EP3482876A1 - Abrasive scheibe, handwerkzeugmaschine und steuerungsverfahren - Google Patents

Abrasive scheibe, handwerkzeugmaschine und steuerungsverfahren Download PDF

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EP3482876A1
EP3482876A1 EP17201070.4A EP17201070A EP3482876A1 EP 3482876 A1 EP3482876 A1 EP 3482876A1 EP 17201070 A EP17201070 A EP 17201070A EP 3482876 A1 EP3482876 A1 EP 3482876A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
abrasive
abrasive disc
conductor loop
speed
sensor
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Withdrawn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
EP17201070.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Mandl
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.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to EP17201070.4A priority Critical patent/EP3482876A1/de
Priority to PCT/EP2018/079648 priority patent/WO2019091823A1/de
Priority to CN201880061212.7A priority patent/CN111132801B/zh
Priority to EP18792949.2A priority patent/EP3706955A1/de
Priority to US16/762,839 priority patent/US20210023675A1/en
Publication of EP3482876A1 publication Critical patent/EP3482876A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/10—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving electrical means
    • 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
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/10—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces
    • B24B47/18—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces for rotating the spindle at a speed adaptable to wear of the grinding wheel
    • 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
    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/02—Wheels in one piece
    • 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
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/06—Grinders for cutting-off
    • B24B27/08—Grinders for cutting-off being portable

Definitions

  • the present invention relates to a disc, a portable power tool for abrasive discs and a control method.
  • Abrasive discs rotate at high speed.
  • abrasion of the disc and the machined material fly away from the disc at high speed.
  • the disc is subject to high loads due to centrifugal force. For safety reasons, therefore, the regulatory authorities set an upper limit for the speed of rotation.
  • Abrasive discs are subject to wear.
  • the wear leads to a reduced extent and thus reduced rotational speed.
  • the reduced rotational speed adversely affects the machining performance of the discs.
  • An abrasive disc according to the invention has one or more layers in which abrasive grains are embedded.
  • sensor for detecting a wear-modified original circumference of the abrasive disc is embedded.
  • the sensor has at least one closed conductor loop, which is arranged at a radial distance from the original circumference such that when the original circumference is worn by more than the radial distance, the conductor loop is interrupted.
  • a transponder gives a radio signal indicative of whether the conductor loop is closed or interrupted.
  • the radio signals indicate the radial wear of the disc.
  • a hand tool can adjust the speed accordingly.
  • a hand tool for the abrasive disc has a holder for the abrasive disc, an electric motor for rotating the abrasive disc and a speed control for the electric motor.
  • a communication device is set up by the Transponder of the abrasive disc output radio signal.
  • a device controller sets the speed for the speed control based on the received radio signal.
  • Fig. 1 shows an electric hand tool 1 for abrasive discs 2.
  • the power tool 1 has a tool holder 3 for an abrasive disc 2.
  • the tool holder 3 is coupled to an electric motor 4 which rotatably drives the tool holder 3 about its axis.
  • a speed control 5 controls the electric motor 4 .
  • the speed control 5 limits the speed to a maximum speed in order to prevent damage to the abrasive wheel 2 and possible damage to the user.
  • a protective hood 6 annularly surrounds more than half of the tool holder 3, in order to protect the user from flying sparks and substance to be separated.
  • the hand tool 1 has a handle 7 with which the user can hold and guide the hand tool 1 in operation. At or near the handle 7 , a button 8 for the commissioning of the electric motor 4 is arranged.
  • the hand tool 1 can be network-based or powered by batteries 9 .
  • the hand tool 1 has a device control 10.
  • the device control 10 sets, among other things, the target speed for the speed control 5 fixed.
  • the device controller 10 can access a memory 11 in which a target speed is stored.
  • the Device controller 10 may also access a communication device 12 to communicate with an abrasive disc 2 .
  • the communication device 12 has a transmitter 13 for emitting radio-based signals and a receiver 14 for receiving a radio-based response of the abrasive disc 2.
  • a transmission power of the transmitter 13 is preferably sufficient to a transponder, such as an RFID chip, without its own power source on the transmission power to provide energy.
  • the device controller 10 directs when pressing the button 8 a request to the disc 2 to identify them.
  • the disc 2 if equipped with a transponder 15 , reports an identification number or type number.
  • the device controller 10 checks if the type number differs from the last used slice 2 . If this is the case, the device control 10 queries an allowable maximum speed for the disc 2 .
  • the apparatus controller 10 stores the allowable maximum speed in the memory 11.
