DE102004053848A1

DE102004053848A1 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102004053848A1
Application number: DE102004053848A
Authority: DE
Inventors: Steffen Wuensch; Wolfgang Hirschburger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2006-05-11
Also published as: GB0522588D0; GB2420087A; CN1799781A; GB2420087B

Abstract

Eine Handwerkzeugmaschine mit motorisch antreibbarem Werkzeug sowie mit einem Beleuchtungsmittel zum Beleuchten ihres Arbeitsfeldes wird dadurch besser kontrollierbar und mit besserem Wirkungsgrad verwendbar, dass das Beleuchtungsmittel eine stroboskopische Lichtquelle mit einer Blink- und/oder Blitz-Frequenz ist.

Description

Aufgrund des Anspruchs auf qualitativ hochwertige Arbeitsergebnisse werden Elektrowerkzeuge mit Einrichtungen ausgestattet, die es ermöglichen, Arbeitsdrehzahlen, Hub-, Schwing- und Schlagzahlen einzustellen.
Das geschieht mit Hilfe einer Steuer- oder Regelelektronik.
So kann z.B. die optimale Bohrerdrehzahl für den zu bearbeitenden Werkstoff je nach Bohrerdurchmesser an einem Stellrad oder auf einem Display vor eingestellt werden.
Die vorgeschlagenen Einstellwerte sind technische Richtwerte und basieren nicht zuletzt auf langjähriger praktischer Erfahrung. Sie werden dem Anwender in Form von Tabellen, Diagrammen oder auch durch direkt auf dem Gerät angebrachte Displays vermittelt.
Es wird mit dieser Erfindung vorgeschlagen, die bekannte Wirkungsweise des Stroboskops auf die Überwachung und Einstellung von Arbeitsdrehzahlen, Schwing- und Hubbewegungen von Elektrowerkzeugen anzuwenden und zwar mit folgender Begründung:
Die an der Elektronik vor eingestellten Werte sind in den meisten Fällen während des praktischen Einsatzes des Elektrowerkzeugs – beeinflusst durch den Bedienenden – erheblichen Schwankungen ausgesetzt und können nur durch relativ aufwendige Regelelektronik einigermaßen konstant gehalten werden.
Während des Bearbeitungsvorgangs z.B. beim Bohren in Stein oder Holz wird wegen der Inhomogenität der Materialien mit stark verändertem Anpressdruck gearbeitet, ohne dann wesentliche Bohrfortschritte zu erzielen.
Mit nachlassendem Arbeitsfortschritt wird der Bohrerandruck wesentlich erhöht, es kommt zu unzulässig hohen Temperaturen am Werkzeug und im Gerät, was schließlich zu deren Ausfall führt.
Mit dem Elektrowerkzeug ist an entsprechender Stelle eine Lichtquelle so angebracht, dass sie den Arbeitsbereich und das Arbeitswerkzeug ausreichend beleuchtet. Eine im Gerät untergebrachte elektronische Schaltung steuert diese Lichtquelle, indem sie diese mit hoher Frequenz blinken lässt.
Die einzelnen Lichtblitze sorgen dafür, dass eine Markierung oder das Werkzeug selbst eine Kreis- oder hin- und hergehende Bewegung ausführt, dann scharf und deutlich sichtbar wird, wenn diese Schwingfrequenz mit der Blinkfrequenz des Stroboskops übereinstimmt.
Um Beschädigungen an Werkzeug und Gerät durch unzulässig hohe Temperaturen zu vermeiden, wird mit dieser Erfindung dem Anwender die Möglichkeit eingeräumt, durch dieses optisches Hilfsmittel Dreh-, Hub-, Schwing- und Schlagzahlen zu überwachen und den physikalisch „richtigen" Arbeitspunkt einzuhalten oder sich zumindest in einem engen Arbeitsbereich zu bewegen. Das wird durch gefühlvolles Belasten des Gerätes und ggf. durch Verändern der Elo-Einstellung erreicht.
Als bevorzugte Lichtquelle wird eine weiße „superhelle" Leuchtdiode verwendet, die von einer relativ einfachen auf engem Raum im Elektrowerkzeug untergebrachten Schaltung zur erforderlichen Blinkfrequenz angeregt wird. Die Blinkfrequenz richtet sich nach der jeweils bevorzugten Arbeitsfrequenz.
Am Beispiel eines Deltaschleifers soll die Funktion des Stroboskopeffekts zur Arbeitsdrehzahl-Überwachung im Folgenden hinreichend erklärt werden:
Der gebündelte Lichtkegel einer hellen LED leuchtet auf den vorderen Teil der Schleifplatte mit einer vorgegebenen Blinkfrequenz und auf den Teil der Arbeitfläche der sich unmittelbar an die Kanten und an die Spitze des Schleiftellers anschließt.
Durch diese Arbeitsflächenbeleuchtung wird die Sicht auf die zu schleifende Fläche verbessert und damit die Qualität des Schleifergebnisses erheblich erhöht.
Auf der Oberseite des Schleiftellers können zum Verdeutlichmachen des Effekts Markierungen in Form von Punkt(e) oder Strich(en) aufgebracht sein.
Während des Schleifvorgangs belastet der Bedienende das Gerät mit einem Andruck, der auf Grund seiner Erfahrung, aus vom Gerätehersteller gegebenen Hinweisen oder aus dem Ausprobieren resultiert.
Mit der Erfindung wird dem Anwender eine entscheidende Hilfe dadurch gegeben, dass beim Erreichen der optimalen Bearbeitungsgeschwindigkeit die Markierungen auf dem Bearbeitungswerkzeug – in diesem Fall der Schleifteller – bzw. der Schleifteller selbst, deutlich erkennbar werden, da ein scharfes Bild erscheint.
Unterhalb oder oberhalb dieser Schwingfrequenz wird das Bild wieder unscharf.
Der Bedienende hat also durch ständige Kontrolle der Arbeitsgeschwindigkeit – der Blick ist ohnehin auf den vorderen Teil der Schleifplatte gerichtet – die Möglichkeit, die optimale Arbeitsgeschwindigkeit einzustellen durch mehr oder weniger starken Andruck.
Zur Bestimmung der für diesen Gerätetyp günstigsten Blinkfrequenz sind natürlich umfangreiche Versuche durchgeführt worden.
Diese einfachste Art der Arbeitsdrehzahlüberwachung kann folgendermaßen erweitert werden:
Der stufenlosen und in Stufen geteilten Einstellung der Motordrehzahl mittels Elektroniksteller ist eine jeweils analoge Blinkfrequenz zugeordnet.
Somit ist es möglich, differenzierte Aussagen zu erhalten über optimale Arbeitsdrehzahlen bei:

