EP2934817A1 - Hand-held power tool having an electronically commutated electric motor and an integrated electronics system - Google Patents

Hand-held power tool having an electronically commutated electric motor and an integrated electronics system

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Publication number
EP2934817A1
EP2934817A1 EP13805329.3A EP13805329A EP2934817A1 EP 2934817 A1 EP2934817 A1 EP 2934817A1 EP 13805329 A EP13805329 A EP 13805329A EP 2934817 A1 EP2934817 A1 EP 2934817A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
electronically commutated
commutated electric
power
hand tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13805329.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Schuele
Helmut Wanek
Cornelius Boeck
Daniel BARTH
Joachim Schadow
Joerg Maute
Florian Esenwein
Manfred Lutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to EP19215171.0A priority Critical patent/EP3659747A1/en
Publication of EP2934817A1 publication Critical patent/EP2934817A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
    • B24B23/02—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
    • B24B23/028—Angle tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for

Definitions

  • the volume of the electronics 30 relative to the volume of the electronically commutated electric motor 22 becomes too large.
  • the electronically commutated electric motor 22 would be too small in relation to the electronics 30 and thus could deliver only a limited torque to the rotor shaft 42. This would result in a limited power being delivered to the spindle 26.
  • the electronics 30 would be too small for the electronically commutated electric motor 22 to supply it with sufficient current. That is, for a given size, the power tool 10 would not be powerful enough. Ratios between 0.7 and 1.6 are optimal.
  • the electronics 30 may provide sufficient current / power to the electronically commutated electric motor 22 and the electronically commutated electric motor 22 is optimally dimensioned with respect to the electronics 30.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to a hand-held power tool (10), in particular an angle grinder, having a drive unit (12), which has an electronically commutated electric motor (22), and having an electronics system (30) which is integrated in an appliance housing (14). Said invention proposes, amongst other things, that the ratio of a weight of the hand-held power tool (10) MHWZM to a nominal power PN is selected in such a way that, in a power range of from 0 to 1200 W, the ratio of the weight of the hand-held power tool (10) MHWZM to the nominal power PN is at most 0.75 g/W * PN + 1200 g, and, at a value of the nominal power of greater than 1200 W, the ratio of the weight of the hand-held power tool (10) to the nominal power is at most 2.2 * PN - 540 g.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Handwerkzugmaschine mit elektronisch kommutiertem Elektromotor und integrierter Elektronik Traction machine with electronically commutated electric motor and integrated electronics
Die Erfindung betrifft eine Handwerkzugmaschine mit einem elektronisch kommutiertem Elektromotor und einer integrierten Elektronik. The invention relates to a traction tractor with an electronically commutated electric motor and an integrated electronics.
Stand der Technik State of the art
Aus dem Stand der Technik sind Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Winkelschliefer mit elektronisch kommutiertem Elektromotor und eingebauterFrom the prior art are hand tool machines, in particular Winkelschliefer with electronically commutated electric motor and built-in
Elektronik bekannt. Solche Handwerkzeugmaschinen liegen in mannigfaltigen Größen und Leistungsklassen vor. Die Auslegung gestaltet sich oft schwierig, weil insbesondere die geometrischen Größen der Bauteile, sowie die einzubauenden Massen zu ergonomisch ungünstig zu handhabenden Handwerkzeugen führen. Electronics known. Such hand tool machines are available in a variety of sizes and performance classes. The design is often difficult, especially because the geometric sizes of the components, as well as the masses to be incorporated lead to ergonomically unfavorable to handle hand tools.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschinen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben dem gegenüber den Vorteil einer optimal ausgelegten Ergonomie, Handhabbarkeit und Bedienerfreundlichkeit. Hand tool machines according to the invention with the features of the independent claims have the advantage of optimally designed ergonomics, manageability and user-friendliness.
Vorteilhafterweise weist eine motorische Antriebseinheit einen elektronisch kommutierten Elektromotor auf. Die Kommutierung erfolgt bei elektronisch kommutierten Elektromotoren mit Hilfe einer Elektronik. Dadurch weisen elektronisch kommutierte Elektromotoren eine höhere Lebensdauer und eine höhere Leistungsfähigkeit auf als Elektromotoren, deren Kommutierung mit Hilfe von Kohlebürsten geschieht. Durch Verzicht auf die Kohlebürsten ist der Verschleiß der elektronisch kommutierten Elektromotoren gering. Eine besonders ergonomische Handwerkzeugmaschine ergibt sich, wenn das Verhältnis eines Gewichts der Handwerkzeugmaschine MHWZM zur Nennleistung PN optimal ausgelegt ist. Die Nennleistung ist die Leistung, die im Dauerbetrieb der Handwerkzeugmaschine aufgenommen und in der Handwerkzeugmaschine umgesetzt wird. Die von der Handwerkzeugmaschine abgegebene Leistung ist um einen Wirkungsgrad kleiner. Somit ist die Nennleistung ein Maß für die Leistungsfähigkeit der Handwerkzeugmaschine. Ein im Verhältnis zur Nennleistung optimales Gewicht der Handwerkzeugmaschine hat ein in der Leistungsklasse der Handwerkzeugmaschine ermüdungsarmes Arbeiten eines Bedieners zur Folge. Es ist von Vorteil, wenn in einem Leistungsbereich von 0 bis 1200 W das Verhältnis des Gewichts der Handwerkzeugmaschine MHWZM zur Nennleistung PN maximal 0,75 g/W * PN + 1200 g ist. Bei Leistungen größer 1200 W sollte das Verhältnis des Gewichts der Handwerkzeugmaschine MHWZM zur Nennleistung 2,2 * PN - 540 g nicht überschreiten. Damit ist die Handwerkzeugmaschine unter ergonomischen Gesichtspunkten optimal ausgelegt. Advantageously, a motor drive unit has an electronically commutated electric motor. The commutation takes place in electronically commutated electric motors with the help of electronics. As a result, electronically commutated electric motors have a longer service life and higher performance than electric motors whose commutation is done with the aid of carbon brushes. By dispensing with the carbon brushes, the wear of the electronically commutated electric motors is low. A particularly ergonomic hand tool machine results when the ratio of a weight of the hand tool M H WZM to the nominal power P N is optimally designed. The rated power is the power that is taken up during continuous operation of the power tool and implemented in the power tool. The output from the power tool power is smaller by one efficiency. Thus, the rated power is a measure of the performance of the power tool. An optimal in relation to the nominal power weight of the power tool has a fatigue in the performance class of the power tool operator's work. It is advantageous if, in a power range from 0 to 1200 W, the ratio of the weight of the portable power tool M H WZM to the nominal power P N is at most 0.75 g / W * P N + 1200 g. For powers greater than 1200 W, the ratio of the weight of the hand tool machine M H WZM to the rated power should not exceed 2.2 * P N - 540 g. Thus, the power tool is optimally designed ergonomically.
