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    Ein Luftkompressor schließt ein: einen Behälterabschnitt zum Aufbewahren von in einem Pneumatikwerkzeug verwendbarer Druckluft; einen Druckluftgenerierabschnitt zum Generieren von Druckluft und Zuführen der Druckluft zu dem Behälterabschnitt; einen Antriebsabschnitt einschließlich eines Motors zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnitts; einen Steuerschaltungsabschnitt zum Steuern des Antriebsabschnitts und einen Drucksensor zum Erfassen des Drucks der im Behälterabschnitt aufbewahrten Druckluft. Der Steuerschaltungsabschnitt schließt eine Einheit zum mehrstufigen Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors ein, basierend auf einem von dem Drucksensor ausgegebenen Erfassungssignal.
    公开号:DE102004007882A1
    申请号:DE200410007882
    申请日:2004-02-18
    公开日:2004-10-28
    发明作者:Yoshio Hitachinaka Iimura；Hiroaki Hitachinaka Orikasa；Kazuhiro Hitachinaka Segawa；Mitsuhiro Hitachinaka Sunaoshi；Toshiaki Hitachinaka Uchida
    申请人:Hitachi Koki Co Ltd；
    IPC主号:F04B41-02
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen Luftkompressor zum Generierenvon in einem Pneumatikwerkzeug, wie zum Beispiel einer pneumatischen Nagelmaschine,verwendender Druckluft und ein Verfahren zum Steuern des Luftkompressors.
    [0002] Allgemeinist ein fürPneumatikwerkzeug verwendeter Luftkompressor derart aufgebaut, dass eineKurbelwelle eines Kompressorhauptteils von einem Motor angetriebenwird, um zu Drehen zum Hinundherbewegen eines Kolbens in einem Zylinderin Übereinstimmungmit der Drehung der Kurbelwelle, um hierdurch von einem Einlassventilangesaugte Luft zu komprimieren. Die im Kompressorhauptteil generierteDruckluft wird von einem Auslassventil zu einem Luftbehälter über einRohr entleert, bzw. ausgeräumtund in dem Behälteraufbewahrt. Das Pneumatikwerkzeug richtet seine Arbeit, wie zumBeispiel Nageln, unter Verwendung der in dem Behälter aufbewahrten Druckluft.
    [0003] DerLuftkompressor wird häufigzu einer Baustelle getragen und im Freien verwendet oder wird häufig andicht besiedelten Orten verwendetet. Aus diesem Grund muss der Luftkompressoraus verschiedenen Gesichtspunkten verbessert werden. Gemäß den Untersuchungender vorliegenden Erfinder in Bezug darauf, wie der Luftkompressortatsächlichan dem Arbeitsplatz verwendet wird, können die Benutzerwünsche unddie technischen Probleme in folgenden Unterpunkten gesammelt werden.
    [0004] Weilder Luftkompressor einen Mechanismus zum Umsetzen der Drehung desMotors in die Hinundherbewegung des Kolbens im Zylinder hat, ist esunvermeidbar, dass spürbaresGeräuschproduziert wird, wenn der Motor dreht. Zudem wird, weil das Pneumatikwerkzeug,wie zum Beispiel eine Nagelmaschine, unter Verwendung von durchden Luftkompressor generierter Druckluft Betriebsgeräusch produziert,wenn das Pneumatikwerkzeug arbeitet, das Betriebsgeräusch kombiniertmit dem Eigengeräuschdes Luftkompressors, so dass überallLärm aufder Baustelle produziert wird. Insbesondere, wenn der Luftkompressorin den frühenMorgenstunden oder nach den Abendstunden an dicht besiedelten Ortenverwendet wird, gibt es einen starken Bedarf, dass das Geräusch soniedrig wie möglichsein sollte.
    [0005] DerOrt, an dem der Luftkompressor verwendet wird, ist nicht immer ineiner ausreichend mit elektrischer Energie versorgten Umgebung.Der Luftkompressor kann eher verwendet werden in einer solchen Umgebung,dass es unmöglichist, eine ausreichend hohe Spannung beizubehalten, weil eine langeSchnur zu verwenden ist zum Bereitstellen einer Energieversorgungsspannungvon einem anderen Ort oder in einer solchen Umgebung, dass im großen UmfangDruckluft verbraucht werden muss, weil eine große Zahl pneumatischer Werkzeugegleichzeitig zu benutzen sind.
    [0006] Ausdiesem Grund kann es unmöglichsein, eine Hochleistungsausgangsgröße von dem Luftkompressor zuproduzieren. Wenn beispielsweise eine Nagelmaschine unter der Bedingungverwendet wird, dass die Ausgangsgröße nicht ausreicht, wird dasNageln nicht tief genug ausgeführtund es ergibt sich ein Problem, dass es unmöglich ist, ein Werkstück zufriedenstellendzu nageln.
    [0007] Allgemeinwird 26 kg/cm2 bis 30 kg/cm2 an Luftin dem Luftbehälterdes Luftkompressors aufbewahrt. Es ist unvermeidlich, dass die Luftnach und nach entweicht, wenn kein Werkzeug verwendet wird. Es gibtein anderes Problem, das das Absenken der Effizienz verursacht werdenkann in Übereinstimmungdamit, wie der Luftkompressor zu verwenden ist.
    [0008] Esist selten, dass der Luftkompressor für Pneumatikwerkzeug als einstationärerKompressor verwendet wird. In den meisten Fällen ist der Luftkompressorvon tragbarer Art, so dass der Luftkompressor verwendet wird, nachdemer auf eine Baustelle getragen worden ist. Demnach muss der Luftkompressorvon so kleiner Größe wie möglich sein undso exzellent tragbar wie möglich.Entsprechend muss ein Verkomplizieren des Aufbaus des Druckluftgenerierabschnittsund des Antriebsabschnitts zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnittes weitmöglichstvermieden werden, um die Tragbarkeit nicht zu stören.
    [0009] Esgibt ein Problem, dass die Lebensdauer des Luftkompressors, derfür Pneumatikwerkzeuge verwendetwird, kürzerals die Lebensdauer eines für Kühlgeräte, Klimaanlagenetc. verwendeten Kompressors. Obwohl es in einem Aspekt unvermeidbar ist,dass der Luftkompressor eine kurze Lebensdauer hat, weil der Luftkompressorin rauer Umgebung verwendet wird, ist das Unterdrücken derLaständerung zum äußerstenoder das Unterdrückendes Generierens von verschwendeter Druckluft zum äußersten erforderlichzum Erzielen der Verlängerungder Lebensdauer.
    [0010] Esist unvermeidbar, dass die Temperatur des Luftkompressors spürbar hochwird aufgrund der Hinundherbewegung des Kolbens im Zylinder und desim Motor fließendenelektrischen Stroms zum Antreiben des Kolbens. Die hohe Temperaturdes Luftkompressors verursacht jedoch ein Ansteigen an Verlustenund eine Störungder Effizienz. Demnach ist die Unterdrückung des Ansteigens der Temperatur desLuftkompressor bis zum äußerstenein dringendes Erfordernis.
    [0011] EinZiel der Erfindung ist es, einen Luftkompressor bereitzustellenund ein Steuerverfahren davon zum Lösen der oben beschriebenenProbleme, insbesondere (1), (2) und (5).
    [0012] ZumErreichen des vorangegangenen Ziels stellt die Erfindung einen Luftkompressorbereit einschließlicheines Behälterabschnitteszum Aufbewahren komprimierter Luft, die in einem Pneumatikwerkzeugverwendet wird, einen Druckluftgenerierabschnitt zum Generierenkomprimierter Luft und Zuführender komprimierten Luft zum Behälterabschnitt, einenAntriebsabschnitt mit einem Motor zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnittesund einen Steuerschaltungsabschnitt zum Steuern des Antriebsabschnitts,wobei: der Luftkompressor ferner einen Drucksensor einschließt zum Erfassendes Drucks der in dem Behälterabschnittaufbewahrten Druckluft; und der Steuerschaltungsabschnitt eine Einheiteinschließtzum mehrstufigen Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors aufder Basis eines von dem Drucksensor abgegebenen Erfassungssignals.
    [0013] Wenndie Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufig auf diese Weise in Übereinstimmungmit dem Behälterdruckgesteuert wird, kann der Lastzustand derart vorhergesagt werden,dass Druckluft effizient generiert werden kann. Leistungsknappheit kannvermieden werden, selbst in dem Fall, in dem eine große Mengevon Luft verwendet wird. Die Drehgeschwindigkeit kann reduziertwerden zum Erzielen eines geräuscharmenBetriebs, wenn eine kleine Menge von Luft verwendet wird.
    [0014] Inder Erfindung kann der Steuerschaltungsabschnitt den InnendruckP des Behälterabschnitts aufder Basis eines von dem Drucksensor ausgegebenen Erfassungssignalsberechnen, die Rate ΔP/ΔT der Druckänderung ΔP zu einervorbestimmten Zeit ΔTberechnen und die Drehgeschwindigkeit des Motors auf der Basis vonzumindest einem aus der Gruppe von dem Druck P und der Rate ΔP/ΔT der Druckänderungentscheiden.
    [0015] Indiesem Aufbau kann die zu verwendende Luftmenge feiner vorhergesagtwerden, so dass der Leistungsverbesserungs- und Geräuschreduzier-Effektstärkerverbessert werden können.
    [0016] Inder Erfindung kann der Steuerschaltungsabschnitt ferner einen Speichereinschließenzum Speichern von Zusammenhängenzwischen dem Druck P des Behälterabschnittsund der Rate ΔP/ΔT der Drückänderungund der Drehgeschwindigkeit des Motors angebender Information, sodass die Drehgeschwindigkeit des Motors mit Hilfe des Durchsuchensdes Speichers entschieden wird.
    [0017] Indiesem Aufbau kann die Drehgeschwindigkeit leichter gesteuert werden.
    [0018] Erfindungsgemäß kann dieDrehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motors mehrstufig eingestelltwerden, um eine Vielzahl von Werten zu haben, wie zum Beispiel 0,N, 2N, 3N, ..., und nN (wobei n einebeliebige Zahl ist), so das einer der Werte durch den Steuerschaltungsabschnittausgewähltwird, um hierdurch den Motor zu steuern. Wenn die Drehzahl auf dieseWeise mehrstufig gesteuert wird, kann die Effizienz des Generierensvon Druckluft verbessert werden, verglichen mit der Ein-/Aus-Steuerungdes Standes der Technik.
    [0019] DieErfindung kann einen Luftkompressor bereitstellen, einschließlich einesBehälterabschnitteszum Aufbewahren von in einem pneumatischen Werkzeug verwendbarerbzw. zu verwendender Druckluft, eines Druckluftgenerierabschnitteszum Generieren von Druckluft und Zuführen der Druckluft zu dem Behälterabschnitt,eines Antriebsabschnitts mit einem Motor zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnittesund eines Steuerschaltungsabschnitts zum Steuern des Antriebsabschnitts,wobei: der Luftkompressor außerdemeinen Temperatursensor einschließt zum Erfassen der Temperaturdes Motors des Antriebsabschnitts, und die Drehgeschwindigkeit desMotors mehrstufig gesteuert wird, basierend auf einem von dem Temperatursensor ausgegebenenErfassungssignal.
    [0020] DerLuftkompressor gemäß der Erfindung kannferner einen Drucksensor zum Erfassen des Drucks von Druckluft imBehälterabschnitteinschließen,wobei die Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufig basierend aufvon dem Temperatursensor und dem Drucksensor ausgegebenen Erfassungssignalengesteuert wird.
    [0021] DerDruckkompressor gemäß der Erfindung kannferner eine Spannungserfassungsschaltung einschließen zumErfassen einer Energieversorgungsspannung des Antriebsabschnittsund eine Stromerfassungsschaltung zum Erfassen eines Laststromsdes Antriebsabschnitts, wobei die Drehgeschwindigkeit des Motorsmehrstufig gesteuert wird, basierend auf dem von dem Temperatursensorausgegebenen Erfassungssignal und einem von mindestens einem ausder Gruppe von Spannungserfassungsschaltung und Stromerfassungsschaltungausgegebenen Erfassungssignal.
    [0022] Indem Luftkompressor gemäß der Erfindung kanndie Drehgeschwindigkeit des Motors in mindestens drei Stufen einerhohen Geschwindigkeit, einer mittleren Geschwindigkeit und einerniedrigen Geschwindigkeit gesteuert werden. Die Erfindung kann einenLuftkompressor einschließlicheines Behälterabschnittszum Aufbewahren von in einem pneumatischen Werkzeug verwendbarerDruckluft bereitstellen, eines Druckluftgenerierabschnittes zumGenerieren von Druckluft und Zuführender Druckluft zum Behälterabschnitt,eines Antriebabschnitts mit einem Motor zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnittsund eines Steuerschaltungsabschnitts zum Steuern des Antriebsabschnitts,wobei: der Luftkompressor ferner einen Drucksensor einschließt zum Erfassendes Drucks der in dem Behälterabschnittaufbewahrten Druckluft; und die Rate ΔP1/ΔT1 der Äderung ΔP1 des Innendrucks des Behälterabschnittszu einer relativ kurzen Zeit ΔT1und die Rate ΔP2/ΔT2 der Änderung ΔP2 des Innendrucksim Behälterabschnittszu einer Zeit ΔT2,die längerist als die Zeit ΔT1,berechnet werden, basierend auf den Erfassungssignalen, die vondem Drucksensor ausgegeben werden, so dass die Drehgeschwindigkeitdes Motors mehrstufig gesteuert wird auf der Basis von mindestenseiner der beiden Druckänderungsraten.
    [0023] DerLuftkompressor gemäß der Erfindung kannferner einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Motorseinschließen,wobei die Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufig gesteuert wird,basierend auf den beiden Druckänderungsratenund einem Erfassungssignal, das von dem Temperatursensor ausgegebenwird.