  • the disk 2 transmits a list of different maximum speeds to be used depending on a degree of wear of the disk 2 .
  • the degree of wear is coded in radio signals which are transmitted in the list.
  • the device controller 10 stores the list in the memory 11.
  • the device controller 10 sets the speed of the speed control 5 to the allowable maximum speed, which corresponds to the current degree of wear.
  • the device controller interrogates at intervals the degree of wear of the disc 2 via the communication device 12 .
  • the radio signal received in response from the communication device 12 is compared with the stored list.
  • Fig. 2 schematically shows an embodiment of an abrasive disc 2 in cross section.
  • the abrasive disc 2 shown is a multi-layer blade with different abrasive grains.
  • the abrasive disc 2 has a middle layer 16 with first grains.
  • the middle layer 16 can be produced for example by a galvanically deposited matrix in which the grains are distributed.
  • the two outer layers 17, 18 can also be made with an electrodeposited matrix and scattered embedded grains.
  • the grains of the middle layer 16 may be larger than the grains of the outer layers 17, 18 .
  • the exemplary grains have a diameter of 4 ⁇ m to 10 ⁇ m and 10 ⁇ m to 20 ⁇ m, respectively.
  • the production of the layers 18 is purely exemplary.
  • Another exemplary method is based on fabrics that are potted with the grains of blended resins. The resins are then cured.
  • the number of different layers is also purely exemplary.
  • Other discs have one, two or more different abrasive layers.
  • the discs 2 are provided with a cover layer 19 , on which disc type, manufacturer, etc. are indicated.
  • the discs are made with different diameters. Exemplary diameters are 8.9 cm and 11.2 cm.
  • Fig. 3 illustrates exemplary wear.
  • the reconditioned disc 2 has the original circumference 20. The discs 2 wear off during use, thereby reducing the diameter and circumference. Dashed examples of a circumference 21 of a worn disc 2 are shown.
  • the original diameter, original radius or original circumference 20 designates the respective property of a new, unused abrasive disc 2.
  • a sensor 22 is embedded, which detects wear and the degree of wear of the disc 2 .
  • the sensor 22 is based on one or more closed conductor loops 23, 24.
  • the conductor loops 23, 24 run parallel to the abrasive layers 16.
  • the conductor loop 23 may be printed on a sheet of non-conductive plastic.
  • the film is stacked as a further layer 25 with the other layers 16 .
  • the film can be arranged on the abrasive layers 16 or between the abrasive layers 18 as shown.
  • the conductor loops 23, 24 have a low mechanical strength.
  • the conductor loops 23, 24 preferably have a height of less than 100 ⁇ m.
  • the conductor loops 23, 24 are preferably made of copper or graphite.
  • the closed conductor loop 23 has a (detection) portion 26 which is farthest from the periphery 20 and from a center of the disk 2, respectively.
  • the detection section 26 has a radial distance 27.
  • the exemplary detection section 26 lies within the original circumference 20 and outside a worn circumference 21.
  • the radius of the worn circumference 20 corresponds to the original radius decreased by the distance 27.
  • the detection section 26 will wear when the Disc 2 around the distance 27, that is exposed to the worn circumference 21 and destroyed.
  • the previously closed conductor loop 23 is now interrupted.
  • a sensor 22 is preferably arranged, for example, in the position 25 with the conductor loops.
  • the sensor 22 may be realized, for example, as an RFID chip.
  • the sensor 22 checks the closed or interrupted state of the conductor loop 23.
  • the sensor 22 determines the electrical properties of the conductor loop 24, such as resistivity, inductance and electromagnetic resonance frequency.
  • the sensor 22 For example, based on an ohmmeter for determining the electrical resistance of the conductor loop 23. If the resistance value exceeds a threshold value, for example 1 megohm, the conductor loop 24 is interrupted, otherwise the conductor loop 23 is considered to be closed.
  • the conductor loop 23 is galvanically connected to the sensor 22 .
  • the ohmmeter applies a voltage to the conductor loop 23 and measures the amplitude of the current flowing in the conductor loop 23 .
  • Another embodiment of the sensor 22 determines the inductance of the conductor loop 23.
  • a further embodiment of the sensor 22 determines whether the resonant frequency of the conductor loop 23 changes.
  • the conductor loop 23 may be part of an electrical resonant circuit or inductively coupled to a resonant circuit of the sensor 22 . While can be excited at a predetermined resonance frequency, the conductor loop 23 or the oscillation circuit with a closed conductor loop 23, this is not possible with interrupted conductor loop, or if at a different resonant frequency.