Von Vorteil ist es ebenfalls, ein optimales Verhältnis eines Gewichts des elektronisch kommutierten Elektromotors MEKM zur Nennleistung PN zu wählen. In einem Leistungsbereich zwischen 0 und 600 W sollte das Verhältnis des Gewichts des elektronisch kommutierten Elektromotors MEKM zur Nennleistung PN nicht größer als 0,8 g/W sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn es zwischen 0,8 g/W und 0,4 g/W liegt. Ist die Nennleistung größer als 600 W, sollte das Verhältnis des Gewichts des elektronisch kommutierten Elektromotors zur Nennleistung 0,3 g/W * PN + 300 g nicht überschreiten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn es zwischen 0,3 g/W * PN + 300 g und 0,15 g/W * PN + 150 g liegt. In dem genannten von der Leistung abhängigen Bereich ist die Handwerkzeugmaschine optimal hinsichtlich Größe, Gewicht und Schwerpunkt des elektronisch kommutierten Elektromotors ausgelegt. Für den Bediener bedeutet dies unter ergonomischen Gesichtspunkten eine hohe Anwenderfreundlichkeit. It is also advantageous to choose an optimum ratio of a weight of the electronically commutated electric motor M E KM to the nominal power P N. In a power range between 0 and 600 W, the ratio of the weight of the electronically commutated electric motor M E KM to the nominal power P N should not be greater than 0.8 g / W. It is particularly advantageous if it is between 0.8 g / W and 0.4 g / W. If the rated power is greater than 600 W, the ratio of the weight of the electronically commutated electric motor to the nominal power should not exceed 0.3 g / W * PN + 300 g. It is particularly advantageous if it is between 0.3 g / W * P N + 300 g and 0.15 g / W * P N + 150 g. In the above-mentioned power-dependent area, the power tool is optimally designed in terms of size, weight and center of gravity of the electronically commutated electric motor. For the operator, this means a high level of user-friendliness from an ergonomic point of view.
Weiterhin ist es vorteilhaft, ein Volumen der Elektronik zum Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors optimal auszulegen. Das Verhältnis des Volumens der Elektronik zum Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors sollte mindestens 0,7, maximal aber 1,6 betragen. Verhältnisse zwischen 0,7 und 1,6 sind optimal hinsichtlich Leistungsfähigkeit der Handwerkzeugmaschine und Leistungsfähigkeit der Elektronik, die den elektronisch kommutierten Elektromotor bestromt. Furthermore, it is advantageous to optimally design a volume of the electronics to the volume of the electronically commutated electric motor. The ratio of Volume of the electronics to the volume of the electronically commutated electric motor should be at least 0.7, but not more than 1.6. Ratios between 0.7 and 1.6 are optimal in terms of performance of the power tool and performance of the electronics, which energizes the electronically commutated electric motor.
Idealerweise überschreitet das Verhältnis des Volumens des elektronisch kommutierten Elektromotors zur Nennleistung den Wert 100 mm3/W nicht. Dadurch werden Bauraum und Materialkosten reduziert. Ideally, the ratio of the volume of the electronically commutated electric motor to the rated power does not exceed 100 mm 3 / W. As a result, space and material costs are reduced.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine einen Wirkungsgrad zwischen 65% und 97%, besonders aber zwischen 65% und 90% auf. Der Wirkungsgrad errechnet sich aus dem Quotienten von aufgenommener Leistung zu an der Spindel abgegebener Leistung. In dem Bereich ergibt sich eine hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Kosten optimale Handwerkzeugmaschine. Advantageously, the hand tool according to the invention has an efficiency between 65% and 97%, but especially between 65% and 90%. The efficiency is calculated from the quotient of absorbed power to power delivered to the spindle. In the field results in an optimal power and cost hand tool.
Vorteilhafterweise beträgt eine Kühlleistung PK einen Bruchteil der Nennleistung PN, wobei PK = k * PN und wobei k<0,l ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn k<0,075 ist. Somit ergibt sich eine leistungsfähige und energetisch günstige Handwerkzeugmaschine. Bei guter Kühlung der Komponenten, arbeitet die Handwerkzeugmaschine effizient. Advantageously, a cooling power P K is a fraction of the rated power P N , where P K = k * P N and where k <0, l. It is particularly advantageous if k <0.075. This results in a powerful and energetically favorable hand tool. With good cooling of the components, the power tool works efficiently.
Liegt das Verhältnis des Durchmessers der Schleifscheibe dScheibe zur Nennleistung PN in einem Leistungsbereich von 0 bis 1000 W bei maximal 0,09 mm/W * PN + 55 mm und bei größer 1000 W maximal bei 0,2 mm/W * PN - 60 mm, arbeitet die Elektronik und/oder der elektronisch kommutierte Elektromotor in ihrem/seinem optimalen Leistungsbereich. Die Elektronik ist in der Lage, dem elektromotorischen Antrieb die geforderte Leistung/den Strom zu liefern ohne jedoch durch Überlast zu überhitzen. Is the ratio of the diameter of the grinding wheel d Sc to the nominal power P N in a power range from 0 to 1000 W at a maximum of 0.09 mm / W * P N + 55 mm and at a maximum of 1000 W at a maximum of 0.2 mm / W * P N - 60 mm, the electronics and / or the electronically commutated electric motor operate in its optimum power range. The electronics are able to deliver the required power / current to the electromotive drive without overheating due to overload.
Ein weiterer Aspekt hinsichtlich optimaler Auslegung der Handwerkzeugmaschine 10 liegt in einem Verhältnis eines Durchmessers des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 dMotor zum Durchmesser der Schleifscheibe dScheibe- Optimalerweise beträgt der Durchmesser dMotor des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 < 0,27 * dScheibe + 10, maximal aberAnother aspect with regard to optimum design of the power tool 10 is in a ratio of a diameter of the electronically commutated electric motor 22 d Mo tor to the diameter of the Grinding wheel d Sc hibe- optimally, the diameter d Mo gate of the electronically commutated electric motor 22 <0.27 * d Sc hibe + 10, but maximum
0,37 * dscheibe + 5. 0.37 * disc + 5.
Das Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 VMotor beträgt optimalerweise VMotor ^ 0,014 * dScheibe3 + 7500. Das Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) VMotor sollte maximal 0,019 * dScheibe3 + 18000 betragen. The volume of the electronically commutated electric motor 22 V Mo tor is optimally V Mo tor ^ 0.014 * d Sc hibe 3 + 7500. The volume of the electronically commutated electric motor (22) V Mo tor should be a maximum of 0.019 * d Sc hibe 3 + 18000.
Vorteilhafterweise ist das Verhältnis eines Durchmessers des Handgriffs zur Nennleistung PN mindestens durch 0,0125 mm/W * PN + 25 mm definiert, maximal aber durch 0,0215 mm/W * PN + 50 mm. Der Bediener kann in der jeweiligen Leistungsklasse den Handgriff sehr gut umgreifen. Damit ist eine sehr gute Handhabbarkeit der Handwerkzeugmaschine bezogen auf ihre Nennleistung erreicht. Advantageously, the ratio of a diameter of the handle to the nominal power P N is defined at least by 0.0125 mm / W * P N + 25 mm, but at most by 0.0215 mm / W * P N + 50 mm. The operator can handle the handle very well in the respective performance class. For a very good handling of the power tool is achieved based on their rated power.
Ist der elektronisch kommutierte Elektromotor ein bürstenloser Elektromotor, kann die Lebensdauer und die Leistungsfähigkeit des elektromotorischen Antriebs verbessert werden. Durch Verzicht auf die für die Kommutierung benötigten Kohlebürsten, ist der Verschleiß der elektrisch kommutierten Elektromotoren gering. If the electronically commutated electric motor is a brushless electric motor, the life and performance of the electromotive drive can be improved. By dispensing with the carbon brushes required for the commutation, the wear of the electrically commutated electric motors is low.
Verfügt die Handwerkzeugmaschine über eine Netzanschlussanleitung, werden vorteilhafterweise hohe Leistungsklassen erzielt. If the hand tool has a power supply connection, advantageously high power classes are achieved.