    [0024] DerLuftkompressor gemäß der Erfindung kannferner einen Spannungssensor einschließen zum Erfassen einer Energieversorgungsspannung desAntriebsabschnitts und einen Stromsensor zum Erfassen eines Laststromsdes Antriebsabschnitts, wobei die Drehgeschwindigkeit des Motorsmehrstufig gesteuert wird, basierend auf den beiden Druckänderungsratenund mindestens einem aus der Gruppe der Erfassungssignale, die vondem Spannungssensor und dem Stromsensor ausgegeben werden.
    [0025] AndereMerkmale der Erfindung werden klarer aus der folgenden Beschreibungverstanden werden.
    [0026] Dievorliegende Erfindung kann leichter beschrieben werden unter Bezugnahmeauf die beiliegenden Zeichnungen, in denen zeigt:
    [0027] 1 ein Konzeptdiagramm ersterbis dritter Ausgestaltungsformen von Luftkompressoren gemäß der Erfindung;
    [0028] 2 eine Draufsicht der erstenAusgestaltungsform des Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0029] 3 ein Schaltungsdiagrammerster bis dritter Ausgestaltungsformen der Motorantriebsschaltungenin den Luftkompressoren gemäß der Erfindung;
    [0030] 4 ein Ablaufdiagramm einerersten Ausgestaltungsform eines Programms, das zur Steuerung desLuftkompressors gemäß der Erfindungverwendet wird;
    [0031] 5 eine Graphik zum Erläutern einer Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabelle,die verwendet wird zum Steuern des Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0032] 6 eine Graphik zum Erläutern einer Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabelle,die verwendet wird zum Steuern des Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0033] 7 eine Graphik zum Erläutern einer Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabelle,die verwendet wird zum Steuern des Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0034] 8 eine Graphik zum Erläutern einer Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabelle,die verwendet wird zum Steuern des Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0035] 9 eine Graphik einer Druckänderungskurvezum Erläuterndes Betriebs eines Luftkompressors gemäß dem Stand der Technik;
    [0036] 10 eine Graphik einer Druckänderungskurvezum Erläuterndes Betriebs eines Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0037] 11 eine Graphik einer Druckänderungskurvezum Erläuterndes Betriebs eines Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0038] 12 eine Graphik einer Druckänderungskurvezum Erläuterndes Betriebs eines Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0039] 13 eine Graphik einer Druckänderungskurvezum Erläuterndes Betriebs eines Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0040] 14 ein Ablaufdiagramm einerzweiten Ausgestaltungsform eines Programms, das zum Steuern desLuftkompressors gemäß der Erfindung verwendetwird;
    [0041] 15 ein Ablaufdiagramm einesanderen Beispiels der zweiten Ausgestaltungsform des Programms,das verwendet wird zum Steuern des Luftkompressors gemäß der Erfindung;
    [0042] 16 ein Ablaufdiagramm einerdritten Ausgestaltungsform eines Programms, das verwendet wird zumSteuern des Luftkompressors gemäß der Erfindung;und
    [0043] 17 eine Graphik einer Druckänderungskurvezum Erläuterndes Betriebs des Luftkompressors gemäß der Erfindung.
    [0044] Eineerste bevorzugte Ausführungsformder Erfindung wird nachstehend detailliert beschrieben.
    [0045] 1 ist eine Konzeptansichteines Luftkompressors gemäß der Erfindung.Wie in 1 gezeigt, schließt der Luftkompressoreinen Behälterabschnitt 10 einzum Aufbewahren von Druckluft, einen Druckluftgenerierabschnitt 20 zumGenerieren von Druckluft, einen Antriebsabschnitt 30 zumAntreiben des Druckluftgenerierabschnitts 20 und einenSteuerschaltungsabschnitt zum Steuern des Antriebsabschnitts 30.
    [0046] Wiein 2 gezeigt, schließt der Behälterabschnitt 10 einenLuftbehälter 10A zumAufbewahren von hochkomprimierter Druckluft ein. Beispielsweisewerden dem Luftbehälter 10A durchein Rohr 21, das mit einer Auslassöffnung eines Kompressorabschnittes 20A verbundenwird, hochkomprimierte Luft von 20 kg/cm2 bis30 kg/cm2 zugeführt.
    [0047] DerLuftbehälter 10 istallgemein mit einer Vielzahl von Druckluftauslassanschlüssen 18 und 19 versehen.In dieser Ausgestaltungsform ist ein Beispiel gezeigt, in welchemein Auslassanschluss 18 zum Entnehmen von Niederdruck-Druckluftund ein Auslassanschluss 19 zum Entnehmen von Hochdruck-Druckluft an demLuftbehälter 10A angebracht sind.Es ist selbstverständlich,dass die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist.
    [0048] DerNiederdruck-Druckluftausgangsabschnitt 18 ist mit einemNiederdruckkoppler 14 durch ein Druckreduzierventil 12 verbunden.Der maximale Druck der Druckluft auf der Auslassseite des Druckreduzierventils 12 wirdunabhängigvom Druck der Druckluft auf der Einlassseite des Druckreduzierventils 12 bestimmt.In dieser Ausgestaltungsform ist der maximale Druck festgelegt aufeinen vorbestimmten Wert in einem Bereich von 7 kg/cm2 bis10 kg/cm2. Demgemäß kann Druckluft mit einemDruck von nicht mehr als dem maximalen Druck von der Auslassseitedes Druckreduzierventils 12 erhalten werden, unabhängig vondem Druck im Luftbehälter 10A.
    [0049] Druckluftauf der Auslassseite des Druckreduzierventils 12 wird einempneumatischen Niederdruckwerkzeug 51, das in 1 gezeigt ist, über einenNiederdruckkoppler 14 zugeführt.
    [0050] Andererseitsist der Hochdruck-Druckluftauslassanschluss 19 an einenHochdruckkoppler 15 durch ein Druckreduzierventil 13 verbunden.Der maximale Druck der Druckluft auf der Auslassseite des Druckreduzierventils 13 wirdunabhängigvom Druck der Druckluft an der Einlassseite des Druckreduzierventils 13 bestimmt.In dieser Ausgestaltungsform wird der maximale Druck festgelegtauf einen vorbestimmten Wert in einem Bereich von 10 kg/cm2 bis 30 kg/cm2.Entsprechend kann Druckluft mit einem Druck von nicht mehr als demmaximalen Druck von der Auslassseite des Druckreduzierventils 13 erhaltenwerden. Druckluft auf der Auslassseite des Druckreduzierventils 13 wirdeinem in 1 gezeigtenpneumatischen Hochdruckwerkzeug 52 durch einen Hochdruckkoppler 15 zugeführt.
    [0051] EineNiederdruckanzeige 16 und eine Hochdruckanzeige 17 sindausgebildet, um an den Druckreduzierventilen 12 und 13 jeweilsderart angebracht zu werden, dass der Druck der Druckluft auf derAuslassseite jedes der Druckreduzierventile 12 und 13 beobachtetwerden kann. Der Niederdruckkoppler 14 und der Hochdruckkoppler 15 sindderart ausgebildet, dass sie nicht kompatibel miteinander sind aufgrundunterschiedlicher Größe, so dassdas pneumatische Hochdruckwerkzeug 52 nicht mit dem Niederdruckkoppler 14 verbundenwerden kann währenddas pneumatische Niederdruckwerkzeug 51 nicht mit dem Hochdruckkopplerverbunden werden kann. Eine solche Konfiguration ist bereits in JP-A-4-296505 vorgeschlagenworden, die von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung angemeldet wordenist.
    [0052] EinDrucksensor 11 ist an einem Abschnitt des Luftbehälters 10A derartangebracht, dass der Druck der Druckluft im Behälter 10A durch den Drucksensor 11 erfasstwerden kann. Ein Erfassungssignal, das vom Drucksensor 11 ausgegeben wird,wird dem Steuerschaltungsabschnitt 40 zugeführt undzum Steuern eines Motors verwendet, welcher später beschrieben werden wird.Ein Sicherheitsventil 10B ist an einem Abschnitt des Luftbehälters 10A derartangebracht, dass ein Teil der Luft aus dem Luftbehälter 10A durchdas Sicherheitsventil 10B entweicht zum Garantieren derSicherheit, wenn der Druck im Luftbehälter 10A außergewöhnlich hochist.
    [0053] DerDruckluftgenerierabschnitt 20 bewegt einen Kolben in einemZylinder hin und her zum komprimieren von in den Zylinder über einEinlassventil des Zylinders angesaugter Luft, um hierdurch Druckluftzu generieren. Der Kompressor ist per sé bekannt. Beispielsweisehat JP-A-11-280653 ,die von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung angemeldet wordenist, einen Mechanismus zum Übertragen derDrehung eines Motors zu einer Ausgangswelle über ein an einem vorderen Endeeiner Drehwelle angebrachtes Ritzel und ein mit dem Ritzel in Eingriff stehendesZahnrad zum Bewegen der Ausgangswelle, um hierdurch einen Kolbenhin und her zu bewegen, offenbart.
    [0054] Wennder Kolben in den Zylinder eine Hinunherbewegung ausführt, wirddurch das in einem Zylinderkopf vorgesehene Einlassventil angesaugte Luftkomprimiert. Wenn der Druck der komprimierten Luft einen vorbestimmtenWert erreicht, wird von einem im Zylinderkopf bereitgestellten Auslassventil Drucklufterhalten. Die Druckluft wird einem Luftbehälter 10A durch dasRohr 21 zugeführt,das in 2 gezeigt ist.
    [0055] DerAntriebsabschnitt 30 generiert Antriebskraft für die Hinunherbewegungdes Kolbens. Wie in 3 gezeigt,schließtder Antriebsabschnitt 30 einen Motor 33 ein, eineMotorantriebs- bzw. Treiberschaltung 32 und eine Energieversorgungsschaltung 31.Die Energieversorgungsschaltung 31 hat eine Gleichrichterschaltung 313 zumGleichrichten der Spannung von einer 100 V Wechselspannungsquelle 310 undeine Glättungs-/Anhebungs-/Konstanzspannungs-Schaltung 314 zumGlätten,Anheben und Regeln der gleichgerichteten Spannung in eine Konstantspannung.
    [0056] DieEnergieversorgungsschaltung 31 ist auch mit einem Spannungsdetektor 311 versehen zumErfassen der Spannung zwischen entgegengesetzten Enden der Wechselspannungsquelle 310 undeinen Stromdetektor 312 zum erfassen des in der Wechselspannungsquelle 310 fließenden Stroms,falls erforderlich. Von den Detektoren 311 und 312 abgegebene Signalewerden dem Steuerschaltungsabschnitt 40 zugeführt, welcherspäterbeschrieben wird. Obwohl die Detektoren 311 und 312 zumSteuern des Motors 33 verwendet werden zum Drehen bei einerhohen Geschwindigkeit, beispielsweise, in solch einer sehr kurzenZeit, dass ein Schaltungsunterbrecher (nicht dargestellte Motorschutzschaltung,Sicherung o.ä.)der Wechselspannungsquelle 310 nicht ansprechen wird, wirddie detaillierte Beschreibung der Detektoren 311 und 312 weggelassen,weil die Detektoren 311 und 312 nicht direkt in Verbindungstehen mit dem Steuern in dieser Ausgestaltungsform. Obwohl derSteuerschaltungsabschnitt 40 auch mit der Konstantspannungsschaltung 314 zumErhalten einer Konstantspannung zu tun hat, wird die detaillierteBeschreibung der Konstantspannungsschaltung 314 weggelassen,weil die Konfiguration der Konstantspannungsschaltung 314 per sé allgemeinbekannt ist.
    [0057] DieMotorantriebsschaltung 32 hat Schalttransistoren 321 bis 326 zumGenerieren einer Dreiphasenimpulsspannung einer U-Phase, einer V-Phaseund einer W-Phase aus einer Gleichspannung. Die Transistoren 321 bis 326 werdengesteuert, um durch den Steuerschaltungsabschnitt 40 ein-/aus-geschaltet zuwerden. Die Frequenz eines jeden der Transistoren 321 bis 326 zugeführten Impulssignals wirdgesteuert, um hierdurch die Drehgeschwindigkeit des Motors zu steuern.
    [0058] Alsein Beispiel wird die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 mehrstufigfestgelegt, um ganzzahlige vielfache nR eines Referenzwertes R,wie zum Beispiel 0 U/min, 1200 U/min, 2400 U/min und 3600 U/minzu sein. Der Motor 33 wird gesteuert, um bei einer Drehgeschwindigkeitangetrieben zu werden, die aus diesen Werten ausgewählt wird.
    [0059] Diodensind jeweils mit den Schalttransistoren 321 bis 326 parallelgeschaltet. Die Dioden sind vorgesehen zum Verhindern der Zerstörung der Transistoren 321 bis 326 durch ineinem Stator 33A des Motors 33 generierte gegenelektromotorische Kräfte.
    [0060] DerMotor 33 hat einen Stator 33A und einen Rotor 33B.U-Phasen-, V-Phasen-und W-Phasen-Spulen 331, 332 und 333 sindin dem Stator 33A ausgebildet. Ein drehendes Magnetfeldwird, basierend auf in diesen Spulen 331 bis 333 fließenden elektrischenStrömen,gebildet.
    [0061] Indieser Ausgestaltungsform ist der Rotor 33B aus einem Permanentmagnetenerstellt. Der Rotor 33B wird durch das drehende Magnetfeldgedreht, das basierend auf durch diese Spulen 331 bis 333 desStators 33A fließendeelektrische Strömegebildet wird. Die Drehkraft des Rotors 33B dient als Antriebskraftzum Betreiben des Kolbens des Druckluftgenerierabschnittes 20 (1).
    [0062] DerMotor 33 ist mit einer Temperaturerfassungsschaltung 334 versehenzum Erfassen der Spulentemperatur des Stators 33a. Einvon der Temperaturerfassungsschaltung 334 ausgegebenesErfassungssignal wird dem Steuerschaltungsabschnitt 40 zugeführt. DerMotor 33 ist auch mit eine Drehgeschwindigkeits- bzw. Drehzahlerfassungsschaltung 335 versehenzum Erfassen der Drehzahl des Rotors 33B, falls erforderlich.Ein von der Drehzahlerfassungsschaltung 335 ausgegebenesErfassungssignal wird dem Steuerschaltungsabschnitt 40 zugeführt.
