EP3684556A1 - Machine tool device - Google Patents

Machine tool device

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Publication number
EP3684556A1
EP3684556A1 EP18770014.1A EP18770014A EP3684556A1 EP 3684556 A1 EP3684556 A1 EP 3684556A1 EP 18770014 A EP18770014 A EP 18770014A EP 3684556 A1 EP3684556 A1 EP 3684556A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
machine tool
tool device
drive unit
coupling
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.)
Pending
Application number
EP18770014.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Juergen Wiker
Daniel Dennis
Matthias Schneider
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3684556A1 publication Critical patent/EP3684556A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/02—Construction of casings, bodies or handles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • H02P3/12—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor by short-circuit or resistive braking
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/10—Commutator motors, e.g. repulsion motors
    • H02P25/14—Universal motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • a machine tool device for a machine tool which comprises a machine tool housing, in which a drive unit for driving an output shaft is arranged, which is connected to a tool holder for receiving an associated insert tool.
  • the invention is based on a machine tool device for a machine tool, in particular a portable machine tool, with at least one coupling unit for coupling a machining tool and with at least one drive unit for driving the coupling unit.
  • the machine tool device comprises a recuperation unit which, in at least one deactivated state of the drive unit, provides electrical energy for supplying at least one functional unit from a kinetic energy of at least the coupling unit and in particular additionally the machining tool.
  • a “machine tool device” is to be understood as meaning, in particular, a part, in particular a subassembly, of a machine tool.
  • a machine tool is to be understood here in particular as meaning a machine for machining workpieces.
  • the machine tool can be battery operated or wired.
  • the portable machine tool is designed as an oscillating machine tool with a tool arranged and / or arranged on the oscillating tool, oscillatingly driven, wherein the oscillatingly driven tool can be driven with an oscillation frequency, preferably in a kHz range.
  • the machine tool is designed as an angle grinder.
  • the machine tool can be designed as a battery-powered angle grinder or as a wired angle grinder.
  • the portable machine tool is designed as a drill or impact drill.
  • the portable machine tool is designed as a jigsaw, as a circular saw, as a chain saw, as a grinding machine, as a planing machine, as a garden machine tool, as a saber saw or the like.
  • the machine tool has another, to a professional appear appropriate design, such as an embodiment as a gardening tool, as electric planer, as a chipping hammer or as a multi-functional machine.
  • a “portable power tool” should be understood to mean, in particular, a power tool which can be transported without transport by an operator.
  • the portable power tool in particular has a mass which is less than 40 kg, preferably less than 10 kg and particularly preferably less than 5 kg.
  • a "machining tool” is to be understood here as meaning, in particular, a tool arranged and / or arranged directly or indirectly on the machine tool, which in at least one operating state is at least partially in direct contact with at least one workpiece and processes the workpiece.
  • a “drive unit” is to be understood here as meaning, in particular, a unit which transmits a kinetic energy by means of an energy conversion, in particular a conversion of an electrical energy into a mechanical energy, to a further, in particular mechanical, unit
  • the movement may be a rotational movement, a linear movement, a vibratory movement or a combination of the said movements
  • the drive unit may be an electric motor or a part be formed of an electric motor.
  • a “coupling unit” is to be understood here as meaning, in particular, a unit which is provided for coupling the drive unit and a machining tool arranged on the machine tool, In particular, the coupling unit is provided for transmitting at least two forces and / or torques Units, assemblies and / or elements to allow.
  • recuperation unit is to be understood as meaning, in particular, a unit which is intended for energy recovery, wherein, in particular, a conversion of a passive energy form into an actively used form of energy takes place.
  • the recuperation unit can act as a generator and convert a mechanical energy form into an electrical energy form.
  • the mechanical energy form in particular as kinetic energy in a rotational movement of the motor and / or others, with the
  • An "actively used form of energy” is to be understood here as meaning, in particular, an energy form which can be used by units of the machine tool device, preferably by a functional unit a deactivated state of the drive unit is present, wherein a particular external, in particular electrical, power supply to the drive unit, in particular by an electrical AC power supply, an AC or DC power source, an AC or DC power source, for example by means of batteries and / or batteries, is interrupted.
  • An “energy recovery” is to be understood as meaning, in particular, a process in which a form of energy that is not actively used is converted into an actively usable form of energy is Energyzufarlos, with no active electrical energy flow, in particular from an AC power supply or other electrical energy source to a power supply of the drive unit and at the same time a functional unit at least over a period of time, from which the functional unit is in such a power supply state, so no active Function of the functional unit, in particular no braking function, is executable.
  • the drive unit in the deactivated state performs a continuously slowing motion, wherein a conversion of the kinetic energy, in particular the drive unit, takes place in a different form of energy.
  • a “functional unit” is to be understood here as meaning, in particular, a unit which provides at least one function for the machine tool, in particular the machine tool device, and which, in particular, may be part of the machine tool device.
  • “provided” is intended to be understood in particular specially programmed, specially designed and / or specially equipped.
  • the configuration of the machine tool device according to the invention advantageously makes it possible to provide a network-autonomous braking function independently of an energy supply of a functional unit which provides the braking function.
  • the machine tool device comprises the functional unit, which provides at least one function in the deactivated state of the drive unit.
  • the functional unit can be functional, in particular in the deactivated state, in that the functional unit provides functions for the machine tool.
  • the functional unit can have a plurality of units, which in particular can execute a respective function. As a result, functions can be performed both in the activated and preferably in the deactivated state of the drive unit.
  • functions can be provided exclusively for the deactivated state. It is further proposed that the function is a security function and / or a comfort function.
  • the safety function is in particular intended to prevent an operator, the machine tool, a machine tool component, the machining tool arranged on the machine tool, objects and / or persons located in the immediate vicinity from damage by the machine tool and / or by the machine tool. nenkomponente and / or by the machining tool to preserve and / or protect.
  • the security function can have an emergency shutdown function, a changeover function, a temperature safety function, a machining tool safety function and / or another safety function that appears appropriate to the person skilled in the art.
  • the comfort function is intended to enable a comfortable and / or time-saving and / or power-saving operation of the machine tool, in particular during a braking and / or a start-up procedure.
  • the safety function and / or the comfort function provides a braking function, which in particular brakes the coupling unit and / or the machining tool at least in the deactivated state.
  • the reliability of the machine tool can advantageously be improved and / or a particularly convenient operation of the machine tool can be made possible.
  • the operator can be protected particularly advantageously from injuries by the machine tool and / or the machining tool arranged on the machine tool.
  • a protection can be advantageously ensured even if a power supply to the machine tool device and / or the machine tool is interrupted.
  • the functional unit comprises a brake unit for braking at least the coupling unit and / or the machining tool.
  • the brake unit is provided for performing a braking operation, in which at least one deceleration of the coupling unit and / or the machining tool takes place relative to a machine tool housing.
  • the drive unit and / or the recuperation unit can be braked relative to the machine tool housing.
  • the brake unit and the coupling unit may be formed at least partially in one piece.
  • two units are designed "at least partially in one piece" is to be understood in particular to mean that the units have at least one element which is a component, in particular a functionally important component, of both units and in particular the drive unit can be made by converting the kinetic energy of the coupling unit and / or the machining tool and in particular the drive unit into an electrical energy and then into a thermal energy, wherein the heat energy by internal resistances of electrical lines and / or electrical components of the machine tool device, in particular the drive - And / or the coupling and / or the recuperation and / or braking unit, can be generated and discharged to an environment as a current heat loss.
  • the coupling unit and / or the machining tool can thereby be selectively braked.
  • control unit for at least partially automatic control and / or regulation of an adaptable braking function of the brake unit.
  • a "control unit” is to be understood as meaning in particular a unit having at least one control electronics.
  • Control electronics are to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit.
  • at least the braking function of the brake unit by means of a control and / or a control unit is automatically adjustable.
  • the coupling unit and / or the machining tool can be braked down to an approximately complete standstill of the coupling unit and / or of the machining tool, wherein the kinetic energy of the coupling unit and / or the machining tool is at least substantially completely converted into another energy form.
  • the coupling unit and / or the machining tool can be temporarily slowed down by braking pulses.
  • the braking function has a uniform, continuous course.
  • the drive unit and the brake unit are at least partially formed integrally with each other.
  • costs can advantageously be reduced by using common components.
  • this can be done particularly efficient braking.
  • the brake unit, the coupling unit and the drive unit may be at least partially formed integrally with each other.
  • the drive unit and the recuperation unit are at least partially formed integrally with each other.
  • the brake unit, the coupling unit, the drive unit and the recuperation unit can be formed at least partially in one piece with one another. This can advantageously be achieved by using common components cost reduction. Furthermore, the maintenance effort can be reduced by a smaller number of components installed. In addition, in particular a compact size can be realized.
  • recuperation unit takes place independently of an external energy supply.
  • recuperation unit may be at least part of the electric motor.
  • the drive unit can be in an activated state
  • the recuperation unit can be automatically activated, in particular in the generator mode, wherein the recuperation unit can generate electrical energy in the form of a direct current.
  • at least one function of the recuperation unit can be carried out without an external power supply, in particular without an external power supply.
  • the function of the recuperation unit is in particular intended to supply a unit with the electrical energy.
  • the recuperation unit provides the electrical energy of at least the control unit for controlling the brake function. This allows an increased reliability and / or a particularly convenient operation of the machine tool can be achieved.
  • the machine tool device comprises a control unit for determining a loss of the external power supply.
  • the control unit may be at least partially formed integrally with the control unit.
  • the control unit has the control unit.
  • the control unit is designed as a separate unit of the tool device and can have one or more components.
  • the components of the control unit may in particular be multifunctional. In particular, “multifunctional" is to be understood as meaning that more than one function can be executed by a component and / or an element and / or a unit.
  • the control unit can transmit a control signal to the control unit or directly to another unit.
  • the machine tool device comprises a switching unit which leads to a phase control, to a switching between an AC and a DC operation and is provided as a main switch.
  • the switching unit may be at least partially formed integrally with the control unit and / or the control unit.
  • the switching unit fulfills in particular a triple function.
  • the switching unit regulates in particular a power consumption of the drive unit during the AC operation, in particular of the electric motor, by the phase control by means of an adaptation of an effective supply voltage, which is provided for driving the electric motor.
  • the switching unit can effect a switching between the AC operation, in particular when the machine tool is supplied from the AC power supply network, and between the DC operation.
  • the drive unit and / or the recuperation unit preferably operate / operate as a direct current generator during the DC operation.
  • the generated direct current for supplying the control unit and / or the switching unit and / or the control unit and / or other units of the tool device with the electrical energy, in particular for providing the braking function, is provided.
  • the switching unit in particular provides a function of a main switch.
  • the switching unit as
  • Main switch interrupts in particular the supply of the drive unit with the electrical energy.
  • the switching unit replaces a main mechanical switch of the machine tool.
  • the switching unit may comprise one or more electronic components, preferably semiconductor components, in particular triacs.
  • the switching unit consists of two Tris acs.
  • the machine tool device comprises a current sensor unit which is provided for measuring a motor current in at least one activated state of the drive unit, for measuring a brake current in at least one deactivated state of the drive unit and for diagnosing the switching unit.
  • An "activated state of the drive unit” should be understood here to mean in particular an operating state of the drive unit in which a power supply for the drive unit over a period of at least one microsecond, preferably one millisecond at least substantially via an external power supply, in particular from an AC power supply network
  • An “activated state of the drive unit” should be understood here to mean, in particular, an operating state of the drive unit in which the drive unit is supplied with electrical energy, an active electrical energy flow, in particular from an AC power supply or another electrical energy source, to a power supply of the Drive unit and at the same time a functional unit at least over a period of time takes place from which the functional unit is in such an energy-supplied state, so that an acti Function of the functional unit, in particular a brake function, is executable.
  • the current sensor unit detects the motor current or a characteristic variable correlated with the motor current, which parameter can be transmitted to the control unit in particular.
  • the current sensor unit may be formed as part of the control unit.
  • the current sensor unit can perform a semiconductor diagnosis, in particular of the electronic switch.
  • state parameters of the triacs can be detected.
  • the current sensor unit can perform a semiconductor diagnosis, in particular of the electronic switch.
  • state parameters of the triacs can be detected.
  • Current sensor unit in AC operation in series with the drive unit, in particular with an armature terminal of the electric motor and a terminal, in particular a neutral terminal connected to the AC power supply network.
  • the current sensor unit detects a braking current which can be generated by the drive unit, in particular by the recuperation unit, preferably from the kinetic energy of the electric motor.
  • the current sensor unit is in series, in particular with the armature connection of the electric motor and the field windings of the electric motor.
  • the machine tool device has a voltage converter unit which in at least one activated state of the drive unit with an electrical energy of an external AC power supply network and which in the deactivated state of the drive unit can be supplied with electrical energy by the recuperation unit.
