DE102018200513A1

DE102018200513A1 - Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018200513A1
Application number: DE102018200513.3A
Authority: DE
Inventors: Philipp ZIPF
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2019-07-18
Also published as: CN111602330A; WO2019137865A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Bremsvorrichtung für einen Elektromotor (12) mit zumindest einer ersten Schalteinheit (14), die zumindest zwei Schaltelemente (16, 18, 20) aufweist, und mit zumindest einer zweiten Schalteinheit (22), die zumindest zwei Schaltelemente (24, 26, 28) aufweist, wobei die erste Schalteinheit (14) und die zweite Schalteinheit (22) zumindest zu einer Stromversorgung elektrisch leitend mit dem Elektromotor (12) verbunden sind.
Es wird vorgeschlagen, dass die Bremsvorrichtung (10) zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit (30) umfasst, welche dazu vorgesehen ist, zu einer Kurzschlussbremsung des Elektromotors (12) alternierend alle Schaltelemente (16, 18, 20) der ersten Schalteinheit (14) und alle Schaltelemente (24, 26, 28) der zweiten Schalteinheit (22) zu schalten.

Description

Stand der Technik
In der DE 10 2014 016 822 A1 ist bereits eine Bremsvorrichtung für einen Elektromotor mit zumindest einer ersten Schalteinheit, die zumindest zwei Schaltelemente aufweist, und mit zumindest einer zweiten Schalteinheit, die zumindest zwei Schaltelemente aufweist, wobei die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit zumindest zu einer Stromversorgung elektrisch leitend mit dem Elektromotor verbunden sind, vorgeschlagen worden. In der DE 10 2014 016 822 A1 wird zu einer Kurzschlussbremsung des Elektromotors alternierend lediglich eine Teilmenge von Schaltelementen der ersten Schalteinheit und eine Teilmenge von Schaltelementen der zweiten Schalteinheit geschalten. Werden in der DE 10 2014 016 822 A1 alle Schaltelemente einer der Schalteinheiten zu einer Kurzschlussbremsung geschalten, findet keine Alternierung zwischen den beiden Schalteinheiten statt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Bremsvorrichtung für einen Elektromotor mit zumindest einer ersten Schalteinheit, die zumindest zwei Schaltelemente aufweist, und mit zumindest einer zweiten Schalteinheit, die zumindest zwei Schaltelemente aufweist, wobei die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit zumindest zu einer Stromversorgung elektrisch leitend mit dem Elektromotor verbunden sind.
Es wird vorgeschlagen, dass die Bremsvorrichtung zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, zu einer Kurzschlussbremsung des Elektromotors alternierend alle Schaltelemente der ersten Schalteinheit und alle Schaltelemente der zweiten Schalteinheit zu schalten.
Die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit bilden vorzugsweise gemeinsam eine elektrische Brückenschaltung. Die elektrische Brückenschaltung kann insbesondere als eine B-4-Brücke, als eine B-6-Brücke, als eine H-Brücke, als eine B2-Brücke, insbesondere mit einer Freilauf-Diode, oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende elektrische Brückenschaltung ausgebildet sein. Der Elektromotor kann vorzugsweise als ein Zweiphasenmotor oder als ein Dreiphasenmotor ausgebildet sein. Insbesondere umfasst eine erste Schalteinheit einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung für einen Zweiphasenmotor genau zwei Schaltelemente. Insbesondere umfasst eine zweite Schalteinheit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung für den Zweiphasenmotor genau zwei Schaltelemente. Vorzugsweise bilden die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit der Bremsvorrichtung für den Zweiphasenmotor eine B-4-Brücke oder eine H-Brücke. Insbesondere umfasst eine erste Schalteinheit einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung für einen Dreiphasenmotor genau drei Schaltelemente. Insbesondere umfasst eine zweite Schalteinheit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung für den Dreiphasenmotor genau drei Schaltelemente. Vorzugsweise bilden die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit der Bremsvorrichtung für den Dreiphasenmotor eine B-6-Brücke oder eine H-Brücke.