    [0063] Wiein 1 gezeigt, schließt der Steuerschaltungsabschnitt 40 eineZentralverarbeitungseinheit (auf die nachstehend bezug genommenwird als CPU vom englischsprachigen Ausdruck Central ProcessingUnit) 41 ein, einen Speicher wahlfreien Zugriffs (der nachstehendals RAM bezeichnet wird vom englischsprachigen Ausdruck Random AccessMemory) 42, und einen Nur-Lesespeicher (auf den nachstehendbezug genommen wird als ROM vom englischsprachigen Ausdruck ReadOnly Memory) 43.
    [0064] Einvon dem Drucksensor 11 ausgegebenes Erfassungssignal undein von der Temperaturerfassungsschaltung 334 ausgegebenesErfassungssignal werden der CPU 41 über Schnittstellenschaltungen(die nachstehend abgekürztsind als I/F-Schaltungen vom englischsprachigen Ausdruck Interface) 44 und 45 jeweilszugeführt.Ein von der CPU 41 ausgegebenes Befehlssignal wird derMotorantriebsschaltung 32 des Antriebsabschnittes 30 durchdie I/F-Schaltung 45 zugeführt, um hierdurch die Schalttransistoren 321 bis 326 zusteuern (3).
    [0065] EinMotorsteuerprogramm, wie in 4 gezeigt,wird im ROM 43 gespeichert. Das RAM 42 wird verwendetzum temporärenSpeichern von Daten und Rechenergebnissen, die erforderlich sindfür das Ausführen desProgramms.
    [0066] 4 ist ein Ablaufdiagrammdes in dem ROM 43 des Steuerschaltungsabschnittes 40 inder Erfindung gespeicherten Programms.
    [0067] InSchritt 100 in 4 wirdeine Initialisierung vorgenommen, so dass die Drehgeschwindigkeitdes Motors 33 festgelegt wird auf N2 (2400 U/min). Im nächsten Schritt 101,wenn im Schritt 109 ein Ändern der Drehgeschwindigkeitangefordert wird, wie späterbeschrieben wird, wird die geänderte Drehgeschwindigkeitvon der in dem RAM 42 des Steuerschaltungsabschnittes 40 gespeichertenTabelle geholt und der eingestellte Wert wird geändert. Diese Ausgestaltungsformzeigt ein Beispiel, in welchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 in vierStufen gesteuert wird, das heißt,N0, N1, N2 und N3. Die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 kann gesteuertwerden, um irgendeinen Wert von N0 = 0 U/min, N1 = 1200 U/min, N2= 2400 U/min und N3 = 3600 U/min zu haben. Es ist eine Selbstverständlichkeit,dass die Erfindung nicht auf das spezifische Beispiel beschränkt ist.Die Drehgeschwindigkeit N kann mehrstufig gesteuert werden. DieWerte von N0, N1, N2 und N3 könnenoptional eingestellt werden.
    [0068] InSchritt 102 wird der Druck (8t) der Druckluft im Luftbehälter 10A durchden Drucksensor 11 (2 erfasst).Der Druck P(t) wird in dem Steuerschaltungsabschnitt 40 ingeeigneter Weise A/D-umgesetzt und in einem Bereich im RAM 42 gespeichert.
    [0069] ImnächstenSchritt 103 wird eine Beurteilung getroffen, ob der DruckP im Behälter 10A höher istals 30 kg/cm2 oder nicht. Wenn der DruckP im Behälter 10A höher istals 30 kg/cm2, geht die momentane Positiondes Programms zu Schritt 104, in welchem der Motor 33 gesteuertwird, um seine Drehung anzuhalten. Das heißt, weil diese Ausgestaltungsformderart entworfen ist, dass der Druck im Luftbehälter 10A gesteuertwird, um in einem Bereich von 26 kg/cm2 bis30 kg/cm2 zu sein, wird die Drehung desMotors 33 gestoppt zum Unterbrechen des Betriebs des Druckluftgenerierabschnittes 20,wenn der Druck im Behälter 10A höher wirdals 30 kg/cm2.
    [0070] Wennder Druck P im Luftbehälter 10A nicht höher istals 30 kg/cm2, geht die momentane Position desProgramms zu Schritt 105, in welchem beurteilt wird, obeine Zeit von 5 Sekunden (ΔT= 5 s) vergangen ist vom Zeitpunkt der Messung von P(t) oder nicht.Dies ist nicht nur zum Zwecke des Erfassens des Drucks im Luftbehälter 10A,sondern auch zum Zwecke des Erfassens der Rate ΔP/ΔT der Druckänderung. Wenn die Zeit ΔT = 5 s verstrichenist, wird der Druck P(t+ΔT)in dem Behälter 10A wiedererfasst und der Erfassungswert wird im RAM 42 des Steuerschaltungsabschnittes 40 gespeichert.
    [0071] ImSchritt 107 wird die Rate ΔP/ΔT der Druckluftänderungin dem Steuerschaltungsabschnitt 40 berechnet. Das heißt, weildies Ausgestaltungsform den Fall zeigt, in dem die Zeit ΔT festgelegtist auf 5 s, wird die Differenz ΔP= P(t+ΔT) – P(t) zwischendem BehälterdruckP(t) zu einem Zeitpunkt t unddem BehälterdruckP(t+ΔT)nach dem Verstreichen von ΔTberechnet und dann wird die Rate ΔP/ΔT berechnet.Obwohl diese Ausgestaltungsform den Fall zeigt, in welchem die Zeit ΔT festgelegtist auf 5 s, weil der Druck im Behälter 10A sich im allgemeinenlangsam ändert,kann der Wert von ΔTgeeignet ausgewähltwerden in Übereinstimmungmit dem Installationsort und der Empfindlichkeit des Drucksensors 11.
    [0072] ImnächstenSchritt 108 wird eine Drehgeschwindigkeitübergangs-Beurteilungstabelleausgewählt.Vier Arten von Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabellen,wie in 5, 6, 7 und 8 gezeigt,sind in dem RAM 42 des Steuerschaltungsabschnittes 40 imVoraus gespeichert worden. Wenn die momentane DrehgeschwindigkeitN des Motors 33 der Anfangswert N2 (= 2400 U/min) ist,wird die in 5 gezeigteTabelle ausgewählt.Wenn die momentane Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 N3 (=3600 U/min) ist, wird die in 6 gezeigteTabelle ausgewählt.Wenn die momentane Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 N1ist, wird die in 7 gezeigteTabelle ausgewählt.In ähnlicherWeise wird, wenn die momentane Drehgeschwindigkeit des Motors 33 N0ist, die in 8 gezeigteTabelle ausgewählt.In jeder der Tabellen wird der Behälterdruck P in der vertikalenAchse genommen und die Druckänderungsrate ΔP/ΔT des Behälterdruckswird in der horizontalen Achse genommen, so dass jede Tabelle verwendetwird zum Entscheiden der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit des Motors 33 aufder Basis der Werte von P und ΔP/ΔT.
    [0073] Eswird in beispielhafter Weise auf 5 Bezuggenommen, wobei, wenn der BehälterdruckP höherist als 30 kg/cm2, die Drehgeschwindigkeiteingestellt wird auf N0, unabhängigvom Wert von ΔP/ΔT. Das heißt, derMotor wird angehalten. Dies ist natürlich, weil der Behälterdruckgesteuert wird, um immer in einem Bereich von 26 kg/cm2 bis30 kg/cm2 gehalten zu werden.
    [0074] Weildie Tatsache, dass die Druckänderungsrate ΔP/ΔT einen Minuswerthat, die Tatsache bedeutet, dass die Menge von abgegebener Druckluftgrößer istals die Menge von dem Behälter 10A zugeführter Druckluft,wird eine Steuerung derart vorgenommen, dass die momentane DrehzahlN2 (= 2400 U/min) des Motors 33 umgeschaltet wird auf einenhöherenWert N3 (= 3600 U/min). Insbesondere in dem Fall, in dem die Pneumatikwerkzeuge 51 und 52 (1) in vollem Umfang betriebenwerden, besteht die Möglichkeit,dass der Druck im Behälter 10A rapideabfallen kann, weil eine großeMenge von Druckluft ausgegeben wird. In diesem Fall wird daher,wenn ΔP/ΔT nicht größer istals –1kg/cm2/s, die Drehgeschwindigkeit unmittelbarumgeschaltet auf N3, wenn der Behälterdruck P 30 kg/cm2 ist. Wenn jedoch die Druckänderungsrate ΔP/ΔT relativgering ist, um in einem Bereich von –1 kg/cm2/secbis 0 kg/cm2/s zu sein, wird der Motor 33 kontinuierlichbei der Drehzahl von N3 betrieben, während der Druck P im Behälter 10A nichtweniger wird als 26 kg/cm2, und die Drehzahldes Motors 33 wird umgeschaltet auf N3, wenn der DruckP im Behälter 10A reduziert wird,um niedriger zu werden als 26 kg/cm2. Andererseits,wenn ΔP/ΔT in einemBereich von 0 kg/cm2/s bis +0,1 kg/cm2/s liegt, das heißt, wenn die Menge zugeführter Druckluftgeringfügiggrößer istals die Menge von abgegebener Druckluft, wird der Motor 33 kontinuierlichbei der Drehgeschwindigkeit von 2 betrieben, während der Druck P im Behälter nichtniedriger wird als 20 kg/cm2 und die Drehgeschwindigkeit desMotors 33 wird umgeschaltet auf N3, wenn der Druck P imBehälter 10A reduziertwird, um niedriger zu sein als 20 kg/cm2.
    [0075] Wennder Wert von ΔP/ΔT in einemBereich von +0,1 kg/cm2/s bis +0,15 kg/cm2/s liegt, das heißt, wenn die Druckluftmengeim Behälter 10A zunimmt, wirdder Motor 33 kontinuierlich bei der Drehgeschwindigkeitvon N2 betrieben, währendder BehälterdruckP nicht niedriger wird als 10 kg/cm2 unddie Drehgeschwindigkeit des Motors 33 wird umgeschaltetauf N3, wenn der BehälterdruckP reduziert wird, um niedriger zu sein als 10 kg/cm2.Wenn ΔP/ΔT zunimmt,um in einem Bereich zu sein von +0,15 kg/cm2/sbis 0,3 kg/cm2/s, wird die Drehzahl desMotors 33 gesteuert, um reduziert zu werden von dem MomentanwertN2 auf N1, wenn der Behälterdruck nichtniedriger wird als 10 kg/cm2, weil raschesAnsteigen im BehälterdruckP vorhersehbar ist.
    [0076] Obwohldie Beschreibung fürden Fall vorgenommen worden ist, in dem die Drehzahl, bei der der Motor 33 momentanbetrieben wird, N2 ist und zu ändernist zu N0, N3 oder N1, wird die Steuerung derart ausgeführt, dassdie Drehzahl basierend auf einem unterschiedlichen Muster vorgenommenwerden kann, wie in 6, 7 oder 8, wenn die momentane Drehzahl N3, N1oder N0 ist.
    [0077] Wirkehren zurückzu 4, wobei in Schritt 109 dieausgewählteBeurteilungstabelle durchsucht wird zum Entscheiden der Drehgeschwindigkeitdes Motors 33, basierend auf P(t+T) und ΔP/ΔT. Die entschiedeneDrehgeschwindigkeit wird im RAM 42 im Schritt 101 gespeichert,um zum Steuern des Motors 33 verwendet zu werden.
    [0078] DerBetrieb der Einrichtung gemäß der Erfindungwird nachstehend beschrieben.
    [0079] 9 zeigt eine Änderungskurveim BehälterdruckP in dem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit nicht geändert wird.Beispielsweise zeigt dies einen Zustand, in welchem es kein benutztesPneumatikwerkzeug gibt. In 9 drückt dieKurve a eine Änderungdes BehälterdrucksP in dem Fall aus, in dem der Motor 33 bei 3600 U/min gedrehtwird, die Kurve b drückt eine Änderungim BehälterdruckP aus in dem Fall, in dem der Motor 33 bei 2400 U/min gedrehtwird und die Kurve c drückt die Änderungim BehälterdruckP aus in dem Fall, in dem der Motor 33 bei 1200 U/min gedrehtwird. Sei nun angenommen, dass der eingestellte Wert der Drehgeschwindigkeit 2400U/min ist. Wenn der Motor eingeschaltet wird, nimmt der Behälterdruckzuerst entsprechend der Kurve b zu.Wenn eine Zeit von etwa 3 Minuten verstrichen ist, erreicht derBehälterdruckP 30 kg/cm2 und der Betrieb des Motors stoppt.Wenn der Motorzustand beibehalten worden ist, wird die Menge von Druckluftim Behälterdurch Leck-Luft kontinuierlich in geringem Umfang reduziert. Wennder Behälterdruck Paufgrund von Leck-Luft auf 26 kg/cm2 reduziert wird,wird der Betrieb des Motors neu gestartet. In dem Fall der Kurven a oder c, wird der selbe Ein-/Aus-Steuerbetriebausgeführt,so dass der Motor ausgeschaltet wird bei einem BehälterdruckP von 30 kg/cm2 und eingeschaltet wird beieinem BehälterdruckP von 26 kg/cm2.
    [0080] 10 bis 13 sind Graphiken zum Erläutern desDrehgeschwindigkeitsübergangsin dem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit N mehrstufig gemäß der Erfindunggesteuert wird. 10 zeigtden Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit N des bei 3600 U/min betriebenenMotors geändertwird zu einer anderen Drehgeschwindigkeit hin. In ähnlicherWeise zeigt jede der 11, 12 und 13 den Fall, in dem die DrehgeschwindigkeitN geändertwird von 2400 U/min, 1200 U/min oder 0 U/min zu einer anderen Drehgeschwindigkeit.
    [0081] Eswird beispielhaft Bezug genommen auf 11,wobei, wenn der BehälterdruckP sich gemäß der Kurve a in einer Zeit T von 5 Sekunden ändert, dasheißt,wenn der BehälterdruckP 30 kg/cm2 erreicht, die DrehgeschwindigkeitN2 (2400 U/min) umgeschaltet wird auf N0 (0 U/min). Andererseits, wennder Behälterdrucklangsam zunimmt gemäß der Kurve b, so dass eine sehr geringeLuftmenge ausgegeben wird, wird die Drehgeschwindigkeit N2 umgeschaltetauf N1 (1200 U/min), so dass die Erhöhungsrate im Druck P niedrigist.
