DE8704713U1

DE8704713U1 - Industrial vacuum cleaner with integrated converter for supplying hand tools

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Publication number: DE8704713U1
Application number: DE8704713U
Authority: DE
Original assignee: Zubler Geraetebau 7910 Neu-Ulm De GmbH
Current assignee: Zubler Geraetebau 7910 Neu-Ulm De GmbH
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1987-08-13

Description

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Beschreibung Be 1
Description

Die Erfindung betrifft ein Sauggerät nach den Oberbegriffliehen Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a suction device according to the preamble features of claim 1.

Derartige Sauggeräte werden in Betrieben und Werkstätten meist in Verbindung mit drehfeldbetriebenen Handwerkzeugen verwendet, um die verbreiteten, jedoch verschleißanfälligen Handwerkzeuge mit Kollektormotorenantric. durch die kollektorlosen und dadurch nahezu wartungsfreien Drehfeldantrieb^ zu ersetzen.Such suction devices are usually used in factories and workshops in conjunction with rotary field-operated hand tools in order to replace the common, but wear-prone hand tools with commutator motor drives with the commutator-less and therefore almost maintenance-free rotary field drive.

Zur Ansteuerung der mit unterschiedlichen Drehzahlen betriebenen Drehfsldmotoren, insbesondere Drehstrommotoren wie z.B. ein Frequenzumrichter auf der Grundlage der Pulsbreitenmodulation nötig, die die elektrische Energie in der gewünschten Frequenz, meist Hochfrequenz, zur Verfügung stellt. Dabei können an einen solchen Umrichter mehrere Sauggeräte und gleichzeitig mehrere Handwerkzeuge mit Drehfeldantrieb angeschlossen werden.To control rotary field motors operating at different speeds, especially three-phase motors such as a frequency converter based on pulse width modulation is required, which provides the electrical energy at the desired frequency, usually high frequency. Several suction devices and several hand tools with rotary field drive can be connected to such a converter at the same time.

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 Energisart an jeder Stelle verfügbar ist und überlange Kabel am Sauggerät und am Handwerkzeug vermieden werden.However, for use in a production hall, for example, this type of energy supply requires a large number of permanently installed power supply cables and sockets that are specifically designed for high-frequency three-phase current, so that this type of energy is available at every location and excessively long cables on the vacuum cleaner and hand tools are avoided.

Dadurch wird jedoch die Energieversorgung mittels einer Umrichterstation sehr kostenaufwendig, so daß die von der Wartung her gesehen vorteilhaften Drehfeldmotoren für Handwerkzeuge bisher nur in Großbetrieben an Fließbändern mit weitgehend gleichbleibenden Einsatzort des Sauggerätes und des Handwerkzeuges eingesetzt wurden.However, this makes the energy supply via a converter station very expensive, so that the rotary field motors for hand tools, which are advantageous in terms of maintenance, have so far only been used in large companies on assembly lines with a largely constant location for the suction device and the hand tool.

Für Handwerksbetriebe wie z.B. KFZ-Werkstätten, Schreinereien, Lackierereien, Scn.leifereien 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 Energieversorgungsnets ohnenin vorhanden ist.For craft businesses such as car repair shops, carpenters, paint shops, grinding shops, etc. where the suction device and the associated hand tools such as grinders, milling cutters and drills are used frequently, the necessary installations, e.g. for high-frequency three-phase current, would be too expensive under the required flexible operating conditions. For this reason, collector motors, which are subject to wear, are usually preferred for predominantly craft-based use, as their energy supply network is already available.

Desweiteren variiert der Drehzahlbereich der handwerklich eingesetzten Maschinen wie z.B. Bohrmaschine entsprechend der zu fertigenden Bohrungen sehr stark, sodaß 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 Schleifgerät nicht gleichzeitig betrieben und zudem zugleich der entstandene Staub abgesaugt werden kann. Während bei einer industriellen Fertigung Wit jeweils über Jahre hinaus gleichbleibenden Handwerkzeugen und jeweils gleichbleibenden Werkzeug z.B. ein Srnm-Bohrer die Hochfrequenz der Umrichterstation auf diese konstante Einsatzbedingung eingestellt werden kann, müßte im handwerklichen Einsatz die Umrichterfrequenz z.B. böi einem Schleifscheibenwechsel mit größerem Durchmesser Verändert Werden _t was wiederum den Einsatz des Sauggerätes oder einer weiteren Händwerkzeug-Säüggerät-Kombinätion erschweren öder unmöglich machen würda¹,. .. > ·«·· < ·««;Furthermore, the speed range of the machines used in manual work, such as a drill, varies greatly depending on the holes to be drilled, so that some hand tools cannot be used with a converter station, or when several hand tools are in use, such as a relatively slow-running drill and a high-speed grinder, they cannot be operated at the same time and the resulting dust cannot be vacuumed away at the same time. While in industrial production with hand tools and tools that remain the same over the years, e.g. a Srnm drill, the high frequency of the converter station can be set to this constant operating condition, in manual use the converter frequency would have to be changed, for example when changing to a grinding wheel with a larger diameter, _which in turn would make the use of the vacuum cleaner or another hand tool-vacuum cleaner combination more difficult or impossible. ¹ ,. .. > ·«·· <·««;

