DE69010965T2

DE69010965T2 - Schaltkreis zum Aendern der Rotationsgeschwindigkeit eines Motors.

Info

Publication number: DE69010965T2
Application number: DE69010965T
Authority: DE
Inventors: Fusao Fushiya; Akiharu Hayashi; Fumiaki Itsuki; Kunio Nagata
Original assignee: Makita Electric Works Ltd; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp; Makita Corp
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2010-04-27
Also published as: EP0395401A3; US4977358A; EP0395401A2; DE69010965D1; JP2636043B2; JPH02285996A; EP0395401B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltkreis zum Variieren der Drehzahl eines Motors, insbesondere eines motorgetriebenen Werkzeugs, beispielsweise eines Motor-Schraubendrehers und einer Bohrmaschine.
Ein Schaltkreis zum Steuern der Drehzahl eines Motors ist in Fig. 5 gezeigt. Der Schaltkreis enthält eine Spannungsversorgungsleitung 30, die eine Gleichstromquelle E mit einem Gleichstrommotor M verbindet. In der Spannungsversorgungsleitung 30 liegt ein Umschalter 32 zum Ändern der Drehrichtung des Gleichstrommotors M von Vorwärtsrichtung auf Rückwärtsrichtung, und umgekehrt, außerdem eine Parallelschaltung aus einem Ein- Aus-Schalter 34 und einem Kurzschlußschalter 36, ein Dreieckwellengenerator 42, der über in Durchlaßrichtung geschaltete Dioden 38 und 40 an die Anschlüsse des Gleichstrommotors M angeschlossen ist, ein Vergleicher 46 zum Vergleichen eines von dem Dreieckwellengenerator 42 abgeleiteten Steuersignals a mit einem von einem veränderlichen Widerstand 44 abgeleiteten Drehzahlstellsignal b, und eine Endsteuerschaltung 48 zum Steuern des Ein-Aus-Schalters 34 auf der Grundlage eines Ausgangssignals c von dem Vergleicher 46.
Der veränderliche Widerstand 44 ändert sein Ausgangssignal oder die Spannung des Stellsignals b entsprechend dem Betätigungshub eines (nicht gezeigten) Steuerglieds, welches mit einem Auslöser einer motorgetriebenen Werkzeugmaschine zusammenwirken kann. Die Spannung des Stellsignals b wird niedriger, wenn der Betätigungshub des Steuerglieds zunimmt. Der Vergleicher 46 liefert das Ausgangssignal c, wenn die Spannung des Steuersignals a größer ist als die des Stellsignals b, und die Endsteuerschaltung 48 schaltet den Ein-Aus-Schalter 34 auf der Grundlage des Ausgangssignals c ein. Wenn der Betätigungshub des Steuerglieds zunimmt, wird die Zeit, während der der Ein-Aus-Schalter 34 eingeschaltet ist, länger, oder der Tastfaktor nimmt zu, so daß die Drehzahl des Gleichstrommotors M kontinuierlich steigt.
Wenn außerdem der Betätigungshub des Steuerglieds maximal wird, schaltet der Kurzschlußschalter 36 ein, und die Spannung der Spannungsquelle E gelangt direkt an den Gleichstrommotor M, so daß sich der Gleichstrommotor kontinuierlich mit maximaler Drehzahl dreht.
Der Ein-Aus-Schalter 34 enthält üblicherweise einen Leistungstransistor, der bei einem Tastverhältnis von weniger als 50% zu betreiben ist. Wenn der Kurzschlußschalter 36 eingeschaltet wird, wird das dem Tastverhältnis von etwa 50% entsprechende Ausgangssignal c kontinuierlich an die Endsteuerschaltung 48 geliefert, und der Ein-Aus-Schalter 34 schaltet mit einem Tastverhältnis von etwa 50% ein. Wie oben erläutert wurde, sind der Ein- Aus-Schalter 34 und der Kurzschlußschalter 36 parallel in die Versorgungsspannungsleitung 30 eingefügt. Wenn daher der Ein-Aus-Schalter 34 eingeschaltet ist, fließt Strom durch sowohl den Ein-Aus-Schalter 34 als auch den Kurzschlußschalter 36. Wenn andererseits der Ein-Aus-Schalter 34 ausgeschaltet ist, fließt Strom lediglich durch den Kurzschlußschalter 36. Wenn zum Beispiel die Spannung der Gleichspannungsquelle E 10V beträgt, gelangt diese Spannung nicht direkt an den Kurzschlußschalter 36, wenn der Ein- Aus-Schalter 34 eingeschaltet ist. Allerdings gelangt diese Spannung 10V direkt an den Kurzschlußschalter 36, wenn der Ein-Aus-Schalter ausgeschaltet ist, so daß am Kontaktpunkt des Kurzschlußschalters 36 ein Funken