    [0082] Wenndie Behälterdruckänderungin der Zeit T von 5 s sehr niedrig ist, wie in der Kurve c gezeigt, so dass eine geringe Menge anDruckluft ausgegeben wird, wird die Drehzahl bei N2 derart gehalten, dassder Druck P in einem sehr langsam sich ändernden Zustand gehalten wird.
    [0083] Wenneine großeLuftmenge in der Zeit T von 5 s ausgegeben wird, wie in der Kurved gezeigt, so dass der BehälterdruckP rasch reduziert wird, wird die Drehgeschwindigkeit N2 umgeschaltetauf N3 (3600 U/min), so dass die Reduktionsrate des Drucks P starkentspannt wird. Obwohl die detaillierte Beschreibung der anderen,in 10, 12 und 13 gezeigtenFälle weggelassenwird, wird die Drehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Menge ausgegebenerLuft in der Zeit T von 5 s, das heißt, in Übereinstimmung mit der Druckänderungsrate,auf dieselbe Weise geändert,wie in dem Fall der 11. Demgemäß kann,selbst in dem Fall, in dem die Menge abgegebener Luft sich jedenMoment stark ändert, einerasche Zunahme bzw. Abnahme im Behälterdruck unterdrückt werden.
    [0084] Wieaus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, ist der Luftkompressorgemäß der Erfindung derartaufgebaut, dass der Motor basierend auf der Drehgeschwindigkeitgesteuert wird, die mehrstufig festgelegt wird auf der Basis vonsowohl dem Druck der Druckluft im Luftbehälter, als auch der Änderungsrateder Druckluft. Auf diese Weise kann der Betrieb des Motors gesteuertwerden, währenddie Menge abgegebener Luft in Übereinstimmungmit der Last des Luftkompressors vorhergesehen wird und auch derBehälterdruckwird in einem vorbestimmten Bereich gehalten. Entsprechend kannein leicht zu handhabender Luftkompressor bereitgestellt werden,weil ein extremes Reduzieren des Behälterdrucks verhindert wird.Zusätzlichwird die Zeit, zu der der Motor in einem Zustand niedriger Drehzahl betriebenwerden kann, verlängert,weil Druckluft effizient generiert werden kann in Übereinstimmungmit dem Lastzustand. Demgemäß kann derLuftkompressor mit, verglichen mit dem Stand der Technik, niedrigemGeräuschbereitgestellt werden.
    [0085] Einezweite bevorzugte Ausgestaltungsform der Erfindung wird nachstehenddetailliert beschrieben. In dieser zweiten Ausgestaltungsform werden Elemente,die gleich sind wie Elemente in der ersten Ausgestaltungsform, mitdenselben Bezugszeichen bezeichnet und die Erläuterung für die gemeinsamen Elementewird weggelassen.
    [0086] DerLuftkompressor gemäß der zweitenAusgestaltungsform ist weitgehend derselbe, wie der in der in 1 bis 3 gezeigten ersten Ausgestaltungsform,aber unterscheidet sich im Aufbau des im ROM 43 gespeichertenSteuerprogramms des Steuerschaltungsabschnittes 40. Nachstehendwir die Konfiguration des Steuerprogramms gemäß der zweiten Ausgestaltungsformund ein Betrieb der auf dem Steuerprogramm basierenden Einrichtungbeschrieben.
    [0087] 14 ist ein Ablaufdiagrammund zeigt eine zweite Ausgestaltungsform des im ROM 43 des Steuerschaltungsabschnittes 40 derErfindung gespeicherten Programms.
    [0088] InSchritt 1101 in 14 wirdeine Initialisierung derart ausgeführt, so dass die Drehgeschwindigkeitdes Motors 33 festgelegt ist auf N2 (2400 U/min). Im nächsten Schritt 1104 werdendie zum Steuern des Luftkompressors gemäß der Erfindung verwendetenDrehgeschwindigkeitsdaten gespeichert. Diese Ausgestaltungsformzeig ein Beispiel, in welchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 in vierStufen gesteuert wird, das heißt,N0, N1, N2 und N3. Die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 kann gesteuertwerden um einen Wert von N0 = 0 U/min, N1 = 1200 U/min, N2 = 2400U/min und N3 = 3600 U/min zu haben. Es ist selbstverständlich,dass die Erfindung nicht auf das spezifische Beispiel beschränkt ist.Die Drehgeschwindigkeit N kann mehrstufig gesteuert werden. DieWerte von N0, N1, N2 und N3 könnenoptional eingestellt werden.
    [0089] ImSchritt 1105 wird der Druck P(T) der Druckluft im Luftbehälter 10A durchden Drucksensor 11 (2 erfasst).Der Druck P(t) wird in geeigneter Weise analog/digital umgesetztbzw. A/D-umgesetzt in dem Steuerschaltungsabschnitt 40 undin einem Bereich im RAM 42 gespeichert.
    [0090] ImnächstenSchritt 1106 wird eine Beurteilung getroffen, ob der DruckP im Behälter 10A höher istals 30 kg/cm2 oder nicht. Wenn der DruckP im Behälter 10A höher istals 30 kg/cm2, geht die momentane Positiondes Programms zu Schritt 1107, in welchem der Motor 33 gesteuertwird, um seine Drehung zu stoppen. Das heißt, weil diese Ausgestaltungsformderart entworfen ist, dass der Druck im Luftbehälter 10A gesteuertwird, um in einem Bereich von 26 kg/cm2 bis30 kg/cm2 zu bleiben, wird die Drehung desMotors 33 gestoppt zum Unterbrechen des Betriebs des Druckluftgenerierabschnittes 20,wenn der Druck im Luftbehälter 10A höher wirdals 30 kg/cm2.
    [0091] Wennder Druck P im Luftbehälter 10A nicht höher istals 30 kg/cm2, geht die momentane Position desProgramms zu Schritt 1112, in welchem beurteilt wird, obdie Zeit von 5 s (ΔT= 5 s) vergangen ist vom Zeitpunkt der Messung von P(T) oder nicht.Dies dient nicht nur zum Zwecke des Erfassens des Drucks im Luftbehälter 10A,sondern auch zum Zwecke des Erfassens der Rate ΔP/ΔT der Druckänderung. Wenn die Zeit ΔT = 5 s verstrichenist, wird der Druck P (T+ΔT)in dem Behälter 10A wiedererfasst und der erfasste Wert wird im RAM 42 des Steuerschaltungsabschnittes 40 gespeichert.
    [0092] ImSchritt 1113 wird die Rate ΔP/ΔT der Druckänderung in dem Steuerschaltungsabschnitt 40 berechnet.Das heißt,weil in dieser Ausgestaltungsform der Fall gezeigt ist, in dem dieZeit ΔTfestgelegt ist auf 5 s, wird die Differenz ΔP = P(T+ΔT) – P(T) zwischen dem BehälterdruckP(T) zu einem Zeitpunkt T und dem Behälterdruck P(T+ΔT) nach dem Verstreichenvon ΔT berechnetund dann wird die Rate ΔP/ΔT berechnet.Obwohl diese Ausgestaltungsform den Fall zeigt, in welchem die Zeit ΔT festgelegtist auf 5 s, weil der Druck im Behälter 10A sich im allgemeinenlangsam ändert,kann der Wert von ΔTgeeignet ausgewähltwerden in Übereinstimmung mitdem Installationsort und der Empfindlichkeit des Drucksensors 11.
    [0093] ImnächstenSchritt 1114 wird eine Drehgeschwindigkeitübergangs-Beurteilungstabelleausgewählt.Vier Arten von Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabellen,wie in 5, 6, 7 und 8 gezeigt,sind in dem RAM 42 des Steuerschaltungsabschnittes 40 imVoraus gespeichert. Wenn die momentane Drehgeschwindigkeit N desMotors 33 der Anfangswert N2 (= 2400 U/min) ist, wird diein 5 gezeigte Tabelleausgewählt.Wenn die momentane Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 N3(= 3600 U/min) ist, wird die in 6 gezeigteTabelle ausgewählt.Wenn die momentane Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 N1ist, wird die in 7 gezeigteTabelle ausgewählt.In ähnlicherWeise wird, wenn die momentane Drehgeschwindigkeit des Motors 33 N0 ist,die in 8 gezeigte Tabelleausgewählt.In jeder der Tabellen wird der Behälterdruck P in der vertikalenAchse genommen und die Druckänderungsrate ΔP/ΔT des Behälterdruckswird in der horizontalen Achse genommen, so dass jede Tabelle verwendet wirdzum Entscheiden der Drehgeschwindigkeit des Motors 33 aufder Basis der Werte von P und ΔP/ΔT.
    [0094] Eswird in beispielhafter Weise auf 5 bezuggenommen, wobei, wenn der BehälterdruckP höherist als 30 kg/cm2, die Drehgeschwindigkeitfestgelegt wird auf N0, unabhängigvom Wert von ΔP/ΔT. Das heißt, derMotor wird angehalten. Dies ist natürlich, weil der Behälterdruckgesteuert wird, um immer in einem Bereich von 26 kg/cm2 bis30 kg/cm2 zu sein.
    [0095] Weildie Tatsache, dass die Druckänderungsrate ΔP/ΔT einen Minuswerthat, die Tatsache bedeutet, dass die Menge von abgegebener Druckluftgrößer istals die Menge von dem Behälter 10A zugeführter Druckluft,wird eine Steuerung derart vorgenommen, dass die momentane DrehzahlN2 (= 2400 U/min) des Motors 33 umgeschaltet wird auf einenhöherenWert N3 (= 3600 U/min). Insbesondere in dem Fall, in dem die Pneumatikwerkzeuge 51 und 52 (1) in vollem Umfang betriebenwerden, besteht die Möglichkeit,dass der Druck im Behälter 10A rapideabfallen kann, weil eine großeMenge von Druckluft ausgegeben wird. In diesem Fall wird daher,wenn ΔP/ΔT nicht größer istals –1kg/cm2/s, die Drehgeschwindigkeit unmittelbarumgeschaltet auf N3, wenn der Behälterdruck P 30 kg/cm2 ist. Wenn jedoch die Druckänderungsrate ΔP/DT relativgering ist, um in einem Bereich von –1 kg/cm2/secbis 0 kg/cm2/s zu sein, wird der Motor 33 kontinuierlichbei der Drehzahl von N3 betrieben, während der Druck P im Behälter 10A nichtweniger wird als 26 kg/cm2, und die Drehzahldes Motors 33 wird umgeschaltet auf N3, wenn der DruckP im Behälter 10A reduziert wird,um niedriger zu werden als 26 kg/cm2. Andererseits,wenn ΔP/ΔT in einemBereich von 0 kg/cm2/s bis +0,1 kg/cm2/s liegt, das heißt, wenn die Menge zugeführter Druckluftgeringfügiggrößer istals die Menge von abgegebener Druckluft, wird der Motor 33 kontinuierlichbei der Drehgeschwindigkeit von 2 betrieben, während der Druck P im Behälter nichtniedriger wird als 20 kg/cm2 und die Drehgeschwindigkeit desMotors 33 wird umgeschaltet auf N3, wenn der Druck P imBehälter 10A reduziertwird, um niedriger zu sein als 20 kg/cm2.
    [0096] Wennder Wert von ΔP/ΔT in einemBereich von +0,1 kg/cm2/s bis +0,15 kg/cm2/s liegt, das heißt, wenn die Druckluftmengeim Behälter 10A zunimmt, wirdder Motor 33 kontinuierlich bei der Drehgeschwindigkeitvon N2 betrieben, währendder BehälterdruckP nicht niedriger wird als 10 kg/cm2 unddie Drehgeschwindigkeit des Motors 33 wird umgeschaltetauf N3, wenn der BehälterdruckP reduziert wird, um niedriger zu sein als 10 kg/cm2.Wenn ΔP/ΔT zunimmt,um in einem Bereich zu sein von +0,15 kg/cm2/sbis 0,3 kg/cm2/s, wird die Drehzahl desMotors 33 gesteuert, um reduziert zu werden von dem MomentanwertN2 auf N1, wenn der Behälterdruck nichtniedriger wird als 10 kg/cm2, weil raschesAnsteigen im BehälterdruckP vorhersehbar ist.
    [0097] Obwohldie Beschreibung vorgenommen worden ist, für den Fall, in dem die Drehzahl,bei der der Motor 33 momentan betrieben wird, N2 ist undzu ändernist zu N0, N3 oder N1, wird die Steuerung derart ausgeführt, dassdie Drehzahl basierend auf einem unterschiedlichen Muster vorgenommenwerden kann, wie in 6, 7 oder 8, wenn die momentane Drehzahl N3, N1oder N0 ist.
    [0098] Wiederbezugnehmend auf 14,wird in Schritt 1115 die ausgewählte Beurteilungstabelle durchsuchtzum Entscheiden der Drehgeschwindigkeit des Motors 33,basierend auf P(T+ΔT)und ΔP/ΔT.
    [0099] ImSchritt 1116 wird eine Beurteilung getroffen, ob die imSchritt 1115 Drehgeschwindigkeit N ausgewählt istals N3 (= 3600 U/min) oder nicht. Wenn das BeurteilungsergebnisJA ist, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 1121,in welchem die Temperatur t desMotors 33 gemessen wird. Das heißt, selbst in dem Fall, indem die Beurteilung von der Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabelleist, dass die Drehgeschwindigkeit des Motors 33 einen hohenGeschwindigkeitswert N3 benötigt,kann basierend auf der Temperatur des Motors 33 eine Entscheidunggetroffen werden, ob N3 letztendlich ausgewählt werden muss oder nicht.Obwohl die Temperatur der Motorspulen 331 bis 333 allgemeinals Motortemperatur t gemessenwird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
    [0100] ImnächstenSchritt 1122 wird eine Beurteilung getroffen, ob die gemesseneTemperatur t höher istals ein vorbestimmter Wert oder nicht. Obwohl diese Ausgestaltungsformden Fall zeigt, in welchem der vorbestimmte Wert auf 120°C festgelegtist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Wenn die Beurteilung imSchritt 1122 zu einem NEIN führt, wird die DrehgeschwindigkeitN des Motors 33 auf einen höheren Wert N3 (300 U/min) festgelegt(in Schritt 1123), weil die Temperatur des Motors 33 nichthöher als120°C ist,so dass eine Entscheidung getroffen wird, dass die Drehgeschwindigkeitdes Motors ohne irgendwelche Hemmnisse erhöht werden kann. Andererseits,wenn die Beurteilung im Schritt 1122 zu einem JA führt, wirddie Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 auf einen mittlerenWert N2 (2400 U/min) festgelegt (in Schritt 1124), weileine Entscheidung getroffen worden ist, dass die Effizienz des Luftkompressorsreduziert werden wird wegen exzessiver Zunahme der Temperatur desMotors 33, falls die Drehgeschwindigkeit des Motors 33 erhöht wird.