– Anwendung verschiedener Schleifblattkörnungen
– Schleifen unterschiedlicher Werkstoffe
– Anwendung unterschiedlicher Arbeitverfahren wie Schleifen, Polieren, Reinigen

Beispiel: Schleifen mit unterschiedlichen Körnungen
Erweitert werden kann diese Tabelle durch Hinzunahme der Option „Werkstoff".
Dann wird eine Differenzierung der Arbeitsdrehzahlen auf 9 Einstellungen beispielsweise auf einem Display am Gerät möglich. Eingestellt werden dann die Arbeitspunkte M1 bis K3 – siehe nachstehende Tabelle – wobei den einzelnen Arbeitspunkten die entsprechende Blitzfrequenz zugeordnet ist.
Das nachstehende Diagramm zeigt die Auslegung der Elektronik für den Antriebsmotor. Über Phasenanschnittssteuerung werden drei Ausgangsdrehzahlen festgelegt, für Metall (n = 9000), für Holz (n = 8000) und für Kunststoff (n = 6500).
Im praktischen Arbeitsfall d.h. unter variabler Belastung werden dann die jeweils festgelegten und vorgewählten Werte für die Blitzfrequenz erreicht.
Die Belastung, d.h. der Andruck auf das Gerät so lange gesteigert, bis die Arbeitsdrehzahl der Blitzfrequenz entspricht d.h. ein stehendes Bild der Markierung oder des Schleiftellers deutlich sichtbar wird.
Statt der einfarbigen Ausleuchtung können aber auch mehrere monochromatische LED's zum Einsatz kommen und verschiedene Werkstoffe repräsentieren.
Zur Ausführung dieser Funktion werden entweder die LED's in ihren Grundfarben einzeln oder in Form einer „Full-color-LED", bei der die Grundfarben in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind, verwendet.
So ist es denkbar, dass z.B. „grün" für Holz, „blau" für Metall und „rot" für Kunststoff zur Ausleuchtung und Überwachung der Arbeitsdrehzahl Anwendung finden.
Auch andere Bearbeitungskriterien können Farblich variiert werden.
Der Einsatz von grobkörnigen Schleifmitteln mit dem Ziel, möglich viel in kurzer Zeit abzutragen, d.h. Schleifleistung abzuverlangen, wird dann von einer „gelb" blinkenden LED, die Anwendung der Schleifpapier-Körnung im Bereich P80... 150 von einer blauen, und für den Feinschleifvorgang von einer „grünen" LED übernommen.
Alle oben erwähnten Vorschläge zur Arbeitsdrehzahl-Überwachung während des praktischen Einsatzes wurden am Beispiel eines Deltaschleifers ausgeführt.
Sie können aber auch ohne Einschränkung für Exzenter-, Schwing- und Linearschleifer gelten.
Die Vorschläge sind aber auch für folgende Elektrowerkzeuge anwendbar:
Bohrmaschinen und Schlagbohrmaschinen

