DE3710619A1 - Industriesauger mit integriertem umrichter zur versorgung von handwerkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sauggerät nach den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.

Derartige Sauggeräte werden in Betrieben und Werkstätten meist in Verbindung mit drehfeldbetriebenen Handwerkzeugen verwendet, um die verbreiteten, jedoch verschleißanfälligen Handwerkzeuge mit Kollektormotorenantrieb durch die kollektorlosen und dadurch nahezu wartungsfreien Drehfeldantriebe zu ersetzen.

Zur Ansteuerung der mit unterschiedlichen Drehzahlen betriebenen Drehfeldmotoren, insbesondere Drehstrommotoren wie z. B. ein Frequenzumrichter auf der Grundlage der Pulsbreitenmodulation nötig, die die elektrische Energie in der ge­ wünschten Frequenz, meist Hochfrequenz, zur Verfügung stellt. Dabei können an einen solchen Umrichter mehrere Sauggeräte und gleichzeitig mehrere Hand­ werkzeuge mit Drehfeldantrieb angeschlossen werden.

Diese Art der Energieversorgung bedingt jedoch für den Einsatz z. B. in einer Fertigungshalle eine Vielzahl festinstallierter, speziell z. B. auf den Hochfrequenz-Drehstrom ausgelegter Energieversorgungskabel und Steckdosen, damit diese Energieart an jeder Stelle verfügbar ist und überlange Kabel am Sauggerät und am Handwerkzeug vermieden werden.

Dadurch wird jedoch die Energieversorgung mittels einer Umrichterstation sehr kostenaufwendig, so daß die von der Wartung her gesehen vorteilhaften Drehfeld­ motoren für Handwerkzeuge bisher nur in Großbetrieben an Fließbändern mit weitgehend gleichbleibenden Einsatzort des Sauggerätes und des Handwerkzeuges eingesetzt werden.

Für Handwerksbetriebe wie z. B. KFZ-Werkstätten, Schreinereien, Lackierereien, Schleifereien usw. mit häufig wechselndem Einsatzort des Sauggerätes und dem zugeordneten Handwerkzeug wie z. B. Schleifer, Fräser, Bohrmaschine würden bei den geforderten flexiblen Einsatzbedingungen die notwendigen Installationen z. B. für Hochfrequenz-Drehstrom zu kostenaufwendig. Deshalb wurde für den vorwiegend handwerklich geprägten Einsatz meist den verschleißbehafteten Kollektormotoren der Vorzug gegeben, da deren Energieversorgungsnetz ohnehin vorhanden ist.

Desweiteren variiert der Drehzahlbereich der handwerklich eingesetzten Maschinen wie z. B. Bohrmaschine entsprechend der zu fertigenden Bohrungen sehr stark, so daß manche Handwerkzeuge bei einer Umrichterstation nicht eingesetzt werden können bzw. bei mehreren im Einsatz befindlichen Handwerkzeugen wie z. B. eine relativ langsam laufende Bohrmaschine und ein hochtouriges Schleif­ gerät nicht gleichzeitig betrieben und zudem zugleich der entstandene Staub abgesaugt werden kann. Während bei einer industriellen Fertigung mit jeweils über Jahr hinaus gleichbleibenden Handwerkzeugen und jeweils gleichbleibenden Werkzeug z. B. ein 8 mm-Bohrer die Hochfrequenz der Umrichterstation auf diese konstante Einsatzbedingung eingestelllt werden kann, müßte im handwerklichen Einsatz die Umrichterfrequenz z. B. bei einem Schleifscheibenwechsel mit größerem Durchmesser verändert werden, was wiederum den Einsatz des Sauggerätes oder einer weiteren Handwerkzeug-Sauggerät-Kombination erschweren oder unmöglich machen würde.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sauggerät mit zugeord­ netem Handwerkzeug der genannten Art zu schaffen, deren Energieversorgung von gesonderten, festen Installationen unabhängig ist und damit einen weitgehend ordnungsgebundenen, flexiblen Betrieb der Sauggerät-Handwerkzeug-Kombination insbesondere für Handwerksbetriebe unter den angegebenen Einsatzbedingungen in kostengünstiger Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch ergibt sich ein von einem gesonderten Energieversorgungsnetz unab­ hängiger Betrieb, da für die Sauggerät-Handwerkzeug-Kombination nur noch ein Anschlußkabel an das ohnehin vorhandene Wechsel- oder Drehstromnetz vorhanden ist. Hieraus wird ein an beliebiger Stelle möglicher Betrieb bei geringen Anschaffungskosten erzielt, so daß die vorhandenen Vorteile der kollektorlosen Drehfeldmotoren auch für Handwerksbetriebe genutzt werden können. Zudem ist ein Betrieb mit unterschiedlichen Frequenzen und damit Drehzahlen sowohl für Sauggerät und zugeordnetem Handwerkzeug als auch für mehrere Handwerkzeuge möglich.

Zudem kann auf einfachste Weise das Energieversorgungskabel des oder der Hand­ werkzeuge entlang dem Saugschlauch geführt werden, so daß sich die Anzahl der auf dem Boden der Werkstatt herumliegenden Kabel verringert und auch die Unfallgefahr des Darüberstolperns.

Weiterhin ergibt sich eine Verringerung der Anschaffungskosten durch gemeinsame Nutzung verschiedener elektrischer oder elektronischer Bauteile sowohl für das Steuerteil als auch das Versorgungsteil.