    [0101] Aufdiese Weise kann ein Überhitzendes Motors 33 verhindert werden, weil die Drehgeschwindigkeitdes Motors 33 nicht nur basierend auf der Änderungdes Behälterdrucks,sondern auch basierend auf der erfassten Motortemperatur gesteuertwird, insbesondere der erfassten Motorspulentemperatur.
    [0102] Einanderes Beispiel des Programms zum Steuern des Luftkompressors gemäß der zweiten Ausgestaltungsformwird nachstehend unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
    [0103] Zuerstwird im Schritt 1101 eine Initialisierung derart durchgeführt, dassdie Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 auf dieselbe Weisewie in 4 festgelegtwird auf N2 (= 2400 U/min). In dieser Ausgestaltungsform werdenein kurzer Zyklus ΔT1von 0,05 s und ein langer Zyklus ΔT2von 5 s als zwei Arten von Abtastzyklen ΔT verwendet, in welchen ein durchden Drucksensor 11 des Luftbehälters 10A erfassteSignal genommen werden kann in dem Steuerschaltungsabschnitt 40.Das heißt,die Änderung imBehälterdruckauf der Basis des Unterschiedes zwischen P(i–1) und P(i) wird in Intervallenvon 0,05 s erfasst, währenddie Änderungim Behälterdruck aufder Basis des Unterschiedes zwischen P(i=0) und P(i=100) in Intervallenvon 5 s erfasst wird unter der Annahme von i = 0, 1, 2, 3, ...,100. Obwohl diese Ausgestaltungsform den Fall zeigt, in welchemder kurze Zyklus auf 0,05 s festgelegt ist, ist es selbstverständlich,dass die Erfindung nicht auf diesen numerischen Wert beschränkt seinmuss, weil der kurze Zyklus festgelegt werden kann zum Erfassenvon Welligkeit des Behälterdrucks,die generiert wird, wenn eine Nagelmaschine (oder ähnliches)eine großeLuftmenge in einem Betriebszyklus verwendet und weil der kurze Zyklusabhängtvon einem verwendeten pneumatischen Werkzeug. In ähnlicher Weisebraucht der lange Zyklus nicht auf 5 s beschränkt zu werden, weil der langeZyklus festgelegt ist fürdas Erfassen der Behälterdruckänderungbedingt durch die Verwendung eines Pneumatikwerkzeugs.
    [0104] Danngeht die momentane Position des Programms zu Schritt 1104,in welchem Daten der Drehgeschwindigkeit, die gemäß der Erfindungzum Steuern des Luftkompressors verwendet werden, gespeichert werden.In dieser Ausgestaltungsform werden die Werte von N0, N1, N2 undN3 in einem geeigneten Bereich des RAM 42 gespeichert,weil diese Ausgestaltungsform entworfen ist, so dass die DrehgeschwindigkeitN des Motors 33 in vier Stufen gesteuert wird von N0 (=0 U/min), N1 (= 1200 U/min), N2 (= 2400 U/min) und N3 (= 3600 U/min).Obwohl es leicht ist, die Drehgeschwindigkeit des Motors 33 mehrstufigeinzustellen, wird vorgezogen, dass die Anzahl an Stufen mindestensdrei ist.
    [0105] Danngeht die momentane Position des Programms zu Schritt 1105,in welchem der Druck P(i) der Druckluft im Luftbehälter 10A gemessenund gespeichert wird. Im Schritt 1106 wird eine Beurteilung getroffen,ob der gemessene Druck P(i) höherist als 30 kg/cm2 oder nicht. Wenn das BeurteilungsergebnisJA ist, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 1107,in welchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 aufN0 (0 U/min) festgelegt wird. Das heißt, weil diese Ausgestaltungsformderart entworfen ist, dass der Druck im Luftbehälter 10A gesteuertwird, um in einem Bereich von 20 kg/cm2 bis30 kg/cm2 gehalten zu werden, wird die Drehungdes Motors 33 gestoppt wenn der Druck im Behälter 10A höher wirdals 30 kg/cm2.
    [0106] Wenndie Beurteilung des Schrittes 1106 zu einem NEIN führt, gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 1108, inwelchem (i+1) ersetzt wird für(i). Dann wird im Schritt 1109 der Behälterdruck P(i) gemessen undder Wert von P(i) wird gemeinsam mit P(i–1) gespeichert. Ferner berechnetim Schritt 1110 die CPU 41 die Rate ΔP1/ΔT1 (= {P(i) – P(i–1)}/0,05)der Druckänderung ΔP1 des kurzenZyklus ΔT1.
    [0107] Fernerwird im Schritt 1111 eine Beurteilung getroffen, ob dieDruckänderungsrate ΔP1/ΔT1 im kurzenZyklus kleiner ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht. DieseBeurteilung ist äquivalenteiner Beurteilung, ob oder nicht ein mit dem Luftdruckbehälter 10A verbundenespneumatisches Werkzeug in einem Zustand betrieben wird, wie einemkontinuierlichen Nagelzustand, in welchem eine große Luftmengein kurzer Zeit abzugeben ist. In dieser Ausgestaltungsform wirdder vorbestimmte wert festgelegt auf –1. Wenn kontinuierliches Nagelnausgeführtwird, pulsiert der Behälterdruckmit einer intensiven Welligkeit der Druckänderung. Wenn die Abnahme von ΔP1 in ΔT1 größer als(–1) ist(d.h. ΔP1/ΔT1 < –1), gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 1125, weilauf der Basis der Amplitude der Welligkeit eine Entscheidung getroffenworden ist, dass das pneumatische Werkzeug in einem solchen Zustandverwendet wird, wie einem kontinuierlichen Nagelzustand.
    [0108] ImSchritt 1125 wird die Spannung E der Wechselspannungsquelle 310 inder Energieversorgungsschaltung 41 (3) durch den Detektor 311 erfasst.Ferner wird im Schritt 1126 eine Beurteilung getroffen,ob der Wert von E niedriger als ein vorbestimmter Wert ist odernicht. In dieser Ausgestaltungsform ist der vorbestimmte Wert festgelegtauf 90 V. Das heißt,wenn eine großeLuftmenge von dem pneumatischen Werkzeug verwendet wird, wird vorgezogen,dass die Drehgeschwindigkeit des Motors 33 unmittelbarangehoben wird zum Anheben der generierten Druckluftmenge. Wennbeispielsweise ein anderes pneumatisches Werkzeug mit dem Behälter 10A verwendetwird, besteht jedoch die Möglichkeit,dass die Last an der Wechselspannungsquelle 310 so hochwerden kann, das ein Schaltungsunterbrecher (nicht dargestellt)für dieEnergieversorgungsschaltung 31 (3) anspricht. Um diesen Nachteil zu vermeidenwird eine Beurteilung im Schritt 1126 vorgenommen, ob derWert der Energieversorgungsspannung E niedriger ist als ein vorbestimmterWert (90 V) oder nicht. Wenn die Beurteilung in Schritt 1126 zueinem JA führt,das heißt, wenndie Energieversorgungsspannung, die gewöhnlich gleich 100 V ist, reduziertwird auf einen Wert, der nicht höherist als 90V, wird die Drehzahl N des Motors 33 bei N2 (2400U/min) beibehalten, weil eine Entscheidung getroffen worden ist,dass die Last der Wechselspannungsquelle 310 bedingt durchdie Benutzung des anderen pneumatischen Werkzeugs spürbar hochist.
    [0109] Wenndie Spannung an der Wechselspannungsquelle 310 nicht niedrigerist als 90 V geht die momentane Position des Programms zu Schritt 1127, inwelchem ein Strom I, der in der Energieversorgungsschaltung 31 fließt, vondem Stromdetektor 312 erfasst wird. Dann wird in Schritt 1128 eineBeurteilung getroffen, ob der gemessene Strom I größer istals ein vorbestimmter Wert oder nicht. In dieser Ausgestaltungsformist der vorbestimmte Wert festgelegt auf 30A. Wenn diesesBeurteilungsergebnis JA ist, geht die momentane Position des Programms nochzu Schritt 1132, weil eine Entscheidung getroffen wordenist, dass die Möglichkeitbesteht, dass der Schaltungsunterbrecher der Wechselspannungsquelle 310 ansprechenkann, wenn die Drehzahl N des Motors 33 von dem momentanenDrehgeschwindigkeitswert angehoben wird. Im Schritt 1132 wirddie Drehgeschwindigkeit des Motors 33 beibehalten bei N2(= 2400 /min).
    [0110] Wenndas Beurteilungsergebnis in Schritt 1128 NEIN ist, gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 1139, inwelchem die Spulentemperatur t desStators 331 im Motor 33 gemessen wird. Fernerwird in Schritt 1130 beurteilt, ob die Spulentemperatur t höher ist als ein vorbestimmterWert oder nicht. In dieser Ausgestaltungsform ist der vorbestimmteWert festgelegt auf 120° C.Wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors 33 weiter erhöht wirdunter der Bedingung, dass die Motorspulengeschwindigkeit t nicht niedriger ist als 120° C, besteht dieMöglichkeit,dass exzessives Anheben der Motorspulentemperatur t zu einem Hemmnis beim Betrieb des Motorsführenkann und es besteht die Möglichkeit,dass exzessives Anheben der Temperatur zu einer spürbaren Reduzierungder Effizienz des Druckluftgenerierens des Druckluftgenerierabschnitts 20 führen kann.Demnach geht die momentane Position des Programms, wenn die Beurteilungim Schritt 1130 zu einem JA führt, noch zu Schritt 1132,in welchem die Drehzahl N des Motors 33 bei N2 (= 2400 U/min)gehalten wird.
    [0111] Wenndie Beurteilung in Schritt 1130 zu einem NEIN führt, gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 1131, inwelchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 festgelegtwird bei N3 (= 3600 U/min).
    [0112] ImnächstenSchritt 1133 wird i zurückgesetzt aufNull. Im Schritt 1134 wird eine Beurteilung getroffen,ob der Druck P(i) im Behälter 10A höher istals 30 kg/cm2 oder nicht. Wenn dieses BeurteilungsergebnisJA ist, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 1107 zurück, in welchemdie Drehzahl des Motors 33 gestoppt wird. Wenn die Beurteilungim Schritt 1134 zu einem NEIN führt, geht die momentane Positiondes Programms zu Schritt 1135, in welchem eine Arithmetikoperationzum Einsetzen von i+1 füri ausgeführtwird. Dann wird in Schritt 1136 eine Beurteilung vorgenommen,ob i 100 erreicht oder nicht,das heißt,ob die Zeit von 5 s abgelaufen ist oder nicht. Wenn dieses BeurteilungsergebnisJA ist, wird i ersetzt durchi=0 (Schritt 1102) und die momentane Position des Programmskehrt zurückzu Schritt 1104. Die Schritte 1134 bis 1136 sindvorgesehen zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors 33,um diese für5 s konstant zu halten, um ein Erfassen eines Gefühls vonUnbehagen zu vermeiden, das auftreten kann, wenn die Drehgeschwindigkeitdes Motors 33 in Intervallen von 0,05 s geändert wird.
    [0113] Andererseits,wenn die Beurteilung im Schritt 1111 zu einem NEIN führt, dasheißt,wenn die Behälterdruckänderungsratein dem kurzen Zyklus (0,05 s) nicht kleiner ist als der vorbestimmtewert, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 1112, inwelchem eine Beurteilung vorgenommen wird in bezug darauf, ob dieZeit ΔT2(= 5 s) abgelaufen ist oder nicht. Wenn dieses BeurteilungsergebnisNEIN ist, geht die momentane Position des Programms zurück zu Schritt 1106.Wenn dieses Beurteilungsergebnis JA ist, geht die momentane Positiondes Programms zu Schritt 11113, in welchem die Druckänderungsrate ΔP2/ΔT2 (= {P(i=100) – P(i=0)}/5)in dem langen Zyklus (5 s) berechnet wird.
    [0114] ImnächstenSchritt 1114 wird eine Drehgeschwindigkeitübergangs-Beurteilungstabelleausgewählt.Die Beschreibung der Schritte 1114 bis 1116 wirdweggelassen, weil die Schritte 1114 bis 1116 äquivalentjenen in der in 14 gezeigtenAusgestaltungsform sind. Wenn die daraufhin ausgewählte DrehgeschwindigkeitN gleich N3 ist (= 3600 U/min) (in Schritt 1116), werdenals nächstesdie Schritte 1117 bis 1122 ausgeführt zumBeurteilen, ob die Energieversorgungsspannung E niedriger ist als90 V oder nicht, ob der Laststrom I größer ist als 30 A oder nicht,und ob die Motorspulentemperatur t höher ist als120°C odernicht. Die detaillierte Beschreibung der Schritte 1117 bis 1122 wirdweggelassen, weil die Schritte 1117 bis 1122 funktional äquivalentden Schritten 1125 bis 1130 sind. Kurz gesagt,zeigen die Schritte 1117 bis 1122 ein Ablaufdiagrammzum Verhindern des Betriebs des Schaltungsunterbrechers (nicht dargestellterMotorschutzschalter, Sicherung o.ä.) der Wechselspannungsquelleund das Verhindern des Überhitzensdes Motors 33.
