DE3224548A1

DE3224548A1 - Elektrowerkzeug mit universalmotor

Info

Publication number: DE3224548A1
Application number: DE19823224548
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. Dr. 7312 Kirchheim Wolf
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-07-01
Filing date: 1982-07-01
Publication date: 1984-01-05

Description

Elektrowerkzeug mit Universalmotor
Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrowerkzeug mit Universalmotor, dessen D.rehiichtung mittels eines Umschalters von Rechtslauf auf LirL1Lslauf und umgekehrt umschaltbar ist, und bei dem dr Antriebsmotor nach jedem Abschalten unabhängig von der jeweiligen vorherigen Betriebsdrehrichtung stets nur im Rechtslauf wieder anläuft, und bei dem ferner der Dre richtungsumkehrschalter als Schaltschütz ausgebildet ist, dessen Erreger spule bei eingelegtem Hauptschalter mittels ei nes Tastschalters an eine Steuerspannung anschließbar ist, wobei der Antriebsmotor bei nicht erregter Schützspule auf Rechtslauf geschaltet is-t, bei Erregung der Schützspule hingegen auf Links lauf umsgeschaltet wird.
Bei einem bekannten Elektrowerkzeug dieser Art kann der Antriebsmotor zum einen lediglich vom vollen Rechtslauf schlag artig auf Linkslauf umgeschaltet werde, zum anderen kann de Antriebsmotor auch unbeabsichtigt auf Linkslauf geschaltet werden. Diese Unzulänglichkeiten führen unter anderem zu voi zeitigem mechanischen Beschädigen des Getriebes und erhöhen vor allem die Unfallgefahr.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Elektröwerkzeug mit Universalmotor und Drehrichtungsumkehrschalter der eingangs erwähnten Konzeption zu schaffen, bei dem die genannten Unzulänglichkeiten ausgeschaltet sind.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelast, daß das Schaltschütz wenigstens einen zusätzlichen Schaltkontakt enthält, der bei Betätigung des Tastschalters zwecks Unischaltung des Antriebsmotors von Rechts- auf Linkslauf zugleich die elektrische Trennung des Antriebsnotors vom speisenden Netz bewirkt, und daß diese Trennung bei in Linksaufstellung befindlichem Drehrichtungsumkehrschalter durch einen zu einen wählbaren Zeitpunkt erfolgenden Schaltvorgang wieder aufhebbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der zusa.zliche Schaltkontakt des Schaltschützes im Steuerstromkreis lur ein Relais angeordnet, das einen in einer Zuleitu zum X ,riebsmotor liegendem Schaltkontakt enthält, weicber bei Betätigung des Tastschalters den Speisestronkreis des Antriebsmotors öffnet und nach einer wählbaren bzw einstellbaren Zeit wieder schließt.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht, erläutert.
Ss zeigen: Fig. 1 eine Prinzipschaltung mit einem zwei Schließer enthaltenden Tastschalter Fig 2 eine Prinzipschaltung mit einem von der C-egen-EPE des Ankers gesteuerten Thyristorschalter.
Bei der Schalt anordnung gemäß Fig. 1 sind mit Un die Netzspannung, mit 1 der Betriebsschalter des Elektrowerkzeugs, mit 2 der als Schaltschütz ausgebildete Drehrichtungsunkehrschalter, mit 3,4 die Feldspulen des Antriebsmotors, mit 5 dessen Anker, mit 6 ein Tastschalter und mit 7 ein Relais bzw. ein Schütz bezeichqet.
Das Schaltschütz 2 enthält vier Schaltkontakte 8, 9, 10 und 11. Davon ist der Kontakt 8 ein Selbsthaltekontakt, der Kontakt 11 ein Zusatzkontakt für das Zu- und Abschalten der Wicklung des Relais 7/bzw. von der Steuerspannung, die beim Ausführungsbeispiel mit der Netzspannung Un identisch ist, aber auch eine separate Spannungsquelle sein kann.
Die Kontakte 9 und 10 sind die Umschaltkontakte von ltechtsauf Linklauf bzw. uflf%ek£'iY't.
Der Kontakt 12 des Relais 7 liegt in der Zuleitung 13 zur Feldspule 4.
Der Tastschalter 6 enthält zwei Schließer 14,15, von denen der eine, 14, die Schützspule 2' an eine Steuerspannung, beim Ausführungsbeispiel also an die Netzspannung, legt, und die andere, 15, den SteuerstroEkreis zum zusatzlichen Schaltkontakt 11 des Schaltschützes 2 schließt.
Das Relais 7 ist zweckmäßigerweise ein Zeitrelais, das nach Erregung über eine vorwählbare bzw. einstellbare Zeitspanne hinweg die Zuleitung 13 zur Feldspule 4 unterbricht bzw. offen hält. Gegebenenfalls kann auch der Schließer 15 des Tastschalters 6 mit Verzögerung abfallen.
Die Wirkungsweise dieser Schaltanordnung ist wie folgt: Bei eingelegtem Betriebsschalter 1 liegt der Antriebsmotor (Feldwicklungen 3,4 und Anker 5) an der Speisespannung Un Die Kontakte 9,10 des Schaltschützes 2 befinden sich in der fest ausgezogenen Lage, desgleichen der Kontakt 12 des Relais 7, und der Antriebsmotor läuft rechts herum.