Vorteilhaft ist es auch, wenn ein Gerätegehäuse eine von einem Zylinder abweichende Form aufweist. Dadurch kann die Handwerkzeugmaschine gut umgriffen werden. Außerdem wird der Bauraum für Elemente wie innere Leitungen und Elektronik effektiv genutzt. It is also advantageous if a device housing has a different shape from a cylinder. As a result, the power tool can be well grasped. In addition, the space for elements such as inner pipes and electronics is used effectively.
Die genannten Vorteile gelten insbesondere, wenn die Handwerkzeugmaschine als Winkelschleifer ausgebildet ist. Zeichnungen The advantages mentioned apply in particular if the power tool is designed as an angle grinder. drawings
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine dargestellt. In Kenntnis der erfindungswesentlichen Parameter und deren Relationen zueinander wird der Fachmann beim Auslegen einer neuen Handwerkzeugmaschine die für seinen Handwerkzeugmaschinentyp relevanten, in den unabhängigen Ansprüchen genannten Parameter und Verhältnisse entsprechend kombinieren. Es zeigen: In the drawings, embodiments of a hand tool according to the invention are shown. With knowledge of the parameters essential to the invention and their relations to one another, the person skilled in the art when designing a new handheld power tool will combine the parameters and ratios relevant for his handheld power tool type, mentioned in the independent claims. Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßenFigure 1 shows an embodiment of an inventive
Handwerkzeugmaschine, Figur 2 ein erstes Diagramm, in dem das Verhältnis eines Gewichts derHand tool, Figure 2 is a first diagram in which the ratio of a weight of
Handwerkzeugmaschine zur Nennleistung dargestellt ist, Hand tool is shown at rated power,
Figur 3 ein zweites Diagramm, in dem das Verhältnis eines Gewichts eines elektronisch kommutierten Elektromotors zur Nennleistung dargestellt ist, 3 shows a second diagram in which the ratio of a weight of an electronically commutated electric motor to the rated power is shown,
Figur 4 ein drittes Diagramm, in dem das Verhältnis einer Kühlleistung zur Nennleistung dargestellt ist, FIG. 4 shows a third diagram, which shows the ratio of a cooling capacity to the rated power,
Figur 5 ein viertes Diagramm, in dem das Verhältnis eines Durchmessers einer Schleifscheibe zur Nennleistung dargestellt ist, FIG. 5 is a fourth diagram showing the ratio of a diameter of a grinding wheel to the rated power.
Figur 6 ein fünftes Diagramm, in dem das Verhältnis eines Volumens des elektronisch kommutierten Elektromotors zum Durchmessers der Schleifscheibe dargestellt ist, FIG. 6 shows a fifth diagram in which the ratio of a volume of the electronically commutated electric motor to the diameter of the grinding wheel is shown,
Figur 7 ein sechstes Diagramm, in dem das Verhältnis eines Durchmessers des elektronisch kommutierten Elektromotors zum Durchmessers der Schleifscheibe dargestellt ist Figur 8 ein siebentes Diagramm, in dem das Verhältnis eines Durchmessers eines Handgriffs zur Nennleistung dargestellt ist 7 shows a sixth diagram, in which the ratio of a diameter of the electronically commutated electric motor to the diameter of the grinding wheel is shown Figure 8 is a seventh diagram showing the ratio of a diameter of a handle to rated power
Beschreibung description
Die der Erfindung zugrundeliegende Handwerkzeugmaschine 10 ist in Figur 1 als Winkelschleifer dargestellt. The hand tool 10 on which the invention is based is shown in FIG. 1 as an angle grinder.
Eine Handwerkzeugmaschine 10 dieser Art weist eine Antriebseinheit 12 und ein Gerätegehäuse 14 auf. Das Gerätegehäuse 14 weist ein Motorgehäuse 16 und ein Getriebegehäuse 18 auf. Das Getriebegehäuse 18 beherbergt ein Getriebe 20, das in dieser Ausführung ein Winkelgetriebe darstellt. Die Antriebseinheit 12 schließt das Getriebe 20 und einen elektronisch kommutierten Elektromotor 22 ein. Das Motorgehäuse 16 ist als Handgriff 24 ausgebildet und erstreckt sich in eine vom Getriebegehäuse 18 abgewandte Richtung. In einer anderen Bauart kann sich ein Handgriff auch an das Motorgehäuse anschließen. Aus dem Getriebegehäuse 18 ragt eine Spindel 26, an der ein Bearbeitungswerkzeug 28 fixiert werden kann. Das Bearbeitungswerkzeug 28 kann eine Schleif-, Trennoder Polierscheibe sein. Das Bearbeitungswerkzeug 28 wird über das Getriebe 20 durch den elektronisch kommutierten Elektromotor 22 rotierend angetrieben. A hand tool 10 of this type has a drive unit 12 and a device housing 14. The device housing 14 has a motor housing 16 and a transmission housing 18. The transmission housing 18 houses a transmission 20, which in this embodiment represents an angular gear. The drive unit 12 includes the transmission 20 and an electronically commutated electric motor 22. The motor housing 16 is designed as a handle 24 and extends in a direction away from the transmission housing 18 direction. In another design, a handle may also connect to the motor housing. From the gear housing 18 projects a spindle 26 to which a machining tool 28 can be fixed. The machining tool 28 may be a grinding, cutting or polishing disc. The machining tool 28 is driven in rotation via the gear 20 by the electronically commutated electric motor 22.