entsteht, weil durch das direkte Anlegen eine beträchtliche Potentialdifferenz gegeben ist. Wenn also der Kurzschlußschalter 36 eingeschaltet wird, schaltet der Ein-Aus-Schalter 34 intermittierend mit dem Tastverhältnis von etwa 50% ein. Deshalb kann, wie in Fig. 6 gezeigt ist, der Kurzschlußschalter 36 entweder zu einem Zeitpunkt T1, zu dem das Steuersignal c existiert und der Ein-Aus-Schalter 34 eingeschaltet ist, oder zu einem Zeitpunkt T2 einschalten, zu dem das Steuersignal c nicht vorhanden ist und der Ein-Aus-Schalter 34 ausgeschaltet ist. Wenn der Kurzschlußschalter 36 zum Zeitpunkt T2 einschaltet, gelangt die Spannung der Gleichspannungsquelle E direkt an den Kurzschlußschalter 36, so daß an dem Kurzschlußschalter 36 der Funke entsteht. Diese Funkenerzeugung findet auch dann statt, wenn der Kurzschlußschalter 36 vom Einschalt- in den Ausschaltzustand übergeht, und wenn wiederholt Funken erzeugt werden, verschleißt der Kontakt, und die Lebensdauer des Kurzschlußschalters 36 verkürzt sich.
Um diesem Nachteil zu begegnen, kann man erwägen, als Ein-Aus-Schalter 34 einen Leistungstransistor zu verwenden, der ein hohes Tastverhältnis von bis zu 100% zuläßt, so daß der Ein-Aus-Schalter 34 stets eingeschaltet bleiben kann, wenn der Kurzschlußschalter 36 eingeschaltet wird. Allerdings ist ein derartiger Leistungstransistor mit hohem Tastverhältnis teuer, und deshalb nehmen die Kosten der Fertigung des Schaltkreises zu, was einen anderen Nachteil bedeutet.
Die EP-A-76039 offenbart einen Schaltkreis für eine Bohrmaschine ähnlich der obigen Erläuterung.
Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schaltkreis zum Variieren der Drehzahl eines Motors zu schaffen, der verhindert, daß der Kontakt eines Kurzschlußschalters durch Funkenbildung verschleißt, und der eine lange Lebensdauer des Schalters gewährleistet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Schaltkreises, der den Verschleiß des Kontakts eines Kurzschlußschalters verhindern kann, indem als Ein-Aus-Schalter ein Leistungstransistor verwendet wird, der ein relativ geringes Tastverhältnis aufweist, eine geringe Wärmekapazität besitzt und wenig kostet.
Erfindungsgemäß wird ein Schaltkreis zum Variieren der Drehzahl eines Motors geschaffen, welcher aufweist:
eine Spannungsversorgungsleitung zum Verbinden des Motors mit einer Spannungsquelle, um dem Motor Antriebsleistung zuzuführen;
eine Verbindungsschaltung mit einem Ein-Aus-Schalter und einem Kurzschlußschalter, die in Parallelschaltung in die Spannungsversorgungsleitung derart eingefügt sind, daß bei eingeschaltetem Kurzschlußschalter die Antriebsleistung dem Motor kontinuierlich zugeführt wird und bei geöffnetem Kurzschlußschalter die Antriebsleistung dem Motor zugeführt wird, wenn der Ein-Aus-Schalter eingeschaltet ist, dem Motor jedoch nicht zugeführt wird, wenn der Ein-Aus-Schalter ausgeschaltet ist;
ein Steuerglied für die Betätigung seitens einer Bedienungsperson, um die Drehzahl des Motors zu variieren, wobei das Steuerglied betätigbar ist, um den Kurzschlußschalter zur Erzielung maximaler Betriebsleistung einzuschalten;
eine Ausgabeeinrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals entsprechend dem Betätigungshub des Steuerglieds;
einen kontinuierlich leitenden Schalter, der eingeschaltet bleibt, wenn das Steuerglied zwischen Stellungen betätigt wird, die dem maximalen Betätigungshub und einem Hub, der etwas kleiner ist als der maximale Betätigungshub, entsprechen; und
eine Endsteuerschaltung, die an die Ausgabeeinrichtung und den kontinuierlich leitenden Schalter angeschlossen ist, um den Ein-Aus-Schalter zu steuern, wobei die Endsteuerschaltung so betrieben wird, daß der Ein-Aus-Schalter während der Zeit, in der der kontinuierlich leitende Schalter eingeschaltet ist, eingeschaltet bleibt, und derart betätigbar ist, daß das Tastverhältnis des Ein-Aus-Schalters nach Maßgabe des Ausgangssignals der Ausgabeeinrichtung variiert wird;
