DE2211077A1

DE2211077A1 - HAND GRINDER

Info

Publication number: DE2211077A1
Application number: DE19722211077
Authority: DE
Inventors: Helmut Balzer; Guenter Schaal
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-03-08
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1973-09-13

Description

Handschleifer Die Erfindung betrifft einen Handschleifer, insbesondere einen Winkelschleifer, mit einer sich im Betrieb in radialer Richtung abnutzenden Schleifscheibe, welche von einem Elektromotor mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird, und mit einer Einrichtung -zur Anderung der Motordrehzahl bei verändertem Schleifscheibendurchmesser.Hand grinder The invention relates to a hand grinder, in particular an angle grinder, with one that wears in the radial direction during operation Grinding wheel driven by a variable speed electric motor is, and with a device -to change the engine speed when changed Grinding wheel diameter.

Bei einem bekannten Zweigang-Elektrohands ch leifer (DAS 1 103 804) ist es bereits bekannt, eine Einrichtung zur besseren und möglichst vollständigen Nutzung der Schleifscheibe vorzusehen. Bei dieser bekannten Einrichtung geschieht dies dadurch, daß die über der Schleifscheibe vorgesehene Schutzhaube gegen eine kleinere Schutzhaube ausgetauscht wird, sobald die Schleifscheibe in radialer Richtung bis zu einem gewissen Grad abgenutzt ist, so daß die Unterbringung der abgenutzten Schleifscheibe in der kleineren Schutzhaube erfolgen kann. Nach dem Aufsetzen dieser kleineren Schutzhaube ist es möglich, einen Schalthebel zur Umschaltung des Getriebes zu betätigen, wodurch die Antriebsdrehzahl der Maschine auf eine kleinere Übersetzung umgeschaltet wird. Weiterhin ist es bekannt (DAS 1 136 607), statt des Austauschs der Schutzhaube eine verstellbare Schutzhaube zu verwenden, wodurch ebenfalls eine Getriebeumschaltung und somit eine Erhöhung der Antriebsdrehzahl ermöglicht wird. Beide Anordnungen sind verhältnismäßig aufwendig und bedingen eine Überwachung der Maschine durch den Bedienenden, um eine bessere Ausnutzung der Schleifkapazität zu erzielen.At a well-known two-speed electric handler (DAS 1 103 804) it is already known, a device for better and as complete as possible Use of the grinding wheel to be provided. In this known device happens this in that the protective hood provided over the grinding wheel against a smaller protective hood is replaced as soon as the grinding wheel moves in the radial direction To some extent worn out, so housing the worn grinding wheel can be done in the smaller protective cover. After this Putting on this smaller protective hood, it is possible to use a switch lever for switching of the gearbox, which reduces the drive speed of the machine to a lower one Translation is switched. It is also known (DAS 1 136 607) instead of the Replacement of the protective hood to use an adjustable protective hood, which also enables a gear change and thus an increase in the drive speed will. Both arrangements are relatively complex and require monitoring of the machine by the operator in order to better utilize the grinding capacity to achieve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Handschleifer dahingehend zu verbessern, daß die Drehzahl des Antriebsmotors automatisch so geregelt wird, daß eine optimale Schleifwirkung und eine möglichst vollständige Abnutzung der Schleifscheibe erzielt werden. Dies ist dann der Fall, wenn nach Möglichkeit dauernd die maximal zulässige Umfangs geschwindigkeit der Schleifscheibe eingehalten wird. Mit abnehmendem Scheibendurchmesser soll also die Drehzahl der Scheibe zur Wiederherstellung der maximalen Umfangsgeschwindigkeit erhöht werden, und zwar ohne mechanische Umrüstung der Maschine und ohne Überwachung und ohne Umbau durch den Bedienenden.The invention is based on the object of a hand grinder to this effect to improve that the speed of the drive motor is automatically controlled so that an optimal grinding effect and the most complete possible wear of the grinding wheel be achieved. This is the case if, if possible, the maximum permissible circumferential speed of the grinding wheel is observed. With decreasing Disk diameter should therefore be the speed of the disk to restore the maximum circumferential speed can be increased without mechanical conversion of the machine and without monitoring and without modification by the operator.