Außerdem ist eine Koppelung der beiden Antriebsmotoren möglich, so daß diese aufeinander abgestimmt betrieben werden können. So kann die Drehzahl und damit die Saugleistung des Sauggerätes entsprechend der Drehzahl des Handwerkzeuges und/oder dessen Abtragleistung z. B. aufgrund von unterschiedlichen Schleif­ scheibendurchmessern oder -körnungen gesteuert werden. Außerdem kann dieser Sollwertvorgabe noch eine Regelung in Abhängigkeit des Filterfüllgrades zuge­ ordnet werden, so daß sich eine einfache und schnell umstellbare Anpassung an die jeweilige Bearbeitungsaufgabe und -bedingungen ergibt. Durch die Zuordnung des Steuerteils zu jedem einzelnen oder ggf. wenigen Handwerkzeugen läßt sich zudem eine sichere Überwachung der Stromaufnahme realisieren. Dies war bei den bekannten, zentralen Umrichterstationen nicht möglich, da dessen elektrische Leistung auf die Maximalanzahl von z. B. fünfzig Handwerkzeugen ausgelegt werden mußte. Dadurch konnte ein einziges angeschlossenes Elektrowerkzeug ein Vielfaches seiner Nennlast aufnehmen und damit extrem überlastet bzw. beschädigt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Sauggerät 1 als transportablen Industriestaubsauger, der mit einem Handwerkzeug 2, hier ein Schleifgerät, verbunden ist. Dieses wird über das Steuerteil 3 am Sauggerät 1 mit elektrischer Energie z. B. frequenzumgerichteten Drehstrom gespeist. Innerhalb des Sauggerätes 1 ist außerdem das Versorgungsteil 4 angeordnet, das den Antriebsmotor 7 mit elektrischer Energie z. B. ebenfalls mit Drehstrom oder mit Gleichstrom für einen kollektorlosen Gleichstrom versorgt. Das Versorgungsteil 4 und das Steuerteil werden in bevorzugter Ausführung durch ein gemeinsames Netzteil 3 a und ein gemeinsames Netzkabel 8 mit dem üblichen Wechsel- oder Drehstromnetz verbunden. In einfachster Bauweise können die Antriebsmotoren des Sauggerätes 1 und des Handwerkzeuges 2 Gleich­ teile sein, ebenso auch das Versorgungsteil 4 und das Steuerteil 3. Diese können auch zu einem Bauteil vereinigt sein, was insbesondere die gegenseitige Koppelung z. B. mittels einer Signalleitung 15 zur Übertragung von z. B. der Drehzahl des Handwerkzeugs 2 und sich daran anschließender Nachregelung der Sauggerätedrehzahl. Ebenso kann durch Messung der Stromaufnahme des Handwerk­ zeuges am Steuerteil dem Versorgungsteil 4 der Befehl zur Einschaltung des Sauggerätes übertragen werden oder dies über den Bedienschalter 6 des Hand­ werkzeuges 2 geschaltet werden.

Die Sauggerät(1)-Handwerkzeug(2)-Kombination ist über den Saugschlauch 9, in dem ein Strömungssensor 5 zur Drehzahlregelung in Abhängigkeit vom Füllgrad des Filters 10 vorgesehen sein kann und das Anschlußkabel 11 verbunden. Letzteres ist über eine Steckdose 12 mit dem Steuerteil 3 verbindbar. Weiterhin zeigt Fig. 1 schematisch eine Saugturbine 13 für die Arbeitsluft und eine Saugturbine 14 für die Kühlluft, die hier über das Steuerteil 3, das Versorgungs­ teil 4 und den Antriebsmotor 7 angesaugt wird und dabei diese Bauteile intensiv kühlt.

Claims (11)

1. Sauggerät, insbesondere transportabler Industriestaubsauger, dem ein dreh­ feldbetriebenes Handwerkzeug, insbesondere Schleifgerät, Bohrmaschine und dgl., zugeordnet ist und das Handwerkzeug durch ein Steuerteil mit elektrischer Energie versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (3) des Handwerkzeuges (2) als elektronischer Frequenzum­ richter ausgebildet ist und innerhalb des Sauggerätes (1) angeordnet ist.

2. Sauggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (3) des Handwerkzeuges (2) zusammen mit einem Versorgungsteil (4) des Saug­ gerätes (1) innerhalb des Sauggerätes (1) angeordnet ist.

3. Sauggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Versorgungsteil (4) des Sauggeräts (1) zur Drehfeldumformung bzw. -erzeugung ausgebildet ist.

4. Sauggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (3) und das Versorgungsteil (4) gemeinsame elektrische/elektronische Bauelemente aufweisen.

5. Sauggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (3) zur Übertragung elektrischer Kenngrößen mit dem Versorgungsteil (4) gekoppelt ist.

6. Sauggerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromaufnahme des Handwerkzeugs (2) als wenigstens eine Steuergröße für die Sauggeräte­ drehzahl vorgesehen ist.

7. Sauggerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedenen Handwerk­ zeugen (2) eine jeweils unterschiedliche, insbesondere elektrische/elektro­ nische Codierung zugeordnet ist und diese als wenigstens eine Steuergröße für die Sauggerätedrehzahl vorgesehen ist.

8. Sauggerät, wenigstens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Versorgungsteil (4) eine Steuer-/Regelgröße, insbesondere eine Messung der Saugluftmenge bzw. -geschwindigkeit mittels eines Strömungssensors (5) zur Nachregelung der Sauggerätedrehzahl in Abhängigkeit vom Filterfüllgrad des Sauggerätes (1) zugeordnet ist.

9. Sauggerät wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienschalter (6) des Handwerkzeugs (2) als Einschaltelement für das Saug­ gerät (1) vorgesehen ist.

10. Sauggerät wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienschalter (6) des Handwerkzeugs (2) als Regelelement für die Sauggeräte­ drehzahl vorgesehen ist.

11. Sauggerät wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerteil (3) eine Überlastschutzschaltung zugeordnet ist.