  • the voltage converter unit is designed as a negative voltage regulator, which preferably operates according to the flyback converter principle.
  • the voltage converter unit is provided for negative regulation of an output voltage and for providing electrical energy, in particular for a functional unit.
  • the voltage regulator generates an isolated auxiliary voltage for supplying individual electronic components.
  • the voltage converter unit is designed as a non-isolated voltage converter unit.
  • a method for operating a machine tool device with a coupling unit for coupling a machining tool and a drive unit to a drive of the coupling unit is proposed, wherein in at least one deactivated state of the drive unit, an electrical energy for supplying at least one functional unit from a kinetic energy of at least the coupling unit provided.
  • the machine tool device according to the invention and the method for operating the machine tool device should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the machine tool device according to the invention and the method for operating the machine tool device for fulfilling a mode of operation described herein may have a number deviating from a number of individual elements, components and units mentioned herein.
  • values lying within the stated limits are also to be disclosed as disclosed and used as desired.
  • FIG. 1 shows a portable machine tool with a machine tool device in a schematic view
  • FIG. 2 is a schematic representation of the machine tool device with a brake electronics
  • FIG. 3 shows the machine tool device with a voltage converter unit and its input-side circuit
  • FIG. 1 shows a portable machine tool 10 with at least one machine tool device 12.
  • the machine tool 10 is designed as an angle grinder.
  • a machining tool 14 is arranged on the machine tool 10.
  • the machining tool 14 is designed as a separating or grinding wheel 28.
  • the machine tool 10 has a machine tool housing 20.
  • the machine tool 10 comprises a drive unit 16, which drives the machining tool 14 in at least one operating state.
  • the drive unit 16 is at least partially disposed in the machine tool housing 20.
  • the drive unit 16 is provided to rotate the machining tool 14 via a coupling unit 18 of the machine tool device 12.
  • the drive unit 16 is designed as an electric motor 26, in particular as a universal electric motor.
  • the coupling unit 18 is at least partially disposed in the machine tool housing 20.
  • the drive unit 16 and the coupling unit 18 are formed at least partially in one piece.
  • the machine tool device 12 has a recuperation unit 24.
  • the recuperation unit 24 is provided to provide an electrical energy in a deactivated state of the drive unit 16, wherein the electrical energy from a kinetic energy of at least the coupling unit 18 and the machining tool 14 for supplying a functional unit 36 of the machine tool device 12 can be generated.
  • the kinetic energy is stored in movable components of the coupling unit 18 and / or the electric motor 26 and / or in the case of a machine tool 10 designed as an angle grinder also in the separating or grinding wheel 28 in the form of movement.
  • the recuperation unit 24 and the electric motor 26 are partially formed in one piece.
  • the recuperation unit 24 comprises a
  • Armature 30 and field windings 32, 34 Part of the kinetic energy is contained in a rotating part of the electric motor 26, namely the armature 30.
  • a generation of electrical energy by means of the recuperation unit 24 is independent of an external power supply, in particular an external power supply, by a connection in particular to an AC power grid 90.
  • an external power supply in particular an external power supply
  • the recuperation unit 24 In case of interruption of the external power supply by intentionally turning off the machine tool 10, by pulling a power plug or by a power supply failure, the recuperation unit 24, the electrical energy for the functional unit 36 to
  • the functional unit 36 supplied with the electrical energy provides at least one function, namely a safety function.
  • the safety function includes a braking function, by which the coupling unit 18 and the processing tool 14 are braked.
  • the functional unit 36 comprises a brake unit 38.
  • the brake unit 38 and the drive unit 16 are at least partially formed integrally with one another.
  • the brake unit 38 is provided for braking at least the coupling unit 18 and the machining tool 14.
  • the brake unit 38 is also also for braking the drive unit 16, in particular of the armature 30 of the electric motor 26, is provided.
  • the brake unit 38 comprises all electrical lines and resistive components in an electrical circuit, which are traversed in a DC operation of a braking current and generate a Joule heat.
  • Brake unit 38, the drive unit 16, the recuperation unit 24 and the functional unit 36 are at least partially formed integrally with each other.
  • the functional unit 36 comprises a control unit 44 for at least partially automatic control and / or regulation of the adaptable braking function of the brake unit 38.
  • the control unit 44 has a control unit 40.
  • the control unit 40 is provided for detecting a loss of the external power supply.
  • the machine tool device 12 has a switching unit 42 (see FIG.
  • the switching unit 42 is part of the control unit 44.
  • the switching unit 42 comprises two semiconductor elements 92, 94.
  • the semiconductor elements 92, 94 are formed as triacs 46, 48.
  • the switching unit 42 adjusts a power consumption of the electric motor 26 by means of a phase control.
  • an effective voltage applied to the electric motor 26 is adaptable.
  • the function of the phase control can be realized only with a triac, the other triac is in an ignited state.
  • the switching unit 42 is provided to switch between an AC operation and the DC operation. Switching takes place after the control unit 40 has transmitted a signal to the control unit 44.
  • the control unit 44 transmits a control signal to the switching unit 42.
  • the switching unit 42 switches the machine tool device 12 from the AC operation in the DC operation. Furthermore, the switching unit 42 is formed as a main switch for the machine tool 10, which can be dispensed with further semiconductor elements. The switching unit 42 replaces a main mechanical switch which disconnects the machine tool 10 from an external power supply. The switching unit 42 performs all three functions of the phase control, the switching and the main switch simultaneously.
  • the machine tool device 12 has a current sensor unit 50 (see FIG.
  • the current sensor unit 50 is part of the control unit 44.
  • the current sensor unit 50 performs at least a triple function. In AC operation, the current sensor unit 50 measures a motor current which flows through the
  • Electric motor 26 flows.
  • a motor current quantity indicates a power consumption and thus also a power of the electric motor 26 made available.
  • the current sensor unit 50 transmits the motor current quantity to the control unit 44
  • the current sensor unit 50 measures a braking current.
  • a braking current quantity is correlated with the electrical energy obtained from the kinetic energy of the coupling unit 18 and / or the drive unit 16.
  • the current sensor unit 50 performs a semiconductor diagnosis of the semiconductor component of the switching unit 42, in particular of the triacs 46, 48.
  • Current sensor unit 50 transmits a respective signal for further processing to the control unit 44 (see FIG. In AC operation, the current sensor unit 50 is connected to the second terminal in series with the switching unit 42.
  • the current flows from the first power supply 56 to a first armature terminal 52 of the electric motor 26.
  • a second armature terminal 54 is connected to a first terminal of the current sensor unit 50 , A second port of the
  • Current sensor unit 50 is connected to a first terminal of the switching unit 42 with a first triac 46 of the switching unit 42. The current then passes through field windings 32, 34 of the electric motor 26 to a second triac 48 of the switching unit 42. The second terminal of the switching unit 42 is connected to the second mains connection 58.
  • the power supply of the machine tool device 12 is performed by the recuperation unit 24, wherein the electric motor 26 operates as a DC generator.
  • a braking current flows from the first armature terminal 52 of the electric motor 26 via a line 62 to the MOSFET 60.
  • the MOSFET 60 is provided for a control of the braking current, wherein the MOSFET 60 by means of a control voltage affects a braking current flow.
  • the braking current continues to flow via a line 64 to a first further triac 66 and passes via the field windings 32, 34 to a second further triac 68.
  • the second further triac 68 is connected to the second terminal of the current sensor unit 50.
  • the first further and second further triac 66, 68 are provided to make a braking circuit conductive by their positioning in the brake circuit.
  • the further triacs 66, 68 shield the brake circuit during AC operation.
  • the current sensor unit 50 is connected to the second connection to the second armature connection 54 of the electric motor 26.
  • the recuperation unit 24 is disconnected from the brake circuit.
  • the braking current is produced after the MOSFET 60 is switched off due to a self-induction, wherein a magnetic field of the field windings 32, 34 supplies energy for an induction voltage.
  • the braking current flows from the field windings 32, 34 via the second further triac 68 to the second terminal of the
  • Field windings 32, 34 Internal resistances of the braking circuit, for example a wire internal resistance of the lines and the field windings 32, 34 of the electric motor 26, put both in the conductive state and in the non-conductive state of the MOSFET 60, the electrical energy into heat.
  • the control unit 44 controls and controls by applying a suitable gate voltage the MOSFET 60 and thus switches the conductive and non-conductive states of the MOSFET 60th
  • the MOSFET 60 as a braking current limiting element is useful by other active semiconductor elements, for example by IGBT, or others the skilled appearing current limiting elements replaceable.
  • FIG. 3 shows an input-side wiring of a voltage converter unit 72 of the machine tool device 12.
  • the machine tool device 12 has the voltage converter unit 72.
  • the voltage conversion unit 72 includes a negative voltage regulator 96.
  • the works Voltage regulator 96 according to the flyback converter principle.
  • the voltage regulator 96 is not isolated and has a negative regulated voltage output.
  • the input-side supply of the voltage regulator 96 takes place via a negative half-wave of an AC voltage in AC operation and a negative DC voltage in DC operation. In particular, the generated
  • Voltage regulator 96 an isolated auxiliary voltage to a supply and / or to a control of the MOSFET 60th
  • the voltage converter unit 72 is provided to supply the functional unit 36 and in particular the control unit 44 with electrical energy.
  • Voltage conversion unit 72 provides a suitable operating voltage for functional unit 36.
  • the voltage converter unit 72 can be supplied with a direct current both by the external power supply in AC operation from the AC power supply network 90 and in DC operation.
  • the first power connection 56 is provided as a first reference point and the second power connection 58 is provided as a second reference point with a sufficient potential difference for a connection of the voltage conversion unit 72 to the electrical power supply.
  • the second reference point in the form of a negative potential can be realized.
  • the negative potential arises at the first armature connection 52 of the electric motor 26.
  • the first reference point is created by a direct connection of the second armature connection 54 of the electric motor 26 with the first one
  • the voltage conversion unit 72 is connected to two reference points with a sufficiently large potential difference.
  • the electric motor 26 and / or the recuperation unit 24 generate / generate the sufficiently large potential difference between the first and second reference points in the absence of an external power supply.
  • the voltage converter unit 72 has two diodes 86, 88.
  • the diodes 86, 88 are provided to connect the voltage conversion unit 72 to a negative potential.
  • the diode 86 connects the voltage converter unit 72 to the second mains connection 58 an electrical line 82 ago.
  • the diode 88 in DC operation, the second reference point is connected to the negative potential at the first armature terminal 52 through a line 84. It is also conceivable to replace the diodes 86, 88 with other electronic components, which are basically suitable for logical circuits.
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method for operating a machine tool device 12.
  • the method comprises at least a first method step 74, in which an interruption of an external energy supply of the machine tool device 12 is detected by means of the control unit 40.
  • the interruption of the external power supply may be accomplished by manually turning off the machine tool 10 or disconnecting the machine tool 10 electrical connection from the external AC power supply 90, such as pulling a plug or severing a power cable of the machine tool 10, or collapse of the external AC power supply 90 , respectively.
  • the method comprises at least a second method step 76, in which a switching process between an alternating current operation and a
  • DC operation of the machine tool device 12 is performed. Furthermore, a continuous supply of electrical energy of the machine tool device 12 and the control unit 44 by means of the voltage converter unit 72 is ensured.
  • the electrical energy is generated from a kinetic energy of the coupling unit 18 and / or the drive unit 16 and / or the machining tool 14 of the machine tool device 12 by means of a recuperation unit 24.
  • the method comprises at least a third method step 78, in which a braking function of the brake unit 38 is activated by the control unit 44.
  • the brake function is initiated by the control unit 44 as soon as a signal of the control unit 40 is transmitted to the control unit 44 and the switching process is initiated.
  • the kinetic energy of the drive unit 16 and / or coupling unit 18 is converted into electrical energy and emitted to an environment in the form of a heat development on electrical resistors, electrical lines, electrical components and / or on other electronic components of the machine tool device 12. In this way, a braking effect, in particular of a machining tool 14 arranged on the coupling unit 18, is achieved.

Abstract

The invention relates to a machine tool device (12) for a machine tool (10), in particular a portable machine tool (10), having at least one coupling unit (18) for coupling a machining tool (14) and at least one drive unit (16) for driving the coupling unit (18). According to the invention, the machine tool device (12) comprises a recuperation unit (24) which provides in at least one deactivated state of the drive unit (16) electrical energy for supplying at least one functional unit (36) from a kinetic energy of at least the coupling unit (18).

