DE2202872A1

DE2202872A1 - ELECTRIC TOOL, IN PARTICULAR GRINDING TOOL

Info

Publication number: DE2202872A1
Application number: DE19722202872
Authority: DE
Inventors: Walter Mueller; Gerhard Rumpp; Jun Albrecht Schnizler
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1972-01-21
Publication date: 1973-07-26
Also published as: FR2168810A5; DE2202872B2; GB1375278A

Description

PATENT Attorney DIPL.-IMG. HANS LANGOSCH

7OOO STUTTGART · HERDWEO «2 · TELEFON (O711) 2965237OOO STUTTGART · HERDWEO «2 · TELEPHONE (O711) 296523

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Metabowerke KG Closs, Rauch & Schnizier

7440 Nürtingen /WUrtt.7440 Nürtingen / WUrtt.

Max-Eyth-Strasse 10 Power tools, in particular grinding tools

Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug, mit einem Reihenschlußmotor, mit einem Getriebe zwischen der Motorwelle und der Werkzeugspindel und mit efner elektronischen Einrichtung zur Stabilisierung der Drehzahl der Werkzeugspindel Über einen bestimmten Bereich des Lastdrehmomentes.The invention relates to an electric tool, in particular a grinding tool, with a series motor, with a Gearbox between the motor shaft and the tool spindle and with an electronic device for stabilization the speed of the tool spindle over a certain range of the load torque.

Es ist bei Elektrowerkzeugen dieser Art bekannt, die Speisespannung des Antriebsmotors Über ein elektronisches Regelgerät mit Halbleiterbauelementen bei zu-It is known in power tools of this type, the supply voltage of the drive motor via an electronic Control device with semiconductor components when

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nehmender Last bis zur Netzspannung zu erhöhen. Dabei hält das Regelgerät bei einer Netzspannung von z.B. 220 V die Speisespannung im Leerlauf des Antriebsmotors auf etwa 155 V und bei ansteigender Last» bei der die Drehzahl abfallen würde, wird die Speisespannung so weit nachgeregelt, daß die Drehzahl stabilisiert ist, d.h. etwa konstant bleibt. Nach dem Erreichen der Netzspannung fällt bei weiterer Belastung die Drehzahl entsprechend der Motorkennlinie ab. Insbesondere bei Schleifwerkzeugen ist wegen der Gefahr des Zerplatzens des Schleifkörpers infolge hoher Fliehkräfte eine maximal zulässige Drehzahl vorgeschrieben, an die die Lastlaufdrehzahl mittels des Regelgerätes möglichst nahe herangelegt wird. Die Halbleiterbauelemente des Regelgerätes lassen jedoch bei einem Ausfall, z.B. durch Kurzschluß, die Netzspannung voll durch, so daß die Drehzahl des Antriebsmotors im Leerlauf weit Über die zulässige Drehzahl hinausgeht, was zur Gefährdung einer Bedienungsperson führt. Als Schutz gegen eine über die zulässige Drehzahl hinausgehende Drehzahl bei Ausfall eines Halbleiterbauelementes sind daher z.B. Fliehkraftschalter oder zusätzliche elektronische Schalteinrichtungen bekannt, die bei einem Ansteigen der Drehzahl im Leerlauf über den maximal zulässigen Wert den Antriebsmotor vom Netz trennen. Derartige³ zusätzliche Bauteile sind jedoch sehr aufwendig, ver-increasing the load up to the line voltage. With a mains voltage of, for example, 220 V, the control device keeps the supply voltage at about 155 V when the drive motor is idling and when the load increases, at which the speed would drop, the supply voltage is readjusted so far that the speed is stabilized, i.e. remains approximately constant . After the mains voltage has been reached, the speed drops in accordance with the motor characteristic if the load continues. In the case of grinding tools in particular, because of the risk of the grinding wheel bursting as a result of high centrifugal forces, a maximum permissible speed is prescribed, to which the load running speed is brought as close as possible by means of the control device. However, in the event of a failure, for example due to a short circuit, the semiconductor components of the control device let the mains voltage through so that the speed of the drive motor when idling goes far beyond the permissible speed, which is dangerous for the operator. As a protection against a speed exceeding the permissible speed in the event of failure of a semiconductor component, for example, centrifugal switches or additional electronic switching devices are known, which disconnect the drive motor from the mains when the speed rises above the maximum permissible value. However, such ³ additional components are very expensive,