Eine Elektronik 30 zum Bestromen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 ist im Gerätegehäuse 14 angeordnet. Die Elektronik 30 ist im Ausführungsbeispiel im Motorgehäuse 16 angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass die Elektronik 30 außerhalb des Motorgehäuses 16, wie zum Beispiel im Getriebegehäuse 18 oder in einem eigenen Gehäuseteil angeordnet ist. Motorleitungen 32 führen Signale von der Elektronik 30 zum elektronisch kommutierten Elektromotor 22. Ein Schaltelement 34, das sich im Motorgehäuse 16 befindet, schaltet den elektronisch kommutierten Elektromotor 22 zu und/oder ab. Im Ausführungsbeispiel in Figur 1 ist das Schaltelement 34 ein mechanischer Schalter mit einer Schaltklinke 36. Bei Betätigung des Schaltelements 34 wird die Bestromung der Antriebseinheit 12 und der Elektronik 30 durch einen mechanisch geschlossenen Kontakt hervorgerufen. Eine optimale Auslegung hinsichtlich Handhabung der Handwerkzeugmaschine 10 wird, wie in Figur 2 gezeigt, dadurch erreicht, dass das Verhältnis eines Gewichts der Handwerkzeugmaschine 10 zur Nennleistung optimal gewählt ist. In Figur 2 ist das Gewicht der Handwerkzeugmaschine 10 über der Nennleistung dargestellt. Das Gewicht der Handwerkzeugmaschine 10 ergibt sich aus einem Gesamtgewicht aller Komponenten der Handwerkzeugmaschine 10. Nicht berücksichtigt sind die Gewichte einer Netzanschlussleitung 38, falls vorhanden, des Bearbeitungswerkzeugs 28, einer Schutzhaube, eines eventuell eingesetzten Zusatzhandgriffs und/oder sonstigem Zubehör. Der Wirkungsgrad errechnet sich dabei aus dem Quotient von Nennleistung zu abgegebener Leitung an der Spindel 28 in Prozent %. Ist das Gewicht der Handwerkzeugmaschine 10 im Verhältnis zur Nennleistung zu groß, ist die Handwerkzeugmaschine 10 schwer in einer Hand eines Bedieners zu halten. Ein schnelles Ermüden des Bedieners ist die Folge. Ein optimales Verhältnis des Gewichts der Handwerkzeugmaschine 10 MHWZM ZU ihrer Nennleistung PN hängt auch vom Leistungsbereich ab, in dem die Handwerkzeugmaschine 10 angesiedelt ist. Bei einer Nennleistung bis 1200 W liegt das optimale Verhältnis des Gewichts der Handwerkzeugmaschine 10 MHWZM ZU ihrer Nennleistung PN bei maximal 0,75 g/W * PN + 1200 g. Bei Nennleistungen, die über 1200 W liegen, ist das optimale Verhältnis des Gewichts der Handwerkzeugmaschine 10 zu ihrer Nennleistung maximal 2,2 g/W * PN - 540 g. Bei allen Verhältnissen, die über den angegeben Verhältnissen liegen, wird die Handwerkzeugmaschine 10 zu schwer und damit zu unhandlich. An electronics 30 for energizing the electronically commutated electric motor 22 is arranged in the device housing 14. The electronics 30 is arranged in the embodiment in the motor housing 16. But it is also conceivable that the electronics 30 is disposed outside of the motor housing 16, such as in the gear housing 18 or in a separate housing part. Motor leads 32 carry signals from the electronics 30 to the electronically commutated electric motor 22. A switching element 34, which is located in the motor housing 16, switches the electronically commutated electric motor 22 to and / or from. In the embodiment in Figure 1, the switching element 34 is a mechanical switch with a pawl 36. Upon actuation of the switching element 34, the energization of the drive unit 12 and the electronics 30 is caused by a mechanically closed contact. An optimal design with regard to handling of the handheld power tool 10 is, as shown in Figure 2, achieved in that the ratio of a weight of the power tool 10 is selected to nominal performance optimal. In Figure 2, the weight of the power tool 10 is shown above the rated power. The weight of the hand tool 10 results from a total weight of all components of the power tool 10. Not considered are the weights of a power cord 38, if any, the machining tool 28, a protective cover, any additional handle and / or other accessories. The efficiency is calculated from the quotient of rated power to output line to the spindle 28 in percent%. If the weight of the power tool 10 is too large in relation to the rated power, the power tool 10 is difficult to hold in the hands of an operator. A fast fatigue of the operator is the result. An optimal ratio of the weight of the portable power tool 10 MHWZM ZU their rated power P N also depends on the power range in which the power tool 10 is located. At a rated power of up to 1200 W, the optimum ratio of the weight of the portable power tool 10 MHWZM ZU their rated power P N at a maximum of 0.75 g / W * P N + 1200 g. At rated powers exceeding 1200 W, the optimum ratio of the weight of the power tool 10 to its rated power is a maximum of 2.2 g / W * PN-540 g. In all circumstances, which are above the specified ratios, the power tool 10 is too heavy and thus too unwieldy.
Figur 3 zeigt eine weitere optimale Auslegung hinsichtlich der Handhabung der Handwerkzeugmaschine 10. Ein Gewicht des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 ist über der Nennleistung dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass ein Gewicht des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 MEKM zur Nennleistung PN in einem optimalen Verhältnis steht. Figure 3 shows a further optimal design with regard to the handling of the power tool 10. A weight of the electronically commutated electric motor 22 is shown above the rated power. It can be seen that a weight of the electronically commutated electric motor 22 M E KM to the rated power P N is in an optimal ratio.
Üblicherweise enthält bei elektronisch kommutierten Elektromotoren ein Rotor 40 ein Rotorpaket 41 mit Permanentmagneten. Der feststehende Stator 44 umfasst mehrere Spulen, die von der Elektronik 30 zeitlich versetzt angesteuert werden, um ein Drehfeld zu erzeugen. Das Drehfeld verursacht ein Drehmoment am Rotor 40, der durch die Permanentmagneten permanent erregt ist. Der Rotor 40 ist drehbar im Stator 44 angeordnet. Das Rotorpaket 41 ist an einer Rotorwelle 42 angebracht. Typically, in electronically commutated electric motors, a rotor 40 includes a rotor core 41 with permanent magnets. The fixed stator 44 comprises a plurality of coils, which are driven by the electronics 30 offset in time to produce a rotating field. The rotating field causes a torque on Rotor 40, which is permanently energized by the permanent magnets. The rotor 40 is rotatably arranged in the stator 44. The rotor package 41 is attached to a rotor shaft 42.
Das Gewicht des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 MEKM ergibt sich aus den Gewichten folgender Komponenten, wobei Abweichungen möglich sind: The weight of the electronically commutated electric motor 22 M E KM results from the weights of the following components, with deviations being possible:
Rotor 40 mit Rotorwelle 42, Wicklungen, falls der Rotor 40 Wicklungen trägt, Rotor 40 with rotor shaft 42, windings if the rotor carries 40 windings,
Permanentmagneten, falls der Rotor 40 die Permanentmagnete trägt undPermanent magnet, if the rotor 40 carries the permanent magnets and
Isoliermaterial, Insulating material,
Lagerung der Rotorwelle 42  Storage of the rotor shaft 42
Stator 44 mit Wicklungen, falls der Stator 44 Wicklungen trägt und Isoliermaterial, Ein Gehäuseteil, das bei einem Einbaumotor Rotor 40 und Stator 44 aufnimmt, jedoch bei getrenntem Einbau von Rotor 40 und Stator 44 nicht zum Gewicht des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 zählt.  Stator 44 with windings, if the stator 44 carries windings and insulating material, a housing part which receives rotor 40 and stator 44 in a built-in motor, but with separate installation of rotor 40 and stator 44 does not count to the weight of the electronically commutated electric motor 22.