Description

Beschreibung  description
Werkzeugmaschinenvorrichtung Stand der Technik Machine tool device prior art
Aus der DE 10 2012 211 580 AI ist bereits eine Werkzeugmaschinenvorrichtung für eine Werkzeugmaschine bekannt, welche ein Werkzeugmaschinengehäuse umfasst, in dem eine Antriebseinheit zum Antrieb einer Abtriebswelle angeordnet ist, die mit einer Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines zugeordneten Einsatz- Werkzeugs verbunden ist. From DE 10 2012 211 580 Al a machine tool device for a machine tool is already known, which comprises a machine tool housing, in which a drive unit for driving an output shaft is arranged, which is connected to a tool holder for receiving an associated insert tool.
Offenbarung der Erfindung Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschinenvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine tragbare Werkzeugmaschine, mit zumindest einer Ankopplungseinheit zu einer Ankopplung eines Bearbeitungswerkzeugs und mit zumindest einer Antriebseinheit zu einem Antrieb der Ankopplungseinheit. The invention is based on a machine tool device for a machine tool, in particular a portable machine tool, with at least one coupling unit for coupling a machining tool and with at least one drive unit for driving the coupling unit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugmaschinenvorrichtung eine Rekupera- tionseinheit umfasst, welche in zumindest einem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit eine elektrische Energie zur Versorgung zumindest einer Funktionseinheit aus einer kinetischen Energie zumindest der Ankopplungseinheit und ins- besondere zusätzlich des Bearbeitungswerkzeugs bereitstellt. It is proposed that the machine tool device comprises a recuperation unit which, in at least one deactivated state of the drive unit, provides electrical energy for supplying at least one functional unit from a kinetic energy of at least the coupling unit and in particular additionally the machining tool.
Unter einer„Werkzeugmaschinenvorrichtung" soll insbesondere ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, einer Werkzeugmaschine verstanden werden. Unter einer„Werkzeugmaschine" soll hier insbesondere eine Maschine zu einer Bearbeitung von Werkstücken verstanden werden. Die Werkzeugmaschine kann akkubetrieben oder kabelgebunden ausgebildet sein. Insbesondere ist die tragbare Werkzeugmaschine als Oszillationswerkzeugmaschine mit einem an der Oszillationswerkzeugmaschine angeordneten und/oder anordenbaren, oszillierend angetriebenen Werkzeug ausgebildet, wobei das oszillierend angetriebene Werkzeug mit einer Oszillationsfrequenz, vorzugsweise in einem kHz-Bereich, angetrieben werden kann. Besonders bevorzugt ist die Werkzeugmaschine als Winkelschleifmaschine ausgebildet. Die Werkzeugmaschine kann als akkubetriebene Winkelschleifmaschine oder als kabelgebundene Winkelschleifmaschine ausgebildet sein. In einer alternativen Ausgestaltung ist die tragbare Werkzeug- maschine als Bohrmaschine oder als Schlagbohrmaschine ausgebildet. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist die tragbare Werkzeugmaschine als Stichsäge, als Kreissäge, als Kettensäge, als Schleifmaschine, als Hobelmaschine, als Gartenwerkzeugmaschine, als Säbelsäge oder dergleichen ausgebildet. Es ist jedoch denkbar, dass die Werkzeugmaschine eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung aufweist, wie beispielsweise eine Ausgestaltung als Gartengerät, als Elektrohobel, als Meißelhammer oder als Multi- funktionsmaschine. Unter einer„tragbaren Werkzeugmaschine" soll insbesondere eine Werkzeugmaschine verstanden werden, welche von einem Bediener transportmaschinenlos transportiert werden kann. Die tragbare Werkzeugma- schine weist insbesondere eine Masse auf, die kleiner ist als 40 kg, bevorzugt kleiner als 10 kg und besonders bevorzugt kleiner als 5 kg. Unter einem„Bearbeitungswerkzeug" soll hier insbesondere ein mittelbar oder unmittelbar an der Werkzeugmaschine angeordnetes und/oder anordenbares Werkzeug verstanden werden, welches in zumindest einem Betriebszustand zumindest teilweise in ei- nem direkten Kontakt mit wenigstens einem Werkstück steht und das Werkstück bearbeitet. A "machine tool device" is to be understood as meaning, in particular, a part, in particular a subassembly, of a machine tool. "A machine tool" is to be understood here in particular as meaning a machine for machining workpieces. The machine tool can be battery operated or wired. In particular, the portable machine tool is designed as an oscillating machine tool with a tool arranged and / or arranged on the oscillating tool, oscillatingly driven, wherein the oscillatingly driven tool can be driven with an oscillation frequency, preferably in a kHz range. Particularly preferably, the machine tool is designed as an angle grinder. The machine tool can be designed as a battery-powered angle grinder or as a wired angle grinder. In an alternative embodiment, the portable machine tool is designed as a drill or impact drill. In a further possible embodiment, the portable machine tool is designed as a jigsaw, as a circular saw, as a chain saw, as a grinding machine, as a planing machine, as a garden machine tool, as a saber saw or the like. However, it is conceivable that the machine tool has another, to a professional appear appropriate design, such as an embodiment as a gardening tool, as electric planer, as a chipping hammer or as a multi-functional machine. A "portable power tool" should be understood to mean, in particular, a power tool which can be transported without transport by an operator.The portable power tool in particular has a mass which is less than 40 kg, preferably less than 10 kg and particularly preferably less than 5 kg. A "machining tool" is to be understood here as meaning, in particular, a tool arranged and / or arranged directly or indirectly on the machine tool, which in at least one operating state is at least partially in direct contact with at least one workpiece and processes the workpiece.
Unter einer„Antriebseinheit" soll hier insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche eine Bewegungsenergie mittels einer Energieumformung, insbeson- dere einer Umformung einer elektrischen Energie in eine mechanische Energie, an eine weitere, insbesondere mechanische, Einheit überträgt. Die weitere Einheit kann dabei angetrieben werden und insbesondere in eine Bewegung versetzt werden. Die Bewegung kann insbesondere eine Rotationsbewegung, eine Linearbewegung, eine Schwingungsbewegung oder eine Kombination aus den genannten Bewegungen sein. Die Antriebseinheit kann als Elektromotor oder Teil eines Elektromotors ausgebildet sein. Unter einer„Ankopplungseinheit" soll hier insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, die Antriebseinheit und ein an der Werkzeugmaschine angeordnetes Bearbeitungswerkzeug miteinander zu koppeln. Insbesondere ist die Ankopplungseinheit dazu vorgesehen, eine Übertragung einer Kraft und/oder eines Drehmoments zwischen zumindest zwei Einheiten, Baugruppen und/oder Elementen zu ermöglichen. A "drive unit" is to be understood here as meaning, in particular, a unit which transmits a kinetic energy by means of an energy conversion, in particular a conversion of an electrical energy into a mechanical energy, to a further, in particular mechanical, unit In particular, the movement may be a rotational movement, a linear movement, a vibratory movement or a combination of the said movements The drive unit may be an electric motor or a part be formed of an electric motor. A "coupling unit" is to be understood here as meaning, in particular, a unit which is provided for coupling the drive unit and a machining tool arranged on the machine tool, In particular, the coupling unit is provided for transmitting at least two forces and / or torques Units, assemblies and / or elements to allow.
Unter einer„Rekuperationseinhei soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Energierückgewinnung vorgesehen ist, wobei insbesondere eine Umwandlung einer passiven Energieform in eine aktiv genutzte Energieform erfolgt. Insbesondere kann die Rekuperationseinheit als Generator fungieren und eine mechanische Energieform in eine elektrische Energieform umwandeln. Dabei kann die mechanische Energieform insbesondere als kinetische Energie in einer Rotationsbewegung des Motors und/oder von anderen, mit demA "recuperation unit" is to be understood as meaning, in particular, a unit which is intended for energy recovery, wherein, in particular, a conversion of a passive energy form into an actively used form of energy takes place. In particular, the recuperation unit can act as a generator and convert a mechanical energy form into an electrical energy form. In this case, the mechanical energy form, in particular as kinetic energy in a rotational movement of the motor and / or others, with the
Motor verbundenen, beweglichen Elementen gespeichert sein. Unter einer„aktiv genutzten Energieform" soll hier insbesondere eine Energieform verstanden werden, welche durch Einheiten der Werkzeugmaschinenvorrichtung, vorzugsweise durch eine Funktionseinheit, genutzt werden kann. Unter einer„passiven Ener- gieform" soll hier insbesondere eine Energieform der Antriebseinheit verstanden werden, welche in einem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit vorhanden ist, wobei eine insbesondere externe, insbesondere elektrische, Energieversorgung der Antriebseinheit, insbesondere durch ein elektrisches Wechselstromversorgungsnetz, eine Wechsel- oder Gleichspannungsquelle, eine Wechsel- oder Gleichstromquelle, beispielsweise mittels Akkus und/oder Batterien, unterbrochen ist. Unter einer„Energierückgewinnung" soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, bei welchem eine nicht aktiv genutzte Energieform zu einer aktiv nutzbaren Energieform umgewandelt wird. Unter einem„deaktivierten Zustand der Antriebseinhei soll hier insbesondere ein Betriebszustand der Antriebsein- heit verstanden werden, in welchem die Antriebseinheit energiezufuhrlos ist, wobei kein aktiver elektrischer Energiefluss insbesondere aus einem Wechselstromversorgungsnetz oder einer anderen elektrischen Energiequelle zu einer Energieversorgung der Antriebseinheit und gleichzeitig einer Funktionseinheit mindestens über eine Zeitdauer erfolgt, ab welcher sich die Funktionseinheit in einem derartigen energiezufuhrlosen Zustand befindet, sodass keine aktive Funktion der Funktionseinheit, insbesondere keine Bremsfunktion, ausführbar ist. Insbesondere vollführt die Antriebseinheit im deaktivierten Zustand eine sich kontinuierlich verlangsamende Bewegung, wobei eine Umwandlung der kinetischen Energie, insbesondere der Antriebseinheit, in eine andere Energieform erfolgt. Engine connected, moving elements stored. An "actively used form of energy" is to be understood here as meaning, in particular, an energy form which can be used by units of the machine tool device, preferably by a functional unit a deactivated state of the drive unit is present, wherein a particular external, in particular electrical, power supply to the drive unit, in particular by an electrical AC power supply, an AC or DC power source, an AC or DC power source, for example by means of batteries and / or batteries, is interrupted. An "energy recovery" is to be understood as meaning, in particular, a process in which a form of energy that is not actively used is converted into an actively usable form of energy is Energiezufuhrlos, with no active electrical energy flow, in particular from an AC power supply or other electrical energy source to a power supply of the drive unit and at the same time a functional unit at least over a period of time, from which the functional unit is in such a power supply state, so no active Function of the functional unit, in particular no braking function, is executable. In particular, the drive unit in the deactivated state performs a continuously slowing motion, wherein a conversion of the kinetic energy, in particular the drive unit, takes place in a different form of energy.