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teuern die Herstellung eines Elektrowerkzeuges beträchtlich und gewährleisten dennoch keine absolute Sicherheit gegen unzulässig hohe Drehzahlen des Schleifkörpers. make the manufacture of a power tool considerably more expensive and yet do not guarantee absolute security against impermissibly high speeds of the grinding wheel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bei allen Betriebszuständen betriebssicheres Elektrowerkzeug mit einfachem und robustem Schaltungsaufbau zu schaffen, so daß insbesondere keine Gefährdung der Bedienungsperson durch Werkzeugbruchstücke auftreten kann.The object of the invention is to provide a power tool that is operationally reliable in all operating states to create simple and robust circuit construction, so that in particular there is no danger to the operator from broken tools.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Obersetzungsverhältnis des Getriebes so gewählt ist, daß beim Ausfall der elektronischen Einrichtung und bei voller Netzspannung an den Motorwicklungen die Drehzahl der Werkzeugspindel bei Leerlauf höchstens den maximal zulässigen Wert erreicht. Dadurch ist eine absolute Sicherheit gegen unzulässig hohe Drehzahlen der Werkzeugspindel gegeben, so daß die Bedienungsperson nicht gefährdet werden kann. Das Elektrowerkzeug kann einfach und robust im Schaltungsaufbau gestaltet sein, es sind keine zusätzlichen Bauteile, die das Elektrowerkzeug verteuern könnten, erforderlich. Im besonderen weist die Motorwelle bei Ausfall der elektronischen Einrichtung und bei einer an die Mo-torwicklungen angelegten Spannung von 220 V im Leerlauf eine Drehzahl von etwa 30 000 U/min auf, das ObersetzungsverhältnisTo solve this problem, the invention provides that the gear ratio of the transmission is chosen is that if the electronic device fails and the motor windings are at full power, the The speed of the tool spindle at idle does not exceed the maximum permissible value. This is a absolute security against impermissibly high speeds of the tool spindle, so that the operator cannot be endangered. The power tool can have a simple and robust circuit design, no additional components that could make the power tool more expensive are required. In particular indicates the motor shaft in the event of failure of the electronic device and in the event of one applied to the motor windings Voltage of 220 V in idle to a speed of about 30,000 rpm, the gear ratio

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zwischen der Motorwelle und der Werkzeugspindei beträgt etwa 3,5, so daß die Werkzeugspindeldrehzahl bei etwa 8600 U/min liegt. Diese Drehzahl ergibt bei üblichen Schleifscheibendurchmessern eine noch zulässige Umfangsgeschwindigkeit. Vorteilhafterweise weist die Motorwelle bei in Funktion befindlicher elektronischer Einrichtung im Leerlauf eine Drehzahl von etwa 21 500 u/min auf. Diese Drehzahl hat sich bei Versuchen als sehr gUnstig erwiesen, da bei dieser die Lager der Motorwelle eine praxisgerechte Lebensdauer aufweisen.between the motor shaft and the Werkzeugspindei is about 3.5, so that the tool spindle speed at is about 8600 rpm. With conventional grinding wheel diameters, this speed results in a still permissible one Peripheral speed. The motor shaft advantageously has when the electronic Set up a speed of about 21,500 rpm when idling. This speed has proven to be in tests Proven to be very favorable, as the motor shaft bearings have a practical service life.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die elektronische Einrichtung über einen gesteuerten Gleichrichter und einen ungesteuerten Gleichrichter mit dem Motorstromkreis verknüpft. In Reihe mit dem Motorstromkreis sind der gesteuerte Gleichrichter und der ungesteuerte Gleichrichter antiparallel geschaltet und im Zweig des ungesteuerten Gleichrichters liegen ein Schalter und die Primärwicklung eines Stromwandlers. Dieser gibt indirekt eine Regelgröße für den gesteuerten Gleichrichter in der nicht angeschnittenen Halbwelle ab. Die elektronische Einrichtung besteht aus einem zündkreis mit einem Stromversorgungskreis und einem Rückführungskreis, der die Regelgröße indirekt mißt und über den Zündkreis den gesteuerten Gleichrichter betätigt. Der zündkreis besteht aus einem durch einen Widerstand und einen Kondensator gebildeten RC-According to a further feature of the invention, the electronic device is via a controlled rectifier and an uncontrolled rectifier linked to the motor circuit. In series with the motor circuit the controlled rectifier and the uncontrolled rectifier are connected in antiparallel and A switch and the primary winding of a current transformer are located in the branch of the uncontrolled rectifier. This indirectly gives a controlled variable for the controlled rectifier in the half-wave that is not cut into away. The electronic device consists of an ignition circuit with a power supply circuit and a feedback circuit that measures the controlled variable indirectly and the controlled rectifier via the ignition circuit actuated. The ignition circuit consists of an RC circuit formed by a resistor and a capacitor