  • the sensor 22 excites the resonant circuit at the predetermined resonant frequency.
  • the conductor loop 23 is considered as closed otherwise as interrupted.
  • the described embodiments for determining the electrical properties of the conductor loop 23 are exemplary.
  • the sensor 22 may also be passive.
  • An external transmission source excites the resonant circuit 28 .
  • the sensor 22 includes a transponder 15.
  • the transponder 15 may consist of a passive antenna.
  • the transponder 15 transmits the state of the conductor loop, ie whether the conductor loop is interrupted or whether the conductor loop is closed.
  • the senor 22 includes a memory 29, in which characteristics of the abrasive disc 2 are stored. For example, in the memory 29, a maximum permissible speed for the disc 2 is stored with the conductor loop 23 closed and a maximum permissible speed for the disc 2 when the conductor loop 23 is interrupted. The sensor 22 determines the currently permissible speed based on the determined state of the conductor loop 23. The permissible speed is output via the transponder 15 . In one embodiment, the transponder 15 can transmit both values, ie for the closed and the interrupted conductor loop 23, at once to the communication device 12 of the handheld power tool 1 . At the same time, the transponder 15 transmits the radio signals or their coding for the two states. An evaluation can thus be transmitted to the device controller 10 .
  • the sensor 22 may have a second conductor loop 24 or a plurality of conductor loops.
  • the second conductor loop 24 has a greater distance 30 to the original circumference 20. Accordingly, the second conductor loop 24 is severed only at a greater degree of wear 31 .
  • the second conductor loop 24 has, like the first conductor loop 23, a detection section 32. The detection section 32 is destroyed when the abrasive disc 2 is worn away by more than the distance 30 .
  • the sensor 22 detects whether the second conductor loop 24 is closed or interrupted.
  • the two conductor loops 23, 24 can be galvanically isolated as shown.
  • the sensor 22 can scan the conductor loops 23, 24 in succession.
  • the transponder 15 transmits a radio signal in which the state of both conductor loops 23, 24 is coded.
  • the number of conductor loops 23, 24 may be greater than two, eg up to ten conductor loops.
  • the sensor 22 and the memory 29 need only be scaled accordingly.
  • FIG. 4 and FIG. 5 show other embodiments of the conductor loops, in which the conductor loops 33, 34 are galvanically connected.
  • a first conductor loop 33 has the smallest distance 27 to the original circumference 20.
  • a second conductor loop 24 has a greater distance 30 to the original circumference 20.
  • Their respective detection sections 35, 36 are radially offset from one another, as in the first embodiment.
  • the sensor 22 may determine the change in resistance of the connected conductor loops.
  • the conductor loops 33, 34 form an electrical parallel connection. With each broken conductor loop 33 , the resistance value of the parallel circuit increases.
  • the conductor loops 33, 34 preferably each have a clearly measurable resistance 37 .
  • the resistor 37 may be made, for example, by using graphite instead of a metal for the conductor loops 33, 34 .
  • the sensor 22 may determine the inductance or resonant frequency of the parallel-connected conductor loops 33, 34 .
  • the inductance of the parallel circuit decreases with each severed conductor loop 33.
  • the resonant frequency increases with each separated conductor loop 33.
  • the parallel-connected conductor loops 33, 34 may be part of a resonant circuit 28 of the sensor 22 or inductively excited via a resonant circuit 28 of the sensor 22 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

Eine abrasive Scheibe 2 hat ein oder mehreren Lagen 17, 16, 18, in welche abrasive Körner eingebettet sind. In einer Lage 25 ist Sensor 22 zum Erfassen eines durch Abnutzung veränderten ursprünglichen Umfangs 20 der abrasiven Scheibe 2 eingebettet. Der Sensor 22 hat wenigstens eine geschlossene Leiterschleife 23, die in einem radialen Abstand 27 zu dem ursprünglichen Umfang 20 derart angeordnet ist, dass bei einer Abnutzung des ursprünglichen Umfangs 20 um mehr als den radialen Abstand 27 die Leiterschleife 23 unterbrochen ist. Ein Transponder 15 gibt ein Funksignal indikativ für ob die Leiterschleife 23 geschlossen oder unterbrochen ist aus.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibe, ein Handwerkzeugmaschine für abrasive Scheiben und ein Steuerungsverfahren.