Unter einer„Funktionseinheit' soll hier insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zumindest eine Funktion für die Werkzeugmaschine, insbesondere die Werkzeugmaschinenvorrichtung, bereitstellt und welche insbesondere Teil der Werkzeugmaschinenvorrichtung sein kann. Unter„vorgesehen" soll ins- besondere speziell programmiert, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. A "functional unit" is to be understood here as meaning, in particular, a unit which provides at least one function for the machine tool, in particular the machine tool device, and which, in particular, may be part of the machine tool device. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, specially designed and / or specially equipped.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Werkzeugmaschinenvorrichtung kann vorteilhaft eine netzautonome Bremsfunktion unabhängig von einer Ener- gieversorgung einer Funktionseinheit bereitgestellt werden, welche die Bremsfunktion bereitstellt. Vorteilhaft werden bei einer Bereitstellung der netzautonomen Bremsfunktion, insbesondere unabhängig von einer externen elektrischen Energieversorgung, multifunktionale elektronische Komponenten eingesetzt. Vorteilhaft umfasst die Werkzeugmaschinenvorrichtung die Funktionseinheit, welche in dem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit wenigstens eine Funktion bereitstellt. Die Funktionseinheit kann insbesondere im deaktivierten Zustand funktionsfähig sein, indem die Funktionseinheit Funktionen für die Werkzeugmaschine bereitstellt. Insbesondere kann die Funktionseinheit mehrere Einheiten aufweisen, welche insbesondere eine jeweilige Funktion ausführen können. Hierdurch können Funktionen sowohl im aktivierten als auch vorzugsweise im deaktivierten Zustand der Antriebseinheit ausgeführt werden. Insbesondere können Funktionen ausschließlich für den deaktivierten Zustand bereitgestellt werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Funktion eine Sicherungsfunktion und/oder eine Komfortfunktion ist. Die Sicherungsfunktion ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Bediener, die Werkzeugmaschine, eine Werkzeugmaschinenkomponente, das an der Werkzeugmaschine angeordnete Bearbeitungswerkzeug, in einer unmittelbaren Umgebung befindliche Gegenstände und/oder Personen vor Schäden durch die Werkzeugmaschine und/oder durch die Werkzeugmaschi- nenkomponente und/oder durch das Bearbeitungswerkzeug zu bewahren und/oder zu schützen. Insbesondere kann die Sicherungsfunktion eine Notabschaltungsfunktion, eine Umschaltfunktion, eine Temperatursicherungsfunktion, eine Bearbeitungswerkzeugsicherungsfunktion und/oder eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Sicherungsfunktion aufweisen. Die Komfortfunktion ist dazu vorgesehen, eine komfortable und/oder zeitsparende und/oder kraftsparende Bedienung der Werkzeugmaschine, insbesondere bei einem Brems- und/oder einem Anlaufvorgang, zu ermöglichen. Besonders bevorzugt stellt die Sicherungsfunktion und/oder die Komfortfunktion eine Bremsfunktion bereit, welche insbesondere die Ankopplungseinheit und/oder das Bearbeitungswerkzeug zumindest im deaktivierten Zustand bremst. Hierdurch kann vorteilhaft die Betriebssicherheit der Werkzeugmaschine verbessert erhöht und/oder eine besonders komfortable Bedienung der Werkzeugmaschine ermöglicht werden. Insbesondere kann der Bediener vor Verletzungen durch die Werkzeugmaschine und/oder das an der Werkzeugmaschine angeordnete Bearbeitungswerkzeug besonders vorteilhaft geschützt werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein Schutz auch dann gewährleistet werden, wenn eine Energieversorgung der Werkzeugmaschinenvorrichtung und/oder der Werkzeugmaschine unterbrochen ist. Insbesondere kann vorteilhaft eine Arbeitszeitersparnis und/oder ein verringerter Kraft- aufwand und eine komfortable Bedienung beim Bedienen der Werkzeugmaschine durch den Bediener erzielt werden. The configuration of the machine tool device according to the invention advantageously makes it possible to provide a network-autonomous braking function independently of an energy supply of a functional unit which provides the braking function. In a provision of the network-autonomous braking function, in particular independently of an external electrical energy supply, multifunctional electronic components are advantageously used. Advantageously, the machine tool device comprises the functional unit, which provides at least one function in the deactivated state of the drive unit. The functional unit can be functional, in particular in the deactivated state, in that the functional unit provides functions for the machine tool. In particular, the functional unit can have a plurality of units, which in particular can execute a respective function. As a result, functions can be performed both in the activated and preferably in the deactivated state of the drive unit. In particular, functions can be provided exclusively for the deactivated state. It is further proposed that the function is a security function and / or a comfort function. The safety function is in particular intended to prevent an operator, the machine tool, a machine tool component, the machining tool arranged on the machine tool, objects and / or persons located in the immediate vicinity from damage by the machine tool and / or by the machine tool. nenkomponente and / or by the machining tool to preserve and / or protect. In particular, the security function can have an emergency shutdown function, a changeover function, a temperature safety function, a machining tool safety function and / or another safety function that appears appropriate to the person skilled in the art. The comfort function is intended to enable a comfortable and / or time-saving and / or power-saving operation of the machine tool, in particular during a braking and / or a start-up procedure. Particularly preferably, the safety function and / or the comfort function provides a braking function, which in particular brakes the coupling unit and / or the machining tool at least in the deactivated state. As a result, the reliability of the machine tool can advantageously be improved and / or a particularly convenient operation of the machine tool can be made possible. In particular, the operator can be protected particularly advantageously from injuries by the machine tool and / or the machining tool arranged on the machine tool. In particular, a protection can be advantageously ensured even if a power supply to the machine tool device and / or the machine tool is interrupted. In particular, advantageously a saving of working time and / or a reduced expenditure of force and a comfortable operation when operating the machine tool by the operator can be achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Funktionseinheit eine Bremseinheit zum Bremsen zumindest der Ankopplungseinheit und/oder des Bearbeitungs- Werkzeugs umfasst. Vorzugsweise ist die Bremseinheit zu einem Durchführen eines Bremsvorgangs vorgesehen, bei welchem zumindest eine Abbremsung der Ankopplungseinheit und/oder des Bearbeitungswerkzeugs relativ zu einem Werkzeugmaschinengehäuse erfolgt. Insbesondere können/kann die Antriebseinheit und/oder die Rekuperationseinheit relativ zum Werkzeugmaschinenge- häuse abbremsbar sein. Insbesondere können die Bremseinheit und die Ankopplungseinheit zumindest teilweise einstückig ausgebildet sein. Darunter, dass zwei Einheiten„zumindest teilweise einstückig" ausgebildet sind, soll insbesondere verstanden werden, dass die Einheiten zumindest ein Element aufweisen, das Bestandteil, insbesondere funktionell wichtiger Bestandteil, beider Einheiten ist. Die Abbremsung der Ankopplungseinheit und/oder des Bearbeitungswerkzeugs und insbesondere der Antriebseinheit kann durch Umwandlung der kinetischen Energie der Ankopplungseinheit und/oder des Bearbeitungswerkzeugs und insbesondere der Antriebseinheit in eine elektrische Energie und anschließend in eine Wärmeenergie erfolgen, wobei die Wärmeenergie durch Innenwiderstände elektrischer Leitungen und/oder elektrischer Komponenten der Werkzeugmaschinenvorrichtung, insbesondere der Antriebs- und/oder der Ankopplungsund/oder der Rekuperations- und/oder Bremseinheit, erzeugbar und an eine Umgebung als Stromwärmeverlust abführbar sein kann. Vorteilhaft können/kann dadurch die Ankopplungseinheit und/oder das Bearbeitungswerkzeug gezielt abgebremst werden. Furthermore, it is proposed that the functional unit comprises a brake unit for braking at least the coupling unit and / or the machining tool. Preferably, the brake unit is provided for performing a braking operation, in which at least one deceleration of the coupling unit and / or the machining tool takes place relative to a machine tool housing. In particular, the drive unit and / or the recuperation unit can be braked relative to the machine tool housing. In particular, the brake unit and the coupling unit may be formed at least partially in one piece. The fact that two units are designed "at least partially in one piece" is to be understood in particular to mean that the units have at least one element which is a component, in particular a functionally important component, of both units and in particular the drive unit can be made by converting the kinetic energy of the coupling unit and / or the machining tool and in particular the drive unit into an electrical energy and then into a thermal energy, wherein the heat energy by internal resistances of electrical lines and / or electrical components of the machine tool device, in particular the drive - And / or the coupling and / or the recuperation and / or braking unit, can be generated and discharged to an environment as a current heat loss. Advantageously, the coupling unit and / or the machining tool can thereby be selectively braked.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Funktionseinheit eine Steuereinheit zu einer zumindest teilweise automatischen Steuerung und/oder Regelung einer anpassbaren Bremsfunktion der Bremseinheit aufweist. Unter einer„Steuereinheit" 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. Insbesondere ist zumindest die Bremsfunktion der Bremseinheit mittels einer Steuer- und/oder einer Regeleinheit automatisch anpassbar. Insbesondere sind/ist die Ankopplungseinheit und/oder das Bearbeitungswerkzeug bis zu einem annähernd vollständigen Stillstand der Ankopplungseinheit und/oder des Bearbeitungswerkzeugs abbremsbar, wobei die Bewegungsenergie der Ankopplungseinheit und/oder des Bearbeitungswerkzeugs zumindest im Wesentlichen vollständig in eine andere Energieform überführt ist. Es ist denkbar, dass die Ankopplungseinheit und/oder das Bearbeitungswerkzeug kurzzeitig, durch Bremsimpulse teilweise abbremsbar sind/ist. Es ist auch vorstellbar, dass die Bremsfunktion einen gleichmäßigen, kontinuierlichen Verlauf aufweist. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter, an Betriebs-, und Sicherheits-anforderungen sowie Bediener- und Betriebskomfortanforderungen angepasster Bremsvorgang erfolgen. Es können vorteilhaft eine erhöhte Betriebssicherheit sowie ein verbesserter Betriebskomfort bei einem Abbremsvorgang der Werkzeugmaschine erzielt werden. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit und die Bremseinheit zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sind. Hierdurch können vorteilhaft Kosten durch Verwendung gemeinsamer Bauteile reduziert werden. Zudem kann dadurch ein besonders effizienter Bremsvorgang erfolgen. Insbeson- dere können die Bremseinheit, die Ankopplungseinheit und die Antriebseinheit zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sein. Furthermore, it is proposed that the functional unit has a control unit for at least partially automatic control and / or regulation of an adaptable braking function of the brake unit. A "control unit" is to be understood as meaning in particular a unit having at least one control electronics. "Control electronics" are to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In particular, at least the braking function of the brake unit by means of a control and / or a control unit is automatically adjustable. In particular, the coupling unit and / or the machining tool can be braked down to an approximately complete standstill of the coupling unit and / or of the machining tool, wherein the kinetic energy of the coupling unit and / or the machining tool is at least substantially completely converted into another energy form. It is conceivable that the coupling unit and / or the machining tool can be temporarily slowed down by braking pulses. It is also conceivable that the braking function has a uniform, continuous course. As a result, a particularly advantageous braking operation adapted to operating and safety requirements as well as operator and operating comfort requirements can take place. Advantageously, increased operational safety and improved operating comfort can be achieved during a braking process of the machine tool. In addition, it is proposed that the drive unit and the brake unit are at least partially formed integrally with each other. As a result, costs can advantageously be reduced by using common components. In addition, this can be done particularly efficient braking. In particular, the brake unit, the coupling unit and the drive unit may be at least partially formed integrally with each other.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit und die Rekupera- tionseinheit zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sind. Insbe- sondere können die Bremseinheit, die Ankopplungseinheit, die Antriebseinheit und die Rekuperationseinheit zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sein. Hierdurch kann vorteilhaft eine Kostenreduktion durch Verwendung gemeinsamer Bauteile erzielt werden. Ferner kann der Wartungsaufwand durch eine geringere Anzahl verbauter Komponenten reduziert werden. Zudem ist ins- besondere eine kompakte Baugröße realisierbar. In addition, it is proposed that the drive unit and the recuperation unit are at least partially formed integrally with each other. In particular, the brake unit, the coupling unit, the drive unit and the recuperation unit can be formed at least partially in one piece with one another. This can advantageously be achieved by using common components cost reduction. Furthermore, the maintenance effort can be reduced by a smaller number of components installed. In addition, in particular a compact size can be realized.
Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Bereitstellung der elektrischen Energie durch die Rekuperationseinheit unabhängig von einer externen Energieversorgung erfolgt. Insbesondere kann die Rekuperationseinheit zumindest Teil des Elektromotors sein. Die Antriebseinheit kann in einem aktivierten Zustand einenFurthermore, it is proposed that provision of the electrical energy by the recuperation unit takes place independently of an external energy supply. In particular, the recuperation unit may be at least part of the electric motor. The drive unit can be in an activated state
Antriebsmodus und im deaktivierten Zustand einen Generatormodus aufweisen. Die Rekuperationseinheit ist insbesondere im Generatormodus automatisch aktivierbar, wobei die Rekuperationseinheit eine elektrische Energie in Form eines Gleichstroms erzeugen kann. Insbesondere ist zumindest eine Funktion der Re- kuperationseinheit ohne eine externe Energieversorgung, insbesondere ohne eine externe Stromversorgung, ausführbar. Die Funktion der Rekuperationseinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Einheit mit der elektrischen Energie zu versorgen. Bevorzugt stellt die Rekuperationseinheit die elektrische Energie zumindest der Steuereinheit zur Steuerung der Bremsfunktion zur Verfügung. Dadurch kann eine gesteigerte Betriebssicherheit und/oder eine besonders komfortable Bedienung der Werkzeugmaschine erreicht werden. Drive mode and in the deactivated state have a generator mode. The recuperation unit can be automatically activated, in particular in the generator mode, wherein the recuperation unit can generate electrical energy in the form of a direct current. In particular, at least one function of the recuperation unit can be carried out without an external power supply, in particular without an external power supply. The function of the recuperation unit is in particular intended to supply a unit with the electrical energy. Preferably, the recuperation unit provides the electrical energy of at least the control unit for controlling the brake function. This allows an increased reliability and / or a particularly convenient operation of the machine tool can be achieved.