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Glied und einem Unijunction-Transistor, dessen Emitter-Basis 1-Strecke die Zündelektrode des gesteuerten Gleichrichters aufsteuert. Der Stromversorgungskreis des Zündkreises besteht aus einer Zener-Diode und einem mit dieser in Reihe geschalteten Widerstand und einem Gleichrichter. Weiterhin enthält die elektronische Einrichtung einen Anlaufsteuerstromkreis zur Anlaufstrombegrenzung des Motorstromkreises. Der Anlaufsteuerstrom-, kreis weist einen Spannungsteiler, der während des Anlaufes die Steuerspannung für eine Phasenvorschubschaltung liefert, und parallel dazu den Schalter auf, der den Spannungsteiler nach erfolgtem Anlauf kurzschließt. Der Schalter ist Teil eines zweistufigen Schaltelementes, wobei nach Einschalten der ersten Stufe eine Verzögerung des Einschaltens der zweiten Stufe über einen mechanischen Rastpunkt erfolgt. Die Zener-Diode wird beim Anlaufvorgang des Elektromotors in einer Halbwelle in Durchlassrichtung betrieben und liegt in einem Stromkreis zwischen dem Widerstand des Spannungsteilers und einem Kondensator. Parallel zum RC-Glied sind zwei Transistoren als veränderliche Widerstände geschaltet und der eine Transistor wird von der vom Laststrom im Motorstromkreis abhängigen Spannung an der Sekundärwicklung des Stromwandlers und der andere Transistor während des Anlaufvorganges des Elektromotors von der zeitabhängigen Steuerspannung des Anlaufsteuerstroinkreises angesteuert.Element and a unijunction transistor, its emitter base 1-path opens the ignition electrode of the controlled rectifier. The power supply circuit The ignition circuit consists of a Zener diode and a resistor and a resistor connected in series with it Rectifier. The electronic device also contains a start-up control circuit for limiting the start-up current of the motor circuit. The start-up control circuit has a voltage divider that operates during start-up supplies the control voltage for a phase advance circuit, and in parallel the switch on the short-circuits the voltage divider after it has started up. The switch is part of a two-stage switching element, with one after switching on the first stage Delay in switching on the second stage takes place via a mechanical detent point. The Zener diode is operated in a half-wave in the forward direction during the start-up process of the electric motor and lies in one Circuit between the resistor of the voltage divider and a capacitor. There are two parallel to the RC element Transistors connected as variable resistors and one transistor is controlled by the load current im Motor circuit dependent voltage on the secondary winding of the current transformer and the other transistor during the start-up process of the electric motor from the time-dependent control voltage of the start-up control circuit controlled.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Winkelschleifmaschine näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment of an angle grinder explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Winkelschleifmaschine, 1 shows a longitudinal section through the angle grinder,

Fig. 2 is a circuit diagram of the electronic Setting up the angle grinder and

Fig. 3 den Kennlinienverlauf der mit der Einrichtung erzielbaren Drehzahl in Abhängigkeit vom Lastmoment der Winke!schleifmaschine.Fig. 3 shows the characteristic curve with the Device achievable speed depending on the load torque of the angle grinder.

Die in der Fig. 1 dargestellte Winkelschleifmaschine wird von einem innerhalb eines Gehäuses 1 angeordneten, als Reihenschlußmotor ausgebildeten Elektromotor 2 angetrieben. Dieser treibt über seine Motorwelle 53 und über ein in einem Gehäuse 3 angeordnetes Winkelgetriebe 4 eine auf. der Werkzeugspindel 5 befestigte Schleifscheibe 6, die von einer Schutzhaube 7 teilweise umgeben ist. Das Obersetzungsverhältnis-zwischen der Motorwelle 53 und der Werkzeugspindel 5 beträgt 3,5. In einem als Handgriff ausgebildeten Gehäuse 8 ist eine elektronische Einrichtung 9 angeordnet, die im wesentlichen zur Stabilisierung der Drehzahl der Werkzeugspindel über einen bestimmten Bereich des Lastdrehmomentes der Winkelschleifmaschine dient.' Die stabilisierte Drehzahl der Motorwelle 53 beträgt etwa 21 500 U/min, so daß bei demThe angle grinder shown in Fig. 1 is arranged within a housing 1 by a, designed as a series motor 2 driven electric motor. This drives via its motor shaft 53 and via an angular gear 4 arranged in a housing 3. the tool spindle 5 attached grinding wheel 6, which is partially surrounded by a protective hood 7. The transmission ratio between the motor shaft 53 and the tool spindle 5 is 3.5. In a housing 8 designed as a handle is an electronic Device 9 arranged, which essentially to stabilize the speed of the tool spindle via a specific range of the load torque of the angle grinder is used. ' The stabilized speed of the Motor shaft 53 is about 21,500 rpm, so that when

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Obersetzungsverhältnis von 3,5 die stabilisierte Drehzahl der Werkzeugspindel etwa 6100 U/min beträgt. Am Ende des Gehäuses 8 ist eine elektrische Zuleitung 11 befestigt, die die Einrichtung 9 mit der Netzspannung, im vorliegenden Falle 220 V, speist. Senkrecht zur Motorwelle 53 ist ein nicht dargestellter zweiter Handgriff am Gehäuse 1 befestigt.Reduction ratio of 3.5 the stabilized speed the tool spindle is about 6100 rpm. At the end of the housing 8 an electrical lead 11 is attached, which the device 9 with the mains voltage, in the present case 220 V, feeds. Perpendicular to the motor shaft 53, a second handle (not shown) is attached to the housing 1.