Es hat sich gezeigt, dass aufgrund von Größe, Gewicht und Schwerpunkt der Elektromotoren nur dann eine ausbalancierte Handwerkzeugmaschine 10 erhalten wird, wenn bei einer Nennleistung bis 600 W das Verhältnis des Gewichts des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 MEKM zur Nennleistung zwischen 0,4 g/W und 0,8 g/W liegt. Verhältnisse die den Wert von 0,8 g/W übersteigen, sind ungünstig hinsichtlich des Gewichts des elektronisch kommutierten Elektromotors 22. Dieses ist dann für den Leistungsbereich, in dem die Handwerkzeugmaschine 10 angesiedelt ist, zu groß. Mit dem Gewicht des Elektromotors wird auch das der Handwerkzeugmaschine 10 groß. Damit wird die Handwerkzeugmaschine 10 schwer, unhandlich und anwenderunfreundlich. Da das Motorgehäuse 16, welches den elektronisch kommutierten Elektromotor 22 aufnimmt, den Handgriff 24 abbildet, liegt das Gewicht des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 in der Hand des Bedieners. Je höher das Gewicht des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 ist, desto schwerer liegt die Handwerkzeugmaschine 10 in der Hand des Bedieners. Ein Optimum des Gewichts zur Nennleistung ist hierbei auch günstig hinsichtlich ergonomischer Handhabung der Handwerkzeugmaschine 10. Bei einer Nennleistung größer als 600 W liegt das optimale Verhältnis des Gewichts des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 MEKM zur Nennleistung zwischen 0,15 g/W * PN +150 g und 0,3 g/W * PN + 300 g. Eine weitere ergonomisch gute Auslegung der Handwerkzeugmaschine 10 wird dadurch erreicht, dass das Verhältnis eines Volumens der Elektronik 30 zum Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 optimiert ist. Unter dem Volumen der Elektronik 30 soll ein Volumen eines Körpers verstanden werden, der alle Komponenten der Elektronik 30 einschließt. Die Elektronik 30 enthält in der Regel Spulen 46, Kondensatoren 48 und Leistungsendstufen 50. Das Volumen des Körpers, der die Elektronik 30 aufnimmt, entspricht dem Bauraum in der Handwerkzeugmaschine 10. Das Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 entspricht dem Volumen eines Hüllkörpers, der das Rotorpaket 41 und ein Paket des Stators 44 einschließt. Das optimale Verhältnis des Volumens der Elektronik 30 zum Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 beträgt mindestens 0,7, maximal aber 1,6. Dies gilt insbesondere, wenn die Handwerkzeugmaschine 10 im Wettbewerbsvergleich mit Blick auf deren Größe und aus ergonomischen Vorgaben nur begrenzt Bauraum zur Verfügung stellen kann. It has been shown that due to size, weight and center of gravity of the electric motors only a balanced hand tool 10 is obtained when at a rated power up to 600 W, the ratio of the weight of the electronically commutated electric motor 22 M E KM to the nominal power between 0.4 g / W and 0.8 g / W. Ratios exceeding the value of 0.8 g / W are unfavorable in terms of the weight of the electronically commutated electric motor 22. This is then too large for the power range in which the power tool 10 is located. With the weight of the electric motor and that of the power tool 10 is large. Thus, the power tool 10 is heavy, unwieldy and user-friendly. Since the motor housing 16, which receives the electronically commutated electric motor 22, the handle 24 images, the weight of the electronically commutated electric motor 22 is in the hands of the operator. The higher the weight of the electronically commutated electric motor 22, the heavier the hand tool 10 is in the hands of the operator. Optimum weight to rated power is also favorable in terms of ergonomic handling of the hand tool 10. With a rated power greater than 600 W, the optimum ratio of the weight of the electronically commutated electric motor 22 M E KM to the rated power is between 0.15 g / W * P N +150 g and 0.3 g / W * P N + 300 g. Another ergonomically good design of the hand tool 10 is achieved by optimizing the ratio of one volume of the electronics 30 to the volume of the electronically commutated electric motor 22. The volume of the electronics 30 is understood to mean a volume of a body that encloses all components of the electronics 30. The electronics 30 generally include coils 46, capacitors 48 and output stages 50. The volume of the body accommodating the electronics 30 corresponds to the space in the power tool 10. The volume of the electronically commutated electric motor 22 corresponds to the volume of an enveloping body, the Rotor package 41 and a package of the stator 44 includes. The optimum ratio of the volume of the electronics 30 to the volume of the electronically commutated electric motor 22 is at least 0.7, but not more than 1.6. This is especially true when the hand tool 10 can provide only limited space available in comparison with the competition in view of their size and ergonomic requirements.
Bei Verhältnissen, die größer als 1,6 betragen, wird das Volumen der Elektronik 30 gegenüber dem Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 zu groß. Der elektronisch kommutierte Elektromotor 22 wäre im Verhältnis zur Elektronik 30 zu klein und könnte somit nur ein begrenztes Drehmoment an die Rotorwelle 42 abgeben. Das hätte zur Folge, dass eine begrenzte Leistung an die Spindel 26 abgegeben würde. Bei Verhältnissen, die kleiner als 0,7 betragen, würde die Elektronik 30 zu klein für den elektronisch kommutierten Elektromotor 22 werden, um diesen mit genügend Strom zu beliefern. Das heißt, bei gegebener Baugröße wäre die Handwerkzeugmaschine 10 nicht leistungsfähig genug. Verhältnisse zwischen 0,7 und 1,6 sind optimal. Die Elektronik 30 kann dem elektronisch kommutierten Elektromotor 22 genügend Strom/Leistung bereitstellen und der elektronisch kommutierte Elektromotor 22 ist in Bezug auf die Elektronik 30 optimal dimensioniert. At ratios greater than 1.6, the volume of the electronics 30 relative to the volume of the electronically commutated electric motor 22 becomes too large. The electronically commutated electric motor 22 would be too small in relation to the electronics 30 and thus could deliver only a limited torque to the rotor shaft 42. This would result in a limited power being delivered to the spindle 26. At ratios less than 0.7, the electronics 30 would be too small for the electronically commutated electric motor 22 to supply it with sufficient current. That is, for a given size, the power tool 10 would not be powerful enough. Ratios between 0.7 and 1.6 are optimal. The electronics 30 may provide sufficient current / power to the electronically commutated electric motor 22 and the electronically commutated electric motor 22 is optimally dimensioned with respect to the electronics 30.
Der Erfindung liegt die weitere Erkenntnis zugrunde, dass eine optimale Auslegung des Volumens des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 nicht nur vom Volumen der Elektronik 30 abhängt, sondern auch von einem Verhältnis des Volumens des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 zur Nennleistung der Handwerkzeugmaschine 10. Das Verhältnis des Volumens des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 zur Nennleistung der Handwerkzeugmaschine 10 sollte maximal 100 mm3/W betragen. Wird das Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 im Verhältnis zur Nennleistung der Handwerkzeugmaschine 10 zu groß, wird der benötigte Platz, den der elektronisch kommutierte Elektromotor 22 in der Handwerkzeugmaschine 10 einnimmt, zu groß und damit die Handwerkzeugmaschine 10 zu schwer und unhandlich. Ist das Verhältnis kleiner oder gleich 100 mm3/W, kann eine Verkürzung der Länge der Handwerkzeugmaschine 10 erreicht werden. Auch hier muss die Handwerkzeugmaschine 10 dem Wettbewerb stand halten, so dass Erwartungen hinsichtlich des Designs der Handwerkzeugmaschine 10 in Bezug auf die Nennleistung nicht enttäuscht werden sollten. The invention is based on the further finding that an optimal design of the volume of the electronically commutated electric motor 22 depends not only on the volume of the electronics 30, but also on a ratio of the volume of the electronically commutated electric motor 22 to the nominal power of the power tool 10. The ratio of the volume of the electronic commutated electric motor 22 to the rated power of the power tool 10 should be a maximum of 100 mm 3 / W. If the volume of the electronically commutated electric motor 22 in relation to the rated power of the power tool 10 too large, the space required by the electronically commutated electric motor 22 in the power tool 10, too large and thus the power tool 10 is too heavy and unwieldy. If the ratio is less than or equal to 100 mm 3 / W, a shortening of the length of the power tool 10 can be achieved. Again, the hand tool 10 must withstand the competition, so that expectations regarding the design of the power tool 10 should not be disappointed in terms of performance.
Der Wirkungsgrad bei Nennleistung sollte zwischen 65% und 97%, besonders aber zwischen 65 % und 90% liegen. Um diesen Wirkungsgrad zu erreichen, wird beispielsweise eine Kühlung aktiv ausgeführt und ein Wirkungsgrad eines Kühlsystems dem Wirkungsgrad bei Nennleistung angepasst. Bei aktiver Kühlung wird die Wärmeenergie von einer zu kühlenden Komponente mit Hilfe des Kühlsystems abtransportiert. Efficiency at rated power should be between 65% and 97%, but especially between 65% and 90%. In order to achieve this efficiency, for example, cooling is actively carried out and an efficiency of a cooling system adapted to the efficiency at rated power. With active cooling, the heat energy is transported away from a component to be cooled with the help of the cooling system.