– zur Empfehlung der günstigsten Bohrgeschwindigkeit für das materialgerechte Bohren (Stahl, Holz, Stein) in Abhängigkeit zum Bohrerdurchmesser

Kreissägen

– auf verschiedene Werkstoffe optimierte Schnittgeschwindigkeit

Stichsägen

– zusätzlich zur Empfehlung des materialgerechten Einsatzes entsprechender Sägeblätter die dazu richtige Hubzahl d.h. Schnittgeschwindigkeit

Oberfräse

– ähnlich wie bei den Bohrmaschinen: optimale Zuordnung der Drehzahlen zum Fräserdurchmesser

Bandschleifer

– Wahl der Bandgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der zu bearbeitenden Werkstoffe und der verschiedene Bandkörnungen

Winkelschleifer

– Festlegung der optimalen Arbeitsdrehzahl für das Trennen, Schruppen, Bürsten, Entrosten und Entfernen von Lacken unter Berücksichtigung der dafür konzipierten Einsatzwerkzeuge

Claims

Handwerkzeugmaschine mit einem motorisch antreibbaren Werkzeug sowie mit einem Beleuchtungsmittel zum Beleuchten ihres Arbeitsfeldes, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmittel eine stroboskopische Lichtquelle mit einer Blink- und/oder Blitz-Frequenz ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, in dadurch gekennzeichnet, dass sie elektrische und/oder elektronische Schaltmittel trägt, mit denen die Blink- und/oder Blitz-Frequenz des Beleuchtungsmittels einstellbar ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, mit denen die Dreh-, Hub-, Schwing- oder Schlagzahl oder dergl. – in Abhängigkeit von der einstellbaren Blink- und/oder Blitzfrequenz des Beleuchtungsmittels regelbar ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine, insbesondere weiße, als Beleuchtungsmittel dienende Leuchtdiode trägt.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Beleuchtungsmittel, insbesondere optische, Elemente zum Fokussieren des Lichtstrahls auf das Werkzeug zugeordnet sind.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie skalenbezogene Stellmittel zur Einstellung der Blink- und/oder Blitzfrequenz trägt.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmittel eigene, unabhängige Stromversorgungsmittel, insbesondere einen an und/oder in der Handwerkzeugmaschine angeordneten Generator, hat.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh-, Hub-, Schwing- oder Schlagzahl über die Einstellmittel der Blink- und/oder Blitzfrequenz stufenlos und/oder in Stufen einstellbar sind.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unterschiedlich farbige, nacheinander und/oder gemeinsam ansteuerbare LEDs als Beleuchtungsmittel dienen.
Handwerkzeugmaschinen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel trägt, die akustische oder fühlbare Signale abgibt, insbesondere Vibrations-Signale, vorzugsweise bei Übereinstimmung der Blink- oder Blitzfrequenz mit der Dreh-, Hub-, Schwing- oder Schlagzahl.