Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine weist ein Werkzeug, insbesondere eine Bohrkrone, sowie einen Motor auf, wobei der Motor ein bürstenloser Elektromotor ist. In der Werkzeugmaschine wird eine elektro nisch ausgebildete Drehzahlabstufung umgesetzt, mit der eine Umfangsgeschwindigkeit an dem Werkzeug der Werkzeugmaschine im Wesentlichen konstant gehalten werden kann, wobei durch eine Auslegung, Dimensionierung und/oder Ansteuerung des Motors eine Drehzahlsprei zung DELTA_n von größer 2 erreicht wird. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Werkzeuggerät, beispielsweise ein Kernbohrgerät, mit dem das vorgeschlagene Verfahren durchgeführt werden kann. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Dreh zahlspreizung DELTA_n von größer 2 ohne ein mechanisches Getriebe an der Werkzeugma schine erreicht wird. Stattdessen kommt in der vorliegenden Erfindung eine elektronisch ausge bildete Drehzahlabstufung zum Einsatz.

Hintergrund der Erfindung:

Im Stand der Technik sind Werkzeuggeräte bekannt, mit denen verschiedene Anwendungen und Applikationen umgesetzt werden können. Solche Werkzeugmaschine können insbesondere Kernbohrgeräte sein, mit denen zylinderförmige Bohrkerne aus einem Untergrund, wie beispiels weise Beton, herausgearbeitet werden können. Diese Kernbohrgeräte weisen Bohrkronen als Werkzeuge auf, wobei Bohrkronen mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden kön nen, um unterschiedliche große Bohrlöcher zu erzeugen. Es ist im Stand der Technik darüber hinaus bekannt, dass Kernbohrgeräte ein mechanisches Getriebe aufweisen, damit ein Nutzer des Geräts einen Gang für den Betrieb des Kernbohrgeräts auswählen und einstellen kann. Der Nutzer kann dabei den Gang entsprechend der Anforderungen der geplanten Bohrarbeit oder des Untergrundes auswählen. Bei den Überlegungen, die der Gangauswahl bzw. Gangeinstel lung zugrunde liegen, können beispielsweise das gewünschte Drehmoment, der Durchmesser der zu verwendenden Bohrkrone oder eine gewünschte Drehzahl der Bohrkrone eine Rolle spie len. Bei der Bohrkrone kann es sich beispielsweise um eine Diamant-Bohrkrone handeln, die mit Di amanten besetzt ist, um ihre Schneidkraft zu erhöhen. Solche Diamant-Bohrkronen werden häu fig verwendet, um Kernbohrungen in (armierten) Beton vorzunehmen. Für solche Beton-Kern- bohrarbeiten sind in Abhängigkeit der verwendeten Bohrkrone unterschiedliche Kombinationen von Motor-Drehzahl und Motor-Drehmoment optimal.

Eine Gruppe von Bohrkronen, beispielsweise alle Bohrkronen eines Bohrkronentyps mit unter schiedlichen Durchmessern („Bohrkronenlinie“), lässt sich zum Beispiel durch die sogenannte Durchmesserspreizung DELTA_d charakterisieren, die sich als Quotient eines maximalen Durchmessers d_max und eines minimalen Durchmessers d_min berechnen läßt: DELTA_d = d_max/d_min. Mit anderen Worten wird der Durchmesser der größten Bohrkrone einer Bohrkro nenlinie durch den Durchmesser der kleinsten Bohrkrone einer Bohrkronenlinie geteilt, um die Durchmesserspreizung DELTA_d zu bestimmen. Übliche Abmessungen für Bohrkronen liegen beispielsweise in Bereichen von 12 bis 102 mm für den Durchmesser der Bohrkrone, 8 bis 162 mm, 12 bis 450 mm oder 82 bis 600 mm, wobei jeweils der erste angegebene Wert d_min dar stellt und der zweite angegebene Wert d_max. Die angegebenen Bereiche für die Durchmesser von typischen Bohrkronen werden im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als „Werkzeug-Durch- messer-Arbeitsbereich“ der Bohrkrone bezeichnet. Aus den angegebenen minimalen und maxi malen Durchmesserangaben läßt sich eine Durchmesserspreizung DELTA_d berechnen. Die entsprechenden Werte für die Durchmesserspreizung liegen bei den angegebenen Beispiel bohrkronen beispielsweise bei 8,5; 20,3; 37,5 bzw. 7,3.