wobei, wenn der Betätigungshub des Steuerglieds von dem kleinsten Hub zu dem größten Hub zunimmt, das Tastverhältnis der Leistungszufuhr zu dem Motor zunimmt, und dann, wenn der Betätigungshub den Hub, der etwas kleiner ist als der maximale Betätigungshub, übersteigt, der kontinuierlich leitende Schalter und der Ein-Aus- Schalter eingeschaltet und anschließend der Kurzschlußschalter bei maximalen Betätigungshub eingeschaltet werden, um dem Motor kontinuierlich Leistung zuführen.
Vorzugsweise enthält die Ausgabeeinrichtung einen Dreieckwellengenerator, einen Vergleicher zum Vergleichen des Ausgangssignals der Ausgabeeinrichtung mit dem Ausgangsignal des Dreieckwellengenerators, und eine Endsteuerschaltung, die an den Vergleicher angeschlossen ist, um den Ein-Aus-Schalter eingeschaltet zu halten, solange das Ausgangssignal des Dreieckwellengenerators das Ausgangssignal der Ausgabeeinrichtung übersteigt.
Der kontinuierlich leitende Schalter kann parallel zu der Ausgabeeinrichtung geschaltet sein, und das Massepotential wird zu dem Eingangssignal des Vergleichers anstelle des Ausgangssignals der Ausgabeeinrichtung dann, wenn der kontinuierlich leitende Schalter eingeschaltet ist, so daß der Vergleicher das Ausgangssignal des Dreieckwellengenerators dahingehend beurteilt, daß es das Ausgangssignal der Ausgabeeinrichtung übersteigt, um so den Ein-Aus-Schalter eingeschaltet zu halten.
Das Verhältnis der Zeit, während der der Ein-Aus-Schalter eingeschaltet ist, zu der Periodendauer des Zyklus, die von der Steuereinrichtung gesteuert wird, beträgt etwa 0,5, und der Ein-Aus-Schalter gestattet ein Schalten in einem Verhältnis der Zeit während des Einschaltens zu der Zeit des Ausschaltens von weniger als 0,5.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung eines beispielhaften Ausführungsbeispiels und anhand der begleitenden Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schaltkreis zum Variieren der Drehzahl eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Zeit-Spannungs-Kennlinie eines Dreieckwellen- Steuersignals und eines Stellsignals als Eingangssignal eines Vergleichers des Schaltkreises, und eines Ausgangssignals aus dem Vergleicher nach Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische, perspektivische Ansicht des veränderlichen Widerstands nach Fig. 1, wobei außerdem ein Steuerglied und die dazugehörigen Schalter dargestellt sind;
Fig. 4 ein Zeitdiagramm der Dauernd-Ein-Stellung eines Ein-Aus-Schalters und einer Einschaltaktion des Kurzschlußschälters nach Fig. 1;
Fig. 5 einen Schaltkreis zum Variieren der Drehzahl eines Motors gemäß dem Stand der Techmk;
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Zeit-Spannungs-Kennlinie des Ausgangssignals des Vergleichers und des dazugehörigen zeitlichen Ablaufs beim Einschalten des Kurzschlußschalters des Schaltkreises nach Fig. 5.
Fig. 1 zeigt einen Schaltkreis zum Steuern der Drehzahl eines Gleichstrommotors M eines (nicht gezeigten) motorgetriebenen Werkzeugs. Der Gleichstrommotor M ist über einen Umschalter SW1 in einer Spannungsversorgungsleitung 10 in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle E geschaltet.
Der Umschalter SW1 enthält Kontakte e1, e2, die an den Pluspol der Gleichspannungsquelle E angeschlossen sind, Kontakte f1, f2, die an den Minuspol der Gleichspannungsquelle E angeschlossen sind, und Schaltelemente g1, g2, die an die entsprechenden Anschlüsse des Gleichstrommotors M über Leitungen 12, 14, angeschlossen sind. Das Schaltelement g1 kann so geschaltet werden, daß es entweder mit dem Kontakt e1 oder mit dem Kontakt f1 in Berührung steht, während das Schaltelement g2 zum Kontaktieren entweder des Kontakts e2 oder f2 geschaltet wird. Durch Auswahl des Schaltvorgangs bei den Schaltelementen g1 und g2 läßt sich die Drehrichtung des Gleichstrommotors M aus der Vorwärtsrichtung in die Rückwärtsrichtung ändern, und umgekehrt, oder man kann die Stromzufuhr zum Gleichstrommotor M stoppen:

Vorwärtsdrehung

Schaltelement g1 - Kontäkt e1
Schaltelement g2 - Kontakt f2

Rückwärtsdrehung

Schaltelement g1 - Kontakt f1
Schaltelement g2 - Kontakt e2

Stop

Schaltelement g1 - Kontakt f1
Schaltelement g2 - Kontakt f2
In der Spannungsversorgungsleitung 10 befindet sich außerdem eine Parallelschaltung aus einem Ein-Aus-Schalter SW2, der einen Leistungstransistor beinhaltet, und einem Kurzschlußschalter SW3. Der Schaltvorgang des Ein-Aus-Schalter SW2 wird von einer Endsteuerschaltung 16 gesteuert. Der Eingang der Endsteuerschaltung 16 empfängt ein Ausgangssignal c eines Vergleichers 24, der ein Steuersignal a, welches von einem Dreieckwellengenerator 22 abgeleitet wird, mit einem Stellsignal b vergleicht, welches von einem veränderlichen Widerstand VR1 abgeleitet wird (siehe Fig. 2). Der Dreieckwellengenerator 22 enthält einen Widerstand, einen Kondensator und einen Verstärker (nicht dargestellt), und er ist über Dioden 18, 20 an die jeweiligen Anschlüsse des Gleichstrommotors M angeschlossen. Die Dioden 18, 20, der Dreieckwellengenerator 22, der Vergleicher 24 und die Endsteuerschaltung 16 bilden eine in Fig. 1 dargestellte Niedrigdrehzahlschaltung 25.
Wie in Fig. 2(a) zu sehen ist, setzt sich das Steuersignal a zusammen aus einer Reihe von Dreieckwellen mit einer gewissen Frequenz und Amplitude, während das Stellsignal b seinen Spannungspegel entsprechend der Stellung eines Steuerglieds 26 des in Fig. 3 gezeigten veränderlichen Widerstands VR1 ändert. Das Steuerglied 26 ist als Bürste ausgebildet, welche ein Widerstandselement 28 und einen Ausgangsanschluß 29 kontaktiert, so daß der Spannungspegel des Stellsignals b sich entsprechend der Kontaktstellung des Steuerglieds 26 bezüglich des Widerstandselements 28 ändert. Das Steuerglied 26 kann von einer Bedienungsperson betätigt werden. In dem für das Motorwerkzeug verwendeten Schaltkreis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Steuerglied 26 betriebsmäßig mit einem (nicht dargestellten) Auslöseelement des Motorwerkzeugs verbunden und wird von der Bedienungsperson über den Auslöser betätigt. Weiterhin ist das Widerstandselement 28 mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle über die Spannungsversorgungsleitung 10 am Ende der Pfeilrichtung A verbunden, während es am Ende der Pfeilrichtung B oder der entgegengesetzten Richtung zwischen die Dioden 18, 20 und den Dreieckwellengenerator 22 geschaltet ist. Der Ausgangsanschluß 29 ist mit dem Vergleicher 24 verbunden, um das Stellsignal b zu liefern.
Bei dieser Ausführungsform nimmt der Spannungspegel des Stellsignals b kontinuierlich ab, wenn sich das Steuerglied 26 in Richtung des Pfeile A bewegt, während er kontinuierlich zunimmt, wenn sich das Steuerglied 26 in Pfeilrichtung B bewegt.
Der Vergleicher 24 vergleicht das Steuersignal a mit dem Stellsignal b und erzeugt das Ausgangssignal c, wenn der Spannungspegel des Steuersignals a das Stellsignal b übersteigt. Wie in Fig. 2(a) gezeigt ist, wird die Zeitspanne t des Ausgangssignals c mit t1, t2, t3 ... um so länger, je näher der Spannungspegel des Stellsignals b, wie bei b1, b2, b3 ..., sinkt. Das Stellsignal bo entspricht dem Ende des Hubs in Pfeilrichtung B oder der kleinsten Betätigungsstellung Po des Steuerglieds 26. Das Stellsignal bo in dieser Stellung Po übersteigt das Steuersignal a immer, so daß kein Ausgangssignal c vorhanden ist.
