CN111132801B - 研磨盘、手持式动力工具和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种研磨盘(2)，该研磨盘具有嵌入有磨粒的一个或多个层(17，16，18)。一个层(25)中嵌入有用于检测该研磨盘(2)的已经由于磨损而改变的原始外周(20)的传感器(22)。该传感器(225)具有至少一个闭合的导体环(23)，该至少一个闭合的导体环布置在距该原始外周(20)的径向距离(27)处，使得当该原始外周(20)被磨损超过该径向距离(27)时，该导体环(23)中断。应答器(15)发射指示该导体环(23)是闭合还是中断的无线电信号。

Description

研磨盘、手持式动力工具和控制方法

技术领域

本发明涉及一种盘、一种用于研磨盘的手持式动力工具和一种控制方法。

研磨盘以高速旋转。在使用盘期间，盘和机加工材料的磨耗物质以高速从盘飞离。另外，由于离心力，盘经受较高负荷。因此，出于安全原因，监管机构设定了转速的上限。

研磨盘经受磨损。磨损导致外周减小，并且因此导致转速降低。转速降低对盘的机加工性能产生不利影响。

发明内容

根据本发明的研磨盘具有嵌入有磨粒的一个或多个层。一个层中嵌入有用于检测该研磨盘的已经由于磨损而改变的原始外周的传感器。该传感器具有至少一个闭合的导体环，该至少一个闭合的导体环布置在距该原始外周的径向距离处，使得当该原始外周被磨损超过该径向距离时，该导体环中断。应答器发射指示该导体环是闭合还是中断的无线电信号。

无线电信号指示盘的径向磨损。手持式动力工具可以相应地调节速度。

用于该研磨盘的手持式动力工具具有用于该研磨盘的固持器、用于旋转该研磨盘的电动机、以及用于该电动机的速度控件。设置通信装置来接收由该研磨盘的应答器发射的无线电信号。装置控制器基于所接收到的无线电信号设定该速度控件的速度。

附图说明

以下描述基于示例性实施例和附图解释了本发明，在附图中：

图1示出了电动角向磨光机；

图2以截面示出了研磨盘；

图3以平面图示出了研磨盘；

图4示出了研磨盘的细节；以及

图5示出了研磨盘的细节。

除非另有说明，在图中相同或功能上相同的元件由相同的附图标记指示。

具体实施方式

图1示出了用于研磨盘2的电动手持式动力工具1。手持式动力工具1具有用于研磨盘2的工具固持器3。工具固持器3联接到电动机4上，该电动机绕其轴线可旋转地驱动工具固持器3。速度控件5控制电动机4。速度控件5将速度限制在最大速度内，以便防止损坏研磨盘2和可能地对使用者造成伤害。保护罩6环形地包围超过工具固持器3的一半，以便保护使用者免受飞散的火花和研磨去除的物质的影响。手持式动力工具1具有手柄7，使用者可以通过该手柄在操作中握住并引导手持式动力工具1。在手柄7处或其附近，布置有用于启动电动机4的按钮8。手持式动力工具1可以从电网或通过电池9供电。

手持式动力工具1具有装置控制器10。除其他事项之外，装置控制器10还设定速度控件5的目标速度。装置控制器10可以访问存储有目标速度的存储器11。装置控制器10还可以访问通信装置12，以便与研磨盘2通信。通信装置12具有用于发送基于无线电的信号的发送器13和用于接收研磨盘2的基于无线电的响应的接收器14。发送器13的发送功率优选地足以通过发送功率对没有其自身能量源的应答器(例如，RFID芯片)供电。

当按钮8被致动时，装置控制器10将请求引导至盘2以对其进行识别。如果盘2配备有应答器15，则该盘报告识别号或型号。装置控制器10检查型号是否不同于上次使用的盘2。如果是这种情况，则装置控制器10询问盘2的最大允许速度是多少。装置控制器10将最大允许速度存储在存储器11中。优选地，盘2发送根据盘2的磨损程度要使用的不同最大速度的列表。磨损程度被编码成在列表中发送的无线电信号。装置控制器10将列表存储在存储器11中。装置控制器10将速度控件5的速度设定至对应于当前磨损程度的最大允许速度。装置控制器通过通信装置12间隔地询问盘2的磨损程度是多少。将作为响应由通信装置12接收到的无线电信号与所存储的列表进行比较。与无线电信号相关联的最大允许速度被发送至速度控件5。