    [0115] Wenndie Beurteilungen in den Schritten 1117 bis 1122 zueiner Entscheidung führen,dass der Betrieb des Schaltungsunterbrechers und die Überhitzungdes Motors verhindert werden können,selbst in dem Fall, in dem die Drehzahl N des Motors 33 umgeschaltetwird auf den höchstenWert von 3600 U/min, geht die momentane Position des Programms zuSchritt 1123, in welchem die Drehgeschwindigkeit N desMotors 33 festgelegt wird auf N3 (= 3600 U/min). Andererseits,wenn die Bedingungen nicht erfülltsind, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 1124,in welchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 beiN2 beibehalten wird. Das heißt,in der Erfindung wird eine Steuerung vorgenommen, derart, dass dieDrehgeschwindigkeit N des Motors 33 auf N3 erhöht wird,wenn sowohl die Druckänderungsratein dem kurzen Zyklus (0,05 s) als auch die Druckänderungsrate in dem langenZyklus (5 s) so hoch sind, dass ein hoher Luftverbrauch vorhergesehenwird, aber die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 wirdbei N2 beibehalten, wenn die Belastung des Motors 33 sospürbarhoch ist, dass die Möglichkeitbesteht, dass ein Unterbrecher ansprechen kann oder die Motorspulentemperaturexzessiv zunehmen kann.
    [0116] Wieaus der obigen Beschreibung ersichtlich, wird in Übereinstimmungmit der Erfindung ein Luftkompressor zum mehrstufigen Steuern derDrehgeschwindigkeit eines Motors auf der Basis des Drucks in einemBehälterderart vorgesehen, dass der Motor nicht bei einer hohen Geschwindigkeitgedreht wird, sondern einer mittleren Geschwindigkeit, wenn dieTemperatur des Motors nicht niedriger als ein vorbestimmter Wertist. Demgemäß kann ein durch Überhitzendes Motors verursachtes Absenken der Effizienz verhindert werden.
    [0117] DerLuftkompressor hat Erfassungsschaltungen zum Erfassen einer Energieversorgungsspannungund eines Laststroms einer Energieversorgungsschaltung für den Motor.Der Luftkompressor ist derart konfiguriert, dass der Motor nichtbei einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird, wenn die Energieversorgungsspannungniedriger als ein vorbestimmter Wert ist oder der Laststrom größer alsein vorbestimmter Wert ist. Demgemäß können sowohl ein exzessivesAnheben der Motorspulentemperatur als auch der Betrieb eines Schaltungsunterbrechers derWechselspannungsquelle verhindert werden.
    [0118] Einedritte bevorzugte Ausgestaltungsform der Erfindung wird nachstehenddetailliert beschrieben.
    [0119] Indieser dritten Ausgestaltungsform wird auf Elemente, die gleichsind wie Elemente in der ersten Ausgestaltungsform, mit denselbenBezug genommen und die Erläuterungfür diegemeinsamen Elemente wird weggelassen.
    [0120] DerLuftkompressor gemäß der drittenAusgestaltungsform ist weitgehend derselbe, wie der in der in 1 bis 3 gezeigten ersten Ausgestaltungsform,aber unterscheidet sich im Aufbau des im ROM 43 gespeichertenSteuerprogramms des Steuerschaltungsabschnittes 40. Nachstehendwir die Konfiguration des Steuerprogramms gemäß der zweiten Ausgestaltungsformund ein Betrieb der auf dem Steuerprogramm basierenden Einrichtungbeschrieben.
    [0121] 16 ist ein Ablaufdiagrammzum Zeigen einer Ausgestaltungsform des im ROM 43 des Steuerschaltungsabschnittes 40 derErfindung gespeicherten Programms.
    [0122] Zuerstwird in Schritt 2101 eine Initialisierung ausgeführt, sodass die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 festgelegtist auf N2 (= 2400 U/min). Ein kurzer Zyklus ΔT1 von 0,05 s und ein langerZyklus von ΔT2von 5 s werden verwendet als zwei Arten von Abtastzyklen ΔT, in welchenein von dem Drucksensor 11 des Luftbehälters 10A erfasstesSignal in den Steuerschaltungsabschnitt 40 genommen werdenkann. Das heißt,eine Änderungim Behälterdruckauf der Basis der Differenz zwischen P(i–1) und P(i) wird in Intervallenvon 0,05 s erfasst, während eine Änderungim Behälterdruckauf der Basis der Differenz zwischen P(i=0) und P(i=100) erfasstwird in Intervallen von 5 s unter der Annahme von i = 0, 1, 2, 3,..., 100. Obwohl diese Ausgestaltungsform den Fall zeigt, in welchemder kurze Zyklus festgelegt ist auf 0,05 s, ist es selbstverständlich,dass die Erfindung nicht auf diese numerischen Werte beschränkt werdenmuss, weil der kurze Zyklus zum Erfassen von Welligkeiten des Behälterdrucksfestgelegt wird, die generiert werden, wenn eine eine große Luftmengein einem Zyklus verarbeitende Nagelmaschine (oder ähnliches)arbeitet und weil der kurze Zyklus von einem verwendeten pneumatischenWerkzeug abhängt.In ähnlicherWeise braucht der lange Zyklus nicht beschränkt zu sein auf 5 s, weil derlange Zyklus festgelegt wird zum Erfassen von Behälterdruckänderungbedingt durch die Verwendung eines pneumatischen Werkzeugs.
    [0123] Danngeht die momentane Position des Programms zu Schritt 104,in welchem Daten der Drehgeschwindigkeit, die zum erfindungsgemäßen Steuerndes Luftkompressors verwendet werden, gespeichert werden. In dieserAusgestaltungsform werden Werte von N0, N1, N2 und N3 in einem geeigneten Bereichdes RAM 42 gespeichert, weil diese Ausgestaltungsform entworfenist, so dass die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 invier Stufen von N0 (0 U/min), N1 (= 1200 U/min), N2 (= 2400 U/min)und N3 (= 3600 U/min) gesteuert wird. Obwohl es leicht ist, dieDrehgeschwindigkeit N des Motors 33 mehrstufig festzulegen,wird vorgezogen, dass die Anzahl von Stufen mindestens drei ist.
    [0124] Danngeht die momentane Position des Programms zu Schritt 105,in welchem der Druck P(i) komprimierter Luft im Behälter 10A gemessenund gespeichert wird. Im Schritt 2106 wird eine Beurteilunggetroffen, ob der gemessene Druck P(i) höher ist als 30 kg/cm2 oder nicht. Wenn das BeurteilungsergebnisJA ist, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 2107,in welchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 festgelegtwird bei N0 (= 0 U/min). Das heißt, weil diese Ausgestaltungsformderart entworfen ist, dass der Druck im Behälter 10A gesteuertwird, um beibehalten zu werden in einem Bereich von 20 kg/cm2, wird die Drehung des Motors 33 gestoppt,wenn der Behälterdruckhöher wirdals 30 kg/cm2.
    [0125] Wenndie Beurteilung im Schritt 2106 zu einem NEIN führt, gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 2108, inwelchem (i+1) ersetzt wird für(i). Dann wird im Schritt 2109 der Behälterdruck P(i) gemessen undder Wert von P(i) wird gemeinsam mit P(i–1) gespeichert. Ferner berechnet dieCPU 41 im Schritt 2110 die Rate ΔP1/ΔT1 (= {P(i) – P(i–1)}/0,05)der Druckänderung ΔP1 zu demkurzen Zyklus ΔT1.
    [0126] Fernerwird im Schritt 2111 eine Beurteilung getroffen, ob dieDruckänderungsrate ΔP1/ΔT1 im kurzenZyklus kleiner ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht. DieseBeurteilung ist äquivalentzu einer Beurteilung, ob oder nicht ein mit dem Luftbehälter 10A verbundenespneumatisches Werkzeug in einem Zustand, wie zum Beispiel einemkontinuierlichen Nagelzustand betrieben wird, in welchem eine große Luftmengein einer kurzen Zeit verbraucht werden muss. In dieser Ausgestaltungsformwird der vorbestimmte Wert festgelegt auf –1. Wenn kontinuierliches Nagelnausgeführtwird, pulsiert der Behälterdruckzum Intensivieren der Welligkeiten der Druckänderungen. Wenn die Abnahmevon ΔP1in ΔT1 größer als(–1) ist(d.h. ΔP1/ΔT1 < –1), gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 2125, weileine Entscheidung getroffen worden ist auf der Basis der Amplitudeder Welligkeit, dass das pneumatische Werkzeug in einem Zustandverwendet wird, wie zum Beispiel einem kontinuierlichen Nagelzustand.Im Schritt 2125 wird die Spannung E der Wechselspannungsquelle 310 inder Energieversorgungsschaltung 31 (3) durch den Detektor 311 erfasst.Ferner wird im Schritt 2126 eine Beurteilung vorgenommen,ob der Wert von E niedriger ist als ein vorbestimmter Wert odernicht. In dieser Ausgestaltungsform ist der vorbestimmte Wert festgelegtauf 90 V. Das heißt,wenn eine großeLuftmenge von dem pneumatischen Werkzeug verwendet wird, ist vorzuziehen,dass die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 unmittelbarangehoben wird zum Erhöhen dergenerierten Druckluftmenge. Wenn beispielsweise ein anderes pneumatischesWerkzeug mit dem Behälter 10A verwendetwird, gibt es jedoch die Möglichkeit,dass die Last an der Wechselspannungsquelle 310 so hochwerden kann, dass ein Schaltungsunterbrecher (nicht dargestellterMotorschutzschalter, Sicherung, oder ähnlich) für die Energieversorgungsschaltung 31 (3) arbeitet. Um diesen Nachteilzu vermeiden, wird die Beurteilung in Schritt 2126 vorgenommen,ob der Wert von der Energieversorgungsspannung E niedriger ist alsein vorbestimmter Wert (90 v) oder nicht. Wenn die Beurteilung in Schritt 2126 zueinem JA führt,das heißt,wenn die Energieversorgungsspannung, die gewöhnlich 100 V ist, reduziertwird auf einen Wert, der nicht höherist als 90 V, wird die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 beibehaltenbei N2 (= 2400 U/min), weil eine Entscheidung getroffen worden ist,dass die Last an der Wechselspannungsquelle 310 bedingtdurch die Verwendung des anderen pneumatischen Werkzeugs spürbar hochist.
    [0127] Wenndie Spannung der Wechselspannungsquelle 310 nicht niedrigerist als 90 V, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 2127,in welchem ein in der Energieversorgungsschaltung 31 fließender LaststromI von dem Stromdetektor 312 erfasst wird. Dann wird inSchritt 2128 eine Beurteilung getroffen, ob der gemesseneStrom I größer istals ein vorbestimmter Wert oder nicht. In dieser Ausgestaltungsformist der vorbestimmte Wert festgelegt auf 30 A. Wenn dieses BeurteilungsergebnisJA ist, geht die momentane Position des Programms noch zu Schritt 2132,weil eine Entscheidung getroffen worden ist, dass die Möglichkeitbesteht, dass die Spulentemperatur des Motors 33 exzessivansteigen kann oder der Schaltungsunterbrecher der Wechselspannungsquelle 310 ansprechen kann,wenn die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 von dem momentanenDrehgeschwindigkeitswert an erhöhtwird. In Schritt 2132 wird die Drehgeschwindigkeit desMotors 33 bei N2 = 2400 U/min beibehalten.
    [0128] Wenndie Beurteilung in Schritt 2128 zu einem NEIN führt, gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 2129, inwelchem die Spulentemperatur t desStators 331 im Motor 33 gemessen wird. Fernerwird in Schritt 2130 eine Beurteilung getroffen, ob dieSpulentemperatur t höher istals ein vorbestimmter Wert oder nicht. In dieser Ausgestaltungsformwird der vorbestimmte Wert festgelegt bei 120°C. Obwohl diese Ausgestaltungsformden Fall zeigt, bei welchem die Spulentemperatur t des Motors 33 gemessen wird,kann ebenso die Temperatur einer anderen Stelle gemessen werden.Wenn die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 stärker ansteigtunter der Bedingung, dass die Motorspulentemperatur t nicht niedriger ist als 120°C, bestehtdie Möglichkeit,dass ein exzessives Ansteigen der Motorspulentemperatur t resultieren kann in einem Hindernis für den Betriebdes Motors und es besteht die Möglichkeit,dass das exzessive Ansteigen der Temperatur eine spürbare Reduzierungder Druckluftgeneriereffizienz des Druckluftgenerierabschnittes 20 verursachenkann. Daher geht die momentane Position des Programms, wenn dieBeurteilung im Schritt 2130 in JA resultiert, noch zu Schritt 2132,in welchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 bei N2= 2400 U/min beibehalten wird.
    [0129] Wenndie Beurteilung im Schritt 2130 zu einem NEIN führt, gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 2131, inwelchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 auf N3= 3600 U/min festgelegt wird.
    [0130] ImnächstenSchritt 2133 wird i aufNull zurückgesetzt.Im Schritt 2134 wird eine Beurteilung getroffen, ob derDruck P(i) im Behälter 10A höher ist als30 kg/cm2 oder nicht. Wenn dieses BeurteilungsergebnisJA ist, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 2104,in welchem die Drehung des Motors 33 angehalten wird. Wenndie Beurteilung in Schritt 2134 zu NEIN führt, gehtdie momentane Position des Programms zu Schritt 2135, inwelchem eine arithmetische Operation zum Einsetzen von i+1 für i ausgeführt wird. Dann wird in Schritt 2136 eineBeurteilung getroffen, ob i 100erreicht oder nicht, das heißt,ob die Zeit von 5 s verstrichen ist oder nicht. Wenn dieses BeurteilungsergebnisJA ist, wird i ersetzt durchi = 0 (Schritt 102) und die momentane Position des Programmsgeht zurückzu Schritt 2104. Die Schritte 2134 bis zu 2136 sind vorgesehenzum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors 33 vorgesehen,um sie für5 s konstant zu halten zum Verhindern des Aufkommens eines Gefühls vonUnbehagen, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors 33 inIntervallen von 0,05 s geändertwürde.