  • Abrasive Scheiben rotieren mit hoher Geschwindigkeit. Bei der Benutzung der Scheibe fliegen Abrieb der Scheibe und des bearbeiteten Materials mit hoher Geschwindigkeit von der Scheibe weg. Ferner unterliegt die Scheibe hohen Belastungen aufgrund der Fliehkraft. Aus sicherheitstechnischen Erwägungen legen daher die Zulassungsbehörden eine Obergrenze für die Umlaufgeschwindigkeit fest.
  • Abrasive Scheiben unterliegen einer Abnutzung. Die Abnutzung führt zu einem verringerten Umfang und damit verringerten Umlaufgeschwindigkeit. Die verringerte Umlaufgeschwindigkeit wirkt sich nachteilig auf die Bearbeitungsleistung der Scheiben aus.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Eine erfindungsgemäße abrasive Scheibe hat ein oder mehreren Lagen, in welche abrasive Körner eingebettet sind. In einer Lage ist Sensor zum Erfassen eines durch Abnutzung veränderten ursprünglichen Umfangs der abrasiven Scheibe eingebettet. Der Sensor hat wenigstens eine geschlossene Leiterschleife, die in einem radialen Abstand zu dem ursprünglichen Umfang derart angeordnet ist, dass bei einer Abnutzung des ursprünglichen Umfangs um mehr als den radialen Abstand die Leiterschleife unterbrochen ist. Ein Transponder gibt ein Funksignal indikativ für ob die Leiterschleife geschlossen oder unterbrochen ist aus.
  • Die Funksignale geben die radiale Abnutzung der Scheibe an. Eine Handwerkzeugmaschine kann die Drehzahl entsprechend anpassen.
  • Eine Handwerkzeugmaschine für die abrasive Scheibe hat eine Halterung für die abrasive Scheibe, einen Elektromotor zum Drehen der abrasiven Scheibe und eine Drehzahlregelung für den Elektromotor. Eine Kommunikationseinrichtung ist eingerichtet, das von dem Transponder der abrasiven Scheibe ausgegebene Funksignal zu empfangen. Eine Gerätesteuerung legt die Drehzahl für die Drehzahlregelung basierend auf dem empfangenen Funksignal festlegend.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
    • Fig. 1 Ein elektrischer Trennschleifer
    • Fig. 2 eine abrasive Scheibe im Querschnitt
    • Fig. 3 die abrasive Scheibe in einer Draufsicht
    • Fig. 4 einen Ausschnitt einer abrasiven Scheibe
    • Fig. 5 einen Ausschnitt einer abrasiven Scheibe
  • Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
    • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt eine elektrische Handwerkzeugmaschine 1 für abrasive Scheiben 2. Die Handwerkzeugmaschine 1 hat eine Werkzeughalterung 3 für eine abrasive Scheibe 2. Die Werkzeughalterung 3 ist mit einem Elektromotor 4 gekoppelt, welcher die Werkzeughalterung 3 um ihre Achse drehend antreibt. Eine Drehzahlregelung 5 steuert den Elektromotor 4 an. Die Drehzahlregelung 5 begrenzt die Drehzahl auf eine maximale Drehzahl, um eine Beschädigung der abrasiven Scheibe 2 und einer eventuellen Schädigung des Anwenders vorzugbeugen. Eine Schutzhaube 6 umschließt ringförmig mehr als die Hälfte die Werkzeughalterung 3, um den Anwender vor Funkenflug und Trenngut zu schützen. Die Handwerkzeugmaschine 1 hat einen Handgriff 7, mit welchem der Anwender die Handwerkzeugmaschine 1 im Betrieb halten und führen kann. An oder nahe des Handgriffs 7 ist ein Taster 8 für die Inbetriebnahme des Elektromotors 4 angeordnet. Die Handwerkzeugmaschine 1 kann netzbasiert oder mittels Batterien 9 mit Strom versorgt werden.
  • Die Handwerkzeugmaschine 1 hat eine Gerätesteuerung 10. Die Gerätesteuerung 10 setzt unter Anderem die Soll-Drehzahl für die Drehzahlregelung 5 fest. Die Gerätesteuerung 10 kann auf einen Speicher 11 zugreifen, in welchem eine Soll-Drehzahl gespeichert ist. Die Gerätesteuerung 10 kann zudem auf eine Kommunikationseinrichtung 12 zugreifen, um mit einer abrasiven Scheibe 2 zu kommunizieren. Die Kommunikationseinrichtung 12 hat einen Sender 13 zum Aussenden von funkbasieren Signalen und einen Empfänger 14 zum Empfangen einer funkbasierten Antwort der abrasiven Scheibe 2. Eine Sendeleistung des Senders 13 ist vorzugsweise ausreichend um einen Transponder, z.B. einen RFID-Chip, ohne eigene Energiequelle über die Sendeleistung mit Energie zu versorgen.
