Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
MOBILE MACHINE TOOL, ESPECIALLY TABLE SAW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/059773
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a mobile machine tool, especially a mobile table saw, comprising an outer casing, an electric drive motor (2) arranged therein which has a connecting device (3) for connecting it to a power supply network with a low system frequency, and a tool (4), especially a circular saw blade, driven by the drive motor (2). The invention is characterized notably in that the electric drive motor (2) is configured as an asynchronous (or synchronous motor), the connecting device (3) has a frequency converter (5) by means of which the low system frequency is converted to a high operating frequency of the electric drive motor (2), the electric drive motor (2) is operated at a higher speed corresponding to the higher operating frequency and the electric drive motor (2) is coupled to the tool (4) via a speed-reducing gear train (6) which is run at a corresponding lower speed suitable for machining workpieces.

Inventors:
NIEMANN BERNHARD (DE)
RUGEN HERMANN (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/003473
Publication Date:
November 25, 1999
Filing Date:
May 20, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ELEKTRA BECKUM AG (DE)
NIEMANN BERNHARD (DE)
RUGEN HERMANN (DE)
International Classes:
B23D47/12; B23Q5/10; (IPC1-7): B23Q5/10
Foreign References:
US4489261A1984-12-18
EP0176810A21986-04-09
DE4315939A11993-11-18
US4784192A1988-11-15
Attorney, Agent or Firm:
Gesthuysen, Hans Dieter (Huyssenallee 100 Essen, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche :
1. Transportable Werkzeugmaschine mit einem Außengehäuse (1), einem darin angeordneten elektrischen An triebsmotor (2) mit einer Anschlußeinrichtung (3) zum Anschluß an ein elek trisches Versorgungsnetz mit niedriger Netzfrequenz und mit einem vom An triebsmotor (2) angetriebenen Werkzeug (4), dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antriebsmotor (2) als Asynchronmotor ausgeführt ist, daß die Anschlußeinrichtung (3) einen Frequenzumrichter (5) aufweist, durch den die niedrige Netzfrequenz auf eine hohe Betriebsfrequenz des elektri schen Antriebsmotors (2) umgesetzt wird, daß der elektrische Antriebsmotor (2) mit einer der höheren Betriebsfrequenz entsprechenden höheren Drehzahl betrieben wird und daß der elektrische Antriebsmotor (2) über ein Untersetzungsgetriebe (6) mit dem Werkzeug (4) gekuppelt ist, das dementsprechend mit niedrigerer, für die Bearbeitung von Werkstücken geeigneter Drehzahl betrieben wird.
2. Transportable Werkzeugmaschine mit einem Außengehäuse (1), einem darin angeordneten elektrischen An triebsmotor (2) mit einer Anschlußeinrichtung (3) zum Anschluß an ein elek trisches Versorgungsnetz mit niedriger Netzfrequenz und einem vom An triebsmotor (2) angetriebenen Werkzeug (4), dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antriebsmotor (2) als Synchronmotor ausgeführt ist, daß die Anschlußeinrichtung (3) einen Frequenzumrichter (5) aufweist, durch den die niedrige Netzfrequenz auf eine hohe Betriebsfrequenz des elektri schen Antriebsmotors (2) umgesetzt wird, daß der elektrische Antriebsmotor (2) mit einer der höheren Betriebsfrequenz entsprechenden höheren Drehzahl betrieben wird und daß der elektrische Antriebsmotor (2) über ein Untersetzungsgetriebe (6) mit dem Werkzeug (4) gekuppelt ist, das dementsprechend mit niedrigerer, für die Bearbeitung von Werkstücken geeigneter Drehzahl betrieben wird.
3. Transportable Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Netzfrequenz eine Frequenz von 50 Hz ist.
4. Transportable Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz eine Frequenz von 300 bis 400 Hz ist.
5. Transportable Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die der Betriebsfrequenz entsprechende höhere Drehzahl eine Drehzahl von 18.000 bis 24.000 min1 ist.
6. Transportable Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Drehzahl des Werkzeugs (4) eine Drehzahl von 3.600 bis 4.800 min1 ist.
7. Transportable Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die transportable Werkzeugmaschine eine Tisch kreissäge und dementsprechend das Werkzeug (4) ein Kreissägeblatt ist.
8. Transportable Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 7.
Description:
Transportable Werkzeugmaschine, insbesondere Tischkreissäge Die Erfindung betrifft eine transportable Werkzeugmaschine, insbesondere eine Tischkreissäge, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 bzw. den Merkmalen des Oberbegriffs des nebengeordneten Pa- tentanspruchs 2.