    [0131] Andererseits,wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt 2111 NEIN ist,das heißt,wenn die Behälterdruckänderungsratein dem kurzen Zyklus (0,05 s) nicht kleiner ist als der vorbestimmteWert, geht die momentane Position des Programms zu Schritt 2112,in welchem eine Beurteilung getroffen wird, ob die Zeit ΔT2 (= 5 s)abgelaufen ist oder nicht. Wenn dieses Beurteilungsergebnis NEINist, geht die momentane Position des Programms zurück zu Schritt 2106.Wenn dieses Beurteilungsergebnis JA ist, geht die momentane Positiondes Programms zu Schritt 2113, in welchem die Druckänderungsrate ΔP2/ΔT2 (= {P(i=100) – P(i=0)}/5)in dem langen Zyklus (5s) berechnet wird.
    [0132] ImnächstenSchritt 2114 wird eine Drehgeschwindigkeitübergangs-Beurteilungstabelleausgewählt.Vier Arten von Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabellen,wie in 5, 6, 7 und 8 gezeigt,sind in dem RAM 42 des Steuerschaltungsabschnittes 40 imVoraus gespeichert. Wenn die momentane Drehgeschwindigkeit N desMotors 33 der Anfangswert N2 (= 2400 U/min) ist, wird diein 5 gezeigte Tabelleausgewählt.Wenn die momentane Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 N3= 3600 U/min ist, wird die in 6 gezeigteTabelle ausgewählt.Wenn die momentane Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 N1ist, wird die in 7 gezeigteTabelle ausgewählt.In ähnlicherWeise wird, wenn die momentane Drehgeschwindigkeit des Motors 33 N0 ist,die in 8 gezeigte Tabelleausgewählt.In jeder der Tabellen wird der Behälterdruck P in der vertikalenAchse genommen und die Druckänderungsrate ΔP/ΔT des Behälterdruckswird in der horizontalen Achse genommen, so dass jede Tabelle verwendet wirdzum Entscheiden der Drehgeschwindigkeit des Motors 33 aufder Basis der Werte von P und ΔP/ΔT.
    [0133] Eswird in beispielhafter Weise auf 5 bezuggenommen, wobei, wenn der BehälterdruckP höherist als 30 kg/cm2, die Drehgeschwindigkeitfestgelegt wird auf N0, unabhängigvom Wert von ΔP/ΔT. Das heißt, derMotor wird angehalten. Dies ist natürlich, weil der Behälterdruckgesteuert wird, um immer in einem Bereich von 26 kg/cm2 bis30 kg/cm2 zu sein.
    [0134] Weildie Tatsache, dass die Druckänderungsrate ΔP/ΔT einen Minuswerthat, die Tatsache bedeutet, dass die Menge von abgegebener Druckluftgrößer istals die Menge von dem Behälter 10A zugeführter Druckluft,wird eine Steuerung derart vorgenommen, dass die momentane DrehzahlN2 = 2400 U/min des Motors 33 umgeschaltet wird auf einenhöherenWert N3 = 3600 U/min. Insbesondere in dem Fall, in dem die Pneumatikwerkzeuge 51 und 52 (1) in vollem Umfang betriebenwerden, besteht die Möglichkeit,dass der Druck im Behälter 10A rapideabfallen kann, weil eine großeMenge von Druckluft ausgegeben wird. In diesem Fall wird daher, wenn ΔP/ΔT nicht größer istals –1kg/cm2/s, die Drehgeschwindigkeit unmittelbarumgeschaltet auf N3, wenn der Behälterdruck P 30 kg/cm2 ist. Wenn jedoch die Druckänderungsrate ΔP/DT relativgering ist, um in einem Bereich von –1 kg/cm2/secbis 0 kg/cm2/s zu sein, wird der Motor 33 kontinuierlichbei der Drehzahl von N3 betrieben, während der Druck P im Behälter 10A nichtweniger wird als 26 kg/cm2, und die Drehzahldes Motors 33 wird umgeschaltet auf N3, wenn der DruckP im Behälter 10A reduziert wird,um niedriger zu werden als 26 kg/cm2. Andererseits,wenn ΔP/ΔT in einemBereich von 0 kg/cm2/s bis +0,1 kg/cm2/s liegt, das heißt, wenn die Menge zugeführter Druckluftgeringfügiggrößer istals die Menge von abgegebener Druckluft, wird der Motor 33 kontinuierlichbei der Drehgeschwindigkeit von 2 betrieben, während der Druck P im Behälter nichtniedriger wird als 20 kg/cm2 und die Drehgeschwindigkeit desMotors 33 wird umgeschaltet auf N3, wenn der Druck P imBehälter 10A reduziertwird, um niedriger zu sein als 20 kg/cm2.
    [0135] Wennder Wert von ΔP/ΔT in einemBereich von +0,1 kg/cm2/s bis +0,15 kg/cm2/s liegt, das heißt, wenn die Druckluftmengeim Behälter 10A zunimmt, wirdder Motor 33 kontinuierlich bei der Drehgeschwindigkeitvon N2 betrieben, währendder BehälterdruckP nicht niedriger wird als 10 kg/cm2 unddie Drehgeschwindigkeit des Motors 33 wird umgeschaltetauf N3, wenn der BehälterdruckP reduziert wird, um niedriger zu sein als 10 kg/cm2.Wenn ΔP/ΔT zunimmt,um in einem Bereich zu sein von +0,15 kg/cm2/sbis 0,3 kg/cm2/s, wird die Drehzahl desMotors 33 gesteuert, um reduziert zu werden von dem MomentanwertN2 auf N1, wenn der Behälterdruck nichtniedriger wird als 10 kg/cm2, weil raschesAnsteigen im BehälterdruckP vorhersehbar ist.
    [0136] Obwohldie Beschreibung vorgenommen worden ist, für den Fall, in dem die Drehzahl,bei der der Motor 33 momentan betrieben wird, N2 ist undzu ändernist zu N0, N3 oder N1, wird die Steuerung derart ausgeführt, dassdie Drehzahl basierend auf einem unterschiedlichen Muster vorgenommenwerden kann, wie in 6, 7 oder 8, wenn die momentane Drehzahl N3, N1oder N0 ist.
    [0137] Imfolgenden Schritt wird die Tabelle durchsucht, um die folgende DrehgeschwindigkeitN des Motors 33 auf der Grundlage des BehälterdrucksP(i = 100) nach Ablauf von 5 s und der Druckänderungsrate ΔP2/ΔT2 in derZeit von 5 s zu entscheiden. Wenn die als Folge ausgewählte DrehgeschwindigkeitN N3 = 3600 U/min ist (Schritt 2116), wird die Drehgeschwindigkeitnicht unmittelbar umgeschaltet zu N3, sondern die nächsten Schritte 2117 bis 2122 werdenausgeführtzum Beurteilen, ob die Energieversorgungsspannung E niedriger istals 90 V oder nicht, ob der Laststrom I größer ist als 30 A oder nicht undob die Motorspulentemperatur t höher als120°C istoder nicht. Die detaillierte Beschreibung der Schritte 2117 bis 2122 wirdweggelassen, weil die Schritte 2117 bis 2122 funktional äquivalentzu den Schritte 2125 bis 2130 sind. Kurz, die Schritte 2117 bis 2122 zeigenein Ablaufdiagramm zum Verhindern des Ansprechens des Schaltungsunterbrechers (nichtdargestellt) der Wechselspannungsquelle und zum Verhindern des Überhitzensdes Motors 33.
    [0138] Wenndas Beurteilen in den Schritten 2117 bis 2122 eineEntscheidung trifft, dass der Betrieb des Schaltungsunterbrechersund das Überhitzen desMotors 33 verhindert werden können, selbst in dem Fall, inwelchen die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 umgeschaltetwird auf den höchstenWert von 3600 U/min, geht die momentane Position des Programms zuSchritt 2123, in welchem die Motorgeschwindigkeit N festgelegtwird auf N3 = 3600 U/min. Andererseits, wenn die Bedingungen nichterfüllt sind,geht die momentane Position des Programms zu Schritt 2124,in welchem die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 beiN2 beibehalten wird. Das heißt, inder Erfindung wird eine Steuerung derart vorgenommen, dass die Drehgeschwindigkeitdes Motors 33 auf N3 erhöht wird, wenn sowohl die Druckänderungsrateim kurzen Zyklus (0,05 s) als auch die Druckänderungsrate im langen Zyklus(5 s) so hoch sind, dass ein hoher Luftverbrauch vorhergesehen wird,aber die Drehgeschwindigkeit N des Motors 33 wird bei N2beibehalten, wenn die Last des Motors 33 so spürbar hochist, dass die Möglichkeitbesteht, dass der Schaltungsunterbrecher ansprechen könnte oderdie Motorspulentemperatur exzessiv zunehmen könnte.
    [0139] DerBetrieb des Luftkompressors gemäß der Erfindungwird nachstehend unter Bezugnahme auf 17 beschrieben.
    [0140] Inder in 17 gezeigtenGraphik ist die Zeit aufgenommen als horizontale Achse und der Druckder Druckluft in dem Behälterist aufgenommen als vertikale Achse. Die Kurven a und b zeigen denFall, in welchem eine Welligkeit des Behälterdrucks nicht erfasst wird,das heißt,den Fall, in welchem ein Steuern vorgenommen wird, basierend auf derDruckänderungsratedes langen Zyklus (5 s), aber kein Steuern vorgenommen wird, basierendauf der Druckänderungsrateim kurzen Zyklus (0,05 s). Die Kurven a' und b' zeigen den Fall, in welchem Welligkeitdes Behälterdruckserfasst wird, das heißt,den Fall, in welchen ein Steuern, basierend auf den beiden Druckänderungsratenvorgenommen wird.
    [0141] DieKurve a zeigt den BehälterdruckP von 29 kg/cm2 vor dem Zeitpunkt T=0. Dasheißt,die Kurve a zeigt einen Zustand,in welchem der Motor 33, vor der Zeit T=0 unter der Bedingunganhält,dass es keinen Druckluftverbrauch gibt. Wenn beispielsweise einkontinuierliches Nageln bedingt durch eine Nagelmaschine zur ZeitT=0 beginnt, wird der Behälterdruckrasch reduziert währender pulsiert, weil eine großeLuftmenge ausgegeben wird. Zur Zeit T=5 (s) wird die Druckänderungsrate ΔP2/ΔT2 im Zyklusvon 5 s berechnet. Weil die Rate ΔP2/ΔT2 –0,7 ist,wird eine mittlere Drehzahl N2 = 2400 U/min aus der Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabelle ausgewählt. Demgemäß wird derMotor bei einer Drehgeschwindigkeit von N0 in einer Periode von T=0(s) bis T=5 (s) betrieben und bei einer Drehgeschwindigkeit vonN2 nach T=5 (s).
    [0142] DieKurve a' zeigt denFall, in welchem Welligkeit (ΔP1/ΔT1) erfasstwird. Vor der Zeit T=0 ist der Behälterdruck P 29 kg/cm2 und der Motor 33 stoppt. Wennkontinuierliches Nageln zur Zeit T=0 startet, wird der Behälterdruckzuerst währenddes Pulsierens in derselben Weise reduziert, wie in dem Fall der Kurve a. Die Druckänderungsrate(ΔP1/ΔT1) der Welligkeitwird jedoch berechnet nach Durchlaufen von ΔT1=0,05 s. Weil die Rate von ΔP1/ΔT1 –5 (< –1) ist,wird die Welligkeit als groß beurteilt.Weil die Energieversorgungsspannung E nicht niedriger ist als 90V, der Laststrom I nicht größer istals 30 A und die Motorspulentemperatur t nichthöher istals 120° C, schaltetdie Drehgeschwindigkeit unmittelbar auf einen hohen Wert N3 = 3600U/min. Entsprechend wird der Motor 33 bei einer hohen Geschwindigkeitvon N3 = 3600 U/min gedreht, nach dem Durchlaufen von ΔT1=0,05 s.Folglich wird das Reduzieren des Behälterdrucks unterdrückt, wiein der Kurve a' gezeigt,so dass der Behälterdruckbei 29 kg/cm2 gehalten wird.
    [0143] Andererseitszeigt die Kurve b den BehälterdruckP von nicht mehr als 26 kg/cm2 vor der Zeit T=0.Das heißt,die Kurve b zeigt einen Zustand,in welchem der Motor 33 mit einer mittleren Geschwindigkeitvon N2 = 2400 U/min gedreht wird zum Erhöhen des Behälterdrucks P langsam vor derZeit T=0 unter der Bedingung, dass es keinen Druckluftverbrauchgibt. In diesem Zustand wird der Behälterdruck P, wenn kontinuierlichesNageln zum Zeitpunkt T=0 startet, reduziert während des Pulsierens. Nach demAblauf von 5 s wird die Druckänderungsrate ΔP2/ΔT2 berechnet.Weil die Rate ΔP2/ΔT2 –0,9 ist, wirdN3 = 3600 U/min aus der Drehgeschwindigkeitsübergangsbeurteilungstabelleausgewählt.Demgemäß wird derMotor 33 bei einer mittleren Geschwindigkeit von N2 = 2400U/min gedreht vor T=5 (s) und die Drehgeschwindigkeit wird umgeschaltetauf eine hohe Drehgeschwindigkeit von N3 = 3600 U/min nach T=5 (s).Der Behälterdruckwird jedoch spürbar reduziertin der Dauer von 5 s.
    [0144] Andererseitszeigt die Kurve b' auchden BehälterdruckP von nicht mehr als 26 kg/cm2 vor der ZeitT=0. Das heißt,die Kurve b' zeigteinen Zustand, in welchem der Motor 33 bei der mittlerenGeschwindigkeit von N2 = 2400 U/min vor der Zeit T=0 in dem Zustandgedreht wird, dass es keinen Druckluftverbrauch gibt. KontinuierlichesNageln beginnt bei T=0. In diesem Fall wird Welligkeit (ΔP1/ΔT1) erfasst.Entsprechend wird die Druckänderungsrate ΔP1/ΔT1 nach demAblauf von ΔT1= 0,05 s berechnet. Weil die Rate ΔP1/ΔT1 –4 (< –1)ist, wird die Welligkeit als groß beurteilt. Weil die EnergieversorgungsspannungE nicht niedriger ist als 90 V, der Laststrom I nicht größer istals 30 A und die Motorspulentemperatur t nichthöher als120°C, wirddie Drehgeschwindigkeit des Motors unmittelbar nach dem Ablauf von ΔT1 = 0,05s umgeschaltet auf einen hohen Wert N3 = 3600 U/min. Entsprechendwird ein Reduzieren des Behälterdrucksunterdrücktverglichen mit der Kurve b',so dass der Behälterdruckpegelnach kontinuierlichem Nageln im wesentlichen gleich dem Behälterdruckpegelbei T=0 beibehalten werden kann.