Vorteilhaft umfasst die Werkzeugmaschinenvorrichtung eine Kontrolleinheit zur Ermittlung eines Wegfalls der externen Energieversorgung. Die Kontrolleinheit kann zumindest teilweise einstückig mit der Steuereinheit ausgebildet sein. Vor- zugsweise weist die Steuereinheit die Kontrolleinheit auf. Es ist auch denkbar, dass die Kontrolleinheit als eine separate Einheit der Werkzeugvorrichtung ausgebildet ist und eine oder mehrere Komponenten aufweisen kann. Die Komponenten der Kontrolleinheit können insbesondere multifunktional sein. Unter„multi- funktional" soll insbesondere verstanden werden, dass mehr als eine Funktion durch eine Komponente und/oder ein Element und/oder eine Einheit ausführbar sein kann. Im Fall eines Wegfalls der externen Energieversorgung, insbesondere durch Ziehen eines Steckers der Werkzeugmaschine und/oder durch Durchtrennung eines Stromversorgungskabels der Werkzeugmaschine oder durch Ausfall des elektrischen Wechselstromversorgungsnetzes, aus welchem die Werkzeugmaschine mit der elektrischen Energie versorgt wird, kann die Kontrolleinheit ein Kontrollsignal an die Steuereinheit oder direkt an eine andere Einheit übermitteln. Insbesondere kann das Kontrollsignal dazu vorgesehen sein, die Rekuperations- einheit mittelbar oder unmittelbar zu aktivieren. Dadurch kann eine verlässliche Überwachungsfunktion einer Stromversorgung bei einem Betrieb der Werkzeugmaschine bereitgestellt und damit eine vorteilhafte, insbesondere eine komfortable, Abbremsung insbesondere des Bearbeitungswerkzeugs erreicht werden. Advantageously, the machine tool device comprises a control unit for determining a loss of the external power supply. The control unit may be at least partially formed integrally with the control unit. In front- Preferably, the control unit has the control unit. It is also conceivable that the control unit is designed as a separate unit of the tool device and can have one or more components. The components of the control unit may in particular be multifunctional. In particular, "multifunctional" is to be understood as meaning that more than one function can be executed by a component and / or an element and / or a unit. or by disconnecting a power supply cable of the machine tool or by failure of the electrical AC power supply network, from which the machine tool is supplied with electrical energy, the control unit can transmit a control signal to the control unit or directly to another unit As a result, a reliable monitoring function of a power supply can be provided during operation of the machine tool and thus an advantageous, in particular a comfortable, deceleration, in particular of the machining tool s be achieved.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher insbesondere für sich allein genommen oder auch in Kombination mit anderen Aspekten der Erfindung betrachtet werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugmaschinenvorrichtung eine Schalteinheit aufweist, welche zu einer Phasenanschnittsteuerung, zu einer Umschaltung zwischen einem Wechselstrom- und einem Gleichstrombetrieb und als Hauptschalter vorgesehen ist. Insbesondere kann die Schalteinheit zumindest teilweise einstückig mit der Steuereinheit und/oder der Kontrolleinheit ausgebildet sein. Die Schalteinheit erfüllt insbesondere eine dreifache Funktion. Die Schalteinheit regelt insbesondere eine Leistungsaufnahme der Antriebseinheit während des Wechselstrombetriebs, insbesondere des Elektromotors, durch die Phasenanschnittsteuerung mittels einer Anpassung einer effektiven Versor- gungsspannung, welche zu einem Antreiben des Elektromotors vorgesehen ist.In a further aspect of the invention, which in particular can be considered alone or in combination with other aspects of the invention, it is proposed that the machine tool device comprises a switching unit which leads to a phase control, to a switching between an AC and a DC operation and is provided as a main switch. In particular, the switching unit may be at least partially formed integrally with the control unit and / or the control unit. The switching unit fulfills in particular a triple function. The switching unit regulates in particular a power consumption of the drive unit during the AC operation, in particular of the electric motor, by the phase control by means of an adaptation of an effective supply voltage, which is provided for driving the electric motor.
Vorzugsweise kann die Schalteinheit eine Umschaltung zwischen dem Wechselstrombetrieb, insbesondere bei einer Versorgung der Werkzeugmaschine aus dem Wechselstromversorgungsnetz, und zwischen dem Gleichstrombetrieb bewirken. Vorzugsweise arbeiten/arbeitet die Antriebseinheit und/oder die Rekupe- rationseinheit während des Gleichstrombetriebs als Gleichstromgenerator. Vor- zugsweise ist der erzeugte Gleichstrom für die Versorgung der Steuereinheit und/oder der Schalteinheit und/oder der Kontrolleinheit und/oder weiterer Einheiten der Werkzeugvorrichtung mit der elektrischen Energie, insbesondere zur Bereitstellung der Bremsfunktion, vorgesehen. Außerdem stellt die Schalteinheit insbesondere eine Funktion eines Hauptschalters bereit. Die Schalteinheit alsPreferably, the switching unit can effect a switching between the AC operation, in particular when the machine tool is supplied from the AC power supply network, and between the DC operation. The drive unit and / or the recuperation unit preferably operate / operate as a direct current generator during the DC operation. In front- Preferably, the generated direct current for supplying the control unit and / or the switching unit and / or the control unit and / or other units of the tool device with the electrical energy, in particular for providing the braking function, is provided. In addition, the switching unit in particular provides a function of a main switch. The switching unit as
Hauptschalter unterbricht insbesondere die Versorgung der Antriebseinheit mit der elektrischen Energie. Vorzugsweise ersetzt die Schalteinheit einen mechanischen Hauptschalter der Werkzeugmaschine. Die Schalteinheit kann ein oder mehrere elektronische Komponenten, vorzugsweise Halbleiterkomponenten, ins- besondere Triacs, umfassen. Bevorzugt besteht die Schalteinheit aus zwei Tri- acs. Dadurch können eine Kostenreduktion und eine reduzierte Fehleranfälligkeit der Werkzeugmaschinenvorrichtung durch eine geringere Anzahl von verbauten elektronischen Bauteilen erreicht werden. Main switch interrupts in particular the supply of the drive unit with the electrical energy. Preferably, the switching unit replaces a main mechanical switch of the machine tool. The switching unit may comprise one or more electronic components, preferably semiconductor components, in particular triacs. Preferably, the switching unit consists of two Tris acs. As a result, a cost reduction and a reduced susceptibility to errors of the machine tool device can be achieved by a smaller number of installed electronic components.
Vorteilhaft umfasst die Werkzeugmaschinenvorrichtung eine Stromsensoreinheit, welche zu einer Messung eines Motorstroms in zumindest einem aktivierten Zustand der Antriebseinheit, zu einer Messung eines Bremsstroms in zumindest einem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit und zu einer Diagnose der Schalteinheit vorgesehen ist. Unter einem„aktivierten Zustand der Antriebseinheit" soll hier insbesondere ein Betriebszustand der Antriebseinheit verstanden werden, in welchem eine Energiezufuhr für die Antriebseinheit über eine Zeitperiode von mindestens einer Mikrosekunde, vorzugsweise einer Millisekunde zumindest im Wesentlichen über eine externe Energieversorgung, insbesondere aus einem Wechselstromversorgungsnetz, erfolgt. Unter einem„aktivierten Zustand der Antriebseinheit" soll hier insbesondere ein Betriebszustand der Antriebseinheit verstanden werden, in welchem die Antriebseinheit mit einer elektrischen Energie versorgt ist, wobei ein aktiver elektrischer Energiefluss, insbesondere aus einem Wechselstromversorgungsnetz oder einer anderen elektrischen Energiequelle, zu einer Energieversorgung der Antriebseinheit und gleichzeitig einer Funktionseinheit mindestens über eine Zeitdauer erfolgt, ab welcher sich die Funktionseinheit in einem derartigen energieversorgten Zustand befindet, sodass eine aktive Funktion der Funktionseinheit, insbesondere eine Bremsfunktion, ausführbar ist. Insbesondere vollführt die Antriebseinheit im aktivierten Zustand eine Bewegung, wobei eine Umwandlung der durch die externe Energie- Versorgung bereitgestellten Energie aktiv in eine Bewegungsenergie der Antriebseinheit erfolgt. Advantageously, the machine tool device comprises a current sensor unit which is provided for measuring a motor current in at least one activated state of the drive unit, for measuring a brake current in at least one deactivated state of the drive unit and for diagnosing the switching unit. An "activated state of the drive unit" should be understood here to mean in particular an operating state of the drive unit in which a power supply for the drive unit over a period of at least one microsecond, preferably one millisecond at least substantially via an external power supply, in particular from an AC power supply network An "activated state of the drive unit" should be understood here to mean, in particular, an operating state of the drive unit in which the drive unit is supplied with electrical energy, an active electrical energy flow, in particular from an AC power supply or another electrical energy source, to a power supply of the Drive unit and at the same time a functional unit at least over a period of time takes place from which the functional unit is in such an energy-supplied state, so that an acti Function of the functional unit, in particular a brake function, is executable. In particular, the drive unit performs a movement in the activated state, wherein a conversion of the energy generated by the external energy Supply provided energy is actively carried out in a kinetic energy of the drive unit.
Insbesondere erfasst die Stromsensoreinheit den Motorstrom oder eine mit dem Motorstrom korrelierte Kenngröße, welche insbesondere an die Steuereinheit übermittelbar ist. Die Stromsensoreinheit kann als Teil der Steuereinheit ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die Stromsensoreinheit eine Halbleiterdiagnose, insbesondere des elektronischen Schalters, durchführen. Insbesondere sind dabei Zustandsparameter der Triacs erfassbar. Insbesondere ist die In particular, the current sensor unit detects the motor current or a characteristic variable correlated with the motor current, which parameter can be transmitted to the control unit in particular. The current sensor unit may be formed as part of the control unit. Preferably, the current sensor unit can perform a semiconductor diagnosis, in particular of the electronic switch. In particular, state parameters of the triacs can be detected. In particular, the
Stromsensoreinheit im Wechselstrombetrieb in Serie mit der Antriebseinheit, insbesondere mit einem Ankeranschluss des Elektromotors und einem Anschluss, insbesondere einem Neutralleiteranschluss an das Wechselstromversorgungsnetz, verbunden. Im Gleichstrombetrieb erfasst die Stromsensoreinheit einen Bremsstrom, welcher durch die Antriebseinheit, insbesondere durch die Rekupe- rationseinheit vorzugsweise aus der kinetischen Energie des Elektromotors erzeugbar ist. Im Gleichstrombetrieb befindet sich die Stromsensoreinheit in Serie insbesondere mit dem Ankeranschluss des Elektromotors und den Feldwicklungen des Elektromotors. Hierdurch können Kosten durch eine geringere Anzahl der Bauelemente sowie durch eine Platzersparnis reduziert werden. Dadurch können eine kontinuierliche Überwachung und eine anschließende Anpassung des Motorstroms und des Bremsstroms kontrolliert erfolgen sowie eine Funktionsfähigkeit der elektrischen Schalteinheit überprüft werden. Current sensor unit in AC operation in series with the drive unit, in particular with an armature terminal of the electric motor and a terminal, in particular a neutral terminal connected to the AC power supply network. In DC operation, the current sensor unit detects a braking current which can be generated by the drive unit, in particular by the recuperation unit, preferably from the kinetic energy of the electric motor. In DC operation, the current sensor unit is in series, in particular with the armature connection of the electric motor and the field windings of the electric motor. As a result, costs can be reduced by a smaller number of components and by saving space. As a result, continuous monitoring and subsequent adaptation of the motor current and the braking current can be controlled and a functionality of the electrical switching unit can be checked.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher insbesondere für sich allein genommen oder auch in Kombination mit anderen Aspekten der Erfindung betrachtet werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugmaschinenvorrichtung eine Spannungswandlereinheit aufweist, welche in zumindest einem aktivierten Zustand der Antriebseinheit mit einer elektrischen Energie eines externen Wechselstromversorgungsnetzes und welche im deaktivierten Zustand der An- triebseinheit mit einer elektrischen Energie durch die Rekuperationseinheit versorgbar ist. Vorzugsweise ist umfasst die Spannungswandlereinheit als einen negativer Spannungsregler ausgebildet, welcher vorzugsweise nach dem Sperrwandlerprinzip funktioniert. Insbesondere ist die Spannungswandlereinheit zu einer negativen Regelung einer Ausgangsspannung und zu einer Bereitstellung einer elektrischen Energie, insbesondere für eine Funktionseinheit, vorgesehen. Insbesondere erzeugt der Spannungsregler eine isolierte Hilfsspannung zu einer Versorgung einzelner elektronischer Komponenten. Vorzugsweise ist die Spannungswandlereinheit als eine nichtisolierte Spannungswandlereinheit ausgebildet. Hierdurch kann auf eine kosten- und komponentenintensive galvanische Trennung eines Wechselstromkreises und eines Bremsstromkreises verzichtet werden. Dadurch kann eine kosten- und bauraumsparende Herstellung erreicht werden. Insbesondere kann dadurch auf ein zusätzliches isoliertes Netzteil als Teil der Spannungswandlereinheit verzichtet werden. In a further aspect of the invention, which in particular can be considered alone or in combination with other aspects of the invention, it is proposed that the machine tool device has a voltage converter unit which in at least one activated state of the drive unit with an electrical energy of an external AC power supply network and which in the deactivated state of the drive unit can be supplied with electrical energy by the recuperation unit. Preferably, the voltage converter unit is designed as a negative voltage regulator, which preferably operates according to the flyback converter principle. In particular, the voltage converter unit is provided for negative regulation of an output voltage and for providing electrical energy, in particular for a functional unit. In particular, the voltage regulator generates an isolated auxiliary voltage for supplying individual electronic components. Preferably, the voltage converter unit is designed as a non-isolated voltage converter unit. As a result, can be dispensed with a cost and component intensive galvanic isolation of an AC circuit and a brake circuit. This allows a cost and space-saving production can be achieved. In particular, this can be dispensed with an additional isolated power supply as part of the voltage converter unit.