Die Erfindung betrifft eine transportable Werkzeugmaschine, darunter ist weder eine fest installierte, noch eine in der Hand gehaltene Werkzeugma- schine zu verstehen, sondern eine Werkzeugmaschine, die auf einem Tisch oder einem Gestell steht, um die Bearbeitung des Werkstücks auszuführen, jedoch von Größe und Gewicht her so gestaltet ist, daß sie von Ort zu Ort transportiert werden, zweckmäßigerweise von einer Person oder zwei Perso- nen getragen werden kann.

Eine transportable Werkzeugmaschine der in Rede stehenden Art ist bekannt (DE-U-297 21 232). Es handelt sich nur um ein Beispiel einer transportab- len Werkzeugmaschine, wobei im Prinzip solche Werkzeugmaschinen seit Jahrzehnten zum Stand der Technik gehören.

Wichtig ist für transportable Werkzeugmaschinen insbesondere deren Ge- wicht. Dieses wird maßgeblich vom Gewicht des elektrischen Antriebsmotors bestimmt, jedenfalls dann, wenn erhebliche Wellenleistungen erforderlich sind, wie beispielsweise bei Tischkreissägen. Um das Gewicht derartiger transportabler Werkzeugmaschinen möglichst gering zu halten, werden Uni- versalmotoren eingesetzt. Diese laufen mit sehr hoher Drehzahl, bauen klein und haben ein vergleichsweise geringes Gewicht. Eine Wellenleistung von 1 kW bei 18.000 min-'bedeuten bei einem Universalmotor ein Motorgewicht von 1,5 bis 2,0 kg und einen Raumbedarf von ca. 0,75 1.

Bei Werkzeugmaschinen, insbesondere Tischkreissägen, sind Universalmoto- ren in der Praxis deshalb problematisch, weil sie verschleißempfindlich sind wegen des erforderlichen Kollektors und der erforderlichen Bürsten. Der Ver-

schleiß wird durch die staubbelastete Umgebung gerade bei Tischkreissägen noch erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine transportable Werkzeugma- schine, insbesondere Tischkreissäge, der in Rede stehenden Art bei möglichst geringem Gewicht verschleißfester auszugestalten.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei der durch die Merkmale des Oberbe- griffs des Anspruchs 1 beschriebenen transportablen Werkzeugmaschine durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils gelöst. Erfindungsgemäß wird ein im wesentlichen wartungsfreier Asynchronmotor als elektrischer An- triebsmotor eingesetzt. Natürlich ist der Einsatz von Asynchronmotoren für Werkzeugmaschinen an sich bekannt. Bislang sind aber die Gewichts-und Raumverhältnisse bei Asynchronmotoren als hinderlich angesehen worden, so dal3 Asynchronmotoren bei transportablen Werkzeugmaschinen nur un- gern eingesetzt wurden. Zumindest war das Gewicht der transportablen Werkzeugmaschine dann vergleichsweise hoch. Das liegt daran, daß ein Asynchronmotor mit seiner Drehzahl an die Netzfrequenz gebunden ist. Die Drehzahl liegt geringfügig unter der synchronen Drehzahl, welche durch den Quotienten aus Netzfrequenz und Polpaarzahl bestimmt wird. Bei üblicher Netzfrequenz von 50 Hz wird eine Wellenleistung von 1 kW bei 3000 min-' mit einem Motorgewicht von 8,0 bis 10,0 kg und einem Raumbedarf des Asynchronmotors von 1,5 bis 2,0 1 erkauft. Entscheidend für Gewicht und Volumen des Asynchronmotors ist der Eisen-und Spulenanteil des Asyn- chronmotors.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kombination des Asynchronmo- tors mit einem Frequenzumrichter wird der Asynchronmotor mit erheblich höherer Betriebsfrequenz betrieben. Dadurch wird eine wesentlich höhere Drehzahl erreicht. Bei vorgegebener Wellenleistung kommt man so mit einem wesentlich kleineren Asynchronmotor aus, der ein wesentlich geringeres Gewicht und ein geringeres Volumen hat. Damit sinkt das Gewicht der trans- portablen Werkzeugmaschine, die mit diesem Asynchronmotor mit Fre- quenzumrichter ausgerüstet ist, erheblich, denn das Gewicht des Fre- quenzumrichters selbst fällt kaum ins Gewicht. Die Gesamteinsparung von

Gewicht und Volumen wird auf etwa 50 % gegenüber den bisher eingesetz- ten Asynchronmotoren ohne Frequenzumrichter geschätzt.