Diese erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Elektromotor eine Einrichtung zur automatischen Über wachung des Schleifscheibendurchmessers zugeordnet ist, welche bei verringertem Schleifscheibendurchmesser die Motordrehzahl selbsttätig erhöht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einrichtung zur automatischen Uberwachung des Schleifscheibendurchmessers den Elektromotor selbständig auf eine solche Drehzahl einregelt, daß die Schleifscheibe dauernd mit einer annähernd konstanten Umfangsgeschwindig keit rotiert.This object according to the invention is achieved in that the electric motor a device for automatic monitoring of the grinding wheel diameter is assigned, which the engine speed with reduced grinding wheel diameter automatically increased. Particularly beneficial it is when the establishment the electric motor independently for automatic monitoring of the grinding wheel diameter regulates to such a speed that the grinding wheel continuously with an approximately constant peripheral speed rotates.

Als zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung hat es sich erwiesen, wenn die Einrichtung zur automatischen Überwachung des Schleifscheibendurchmessers als optoelektronische Einrichtung mit einer Lichtquelle als Sender und einem lichtempfindlichem Teil als Empfänger ausgebildet ist, welcher eine sich mit dem Schleifscheibendurchmesser ändernde Spannung an die Steuereinrichtung des Motors abgibt. Dabei ist es zur Erzielung eines möglichst proportionalen Spannungsanstieges bei verringertem Scheibendurchmesser günstig, wenn sowohl der Sender wie auch der Empfänger linienförmig ausgebildet sind.It has proven to be an expedient embodiment of the invention if the device for automatic monitoring of the grinding wheel diameter as an optoelectronic device with a light source as a transmitter and a light-sensitive one Part is designed as a receiver, which is one with the grinding wheel diameter outputs changing voltage to the control device of the motor. In doing so, it is about achieving a voltage increase that is as proportional as possible with a reduced pulley diameter favorable if both the transmitter and the receiver are linear are.

Eine besonders betriebssichere und einfache Drehzahlregelung erhält man, wenn die Steuereinrichtung des Elektromotors aus wenigstens einem im Phasenanschnitt betriebenen Thyristor besteht, welcher vorzugsweise mit einem Phasenanschnittwinkel von 900 bis 1800 betrieben wird. Hinsichtlich der Ausgestaltung der Erfindung ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Einrichtung zur Überwachung des Schleifscheibendurchmessers aus einem opto-elektronischen System besteht, dessen durch einen elektrischen Verstärker verstärkte Ausgangsspannung U1 zur Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors einer von einem Konstantspannungs--Gerät gelieferten Vergleichsspannung U2 überlagert wird, und wenn diese Summenspannung U dann einem Impulsgeber zur Erzeugung der Steuerimpulse für einen oder mehrere Thyristoren zugeführt wird. Werden mehrere Thyristoren verwendet, so schaltet man diese zweckmäßigerweise in Antiparallel-SchaltuWng, um beide Halbwellen einer zur Speisung des Elektromotors zur Verfügung stehenden Wechsel-Spannung auszunutzen.A particularly reliable and simple speed control receives if the control device of the electric motor consists of at least one in phase control operated thyristor, which is preferably with a phase control angle operated from 900 to 1800. With regard to the embodiment of the invention is it is also useful if the device for monitoring the grinding wheel diameter consists of an opto-electronic system, whose through an electrical amplifier amplified output voltage U1 for speed control of the drive motor one of A comparison voltage U2 supplied to a constant voltage device is superimposed, and if this sum voltage U then a pulse generator to generate the control pulses for one or more thyristors. If several thyristors are used, this is expediently switched in anti-parallel circuit around both half-waves one for Supply of the available alternating voltage to the electric motor to take advantage of.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind anhand des in der einzigen Figur dargestellten AusfUhrungs'-beispieles näher erläutert.Further details and configurations of the invention are based on of the embodiment shown in the single figure explained in more detail.