  • Die Gerätesteuerung 10 richtet beim Betätigen des Tasters 8 eine Anfrage an die Scheibe 2 um diese zu identifizieren. Die Scheibe 2, sofern mit einem Transponder 15 ausgestattet, meldet eine Identifikationsnummer oder Typennummer. Die Gerätesteuerung 10 prüft, ob die Typennummer sich von der zuletzt verwendeten Scheibe 2 unterscheidet. Ist dies der Fall, frägt die Gerätesteuerung 10 eine zulässige maximale Drehzahl für die Scheibe 2 ab. Die Gerätesteuerung 10 speichert die zulässige maximale Drehzahl in dem Speicher 11. Vorzugsweise übermittelt die Scheibe 2 eine Liste von unterschiedlichen maximalen Drehzahlen, die in Abhängigkeit eines Abnutzungsgrads der Scheibe 2 zu verwenden sind. Der Abnutzungsgrad ist in Funksignalen kodiert, welche in der Liste übermittelt sind. Die Gerätesteuerung 10 speichert die Liste in dem Speicher 11. Die Gerätesteuerung 10 setzt die Drehzahl der Drehzahlregelung 5 auf die zulässige maximale Drehzahl, welche dem aktuellen Abnutzungsgrad entspricht. Die Gerätsteuerung frägt in Intervallen den Abnutzungsgrad der Scheibe 2 via der Kommunikationseinrichtung 12 ab. Das als Antwort von der Kommunikationseinrichtung 12 empfangene Funksignal wird mit der gespeicherten Liste verglichen. Die dem Funksignal zugehörige maximal zulässige Drehzahl wird an die Drehzahlregelung 5 übermittelt.
  • Fig. 2 zeigt schematische eine Ausführungsform einer abrasiven Scheibe 2 im Querschnitt. Die gezeigte abrasive Scheibe 2 ist eine mehrlagige Trennscheibe mit unterschiedlichen abrasiven Körnern. Die abrasive Scheibe 2 hat eine mittlere Lage 16 mit ersten Körnern. Die mittlere Lage 16 kann beispielsweise durch eine galvanisch abgeschiedene Matrix hergestellt werden, in welcher die Körner verteilt sind. Die beiden äußeren Lagen 17, 18 können ebenfalls mit einer galvanisch abgeschiedenen Matrix und verstreut eingebetteten Körner hergestellt werden. Die Körner der mittleren Lage 16 können größer als die Körner der äußeren Lagen 17, 18 sein. Die beispielhaften Körner haben einen Durchmesser von 4 µm bis 10 µm bzw. 10 µm bis 20 µm. Die Fertigung der Lagen 18 ist rein exemplarisch. Ein anderes beispielhaftes Verfahren basiert auf Geweben, welche mit den Körnern vermengten Harzen vergossen werden. Die Harze werden anschließend ausgehärtet. Die Anzahl der unterschiedlichen Lagen ist ebenfalls rein exemplarisch. Andere Scheiben haben ein, zwei oder mehr unterschiedliche abrasive Lagen. Typischerweise sind die Scheiben 2 mit einer Deckschicht 19 versehen, auf welcher Scheibentyp, Hersteller, etc. angegeben sind.
  • Die Scheiben werden mit unterschiedlichen Durchmessern gefertigt. Beispielhafte Durchmesser sind 8,9 cm und 11,2 cm. Fig. 3 illustriert eine beispielhafte Abnutzung. Die neuwertige Scheibe 2 hat den ursprünglichen Umfang 20. Die Scheiben 2 nutzen sich während des Gebrauchs ab, wodurch sich der Durchmesser und Umfang verringern. Gestrichelt sind Beispiele für einen Umfang 21 einer abgenutzten Scheibe 2 dargestellt. Im nachfolgenden bezeichnet der ursprüngliche Durchmesser, ursprüngliche Radius oder ursprüngliche Umfang 20 die jeweilige Eigenschaft einer neuen, unbenutzten abrasiven Scheibe 2.