Zum Umschalten auf Linkslauf wird der Taatschalter 6 betätigt. Dadurch gelangen dessen Kontakte14,15 in die Schließlage, die Schützspule 2' wird erregt, das Schütz 2 spricht an und die Kontakte 8,9,10 und 11 gelangen in die gestrichelt angedeutete Lage. Zugleich wird die Relaisapule 7' über den Zusatzkontakt 11 an die- Steuerspannung gelegt, wodurch der Kontakt 12 in die gestrichelt angedeutete Schaltlage koltunt und die Zuführungsleitung 13 zur Feldspule 4 unterbricht.
Damit ist der Stromkreis des Antriebsmotors unterbrochen.
Die Zeitdauer dieser Unterbrechung ist in Grenzen wähl- bzw.
einstellbar, wobei zum einen das Relais 7 als Zeitrelais ausgebildet sein kann, das auch nach dem Loslassen des Tastschalters 6 bzw. nach dem Öffnen des Schließers 15 die Unterbrechung des Motorstromkreises noch eine zeitlang aufrecht erhält.
Zum anderen kann der Schließer 15 des Tastschalters verzögert öffnen, wodurch die Zeitdauer der Unterbrechung des Motorstromkreises zusätzlich verlängerbar ist.
Die Zeitdauer bis zum Schließen des Notorstromkreises nach dem Umschaltvorgang wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Ankerdrehzahl nur sehr gering oder praktisch Null ist, ehe der Hochlauf des Ankers in entgegengesetztem Drehsinn, also im Linkslauf erfolgt.
Bei belastetem Elektrowerkzeug ist dies ohnehin relativ schnell der Ball.
Nach dem Abschalten des Elektrowerkzeugs bzw. nach dem Öffnen des etriebsschalters 1 wird die Schützspule 2' stromlos, das Schutz fällt ab und der Zusatzkontakt 11 öffnet,desgleichen der Selbstlialtekontakt 8. Die Kontakte 9 und 10 kehren in ihre Ausgangslage zurück, in welcher die Ankerwicklungsanschlüsse wieder vertauscht sind.
Wird das Elektrowerkzeug durch Einlegen des Betriebsschalters 1 wieder in Betrieb genommen, so läuft der Motor im Rechtslauf.
Es ist ersichtlich, daß ein Umschalten des Antriebsmotors von Linkslauf auf Rechtslauf grundsätzlich erst nach Unterbrechung des Motorstromkreises möglich ist, wobei die Unschaltung erst nach einer in Grenzen beliebig wählbaren Zeit wirksam wird, beispielsweise erst nach Erreichen des Ankerstillstands.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weis der Tastschalter 6 lediglich einen Schließer 14 auf. Im Steuerstromkreis der Relaisspule 7' ist hingegen ein Unyristor 16 angeordnet, dessen Steuerelektrode 17 an der drehzahlabhängigen Gegen EMK E des Ankers 5 liegt. Die EHf E bestimmt, wänn der Thyristor in den leitenden bzw. in den nichtleitenden Zustand geschaltet wird.
Es empfiehl-t sich, die EMK E an einem Potentiometer 18 abzugreifen. Mittels einer entsprechend gepolten Diode 19 kann erreicht werden, daß nur ein zur Steuerelektrode 17 fließender Strom durchgelassen wird. Erforderlichenfalle kann auch eine Freilaufdiode .p0 vorgesehen sein und die Schatung verfeinert werden.
Die Schaltancrdnung ist so ausgelegt, daß der Thyristor sperrt, wenn die EtK E einen bestimmten Wert unterschreitet, was gleichbedeutend ist mit einer bestimmten Drehzahl. Diese kann dabei auch im Nullbereich liegen.
Wird der Dastschalter 6 betätigt und hat das Schütz 2 angeserochen, so liegt die Ankerdrehzahl noch hoch, desgleich die EMK E. Das Potential der Steuerelektrode ist dementspre chend hoch, und der Tliyristor vlrd in den leitenden Zustand geschaltet. Las Relais 7 spricht an, und die Feldwicklung 4 wird vom Netz getrennt. Die Motordrehzahl fällt je nach Belastung des Antriebsmotors mehr oder weniger rasch ab und damit auch die EMK E ei Erreichen eines vorgebbaren Spannungs- bZw. Drehzahlwerts wird der Thyristor in den Sperrzustand geschaltet. Das Relais 7 falls ab und der Relaiskonta'et 12 schließt den Stromkreis 13 zur Feldspule 4. Damit ist der Motorstromkreis für den Linkelaufbetrieb des Elektrowerkzeugs geschlossen.
Nach dem Abschalten des Antriebsmotors durch Betätigen des Betriebsschalters 1 und einen daraufhin wieder folgenden Zuschalten läuft der Antriebsmotor im Rechtslauf, weil das Schaltschütz 2 abgefallen ist und die Schaltkontakte ihre Ruhelage einnehmen.
Durch den zwischen der Steuerelektrode 17 und der Kathode des Thyristors 16 geschalteten Kondensator 21 wird ein vor zeitiges Zünden des Thyristors infolge von Spannungsspitze verhindert.
Der elektronische Schalter kann auch mittels der drehzahla hängigen Spannung eines auf der Antriebswelle des Motors a geordneten Tachogenerators gesteuert werden.
Leerseite