Im Ausführungsbeispiel ist das Kühlsystem ein Lüfter 52, der auf die Rotorwelle 42 aufgebracht ist. Der Lüfter 52 rotiert bei rotierender Rotorwelle 42 und erzeugt einen Luftstrom. Es ist auch denkbar, dass der Lüfter 52 durch einen separaten Aktor angetrieben wird. Weiterhin ist denkbar, dass andere Kühlsysteme wie Peltier- Elemente, Piezoflügel, Piezopumpen und geschlossene Kühlkreisläufe Anwendung finden. Die Kühlung bezieht sich auf die Handwerkzeugmaschine 10 und bezieht Komponenten wie Motorgehäuse 16, Getriebegehäuse 18, Getriebe 20, elektronisch kommutierten Elektromotor 22 und Elektronik 30 ein, das heißt, dass diese Komponenten aktiv gekühlt werden. In the exemplary embodiment, the cooling system is a fan 52, which is applied to the rotor shaft 42. The fan 52 rotates with rotating rotor shaft 42 and generates an air flow. It is also conceivable that the fan 52 is driven by a separate actuator. Furthermore, it is conceivable that other cooling systems such as Peltier elements, piezo blades, piezo pumps and closed cooling circuits are used. The cooling refers to the hand tool 10 and includes components such as motor housing 16, gear housing 18, gear 20, electronically commutated electric motor 22 and electronics 30, that is, these components are actively cooled.
Eine optimale Auslegung der Kühlung wird dadurch gewährleistet, dass eine Kühlleistung PK einen Bruchteil der Nennleistung PN beträgt. Dabei ist PK =k* PN , wobei k kleiner 0,1, besonders aber kleiner 0,075 ist (Figur 4). In Figur 4 ist die Kühlleistung über der Nennleistung dargestellt. Besonders vorteilhaft ist die Auslegung, wenn die Kühlleistung gleich oder weniger als 7,5% der Nennleistung beträgt, maximal aber 10% der Nennleistung PN nicht überschreitet. Beträgt die Nennleistung PN einer Handwerkzeugmaschine beispielsweise 1000 W, ist der Wert der Kühlleistung vorteilhafterweise gleich oder kleiner 75 W, maximal jedoch 100 W. Die Kühlleistung ist hierbei die Leistung des jeweils eingesetzten Kühlsystems. Allgemein kann sie bestimmt werden, in dem die Leistung der Handwerkzeugmaschine 10 einmal ohne und einmal mit Kühlsystem gemessen wird. Die Differenz aus den beiden ermittelten Leistungen ist die Kühlleistung. Kommt ein auf die Rotorwelle 42 aufmontierter Lüfter 52 zum Einsatz, ergibt sich die Kühlleistung aus dem an der Rotorwelle 42 wirkenden Drehmoment und der Drehzahl, mit der der Lüfter rotiert. Kommt ein Peltierelement zum Einsatz ist die Kühlleitung in der Regel die elektrische Leistung des Bauteils und wird aus dem Produkt von Strom und Spannung ermittelt. An optimal design of the cooling is ensured by the fact that a cooling power P K is a fraction of the rated power P N. Here, P K = k * P N , where k is less than 0.1, but especially less than 0.075 (FIG. 4). In Figure 4, the cooling capacity is shown above the rated power. Particularly advantageous is the design, if the cooling capacity equal to or less than 7.5% of the rated power is, but not more than 10% of the rated power P N does not exceed. Is the nominal power P N of a hand machine tool, for example, 1000 W, the value of the cooling power is advantageously equal to or less than 75 W, a maximum of 100 W. The cooling power is in this case the performance of the cooling system in each case. Generally, it can be determined by measuring the power of the hand tool 10 once without and once with the cooling system. The difference between the two determined outputs is the cooling capacity. If a fan 52 mounted on the rotor shaft 42 is used, the cooling power results from the torque acting on the rotor shaft 42 and the speed with which the fan rotates. If a Peltier element is used, the cooling line is usually the electrical power of the component and is determined from the product of current and voltage.
Das Verhältnis eines Durchmessers dScheibe des Bearbeitungswerkzeugs 28, insbesondere einer Schleif- und/oder Trennscheibe zur Nennleistung PN (Figur 5) sollte bei einer Nennleistung bis 1000 W maximal 0,09 mm/W * PN + 55 mm betragen. In Figur 5 ist der Durchmessers des Bearbeitungswerkzeugs 28 über der Nennleistung dargestellt. Ist die Nennleistung größer als 1000 W, beträgt das optimale Verhältnis des Durchmessers dScheibe der Schleif- und/oder Trennscheibe zur Nennleistung PN der Handwerkzeugmaschine 10 maximal 0,2 mm/W * PN - 60 mm. Ist das Verhältnis des Durchmessers dScheibe der Schleif- und/oder Trennscheibe zur Nennleistung größer als 0,2 mm/W * PN - 60 mm, besteht die Gefahr, dass die Elektronik 30 ihre Leistungsgrenze erreicht und überhitzt. Bei Überhitzung der Elektronik 30 wird normalerweise die Elektronik 30 automatisch abgeregelt. Dabei ist der Bediener der Handwerkzeugmaschine 10 dahingehend eingeschränkt, dass er warten muss, bis die Elektronik 30 abgekühlt ist und sich die Handwerkzeugmaschine 10 wieder einschalten lässt. Ist das Verhältnis des Durchmessers dScheibe der Schleifund/oder Trennscheibe zur Nennleistung jedoch nicht größer als 0,2 mm/W * PN - 60 mm, ist ein Überhitzen der Elektronik nicht zu befürchten. Eine automatische Abschaltung ist somit nicht erforderlich und der Bediener kann uneingeschränkt die Handwerkzeugmaschine 10 bedienen, solange es seine Anwendung vorsieht. The ratio of a diameter d Sc Heibe of the processing tool 28, in particular a grinding and / or cutting the nominal power P N (Figure 5) should be at a rated power to 1000 W, maximum 0.09 mm / W * P N + 55 mm. FIG. 5 shows the diameter of the machining tool 28 above the rated power. If the nominal power is greater than 1000 W, the optimum ratio of the diameter d Sc heibe the grinding and / or cutting disc to the rated power P N of the power tool 10 is not more than 0.2 mm / W * P N - 60 mm. Is the ratio of the diameter d Sc greater than 0.2 of the grinding and / or cutting to the rated power Heibe mm / W * P N - 60 mm, there is a risk that the electronics 30 reaches its power limit and overheated. When the electronics 30 overheat, the electronics 30 will normally be automatically disabled. In this case, the operator of the power tool 10 is limited to the extent that he has to wait until the electronics 30 has cooled down and the power tool 10 can be switched on again. Is the ratio of the diameter d Sc is not greater than 0.2 Heibe the grinding and / or cutting to the rated power, however mm / W * P N - 60 mm, overheating of the electronics is not to be feared. An automatic shutdown is thus not required and the operator can fully operate the power tool 10, as long as it provides its application.
Ein weiterer Aspekt hinsichtlich optimaler Auslegung der Handwerkzeugmaschine 10 liegt in einem Verhältnis eines Durchmessers des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 dMotor zum Durchmesser der Schleifscheibe dScheibe, wie es in Figur 6 ersichtlich ist. Optimalerweise beträgt der Durchmesser dMotor des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 < 0,27 * dScheibe + 10, maximal aber 0,37 * dScheibe + 5. Another aspect with regard to optimal design of the power tool 10 is in a ratio of a diameter of the electronically commutated Electric motor 22 d Mo tor to the diameter of the grinding wheel d Sc washer, as can be seen in Figure 6. Optimally, the diameter d Mo gate of the electronically commutated electric motor 22 <0.27 * d Sc hibe + 10, but a maximum of 0.37 * d Sc hibe + 5.