Die in der Fig. 2 als Schaltbild dargestellte elektronische Einrichtung 9 besteht aus mehreren Baueinheiten: einem Motorstromkreis mit einem Anlaufsteuerstromkreis und einem Zündkreis mit einem Stromversorgungskreis und einem Rückführungskreis.The electronic device 9 shown as a circuit diagram in FIG. 2 consists of several structural units: a motor circuit with a start-up control circuit and an ignition circuit with a power supply circuit and a feedback loop.

Der Motorstromkreis verläuft, ausgehend vom Anschluß eines Schalters 13, über einen Entstörkondensator 14, eine Steckverbindung 15, eine Feldwicklung 16 des Elektromotors 2, einen als Thyristor ausgebildeten gesteuerten Gleichrichter 43 und antiparallel dazu über einen Schalter 34, die Primärwicklung 35 eines Stromwandlers und einen ungesteuerten Gleichrichter 19, sowie über eine Steckverbindung 24, die Ankerwicklung 20, eine Feldwicklung 21 des Elektromotors 2, eine Steckverbindung 23 und wieder über den J Entstör.kondensator 14 zum Anschluß 22 des Schalters 13. Die Steckverbindungen 15,23 und 24 dienen zur leichten Montage der vorbereiteten Baueinheiten der Einrichtung 9 innerhalbThe motor circuit runs, starting from the connection of a switch 13, over an interference suppression capacitor 14, a plug connection 15, a field winding 16 of the electric motor 2, a controlled one designed as a thyristor Rectifier 43 and anti-parallel to it via a switch 34, the primary winding 35 of a current transformer and an uncontrolled rectifier 19, and via a plug connection 24, the armature winding 20, a field winding 21 of the electric motor 2, a plug connection 23 and again via the J Entstör.kondensator 14 to the connection 22 of the switch 13. The connectors 15, 23 and 24 are used for easy assembly of the prepared units of the device 9 within

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der Gehäuse 1 und 8 der Winkelschleifmaschine mit dem Elektromotor 2 und dem durch die Zuleitung 11 gebildeten Netzanschluß. Ein Kondensator 33, der zum gesteuerten Gleichrichter 43 parallel liegt, dient zu dessen Schutz. Der im Motorstromkreis in Reihenschaltung angeordnete gesteuerte Gleichrichter 43 dient als Stellglied für die Versorgungsspannung des Elektromotors 2. Die Feldwicklungen 16 und 21 sind so angeordnet, daß sie als Dämpfung für auftretende Funkstörspannungen wirken und eine Fortleitung ins Netz weitgehend verhindern. the housing 1 and 8 of the angle grinder with the Electric motor 2 and the mains connection formed by the supply line 11. A capacitor 33, which is used to control Rectifier 43 is parallel, serves to protect it. The one in the motor circuit in series Arranged controlled rectifier 43 serves as an actuator for the supply voltage of the electric motor 2. The field windings 16 and 21 are arranged so that they act as damping for radio interference voltages that occur act and largely prevent transmission to the network.

Der Stromversorgungskreis für den Zündkreis des gesteuerten Gleichrichters 43 verläuft ausgehend vom Anschluß 22 des Schalters 13 über einen Vorwiderstand 25, einen Gleichrichter 26, eine Zenerdiode 27 und über die Feldwicklung 16 zurück zum Anschluß 12 des Schalters 13. Ober der Zenerdiode 27 wird eine der Netzfrequenz synchrone Trapezspannung mit konstanter Amplitude erzeugt, die als Versorgungsspannung für den Zündkreis dient. Dieser besteht aus einem Unijunction-Transistor 41, einem Widerstand 49 und einem Kondensator 42. Die mit der Netzfrequenz synchrone Versorgungsspannung an der Zenerdiode 27 lädt den Kondensator 42 über den Widerstand 49 nach einer e-Funktion auf. Sobald die Spannung am Kondensator 42 einen bestimmtenThe power supply circuit for the ignition circuit of the controlled rectifier 43 runs from the terminal 22 of the switch 13 via a series resistor 25, a rectifier 26, a Zener diode 27 and via the field winding 16 back to the connection 12 of the switch 13. Above the Zener diode 27, one of the mains frequency is reached synchronous trapezoidal voltage with constant amplitude is generated as the supply voltage for the Ignition circuit is used. This consists of a unijunction transistor 41, a resistor 49 and a capacitor 42. The supply voltage at the Zener diode 27, which is synchronous with the mains frequency, charges the capacitor 42 via the resistor 49 according to an exponential function. As soon as the voltage on the capacitor 42 has a certain

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Schwellwert erreicht hat, wird die Emitter-Basis 1-Strecke 51,52 des Unijunction-Transistors 41 plötzlich leitend und der Kondensator 42 entlädt sich über die Zündelektrode 50 des gesteuerten Gleichrichters 43.Has reached the threshold value, the emitter-base 1 path becomes 51,52 of the unijunction transistor 41 suddenly conductive and the capacitor 42 discharges via the ignition electrode 50 of the controlled rectifier 43.