Claims

Patentansprüche Elektrowerkzeug mit Universalmotor, dessen Drehrichtung mittels-eines Umschalters von Rechtslauf auf Linkslauf und umgekehrt umschaltbar ist und bei dem der Antriebsmotor nach jedem Abschalten unabhangig von der jeweiligen vorherigen Betriebsdrehrichtung stets nur im Rechtslauf weder anläuft, und bei dem der DrehrichtungsuSkehrschalter als Schaltschütz ausgebildet ist, dessen Erregerspule bei eingelegtem Hauptschalter mittels eines Tastschalters an eine Steuerspannung anschließbar ist, und bei dem ferner der Antriebsmotor bei nicht erregter Schützspule auf Rechtslauf geschaltet ist, bei Erregung der Schiitzspule hingegen auf Linkslauf umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltschütz wenigstens einen zusätzlichen chaltkontakt enthält, der bei Betätigung des Tastschalters zwecks Umschaltung des Antriebsmotors von Rechts- auf Linkslauf zugleich die elektrische Trennung des Antriebsmotors vom speisenden Netz bewirkt, und daß diese Trennung bei in Limkslaufstellung befindlichem trehrichtungsumkehrschalter durch einen zu einem wahlbaren Zeitpunkt erfolgenden Schaltvorgang wieder aufhebbar ist.

2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Schaltkontakt des Schaltschützes im Steuerstromkreis für ein Relais angcordnet ist, das einen in einer Zuleitung zum Antriebsmotor liegenden Schal-tkontakt enthält, der bei Betitigung des Tastschalters den Speisestromkre.is des Antsrìebssno-to:rs öffnet 5. Elekt,.rowerkzellS nach Anspruch 2, dadurch genneichnet, daß das Relais als Zeitrelais illit frei einstellbaren Zettintervallen ausgebildet ist, dessen im Speisestromkreis des Antriebsrnotors liegender Schaltkontakt nach Ablauf der voreingestellten Zeit den Speisestroinkreis des Antriebsnotors selbsttätig wieder schließt.

4. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastschalter zwei Schließkontakte besitzt, von denen bei Betätigung des Tastschalters der eine den Steuerstror£reis für das Schaltschütz und der andere zusammen mit dem zusätzlichen Schaltkontakt des Schalt schutzes den Steuerstromkreis für das die Unterbrechung des Motorstromkreises bewirkende Relais schlieRt, wobei die Erregung des Schaltschützes bei eingelegtem auptschaltier über einen Selbsthaltekontakt autrechterhalten bleibt, die Erregung des Relais hingegen nach Loslassen des Tastschalters gegebenenfalls zeitverzögert wieder aufgehoben wird und dadurch der Motorstrom wieder geschlossen wird.

5. Elektrowerkzeug nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastschalter nur einen Schließerkontakt enthält und sich das Schaltschütz nach Betätigen des Tastschalters bei eingelegtem Hauptschalter über einen Haltekontakt selbst hält, und daß im Steuerstromkreis des Relais ein elektronischer Schalter angeordnet ist, der diesem Kreis abhängig von der Drehzahl des speisestromlosen Antriebsmotors unterbricht, wodurch der Motorstromkreis durch den Umschaltkontakt des Relais wieder geschlossen und der Antriebsmotor im Rechtslauf betrieben wird.

6. Elektrowerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter über die Spannung eines auf der Antriebswelle befindlichen Tachogenerators gesteuert ist.

7. Elektrowerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter über die drehzahlabhängige Gegen-EDE des Ankers des Antriebsmotors gesteuert ist.

8. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter als Thyristorschalter ausgebildet ist.

9. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegen-EME des Ankers als Rückführungssignal benutzt wird, was den Durchschaltzustand des Thyristors festlegt.

10. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß als Steuerspannung jeweils die Speisespannung des .4ntriebsmotors dient.