Figur 7 zeigt eine weitere optimale Auslegung der HandwerkzeugmaschienlO. Das Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 VMotor beträgt optimalerweise VMotor ^ 0,014 * dScheibe3 + 7500. Das Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) VMotor sollte maximal 0,019 * dScheibe3 + 18000 betragen. FIG. 7 shows a further optimum design of the hand-held power tools. The volume of the electronically commutated electric motor 22 V Mo tor is optimally V Mo tor ^ 0.014 * d Sc hibe 3 + 7500. The volume of the electronically commutated electric motor (22) V Mo tor should be a maximum of 0.019 * d Sc hibe 3 + 18000.
Eine weitere optimale Auslegung hinsichtlich Handhabung der Handwerkzeugmaschine 10 wird, wie in Figur 8 ersichtlich, dadurch erreicht, dass ein Durchmesser des Handgriffs 24 mindestens 0,0125 mm/W * PN + 25 mm, maximal aber 0,0215 mm/W * PN + 50 mm beträgt. In Figur 6 ist der Durchmesser des Handgriffs 24 über der Nennleistung dargestellt. Da das Motorgehäuse 16 als Handgriff 24 ausgebildet ist, korreliert der Durchmesser des Handgriffs 24 mit einem Durchmesser des elektronisch kommutierten Elektromotors 22. Ist der Durchmesser des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 bei entsprechender Leistung zu klein, wird die Handwerkzeugmaschine 10 zu lang und damit zu unhandlich. Ist der Durchmesser des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 bei entsprechender Leistung zu groß, wird die Handwerkzeugmaschine 10 in einem Durchmesser zu groß und kann nicht mehr optimal umgriffen werden. A further optimum design with regard to handling of the handheld power tool 10 is, as can be seen in FIG. 8, achieved in that a diameter of the handle 24 is at least 0.0125 mm / W * P N + 25 mm, but at most 0.0215 mm / W * P N + 50 mm. In Figure 6, the diameter of the handle 24 is shown above the rated power. Since the motor housing 16 is formed as a handle 24, the diameter of the handle 24 correlates with a diameter of the electronically commutated electric motor 22. If the diameter of the electronically commutated electric motor 22 at a corresponding power too small, the power tool 10 is too long and thus too unwieldy. If the diameter of the electronically commutated electric motor 22 is too large for a corresponding power, the handheld power tool 10 becomes too large in diameter and can no longer be grasped optimally.
Der elektronisch kommutierte Elektromotor 22 ist im Ausführungsbeispiel ein bürstenloser Motor. Der bürstenlose Motor hat keinen Kommutator und keine Kohlebürsten zur Stromwendung. Die Kommutierung des bürstenlosen Motors erfolgt im Ausführungsbeispiel sensorlos. Bei der sensorlosen Kommutierung erfolgt die Erfassung einer Position des Rotors 40 über eine in den Spulen des Stators 44 ausgelöste Gegenspannung. Die Gegenspannung wird von der Elektronik 30 ausgewertet. Es ist aber auch denkbar, dass die Kommutierung des bürstenlosen Motors mit Hilfe eines Sensors oder mehrerer Sensoren erfolgt. Der Sensor/die Sensoren erfassen einen magnetischen Fluss und damit die Position des Rotors 40. Abhängig von der Position des Rotors 40 werden über die Leistungsendstufen 56 die Spulen des Stators 44 angesteuert, die wiederum im Rotor 40 ein Drehmoment erzeugen. The electronically commutated electric motor 22 is a brushless motor in the embodiment. The brushless motor has no commutator and no brushes for current application. The commutation of the brushless motor takes place sensorless in the embodiment. In the sensorless commutation, the detection of a position of the rotor 40 via a in the coils of the stator 44 triggered counter-voltage. The counter voltage is evaluated by the electronics 30. However, it is also conceivable that the commutation of the brushless motor takes place with the aid of one or more sensors. The sensor / sensors detect a magnetic flux and thus the position of the rotor 40. Depending on the position of the rotor 40 via the output stages 56 are the Coils of the stator 44 are driven, which in turn generate a torque in the rotor 40.
Im Ausführungsbeispiel ist die Handwerkzeugmaschine 10 mit einer Netzanschlussleitung 38 versehen. Die Netzanschlussleitung 38 führt über eine Tülle 54 in das Innere der Handwerkzeugmaschine 10 zur Elektronik 30 und einem zur Elektronik 30 gehörenden Netzteil. Es ist aber auch denkbar, dass die Handwerkzeugmaschine 10 ohne Netzanschlussleitung ausgebildet ist, wie es bei batteriebetriebenen Handwerkzeugmaschinen 10 der Fall ist. In dem Fall übernimmt ein Akku die Energieversorgung der Handwerkzeugmaschine 10 und speist die Elektronik 30. Dabei kann der Akku als ein Teil der Elektronik 30 verstanden werden. In the exemplary embodiment, the hand tool 10 is provided with a power cord 38. The power supply line 38 leads via a spout 54 into the interior of the portable power tool 10 to the electronics 30 and to the electronics 30 belonging power supply. However, it is also conceivable that the hand tool 10 is designed without power supply line, as is the case with battery-operated hand tool 10. In this case, a battery takes over the power supply of the hand tool 10 and feeds the electronics 30. In this case, the battery can be understood as a part of the electronics 30.
Das Motorgehäuse 16 weist eine andere Form als die eines Zylinders auf. Das heißt, dass das Motorgehäuse 16 oval, sechs- oder achteckig sein kann. Denkbar ist aber auch jede andere Form. Genauso gut ist es denkbar, dass das Motorgehäuse 16 eine zylindrische Form aufweist. Bei einer sechs- oder achteckigen Form können dadurch, dass das Volumen des Motorgehäuses 16 bei gegebenen runden Abmessungen des elektronisch kommutierten Elektromotors 22 größer ist als bei einer zylindrischen Form, beispielsweise Kabel und innere Leitungen besonders effektiv durch die Handwerkzeugmaschine 10 geführt werden. Eine ovale Form bietet eine besondere Platzersparnis, ebenso wie eine zylindrische Form. Es erfordert zwar eine effektive Leitungsführung, jedoch liegt ein ovales oder zylindrisches Motorgehäuse 16 sehr gut in der Hand des Bedieners und ermöglicht Materialeinsparung. The motor housing 16 has a different shape than that of a cylinder. That is, the motor housing 16 may be oval, hexagonal or octagonal. Conceivable, however, is any other form. Just as well, it is conceivable that the motor housing 16 has a cylindrical shape. In the case of a hexagonal or octagonal shape, the volume of the motor housing 16 can be guided particularly effectively by the handheld power tool 10 for given round dimensions of the electronically commutated electric motor 22 than in the case of a cylindrical shape, for example cables and inner lines. An oval shape offers a special space saving as well as a cylindrical shape. Although it requires an effective routing, but an oval or cylindrical motor housing 16 is very well in the hands of the operator and allows material savings.
Das Schaltelement 34 ist im Ausführungsbeispiel ein mechanischer Schalter. Es ist aber auch denkbar, dass das Schaltelement 34 durch einen Mikroschalter realisiert ist. The switching element 34 is a mechanical switch in the embodiment. But it is also conceivable that the switching element 34 is realized by a micro switch.
