DE102005020830A1 - Verfahren zum Betreiben einer Elektrowerkzeugmaschine, Elektronikeinheit sowie Elektrowerkzeugmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Elektrowerkzeugmaschine, Elektronikeinheit sowie Elektrowerkzeugmaschine Download PDF

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Gerhard Sanwald
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/10—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving electrical means
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben einer Elektrowerkzeugmaschine mit einem Hochfrequenzumrichter, mit dem ein Elektromotor mit hoher Frequenz angetrieben wird. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass abhängig von einer Last in einem Arbeitszustand der Elektrowerkzeugmaschine eine ausgangsseitige Spannung (U) und/oder eine Frequenz (f) des Hochfrequenzumrichters angepasst werden. Es wird auch eine Elektronikeinheit sowie eine Elektrowerkzeugmaschine vorgeschlagen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Elektrowerkzeugmaschine sowie eine Elektronikeinheit und eine Elektrowerkzeugmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
  • Bei Elektrowerkzeugmaschinen wie Schleifgeräten kommen statische Frequenzumrichter zum Einsatz, mit denen ein Werkzeug mit hoher Frequenz bewegt wird. Dies erfordert eine ausreichende Kühlleistung sowie einen beträchtlichen Energieaufwand, was sich in Herstellkosten und Betriebskosten niederschlägt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem abhängig von einer Last in einem Arbeitszustand der Elektrowerkzeugmaschine eine ausgangsseitige Spannung und/oder eine Frequenz des Hochfrequenzumrichters angepasst wird oder werden. Unter Arbeitszustand soll ein Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine nach einem Einschal ten und Hochlaufen auf eine Nennfrequenz und Nennspannung verstanden werden. Der Arbeitszustand kann Leerlauf oder auch ein Lastzustand sein, bei dem das Werkzeug in einem Arbeitsschritt verwendet wird. Zweckmäßigerweise erkennt der Frequenzumrichter den Lastzustand der Elektrowerkzeugmaschine und passt Frequenz und/oder Spannung an. Vorzugsweise werden Frequenz und Spannung synchron angepasst. Die Nennfrequenz ist hoch und liegt vorzugsweise in einem Bereich, wie er z.B. bei Schleifgeräten üblich ist.
  • In einem günstigen Verfahrensschritt wird ausgehend von einem Arbeitszustand unter Last bei Verminderung der Last die Spannung bei konstanter Frequenz abgesenkt. Dadurch kann eine erhebliche Energieeinsparung erreicht werden. Es kann ein besonders ruhiger Lauf der Elektrowerkzeugmaschine erreicht werden.
  • Vorzugsweise wird im Leerlauf die Spannung bei konstanter Frequenz abgesenkt. Es ist dabei günstig, die Spannung im Leerlauf auf mindestens 80%, vorzugsweise ca. 75%, einer Nennspannung abzusenken. Es wird weniger Eigenwärme in der Elektrowerkzeugmaschine erzeugt, so dass eine Kühlleistung eines Lüfters wesentlich effizienter genutzt werden kann. Es kann ein bis zu 40% höheres Kühlpotenzial erreicht werden bei nahezu gleicher Drehzahl des Lüfters. Andererseits kann der Lüfter auch kleiner ausgelegt werden, was Bauraum spart und weniger Energie zum Betreiben des Lüfters erfordert.
  • In einem günstigen Verfahrensschritt erfolgt bei Zunahme der Last eine Spannungs- und/oder Frequenzerhöhung. Dabei wird vorzugsweise die Spannung auf über 100% einer Nennleistung überhöht, vorzugsweise auf etwa 110%. Es kann eine höhere Arbeitsleistung erreicht werden und somit indirekt eine geringere Abwärme pro Arbeitseinheit.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Frequenz auf über 100% einer Nennfrequenz überhöht werden.