Vorzugsweise sind die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit, insbesondere über die Schaltelemente der beiden Schalteinheiten, dazu vorgesehen, den Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen, insbesondere aus einer Energiequelle, wie beispielsweise einer Netzspannungsquelle, einem Akkumulator o. dgl. Vorzugsweise sind die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit, insbesondere die Schaltelemente der beiden Schalteinheiten, dazu vorgesehen, den Elektromotor, insbesondere zu einer Stromversorgung, elektrisch leitend mit der Energiequelle zu verbinden. Die Schaltelemente weisen bevorzugt zumindest zwei Zustände, besonders bevorzugt genau zwei Zustände, auf. Insbesondere unterbindet ein Schaltelement in einem ersten, ungeschaltenen Zustand einen elektrischen Stromfluss durch das Schaltelement. Insbesondere ermöglicht das Schaltelement in einem zweiten, geschaltenen Zustand einen elektrischen Stromfluss durch das Schaltelement. Vorzugsweise ist durch ein gezieltes Schalten der Schaltelemente, insbesondere zwischen den beiden Zuständen der Schaltelemente, eine Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors möglich. Bevorzugt werden die Schaltelemente von der Steuer- und/oder Regeleinheit geschalten. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann insbesondere als ein Mikrorechner ausgebildet sein. Alternativ ist denkbar, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit als ein ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung), insbesondere als ein Gate-Treiber, ausgebildet ist. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Zu einer Kurzschlussbremsung des Elektromotors wird vorzugsweise der Elektromotor, insbesondere Windungen des Elektromotors, elektrisch kurzgeschlossen. Vorzugsweise wirkt bei einem Kurzschluss des Elektromotors eine gegenelektromotorische Kraft, welche insbesondere einen elektrischen Kurzschlussstrom bewirkt. Der Elektromotor wird durch die Kurzschlussbremsung vorzugsweise in einer geringeren Zeitdauer als durch eine Unterbrechung der Stromversorgung des Elektromotors oder als durch ein Rekuperieren durch eine Reduktion von PWM-Steuersignalen (pulsweitenmodulierte Steuersignale) abgebremst, insbesondere bis zu einem Stillstand des Elektromotors. Vorzugsweise erfolgt die Kurzschlussbremsung alternierend durch eine, insbesondere zumindest im Wesentlichen gleichzeitige, Schaltung von allen Schaltelementen der ersten Schalteinheit und durch eine, insbesondere zumindest im Wesentlichen gleichzeitige, Schaltung von allen Schaltelementen der zweiten Schalteinheit. Unter einer „Schaltung der Schaltelemente“ soll hier insbesondere ein Schalten der Schaltelemente von dem ungeschaltenen Zustand in den geschaltenen Zustand der Schaltelemente verstanden werden. Vorzugsweise fließt der elektrische Kurzschlussstrom durch die geschaltenen Schaltelemente, insbesondere solange bis der Elektromotor den Stillstand erreicht hat. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist zu der Kurzschlussbremsung des Elektromotors vorzugsweise dazu vorgesehen, alle Schaltelemente der ersten Schalteinheit, insbesondere zumindest im Wesentlichen gleichzeitig, zu schalten. Vorzugsweise ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, alle Schaltelemente einer Schalteinheit gleichzeitig oder, insbesondere bei einer Ausbildung der Steuer- und/oder Regeleinheit als ein Zwei- oder Dreiphasen-Gate-Treiber, zeitlich nacheinander zu schalten, insbesondere in einer derart kurzen Zeitspanne, dass ein Verhalten des Elektromotors einem gleichzeitigen Schalten der Schaltelemente entspricht. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist zu der Kurzschlussbremsung des Elektromotors vorzugsweise dazu vorgesehen, insbesondere nach einer festgelegten Zeitdauer, alle Schaltelemente der ersten Schalteinheit, insbesondere zumindest im Wesentlichen gleichzeitig, in den ungeschaltenen Zustand zurückzuschalten und alle Schaltelemente der zweiten Schalteinheit, insbesondere zumindest im Wesentlichen gleichzeitig, zu schalten. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, insbesondere nach einer festgelegten Zeitdauer, alle Schaltelemente der zweiten Schalteinheit, insbesondere zumindest im Wesentlichen gleichzeitig, in den ungeschaltenen Zustand zurückzuschalten. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, eine alternierende Schaltung aller Schaltelemente der ersten Schalteinheit und aller Schaltelemente der zweiten Schalteinheit zyklisch zu wiederholen, insbesondere bis zum Stillstand des Elektromotors.