  • In die abrasive Scheibe 2 ist ein Sensor 22 eingebettet, welche eine Abnutzung und den Grad der Abnutzung der Scheibe 2 detektiert. Der Sensor 22 basiert auf einer oder mehreren geschlossenen Leiterschleife 23, 24. Die Leiterschleifen 23, 24 verlaufen parallel zu den abrasiven Lagen 16. Beispielsweise kann die Leiterschleife 23 auf einer Folie aus nichtleitendem Kunststoff aufgedruckt sein. Die Folie wird als weitere Lage 25 mit den anderen Lagen 16 gestapelt. Die Folie kann wie dargestellt auf den abrasiven Lagen 16 oder zwischen den abrasiven Lagen 18 angeordnet sein. Die Leiterschleifen 23, 24 haben eine geringe mechanische Festigkeit. Die Leiterschleifen 23, 24 haben vorzugsweise eine Höhe von weniger als 100 µm. Die Leiterschleifen 23, 24 sind vorzugsweise aus Kupfer oder Graphit.
  • Die geschlossene Leiterschleife 23 hat einen (Detektions-) Abschnitt 26, welcher dem Umfang 20 am nächsten bzw. von einer Mitte der Scheibe 2 am weitesten entfernt ist. Der Detektionsabschnitt 26 hat einen radialen Abstand 27. Der beispielhafte Detektionsabschnitt 26 liegt innerhalb des ursprünglichen Umfangs 20 und außerhalb eines abgenutzten Umfangs 21. Der Radius des abgenutzten Umfangs 20 entspricht dem ursprünglichen Radius verringert um den Abstand 27. Der Detektionsabschnitt 26 wird bei der Abnutzung der Scheibe 2 um den Abstand 27, d.h. bis zu dem abgenutzten Umfang 21 freigelegt und zerstört. Die vormals geschlossene Leiterschleife 23 ist nun unterbrochen.
  • Auf der Scheibe 2 ist vorzugsweise ein Sensor 22 angeordnet, beispielsweise auf in der Lage 25 mit den Leiterschleifeen. Der Sensor 22 kann beispielsweise als RFID-Chip realisiert sein. Der Sensor 22 prüft den geschlossenen oder unterbrochenen Zustand der Leiterschleife 23. Der Sensor 22 bestimmt die elektrischen Eigenschaften der Leiterschleife 24, z.B. Resistivität, Induktivität und elektromagnetische Resonanzfrequenz. Der Sensor 22 basiert beispielsweise auf einem Ohmmeter zum Bestimmen des elektrischen Widerstandswerts der Leiterschleife 23. Übersteigt der Widerstandswert einen Schwellwert, z.B. 1 Megaohm, gilt die Leiterschleife 24 unterbrochen, andernfalls gilt die Leiterschleife 23 als geschlossen. Die Leiterschleife 23 ist galvanisch mit dem Sensor 22 verbunden. Das Ohmmeter legt eine Spannung an die Leiterschleife 23 an und misst die Amplitude des in der Leiterschleife 23 fließenden Stroms. Eine andere Ausgestaltung des Sensors 22 ermittelt die Induktivität der Leiterschleife 23. Eine weitere Ausgestaltung des Sensors 22 ermittelt, ob sich die Resonanzfrequenz der Leiterschleife 23 ändert. Die Leiterschleife 23 kann Teil eines elektrischen Schwingkreises oder induktiv an einen Schwingkreis des Sensors 22 angekoppelt sein. Während sich bei geschlossener Leiterschleife 23 die Leiterschleife 23 oder der Schwingkreis bei einer vorgegebenen Resonanzfrequenz anregen lassen, ist dies bei unterbrochener Leiterschleife nicht möglich oder wenn bei einer anderen Resonanzfrequenz. Der Sensor 22 regt den Schwingkreis bei der vorgegebenen Resonanzfrequenz an. Übersteigt die Leistungsaufnahme aufgrund der resonanten Anregung einen Schwellwert, gilt die Leiterschleife 23 als geschlossenen andernfalls als unterbrochen. Die beschriebenen Ausgestaltungen zum Bestimmen der elektrischen Eigenschaften der Leiterschleife 23 sind beispielhaft. Der Sensor 22 kann auch passiv ausgebildet sein. Eine externe Sendequelle regt den Schwingkreis 28 an.
  • Der Sensor 22 beinhaltet einen Transponder 15. Der Transponder 15 kann aus einer passiven Antenne bestehen. Der Transponder 15 übermittelt den Zustand der Leiterschleife, d.h. ob die Leiterschleife unterbrochen oder ob die Leiterschleife geschlossen ist.