Bei ähnlicher elektrotechnischer Ausgangslage kann anstelle eines Asyn- chronmotors auch ein Synchronmotor, der exakt an die Drehzahl des Dreh- feldes gebunden ist, also keinen Schlupf zeigt, eingesetzt werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind auch Gegenstand der Unteransprü- che.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbei- spiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer transportablen Werkzeugma- schine, im Beispielfall einer transportablen Tischkreissäge, Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine.

Die in Fig. 1 dargestellte transportable Werkzeugmaschine ist im Ausfüh- rungsbeispiel eine Tischkreissäge mit einem Gehäuse 1, einem darin angeord- neten, lediglich angedeuteten elektrischen Antriebsmotor 2 und einer An- schlußeinrichtung 3 für diesen elektrischen Antriebsmotor 2, mit der dieser Antriebsmotor 2 an ein Netz mit üblicherweise niedriger Netzfrequenz ange- schlossen ist. Die Netzfrequenz in Deutschland beträgt 50 Hz für das normale Haushaltsnetz, in den USA wird beispielsweise mit 60 Hz gearbeitet.

Vom Antriebsmotor 2 wird ein Werkzeug 4 der Werkzeugmaschine, im darge- stellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Sägeblatt der Tischkreis- säge, angetrieben.

Fig. 2 macht nun deutlich, daß der elektrische Antriebsmotor 2, der als Asyn- chronmotor ausgeführt ist, über einen Frequenzumrichter 5 in der Anschluß- einrichtung 3 an das Netz angeschlossen ist. Frequenzumrichter 5 sind mitt- lerweile in einer Vielzahl von Ausführungsformen am Markt erhältlich, auf entsprechende Veröffentlichungen der Lieferanten solcher Frequenzumrich- ter 5 und die Fachliteratur darf verwiesen werden. Durch den Frequenzum-

richter 5 wird die niedrige Netzfrequenz auf eine hohe Betriebsfrequenz für den Antriebsmotor 2 umgesetzt, im dargestellten Beispielfall auf eine Fre- quenz von 300 bis 400 Hz. Ein als Asynchronmotor ausgeführte elektrische Antriebsmotor 2 wird dann mit einer entsprechend höheren Drehzahl laufen, nämlich bestimmt aus dem Quotienten von Betriebsfrequenz durch Pol- paarzahl. Hat der Asynchronmotor im Betrieb bei 50 Hz beispielsweise eine Drehzahl von 3.000 min-', so wird er mit 300 Hz eine Drehzahl von 18.000 min-', mit 400 Hz eine Drehzahl von 24.000 min-'haben.

Wesentlich ist, daß bei hohen Drehzahlen eine bestimmte Wellenleistung, bei- spielsweise von 1 kW mit einem wesentlich geringeren Gewicht des Asyn- chronmotors erreicht wird, weil der Eisen-und Spulenanteil geringer ist als bei einem Asynchronmotor gleicher Wellenleistung, der bei niedriger Dreh- zahl betrieben wird. Das ist alles im einzelnen im allgemeinen Teil der Be- schreibung bereits erläutert worden.

Fig. 2 zeigt ferner, daß der elektrische Antriebsmotor 2 hier in Form eines Asynchronmotors über ein Untersetzungsgetriebe 6 mit dem Werkzeug 4, hier also dem Sägeblatt der Tischkreissäge, gekuppelt ist, das so mit entspre- chend niedrigerer Drehzahl, hier im Beispielfall einer Drehzahl von 3.600 bzw. 4.800 min-'betrieben wird.

Anstelle eines Asynchronmotors kann auch ein exakt netzgefiihrter Syn- chronmotor eingesetzt werden.

Wesentlich ist das aufgrund der höheren Betriebsfrequenz erhebliche niedri- gere Gewicht und das erheblich geringere Volumen des Asynchronmotors, der insofern auch für eine transportable Werkzeugmaschine einsetzbar wird und dort all seine bekannten Vorteile der Wartungsfreiheit in ungünstigen Umgebungsverhältnissen zeigen kann.