In der Figur ist mit 10 ein Winkelschleifer bezeichnet, von dem außer einer Schleifscheibe 11 und deren Abdeckung 12 mit einem Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung weiter keine Einzelheiten dargestellt sind. Die gesamte Stromversorgung der Anordnung, also die Stromversorgung des Elektromotors und der Regeleinrichtung erfolgt aus einem einphasigen Wechselstromnetz 13 mit einer Spannung von 220 Volt. Eine Leitung 14 dieses Wechselstromnetzes ist unmittelbar mit dem Antriebsmotor des Winkelschleifers verbunden, die andere Leitung 15 des Wechselstromnetzes ist über die Anoden-Kathoden-Strecke eines Thyristors 16 zum Antriebsmotor des Winkelschleifers geführt.In the figure, 10 denotes an angle grinder, of which except a grinding wheel 11 and its cover 12 with part of the invention Institution further no details are shown. The entire power supply the arrangement, i.e. the power supply of the electric motor and the control device takes place from a single-phase alternating current network 13 with a voltage of 220 volts. A line 14 of this alternating current network is directly connected to the drive motor of the angle grinder connected, the other line 15 is the AC network Via the anode-cathode section of a thyristor 16 to the drive motor of the angle grinder guided.

Die Ansteuerung des mit einem Anschnittwinkel zwischen 900 und 1800 betriebenen Thyristors erfolgt durch einen Impulsgeber 17, dem eingangsseitig eine Spannung U zugeführt wird, Diese Spannung U wird gebildet aus der Differenz einer von einem Konstantspannungs-Gerät 18 gelieferten konstanten Spannung U2 von + 10 Volt und einer hierzu entgegengerichteten, von einem Verstärker 19 gelieferten Spannung U1> welche in einem Bereich von 0 bis -10 Volt schwankt. Die Speisung des Verstärkers 19 erfolgt durch das Wechselstromnetz über zwei Anschlüsse 20 und 21, wobei zwischen den Anschluß 21 und den Verstärker eine Sicherung 22 eingeschaltet ist. Der Eingang des Verstrkers ist über eine Leitung 23 mit einem in der Abdeckung 12 untergebrachten Sender 24 und über eine Leitung 25 mit einem ebenfalls in der Abdeckung 12 angeordneten Empfänger 26 verbunden. Zwischen dem Sender 24 und dem Empfänger 26 rotiert die Schleifscheibe 11, welche soweit zwischen Sender 24 und Empfänger 26 hineinragt, daß bei einer nicht abgenutzten Schleifscheibe die volle vom Sender abgestrahlte Leistung durch die Schleifscheibe vom Empfänger ferngehalten wird. Anstelle einer Schleifscheibe kann auch eine Trennscheibe verwendet werden. Der Sender 2LI -besteht aus einer linienförmigen Lichtquellej z. B.The control of the with a lead angle between 900 and 1800 operated thyristor is carried out by a pulse generator 17, the input side a Voltage U is supplied, This voltage U is formed from the difference of a A constant voltage U2 of + 10 supplied by a constant voltage device 18 Volt and a voltage supplied by an amplifier 19, which is directed in the opposite direction U1> which fluctuates in a range from 0 to -10 volts. The power supply to the amplifier 19 is carried out by the alternating current network via two connections 20 and 21, whereby A fuse 22 is switched on between the terminal 21 and the amplifier. The input of the amplifier is via a line 23 with one in the cover 12 housed transmitter 24 and via a line 25 with one also in the cover 12 arranged receiver 26 connected. Between the transmitter 24 and the receiver 26 rotates the grinding wheel 11, which is so far between the transmitter 24 and the receiver 26 protrudes so that if the grinding wheel is not worn, the full one from the transmitter radiated power is kept away from the receiver by the grinding wheel. A cutting wheel can also be used instead of a grinding wheel. Of the Transmitter 2LI -consists of a linear light sourcej z. B.

einem Rohr mit Schlitz und einer innen befestigten Lichtquelle. Der Empfänger 26 besteht aus einer ebenfalls linienförmigen, lichtempfindlichen Schicht.a tube with a slot and a light source attached inside. Of the Receiver 26 consists of a likewise linear, light-sensitive layer.