  • Es wird eine Elektronikeinheit zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, bei der ein Frequenzumrichter vorgesehen ist, der lastabhängig seine ausgangsseitige Spannung und/oder Frequenz ändert. Vorzugsweise ist der Frequenzumrichter als statischer Frequenzumrichter ausgebildet.
  • Es wird ferner eine Elektrowerkzeugmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine, mit einem Frequenzumrichter, vorgeschlagen, bei der eine ausgangsseitige Spannung und/oder Frequenz des Frequenzumrichters lastabhängig änderbar ist.
  • Die Erfindung ist für alle Elektrowerkzeuge mit einem statischen Frequenzumrichter geeignet.
    •
  • Zeichnung
  • Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Ansprüchen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus nachfolgend anhand von einem in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Im Folgenden zeigt die einzige Figur einen zeitabhängigen Verlauf einer ausgangsseitigen Spannung sowie eine Frequenz eines Frequenzumrichters.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die Figur zeigt einen zeitabhängigen Verlauf einer ausgangsseitigen effektiven Spannung U als durchgezogene Linie und einer Frequenz feines Hochfrequenzumrichters einer Elektrowerkzeugmaschine als strichlierte Linie in Abhängigkeit der Zeit t. Eine Nennfrequenz und eine Nennspannung liegen bei 100%.
  • Nach einer Anlaufphase 10 nach dem Einschalten werden die die Nennspannung und die Nennfrequenz erreicht. Zu Beginn ist das Werkzeug der Elektrowerkzeugmaschine noch nicht mit einem zu bearbeitenden Gegenstand in Wirkverbindung, so dass in einem ersten Arbeitszustand 11 die Elektrowerkzeugmaschine im Leerlauf ist. Der Frequenzumrichter erkennt dies und senkt die ausgangsseitige Spannung U auf etwa 75% ab, während die Frequenz f auf 100% ihrer Nennfrequenz bleibt.
  • In einem darauf folgenden Arbeitszustand 12 kommt das Werkzeug in Wirkverbindung mit dem zu bearbeitenden Gegenstand, und die Last steigt. Der Frequenzumrichter erkennt die Lastzunahme und erhöht synchron die Frequenz f und die Spannung U, z.B. auf 110% der jeweiligen Nennwerte. In einem dritten Arbeitszustand 13 wird das Werkzeug wieder außer Wirkverbindung mit dem zu bearbeitenden Gegenstand gebracht und eine weitere Leerlaufphase beginnt. Der Hochfrequenzumrichter erkennt die Lastabnahme und senkt die Spannung U wieder auf einen Wert unterhalb der Nennspannung ab, während die Frequenz f auf ihren Nennwert erniedrigt wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Elektrowerkzeugmaschine mit einem Hochfrequenzumrichter, mit dem ein Elektromotor mit hoher Frequenz angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einer Last in einem Arbeitszustand der Elektrowerkzeugmaschine eine ausgangsseitige Spannung (U) und/oder eine Frequenz (f) des Hochfrequenzumrichters angepasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem Arbeitszustand unter Last bei Verminderung der Last die Spannung (U) bei konstanter Frequenz (f) abgesenkt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Leerlauf die Spannung (U) bei konstanter Frequenz (f) abgesenkt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Zunahme der Last eine Spannungs- und/oder Frequenzerhöhung erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung (U) auf über 100% einer Nennleistung überhöht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz (f) auf über 100% einer Nennfrequenz überhöht wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Leerlauf die Spannung (U) auf mindestens 80% einer Nennspannung abgesenkt wird.
  8. Elektronikeinheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hochfrequenzumrichter vorgesehen ist, der lastabhängig seine ausgangsseitige Spannung (U) und/oder Frequenz (f) ändert.
  9. Elektronikeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzumrichter als statischer Hochfrequenzumrichter ausgebildet ist.
  10. Elektrowerkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine, mit einem Hochfrequenzumrichter, dadurch gekennzeichnet, dass eine ausgangsseitige Spannung (U) und/oder Frequenz (f) des Hochfrequenzumrichters lastabhängig änderbar ist.
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