Ferner wird ein Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschinenvorrichtung mit einer Ankopplungseinheit zu einer Ankopplung eines Bearbeitungswerkzeugs und mit einer Antriebseinheit zu einem Antrieb der Ankopplungseinheit vorgeschlagen, wobei in zumindest einem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit eine elektrische Energie zur Versorgung zumindest einer Funktionseinheit aus einer kinetischen Energie zumindest der Ankopplungseinheit bereitgestellt wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorteilhaft insbesondere eine netzautonome und insbesondere eine komfortable Bremsfunktion unabhängig von einer Energieversorgung einer Funktionseinheit bereitgestellt werden, welche die Bremsfunktion bereitstellt. Vorteilhaft werden bei einer Bereitstellung der netzautonomen Bremsfunktion, insbesondere unabhängig von einer externen elektrischen Energieversorgung, multifunktionale elektronische Komponenten eingesetzt. Furthermore, a method for operating a machine tool device with a coupling unit for coupling a machining tool and a drive unit to a drive of the coupling unit is proposed, wherein in at least one deactivated state of the drive unit, an electrical energy for supplying at least one functional unit from a kinetic energy of at least the coupling unit provided. By means of the method according to the invention can advantageously be provided in particular a netzautonomous and in particular a comfortable braking function independently of a power supply of a functional unit, which provides the braking function. In a provision of the network-autonomous braking function, in particular independently of an external electrical energy supply, multifunctional electronic components are advantageously used.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschinenvorrichtung und das Verfahren zum Betrieb der Werkzeugmaschinenvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die erfindungsgemäße Werkzeugmaschinenvorrichtung und das Verfahren zum Betrieb der Werkzeugmaschinenvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten 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. Zeichnung The machine tool device according to the invention and the method for operating the machine tool device should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the machine tool device according to the invention and the method for operating the machine tool device for fulfilling a mode of operation described herein may have a number deviating from a number of individual elements, components and units mentioned herein. In addition, in the value ranges indicated in this disclosure, values lying within the stated limits are also to be disclosed as disclosed and used as desired. drawing
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. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine tragbare Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugmaschinenvorrichtung in einer schematischen Ansicht,1 shows a portable machine tool with a machine tool device in a schematic view,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Werkzeugmaschinenvorrichtung mit einer Bremselektronik, 2 is a schematic representation of the machine tool device with a brake electronics,
Fig. 3 die Werkzeugmaschinenvorrichtung mit einer Spannungswandlereinheit und deren eingangsseitiger Beschaltung und  3 shows the machine tool device with a voltage converter unit and its input-side circuit and
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der Werkzeugmaschinenvorrichtung  4 is a flowchart of a method for operating the machine tool device
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment
Figur 1 zeigt eine tragbare Werkzeugmaschine 10 mit zumindest einer Werkzeugmaschinenvorrichtung 12. Die Werkzeugmaschine 10 ist als eine Winkelschleifmaschine ausgebildet. An der Werkzeugmaschine 10 ist ein Bearbeitungswerkzeug 14 angeordnet. Das Bearbeitungswerkzeug 14 ist als Trenn- oder Schleifscheibe 28 ausgebildet. Die Werkzeugmaschine 10 weist ein Werkzeugmaschinengehäuse 20 auf. FIG. 1 shows a portable machine tool 10 with at least one machine tool device 12. The machine tool 10 is designed as an angle grinder. On the machine tool 10, a machining tool 14 is arranged. The machining tool 14 is designed as a separating or grinding wheel 28. The machine tool 10 has a machine tool housing 20.
Die Werkzeugmaschine 10 umfasst eine Antriebseinheit 16, welche in zumindest einem Betriebszustand das Bearbeitungswerkzeug 14 antreibt. Die Antriebseinheit 16 ist zumindest teilweise im Werkzeugmaschinengehäuse 20 angeordnet. Die Antriebseinheit 16 ist dazu vorgesehen, das Bearbeitungswerkzeug 14 über eine Ankopplungseinheit 18 der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 rotierend anzutreiben. Die Antriebseinheit 16 ist als Elektromotor 26, insbesondere als Universalelektromotor, ausgebildet. Die Ankopplungseinheit 18 ist zumindest teilweise in dem Werkzeugmaschinengehäuse 20 angeordnet. Die Antriebseinheit 16 und die Ankopplungseinheit 18 sind zumindest teilweise einstückig ausgebildet. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 weist eine Rekuperationseinheit 24 auf.The machine tool 10 comprises a drive unit 16, which drives the machining tool 14 in at least one operating state. The drive unit 16 is at least partially disposed in the machine tool housing 20. The drive unit 16 is provided to rotate the machining tool 14 via a coupling unit 18 of the machine tool device 12. The drive unit 16 is designed as an electric motor 26, in particular as a universal electric motor. The coupling unit 18 is at least partially disposed in the machine tool housing 20. The drive unit 16 and the coupling unit 18 are formed at least partially in one piece. The machine tool device 12 has a recuperation unit 24.
Die Rekuperationseinheit 24 ist dazu vorgesehen, in einem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit 16 eine elektrische Energie bereitzustellen, wobei die elektrische Energie aus einer kinetischen Energie zumindest der Ankopplungseinheit 18 und des Bearbeitungswerkzeugs 14 zur Versorgung einer Funktionseinheit 36 der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 erzeugbar ist. Die kinetische Energie ist in beweglichen Komponenten der Ankopplungseinheit 18 und/oder des Elektromotors 26 und/oder im Falle einer als Winkelschleifmaschine ausgebildeten Werkzeugmaschine 10 auch in der Trenn- oder Schleifscheibe 28 in Form von Bewegung gespeichert. Die Rekuperationseinheit 24 und der Elektromotor 26 sind teilweise einstückig ausgebildet. Die Rekuperationseinheit 24 umfasst einenThe recuperation unit 24 is provided to provide an electrical energy in a deactivated state of the drive unit 16, wherein the electrical energy from a kinetic energy of at least the coupling unit 18 and the machining tool 14 for supplying a functional unit 36 of the machine tool device 12 can be generated. The kinetic energy is stored in movable components of the coupling unit 18 and / or the electric motor 26 and / or in the case of a machine tool 10 designed as an angle grinder also in the separating or grinding wheel 28 in the form of movement. The recuperation unit 24 and the electric motor 26 are partially formed in one piece. The recuperation unit 24 comprises a
Anker 30 und Feldwicklungen 32, 34. Ein Teil der kinetischen Energie ist in einem rotierenden Teil des Elektromotors 26, und zwar dem Anker 30, enthalten. Armature 30 and field windings 32, 34. Part of the kinetic energy is contained in a rotating part of the electric motor 26, namely the armature 30.
Eine Erzeugung der elektrischen Energie mittels der Rekuperationseinheit 24 erfolgt unabhängig von einer externen Energieversorgung, insbesondere einer externen Stromversorgung, durch einen Anschluss insbesondere an ein Wechselstromversorgungsnetz 90. Im Falle einer Unterbrechung der externen Stromversorgung durch beabsichtigtes Ausschalten der Werkzeugmaschine 10, durch Ziehen eines Netzsteckers oder durch einen Stromversorgungsausfall stellt die Rekuperationseinheit 24 die elektrische Energie für die Funktionseinheit 36 zurA generation of electrical energy by means of the recuperation unit 24 is independent of an external power supply, in particular an external power supply, by a connection in particular to an AC power grid 90. In case of interruption of the external power supply by intentionally turning off the machine tool 10, by pulling a power plug or by a power supply failure, the recuperation unit 24, the electrical energy for the functional unit 36 to
Verfügung. Im deaktivierten Zustand der Antriebseinheit 16 stellt die mit der elektrischen Energie versorgte Funktionseinheit 36 zumindest eine Funktion, und zwar eine Sicherungsfunktion, bereit. Die Sicherungsfunktion umfasst dabei eine Bremsfunktion, durch welche die Ankopplungseinheit 18 und das Bearbeitungs- Werkzeug 14 gebremst werden. Available. When the drive unit 16 is deactivated, the functional unit 36 supplied with the electrical energy provides at least one function, namely a safety function. The safety function includes a braking function, by which the coupling unit 18 and the processing tool 14 are braked.
Die Funktionseinheit 36 umfasst eine Bremseinheit 38. Die Bremseinheit 38 und die Antriebseinheit 16 sind zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet. Die Bremseinheit 38 ist zum Bremsen zumindest der Ankopplungseinheit 18 und des Bearbeitungswerkzeugs 14 vorgesehen. Die Bremseinheit 38 ist zudem auch zum Bremsen der Antriebseinheit 16, insbesondere des Ankers 30 des Elektromotors 26, vorgesehen. Die Bremseinheit 38 umfasst alle elektrischen Leitungen und mit einem ohmschen Widerstand behafteten Komponenten in einem elektrischen Stromkreislauf, welche in einem Gleichstrombetrieb von einem Bremsstrom durchflössen werden und eine joulesche Wärme erzeugen. DieThe functional unit 36 comprises a brake unit 38. The brake unit 38 and the drive unit 16 are at least partially formed integrally with one another. The brake unit 38 is provided for braking at least the coupling unit 18 and the machining tool 14. The brake unit 38 is also also for braking the drive unit 16, in particular of the armature 30 of the electric motor 26, is provided. The brake unit 38 comprises all electrical lines and resistive components in an electrical circuit, which are traversed in a DC operation of a braking current and generate a Joule heat. The
Bremseinheit 38, die Antriebseinheit 16, die Rekuperationseinheit 24 und die Funktionseinheit 36 sind zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet. Brake unit 38, the drive unit 16, the recuperation unit 24 and the functional unit 36 are at least partially formed integrally with each other.