图2以截面示意性地示出了研磨盘2的实施例。所示的研磨盘2是带有不同颗粒的多层切割盘。研磨盘2具有带有第一颗粒的中间层16。中间层16可以例如由分布有颗粒的电沉积基质制成。两个外层17、18也可以由电沉积基质和分散的嵌入颗粒制成。中间层16的颗粒可以大于外层17、18的颗粒。作为示例给出的颗粒所具有的直径分别为4μm到10μm和10μm到20μm。层18的生产纯粹是示例性的。作为示例给出的另一方法是基于经混合有颗粒的树脂浸渍的织物。然后将树脂固化。不同层的数量也纯粹是示例性的。其他盘具有一个、两个或更多个不同的研磨层。典型地，盘2设有覆盖层19，盘的类型、制造商等在覆盖层上进行指示。

这些盘被生产为具有不同的直径。作为示例给出的直径是8.9cm和11.2cm。图3展示了作为示例给出的磨损的实例。新盘2具有原始外周20。盘2在使用期间被磨损，这减小了直径和外周。磨损的盘2的外周21的示例由虚线示出。在下文中，原始直径、原始半径或原始外周20表示新的未使用的研磨盘2的相应属性。

研磨盘2中嵌入有传感器22，该传感器检测盘2的磨损和磨损程度。传感器22基于一个或多个闭合的导体环23、24。导体环23、24平行于研磨层16延伸。例如，导体环23可以被印刷在由非导电塑料制成的膜上。该膜作为另外的层25与其他层16堆叠在一起。膜可以如图所示布置在研磨层16上或研磨层18之间。导体环23、24具有低机械强度。导体环23、24优选地具有小于100μm的高度。导体环23、24优选地由铜或石墨制成。

闭合的导体环23具有(检测)部分26，该部分最靠近外周20并且距盘2的中心最远。检测部分26处于径向距离27处。作为示例给出的检测部分26位于原始外周20内且在磨损的外周21外。磨损的外周20的半径对应于原始半径减小距离27。当盘2被磨损时，检测部分26在距离27上(即直到磨损的外周21)被暴露出来并被破坏。于是，先前闭合的导体环23中断。

优选地，盘2上布置有传感器22，例如与导体环一起布置在层25中。传感器22可以被实现为例如RFID芯片。传感器22检查导体环23的闭合或中断状态。传感器22确定导体环24的电特性，例如电阻率、电感和电磁谐振频率。传感器22例如基于欧姆表来确定导体环23的电阻值。如果电阻值超过阈值，例如1兆欧，则认为导体环24中断，否则认为导体环23闭合。导体环23电连接至传感器22。欧姆表向导体环23施加电压，并测量在导体环23中流动的电流的幅值。传感器22的另一构型确定导体环23的电感。传感器22的另外的构型确定导体环23的谐振频率是否改变。导体环23可以是电振荡电路的一部分，或者感应耦合至传感器22的振荡电路。虽然在闭合的导体环23的情况下导体环23或振荡电路可以以预定的谐振频率被激励，但是这在中断的导体环的情况下、或者如果其处于不同的谐振频率的话是不可能的。传感器22以预定的谐振频率激励振荡电路。如果功耗由于谐振激励而超过阈值，则认为导体环23闭合，否则认为该导体环中断。所描述的用于确定导体环23的电特性的构型是通过示例给出的。传感器22还可以无源地形成。外部发送源激励振荡电路28。

传感器22包括应答器15。应答器15可以由无源天线构成。应答器15发送导体环的状态，即导体环是否中断或者导体环是否闭合。

在一种构型中，传感器22包括存储器29，该存储器中存储有研磨盘2的特性。例如，存储器29中存储有盘2在导体环23闭合时的最大允许速度和盘2在导体环23中断时的最大允许速度。传感器22基于导体环23的确定状态来确定当前允许的转速。允许的速度通过应答器15输出。在一种构型中，应答器15可以一次向手持式动力工具1的通信装置12发送两个值，即针对闭合的导体环23和中断的导体环23的两个值。同时，应答器15针对两种状态发送无线电信号或其编码。因此，评估可以被发送到装置控制器10。

除了所描述的第一导体环23，传感器22可以具有第二导体环24或多个导体环。第二导体环24处于距原始外周20更大的距离30处。相应地，第二导体环24仅在存在更大的磨损程度31时才被切断。第二导体环24以类似于第一导体环23的方式具有检测部分32。当研磨盘2被磨损超过距离30时，检测部分32被破坏。传感器22检测第二导体环24是闭合还是中断。如图所示，两个导体环23、24可以是电隔离的。传感器22可以一个接一个地扫描导体环23、24。在第二导体环24的情况下，可以区分三种磨损状态：低、中、高。对于磨损状态中的每一种，可以定义单独的最大速度，并且例如将其存储在存储器29中。应答器15发送无线电信号，两个导体环23、24的状态被编码成该无线电信号。导体环23、24的数量可以大于两个，例如最高达十个导体环。传感器22和存储器29只需要相应地缩放。

