DE1763390A1

DE1763390A1 - Elektrowerkzeug mit elektronischer Drehzahlregelung

Info

Publication number: DE1763390A1
Application number: DE19681763390
Authority: DE
Inventors: Kurt Paule
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-05-18
Filing date: 1968-05-18
Publication date: 1972-02-24
Also published as: CH502019A; US3585427A; NL6906431A; FR2008818A1; ES367344A1; BR6908893D0

Description

R. 9152
17.5.1968 Bü/Sz

Anlage zur

Jratent— unn · _.__„ _-ι j.«_ _

.Anmeldung

ROBER T BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstraße 4

Elektrowerkzeug mit elektronischer Drehzahlregelung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrowerkzeug, insbesondere eine ^: ' elektrisch angetriebene Handschleifmaschine mit eingebautem Wechsel- " stromkommutatormotor und mit einer elektronischen Drehzahlregelein- .·■ richtung. Es sind Elektrowerkzeuge bekannt, deren eingebaute oder auch als vom Elektrowerkzeug getrennte Vorsehaltgeräte ausgebildete elektronische Drehzahlsteuereinrichtunge'n eine stufenlose Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors von Null bis zu einem Höchstwert gestatten. ^!

Diese bekannten Elektrowerkzeuge weisen indessen bei jeder an dem Steuergerät eingestellten Drehzahl den mit dem im HauptSchluß geschalteten Wechsels bromkommutatormotor verbundenen Nachteil einer stark drehmomentabhängigen. Drehzahl auf. Der Vorteil einer einstell-

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baren Drehzahl wird dadurch bei den bekannten Elektrowerkzeugen dieser Art großenteils wieder unwirksam, da die eingestellte Drehzahl nur im Leerlauf eingehalten wird, bei Belastung jedoch sofort absinkt und von Hand nachgesteuert werden müßte; dies ist jedoch praktisch nicht möglich. Außerdem ist bei den bekannten Elektrowerkzeugen die angewandte Regelung oder Steuerung durchweg mit einer Verringerung der aufgenommenen Leistung verbunden, die sich dem bei Belastung eintretenden Drehzahlabfall noch überlagert und voll in einer Verringerung der abgegebenen Leistung auswirkt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe einer elektronischen Schaltung die Drehzahl eines Elektrowerkzeugs mit Wechselstromkommutatormotor so zu regeln, daß sie vom Leerlauf bis zu einem für Dauerbetrieb zulässigen höchsten Drehmoment praktisch konstant oder annähernd konstant bleibt. Damit wird in erster Linie erreicht, daß die abgegebene Leistung als das Produkt aus Drehmoment | und Drehzahl in einem Verhältnis steigt, dessen obere Grenze das Verhältnis der bisher üblichen Leerlaufdrehzahl zu der bisher üblichen Lastdrehzahl, das ist etwa 1,6 : 1, darstellt. Während die an sich erreichbare 60 %ige Leistungssteigerung nur in Sonderfällen · _; in Frage kommen wird, dürfte für die meisten Anwendungsfälle eine Beschränkung auf etwa 40 % Leistungssteigerung zweckmäßig sein, ^: da diese Grenze durch die darüber hinaus auftretenden erhöhten Anforderungen an die Schleuderfestigkeit der Wicklung und des Kollektors , die Lebensaduer der Wälzlager und die Anforderungen an die Genauigkeit der Fertigung, insbesondere des Auswuchtens, angemessen : erscheint. Es ist natürlich auch möglich¹, z. B. mit einer Handschleif- . maschine in Folge der höheren Lastdrehzahl die gleiche Leistung wie bisher bei geringerer Anstrengung des Benutzenden, der die Schleif- , scheibe entsprechend schwächer gegen das Werkzeug drückt, zu erzielen.

