten 6a,b 8a, b derart zusammenwirken, daß in der einen Kippstellung der Motor für Rechtslauf und in der anderen Kippstellung der Motor für Linkslauf an der Stromquelle UB angeschlossen ist.
Die elektrische Verschaltung der Kontakte ist aus Fig. 4 ersichtlich. Mit einem solchen Schalter ist es demnach möglich, nicht nur durch Einknopfbetätigung -die Drehzahl einzustellen, sondern auch gleichzeitig die Drehrichtung zu bestimmen.

Claims

Ansprüche: 1. Antrieb für einen elektromotorisch angetriebenen Handschrauber oder Handbohrer mit elektronischer Drehzahleinstellung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oszillator (Timer-IC) für Rechteckimpulse vorgesehen ist, der einen elektronischen Schalter (T203) für den Motorstrom steuert, wobei die Impulslänge der Rechteckimpulse von einem Regler (RV, T102,R6,P1,R7,T101, 8) eingestellt wird, der als Meßgröße ein dem Motorstrom entsprechendes Signal erhält.
2 Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Motorstrom abhängige Signal als Spannungssignal am Gate eines Feldeffekt-Transistors (T102) liegt, dessem Drain ein veränderbarer Widerstand (P1) für die Drehzahleinstellung vorgeschaltet ist.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (OP301) für die Überwachung der Stromaufnahme des Motors (M) vorgesehen ist, der bei Uberschreiten eines eingestellten Wertes die Stromzufuhr zum Motor (M) unterbricht.
4. Schalter für einen elektromotorisch angetriebenen Handschrauber oder Handbohrer mit Drehrichtungsumkehr und mit in Abhängigkeit von der Stellung eines durch Knpfdruck gegen Federkraft verschiebbaren Schiebers eines Potentiometers am Schalter einstellbaren Drehzahl, insbesondere als einstellbarer Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (P1) in einem um eine Achse (7) in zwei Stellungen kippbaren Gehäuse (2) angeordnet ist, das mit den Anschlußklemmen des Motors (M) verbundene, bewegliche Kontakte trägt, die in der einen Kippstellung über Festkontakte den Motor (M) mit der Stromquelle (+UB) für Rechtslauf und in der anderen Kippstellung über weitere Festkontakte den Motor (M) mit der Stromquelle (UB) für Linkslauf verbinden.