  • In einer Ausgestaltung beinhaltet der Sensor 22 einen Speicher 29, in welchem Kenngrößen der abrasiven Scheibe 2 gespeichert sind. Beispielsweise ist in dem Speicher 29 eine maximal zulässige Drehzahl für die Scheibe 2 bei geschlossener Leiterschleife 23 und eine maximal zulässige Drehzahl für die Scheibe 2 bei unterbrochener Leiterschleife 23 gespeichert. Der Sensor 22 bestimmt die aktuell zulässige Drehzahl anhand des bestimmten Zustands der Leiterschleife 23. Die zulässige Drehzahl wird über den Transponder 15 ausgegeben. In einer Ausgestaltung kann der Transponder 15 beide Werte, d.h. für die geschlossene und die unterbrochenen Leiterschleife 23, auf einmal an die Kommunikationseinrichtung 12 der Handwerkzeugmaschine 1 übermitteln. Zugleich übermittelt der Transponder 15 die Funksignale oder deren Kodierung für die beiden Zustände. Eine Auswertung kann somit in die Gerätesteuerung 10 übertragen werden.
  • Die Sensor 22 kann neben der beschriebenen ersten Leiterschleife 23 eine zweite Leiterschleife 24 oder mehrere Leiterschleifen aufweisen. Die zweite Leiterschleife 24 hat einen größeren Abstand 30 zu dem ursprünglichen Umfang 20. Entsprechend wird die zweite Leiterschleife 24 erst bei einem größeren Grad der Abnutzung 31 durchtrennt. Die zweite Leiterschleife 24 hat gleich der ersten Leiterschleife 23 einen Detektionsabschnitt 32. Der Detektionsabschnitt 32 wird zerstört, wenn die abrasive Scheibe 2 um mehr als den Abstand 30 abgenutzt ist. Der Sensor 22 erfasst, ob die zweite Leiterschleife 24 geschlossen oder unterbrochen ist. Die beiden Leiterschleifen 23, 24 können wie dargestellt galvanisch getrennt sein. Der Sensor 22 kann die Leiterschleifen 23, 24 nacheinander abtasten. Mit der zweiten Leiterschleife 24 können drei Abnutzungszustände unterschieden werden: gering, mittel, hoch. Für jeden der Abnutzungszustände kann eine eigene maximale Drehzahl definiert sein, und beispielsweise in dem Speicher 29 abgelegt sein. Der Transponder 15 übermittelt ein Funksignal, in dem der Zustand beider Leiterschleifen 23, 24 kodiert ist. Die Zahl der Leiterschleifen 23, 24 größer als zwei sein, z.B. bis zu zehn Leiterschleifen. Der Sensor 22 und der Speicher 29 müssen nur entsprechend skaliert werden.
  • Fig. 4 und Fig. 5 zeigen andere Ausgestaltungen der Leiterschleifen, bei welcher die Leiterschleifen 33, 34 galvanisch verbunden sind. Eine erste Leiterschleife 33 hat den geringsten Abstand 27 zu dem ursprünglichen Umfang 20. Eine zweite Leiterschleife 24 hat einen größeren Abstand 30 zu dem ursprünglichen Umfang 20. Deren jeweiligen Detektionsabschnitte 35, 36 sind radial zueinander versetzt, wie in der ersten Ausführungsform.
  • Der Sensor 22 kann beispielsweise die Änderung des Widerstandswerts der verbundenen Leiterschleifen bestimmen. Die Leiterschleifen 33, 34 formen eine elektrische Parallelschaltung. Mit jeder unterbrochenen Leiterschleife 33 steigt der Widerstandswert der Parallelschaltung. Die Leiterschleifen 33, 34 weisen vorzugsweise jeweils einen deutlich messbaren Widerstand 37 auf. Der Widerstand 37 kann beispielsweise durch Verwenden von Graphit anstelle eines Metalls für die Leiterschleifen 33, 34 hergestellt werden.
  • Der Sensor 22 kann die Induktivität oder Resonanzfrequenz der parallel geschalteten Leiterschleifen 33, 34 bestimmen. Die Induktivität der Parallelschaltung verringert sich mit jeder durchtrennten Leiterschleife 33. Die Resonanzfrequenz erhöht sich mit jeder abgetrennten Leiterschleife 33. Die parallel geschalteten Leiterschleifen 33, 34 können Teil eines Schwingkreises 28 des Sensors 22 sein oder induktiv über einen Schwingkreis 28 des Sensors 22 angeregt werden.