Eine Werkzeugmaschine lässt sich durch die sogenannte Drehzahlspreizung DELTA_n charak terisieren, die sich als Quotient einer maximalen Drehzahl n_max und einer minimalen Drehzahl n_min berechnen läßt: DELTA_n = n_max/n_min. Es hat sich gezeigt, dass es wünschenswert ist, wenn die Durchmesserspreizung DELTA_d des Werkzeugs und die Drehzahlspreizung DELTA_n der Werkzeugmaschine aufeinander abgestimmt werden könnten, so dass die Werk zeugmaschine mit einer optimalen Kombination von Motor-Drehzahl und Motor-Drehmoment für die verwendete Bohrkrone betrieben werden kann. Dies ist heute im Bereich der Werkzeugma schinen, die ein mechanisches Getriebe aufweisen, eingeschränkt bereits möglich. Allerdings sind solche Werkzeugmaschinen mit mechanischem Schaltgetriebe sehr voluminös und un handlich, so dass ihre Handhabung erschwert sein kann.

Im Stand der Technik sind Werkzeugmaschinen bekannt, die ein mechanisches Getriebe mit üb licherweise 2 oder 3 Gängen aufweisen. Mit diesen 2 oder 3 Gängen des mechanischen Getrie bes gelingt es den Werkzeugmaschinen, eine Drehzahlspreizung DELTA_n in einem Bereich von beispielsweise 2 bis 5 zu ermöglichen, wobei die mit dem Getriebe und den zur Verfügung stehenden Gängen erreichten Drehzahlmöglichkeiten im Sinne der vorliegenden Erfindung be vorzugt als „Drehzahlabstufungen“ bezeichnet werden.

Mit den Drehzahlabstufungen, die bei Werkzeugmaschine mit mechanischem Getriebe bereitge stellt werden können, ist es nachteiligerweise nicht möglich, alle verschiedenen Kombinationen von Bohrkronen-Abmessungen optimal zu bedienen. Es stellt einen bekannten Nachteil im Stand der Technik dar, dass nicht für alle Bohrkronen mit unterschiedlichen Bohrkronen-Durch- messern bzw. Durchmesserspreizungen durch die Werkzeugmaschine optimale Kombinationen von Motor-Drehzahl und Motor-Drehmoment bereitgestellt werden können. Vielmehr ist es bis her so, dass eine nicht-optimale Bedienung einzelner Bohrkronen-Typen in Kauf genommen wird, um die Werkzeugmaschinen kompakt zu halten und die Elektronik nicht zu aufwändig ge stalten zu müssen. Insbesondere zeigt sich bei Werkzeugmaschinen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, dass Abstriche insbesondere bei der Bohrgeschwindigkeit oder bei der Standzeit der Werkzeugmaschinen in Kauf genommen werden müssen.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, eine Werkzeugma schine und ein Verfahren zu deren Betrieb bereitzustellen, mit denen die Nachteile und Mängel des Standes der Technik überwunden werden können. Es sollen insbesondere eine Werkzeug maschine und ein Betriebsverfahren angegeben werden, mit denen eine verbesserte Bedienung unterschiedlicher Werkzeuge in Bezug auf Motor-Drehzahl und Motor-Drehmoment durch die Werkzeugmaschine ermöglicht werden kann. Dadurch sollen eine erhöhte Bohrgeschwindigkeit und eine längere Lebenszeit der Werkzeugmaschine möglich gemacht werden. Darüber hinaus würde es die Fachwelt begrüßen, wenn leichte, kompakte und handliche Werkzeugmaschinen bereitgestellt werden könnten.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Aus führungsformen zu dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche finden sich in den abhängi gen Ansprüchen.