Zur Erzielung der Konstantspannung U2 ist ein Transformator 27 mit seiner Primärwicklung 28 an die beiden Leitungen 14 und 15 des Wechselstromnetzes 13 angeschlossen. Seine Sekundärwicklung 29 liegt an den beiden Wechselstromeingängen 30 und 31 eines Brückengleichrichters 32, dessen Gleichstromausgänge mit 33 und 34 bezeichnet sind. 33 ist der positive Gleichstromausgang, 34 der negative Gleichstromausgang. Zwischen die Klemmen 33 und 34 des Brückengleichrichters 32 ist ein Kondensator 35 eingeschaltet, der zur Glättung der gleichgerichteten Wechselspannungshalbwellen dient. Weiterhin liegt dann zwischen den Klemmen 33 und 34 des Brückengleichrichters 32 noch eine Zenerdiode 36 mit einer Durchbruchsspannung von 10 Volt, an der die konstante Vergleichsspannung U von 10 Volt abgegriffen wird. Der über die Zenerdiode 36 fließende Strom ist durch einen Begrenzungswiderstand 37 auf ein für die Halbleiterbauelemente ungefährliches Maß herabgesetzt.A transformer 27 is provided to achieve the constant voltage U2 its primary winding 28 to the two lines 14 and 15 of the alternating current network 13 connected. Its secondary winding 29 is connected to the two alternating current inputs 30 and 31 of a bridge rectifier 32, whose DC outputs with 33 and 34 are designated. 33 is the positive DC output, 34 is the negative DC output. Between the terminals 33 and 34 of the bridge rectifier 32 is a capacitor 35 switched on, the one for smoothing the rectified alternating voltage half-waves serves. Furthermore, there is then between the terminals 33 and 34 of the bridge rectifier 32 nor a Zener diode 36 with a breakdown voltage of 10 volts, to which the constant comparison voltage U of 10 volts is tapped. The one about the zener diode 36 flowing stream is through a limiting resistor 37 on reduced to a level that is not dangerous for the semiconductor components.

Das Konstantspannungs-Gerät 18 ist durch eine Sicherung 38 abgesichert.The constant voltage device 18 is protected by a fuse 38.

Der Impulsgeber 17 ist in herkömmlicher Weise aufgebaut und liefert die zum Ansteuern des Thyristors 16 notwendigen Steuerimpulse, beispielsweise in Form des dargestellten Nadelimpulses. Er ist nicht Gegenstand der Erfindung und braucht daher nicht näher erläutert zu werden.The pulse generator 17 is constructed in a conventional manner and provides the control pulses necessary to control the thyristor 16, for example in Shape of the needle pulse shown. He is not the subject of the invention and therefore does not need to be explained in more detail.

Die Anordnung wirkt wie folgt: Bei einer neuen Scheibe mit einem Durchmesser von beispielsweise 230 mm, welche den Empfänger 26 vollständig gegen den Sender 24 abschirmt, beträgt die Spannung U1 am Ausgang des Verstärkers 19 Null Volt. Da sich beim Trennen oder Schleifen der Trenn- bzw. Schleifscheibendurchmesser verkleinert, wird der lichtempfindlichen Schicht des Empfängers mit abnehmendem Scheibendurchmesser eine der Verringerung des Scheibendurchmessers etwa proportionale, zunehmende Lichtenergie zugeführt. Hierdurch verkleinert sich der innere Widerstand des Empfängers und an einem mit ihm in Reihe geschalteten Festwiderstand, der nicht dargestellt ist und beispielsweise im Verstärker 19 angeordnet sein kann, wird eine mit abnehmendem Scheibendurchmesser ansteigende Spannung abfallen. Diese Spannung wird im Verstärker 19 verstärkt und an dessen Ausgang als negative Spannung U1 mit einem Wert zwischen 0 und -10 Volt abgegriffen.The arrangement works as follows: For a new disk with a diameter of for example 230 mm, which the receiver 26 completely against the transmitter 24 shields, the voltage U1 at the output of the amplifier 19 is zero volts. There the cutting or grinding wheel diameter decreases during cutting or grinding, becomes the light-sensitive layer of the receiver with decreasing disk diameter an increasing light energy approximately proportional to the reduction in the pane diameter fed. This reduces the internal resistance of the recipient and to a fixed resistor connected in series with it, which is not shown and can be arranged for example in the amplifier 19, one with decreasing Pulley diameter as the voltage increases. This voltage is in the amplifier 19 amplified and at its output as a negative voltage U1 with a value between 0 and -10 volts tapped.