Durch Änderung des Widerstandes 49 wird die Zeitkonstante des aus dem Widerstand 49 und dem Kondensator 42 bestehenden RC-Gliedes verändert, so daß die Spannung am Kondensator 42 den Schwellwert, zeitlich bezogen auf die Sinushalbwelle, früher oder später erreicht, d.h. der Zündimpuls wird ebenfalls früher oder später erfolgen. Somit ist das RC-Glied zeitabhängig. Ein Widerstand 48 dient zur Temperaturstabilisierung der Schwel 1 spannung des Unijunction-Transistors 41.By changing the resistor 49, the time constant of the existing from the resistor 49 and the capacitor 42 RC element changed, so that the voltage on Capacitor 42 reaches the threshold value, temporally related to the sine half-wave, sooner or later, i.e. the The ignition pulse will also come sooner or later. The RC element is therefore time-dependent. Resistance 48 serves to stabilize the temperature of the threshold voltage of the unijunction transistor 41.

Für den Rückführungskreis ist der Stromwandler vorgesehen, dessen Primärwicklung 35 im Zweig des ungesteuerten Gleichrichters 19 liegt. Die vom Laststrom im Motorstrorakreis abhängige Sekundärspannung der Sekundärwicklung 36 des Stromwandlers wirkt über ein Netzwerk als Steuerspannung auf einen Transistor 40, der als veränderlicher Widerstand parallel zum Widerstand 49 des RC-Gliedes des Zündkreises liegt. Im Betriebszustand des Elektromotors 2 ist ein aus den Schaltern 13 und bestehendes zweistuf iges Schal telement geschlossen, so daß der Laststrom der nicht angeschnittenen Halbwelle über die Primärwicklung 35 des Stromwandlers und den unge-The current transformer is provided for the feedback circuit, the primary winding 35 of which is in the branch of the uncontrolled Rectifier 19 is located. The one from the load current in the motor current circuit dependent secondary voltage of the secondary winding 36 of the current transformer acts via a network as Control voltage to a transistor 40, which acts as a variable resistor in parallel with the resistor 49 of the RC element of the ignition circuit is located. In the operating state of the electric motor 2 is one of the switches 13 and existing two-stage scarf telement closed, so that the load current of the not cut half-wave over the primary winding 35 of the current transformer and the un-

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steuerten Gleichrichter 19 fließt. An einem Lastwiderstand 44 der Sekundärwicklung 36 des Stromwandlers wirdcontrolled rectifier 19 flows. At a load resistor 44 of the secondary winding 36 of the current transformer

eine laststromabhängige Spannung erzeugt. Diese Spannung wird von einem Gleichrichter 37 gleichgerichtet und von einem Kondensator 39 geglättet. Die Spannung am Kondensator 39 wirkt als Steuerspannung für den Transistor 40, der als veränderlicher Widerstand geschaltet ist und parallel zum Widerstand 49 liegt. Zwei Widerstände 45 und 46 dienen als Entladewiderstände für den Kondensator 39, ein Gleichrichter 38 und die Basis-Emitterdiode des Transistors 40, die über einen Widerstand 47 verbunden sind, stellen einen Schwellwertschalter dar.generates a load current-dependent voltage. This tension is rectified by a rectifier 37 and smoothed by a capacitor 39. The voltage across the capacitor 39 acts as a control voltage for the transistor 40, which is connected as a variable resistor and is parallel to resistor 49. Two resistors 45 and 46 serve as discharge resistors for the capacitor 39, a rectifier 38 and the base-emitter diode of the Transistors 40, which are connected via a resistor 47, represent a threshold value switch.

Im Leerlauf des Elektromotors 2 liegt am Kondensator 39 nur eine Spannung von etwa 0,8 V an, die jedoch keinen Strom durch die Basis-Emitterstrecke des Transistors 40 treiben kann. Dadurch werden bei Belastung des Elektromotors 2 eine größere Widerstandsänderung am Transistor 40 und somit eine größere Empfindlichkeit bewirkt.When the electric motor 2 is idling, only a voltage of approximately 0.8 V is applied to the capacitor 39, but this cannot drive any current through the base-emitter path of transistor 40. This means that when the Electric motor 2 has a greater change in resistance at transistor 40 and thus greater sensitivity causes.