Die Handwerkzeugmaschine 10 ist als Winkelschleifer ausgebildet. Winkelschleifer sind Handwerkzeugmaschinen 10 zum Schleifen und Trennen von Metallen und ähnlichen Werkstoffen. Es ist aber auch denkbar, dass die Handwerkzeugmaschine 10 als ein Tellerschleifer, ein Topfschleifer, ein Polierer, ein Betonschleifer oder eine Fräse ausgebildet ist. The hand tool 10 is designed as an angle grinder. Angle grinders are hand tool machines 10 for grinding and separating metals and similar materials. But it is also conceivable that the power tool 10 is designed as a disc sander, a cup grinder, a polisher, a concrete grinder or a milling cutter.

Claims

Ansprüche claims
1. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen 1. Hand tool (10) in particular angle grinder with a
elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von einem Gewicht der Handwerkzeugmaschine (10) MHWZM ZU einer Nennleistung PN derart gewählt ist, dass: electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), characterized in that the ratio of a weight of the power tool (10) M H WZM TO a nominal power P N is selected such in that:
• In einem Leistungsbereich von 0 bis 1200 W das Verhältnis des  • In a power range from 0 to 1200 W the ratio of the
Gewichts der Handwerkzeugmaschine (10) MHWZM zur Nennleistung PN maximal 0,75 g/W * PN + 1200 g beträgt, Weight of the hand-held power tool (10) M H WZM at rated power P N maximum 0.75 g / W * P N + 1200 g,
• Bei einem Wert der Nennleistung größer 1200 W das Verhältnis des  • For a value of rated power greater than 1200 W, the ratio of
Gewichts der Handwerkzeugmaschine (10) MHWZM zur Nennleistung PN maximal 2,2 * PN - 540 g beträgt. Weight of the portable power tool (10) M H WZM at rated power P N maximum 2.2 * P N - 540 g.
2. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Leistungsbereich zwischen 0 und 600 W das Verhältnis eines Gewichts des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) MEKM zur Nennleistung PN kleiner als 0,8 g/W beträgt, insbesondere aber zwischen 0,8 und 0,4 g/W liegt. 2. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to claim 1, characterized in that in a power range between 0 and 600 W, the ratio of a weight of the electronically commutated electric motor (22) M E KM to the nominal power P N is less than 0.8 g / W, but in particular between 0.8 and 0.4 g / W is.
3. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen 3. Hand tool (10) in particular angle grinder with a
elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit electronically commutated electric motor (22) having drive unit
(12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wert der Nennleistung größer 600 W das Verhältnis des Gewichts des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) MEKM zur Nennleistung PN kleiner als 0,3 g/W * PN + 300 g beträgt, insbesondere aber zwischen 0,3 g/W(12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to claim 1, characterized in that at a value of the rated power greater than 600 W, the ratio of the weight of the electronically commutated electric motor (22) M E KM to the rated power P N is less than 0.3 g / W * P N + 300 g, but in particular between 0.3 g / W
* PN + 300g und 0,15 g/W * PN + 150 g liegt. * P N + 300g and 0.15 g / W * P N + 150 g.
4. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis eines Volumens der Elektronik (30) zum Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) mindestens 0,7, maximal aber 1,6 beträgt. 4. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of Volume of the electronics (30) to the volume of the electronically commutated electric motor (22) is at least 0.7, but not more than 1.6.
5. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis eines Volumens des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) zur Nennleistung maximal 100 mm3/W beträgt. 5. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of Volume of the electronically commutated electric motor (22) for rated power is a maximum of 100 mm 3 / W.
6. Handwerkzeugmaschine (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des elektronisch kommutierter Elektromotors (22) ein Volumen eines Hüllkörpers darstellt, das einen Rotor (40) und einen Stator (44) einschließt. 6. Hand tool (10) according to claim 4 or 5, characterized in that the volume of the electronically commutated electric motor (22) represents a volume of an enveloping body, which includes a rotor (40) and a stator (44).
7. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert eines Wirkungsgrads zwischen 65% und 97%, vorzugsweise zwischen 65% und 90% liegt. 7. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that a value of Efficiency between 65% and 97%, preferably between 65% and 90%.
8. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlleistung PK ein Bruchteil der Nennleistung PN beträgt mit PK =k * PN , wobei k<0,l, besonders aber k<0,075 ist. 8. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that a cooling power P K is a fraction of the nominal power P N with P K = k * P N , where k <0, l, but especially k <0.075.
9. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Leistungsbereich von 0 bis 1000 W das Verhältnis eines Durchmessers der Schleifscheibe dScheibe zur Nennleistung PN maximal 0,09 mm/W * PN + 55 mm beträgt. 9. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and an in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that in a power range of 0 to 1000 W, the ratio of a diameter of the grinding wheel d Sc Heibe to the rated power P N max 0.09 mm / W * P N + 55 mm.
10. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmessers des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) dMotor ^ 0,27 * dscheibe + 10 beträgt. 10. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that a diameter of the Electronically commutated electric motor (22) d Mo tor ^ 0,27 * Dscheibe + 10 is.
11. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmessers des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) dMotor maximal 0,37 * dscheibe + 5 beträgt. 11. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the electronically commutated electric motor (22) d Mo tor maximum 0.37 * dscheibe + 5 amounts.
12. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) VMotor ^ 0,014 * dScheibe3 + 7500 beträgt. 12. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the volume of Electronically commutated electric motor (22) V Mo tor ^ 0.014 * d Sc hibe 3 + 7500 is.
13. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des elektronisch kommutierten Elektromotors (22) VMotor maximal 0,019 * dscheibe3 + 18000 beträgt . 13. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the volume of electronically commutated electric motor (22) V Mo tor maximum 0.019 * dscheibe 3 + 18000 is.
14. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wert der Leistung größer 1000 W das Verhältnis des Durchmessers der Schleifscheibe dScheibe zur Nennleistung PN maximal 0,2 mm/W * PN - 60 mm beträgt. 14. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that at a value the power greater than 1000 W, the ratio of the diameter of the grinding wheel to the rated power P d Sc Heibe N maximum of 0.2 mm / W * P N - is 60 mm.
15. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser eines Handgriffs (24) dHandgnff mindestens 0,125 mm/W * PN + 25 mm beträgt. 15. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that a diameter of Handle (24) d Ha ndgnff at least 0.125 mm / W * P N + 25 mm.
16. Handwerkzeugmaschine (10) insbesondere Winkelschleifer mit einer einen elektronisch kommutierten Elektromotor (22) aufweisenden Antriebseinheit (12) und einer in einem Gerätegehäuse (14) integrierten Elektronik (30), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Handgriffs (24) dHandgnff maximal 0,0215 mm/W * PN + 50 mm beträgt. 16. Hand tool (10) in particular angle grinder with an electronically commutated electric motor (22) having drive unit (12) and in a device housing (14) integrated electronics (30), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of Handle (24) d Ha ndgnff maximum 0.0215 mm / W * P N + 50 mm.
17. Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronisch kommutierte Elektromotor (22) ein bürstenloser Motor ist. 17. Hand tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electronically commutated electric motor (22) is a brushless motor.
18. Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Netzanschlussanleitung (12) vorgesehen ist. 18. Hand tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a power supply connection (12) is provided.
19. Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gerätegehäuse (14) eine von einem Zylinder abweichende Form aufweist. 19. Hand tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a device housing (14) has a shape deviating from a cylinder.
20. Handwerkzeugmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (10) als Winkelschleifer ausgebildet ist. 20. Hand tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the hand tool (10) is designed as an angle grinder.
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