EP4289058A1 - Verfahren zum abbremsen eines rotierenden werkzeugs einer elektro-werkzeugmaschine und elektro-werkzeugmaschine - Google Patents

Verfahren zum abbremsen eines rotierenden werkzeugs einer elektro-werkzeugmaschine und elektro-werkzeugmaschine

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EP4289058A1
EP4289058A1 EP21814749.4A EP21814749A EP4289058A1 EP 4289058 A1 EP4289058 A1 EP 4289058A1 EP 21814749 A EP21814749 A EP 21814749A EP 4289058 A1 EP4289058 A1 EP 4289058A1
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EP
European Patent Office
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sub
sequence
electric machine
machine tool
braking
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21814749.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Lacher
Manel Ouni
Thomas Mahler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a method for braking a rotating tool of an electric machine tool, the electric machine tool comprising machine electronics and a motor.
  • a braking method is presented in which the braking process includes sub-sequences for feeding back the released braking energy and for driving the electric motor.
  • the proposed braking method is characterized by a change between the sub-sequences, with the change taking place after previously specified time periods for the individual sub-sequences have elapsed.
  • the invention relates to an electric machine tool for carrying out the proposed braking method.
  • the proposed electric machine tool can in particular be an electric grinder.
  • any braking current that occurs can be regulated.
  • machine electronics when the motor is energized to brake, energy can flow into the intermediate circuit of the electronics of the electric machine tool (“machine electronics”). The flow of energy can lead to an increase in voltage in the intermediate circuit, whereby this increase can be harmful to any electrolytic capacitors ("ELKOs") that may be installed in the machine electronics if certain limit values are exceeded.
  • ELKOs electrolytic capacitors
  • such an undesired voltage rise in the intermediate circuit of the machine electronics can be avoided by providing brake choppers.
  • US 2017 234 484 A1 discloses a braking method for a brushless DC motor in a machine tool, in which different braking profiles are used depending on braking states.
  • DE 10 2012 110 271 A1 discloses a braking method for an electric motor, in which a braking current is used as a controlled variable.
  • the object on which the present invention is based is to overcome the above-described deficiencies and disadvantages of the prior art and to specify braking methods for electric machine tools with which the rotating components of the machine, in particular its tool, can be braked quickly.
  • the improved braking method should be controllable—preferably using as few parameters as possible that can be set easily. Experts would welcome it if an overvoltage in the intermediate circuit of the machine electronics could be avoided safely and effectively without the corresponding machines having a larger volume and thus becoming unwieldy. In addition, the provision of additional components should be avoided for reasons of cost and space.
  • the aim of the invention is also to specify an electric machine tool with which the proposed braking method can be carried out.
  • the object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments relating to the subject matter of the independent claims can be found in the dependent claims.
  • a method for braking a rotating tool of an electric machine tool comprising machine electronics and a motor.
  • This alternative braking method is characterized in that the braking process comprises a first sub-sequence and a second sub-sequence, the first sub-sequence being assigned a first time period t_brake and the second sub-sequence being assigned a second time period t_drive, after which changing between the sub-sequences, as a result of which switching points between the sub-sequences are defined, machine current values l_brake and l_drive being determined as a function of a voltage in an intermediate circuit of the machine electronics.
  • the alternative braking method there is a change between the sub-sequences of the braking process according to a fixed time distribution.
  • the “feed back” sub-sequence can last for a period of time t_brake, for example, while the “drive” sub-sequence lasts for a period of time t_drive.
  • time span t_brake is longer than the time span t_drive. As a result, the rotating tool of the electric machine tool can be braked particularly quickly.
  • the proposed method for braking a rotating tool of an electric machine tool can be described in a different formulation by the following method steps: a) Start of a braking process for the rotating tool of the electric machine tool in a first sub-sequence of the braking process, the first sub- A first time period t_brake is assigned to the sequence, with machine current values l_brake being determined during the braking process as a function of a voltage in an intermediate circuit of the machine electronics, b) changing to a second sub-sequence after the first time period t_brake has elapsed, c) continuation of the braking process in the second sub-sequence for a second period of time t_drive, the machine current values l_drive being determined during the second sub-sequence as a function of a voltage in an intermediate circuit of the machine electronics, d) changing to the first Sub-sequence after the first time period t_drive.
  • the voltage in the intermediate circuit of the machine electronics does not exceed a component-permissible limit value, exceeding which can be harmful to individual components.
  • the machine current values l_brake and l_drive it is preferable for the machine current values l_brake and l_drive to be regulated in the corresponding sub-sequences according to the intermediate circuit voltage.
  • the machine current values I_brake and I_drive are regulated as a function of the voltage in the intermediate circuit of the machine electronics.