Beschreibung der Erfindung:

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschine vorgesehen. Die Werkzeugmaschine weist ein Werkzeug, insbesondere eine Bohrkrone, sowie einen Motor auf, wobei es sich bei der Werkzeugmaschine insbesondere um ein Kernbohrgerät handeln kann. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Motor der Werkzeugmaschine ein bürsten loser Elektromotor ist und in der Werkzeugmaschine eine elektronisch ausgebildete Drehzahl- abstufung umsetzt wird, mit der eine Umfangsgeschwindigkeit an dem Werkzeug der Werkzeug maschine im Wesentlichen konstant gehalten wird, wobei durch eine Auslegung, Dimensionie rung und/oder Ansteuerung des Motors eine Drehzahlspreizung DELTA_n von größer 2 erreicht wird. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass die Umfangsgeschwindig keit an dem Schneid- und/oder Schleifkörper des Werkzeuges konstant bleibt. Der Schneid- und/oder Schleifkörper des Werkzeuges kann im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Seg ment» bezeichnet werden.

In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine mit einem Motor und ei nem Werkzeug, insbesondere einer Bohrkrone. Die Werkzeugmaschine ist zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens ausbildet, wobei der Motor der Werkzeugmaschine ein bürs tenloser Elektromotor ist. Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann mit der vorgeschlagenen Werkzeugmaschine vorteilhafterweise eine Drehzahlspreizung DELTA_n von größer 2 erreicht werden, wobei ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin besteht, dass die vorgeschlagene Werkzeugmaschine ohne mechanisches Getriebe auskommt. Stattdessen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine elektronisch ausgebildete Drehzahlabstufung umsetzt wird, mit der eine Umfangsgeschwindigkeit an dem Schneid- und/oder Schleifsegment des Werkzeuges der Werk zeugmaschine im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Dabei liegt die Umfangsge schwindigkeit an der Bohrkrone bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 m/s und besonders be vorzugt in einem Bereich von 2 bis 6 m/s. Die Drehzahlspreizung DELTA_n von größer 2 wird insbesondere durch eine Auslegung, Dimensionierung und/oder Ansteuerung des Motors der Werkzeugmaschine erreicht. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Werkzeugma schine eine Steuer-Elektronik aufweist, mit der die entsprechenden Verfahrensschritte durchge führt bzw. Einstellungen vorgenommen werden können. Die Steuer-Elektronik kann beispiels weise Bestandteil einer Steuervorrichtung sein, die ebenfalls Bestandteil der Werkzeugma schine sein kann.

Eine Drehzahlspreizung DELTA_n von größer 2 bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine maximale Drehzahl n_max der Werkzeugmaschine bzw. ihres Motors mindestens doppelt so groß ist wie eine minimale Drehzahl n_min der Werkzeugmaschine bzw. ihres Mo tors. Ebenfalls sind für die minimale Drehzahl n_min und die maximale Drehzahl n_max die Werte der zugehörigen Drehmomente M_max und M_min zur Ausbildung eines für die Kernboh rungsanwendung geeigneten Arbeitspunktes gegeben. Es ist im Sinne der Erfindung ganz be sonders bevorzugt, dass die im Kontext der vorliegenden Erfindung angestrebte Drehzahlsprei zung DELTA_n von größer 2 in Abhängigkeit von dem Drehmoment und/oder den Arbeitspunk ten auf den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Kennlinien erreicht wird. Insbesondere werden zu diesem Zwecke ein Mindest-Leistungs-Bereich bzw. ein Mindest-Leistungs-Arbeitsbereich be trachtet.

Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Leistung des Motors in Abhängigkeit von dem Drehmoment M im Wesentlichen parabelförmig ausgebildet ist. Dabei handelt es sich vorzugs weise um eine nach unten offene Parabel. Sie beginnt im Nullpunkt einer Leistungs-Drehmo- ment-Kurve, nimmt einen maximalen Wert bei dem halben Wert des maximalen Drehmoments M_max ein und schneidet die x-Achse bei diesem maximalen Drehmoments M_max. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass auf der x-Achse eines solchen Leistungs-Drehmoment-Ko- ordinatensystems das Drehmoment M aufgetragen wird, während auf dery-Achse die Leistung P des Motors aufgetragen wird. Es hat sich gezeigt, dass die beschriebene Parabel durch die Erfindung in dem Leistungs-Drehmoment-Koordinatensystem nach oben verschoben werden kann. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass der Bereich auf derx-Ache, der im Inneren der Parabel liegt, größer wird. Dadurch kann der Bereich der minimalen Leistung bzw. der entspre chende Arbeitsbereich auf der x-Achse breiter werden, wobei diese Verbreiterung vorteilhafter weise auch zu der angestrebten vergrößerten Drehzahlspreizung größer als 2 führt, die auf der y-Achse abgebildet ist.

Die vorgeschlagene Werkzeugmaschine und das vorgeschlagene Betriebsverfahren ermögli chen vorteilhafterweise, dass Werkzeuge mit unterschiedlichen Abmessungen bzw. mit unter schiedlichen Werkzeug-Durchmesser-Arbeitsbereichen besser von der Werkzeugmaschine be dient werden können im Hinblick auf Motor-Drehzahl und/oder Motor-Drehmoment. Das bedeu tet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass für diese Werkzeuge bzw. Bohrkronen besser pas sende Kombinationen von Motor-Drehzahl und Motor-Drehmoment bereitgestellt werden können bzw. dass die Werkzeugmaschine mit diesen besser passenden Kombinationen von Drehzahl und Drehmoment betrieben werden können, wodurch eine wesentlich verbesserte Performance der Werkzeugmaschine für die verschiedenen, einsetzbaren Werkzeuge erreicht werden kann. Die Bereitstellung von besser passenden Kombinationen von Drehzahl und Drehmoment wird im Sinne der Erfindung bevorzugt als „Bedienung“ der Werkzeugmaschine bzw. ihrer Werkzeuge bezeichnet. Der Begriff „Bedienung“ wird dabei vorzugsweise im Sinne von „ein Angebot ma chen“ verstanden.

Die verbesserte Bedienung der Werkzeugmaschine wird insbesondere durch die elektronisch ausgebildete Drehzahlabstufung erreicht, mit der vorteilhafterweise eine Umfangsgeschwindig keit an den unterschiedlichen Werkzeugen der Werkzeugmaschine im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Darüber hinaus haben Tests gezeigt, dass mit der Erfindung eine Performance der vorgeschlagenen Werkzeugmaschine insbesondere in Bezug auf Bohrge schwindigkeit und Lebensdauer der Werkzeuge erheblich verbessert werden kann. Dies kann vorteilhafterweise durch eine Drehzahlspreizung DELTA_n von größer 2 erreicht werden, die insbesondere durch eine Auslegung, Dimensionierung und/oder Ansteuerung des Motors der vorgeschlagenen Werkzeugmaschine ermöglicht werden kann. Der Motor der Werkzeugma schine ist ein bürstenloser Elektromotor.

In der Werkzeugmaschine wird eine elektronisch ausgebildete Drehzahlabstufung eingesetzt, die es ermöglicht, dass die Umfangsgeschwindigkeit an den unterschiedlichen Werkzeugen der Werkzeugmaschine im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Es ist im Sinne der Erfin dung bevorzugt, dass die Umfangsgeschwindigkeit an dem bevorzugt als Bohrkrone ausgebilde ten Werkzeug der Werkzeugmaschine in einem Bereich von 1 bis 10 m/s liegt und bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 6 m/s.

Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass für Bohrkronen mit unterschiedlichen Abmessun gen eine im Wesentlichen gleiche Umfangsgeschwindigkeit an der Bohrkrone bereitgestellt wer den kann. Darüber hinaus ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Drehzahlspreizung DELTA_n der Durchmesserspreizung DELTA_d entspricht und in Schritten der bekannten Werk zeug-Durchmesser abgestuft ist.

Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass das vorgeschlagene Verfahren ohne mechanisches Getriebe an der Werkzeugmaschine auskommt. Mit anderen Worten weist die vorgeschlagene Werkzeugmaschine kein mechanisches Schaltgetriebe auf. Dadurch kann die Werkzeugmaschine besonders kompakt, leicht und handlich ausgebildet sein, so dass auch ihre Bedienung deutlich erleichtert wird.

Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Motor der Werkzeugmaschine stärker auf eine höhere Leistung ausgelegt ist, als er das für die vorgesehenen Applikationen und Werkzeug- Durchmesser-Arbeits-bereiche sein müsste. Diese Überdimensionierung des Motors der vorge schlagenen Werkzeug-maschine wird von der Volumeneinsparung durch das Weglassen des mechanischen Getriebes mehr als wettgemacht, so dass nach wie vor mit der Erfindung beson ders kompakte und handliche Werkzeugmaschinen bzw. Bohrgeräte bereitgestellt werden kön nen. Mithin wendet sich die Erfindung vom Stand der Technik ab, in dem auf die gewünschten Anwendungsbereiche abstimmte Motoren verwendet werden, die dann aber häufig mit einem aufwändigen, raumgreifenden mechanischen Getriebe Zusammenarbeiten müssen. Von diesem im Stand der Technik bekannten Vorgehen wendet sich die Erfindung gerade ab, in dem die Drehzahlabstufung der Werkzeugmaschine elektronisch ausgebildet ist bzw. umgesetzt wird. Somit kann die vorgeschlagene Werkzeugmaschine beispielsweise durch die Wahl eines überdi mensionierten Motors optimal für die Bedienung einer Vielzahl von unterschiedlichen Bohrkro nen optimiert sein. Die vorgeschlagene Werkzeugmaschine kann insbesondere für mehr als ei nen Werkzeug-Durch-messer-Arbeitsbereich optimiert sein und somit vorteilhafterweise größere Werkzeug-Durchmesser-Arbeitsbereiche abdecken.

Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass durch die Verwendung eines bürstenlosen Motors mit elektronisch umgesetzten Drehzahlabstufungen die Umfangsgeschwindigkeit an der Bohr krone über einen weiten Bohrkronen-Durchmesser-Arbeitsbereich im Wesentlichen gleich und insbesondere optimal eingestellt werden kann. Vorzugsweise weist die Werkzeugmaschine eine Drehzahlspreizung von DELTA_n größer als 2 auf, was insbesondere durch die Auslegung des Motors, seine Dimensionierung und/oder seine Ansteuerung erreicht werden kann. Die Dreh zahlspreizung von DELTA_n größer als 2 kann insbesondere durch die gewählte Motorausfüh rung in Verbindung mit einer Drehzahlerhöhung über die natürliche maximale Drehzahl des Mo tors hinaus ermöglicht werden. Darüber hinaus kann durch eine definierte Motorausführung der Wirkungsgrad von einem Bereich mit hohen Drehzahlen und geringen Drehmomenten in einen Bereich geringer Drehzahl und hohen Drehmoment verschoben bzw. erweitert werden (vgl. Fig. 3). Dies ermöglicht vorteilhafterweise, dass insbesondere der höhere Leistungsbedarf von grö ßeren Bohrkronen bzw. Werkzeugen besser bedient werden kann. Vorzugsweise sind für die Bedienung bzw. für den Betrieb von kleineren Bohrkronen kleinere Leistungswerte ausreichend, während für die Bedienung bzw. für den Betrieb von größeren Bohrkronen höhere Leistungen der Werkzeugmaschine erforderlich sind. Um eine weitere Ausweitung bzw. Erweiterung des Ar beitsbereiches der Werkzeugmaschine zu erreichen, kann eine Feldschwächung verwendet werden (vgl. Fig. 2).