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bremsvorrichtung kann vorteilhaft eine effiziente und insbesondere schnellere Bremsung eines Elektromotors als durch eine Unterbrechung einer Stromversorgung des Elektromotors oder als durch ein Rekuperieren durch eine Reduktion von PWM-Steuersignalen erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Belastung von Schaltelementen, insbesondere im Vergleich zu einer Kurzschlussbremsung durch lediglich eine einzelne Schalteinheit, verringert werden. Vorteilhaft können weniger widerstandsfähige und daher insbesondere kostengünstigere Schaltelemente verbaut werden. Vorteilhaft kann eine langlebige, sichere und kostengünstige Bremsvorrichtung bereitgestellt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass jedes der Schaltelemente der ersten Schalteinheit und jedes der Schaltelemente der zweiten Schalteinheit jeweils mit einer Phase des Elektromotors elektrisch leitend verbunden ist. Vorzugsweise weist die erste Schalteinheit eine Anzahl von Schaltelementen entsprechend einer Anzahl von Phasen des Elektromotors auf. Vorzugsweise weist die zweite Schalteinheit eine Anzahl von Schaltelementen entsprechend einer Anzahl von Phasen des Elektromotors auf. Vorzugsweise sind jeweils ein Schaltelement der ersten Schalteinheit und ein Schaltelement der zweiten Schalteinheit über eine gemeinsame elektrische Leitung elektrisch leitend mit einer Phase des Elektromotors verbunden. Insbesondere ist die Phase des Elektromotors über die elektrische Leitung zwischen einem Ausgang des Schaltelements der zweiten Schalteinheit und einem Eingang des Schaltelements der ersten Schalteinheit elektrisch leitend angeschlossen. Vorzugsweise sind das Schaltelement der ersten Schalteinheit und das Schaltelement der zweiten Schalteinheit elektrisch in Reihe zueinander geschaltet. Vorzugsweise sind die beiden Schaltelemente der ersten Schalteinheit und der zweiten Schalteinheit elektrisch parallel zu weiteren Paaren von Schaltelementen der ersten Schalteinheit und der zweiten Schalteinheit geschaltet. Insbesondere ist jedes Paar von Schaltelementen der ersten Schalteinheit und der zweiten Schalteinheit mit einer von den weiteren Paaren von Schaltelementen der ersten Schalteinheit und der zweiten Schalteinheit verschiedenen Phase des Elektromotors elektrisch leitend verbunden. Vorteilhaft kann eine elektrische Schaltung bereitgestellt werden, welche sowohl eine Stromversorgung des Elektromotors als auch eine Kurzschlussbremsung des Elektromotors ermöglicht. Vorteilhaft kann auf eine separate elektrische Schaltung zu einer Bremsung des Elektromotors verzichtet werden. Vorteilhaft kann eine kostengünstige Bremsvorrichtung bereitgestellt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schaltelemente der ersten Schalteinheit und die Schaltelemente der zweiten Schalteinheit als Halbleiterschalter ausgebildet sind. Die Schaltelemente der ersten Schalteinheit und die Schaltelemente der zweiten Schalteinheit können insbesondere als Bipolartransistoren, als MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffektransistoren), als IGBTs (insulated-gate bipolar transistors) oder als andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Halbleiterschalter ausgebildet sein. Vorzugsweise sind alle Schaltelemente der ersten Schalteinheit und alle Schaltelemente der zweiten Schalteinheit als baugleiche Halbleiterschalter ausgebildet. Vorzugsweise können die Schaltelemente durch ein Anlegen einer elektrischen Spannung und/oder eines elektrischen Stroms an eine Gate-Elektrode der Schaltelemente geschalten werden. Insbesondere ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, eine elektrische Spannung und/oder einen elektrischen Strom zu einer Schaltung der Schaltelemente an die Gate-Elektroden der Schaltelemente anzulegen. Vorzugsweise ist die Steuer- und/oder Regeleinheit zu einer Zurückschaltung der Schaltelemente von dem geschaltenen Zustand in den ungeschaltenen Zustand der Schaltelemente, durch eine Unterbrechung der elektrischen Spannung und/oder des elektrischen Stroms an den Gate-Elektroden der Spannungselemente vorgesehen. Vorteilhaft kann eine effiziente Schaltung der Schaltelemente der ersten Schalteinheit und der Schaltelemente der zweiten Schalteinheit erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Kurzschlüssen des Elektromotors in einen ungeschaltenen Zustand der Schalteinheiten zu schalten. Insbesondere ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Kurzschlüssen des Elektromotors alle Schaltelemente der ersten Schalteinheit und alle Schaltelemente der zweiten Schalteinheit in den ungeschaltenen Zustand der Schaltelemente zu schalten. Vorzugsweise erfolgt eine Kommutierung des Elektromotors in dem ungeschaltenen Zustand der Schalteinheiten über Dioden, beispielsweise über intrinsische Dioden von als MOSFETs ausgebildeten Schaltelementen o. dgl. Insbesondere ist ein elektrischer Stromfluss zwischen zwei elektrischen Kurzschlüssen nach der Kommutierung unterbunden. Insbesondere ist eine Zeitdauer, in der sich die Schalteinheiten zwischen zwei elektrischen Kurzschlüssen des Elektromotors in dem ungeschaltenen Zustand befinden, kürzer als eine Zeitdauer eines elektrischen Kurzschlusses des Elektromotors, bevorzugt zumindest um 50 % kürzer, besonders bevorzugt zumindest um 75 % kürzer. Vorteilhaft können eine Schaltung aller Schaltelemente der ersten Schalteinheit und eine Schaltung aller Schaltelemente der zweiten Schalteinheit zeitlich getrennt werden. Vorteilhaft kann eine Stromversorgung des Elektromotors während eines Bremsvorgangs verhindert werden und ein effizienter Bremsvorgang ermöglicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, eine Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse einzustellen. Die Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse ist