Dann wird, wie erläutert wurde, das Ausgangssignal c der Endsteuerschaltung 16 für den Ein-Aus-Schalter SW2 zugeführt, und die Endsteuerschaltung 16 schaltet den Ein-Aus- Schalter SW2 nur während der Zeitspanne t ein, in der das Ausgangssignal c vorhanden ist, um dem Gleichstrommotor M elektrische Leistung zuzuführen. Diese Zeit t ändert sich kontinuierlich, wenn t1, t2, t3 ... entsprechend der Bewegung des Steuerglieds 26 in Pfeilrichtung A länger wird, und dementsprechend ändert sich die Drehzahl des Gleichstrommotors M kontinuierlich von niedrig nach hoch. Wenngleich die Zeit t bei der Endstellung Pe des Steuerglieds 26 in Pfeilrichtung A am längsten ist, befindet sich ein dauernd leitender Schalter SW4 an der Stelle P1, die sich unmittelbar vor der Position Pe befindet.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, liegt der kontinuierlich leitende Schalter SW4 zwischen dem Minuspol der Gleichspannungsquelle E und dem Vergleicher 24 parallel zu dem Widerstand 28 des veränderlichen Widerstands VR1. Wenn bei dieser Anordnung der kontinuierlich leitende Schalter eingeschaltet ist, wird von dem Vergleicher 24 ein kontinuierliches Ausgangssignal ce erzeugt und der Endsteuerschaltung 16 zugeführt, um den Ein-Aus-Schalter dauernd eingeschaltet zu halten, damit der Gleichstrommotor M dauernd mit hoher Drehzahl läuft.
Bei dieser Ausführungsform ist der Ein-Aus-Schalter SW2 ein Transistor, der bei einem Tastverhältnis von nicht mehr als 50% schaltet, vorzugsweise bei 40 bis 50 %, und das Verhältnis der Zeitspanne t des Ausgangssignals c oder der Zeit, in der Leistung an den Gleichstrommotor M geliefert wird, zu der Periodendauer S des Steuersignals a bestimmt sich zu 40 bis 50%, auch wenn das Steuerglied 26 sich in seiner maximalen Betätigungsposition Pe befindet.
Wie Fig. 3 zeigt, befindet sich ferner der Kurzschlußschalter SW3 an der Stelle der maximalen Betätigungsposition Pe des Steuerglieds 26. Wenn deshalb das Steuerglied 26 die Position Pe erreicht, wird zusätzlich zu dem Ein-Aus-Schalter SW2 der Kurzschlußschalter SW3 geschlossen, so daß der Gleichstrommotor M mit hoher Geschwindigkeit läuft, während sowohl der Ein-Aus-Schalter SW2 als auch der Kurzschlußschalter SW3 dauernd eingeschaltet sind.
Wenn hingegen das Steuerglied 26 sich aus der maximalen Betätigungsposition Pe in Richtung auf die minimale Betätigungsposition Po bewegt, wird als erstes der Kurzschlußschalter SW3 ausgeschaltet, und anschließend erst wird der Ein-Aus-Schalter ausgeschaltet. Der zeitliche Ablauf dieses Einschaltens des Ein-Aus-Schalters SW2 durch die Wirkung des dauernd leitenden Schalters SW4 und der entsprechende zeitliche Ablauf des Einschaltens des Kurzschlußschalters SW3 sind in den Fig. 4(a) bzw. 4(b) gezeigt.