Claims (14)

  1. Abrasive Scheibe (2) mit
    ein oder mehreren Lagen (17, 16, 18), in welche abrasive Körner eingebettet sind und einem in einer Lage (25) eingebetteten Sensor (22) zum Erfassen eines durch Abnutzung veränderten ursprünglichen Umfangs (20) der abrasiven Scheibe (2),
    der Sensor (22) wenigstens eine geschlossene Leiterschleife (23) aufweist, die in einem radialen Abstand (27) zu dem ursprünglichen Umfang (20) derart angeordnet ist, dass bei einer Abnutzung des ursprünglichen Umfangs (20) um mehr als den radialen Abstand (27) die Leiterschleife (23) unterbrochen ist und
    einem Transponder (15), der ein Funksignal indikativ für ob die Leiterschleife (23) geschlossen oder unterbrochen ist ausgebend ist.
  2. Abrasive Scheibe (2) nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass der Sensor (22) wenigstens eine weitere geschlossene Leiterschleife (24) aufweist, die in einem von dem der einen Leiterschleife (23) radialen Abstand (27) größerem Abstand (30) zu dem ursprünglichen Umfang (20) angeordnet sind, und wobei der Transponder (15), ein Funksignal indikativ für welche der Leiterschleifen (23, 24) unterbrochen sind ausgebend ist.
  3. Abrasive Scheibe (2) nach Anspruch 2 oder 5, dadurch kennzeichnet, dass wenigstens zwei der Leiterschleifen (23, 24) eine unterschiedliche radiale Ausdehnung aufweisen.
  4. Abrasive Scheibe (2) nach Anspruch 2 oder 5, dadurch kennzeichnet, dass wenigstens zwei der Leiterschleifen (23, 24) eine unterschiedliche Länge aufweisen.
  5. Abrasive Scheibe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass wenigstens zwei der Leiterschleifen (23, 24) eine unterschiedliche elektromagnetische Resonanzfrequenz aufweisen.
  6. Abrasive Scheibe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleifen (24) und der Transponder (15) auf eine Folie aufgedruckt sind.
  7. Abrasive Scheibe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in dem Sensor (22) integrierten Speicher (29), in welchem ein Maß für eine maximal zulässige Drehzahl der abrasiven Scheibe (2) in Abhängigkeit zu jeder durchtrennten Leiterschleife (23, 24) hinterlegt ist, wobei der Transponder (15) das Maß für die maximale Drehzahl in dem Funksignal ausgebend ist.
  8. Abrasive Scheibe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass der Sensor (22) und der Transponder (15) in einem RFID integriert sind.
  9. Handwerkzeugmaschine für die abrasive Scheibe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
    einer Halterung (3) für die abrasive Scheibe (2),
    einem Elektromotor (4) zum Drehen der abrasiven Scheibe (2),
    einer Drehzahlregelung (5) für den Elektromotor (4),
    einer Kommunikationseinrichtung (12), der das von dem Transponder (15) der abrasiven Scheibe (2) ausgegebene Funksignal empfangend ist, und
    einer Gerätesteuerung (10), die die Drehzahl für die Drehzahlregelung (5) basierend auf dem empfangenen Funksignal festlegend ist.
  10. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch kennzeichnet, dass die Gerätesteuerung (10) eine nominelle Drehzahl festlegt, wenn die Kommunikationseinrichtung (12) kein Funksignal empfängt.
  11. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Speicher (11), in welchem eine Liste von Drehzahlen für den Elektromotor (4) zu Funksignalen von abrasiven Scheiben gespeichert sind.
  12. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 11, dadurch kennzeichnet, dass die Gerätesteuerung (10) eine Liste von maximalen Drehzahlen und zugehörigen Funksignalen aus einem Speicher (29) der abrasiven Scheibe (2) auslesend ist und diese Liste in dem Speicher (11) der Handwerkzeugmaschine (1) ablegt.
  13. Steuerungsverfahren für eine Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 9 mit den Schritten:
    Aussenden einer Anfrage über den Abnutzungszustand einer Scheibe (2),
    Anpassen einer Drehzahl der Handwerkzeugmaschine (1) basierend auf dem empfangenen Funksignal.
  14. Steuerungsverfahren für eine Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Schritte:
    Aussenden einer Anfrage zu maximal Drehzahlen und zugehörigen für den Abnutzungsgrad indikativen Funksignalen,
    Abspeichern der maximalen Drehzahlen und zugehörigen Funksignalen in einem Speicher (11) der Handwerkzeugmaschine (1),
    wobei zum Anpassen einer Drehzahl aus dem Speicher (11) der Handwerkzeugmaschine (1) die dem empfangenen Funksignal zugehörige maximale Drehzahl ausgelesen wird.
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