Der Anlaufsteuerstromkreis für den Motorstromkreis verläuft vom Anschluß 12 Über den Entstörkondensator 14 die Steckverbindung 15, das Feld 16 des Elektromotors 2, die Widerstände 17 und 18 eines Spannungsteilers, den ungesteuerten Gleichrichter 19, die Steckverbindung 24, den Elektromotor 2 und über den Entstörkondensator 14The start-up control circuit for the motor circuit runs From connection 12 Via the interference suppression capacitor 14, the plug connection 15, the field 16 of the electric motor 2, the resistors 17 and 18 of a voltage divider, the uncontrolled rectifier 19, the plug connection 24, the electric motor 2 and via the interference suppression capacitor 14

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zurück zum Anschluß 22 des Schalters 13. Beim Anlaufen des Elektromotors 2 ist die erste Stufe des zweistufigen Schaltelementes, d.h. der Schalter 13, geschl ossenρ und die zweite Stufe* d.h. der Schalter 34, geöffnet.back to terminal 22 of switch 13. When starting of the electric motor 2 is the first stage of the two-stage switching element, i.e. the switch 13, closed ossenρ and the second stage * i.e. switch 34, open.

Während der Anschluß 12 positiv gegenüber dem Anschluß 22 des Schalters 13 ist, d.h. die positive Halbwelle am ' Anschluß 12 anliegt, sperren der gesteuerte Gleichrichter 43 und der ungesteuerte Gleichrichter 26, so daß bei geöffnetem Schalter 34 zunächst kein Motor-Anlaufstrom fließt und keine Ve^sorgungsspannung für den Zündkreis vorhanden ist. Ob^r dt··, aus den Widerständen 17 und 18 gebildeten hochohmigen Spannungsteiler und den ungesteuerten Gleichrichter 19 fließt Strom und erzeugt anvWiderstand 17 einen Spannungsabfall, der als Ladespannung auf einen Kondensator 28 wirkt, der parallel zum Widerstand 17 liegt, wobei die Zenerdiode 27 für diese Polarität in Durchlassrichtung gepolt ist.While terminal 12 is positive to terminal 22 of switch 13, i.e. the positive half-wave at ' Terminal 12 is applied, block the controlled rectifier 43 and the uncontrolled rectifier 26, so that when switch 34 is open, there is initially no motor starting current flows and no supply voltage for the ignition circuit is available. Ob ^ r dt ··, from the resistances 17 and 18 formed high-resistance voltage divider and the Uncontrolled rectifier 19, current flows and generates a voltage drop across the resistor 17, which is used as the charging voltage acts on a capacitor 28 which is parallel to the resistor 17, the Zener diode 27 for this polarity is polarized in the forward direction.

Während der folgenden Halbwelle mit umgekehrter Polarität, die positive Halbwelle liegt nun am Anschluß 22, bleibt die Ladespannung am Kondensator 28 praktisch erhalten, die der Netzfrequenz synchrone Versorgungsspannung für den Zündkreis tritt in dieser Halbwelle wieder auf und der Emitter-Kollektorwiderstand eines Transistors 29, der ebenfalls parallel zum Widerstand liegt, stellt sich entsprechend der Ladespannung amDuring the following half-wave with reversed polarity, the positive half-wave is now on connection 22, the charging voltage at the capacitor 28 is practically retained, the supply voltage for the ignition circuit, which is synchronous with the mains frequency, occurs in this half-cycle back on and the emitter-collector resistance of a transistor 29, which is also parallel to the resistor is located according to the charging voltage on

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Kondensator 28 ein, dem zwei Widerstände 30 und 31 als Abschirmung zugeordnet sind. Die Spannung am Kondensator 28 ist eine Zeitfunktion, d.h. mit der Zeit vergrößert sich der Anschnittswinkel des Anlaufstromes und der Elektromotor 2 erfährt einen weichen Anlauf durch einen Phasenvorschub, wobei der Anlaufstrom des Elektromotors über den durch den gesteuerten Gleichrichter 43 gebildeten Stromzweig fließt. Nach erfolgtem AnI aufVorgang und Obergang zum Normal betrieb wird die zweite Stufe des Schaltelementes, d.h. der Schalter 34, geschlossen. Dies erfolgt durch die Bedienungsperson etwa eine Sekunde nach dem Schließen der ersten Stufe, d.h. etwa eine Sekunde nach dem Schließen des Schalters 13, wozu ein mechanischer Rastpunkt im Schaltelement vorgesehen ist. Durch das Schließen des Schalters 34 wird der aus den Widerständen 17 und 18 gebildete Spannungsteiler kurzgeschlossen, so daß die Ladespannungsquelle für den Kondensator 28 nicht mehr vorhanden ist. Der Kondensator 28 entlädt sich über einen Widerstand 32 und der erfolgte Phasenvorschub wird wieder rückgängig gemacht. Nun wird der Elektromotor 2 im Leerlauf über die Primärwicklung 35 des Stromwandlers und den ungesteuerten Gleichrichter 19 im Halbwellenbetrieb betrieben. Damit bei Verwendung der Winkelschleifmaschine beim Anlauf des Elektromotors 2 ein· weicher Anlauf erreicht wird, bei dem ein Haushaltsautomat von 10 A bei einer Motor-Capacitor 28, to which two resistors 30 and 31 are assigned as a shield. The voltage across the capacitor 28 is a function of time, i.e. increased over time the starting angle of the starting current and the electric motor 2 experiences a soft start by a Phase advance, the starting current of the electric motor being generated by the controlled rectifier 43 Branch flows. After the AnI has been carried out on the process and transition to normal operation, the second stage of the switching element, i.e. the switch 34, is closed. This is done by the operator about one second after closing the first stage, i.e. about one second after the switch 13 is closed, for which purpose a mechanical locking point is provided in the switching element is. By closing the switch 34, the voltage divider formed from the resistors 17 and 18 becomes short-circuited, so that the charging voltage source for the Capacitor 28 is no longer present. The capacitor 28 discharges through a resistor 32 and this took place Phase advance is reversed. The electric motor 2 is now idling via the primary winding 35 of the current transformer and the uncontrolled rectifier 19 are operated in half-wave operation. In order to when using the angle grinder, when the electric motor 2 starts up, a soft start is achieved, in which a household machine of 10 A with a motor