Weiter wird erreicht, daß das Elektrowerkzeug unter wechselnder Belastung immer mit der gleichen günstigen Schnittgeschwindigkeit ar-

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beitet und dadurch eine höhere Leistung entwickelt. Es wird auch erreicht, daß der Antriebsmotor in Folge seiner auch bei hohem abgegebenen Drehmoment unverändert großen Drehzahl gerade dann gut" ■gekühlt wird, wenn dies notwendig ist, um die bei größerer Leistung höhere Verlustwärme einwandfrei abzuführen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die geförderte Luftmenge zwar an sich proportional mit der Lüfterdrehzahl ansteigt, daß aber der erzeugte Druckunterschied dem Quadrat der Drehzahl folgt und daß ein bestimmtes Druckgefälle nötig ist, um die Kühlluftmenge durch das Elektrowerkzeug zu fördern j auch der Wärmeübergang verstärkt sich mit zunehmender Luftgeschwindigkeit. Damit eignet sich das Elektrowerkzeug nach der Erfindung dazu, die erhöhte Leistung auch im Dauerbetrieb abzugeben.

Darüber hinaus ist die Kühlung auch im Überlastbereich wesentlich wirksamer als bei den bekannten Elektrowerkzeugen. Auch ergibt sich dadurch, daß die elektronische Regelung das Hochlaufen oder Durchgehen des Antriebsmotors des entlasteten Elektrowerkzeugs verhindert, der große Vorteil, daß die Werkzeuge, insbesondere die Schleifscheiben von Handschleif maschinen, nicht wie bei den bekannten Elektrowerkzeugen weit unterhalb der günstigsten Schnittgeschwindigkeit betrieben werden, die etwa gleich der zulässigen Umfangsgeschwindigkeit ist, und die im Leerlauf nicht überschritten werden darf.

Weiter kann durch die elektronische Regelung erreicht werden, daß bei überschreiten des zulässigen Höchstdrehmoments die Spannung so rasch gesenkt wird, daß der Motor vor Überlastung geschützt ist.

Ferner kann der elektronische Regler den Anlaufstrom des Wechsel- ' stromkommutatormotors unter entsprechender Verlängerung der Anlaufzeit so weit drosseln, daß das Elektrowerkzeug am einphasigen Licht- ' stromnetz betrieben werden kann, ohne daß die Netzsicherungen ansprechen. Dabei ergibt sich außer der Anwendbarkeit des Elektrowerkzeugs am Lichtstromnetz noch der Vorteil geringerer Unfallge- _; fahr, da das Anlaufmoment nicht schlagartig und in solcher Höhe

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wie bei den bekannten Elektrowerkzeugen entsteht und die Gefahr, daß das Elektrowerkzeug dem Benutzenden beim Anlauf aus der Hand gerissen wird, praktisch verschwinde^.

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Claims

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" Ansprüche

( l.J Elektrowerkzeug mit eingebautem Wechselstromkommutatormotor und mit einer elektronischen Drehzahlregeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Drehzahlregeleinrichtung die Drehzahl vom Leerlauf bis zu einem für Dauerbetrieb zulässigen hoch-

sten Drehmoment annähernd konstant hält.
2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Drehzahlregeleinrichtung bei überschreiten eines zulässigen Höchstdrehmoments die Spannung so rasch senkt, daß der Motor vor Überlastung geschützt ist. ■
3. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Drehzahlregeleinrichtung den Anlauf strom des Antriebsmotors unter entsprechender Verlängerung der Anlaufzeit so weit drosselt, daß das Elektrowerkzeug am einphasigen Lichtstromnetz betrieben werden kann, ohne daß die Netzsicherun- m gen ansprechen.
4. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Drehzahlregeleinrichtung die Wirkung von Netzspannungsschwankungen bis zu -15 % im wesentlichen von der Drehzahl fernhält.
5. Elektrowerkzeug nach ■ einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Drehzahl begrenzende Sicherungseinrichtung vorhanden ist, die bei Überschreiten der zugelassenen Höchstdrehzahl um mehr als 10 %-den Antriebsmotor vom Netz trennt.

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