insbesondere eine Frequenz, mit der die Steuer- und/oder Regeleinheit zwischen der Schaltung der Schaltelemente, insbesondere aller Schaltelemente, der ersten Schalteinheit und der Schaltung der Schaltelemente, insbesondere aller Schaltelemente, der zweiten Schalteinheit wechselt. Vorzugsweise kann ein Benutzer und/oder ein Hersteller der Bremsvorrichtung die durch die Steuer- und/oder Regeleinheit einzustellende Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse der Steuer- und/oder Regeleinheit vorgeben, insbesondere in die Steuer- und/oder Regeleinheit programmieren. Insbesondere weist die Alternierungsfrequenz zumindest einen Wert von 0,1 kHz, bevorzugt einen Wert von 1 kHz und besonders bevorzugt einen Wert von zumindest 10 kHz auf. Vorzugsweise ist ein transienter Wärmewiderstand eines Schaltelements, insbesondere ein Wärmewiderstand zwischen einem Halbleiterchip und einem Gehäuse des Schaltelements, abhängig von der Alternierungsfrequenz. Insbesondere sinkt der transiente Wärmewiderstand des Schaltelements bei einer Erhöhung der Alternierungsfrequenz. Vorzugsweise ist eine während des Bremsvorgangs rekuperierende Energiemenge abhängig von der Alternierungsfrequenz. Insbesondere steigt die rekuperierende Energiemenge bei einer Erhöhung der Alternierungsfrequenz. Vorteilhaft kann die Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse eingestellt werden. Vorteilhaft kann über die Alternierungsfrequenz eine Bauteilbelastung gesteuert werden. Vorteilhaft kann eine effiziente und langlebige Bremsvorrichtung bereitgestellt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, eine Zeitdauer eines Bremszyklus, während dem die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit den Elektromotor jeweils einmal kurzschließen, einzustellen. Der Bremszyklus umfasst insbesondere eine Schaltung der Schaltelemente, vorzugsweise aller Schaltelemente, der ersten Schalteinheit, eine Unterbrechung der Stromversorgung des Elektromotors, eine Schaltung der Schaltelemente, vorzugsweise aller Schaltelemente, der zweiten Schalteinheit und eine weitere Unterbrechung der Stromversorgung des Elektromotors. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Zeitdauern aller Bremszyklen eines Bremsvorgangs gleich einzustellen. Alternativ ist vorstellbar, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die Zeitdauern verschiedener Bremszyklen während eines Bremsvorgangs zu variieren. Vorzugsweise ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, Zeitdauern von verschiedenen Abschnitten eines Bremszyklus einzustellen. Vorteilhaft kann eine vollständige Steuerung und/oder Regelung des Bremsvorgangs ermöglicht werden. Vorteilhaft kann der Bremsvorgang flexibel auf einen Einsatzzweck abgestimmt werden. Vorteilhaft kann eine effiziente Bremsvorrichtung bereitgestellt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit den Elektromotor während eines Bremszyklus eine gleiche Zeitdauer lang kurzschließen. Vorzugsweise schaltet die Steuer- und/oder Regeleinheit die Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, der ersten Schalteinheit und die Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, der zweiten Schalteinheit derart, dass sich die Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, der ersten Schalteinheit und die Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, der zweiten Schalteinheit über die Zeitdauer des Bremszyklus hinweg betrachtet gleiche Zeitdauern lang in dem geschaltenen Zustand der Schaltelemente befinden. Vorzugsweise entspricht ein elektrischer Stromfluss durch die Schaltelemente der ersten Schalteinheit während des Bremszyklus einem elektrischen Stromfluss durch die Schaltelemente der zweiten Schalteinheit während des Bremszyklus. Vorteilhaft kann eine gleichmäßige Belastung der Schaltelemente der ersten Schalteinheit und der Schaltelemente der zweiten Schalteinheit erreicht werden. Vorteilhaft kann eine langlebige Bremsvorrichtung bereitgestellt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit den Elektromotor während eines Bremszyklus verschiedene Zeitdauern lang kurzschließen. Vorzugsweise schaltet die Steuer- und/oder Regeleinheit die Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, der ersten Schalteinheit und die Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, der zweiten Schalteinheit derart, dass sich die Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, der ersten Schalteinheit und die Schaltelemente, vorzugsweise alle Schaltelemente, der zweiten Schalteinheit über die Zeitdauer des Bremszyklus hinweg betrachtet verschiedene Zeitdauern lang in dem geschaltenen Zustand der Schaltelemente befinden. Vorzugsweise unterscheiden sich ein elektrischer Stromfluss durch die Schaltelemente der ersten Schalteinheit während des Bremszyklus und ein elektrischer Stromfluss durch die Schaltelemente der zweiten Schalteinheit während des Bremszyklus. Vorteilhaft kann der Bremszyklus an einen Anwendungszweck der Bremsvorrichtung angepasst werden. Vorteilhaft kann eine flexibel einsetzbare Bremsvorrichtung bereitgestellt werden.
Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einem Betrieb einer Bremsvorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung.