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leistung von 2,5 KW nicht anspricht, ist die Anlaufstrombegrenzung durch den Phasenvorschub vorgesehen. Bei Anlauf des Motors über den Gleichrichter 19 würde der Haushaltsautomat in jedem Fall ansprechen.power of 2.5 KW does not respond, is the starting current limitation provided by the phase advance. When the motor is started via the rectifier 19, the Address the domestic machine in any case.

Wird die Werkzeugspindel S der Schleifmaschine nun mit einem Moment belastet, steigt der Laststrom im Motorstromkreis durch die Primärwicklung 35 des Stromwandlers und den Gleichrichter 19 an, so daß auch die Spannung am Lastwiderstand 44 der Sekundärwicklung 36 des Stromwandlers ansteigt und den Transistor 40 aufsteuert, d.h. die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 40 wird niederohmiger. Dadurch wird der Widerstandswert des aus dem Widerstand 49 und dem Kondensator 42 gebildeten RC-Gliedes des Zündkreises verkleinert, die Schwellspannung am Kondensator 42 wird, bezogen auf die Netzfrequenz, früher erreicht und der Zündimpuls für den gesteuerten Gleichrichter 43 erfolgt ebenfalls früher, Der Elektromotor 2 kann somit in Abhängigkeit vom Laststrom bzw. Lastmoment mit veränderbarer Spannung versorgt werden.If the tool spindle S of the grinding machine is now with loaded at a moment, the load current increases in the motor circuit through the primary winding 35 of the current transformer and the rectifier 19, so that the voltage across the load resistor 44 of the secondary winding 36 of the current transformer rises and turns on transistor 40, i.e. the collector-emitter path of transistor 40 becomes lower resistance. As a result, the resistance value is formed from the resistor 49 and the capacitor 42 RC element of the ignition circuit is reduced, the threshold voltage across the capacitor 42 is based on the Mains frequency, reached earlier and the ignition pulse for the controlled rectifier 43 also occurs earlier, The electric motor 2 can thus depending on the load current or load torque can be supplied with variable voltage.

Da ein fester Zusammenhang zwischen der Drehzahl und dem Motorstrom des Elektromotors 2 besteht, ist der Rückführungskreis so ausgelegt, daß über einen bestimmten Drehmomentenbereich die Drehzahl der Werkzeugspindel 5 annähernd konstant bleibt, wie es die Kennlinie II inSince there is a fixed relationship between the speed and the motor current of the electric motor 2, the Feedback circuit designed so that the speed of the tool spindle 5 remains approximately constant, as the characteristic curve II in

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der Fig. 3 zeigt. Wenn der gesteuerte Gleichrichter voll aufgesteuert ist, d.h. der Elektromotor 2 an der Netzspannung von 220 V liegt, geht die Kennlinie in die Reihenschlukennlinie III über. Solange die Werkzeugspindel 5 der Winkelschleifmaschine im Lerriauf betrieben wird, ist der gesteuerte Gleichrichter 43 nicht aufgesteuert. Würde der Elektromotor 2 nur im Halbwellenbetrieb betrieben, so würde die Drehzahl in Abhängigkeit vom Lastdrehmoment nach, der in Fig. 3 mit I bezeichneten Kurve verlaufen.3 shows. When the controlled rectifier is fully controlled, i.e. the electric motor 2 on the Mains voltage of 220 V is present, the characteristic curve changes to the series connection characteristic III. As long as the tool spindle 5 of the angle grinder is operated in Lerriauf, the controlled rectifier 43 is not controlled. Would the electric motor 2 operated only in half-wave operation, so the speed would run as a function of the load torque according to the curve denoted by I in FIG.