  • the user of the electric machine tool hardly notices the change between the sub-sequences. This is due in particular to the comparatively short periods of time t_brake and t_drive. Due to the comparatively short periods of time in which the electric machine tool remains in the individual sub-sequences, the change is hardly or not at all noticed by the user, which leads to the user of the proposed electric machine tool feeling the braking process softly.
  • the proposed braking method has the advantage over the prior art that no additional material costs are incurred for additional components.
  • a compact and easy-to-operate machine can be provided.
  • an excessively high voltage in the intermediate circuit of the machine electronics is reliably and effectively prevented and a particularly smooth braking process can be provided with the invention.
  • a particularly gentle transition to the standstill of the rotating tool of the electric power tool is advantageously also made possible.
  • the rotating tool of the electric machine tool is braked by controlling and/or limiting the machine current values I_brake and I_drive.
  • I_brake and I_drive By limiting the maximum currents flowing, a particularly smooth transition to standstill of the rotating tool of the electric power tool is advantageously made possible.
  • braking energy released in the first sub-sequence of the braking process is fed back into the intermediate circuit or that only low-side switches of the motor inverter of the electric machine tool are activated in the first sub-sequence of the braking process.
  • a load cycle can be determined depending on a speed of the rotating tool of the electric machine tool and/or depending on a braking current of the motor of the electric machine tool.
  • the motor of the electric machine tool is driven in the second sub-sequence of the braking process or that essentially all switches of the motor inverter of the electric machine tool are activated in the second sub-sequence of the braking process are.
  • the proposed braking method differs from the prior art, for example, in that sub-sequences such as “feed back” and “drive” alternate depending on a voltage, while with conventional braking methods it is usually possible to switch between different braking sequences.
  • the current intensity is used as a controlled variable, while in the present method, switching or changing from one sub-sequence to the other sub-sequence occurs after predetermined time periods have elapsed.
  • a further method for braking a rotating tool of an electric machine tool is also disclosed, the electric machine tool comprising machine electronics and a motor.
  • the proposed method is characterized in that the braking process includes a first sub-sequence and a second sub-sequence, with switching between the sub-sequences during the braking process and switching points between the sub-sequences depending on a voltage in an intermediate circuit of the machine electronics can be selected.
  • the terms, definitions and technical advantages introduced for the first braking method apply analogously to the further braking method and vice versa.
  • the first sub-sequence is referred to as "feedback". Accordingly, it is preferred in the first sub-sequence of the braking process that released braking energy is fed back into the intermediate circuit of the machine electronics, so that the energy is available or can be used for further operation of the electric machine tool. It is preferred within the meaning of the invention that the machine tool has a switch arrangement for power control of the motor. Preferably the switch arrangement may comprise a motor inverter. In the first sub-sequence of the braking process, it is preferred within the meaning of the invention that only the minus-side or ground-side switches (low-side switches) of the motor inverter of the electric machine tool are activated.
  • the switching elements of the motor inverter preferably have an integrated diode in the reverse direction in order to allow a corresponding flow of current. If, for example, a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOS-FET) is used as the switching element, it can be activated to improve the current flow in the reverse direction. It is preferred within the meaning of the invention that the motor inverter is designed as a B6 bridge or as a switching element for controlling the motor. In terms of the invention, it is particularly preferred that the control is a Pulse Width Modulation control (PWM).
  • PWM Pulse Width Modulation control
  • the switching element can also be in the form of an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • the sole activation of the low-side switch of the motor inverter preferably means in the context of the invention that in the sub-sequence "feedback" in particular the negative or ground-side switches of the switch arrangement are active.
  • these are referred to as low-side semiconductors or low-side switches for the purposes of the invention.
  • low-side semiconductors or low-side switches for the purposes of the invention.
  • only low-side switches of the motor inverter of the electric machine tool are functionally activated in the first sub-sequence of the braking process.
  • this preferably means that the low-side switches of the motor inverter of the electric machine tool can be used and controlled.
  • a low-side switch or several of the low-side switches are driven in PWM mode, i.e. activated in a regulated manner.
  • a load cycle can preferably be determined as a function of a speed of the rotating tool of the electric machine tool and/or as a function of a braking current of the motor of the electric machine tool.
  • the driving variable for the braking current is the electromotive force of the electric motor of the machine tool.
  • the electromotive force of the electric motor preferably depends on the speed of the engine. It is preferred within the meaning of the invention to use a flexible PWM control in order to obtain controlled braking or device behavior. It is preferred within the meaning of the invention that the second sub-sequence is referred to as “drive”.
  • the motor of the electric machine tool is driven in the second sub-sequence of the braking process.
  • the energy from the intermediate circuit preferably flows back into the motor.
  • the motor is designed as a brushless motor.
  • all switching elements of the switch arrangement of the electric machine tool are preferably activated.
  • this preferably means that the switching elements can be used and preferably controlled in PWM mode.