Dieser Ausgangsspannung U1 des Verstärkers 19 wird die durch das Konstantspannungs-Gerät 18 erzeugte konstante Vergleichsspannung U2 mit einem Wert von +10 Volt überlagert und dem Eingang des Impulsgebers 17 zugeführt. Solange der Scheibendurchmesser seinen Neuwert von 230 mm hat, beträgt die Spannung U1 Null Volt, am Eingang des Impulsgeb#ers 17 liegt eine Spannung U von +10 Volt, weiche einen Strom 0 flußwinkel von 90. bewirkt. Bei einer auf einen Durchmesser von i20 mm abgenützten Scheibe 11 hat die Spannung U1 am Ausgang des Verstärkers.19 ihren Minimalwert von -10 Volt.This output voltage U1 of the amplifier 19 is that of the constant voltage device 18 generated constant comparison voltage U2 with a value of +10 volts superimposed and fed to the input of the pulse generator 17. As long as the disc diameter is Has a new value of 230 mm the voltage U1 zero volts, at the input of the pulse generator 17 is a voltage U of +10 volts, soft a current 0 flow angle caused by 90th. With a disc worn to a diameter of 20 mm 11, the voltage U1 at the output of the amplifier. 19 has its minimum value of -10 volts.

Die Spannung U am Eingang des Impulsgebers 17 beträgt in diesem Fall Null Volt, was einem Stromflußwinkel von 1800 entspricht, so daß die Sinuskurve der Erregerspannung für den Antriebsmotor des Winkelschleifers voll durchgesteuert ist und dieser seine maximale Drehzahl erreicht. Bei zwischen diesen beiden Extremwerten liegendem Schleif- oder Trennscheibendurchmesser liegen die entsprechenden Werte der Spannung U zwischen den Werten 0 Volt und 10 Volt und der Phasenanschnittwinkel ändert sich entspreehend dieser Spannung zwischen den Werten 900 und 1800.The voltage U at the input of the pulse generator 17 is in this case Zero volts, which corresponds to a current conduction angle of 1800, so that the sine curve the excitation voltage for the drive motor of the angle grinder is fully controlled and this reaches its maximum speed. At between these two extreme values The corresponding values lie with the horizontal grinding or cutting wheel diameter the voltage U between the values 0 volts and 10 volts and the phase control angle changes according to this voltage between the values 900 and 1800.