Bei Schleifwerkzeugen beträgt die maximal zulässige Umfangsgeschwindigkeit 80 m/sec. Bei einem Durchmesser der Schleifscheibe von 180 mm entspricht dies einer Drehzahl von 8600 U/min. Durch die Art des Elektromotors 2 und das gewählte Obersetzungsverhältnis von 3,5 ergibt sich der durch die Kurve III in Fig. 3 dargestellte Drehmomenten-Drehzahlverlauf. Daraus ist erkennbar, daß bei Ausfall der elektronischen Einrichtung 9, also z.B. bei Kurzschluß eines Gleichrichters oder dergl., bei einer Netzspannung von 220 V und Leerlauf gerade die maximal zulässige Drehzahl erreicht wird. Die Kurve IV zeigt die Kennlinie der Motorwelle 53, die ohne die elektronische Einrichtung 9 im Leerlauf eine Drehzahl von etwa 30 000 U/min erreichen würde und mit der elektronischen Einrichtung 9 eine maximale Leerlaufdrehzahl von etwa 21 500 U/min aufweist, die aus mechanischen Verschleißgründen nicht überschritten werden sollte.The maximum permissible peripheral speed for grinding tools is 80 m / sec. With a diameter of the grinding wheel of 180 mm, this corresponds to one Speed of 8600 rpm. Due to the type of electric motor 2 and the selected gear ratio of 3.5 the torque-speed curve shown by curve III in FIG. 3 results. From this it can be seen that in the event of failure of the electronic device 9, e.g. a short circuit of a rectifier or The like., With a mains voltage of 220 V and idling, the maximum permissible speed is just reached. The curve IV shows the characteristic of the motor shaft 53, which without the electronic device 9 in idle Speed of about 30,000 rpm would reach and with the electronic device 9 a maximum idle speed of about 21,500 rpm, which is not exceeded for reasons of mechanical wear should be.

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Claims

il . Electric tool, especially grinding tool, with a series motor, with a gear between the motor shaft and the tool spindle and with an electronic device for stabilizing the speed of the tool spindle over a certain range of the load torque, characterized in that the step-up ratio of the gear (4) is selected that in the event of failure of the electronic device (9) and with full mains voltage on the motor windings (16, 20, 21) the speed of the tool spindle (5) at idle reaches at most the maximum permissible value.

2. Power tool according to claim 1, characterized in that the motor shaft (53) in the event of failure of the electronic Device (9) and at a voltage applied to the motor windings (16, 20, 21) of 220 V has a speed of about 30,000 J / min when idling and the gear ratio between the Motor shaft (53) and the tool spindle (5) is about 3.5.

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3. Power tool according to claim I _1, characterized in that the motor shaft (53) when the electronic device (9) is in operation has a speed of about 21,500 rpm when idling.

4. Power tool according to claim 1 to 3, characterized in that the electronic device (9) via a controlled rectifier (43) and a uncontrolled rectifier (19) is linked to the motor circuit.

5. Power tool according to claim 4, characterized in that in series with the motor circuit of the controlled Rectifier (43) and the uncontrolled rectifier (19) are connected in anti-parallel and in the branch of the uncontrolled rectifier (19), a switch (34) and the primary winding (35) of a current transformer.

6. Power tool according to claim 5, characterized in that the current transformer is indirectly a controlled variable for the controlled rectifier (43) emits in the half-wave not trimmed.

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7. Power tool according to claims 4 to 6, characterized in that the electronic device (9) consists of an ignition circuit with a power supply circuit and a feedback circuit, which the Measures the controlled variable indirectly and actuates the controlled rectifier (43) via the ignition circuit.

8. Power tool according to claim 7, characterized in that the ignition circuit consists of one through a resistor (49) and a capacitor (42) formed RC element and a unijunction transistor (41), whose emitter-base 1 segment (51,52) is the ignition electrode (50) of the controlled rectifier (43) opens.

9. Power tool according to claim 7, characterized in that the power supply circuit of the ignition circuit from a Zener diode (27) and a resistor (25) connected in series with this and a rectifier (26) exists.

10. Power tool according to claims 4 to 9, characterized characterized in that the electronic device (9) has a start-up control circuit for limiting the start-up current of the motor circuit.

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11. Power tool according to claim 10, characterized in that that the start-up control circuit has a voltage divider that supplies the control voltage during start-up supplies for a phase advance, and in parallel therewith the switch (34) which has the voltage divider short-circuits after start-up.

12. Power tool according to claim 11, characterized in that that the switch (34) is part of a two-stage switching element, after switching on the first Stage (switch 13) a delay in switching on the second stage (switch 34) takes place via a mechanical latching point.

13. Power tool according to claims 9 to 12, characterized in that the Zener diode (27) during the start-up process of the electric motor (2) is operated in a half-wave in the forward direction and in a circuit between the resistor (17) of the voltage divider and a capacitor (28).

14. Power tool according to claims 8 and 10 to 12, characterized in that two transistors (29, 40) as variable resistors in parallel with the RC element are connected and the transistor (40) depends on the load current in the motor circuit

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Voltage on the secondary winding (36) of the current transformer and the transistor (29) during the start-up process of the electric motor (2) of the time-dependent Control voltage of the start-up control circuit activated will.

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