Im Betrieb wird das Steuerglied 26 normalerweise in seiner kleinsten Betätigungsstellung Po gehalten, und deshalb sind der Ein-Aus-Schalter SW2 und der Kurzschlußschalter SW3 ausgeschaltet. Als erstes betätigt die Bedienungsperson den Umschalter SW1, um die Drehrichtung des Gleichstrommotors M auszuwählen, und anschließend bewegt sie das Steuerglied 26 mit Hilfe des Auslösehebels in Richtung auf die maximale Betätigungsposition Pe. Durch diese Bewegung des Steuerglieds 26 zwischen der Stellung Po in Richtung auf die Stellung P1 ändert sich der Spannungspegel des Stellsignals b entsprechend der jeweiligen Stellung, und es wird das entsprechende Ausgangssignal c an den Ein-Aus- Schalter SW2 geliefert, um diesen während der Zeitspanne t innerhalb der Periodendauer S einzuschalten. Damit dreht sich der Gleichstrommotor M mit einer Drehzahl, die der Zeitspanne t entspricht, und er erhöht seine Drehzahl, wenn sich das Steuerglied 26 in Richtung auf die Position Pe bewegt.
Wenn sich das Steuerglied 26 der Position Pe nähert, schaltet der Ein-Aus-Schalter SW2 ein, um kontinuierlich in der Stellung P1 zu verbleiben, und anschließend schaltet der Kurzschlußschalter SW3 ein. Wenn zum Beispiel die Spannung der Gleichspannungsquelle E 10V beträgt und der Spannungsabfall zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Leistungstransistors oder Ein-Aus-Schalters SW2 2 bis 3V beträgt, beträgt die an den Kurzschlußschalter SW3 gelegte Schaltspannung 2 bis 3V, was dem Spannungsabfall entspricht. Daher gelangt die volle Spannung von 10V der Gleichspannungsquelle E nicht an den Kurzschlußschalter SW3, und an den Kontakten des Kurzschlußschalter SW3 werden keine Funken erzeugt. Dies gilt auch für den Fall, daß der Kurzschlußschalter SW3 geöffnet wird.
Der Kurzschlußschalter SW3 wird also daran gehindert, bei einer Spannung betrieben zu werden, bei der Funken entstehen, so daß der Kurzschlußschalter SW3 eine sehr lange Lebensdauer haben kann.
Außerdem ist bei dieser Ausführungsform der Ein-Aus-Schalter SW2 ein Leistungstransistor für ein Tastverhältnis von nicht mehr als etwa 50%, vorzugsweise etwa 40 bis 50%. Wie oben beschrieben, wird die volle Spannung der Gleichspannungsquelle E an den Ein- Aus-Schalter SW2 nur gelegt, bevor der Kurzschlußschalter SW3 eingeschaltet wird, und dies nur während einer sehr kurzen Zeitspanne, und es gibt auch dann kein Problem, wenn der den Nennstrom übersteigende Strom während einer derart sehr kurzen Zeitspanne durch den Ein-Aus-Schalter SW2 fließt. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig, einen teuren Leistungstransistor als Ein-Aus-Schalter SW2 zu verwenden, der in der Lage ist, kontinuierlich bei einem Tastverhältnis von 100% zu arbeiten.
Bei dieser Ausführungsform gestattet also der relative billige Leistungstransistor ein relativ kleines Tastverhältnis, er besitzt eine relativ geringe Wärmekapazität, und er kann dennoch als Ein-Aus-Schalter SW2 eingesetzt werden, so daß der Schaltkreis mit niedrigen Kosten gefertigt werden kann.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert wurde, versteht sich, daß Modifizierungen oder Abwandlungen leicht möglich sind, ohne daß vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, welche durch die beigefügten Ansprüche definiert wird, abgewichen wird.