  • the switching elements of the switch arrangement of the electric machine tool can preferably be activated in the second sub-sequence of the braking process.
  • the switching elements can in particular be the high-side switches and the low-side switches of the switch arrangement. According to the invention, it is particularly preferred that the high-side switches and the low-side switches are components of the motor inverter of the electric machine tool. For example, all switching elements of the motor inverter of the electric machine tool can thus be activated in the second sub-sequence of the braking process.
  • this preferably means that both the low-side switches and the high-side switches of the motor inverter of the machine tool are activated in the “drive” sub-sequence.
  • the high-side semiconductors and the low-side semiconductors are switched in a complementary manner to one another in the “drive” sub-sequence.
  • a conversion operation to block commutation takes place in the “drive” sub-sequence, while a conversion operation to sinusoidal commutation is also possible.
  • a high-side switch of the motor inverter is a plus-side switch of the switch arrangement.
  • the switching points between the sub-sequences are selected as a function of a voltage in an intermediate circuit of the machine electronics.
  • the intermediate circuit preferably comprises a direct current intermediate circuit (DC link) or is formed by one.
  • the switching points are defined by a maximum trigger voltage U_DC_max and a minimum trigger voltage U_DC_min.
  • the proposed method for braking a rotating tool of an electric machine tool can be described in a different formulation by the following method steps: a) starting a braking process for the rotating tool of the electric machine tool in a first sub-sequence of the braking process, b) determining a voltage in an intermediate circuit of the machine electronics, c) change to a second sub-sequence if the voltage in the intermediate circuit of the machine electronics is greater than a maximum trigger voltage U_DC_max, d) continuation of the braking process in the second sub-sequence, e) Change to the first sub-sequence if the voltage in the intermediate circuit of the machine electronics is less than a minimum trigger voltage U_DC_min.
  • the proposed braking method preferably begins with the first sub-sequence, in which the braking energy that is released is preferably fed back into the intermediate circuit of the machine electronics. During feedback, the voltage in the intermediate circuit of the electronics of the electric machine tool is determined. A change from the first sub-sequence to the second sub-sequence, i.e. for driving, occurs in particular when the previously determined voltage in the intermediate circuit of the machine electronics is greater than a maximum trigger voltage U_DC_max. This preferably represents the first switching point between the first and the second sub-sequence of the proposed braking method.
  • the braking process is then continued in the second sub-sequence until the voltage in the intermediate circuit of the machine electronics is less than a minimum trigger voltage U_DC_min, which preferably represents the second switching point between the second and the first sub-sequence of the proposed braking method. If the voltage determined in the intermediate circuit of the machine electronics is lower than the minimum trigger voltage U_DC_min, there is a change back from the second sub-sequence to the first sub-sequence. This change between the sub-sequences depending on the voltage in the intermediate circuit of the machine electronics can be repeated until the rotating tool of the electrical work machine has come to a standstill.
  • U_DC_min preferably represents the second switching point between the second and the first sub-sequence of the proposed braking method.
  • the braking process is uncomplicated in the context of the proposed braking method and can be adjusted and changed with just a few parameters.
  • no additional material costs for additional before components are used.
  • the installation space within the electric machine tool can also be kept small and a compact device that is easy to handle can be provided.
  • an electric power tool for carrying out the additional braking method is disclosed.
  • the electric machine tool is an electric grinder.
  • the electric machine tool includes machine electronics with an intermediate circuit, the machine electronics being set up to detect a voltage in the intermediate circuit and to compare it with a trigger voltage, the machine Electronics is also set up to switch depending on the detected voltage between a first sub-sequence and a second sub-sequence of a braking process of the electric machine tool.
  • the invention relates to an electric machine tool for carrying out the proposed braking method.
  • the terms, definitions and technical advantages introduced for the braking method preferably apply analogously to the electric machine tool.
  • the electric power tool is an electric grinder.
  • the electric machine tool includes machine electronics with an intermediate circuit, the machine electronics being set up to detect current values as a function of a voltage in the intermediate circuit, the machine electronics also doing this is set up, after predetermined time periods have elapsed, to switch between a first sub-sequence and a second sub-sequence of a braking process of the electric machine tool.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a possible time sequence of the proposed braking method
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the further braking method.
  • the further method for braking a rotating tool (not shown) of an electric machine tool (not shown) comprises a first sub-sequence 1 and a second sub-sequence 2, with the proposed braking method preferably beginning with a first sub-sequence 1.
  • the start 3 of the deceleration process is represented by the round dot at the top of Figs.
  • the first sub-sequence 1 is preferably referred to as "feedback", while the second sub-sequence 2 is referred to as "drive”.
  • a change 11, 12 between the sub-sequences 1, 2 takes place as a function of a voltage U_DC in an intermediate circuit of the machine electronics of the electric machine tool.