Wesentliche Vorteile der Erfindung bestehen in einer erhöhten System-Performance, insbeson dere in Bezug auf Bohrgeschwindigkeit und Standzeit der Werkzeuge, sowie in der Einsparung eines mechanischen Schaltgetriebes innerhalb der Werkzeugmaschine. Darüber hinaus kann ein optimales Leistungsgewicht bei ähnlichem Anwendungsbereich bereitgestellt werden, sowie ein vergleichsweise großer optimal bedienbarer Werkzeug-Durchmesser-Arbeitsbereich. Die Drehzahlerhöhung kann insbesondere durch eine Feldschwächung erreicht werden. Vorteilhaf terweise kann der durch die Erfindung vergrößerte Werkzeug-Durchmesser-Arbeitsbereich durch die Feldschwächung und durch die elektronisch Drehzahlabstufung zusätzlich erweitert werden. Die Vorteile der Erfindung ergeben sich insbesondere aus der Kombination von höherer Drehzahlspreizung, elektronischer Drehzahlabstufung und hohem Wirkungsgrad bei geringer Drehzahl des Motors der Werkzeugmaschine, wobei die Vorteile der Erfindung insbesondere durch die gewählte Motorauslegung ermöglicht werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, ei nen überdimensionierten Motor mit einem für Feldschwächungsbetrieb spezifischem elektro magnetischem Design zu verwenden, um die Vorteile der Erfindung zu ermöglichen, wobei mit der Feldschwächung insbesondere eine Erhöhung der Drehzahl des Motors der Werkzeugma- schine erreicht werden kann.

Drehzahl n und Drehmoment M der Werkzeugmaschine können in speziellen Diagrammen ge geneinander aufgetragen werden, wobei ein jeweiliger Zusammenhang zwischen den Größen durch charakteristische Kurven dargestellt wird. Solche Auftragungen werden in den Figuren 2 und 3 gezeigt. Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass ein spezieller Ar- beitsbereich der Werkzeugmaschine bzw. ihres Motors von einem Bereich mit hohen Drehzah len und geringen Drehmomenten in einen Bereich geringer Drehzahl und hohen Drehmoment verschoben werden kann. Während übliche Kurven, die den Zusammenhang zwischen Drehzahl und Drehmoment einer konventionellen Werkzeugmaschine darstellen, einen optimalen Arbeits bereich und damit einen Bereich, in dem die höchste Effizienz bzw. der höchste Wirkungsgrad erreicht werden kann, bei hohen Drehzahlen und geringen Drehmomenten aufweisen, arbeitet die vorgeschlagene Werkzeugmaschine vorzugsweise optimal bei geringen Drehzahlen und ho hen Drehmomenten. Mit anderen Worten ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die vor geschlagene Werkzeugmaschine bei geringen Drehzahlen und hohen Drehmomenten betrieben wird und in diesem Arbeitsbereich den maximalen Wirkungsgrad aufweist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figuren, die Be schreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:

Fig. 1 Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine mit Werkzeug Fig. 2 beispielhafte Auftragung der Drehzahl n gegenüber dem Drehmoment M

Fig. 3 beispielhafte Auftragung der Drehzahl n gegenüber dem Drehmoment M mit Darstel lung verschiedener Arbeitspunkt und dem Wirkungsgrad der Werkzeugmaschine

Figurenbeschreibung und Ausführungsbeispiel:

Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung. Insbesondere zeigt Fig. 1 eine Werk zeugmaschine 1 mit Werkzeug 2. Die in Fig. 1 dargestellte Werkzeugmaschine 1 ist vorzugs weise als Kernbohrgerät ausgebildet, wobei das Werkzeug 2 von einer Bohrkrone gebildet wird. Die Werkzeugmaschine 1 umfasst darüber hinaus einen Motor 3, der als bürstenloser Elektro motor ausgebildet ist. Mit der Werkzeugmaschine 1 kann ein Untergrund U bearbeitet werden, der im unteren Bereich von Fig. 1 dargestellt ist. Alternativ können auch vertikale Wände mit der Werkzeugmaschine 1 bearbeitet werden. Kernbohrgeräte 1 sind insbesondere dazu eingerich tet, mit Hilfe der Bohrkrone 2 als Werkzeug 2 im Wesentlichen zylinderförmige Bohrkerne aus dem Untergrund U herauszuschneiden. Der Untergrund U wird meistens von Beton gebildet, der auch Armierungseisen aufweisen kann («armierter Beton») Die in Fig. 1 dargestellte Werkzeug maschine 1 wird zusammen mit einem Bohrständer betrieben, die die Werkzeugmaschine 1 während ihres Betriebs hält. Selbstverständlich kann es sich auch um eine handgeführte Werk zeugmaschine 1 handeln.

Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Auftragung der Drehzahl n gegenüber dem Drehmoment M. Dabei ist die Drehzahl n des Motors 3 der Werkzeugmaschine 1 auf dery-Achse aufgetragen, während das Drehmoment M auf der x-Achse aufgetragen ist. Die Kurve, die den Zusammenhang zwi schen der Drehzahl n und dem Drehmoment M bei einer vorgeschlagenen Werkzeugmaschine beschreibt, stellt vorzugsweise eine Gerade mit negativer Steigung dar, d.h. eine fallende Ge rade. Die Gerade schneidet die Drehzahl-Achse in einem Punkt nO, während die Gerade die Drehmoment-Achse in einem Punkt MO schneidet. Durch Anwendung einer Feldschwächung kann die n(M)-Kurve verändert werden. Diese Veränderung der n(M)-Kurve ist durch die nach oben abknickende Gerade mit einer steileren Steigung angedeutet. Sie stellt die Erhöhung der Drehzahl durch die Feldschwächung dar.

Fig. 3 zeigt eine weitere beispielhafte Auftragung der Drehzahl n gegenüber dem Drehmoment M mit Darstellung verschiedener Arbeitspunkte und dem Wirkungsgrad der Werkzeugmaschine 1. Die Arbeitspunkte sind durch Kreise in der Fig. 3 dargestellt. Dabei verläuft ein Wirkungsgrad (grob gestrichelte Linie) einer konventionellen Werkzeugmaschine, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist so, dass ein maximaler Wirkungsgrad bei dem Drehmoment M1 erreicht wird. Auf der n(M)-Kurve, die sich zwischen den Punkten nO und MO erstreckt, liegt beispiels weise ein erster Arbeitspunkt, der von einer hohen Drehzahl n und einem kleinen Drehmoment M gekennzeichnet ist. Das Drehmoment dieses ersten Arbeitspunkt entspricht bevorzugt dem maximalen Wirkungsgrad M1 für konventionelle Werkzeugmaschinen. Die Lage dieses Arbeitspunkts und die Wirkungsgradkurve können im Kontext der vorliegenden Erfindung ver schoben werden, so dass eine zweite oder verschobenen Wirkungsgradkurve (eng gestrichelte Linie) erhalten wird. Ein zweiter Arbeitspunkt, der auf der n(M)-Kurve zwischen den Punkten nO und MO liegt, wird von einer geringen Drehzahl n und einem großen Drehmoment M gekenn- zeichnet ist. Das Maximum M2 der verschobenen Wirkungsgradkurve entspricht dem Drehmo mentswert M2 dieses zweiten Arbeitspunktes der Werkzeugmaschine 1. Die Verschiebung der maximalen Drehmomente von einem Wert M1 zu einem Wert M2 wird durch den Pfeil von links nach rechts im oberen Bereich der Fig. 3 angedeutet.

Bezugszeichenliste

1 Werkzeugmaschine

2 Werkzeug 3 Motor n Drehzahl des Motors M Drehmoment U Untergrund