Es wird vorgeschlagen, dass, insbesondere in zumindest einem Verfahrensschritt, zu einer Kurzschlussbremsung eines Elektromotors alternierend alle Schaltelemente einer ersten Schalteinheit und alle Schaltelemente einer zweiten Schalteinheit geschalten werden. Vorzugsweise werden alle Schaltelemente der ersten Schalteinheit und alle Schaltelemente der zweiten Schalteinheit mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit alternierend geschalten. Vorteilhaft kann ein sicheres und bauteilschonendes Bremsverfahren bereitgestellt werden.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Werkzeugmaschine mit zumindest einem Elektromotor und mit zumindest einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung. Der Elektromotor kann insbesondere als ein Zweiphasenmotor oder als ein Dreiphasenmotor ausgebildet sein. Die Werkzeugmaschine kann insbesondere als eine Kreissäge, als eine Stichsäge, als eine Bohrmaschine, als ein Winkelschleifer, als ein Rasenmäher, als ein Freischneider, als eine Kappsäge, als eine Tischkreissäge, als eine Bandsäge oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Werkzeugmaschine ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst die Werkzeugmaschine weitere, insbesondere für einen Betrieb der Werkzeugmaschine benötigte, Bauteile. Insbesondere kann die Werkzeugmaschine zumindest eine Energieversorgungseinheit, wie beispielsweise einen Akkumulator, ein Netzkabel o. dgl., ein Werkzeugfutter, ein Gehäuse und/oder weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bauteile umfassen. Vorteilhaft kann eine langlebige, benutzersichere und kostengünstige Werkzeugmaschine bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in einer schematischen Darstellung,
2 eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung mit ungeschaltenen Schaltelementen in einer schematischen Darstellung,
3 die Bremsvorrichtung mit geschaltenen Schaltelementen einer ersten Schalteinheit in der schematischen Darstellung,
4 die Bremsvorrichtung mit geschaltenen Schaltelementen einer zweiten Schalteinheit in der schematischen Darstellung,
5 einen Bremszyklus in einer schematischen Darstellung,
6 einen weiteren Bremszyklus in der schematischen Darstellung und
7 einen Einfluss einer Alternierungsfrequenz auf einen transienten Wärmewiderstand in einer schematischen Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine Werkzeugmaschine 38 in einer schematischen Darstellung. Die Werkzeugmaschine 38 ist als eine Handwerkzeugmaschine ausgebildet. Die Werkzeugmaschine 38 ist als eine Bohrmaschine ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass die Werkzeugmaschine 38 als eine Kreissäge, als eine Stichsäge, als ein Winkelschleifer, als ein Rasenmäher, als ein Freischneider, als eine Kappsäge, als eine Tischkreissäge, als eine Bandsäge o. dgl. ausgebildet ist. Die Werkzeugmaschine 38 weist eine Gehäuseeinheit 40 auf. Die Werkzeugmaschine 38 weist einen Elektromotor 12 auf. Der Elektromotor 12 ist als ein Dreiphasenmotor ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass der Elektromotor 12 als ein Zweiphasenmotor ausgebildet ist. Der Elektromotor 12 ist innerhalb der Gehäuseeinheit 40 angeordnet. Der Elektromotor 12 ist zu einem Antrieb eines Einsatzwerkzeugs 42 der Werkzeugmaschine 38 vorgesehen. Das Einsatzwerkzeug 42 ist als ein Bohrer ausgebildet. Das Einsatzwerkzeug 42 ist teilweise innerhalb eines Werkzeugfutters 44 der Werkzeugmaschine 38 angeordnet. Die Werkzeugmaschine 38 weist eine Bremsvorrichtung 10 für den Elektromotor 12 auf. Die Bremsvorrichtung 10 ist innerhalb der Gehäuseeinheit 40 der Werkzeugmaschine 38 angeordnet.
2 zeigt die Bremsvorrichtung 10 mit ungeschaltenen Schaltelementen 16, 18, 20, 24, 26, 28 in einer schematischen Darstellung. Die Bremsvorrichtung 10 umfasst eine erste Schalteinheit 14. Die erste Schalteinheit 14 weist ein erstes Schaltelement 16 der ersten Schalteinheit 14, ein zweites Schaltelement 18 der ersten Schalteinheit 14 und ein drittes Schaltelement 20 der ersten Schalteinheit 14 auf. Die Bremsvorrichtung 10 umfasst eine zweite Schalteinheit 22. Die zweite Schalteinheit 22 weist ein erstes Schaltelement 24 der zweiten Schalteinheit 22, ein zweites Schaltelement 26 der zweiten Schalteinheit 22 und ein drittes Schaltelement 28 der zweiten Schalteinheit 22 auf. Die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 bilden eine elektrische Brückenschaltung. Die durch die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 gebildete elektrische Brückenschaltung ist als eine B-6-Brücke ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass die durch die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 gebildete elektrische Brückenschaltung als eine H-Brücke ausgebildet ist. Die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 sind zu einer Stromversorgung elektrisch leitend mit dem Elektromotor 12 verbunden. Jedes der Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und jedes der Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 ist jeweils mit einer Phase 32, 34, 36 des Elektromotors 12 elektrisch leitend verbunden. Das erste Schaltelement 16 der ersten Schalteinheit 14 und das erste Schaltelement 24 der zweiten Schalteinheit 22 sind über eine erste elektrische Leitung 46 elektrisch leitend mit einer ersten Phase 32 des Elektromotors 12 verbunden. Das erste Schaltelement 16 der ersten Schalteinheit 14 und das erste Schaltelement 24 der zweiten Schalteinheit 22 sind elektrisch in Reihe geschaltet und bilden ein erstes Schaltelementepaar. Das zweite Schaltelement 18 der ersten Schalteinheit 14 und das zweite Schaltelement 26 der zweiten Schalteinheit 22 sind über eine zweite elektrische Leitung 48 elektrisch leitend mit einer zweiten Phase 34 des Elektromotors 12 verbunden. Das zweite Schaltelement 18 der ersten Schalteinheit 14 und das zweite Schaltelement 26 der zweiten Schalteinheit 22 sind elektrisch in Reihe geschaltet und bilden ein zweites Schaltelementepaar. Das dritte Schaltelement 20 der ersten Schalteinheit 14 und das dritte Schaltelement 28 der zweiten Schalteinheit 22 sind über eine dritte elektrische Leitung 50 elektrisch leitend mit einer dritten Phase 36 des Elektromotors 12 verbunden. Das dritte Schaltelement 20 der ersten Schalteinheit 14 und das dritte Schaltelement 28 der zweiten Schalteinheit 22 sind elektrisch in Reihe geschaltet und bilden ein drittes Schaltelementepaar. Das erste Schaltelementepaar, das zweite Schaltelementepaar und das dritte Schaltelementepaar sind elektrisch parallel zueinander geschaltet.