    [0145] Wieaus der obigen Beschreibung offenbar wird, ist der Luftkompressorgemäß der Erfindung derartkonfiguriert, dass die Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufigfestgelegt wird und dass die Druckänderungsrate im kurzen Zyklus,beispielsweise von etwa 0,05 s und die Druckänderungsrate im langen Zyklus,beispielsweise um etwa 5 s berechnet wird, basierend auf den Erfassungssignalen,die von dem Drucksensor des Luftbehälters ausgegeben werden, sodass die Drehgeschwindigkeit des Motors, basierend auf den beidenDruckänderungsraten gesteuertwird. Entsprechend kann der Motor, wenn nur Luft bedingt durch Leck-Luftentweicht, weil der Luftkompressor sich in einem Wartezustand befindet, oderwenn eine geringe Luftmenge ausgegeben wird, weil eine kleine pneumatischeKlammermaschine, ein Tacker oder ähnliches verwendet wird, zurGeräuschreduzierungmit einer niedrigen Geschwindigkeit gedreht werden.
    [0146] Andererseits,wenn eine großeLuftmenge in einer kurzen Zeit ausgegeben wird, weil kontinuierlichesNageln durch eine großeNagelmaschine vorgenommen wird, kann die Drehgeschwindigkeit des Motorsunmittelbar umgeschaltet werden auf einen hohen Wert zum Unterdrücken desReduzierens des Behälterdrucks.Entsprechend kann selbst in dem Fall, in dem Nägel für Beton oder Nägel für Holz mit großem Durchmesserkontinuierlich eingeschlagen werden müssen, die Häufigkeit des "nicht tief genugenNagelns" reduziertwerden. Selbst in dem Fall, in welchem das "Nageln nicht tief genug_ durchgeführt wird", kann die Zeit des "nicht tief genugenNagelns" extremverkürztwerden.
    [0147] Zusätzlich wirdder Motor, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors zu einem hohenWert umgeschaltet wird, weil große Welligkeit des Behälterdruckserfasst wird, derart gesteuert werden, dass die Drehgeschwindigkeitdes Motors fürzumindest eine vorbestimmte Zeit (zum Beispiel 5 s) beibehaltenwird. Demgemäß kann einhäufiges Ändern der Drehgeschwindigkeitdes Motors in kurzer Zeit verhindert werden, so dass das Gefühl des Unbehagens reduziertwerden kann.
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Luftkompressor, umfassend: einen Behälterabschnittzum Aufbewahren von in einem Pneumatikwerkzeug verwendbarer Druckluft; einenDruckluftgenerierabschnitt zum Generieren von Druckluft und Zuführen derDruckluft zum Behälterabschnitt; einenAntriebsabschnitt einschließlicheines Motors zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnitts; einenSteuerschaltungsabschnitt zum Steuern des Antriebsabschnitts; und einenDrucksensor zum Erfassen des Drucks der im Behälterabschnitt aufbewahrtenDruckluft; wobei der Steuerschaltungsabschnitt eine Einheit einschließt zum mehrstufigenSteuern der Drehgeschwindigkeit des Motors basierend auf einem von demDrucksensor ausgegebenen Erfassungssignal.
    [2] Luftkompressor gemäß Anspruch 1, wobei dieDrehgeschwindigkeit des Motors mehrstufig eingestellt wird, um eineVielzahl von Werte zu haben, wie zum Beispiel 0, N, 2N, 3N, ...,und nN mit n als beliebigerZahl; und einer der Werte ausgewählt wird durch den Steuerschaltungsabschnitt,um hierdurch den Motor zu steuern.
    [3] Luftkompressor, umfassend: einen Behälterabschnittzum Aufbewahren von in einem Pneumatikwerkzeug verwendbarer Druckluft; einenDruckluftgenerierabschnitt zum generieren von Druckluft und Zuführen derDruckluft zu dem Behälterabschnitt; einenAntriebsabschnitt einschließlicheines Motors zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnitts; und einenSteuerschaltungsabschnitt zum Steuern des Antriebsabschnitts; wobeider Steuerschaltungsabschnitt eine Einheit zum Berechnen des Innendrucksdes Behälterabschnittseinschließt,basierend auf einem von einem Drucksensor ausgegebenen Erfassungssignal,Berechnen der Rate ΔP/ΔT der Druckluftänderung ΔP zu einervorbestimmten Zeit ΔT1und Entscheiden der Drehgeschwindigkeit des Motors basierend auf mindestenseinem aus der Gruppe von dem Druck P und der Rate ΔP/ΔT der Druckänderung.
    [4] Luftkompressor nach Anspruch 3, wobei der Steuerschaltungsabschnittferner einen Speicher einschließtzum Speichern von den Zusammenhang zwischen dem Druck P des Behälterabschnitts,der Rate ΔP/ΔT der Druckänderungund der Drehgeschwindigkeit N des Motors angebender Information; undwobei die Drehgeschwindigkeit des Motors bestimmt wird durch eineVorrichtung zum Durchsuchen des Speichers.
    [5] Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors einschließlich einesBehälterabschnitteszum Aufbewahren von in einem Pneumatikwerkzeug verwendbarer Druckluft,eines Druckluftgenerierabschnitts zum Generieren von Druckluft undZuführender Druckluft zu dem Behälterabschnitt,eines Antriebsabschnitts mit einem Motor zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnittsund eines Steuerschaltungsabschnitts zum Steuern des Antriebsabschnitts; wobeidas Verfahren umfasst: Erfassen des Drucks P der in dem Behälterabschnitt aufbewahrtenDruckluft; Berechnen der Rate ΔP/ΔT der Änderung ΔP des Drucks P zu einer vorbestimmtenZeit ΔT;und Entscheiden der Drehgeschwindigkeit des Motors des Antriebsabschnittsbasierend auf mindestens einem aus der Gruppe von Druck P des Behälterabschnittsund Rate ΔP/ΔT der Druckänderung.
    [6] Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors gemäß Anspruch5, außerdemumfassend: Suchen nach der Drehgeschwindigkeit des Motors durchBezugnehmen auf eine in einem Speicher des Steuerschaltungsabschnittsgespeicherten Tabelle basierend auf dem Druck P des Behälterabschnitts undder Rate ΔP/ΔT der Druckänderung.
    [7] Luftkompressor, umfassend: einen Behälterabschnittzum Aufbewahren von in einem Pneumatikwerkzeug verwendbarer Druckluft; einenDruckluftgenerierabschnitt zum Generieren von Druckluft und Zuführen derDruckluft zu dem Behälterabschnitt; einenAntriebsabschnitt einschließlicheines Motors zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnitts; einenSteuerschaltungsabschnitt zum Steuern des Antriebsabschnitts; und einenTemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Motors des Antriebsabschnitts; wobeider Steuerschaltungsabschnitt die Drehgeschwindigkeit des Motorsmehrstufig steuert, basierend auf einem von dem Temperatursensorausgegebenen Erfassungssignal.
    [8] Luftkompressor nach Anspruch 7, ferner umfassend:einen Drucksensor zum Erfassen des Drucks der Druckluft in dem Behälterabschnitt;wobei der Steuerschaltungsabschnitt die Drehgeschwindigkeit desMotors mehrstufig steuert, basierend auf von dem Temperatursensorund dem Drucksensor ausgegebenen Erfassungssignalen.
    [9] Luftkompressor nach Anspruch 7, außerdem umfassend:eine Spannungsdetektorschaltung zum Erfassen einer Energieversorgungsspannungdes Antriebsabschnitts; und eine Stromdetektorschaltung zumErfassen eines Laststroms des Antriebsabschnitts; wobei derSteuerschaltungsabschnitt die Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufigsteuert, basierend auf dem von dem Temperatursensor ausgegebenenErfassungssignal und einem von mindestens einem aus der Gruppe derSpannungserfassungsschaltung und der Stromerfassungsschaltung ausgegebenenErfassungssignals.
    [10] Luftkompressor nach Anspruch 7, wobei der Steuerschaltungsabschnittdie Drehgeschwindigkeit des Motors in mindestens drei Stufen einerhohen Geschwindigkeit, einer mittleren Geschwindigkeit und einerniedrigen Geschwindigkeit steuert.
    [11] Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors einschließlich einesBehälterabschnittszum Aufbewahren von in einem Pneumatikwerkzeug zu verwendender Druckluft,eines Druckluftgenerierabschnitts zum Generieren von Druckluft undZuführen derDruckluft zu dem Behälterabschnitt,eines Antriebsabschnitts mit einem Motor zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnitts,und eines Steuerschaltungsabschnitts zum Steuern des Antriebsabschnitts, wobeidas Verfahren umfasst: Erfassen der Temperatur des Motors desAntriebsabschnitts durch einen Temperatursensor; und Steuernder Drehgeschwindigkeit des Motors in mindestens drei Stufen einerhohen Geschwindigkeit, einer mittleren Geschwindigkeit und einerniedrigen Geschwindigkeit, basierend auf einem von dem Temperatursensorausgegebenen Erfassungssignal.
    [12] Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors nachAnspruch 11, ferner umfassend: Erfassen des Drucks der Druckluftin dem Behälterabschnittdurch einen Drucksensor; und Steuern der Drehgeschwindigkeitdes Motors in mindestens drei Stufen einer hohen Geschwindigkeit,einer mittleren Geschwindigkeit und einer niedrigen Geschwindigkeit,basierend auf von dem Temperatursensor und dem Drucksensor ausgegebenenErfassungssignalen.
    [13] Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors nachAnspruch 11, ferner umfassend: Erfassen einer Energieversorgungsspannungdes Antriebsabschnitts und eines Laststroms des Antriebsabschnitts;und Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors in mindestensdrei Stufen einer hohen Geschwindigkeit, einer mittleren Geschwindigkeitund einer niedrigen Geschwindigkeit, basierend auf der erfasstenSpannung und dem Strom und einem von dem Temperatursensor ausgegebenenErfassungssignal.
    [14] Luftkompressor, umfassend: einen Behälterabschnittzum Aufbewahren von in einem pneumatischen Werkzeug verwendeterLuft; einen Druckluftgenerierabschnitt zum Generieren von Druckluftund zum Zuführender Druckluft zu dem Behälterabschnitt; einenAntriebsabschnitt einschließlicheines Motors zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnitts; einesSteuerschaltungsabschnitt zum Steuern des Antriebsabschnitts; und einenDrucksensor zum Erfassen des Drucks der in dem Behälterabschnittaufbewahrten Druckluft; wobei der Steuerschaltungsabschnittdie Rate ΔP1/ΔT1 der Änderung ΔP1 im Innendruckdes Behälterabschnittszu einer relativ kurzen Zeit ΔT1und die Rate ΔP2/ΔT2 der Änderung ΔP2 im Innendruck desBehälterabschnittszu einer Zeit ΔP2,die länger istals die Zeit ΔT1,basierend auf von dem Drucksensor ausgegebenen Erfassungssignalenberechnet und die Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufig steuert,basierend auf mindestens einer der beiden Druckänderungsraten.
    [15] Luftkompressor nach Anspruch 14, ferner umfassend:einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Motors; wobeider Steuerschaltungsabschnitt die Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufigsteuert, basierend auf den beiden Druckänderungsraten und einem vondem Temperatursensor ausgegebenen Erfassungssignal.
    [16] Luftkompressor nach Anspruch 15, ferner umfassend:einen Spannungssensor zum Erfassen einer Energieversorgungsspannungdes Antriebsabschnitts; und einen Stromsensor zum Erfasseneines Laststroms des Antriebsabschnitts; wobei der Steuerschaltungsabschnittsdie Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufig steuert, basierendauf den beiden Druckänderungsratenund mindestens einem aus der Gruppe der von dem Spannungssensorund dem Stromsensor ausgegebenen Erfassungssignalen.
    [17] Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors einschließlich einesBehälterabschnitteszum Aufbewahren von in einem Pneumatikwerkzeug verwendbarer Druckluft,eines Druckluftgenerierabschnitts zum Generieren von Druckluft undZuführen derDruckluft zu dem Behälterabschnitt,eines Antriebsabschnitts mit einem Motor zum Antreiben des Druckluftgenerierabschnittsund eines Steuerschaltungsabschnitts zum Steuern des Antriebsabschnitts; wobeidas Verfahren umfasst: Erfassen des Drucks P der in dem Behälterabschnittaufbewahrten Druckluft; Berechnen der Rate ΔP1/ΔT1 der Druckänderung ΔP1 zu einer relativ kurzen Zeit ΔT1, basierendauf dem erfassten Druck P; Berechnen der Rate ΔP2/ΔT2 der Druckänderung ΔP2 zu einerZeit ΔT2,die längerist als die Zeit ΔT1, basierendauf dem erfassten Druck P; und Steuern der Drehgeschwindigkeitdes Motors mehrstufig, basierend auf den beiden Druckänderungsraten.
    [18] Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors nachAnspruch 7, ferner umfassend: Erfassen der Temperatur T desMotors; und Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufig,basierend auf den beiden Druckänderungsratenund einem erfassten Signal der Temperatur T.
    [19] Verfahren zum Steuern eines Luftkompressors nachAnspruch 17, ferner umfassend: Erfassen einer EnergieversorgungsspannungE des Antriebsabschnitts und eines Laststroms I des Antriebsabschnittes;und Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors mehrstufig,basierend auf den beiden Druckänderungsratenund mindestens einem aus der Gruppe der erfassten EnergieversorgungsspannungenE und des erfassten Laststroms I.
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