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Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde&idigr; ein SäUggerMt fnit zugeordnetem Handwerkzeug der genannten Art zu schaffen, deren Energieversorgung
Von gesonderten, festen Installationen unabhängig ist und damit einen weitgehend
ordnungsgebundenen, flexiblen Betrieb der Sauggerät-Händwerkzeug-Kombinatiön
insbesondere für Handwerksbetriebe unter den angegebenen Einsatzbedingungen
in kostengünstiger Weise ermöglicht.Accordingly, the invention is based on the object of creating a suction device with associated hand tool of the type mentioned, the energy supply
Is independent of separate, fixed installations and thus offers a largely
orderly, flexible operation of the suction device-hand tool combination
especially for craft businesses under the specified operating conditions
in a cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1This object is achieved by the characterizing features of claim 1

Dadurch ergibt sich ein von einem gesonderten Energieversorgungsnetz unabhängiger Betrieb, da für die Säuggerät-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, sodaß die vorhandenen Vorteile der kollektorlosen
Drehfeldmotoren auch für Handwerksbetriebe genutzt werden können. Zudem ist ein
Betrieb mit unterschiedlichen Frequenzen und &atnit Drehzahlen sowohl für
Sauggerät und zugeordnetem Handwerkzeug als auch für mehrere Handwerkzeuge
möglich.This results in operation independent of a separate power supply network, since only one
Connection cable to the existing AC or three-phase network available
This means that operation at any location is possible with low
acquisition costs, so that the existing advantages of collectorless
Rotary field motors can also be used for craft businesses. In addition, a
Operation with different frequencies and speeds for both
Suction device and associated hand tool as well as for several hand tools
possible.

Zudem kann auf einfachste Weise das Energieversorgungskabel des oder der Handwerkzeuge entlang dem Saugschlauch geführt werden, sodaß sich die Anzahl der
auf dem Boden der Werkstatt herumliegenden Kabel verringert und auch die
Unfallgefahr des Darüberstolperns.In addition, the power supply cable of the hand tool(s) can be easily routed along the suction hose, so that the number of
cables lying around on the floor of the workshop and also the
Danger of accidents due to tripping over them.

Weiterhin ergibt sich eine Verringerung der Anschaffungskosten durch gemeinsame
Nutzung verschiedener elektrischer oder elektronischer Bauteile sowohl für das
Steuerteil als auch das Veraorgungsteil.Furthermore, there is a reduction in acquisition costs through joint
Use of various electrical or electronic components for both the
Control part as well as the supply part.

Außerdem ist eine Koppelung der beiden Antriebsmotoren möglich, sodaß 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 I Sollwertvorgabe noch eine Regelung in Abhängigkeit des Filterfiillgrades züge- % ordnet werden, sodaß sich eine einfache und schnell umstellbare Anpassung an die | jeweilige Piiarbeitungsaufgabe und -bedingungen ergibt. Durch die Zuordnung des | Steuerteils zu jedem einzelnen oder ggf. wenigen Handwerkzeugen läßtsich 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 ^&iacgr; mußte. Dadurch konnte ein einziges angeschlossenes Elektrowerkzeug ein Vielfaches
seiner Nennlast aufnehmen und damit extrem überlastet bzw. beschädigt werden.It is also possible to couple the two drive motors so that they
can be operated in a coordinated manner. This allows the speed and thus
the suction power of the vacuum cleaner according to the speed of the hand tool
and/or its removal rate can be controlled, for example, based on different grinding wheel diameters or grain sizes. In addition, a control depending on the filter filling level can be assigned to this setpoint value , so that a simple and quick adjustment to the respective grinding task and conditions is possible. By assigning the control part to each individual or possibly a few hand tools, it is also possible to
to ensure reliable monitoring of power consumption. This was the case with the
known central converter stations, since their electrical power had to be designed for the maximum number of, ^for example, fifty hand tools. This meant that a single connected power tool could produce many times more
its rated load and thus become extremely overloaded or damaged.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. *Further advantageous embodiments are the subject of the subclaims. *