Die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 sind als Halbleiterschalter ausgebildet. Die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 sind als baugleiche Halbleiterschalter ausgebildet. Die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 sind als Bipolartransistoren ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 als MOSFETs oder als IGBTs ausgebildet sind. Die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 sind zu einer Versorgung des Elektromotors 12 mit elektrischer Energie durch eine Energiequelle 52 schaltbar. Durch eine Schaltung der Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und der Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 ist der Elektromotor 12 elektrisch leitend mit der Energiequelle 52 verbindbar. Die Energiequelle 52 ist als ein Akkumulator ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass die Energiequelle 52 als eine Netzspannungsquelle ausgebildet ist.
Die Bremsvorrichtung 10 weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 30 auf. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist als ein Mikrorechner ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 als ein ASIC ausgebildet ist. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist dazu vorgesehen, zu einer Kurzschlussbremsung des Elektromotors 12 alternierend alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 zu schalten. Die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 sind in einem ungeschaltenen Zustand dargestellt. In dem ungeschaltenen Zustand wird ein elektrischer Stromfluss durch die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 unterbunden. In einem geschaltenen Zustand der Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und der Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 ist ein elektrischer Stromfluss durch die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 möglich. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist über eine vierte elektrische Leitung 54 elektrisch leitend mit einer ersten Gate-Elektrode 56 des ersten elektrischen Schaltelements 16 der ersten Schalteinheit 14 elektrisch leitend verbunden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist über eine fünfte elektrische Leitung 58 elektrisch leitend mit einer zweiten Gate-Elektrode 60 des zweiten elektrischen Schaltelements 18 der ersten Schalteinheit 14 elektrisch leitend verbunden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist über eine sechste elektrische Leitung 62 elektrisch leitend mit einer dritten Gate-Elektrode 64 des dritten elektrischen Schaltelements 20 der ersten Schalteinheit 14 elektrisch leitend verbunden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist über eine siebte elektrische Leitung 66 elektrisch leitend mit einer vierten Gate-Elektrode 68 des ersten elektrischen Schaltelements 24 der zweiten Schalteinheit 22 elektrisch leitend verbunden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist über eine achte elektrische Leitung 70 elektrisch leitend mit einer fünften Gate-Elektrode 72 des zweiten elektrischen Schaltelements 26 der zweiten Schalteinheit 22 elektrisch leitend verbunden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist über eine neunte elektrische Leitung 74 elektrisch leitend mit einer sechsten Gate-Elektrode 76 des dritten elektrischen Schaltelements 28 der zweiten Schalteinheit 22 elektrisch leitend verbunden. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist zu einer Schaltung der Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und der Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 dazu vorgesehen, einen elektrischen Strom an die Gate-Elektroden 56, 60, 64 der Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und an die Gate-Elektroden 68, 72, 76 der Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 anzulegen.
3 zeigt die Bremsvorrichtung 10 mit geschaltenen Schaltelementen 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 in der schematischen Darstellung. Alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 sind durch die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 geschalten. Durch die geschaltenen Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 wird der Elektromotor 12 kurzgeschlossen. Es wirkt eine gegenelektromotorische Kraft, die einen ersten elektrischen Kurzschlussstrom 78 durch die Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 bewirkt. Der Elektromotor 12 wird durch eine Kurzschlussbremsung mittels der ersten Schalteinheit 14 abgebremst. Der in 3 gezeigte Zustand der Bremsvorrichtung 10 entspricht einem ersten Abschnitt 80 eines Bremszyklus. Ein zweiter Abschnitt 82 des Bremszyklus findet zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Kurzschlüssen des Elektromotors 12 statt. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist dazu vorgesehen, die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Kurzschlüssen des Elektromotors 12 in einen ungeschaltenen Zustand der Schalteinheiten 14, 22 zu schalten. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist dazu vorgesehen, zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Kurzschlüssen des Elektromotors 12 alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 in den ungeschaltenen Zustand der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28 zu schalten (vgl. 2). Eine Kommutierung des Elektromotors 12 erfolgt in dem ungeschaltenen Zustand der Schalteinheiten 14, 22 über nicht weiter dargestellte Dioden. Ein elektrischer Stromfluss ist zwischen zwei elektrischen Kurzschlüssen nach der Kommutierung unterbunden. Eine Zeitdauer, in der sich die Schalteinheiten 14, 22 zwischen zwei elektrischen Kurzschlüssen des Elektromotors 12 in dem ungeschaltenen Zustand befinden, ist kürzer als eine Zeitdauer eines elektrischen Kurzschlusses des Elektromotors 12.