Claims

1. Schaltkreis zum Variieren der Drehzahl eines Motors (M), umfassend:

eine Spannungsversorgungsleitung (10) zum Verbinden des Motors (M) mit einer Spannungsquelle (E), um dem Motor Antriebsleistung zuzuführen;

eine Verbindungsschaltung (SW2, SW3) mit einem Ein-Aus-Schalter (SW2) und einem Kurzschlußschalter (SW3), die in paralleler Anordnung in der Spannungsversorgungsleitung derart liegen, daß bei eingeschaltetem Kurzschlußschalter dem Motor (M) die Antriebsleistung dauernd zugeführt wird, während bei geöffnetem Kurzschlußschalter die Antriebsleistung dem Motor (M) zugeführt wird, wenn der Ein-Aus-Schalter eingeschaltet ist, jedoch nicht zugeführt wird, wenn der Ein-Aus-Schalter ausgeschaltet ist;

ein Steuerglied (VR1, Fig. 3, 26) für die Betätigung durch eine Bedienungsperson, um die Drehzahl des Motors zu variieren, wobei das Steuerglied betätigbar ist, um den Kurzschlußschalter einzuschalten und die maximale Betriebsleistung vorzusehen;

eine Ausgabeeinrichtung (22, 23) zum Erzeugen eines Ausgangssignals (c), welches dem Betätigungshub des Steuerglieds entspricht;

einen kontinuierlich leitenden Schalter (SW4), der eingeschaltet gehalten wird, wenn das Steuerglied zwischen Stellungen betätigt ist, die der maximalen Betriebsleistung (Fig. 3, Pe) und einer Leistung (Fig. 3, P1), die etwas geringer als die maximale Leistung ist, entsprechen; und

eine Endsteuerschaltung (16), die an die Ausgabeeinrichtung und den kontinuierlich leitenden Schalter angeschlossen ist, um den Ein-Aus-Schalter zu steuern, wobei die Endsteuerschaltung derart betreibbar ist, daß sie den Ein-Aus-Schalter (SW2) während der Zeit, in der der kontinuierlich leitende Schalter (SW4) eingeschaltet ist, eingeschaltet hält, und außerdem derart betreibbar ist, daß das Tastverhältnis des Ein-Aus-Schalters nach Maßgabe des Ausgangsignals der Ausgabeeinrichtung variiert wird;

wodurch, wenn der Betätigungshub des Steuerglieds von minimaler Leistung auf maximale Leistung zunimmt, das Tastverhältnis der an den Motor gelangenden Versorgungsspannung zunimmt, und dann, wenn der Betätigungshub den etwas geringeren als den maximalen Betätigungshub betragenden Hub übersteigt, der dauernd leitende Schalter (SW4) und der Ein-Aus-Schalter eingeschaltet und anschließend der Kurzschlußschalter bei maximaler Betriebsleistung eingeschaltet wird, um dadurch dem Motor kontinuierlich Leistung zuzuführen.

2. Schaltkreis nach Anspruch 1, bei dem die Ausgabeeinrichtung einen Dreieckwellengenerator (22) und einen das Ausgangssignal (b) des Steuerglieds mit dem Ausgangssignal (a) des Dreieckwellengenerators vergleichenden Vergleicher (23) enthält, wobei die Endsteuerschaltung (16) an den Vergleicher angeschlossen ist, um den Ein-Aus- Schalter (SW2) dann einzuschalten, wenn das Ausgangssignal des Dreieckwellengenerators größer als das Ausgangssignal des Steuerglieds ist.

3. Schaltkreis nach Anspruch 2, bei dem der kontinuierlich leitende Schalter (SW4) parallel zu der Ausgabeeinrichtung geschaltet ist, und der Eingang des Vergleichers dann, wenn der kontinuierlich leitende Schalter eingeschaltet ist, nicht dem Ausgang der Ausgabeeinrichtung entspricht, sondern stattdessen auf Masse gelegt wird, so daß der Vergleicher ermittelt, daß das Ausgangssignal des Dreieckwellengenerators größer als das Ausgangssignal der Ausgabeeinrichtung ist, damit der Ein-Aus-Schalter eingeschaltet bleibt.

4. Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis der Zeit, während der der Ein-Aus-Schalter eingeschaltet ist, zu der Periodendauer des Zyklus etwa 0,5 beträgt, wenn der Betätigungshub des Steuerglieds einen Betrag erreicht, der geringfügig kleiner ist als der zum Einschalten des kontinuierlich leitenden Schalters benötigte Hub.

5. Schaltkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Ein- Aus-Schalter einen Schaltvorgang mit einem maximalen Verhältnis der Einschaltzeit bezogen auf die Ausschaltzeit von weniger als etwa 0,5 ausführen kann.