Die Funktionseinheit 36 umfasst eine Steuereinheit 44 zu einer zumindest teil- weise automatischen Steuerung und/oder Regelung der anpassbaren Bremsfunktion der Bremseinheit 38. Die Steuereinheit 44 weist eine Kontrolleinheit 40 auf. Die Kontrolleinheit 40 ist zur Ermittlung eines Wegfalls der externen Energieversorgung vorgesehen. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 weist eine Schalteinheit 42 auf (vgl. FigurThe functional unit 36 comprises a control unit 44 for at least partially automatic control and / or regulation of the adaptable braking function of the brake unit 38. The control unit 44 has a control unit 40. The control unit 40 is provided for detecting a loss of the external power supply. The machine tool device 12 has a switching unit 42 (see FIG
2). Die Schalteinheit 42 ist Teil der Steuereinheit 44. Die Schalteinheit 42 umfasst zwei Halbleiterelemente 92, 94. Vorzugsweise sind die Halbleiterelemente 92, 94 als Triacs 46, 48 ausgebildet. Im aktivierten Zustand der Antriebseinheit 16 passt die Schalteinheit 42 eine Leistungsaufnahme des Elektromotors 26 mittels einer Phasenanschnittsteuerung an. Während der Phasenanschnittsteuerung ist eine effektive Spannung, welche am Elektromotor 26 anliegt, anpassbar. Die Funktion der Phasenanschnittsteuerung lässt sich auch nur mit einem Triac realisieren, wobei der andere Triac in einem gezündeten Zustand ist. Zudem ist die Schalteinheit 42 dazu vorgesehen, zwischen einem Wechselstrombetrieb und dem Gleichstrombetrieb umzuschalten. Ein Umschalten erfolgt, nachdem die Kontrolleinheit 40 ein Signal an die Steuereinheit 44 übermittelt hat. Die Steuereinheit 44 übermittelt ein Steuersignal an die Schalteinheit 42. Im Falle des Wegfalls der externen Energieversorgung schaltet die Schalteinheit 42 die Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 vom Wechselstrom betrieb in den Gleichstrombetrieb. Ferner ist die Schalteinheit 42 als Hauptschalter für die Werkzeugmaschine 10 ausgebildet, wobei auf weitere Halbleiterelemente verzichtet werden kann. Die Schalteinheit 42 ersetzt einen mechanischen Hauptschalter, welcher die Werkzeugmaschine 10 von einer externen Energieversorgung trennt. Die Schalteinheit 42 führt alle drei Funktionen der Phasenansteuerung, der Umschaltung und des Hauptschalters gleichzeitig aus. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 weist eine Stromsensoreinheit 50 auf (vgl. Figur 2). Die Stromsensoreinheit 50 ist Teil der Steuereinheit 44. Die Stromsensoreinheit 50 erfüllt zumindest eine Dreifachfunktion. Im Wechselstrom - betrieb misst die Stromsensoreinheit 50 einen Motorstrom, welcher durch den2). The switching unit 42 is part of the control unit 44. The switching unit 42 comprises two semiconductor elements 92, 94. Preferably, the semiconductor elements 92, 94 are formed as triacs 46, 48. In the activated state of the drive unit 16, the switching unit 42 adjusts a power consumption of the electric motor 26 by means of a phase control. During the phase control, an effective voltage applied to the electric motor 26 is adaptable. The function of the phase control can be realized only with a triac, the other triac is in an ignited state. In addition, the switching unit 42 is provided to switch between an AC operation and the DC operation. Switching takes place after the control unit 40 has transmitted a signal to the control unit 44. The control unit 44 transmits a control signal to the switching unit 42. In the case of elimination of the external power supply, the switching unit 42 switches the machine tool device 12 from the AC operation in the DC operation. Furthermore, the switching unit 42 is formed as a main switch for the machine tool 10, which can be dispensed with further semiconductor elements. The switching unit 42 replaces a main mechanical switch which disconnects the machine tool 10 from an external power supply. The switching unit 42 performs all three functions of the phase control, the switching and the main switch simultaneously. The machine tool device 12 has a current sensor unit 50 (see FIG. The current sensor unit 50 is part of the control unit 44. The current sensor unit 50 performs at least a triple function. In AC operation, the current sensor unit 50 measures a motor current which flows through the
Elektromotor 26 fließt. Eine Motorstromgröße gibt eine Leistungsaufnahme und damit auch eine zur Verfügung gestellte Leistung des Elektromotors 26 wieder. Die Stromsensoreinheit 50 übermittelt die Motorstromgröße an die Steuereinheit 44 Electric motor 26 flows. A motor current quantity indicates a power consumption and thus also a power of the electric motor 26 made available. The current sensor unit 50 transmits the motor current quantity to the control unit 44
Im Gleichstrombetrieb misst die Stromsensoreinheit 50 einen Bremsstrom. Eine Bremsstromgröße ist mit der aus der kinetischen Energie der Ankopplungseinheit 18 und/oder der Antriebseinheit 16 gewonnenen elektrischen Energie korreliert. Zudem führt die Stromsensoreinheit 50 eine Halbleiterdiagnose der Halbleiter- komponente der Schalteinheit 42, insbesondere der Triacs 46, 48, durch. DieIn DC operation, the current sensor unit 50 measures a braking current. A braking current quantity is correlated with the electrical energy obtained from the kinetic energy of the coupling unit 18 and / or the drive unit 16. In addition, the current sensor unit 50 performs a semiconductor diagnosis of the semiconductor component of the switching unit 42, in particular of the triacs 46, 48. The
Stromsensoreinheit 50 übermittelt ein jeweiliges Signal zu einer Weiterverarbeitung an die Steuereinheit 44 (vgl. Figur 2). Im Wechselstrombetrieb ist die Stromsensoreinheit 50 mit dem zweiten Anschluss mit der Schalteinheit 42 in Serie verbunden. Current sensor unit 50 transmits a respective signal for further processing to the control unit 44 (see FIG. In AC operation, the current sensor unit 50 is connected to the second terminal in series with the switching unit 42.
Im Wechselstrom betrieb erfolgt die Stromversorgung des Elektromotors 26 und der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 über zwei Netzanschlüsse 56, 58. Der Strom fließt von dem ersten Netzanschluss 56 zu einem ersten Ankeranschluss 52 des Elektromotors 26. Ein zweiter Ankeranschluss 54 ist mit einem ersten Anschluss der Stromsensoreinheit 50 verbunden. Ein zweiter Anschluss derIn alternating current operation, the power supply of the electric motor 26 and the machine tool device 12 via two network terminals 56, 58. The current flows from the first power supply 56 to a first armature terminal 52 of the electric motor 26. A second armature terminal 54 is connected to a first terminal of the current sensor unit 50 , A second port of the
Stromsensoreinheit 50 ist mit einem ersten Anschluss der Schalteinheit 42 mit einem ersten Triac 46 der Schalteinheit 42 verbunden. Anschließend gelangt der Strom durch Feldwicklungen 32, 34 des Elektromotors 26 zu einem zweiten Triac 48 der Schalteinheit 42. Der zweite Anschluss der Schalteinheit 42 ist mit dem zweiten Netzanschluss 58 verbunden. Current sensor unit 50 is connected to a first terminal of the switching unit 42 with a first triac 46 of the switching unit 42. The current then passes through field windings 32, 34 of the electric motor 26 to a second triac 48 of the switching unit 42. The second terminal of the switching unit 42 is connected to the second mains connection 58.
Im Gleichstrombetrieb erfolgt die Stromversorgung der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 durch die Rekuperationseinheit 24, wobei der Elektromotor 26 als Gleichstromgenerator arbeitet. In einem leitenden Zustand eines MOSFETs 60 fließt ein Bremsstrom vom ersten Ankeranschluss 52 des Elektromotors 26 über eine Leitung 62 zum MOSFET 60. Der MOSFET 60 ist zu einer Regelung des Bremsstroms vorgesehen, wobei der MOSFET 60 mittels einer Steuerspannung einen Bremsstromfluss beeinflusst. Der Bremsstrom fließt weiter über eine Leitung 64 zu einem ersten weiteren Triac 66 und gelangt über die Feldwicklungen 32, 34 zu einem zweiten weiteren Triac 68. Der zweite weitere Triac 68 ist mit dem zweiten Anschluss der Stromsensoreinheit 50 verbunden. Der erste weitere und zweite weitere Triac 66, 68 sind dazu vorgesehen, durch ihre Positionierung im Bremsstromkreislauf einen Bremsstromkreis leitend zu machen. Zudem schirmen die weiteren Triacs 66, 68 den Bremsstromkreislauf während des Wechselstrombetriebs ab. Die Stromsensoreinheit 50 ist mit dem zweiten Anschluss an den zweiten Ankeranschluss 54 des Elektromotors 26 angeschlossen. In DC operation, the power supply of the machine tool device 12 is performed by the recuperation unit 24, wherein the electric motor 26 operates as a DC generator. In a conductive state of a MOSFET 60, a braking current flows from the first armature terminal 52 of the electric motor 26 via a line 62 to the MOSFET 60. The MOSFET 60 is provided for a control of the braking current, wherein the MOSFET 60 by means of a control voltage affects a braking current flow. The braking current continues to flow via a line 64 to a first further triac 66 and passes via the field windings 32, 34 to a second further triac 68. The second further triac 68 is connected to the second terminal of the current sensor unit 50. The first further and second further triac 66, 68 are provided to make a braking circuit conductive by their positioning in the brake circuit. In addition, the further triacs 66, 68 shield the brake circuit during AC operation. The current sensor unit 50 is connected to the second connection to the second armature connection 54 of the electric motor 26.
In einem nicht-leitenden Zustand des MOSFETs 60 ist die Rekuperationseinheit 24 vom Bremsstromkreis getrennt. Im nicht-leitenden Zustand des MOSFETs 60 entsteht der Bremsstrom nach dem Ausschalten des MOSFETs 60 aufgrund einer Selbstinduktion, wobei ein Magnetfeld der Feldwicklungen 32, 34 Energie für eine Induktionsspannung liefert. Der Bremsstrom fließt von den Feldwicklungen 32, 34 über den zweiten weiteren Triac 68 zum zweiten Anschluss der In a non-conductive state of the MOSFET 60, the recuperation unit 24 is disconnected from the brake circuit. In the non-conducting state of the MOSFET 60, the braking current is produced after the MOSFET 60 is switched off due to a self-induction, wherein a magnetic field of the field windings 32, 34 supplies energy for an induction voltage. The braking current flows from the field windings 32, 34 via the second further triac 68 to the second terminal of the
Stromsensoreinheit 50 über eine Leitung 80 zu einer Freilaufdiode 70. Anschlie- ßend fließt der Bremsstrom über den ersten weiteren Triac 66 zurück zu denCurrent sensor unit 50 via a line 80 to a freewheeling diode 70. Thereafter the brake current flows via the first further triac 66 back to the
Feldwicklungen 32, 34. Innenwiderstände des Bremsstromkreises, beispielsweise ein Drahtinnenwiderstand der Leitungen und der Feldwicklungen 32, 34 des Elektromotors 26, setzen sowohl im leitenden Zustand als auch im nichtleitenden Zustand des MOSFETs 60 die elektrische Energie in Wärme um. Die Steuereinheit 44 kontrolliert und steuert mittels Anlegens einer geeigneten Gatespannung den MOSFET 60 und schaltet damit die leitenden und nicht-leitenden Zustände des MOSFETs 60. Der MOSFET 60 als bremsstrombegrenzendes Element ist durch andere aktive Halbleiterelemente, beispielsweise durch IGBT, oder andere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende strombegrenzende Ele- mente ersetzbar. Field windings 32, 34. Internal resistances of the braking circuit, for example a wire internal resistance of the lines and the field windings 32, 34 of the electric motor 26, put both in the conductive state and in the non-conductive state of the MOSFET 60, the electrical energy into heat. The control unit 44 controls and controls by applying a suitable gate voltage the MOSFET 60 and thus switches the conductive and non-conductive states of the MOSFET 60th The MOSFET 60 as a braking current limiting element is useful by other active semiconductor elements, for example by IGBT, or others the skilled appearing current limiting elements replaceable.
Figur 3 zeigt eine eingangsseitige Beschaltung einer Spannungswandlereinheit 72 der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 weist die Spannungswandlereinheit 72 auf. Die Spannungswandlereinheit 72 umfasst einen negativen Spannungsregler96. Insbesondere funktioniert der Spannungsregler 96 nach Sperrwandlerprinzip. Der Spannungsregler 96 ist nichtisoliert und weist einen negativ geregelten Spannungsausgang auf. Die ein- gangsseitige Versorgung des Spannungsreglers 96 erfolgt über eine negative Netzhalbwelle einer Wechselspannung im Wechselstrom betrieb und über eine negative Gleichspannung im Gleichstrombetrieb. Insbesondere erzeugt derFIG. 3 shows an input-side wiring of a voltage converter unit 72 of the machine tool device 12. The machine tool device 12 has the voltage converter unit 72. The voltage conversion unit 72 includes a negative voltage regulator 96. In particular, the works Voltage regulator 96 according to the flyback converter principle. The voltage regulator 96 is not isolated and has a negative regulated voltage output. The input-side supply of the voltage regulator 96 takes place via a negative half-wave of an AC voltage in AC operation and a negative DC voltage in DC operation. In particular, the generated
Spannungsregler 96 eine isolierte Hilfsspannung zu einer Versorgung und/oder zu einer Steuerung des MOSFETs 60. Voltage regulator 96 an isolated auxiliary voltage to a supply and / or to a control of the MOSFET 60th
Die Spannungswandlereinheit 72 ist dazu vorgesehen, die Funktionseinheit 36 und insbesondere die Steuereinheit 44 mit elektrischer Energie zu versorgen. DieThe voltage converter unit 72 is provided to supply the functional unit 36 and in particular the control unit 44 with electrical energy. The
Spannungswandlereinheit 72 stellt eine geeignete Betriebsspannung für die Funktionseinheit 36 bereit. Die Spannungswandlereinheit 72 ist sowohl durch die externe Energieversorgung im Wechselstrombetrieb aus dem Wechselstromversorgungsnetz 90 als auch im Gleichspannungsbetrieb mit einem Gleichstrom versorgbar. Voltage conversion unit 72 provides a suitable operating voltage for functional unit 36. The voltage converter unit 72 can be supplied with a direct current both by the external power supply in AC operation from the AC power supply network 90 and in DC operation.
Im Wechselstrombetrieb sind der erste Netzanschluss 56 als ein erster Bezugspunkt und der zweite Netzanschluss 58 als zweiter Bezugspunkt mit einem ausreichenden Potentialunterschied für einen Anschluss der Spannungswandlerein- heit 72 an die elektrische Stromversorgung vorgesehen. In AC operation, the first power connection 56 is provided as a first reference point and the second power connection 58 is provided as a second reference point with a sufficient potential difference for a connection of the voltage conversion unit 72 to the electrical power supply.