4 zeigt die Bremsvorrichtung 10 mit geschaltenen Schaltelementen 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 in der schematischen Darstellung. Alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 sind durch die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 geschalten. Durch die geschaltenen Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 wird der Elektromotor 12 kurzgeschlossen. Es wirkt eine gegenelektromotorische Kraft, die einen zweiten elektrischen Kurzschlussstrom 84 durch die Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 bewirkt. Der Elektromotor 12 wird durch eine Kurzschlussbremsung mittels der zweiten Schalteinheit 22 abgebremst. Der in 4 gezeigte Zustand der Bremsvorrichtung 10 entspricht einem dritten Abschnitt 86 des Bremszyklus. Ein sich an den dritten Abschnitt 86 des Bremszyklus anschließender vierter Abschnitt 88 des Bremszyklus entspricht dem zweiten Abschnitt 82 des Bremszyklus.
5 zeigt den Bremszyklus in einer schematischen Darstellung. Dargestellt ist ein erstes Diagramm 90 mit einer ersten Abszissenachse 92 und einer ersten Ordinatenachse 94. Auf der ersten Abszissenachse 92 ist eine Zeitdauer angetragen. Auf der ersten Ordinatenachse 94 ist ein Schaltzustand der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28 angetragen. Auf einem positiven Teil 96 der ersten Ordinatenachse 94 ist der Schaltzustand der Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 angetragen. Auf einem negativen Teil 98 der ersten Ordinatenachse 94 ist der Schaltzustand der Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 angetragen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist dazu vorgesehen, eine Zeitdauer eines Bremszyklus, während dem die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 den Elektromotor 12 jeweils einmal kurzschließen, einzustellen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist dazu vorgesehen, die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 den Elektromotor 12 während eines Bremszyklus eine gleiche Zeitdauer lang kurzschließen. Eine Zeitdauer des ersten Abschnitts 80 des Bremszyklus, in dem alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 geschalten sind, entspricht einer Zeitdauer des dritten Abschnitts 86 des Bremszyklus, in dem alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 geschalten sind. Eine Zeitdauer des zweiten Abschnitts 82 des Bremszyklus entspricht einer Zeitdauer des vierten Abschnitts 88 des Bremszyklus. Im zweiten Abschnitt 82 des Bremszyklus und im vierten Abschnitt 88 des Bremszyklus befinden sich die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 in dem ungeschaltenen Zustand. Im zweiten Abschnitt 82 des Bremszyklus und im vierten Abschnitt 88 des Bremszyklus schaltet die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 in den ungeschaltenen Zustand.
6 zeigt einen weiteren Bremszyklus in der schematischen Darstellung. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist dazu vorgesehen, die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 den Elektromotor 12 während des weiteren Bremszyklus verschiedene Zeitdauern lang kurzschließen. Eine Zeitdauer des ersten Abschnitts 80 des weiteren Bremszyklus, in dem alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 geschalten sind, ist länger als eine Zeitdauer des dritten Abschnitts 86 des weiteren Bremszyklus, in dem alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 geschalten sind. Die Zeitdauer des ersten Abschnitts 80 des weiteren Bremszyklus, in dem alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 geschalten sind, ist doppelt so lang wie die Zeitdauer des dritten Abschnitts 86 des weiteren Bremszyklus, in dem alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 geschalten sind. Eine Zeitdauer des zweiten Abschnitts 82 des weiteren Bremszyklus entspricht einer Zeitdauer des vierten Abschnitts 88 des weiteren Bremszyklus. Im zweiten Abschnitt 82 des weiteren Bremszyklus und im vierten Abschnitt 88 des weiteren Bremszyklus befinden sich die erste Schalteinheit 14 und die zweite Schalteinheit 22 in dem ungeschaltenen Zustand. Im zweiten Abschnitt 82 des weiteren Bremszyklus und im vierten Abschnitt 88 des weiteren Bremszyklus schaltet die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 in den ungeschaltenen Zustand.