Die niedrigste Drehzahl des Winkelschleifers, welche bei einem Phasenanschnittwinkel von 900 erreicht wird, ist bedingt durch die maximal zulässige Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe. Das Gerät ist optimal genutzt und die Schleifwirkung wird dauernd auf einem Maximalwert gehalten, wenn die Drehzahl der Scheibe entsprechend der vorgeschlagenen Anordnung dauernd soweit gesteigert wird, daß ständig die maximal zulässige Umfangs ges chwindigkeit an der Scheibe eingehalten wird. Die Schleifleistung und die Ausnutzung der Schleifscheiben können durch die erfindungsgemäße Anordnung beträchtlich gesteigert werden.The lowest speed of the angle grinder at a phase control angle of 900 is reached, is due to the maximum permissible circumferential speed the grinding wheel. The device is used optimally and the grinding effect is permanent kept at a maximum value when the speed of the disc is according to the proposed Arrangement is continuously increased so far that the maximum permissible scope is constantly speed on the disc is maintained. The grinding performance and utilization of the grinding wheels can be increased considerably by the arrangement according to the invention will.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle einer kontinuierlichen Überwachung des Scheibendurchmessers ist es bei geringeren Anforderungen mit kleinerem Aufwand auch möglich, mehrere voneinander unabhängige Lichtschrank m in der Abdeckhaube 12 anzuordnen, wodurch man eine Auswahl von entsprechend vielen festen Drehzahlen erhält. Versuche haben ergeben, daß bei einem Scheibendurchmesser der neuen Scheibe von 230 mm eine Abstufung der Drehzahl der Scheibe von 12 000 U/min über 8 500 Ulmin auf 6 500 U/min zweckmäßig ist. Weiterhin wäre es möglich, anstelle der opto-elektronischen Einrichtung zur Abtastung des Scheibendurchmessers eine elektromagnetische oder eventuell auch eine mechanische Einrichtung vorzusehen.The invention is not limited to the illustrated embodiment. Instead of continuously monitoring the pulley diameter, it is at Lower requirements with less effort also possible several of each other independent light cabinet m in the cover 12 to arrange, whereby a selection of a corresponding number of fixed speeds is obtained. Have attempts show that with a disk diameter of the new disk of 230 mm, a gradation the speed of the disc from 12,000 rpm over 8,500 rpm to 6,500 rpm is expedient is. It would also be possible to use instead of the opto-electronic device Scanning of the disk diameter an electromagnetic or possibly also an mechanical device to be provided.

Claims

Expectations

#Hand grinders, especially angle grinders, with one in operation wear in the radial direction in grinding wheel, which is driven by an electric motor of variable speed is driven, and with a device for changing the motor speed with a changed grinding wheel diameter, characterized by that the electric motor has a device for automatic monitoring of the grinding wheel diameter is assigned, which the engine speed with reduced grinding wheel diameter automatically increased.

2. Hand grinder according to claim 1, characterized in that the Device for automatic monitoring of the grinding wheel diameter by the electric motor automatically adjusts to such a speed that the grinding wheel (11) continuously rotates with an almost constant circumferential speed.

3. Hand grinder according to claim 1 or 2, characterized in that that the device for automatic monitoring of the grinding wheel diameter than opto-electronic Device with a light source as a transmitter (24) and a light-sensitive part is designed as a receiver (26), which a voltage that changes with the grinding wheel diameter to the control device of the electric motor.

4. Hand grinder according to claim 3, characterized in that both the transmitter (24) as well as the receiver (26) are linear.

5. Hand grinder according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the control device of the electric motor consists of at least one in phase control operated thyristor (16).

6. Hand grinder according to claim 5, characterized in that the Thyristor (16) is operated with a phase control angle of 900 to 1800.

7. Hand grinder according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the device for monitoring the grinding wheel diameter consists of an opto-electronic System (24,26) consists, the output voltage of which is amplified by an amplifier (19) (U1) for speed control of the drive motor one from a constant voltage device (18) supplied comparison voltage (U) superimposed and a pulse generator (17) for Generating the control pulses for the thyristor (16) is supplied.

8. Hand grinder according to claim 7, characterized in that the constant voltage device (18) from a transformer preferably fed with single-phase alternating voltage (27), a bridge rectifier (32) and a Zener diode (36).

9. Hand grinder according to claim 8, characterized in that between the output (33,34) of the bridge rectifier (32) and the Zener diode (36) a capacitor (35) is provided for smoothing the rectified AC voltage.

10. Hand grinder according to claim 8 or 9, characterized in that that the Zener diode (36) is assigned a limiting resistor (37).

11. Hand grinder according to claim 1, characterized in that the Device for automatic monitoring of the grinding wheel diameter from several Light barriers exist, each of which is assigned a fixed motor speed.

12. Land grinder according to claim 11, characterized in that three Light barriers are provided with three fixed engine speeds 6500 rpm, 8500 RPM and 12,000 RPM are assigned.