图4和图5示出了导体环的其他构型，其中导体环33、34电连接。第一导体环33处于距原始外周20最小的距离27处。第二导体环24处于距原始外周20更大的距离30处。如在第一实施例中那样，它们相应的检测部分35、36彼此径向偏移。

传感器22可以例如确定所连接的导体环的电阻变化。导体环33、34形成电并联电路。在每个中断的导体环33的情况下，并联电路的电阻值增加。导体环33、34优选地各自具有明显可测量的电阻37。电阻37可以例如通过使用石墨代替导体环33、34的金属来产生。

传感器22可以确定并联连接的导体环33、34的电感或谐振频率。并联电路的电感随着每个切断的导体环33而降低。谐振频率随着每个分离的导体环33而增加。并联连接的导体环33、34可以是传感器22的振荡电路28的一部分，或者通过传感器22的振荡电路28被感应激励。

Claims (13)

1.一种研磨盘（2），具有

嵌入有磨粒的一个或多个层（17，16，18），以及

嵌入在一个层（25）中用于检测该研磨盘（2）的已经由于磨损而改变的原始外周（20）的传感器（22），

该传感器（22）具有：至少一个闭合的第一导体环（23），该至少一个闭合的第一导体环布置在距该原始外周（20）的径向距离（27）处，使得当该原始外周（20）被磨损超过该径向距离（27）时，该第一导体环（23）中断；以及

应答器（15），该应答器发射指示该第一导体环（23）是闭合还是中断的无线电信号，

集成在该传感器（22）中的第一存储器（29），该第一存储器中存储有该研磨盘（2）的取决于每个切断的第一导体环（23）的最大允许转速的度量，其中，该应答器（15）以无线电信号发射最大速度的度量。

2.如权利要求1所述的研磨盘（2），其特征在于，该传感器（22）具有至少一个闭合的第二导体环（24），该至少一个闭合的第二导体环布置在距该原始外周（20）的距离（30）处，该距离大于该第一导体环（23）的径向距离（27），并且其中，该应答器（15）发射指示所述第一导体环（23）和所述第二导体环（24）中的哪一个中断的无线电信号。

3.如权利要求2所述的研磨盘（2），其特征在于，所述第一导体环（23）和所述第二导体环（24）中的至少两个具有不同的径向范围。

4.如权利要求2所述的研磨盘（2），其特征在于，所述第一导体环（23）和所述第二导体环（24）中的至少两个具有不同的长度。

5.如前述权利要求之一所述的研磨盘（2），其特征在于，所述第一导体环（23）和所述第二导体环（24）中的至少两个具有不同的电磁谐振频率。

6.如权利要求1至4中的任一项所述的研磨盘（2），其特征在于，所述第二导体环（24）和该应答器（15）被印刷在膜上。

7.如权利要求1至4中任一项所述的研磨盘（2），其特征在于，该传感器（22）和该应答器（15）被集成在RFID中。

8.一种用于如前述权利要求之一所述的研磨盘（2）的手持式动力工具，该手持式动力工具具有：

用于该研磨盘（2）的固持器（3），

用于旋转该研磨盘（2）的电动机（4），

用于该电动机（4）的速度控件（5），

接收由该研磨盘（2）的应答器（15）发射的无线电信号的通信装置（12），以及

基于所接收到的无线电信号设定该速度控件（5）的速度的装置控制器（10）。

9.如权利要求8所述的手持式动力工具，其特征在于，如果该通信装置（12）未接收到无线电信号，则该装置控制器（10）设定标称速度。

10.如权利要求8或9所述的手持式动力工具（1），其特征为第二存储器（11），该第二存储器中存储有该电动机（4）的与研磨盘的无线电信号相关的速度的列表。

11.如权利要求10所述的手持式动力工具（1），其特征在于，该装置控制器（10）从该研磨盘（2）的第一存储器（29）中读出最大速度和相关联的无线电信号的列表，并将此列表存储在该手持式动力工具（1）的第二存储器（11）中。

12.一种用于如权利要求8所述的手持式动力工具的控制方法，该控制方法具有以下步骤：

发送关于研磨盘（2）的磨损状态的询问，

基于所接收到的无线电信号调节该手持式动力工具（1）的速度。

13.如权利要求12所述的用于手持式动力工具（1）的控制方法，其特征为以下步骤：

发送关于最大速度和指示磨损程度的相关联的无线电信号的询问，

将最大速度和相关联的无线电信号存储在该手持式动力工具（1）的第二 存储器（11）中，

其中，为了调节速度，从该手持式动力工具（1）的第二存储器（11）中读出与所接收到的无线电信号相关联的最大速度。

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