7 zeigt einen Einfluss einer Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse auf einen transienten Wärmewiderstand der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28. Dargestellt ist ein zweites Diagramm 100 mit einer zweiten Abszissenachse 102 und einer zweiten Ordinatenachse 104. Das zweite Diagramm 100 ist doppellogarithmisch ausgebildet. Auf der zweiten Abszissenachse 102 ist eine Schaltungsdauer der Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 bzw. der Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 angetragen. Die Schaltungsdauer der Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 bzw. der Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 entspricht im Wesentlichen einer inversen Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse. Auf der zweiten Ordinatenachse 104 ist der transiente Wärmewiderstand der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28 als ein Wärmewiderstand zwischen Chips und Gehäusen der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28 angetragen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 30 ist dazu vorgesehen, die Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse einzustellen. Der transiente Wärmewiderstand der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28 ist abhängig von der Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse. Je höher die Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse ist, desto niedriger ist der transiente Wärmewiderstand der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28. Der transiente Wärmewiderstand der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28 ist an einem ersten Punkt 106, welcher einer Alternierungsfrequenz von 1 kHz entspricht, höher als ein einem zweiten Punkt 108, welcher einer Alternierungsfrequenz von 10 kHz entspricht. Der transiente Wärmewiderstand der Schaltelemente 16, 18, 20, 24, 26, 28 ist an dem ersten Punkt 106, welcher einer Alternierungsfrequenz von 1 kHz entspricht, doppelt so hoch wie an dem zweiten Punkt 108, welcher einer Alternierungsfrequenz von 10 kHz entspricht.
Im Folgenden wird ein Verfahren zu einem Betrieb der Bremsvorrichtung 10 beschrieben. In zumindest einem Verfahrensschritt werden zu einer Kurzschlussbremsung des Elektromotors 12 alternierend alle Schaltelemente 16, 18, 20 der ersten Schalteinheit 14 und alle Schaltelemente 24, 26, 28 der zweiten Schalteinheit 22 geschalten. Hinsichtlich weiterer Verfahrensschritte des Verfahrens zum Betrieb der Bremsvorrichtung 10 darf auf die vorhergehende Beschreibung der Bremsvorrichtung 10 verwiesen werden, da diese Beschreibung analog auch auf das Verfahren zu lesen ist und somit alle Merkmale hinsichtlich der Bremsvorrichtung 10 auch in Bezug auf das Verfahren zum Betrieb der Bremsvorrichtung 10 als offenbart gelten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014016822 A1 [0001]

Claims

Bremsvorrichtung für einen Elektromotor (12) mit zumindest einer ersten Schalteinheit (14), die zumindest zwei Schaltelemente (16, 18, 20) aufweist, und mit zumindest einer zweiten Schalteinheit (22), die zumindest zwei Schaltelemente (24, 26, 28) aufweist, wobei die erste Schalteinheit (14) und die zweite Schalteinheit (22) zumindest zu einer Stromversorgung elektrisch leitend mit dem Elektromotor (12) verbunden sind, gekennzeichnet durch zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit (30), welche dazu vorgesehen ist, zu einer Kurzschlussbremsung des Elektromotors (12) alternierend alle Schaltelemente (16, 18, 20) der ersten Schalteinheit (14) und alle Schaltelemente (24, 26, 28) der zweiten Schalteinheit (22) zu schalten.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Schaltelemente (16, 18, 20) der ersten Schalteinheit (14) und jedes der Schaltelemente (24, 26, 28) der zweiten Schalteinheit (22) jeweils mit einer Phase (32, 34, 36) des Elektromotors (12) elektrisch leitend verbunden ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (16, 18, 20) der ersten Schalteinheit (14) und die Schaltelemente (24, 26, 28) der zweiten Schalteinheit (22) als Halbleiterschalter ausgebildet sind.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (30) dazu vorgesehen ist, die erste Schalteinheit (14) und die zweite Schalteinheit (22) zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Kurzschlüssen des Elektromotors (12) in einen ungeschaltenen Zustand der Schalteinheiten (14, 22) zu schalten.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (30) dazu vorgesehen ist, eine Alternierungsfrequenz der elektrischen Kurzschlüsse einzustellen.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (30) dazu vorgesehen ist, eine Zeitdauer eines Bremszyklus, während dem die erste Schalteinheit (14) und die zweite Schalteinheit (22) den Elektromotor (12) jeweils einmal kurzschließen, einzustellen.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (30) dazu vorgesehen ist, die erste Schalteinheit (14) und die zweite Schalteinheit (22) derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die erste Schalteinheit (14) und die zweite Schalteinheit (22) den Elektromotor (12) während eines Bremszyklus eine gleiche Zeitdauer lang kurzschließen.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (30) dazu vorgesehen ist, die erste Schalteinheit (14) und die zweite Schalteinheit (22) derart zu steuern und/oder zu regeln, dass die erste Schalteinheit (14) und die zweite Schalteinheit (22) den Elektromotor (12) während eines Bremszyklus verschiedene Zeitdauern lang kurzschließen.
Verfahren zu einem Betrieb einer Bremsvorrichtung, insbesondere einer Bremsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Kurzschlussbremsung eines Elektromotors (12) alternierend alle Schaltelemente (16, 18, 20) einer ersten Schalteinheit (14) und alle Schaltelemente (24, 26, 28) einer zweiten Schalteinheit (22) geschalten werden.
Werkzeugmaschine mit zumindest einem Elektromotor (12) und mit zumindest einer Bremsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.