Im Gleichstrombetrieb ist der zweite Bezugspunkt in Form eines negativen Potentials realisierbar. Das negative Potential entsteht am ersten Ankeranschluss 52 des Elektromotors 26. Der erste Bezugspunkt entsteht durch eine direkte Ver- bindung des zweiten Ankeranschlusses 54 des Elektromotors 26 mit dem erstenIn DC operation, the second reference point in the form of a negative potential can be realized. The negative potential arises at the first armature connection 52 of the electric motor 26. The first reference point is created by a direct connection of the second armature connection 54 of the electric motor 26 with the first one
Bezugspunkt. Damit ist die Spannungswandlereinheit 72 an zwei Bezugspunkte mit einer hinreichend großen Potentialdifferenz angeschlossen. Im Gleichstrombetrieb generieren/generiert der Elektromotor 26 und/oder die Rekuperationsein- heit 24 die hinreichend große Potentialdifferenz zwischen dem ersten und zwei- ten Bezugspunkt in Abwesenheit einer externen Energieversorgung. Reference point. Thus, the voltage conversion unit 72 is connected to two reference points with a sufficiently large potential difference. In DC operation, the electric motor 26 and / or the recuperation unit 24 generate / generate the sufficiently large potential difference between the first and second reference points in the absence of an external power supply.
Die Spannungswandlereinheit 72 weist zwei Dioden 86, 88 auf. Die Dioden 86, 88 sind dazu vorgesehen, die Spannungswandlereinheit 72 mit einem negativen Potential zu verbinden. Die Diode 86 stellt im Wechselstrombetrieb eine Verbin- dung der Spannungswandlereinheit 72 mit dem zweiten Netzanschluss 58 mittels einer elektrischen Leitung 82 her. Mittels der Diode 88 ist im Gleichstrombetrieb der zweite Bezugspunkt mit dem negativen Potential am ersten Ankeranschluss 52 durch eine Leitung 84 verbunden. Es ist auch denkbar, die Dioden 86, 88 durch andere elektronische Bauteile zu ersetzen, welche grundsätzlich für logi- sehe Schaltungen geeignet sind. The voltage converter unit 72 has two diodes 86, 88. The diodes 86, 88 are provided to connect the voltage conversion unit 72 to a negative potential. In alternating current operation, the diode 86 connects the voltage converter unit 72 to the second mains connection 58 an electrical line 82 ago. By means of the diode 88, in DC operation, the second reference point is connected to the negative potential at the first armature terminal 52 through a line 84. It is also conceivable to replace the diodes 86, 88 with other electronic components, which are basically suitable for logical circuits.
Dadurch können eingangs- und ausgangsseitige, voneinander nicht isolierte Spannungen bezüglich der Spannungswandlereinheit 72 erzeugt werden, ohne eine galvanische Trennung der Stromkreise, und zwar des Wechselstromkreises und des Bremsstromkreises, vorzunehmen. As a result, input and output side, non-isolated voltages with respect to the voltage converter unit 72 can be generated without a galvanic isolation of the circuits, namely the AC circuit and the brake circuit to make.
Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Werkzeugmaschinenvorrichtung 12. Das Verfahren umfasst zumindest einen ersten Verfahrensschritt 74, in welchem eine Unterbrechung einer externen Energiever- sorgung der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 mittels der Kontrolleinheit 40 erkannt wird. Die Unterbrechung der externen Energieversorgung kann durch ein manuelles Ausschalten der Werkzeugmaschine 10 oder eine Trennung der elektrischen Verbindung der Werkzeugmaschine 10 von dem externen Wechselstromversorgungsnetz 90, beispielsweise durch ein Ziehen eines Steckers oder eine Durchtrennung eines Stromversorgungskabels der Werkzeugmaschine 10, oder einen Zusammenbruch des externen Wechselstromversorgungsnetzes 90, erfolgen. FIG. 4 shows a flowchart of a method for operating a machine tool device 12. The method comprises at least a first method step 74, in which an interruption of an external energy supply of the machine tool device 12 is detected by means of the control unit 40. The interruption of the external power supply may be accomplished by manually turning off the machine tool 10 or disconnecting the machine tool 10 electrical connection from the external AC power supply 90, such as pulling a plug or severing a power cable of the machine tool 10, or collapse of the external AC power supply 90 , respectively.
Das Verfahren umfasst zumindest einen zweiten Verfahrensschritt 76, in wel- ehern ein Umschaltvorgang zwischen einem Wechselstrombetrieb und einemThe method comprises at least a second method step 76, in which a switching process between an alternating current operation and a
Gleichstrombetrieb der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 durchgeführt wird. Ferner wird eine kontinuierliche Versorgung mit einer elektrischen Energie der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 und der Steuereinheit 44 mittels der Spannungswandlereinheit 72 sichergestellt. Die elektrische Energie wird aus einer kinetischen Energie der Ankopplungseinheit 18 und/oder der Antriebseinheit 16 und/oder des Bearbeitungswerkzeugs 14 der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 mittels einer Rekuperationseinheit 24 generiert. DC operation of the machine tool device 12 is performed. Furthermore, a continuous supply of electrical energy of the machine tool device 12 and the control unit 44 by means of the voltage converter unit 72 is ensured. The electrical energy is generated from a kinetic energy of the coupling unit 18 and / or the drive unit 16 and / or the machining tool 14 of the machine tool device 12 by means of a recuperation unit 24.
Das Verfahren umfasst zumindest einen dritten Verfahrensschritt 78, in welchem eine Bremsfunktion der Bremseinheit 38 durch die Steuereinheit 44 aktiviert wird. Die Bremsfunktion wird durch die Steuereinheit 44 initiiert, sobald ein Signal der Kontrolleinheit 40 an die Steuereinheit 44 übermittelt sowie der Umschaltvorgang eingeleitet wird. Die kinetische Energie der Antriebseinheit 16 und/oder Ankopp- lungseinheit 18 wird in elektrische Energie umgewandelt und in Form einer Wär- meentwicklung an elektrischen Widerständen, elektrischen Leitungen, elektrischen Komponenten und/oder an anderen elektronischen Komponenten der Werkzeugmaschinenvorrichtung 12 an eine Umgebung abgegeben. Damit wird eine Bremswirkung insbesondere eines an der Ankopplungseinheit 18 angeordneten Bearbeitungswerkzeugs 14 erzielt. The method comprises at least a third method step 78, in which a braking function of the brake unit 38 is activated by the control unit 44. The brake function is initiated by the control unit 44 as soon as a signal of the control unit 40 is transmitted to the control unit 44 and the switching process is initiated. The kinetic energy of the drive unit 16 and / or coupling unit 18 is converted into electrical energy and emitted to an environment in the form of a heat development on electrical resistors, electrical lines, electrical components and / or on other electronic components of the machine tool device 12. In this way, a braking effect, in particular of a machining tool 14 arranged on the coupling unit 18, is achieved.

Claims

Ansprüche claims
1. Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) für eine Werkzeugmaschine (10), insbesondere eine tragbare Werkzeugmaschine (10), mit zumindest einer Ankopplungseinheit (18) zu einer Ankopplung eines Bearbeitungswerkzeugs (14) und mit zumindest einer Antriebseinheit (16) zu einem Antrieb der Ankopplungseinheit (18), gekennzeichnet durch eine Rekuperations- einheit (24), welche in zumindest einem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit (16) eine elektrische Energie zur Versorgung zumindest einer Funktionseinheit (36) aus einer kinetischen Energie zumindest der Ankopplungseinheit (18) bereitstellt. 1. Machine tool device (12) for a machine tool (10), in particular a portable power tool (10), with at least one coupling unit (18) for coupling a machining tool (14) and at least one drive unit (16) to a drive of the coupling unit (12). 18), characterized by a Rekuperations- unit (24) which in at least one deactivated state of the drive unit (16) provides an electrical energy for supplying at least one functional unit (36) from a kinetic energy of at least the coupling unit (18).
2. Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Funktionseinheit (36), welche in dem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit (16) wenigstens eine Funktion bereitstellt. 2. Machine tool device (12) according to claim 1, characterized by the functional unit (36), which provides at least one function in the deactivated state of the drive unit (16).
3. Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion eine Sicherungsfunktion und/oder eine Komfortfunktion ist. 3. Machine tool device (12) according to claim 2, characterized in that the function is a backup function and / or a comfort function.
4. Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (36) eine Bremseinheit (38) zum Bremsen zumindest der Ankopplungseinheit (18) und/oder des Bearbeitungswerkzeugs (14) umfasst. 4. Machine tool device (12) according to claim 2 or 3, characterized in that the functional unit (36) comprises a brake unit (38) for braking at least the coupling unit (18) and / or the machining tool (14).
5. Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (36) eine Steuereinheit (44) zu einer zumindest teilweise automatischen Steuerung und/oder Regelung einer anpassbaren Bremsfunktion der Bremseinheit (38) aufweist. 5. Machine tool device (12) according to claim 4, characterized in that the functional unit (36) has a control unit (44) for at least partially automatic control and / or regulation of an adjustable braking function of the brake unit (38).
Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) und die Bremseinheit (38) zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sind. Machine tool device (12) according to claim 4 or 5, characterized in that the drive unit (16) and the brake unit (38) are at least partially formed integrally with each other.
Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (16) und die Rekuperationseinheit (24) zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sind. Machine tool device (12) according to any one of the preceding claims, characterized in that the drive unit (16) and the recuperation unit (24) are at least partially formed integrally with each other.
Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bereitstellung der elektrischen Energie durch die Rekuperationseinheit (24) unabhängig von einer externen Energieversorgung erfolgt. Machine tool device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that provision of the electrical energy by the recuperation unit (24) takes place independently of an external power supply.
Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Kontrolleinheit (40) zur Ermittlung eines Wegfalls der externen Energieversorgung. Machine tool device (12) according to claim 8, characterized by a control unit (40) for determining a loss of the external power supply.
Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) zumindest nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schalteinheit (42), welche zu einer Phasenanschnittsteuerung, zu einer Umschaltung zwischen einem Wechselstrom- und einem Gleichstrombetrieb und als Hauptschalter vorgesehen ist. Machine tool device (12) at least according to the preamble of claim 1 and in particular according to one of the preceding claims, characterized by a switching unit (42) which is provided for a phase control, switching between an AC and a DC operation and as a main switch.
Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Stromsensoreinheit (50), welche zu einer Messung eines Motorstroms in zumindest einem aktivierten Zustand der Antriebseinheit (16), zu einer Messung eines Bremsstroms in zumindest einem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit (16) und zu einer Diagnose der Schalteinheit (42) vorgesehen ist. Machine tool device (12) according to claim 10, characterized by a current sensor unit (50), which for measuring a motor current in at least one activated state of the drive unit (16), to a measurement of a braking current in at least one deactivated state of the drive unit (16) and a diagnosis of the switching unit (42) is provided.
12. Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) zumindest nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Spannungswandlereinheit (72), welche in zumindest einem aktivierten Zustand der Antriebseinheit (16) mit einer elektrischen Energie eines externen Wechselstromversorgungsnetzes (90) und welche im deaktivierten Zustand der Antriebseinheit (16) mit einer elektrischen Energie durch die Rekuperationseinheit (24) versorgbar ist. 12. Machine tool device (12) at least according to the preamble of claim 1 and in particular according to one of the preceding claims, characterized by a voltage converter unit (72) which in at least one activated state of the drive unit (16) with an electrical energy of an external AC power supply network (90) and which in the deactivated state of the drive unit (16) can be supplied with electrical energy by the recuperation unit (24).
13. Werkzeugmaschine (10), insbesondere tragbare Werkzeugmaschine (10), mit zumindest einer Werkzeugmaschinenvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 13. Machine tool (10), in particular portable machine tool (10), with at least one machine tool device (12) according to one of the preceding claims.
14. Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschinenvorrichtung (12), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit zumindest einer Ankopp- lungseinheit (18) zu einer Ankopplung eines Bearbeitungswerkzeugs (14) und mit zumindest einer Antriebseinheit (16) zu einem Antrieb der Ankopp- lungseinheit (18), dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem deaktivierten Zustand der Antriebseinheit (16) eine elektrische Energie zur Versorgung zumindest einer Funktionseinheit (36) aus einer kinetischen Energie zumindest der Ankopplungseinheit (18) bereitgestellt wird. 14. A method for operating a machine tool device (12), in particular according to one of claims 1 to 12, with at least one Ankopp- treatment unit (18) for coupling a machining tool (14) and at least one drive unit (16) to drive the Ankopp - Lunging unit (18), characterized in that in at least one deactivated state of the drive unit (16) an electrical energy for supplying at least one functional unit (36) from a kinetic energy of at least the coupling unit (18) is provided.
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