Die Erfindung ist anhand eines Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert und |The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment and |

beschrieben. Idescribed. I

Fig.l zeigt ein Sauggerät 1 als transportablen Industriestaubsauger, der mit |Fig.l shows a suction device 1 as a portable industrial vacuum cleaner, which is provided with |

einem Handwerkzeug 2, hier ein Schleifgerät verbunden ist. Dieses wird über das |a hand tool 2, here a grinder. This is connected via the |

Steuerteil 3 am Sauggerät 1 mit elektrischer Energie z.B. frequenzumgerichteten |Control part 3 on the suction device 1 with electrical energy e.g. frequency-converted |

Drehstrom gespeist. Innerhalb des Sauggerätes 1 ist außerdem das Versorgungsteil JThree-phase current. Inside the suction device 1 there is also the supply unit J

4 angeordnet, das den Ap,taäebsiaotor .7.jnit elektrischer Energie z.B. .ebenfalls |4, which also supplies the actuator .7. with electrical energy, e.g. |

mit Drehstrom oder mit Gleichstrom Tür einen koilektorlösen Gleichstrom versorgt« Das Versorgungsteil 4 und das Steuerteil werden in bevorzugter Ausführung durch ein gemeinsames Netzteil 3a 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 Gleidh-^ 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 SignaÜeitune 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 Handwerkzeuges am Steuerteil dem Versorgungsteil 4 der Befehl zur Einschaltung des Sauggerätes übertragen werden oder dies über den Bedienschalter 6 des Handwerkzeuges 2 geschaltet werden.with three-phase current or with direct current (a coil-free direct current) The supply part 4 and the control part are in the preferred design connected to the usual alternating or three-phase current network by a common power supply unit 3a and a common power cable 8. In the simplest design, the drive motors of the suction device 1 and the hand tool 2 can be direct parts, as can the supply part 4 and the control part 3. These can also be combined into one component, which in particular enables mutual coupling, e.g. by means of a signal line 15 for transmitting, for example, the speed of the hand tool 2 and subsequent adjustment of the suction device speed. Likewise, by measuring the power consumption of the hand tool at the control part, the command to switch on the suction device can be transmitted to the supply part 4 or this can be switched via the operating switch 6 of the hand tool 2.

Die Sauggerät(l)- 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 Versorgungsteil 4 und den Antriebsmotor 7 angesaugt wird und dabei diese Bauteile intensiv kühlt.The suction device (1) - hand tool (2) combination is connected via the suction hose 9, in which a flow sensor 5 for speed control depending on the filling level of the filter 10 can be provided, and the connecting cable 11. The latter can be connected to the control part 3 via a socket 12. Fig. 1 also shows a schematic of a suction turbine 13 for the working air and a suction turbine 14 for the cooling air, which is sucked in here via the control part 3, the supply part 4 and the drive motor 7 and thereby cools these components intensively.

Claims

1) Suction device, in particular a portable industrial vacuum cleaner, to which a rotary field-operated hand tool, in particular a grinder, drill and the like, is assigned and the hand tool is supplied with electrical energy by a control unit,

characterized in that

the control part (3) of the hand tool (2) is designed as an electronic frequency converter and is arranged inside the suction device (1).

2) Suction device according to claim 1, characterized in that the control part (3) of the hand tool (2) is arranged together with a supply part (4) of the suction device (1) within the suction device (1).

3) Suction device according to claim 2, characterized in that the supply part (4) of the suction device (1) is designed for rotating field conversion or generation.

4) Suction device according to claim 2, characterized in that the control part (3) and the supply part (4) have common electrical/electronic components.

5) Suction device according to claim 2, characterized in that the control part (3) is coupled to the supply part (4) for transmitting electrical parameters.

6) Suction device according to claim 5, characterized in that the current consumption of the hand tool (2) is provided as at least one control variable for the suction device speed.

7) Suction device according to claim 5, characterized in that different hand tools^) are each assigned a different, in particular electrical/electronic coding and this is provided as at least one control variable for the suction device speed.

8) Suction device, at least according to claim 5, characterized in that the supply part (4) is assigned a control/regulating variable, in particular a measurement of the suction air quantity or speed by means of a flow sensor (5) for readjusting the suction device speed depending on the filter filling level of the suction device (1).

9) Suction device at least according to claim 1, characterized in that the operating switch (6) of the hand tool (2) is provided as a switching element for the suction device (1).

10} Suction device at least according to claim 1, characterized in that the control switch (6) of the hand tool (2) is provided as a control element for the suction device speed.

11) Suction device at least according to claim 1, characterized in that an overload protection circuit is assigned to the control part (3).