  • a change 11 from the first sub-sequence 1 to the second sub-sequence 2 occurs when the condition U_DC>U_DC_max is met, while a change 12 from the second sub-sequence 2 to the first sub-sequence 1 occurs when the condition U_DC ⁇ U_DC_min is fulfilled.
  • the switching point 11 between the first sub-sequence 1 and the second sub-sequence 2, and the switching point 12 between the second sub-sequence 2 and the first sub-sequence 1, depending on the intermediate circuit voltage U_DC of the electric machine tool be defined or parameterized. It is preferred within the meaning of the invention that a first switching point 11 between the first sub-sequence 1 and the second sub-sequence 2 is reached when U_DC> U_DC_max, while a second switching point 12 between the second sub-sequence 2 and the first sub-sequence 1 is reached when U_DC ⁇ U_DC_min.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the proposed braking method.
  • the proposed method for braking a rotating tool of an electric machine tool includes a first sub-sequence 1 and a second sub-sequence 2, with a change 11, 12 between Figure 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the proposed braking method.
  • the proposed method for braking a rotating tool of an electric machine tool comprises a first sub-sequence 1 and a second sub-sequence 2, with a change 11, 12 between the sub-sequences 1, 2 taking place according to a fixed time schedule.
  • the sub-sequences 1, 2 are assigned fixed time periods t_brake and t_drive, after which a change 11, 12 takes place.
  • machine currents flow in the electric machine tool, which currents are determined as a function of the intermediate circuit voltage U_DC of the machine electronics.
  • machine currents are referred to as l_brake and I_drive, respectively, with the current l_brake being assigned to the first sub-sequence 1 and flowing during the first sub-sequence 1, while the current l_drive being assigned to the second sub-sequence 2 and flowing during the second Sub-sequence 2 flows.
  • a possible course of the machine currents I_brake and I_drive is shown in FIG. The changes 11, 12 between the sub-sequences 1, 2 can be repeated until the rotating tool of the electric machine tool has come to a standstill.
  • FIG. 3 An example sequence of the proposed braking method is shown in FIG. 3 .

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro-Werkzeugmaschine, wobei die Elektro-Werkzeugmaschine eine Maschinen-Elektronik und einen Motor umfasst. Es wird ein Bremsverfahren vorgestellt, bei dem der Abbremsvorgang Sub-Sequenzen zum Rückspeisen der freiwerdenden Bremsenergie und zum Antreiben des Elektromotors umfasst. Das vorgeschlagene Bremsverfahren ist durch einen Wechsel zwischen den Sub-Sequenzen gekennzeichnet, wobei der Wechsel nach Ablauf von zuvor festgelegten Zeitspannen für die einzelnen Sub-Sequenzen erfolgt. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Elektro-Werkzeugmaschine zur Durchführung des vorgeschlagenen Bremsverfahrens. Bei der vorgeschlagenen Elektro-Werkzeugmaschine kann es sich insbesondere um ein Elektro-Schleifgerät handeln.

Description

VERFAHREN ZUM ABBREMSEN EINES ROTIERENDEN WERKZEUGS EINER ELEKTROWERKZEUGMASCHINE UND ELEKTRO-WERKZEUG MASCHINE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro-Werkzeugmaschine, wobei die Elektro- Werkzeugmaschine eine Maschinen- Elektronik und einen Motor umfasst. Es wird ein Bremsverfahren vorgestellt, bei dem der Abbremsvorgang Sub-Sequenzen zum Rückspeisen der freiwerdenden Bremsenergie und zum Antreiben des Elektromotors umfasst. Das vorgeschlagene Bremsverfahren ist durch einen Wechsel zwischen den Sub-Sequenzen gekennzeichnet, wobei der Wechsel nach Ablauf von zuvor festgelegten Zeitspannen für die einzelnen Sub-Sequenzen erfolgt. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Elektro-Werkzeugmaschine zur Durchführung des vorgeschlagenen Bremsverfahrens. Bei der vorgeschlagenen Elektro-Werkzeugmaschine kann es sich insbesondere um ein Elektro-Schleifgerät handeln.
Hintergrund der Erfindung:
Im Bereich der Elektro- Werkzeugmaschinen sind beispielsweise Schleifgeräte mit einer Schleifscheibe als rotierendem Werkzeug bekannt. Nach dem Ausschalten eines Antriebs einer solchen Elektro-Werkzeugmaschine ist in der Drehbewegung der Schleifscheibe, sowie grundsätzlich in den rotierenden Komponenten des Geräts, kinetische Energie gespeichert. Diese kinetische Energie hängt von der Masse und der Drehzahl der jeweiligen Komponente ab und sorgt für eine unerwünschte Weiterbewegung der rotierenden Komponenten der Elektro-Werkzeugmaschine. Eine Bremswirkung auf diese rotierenden Komponenten der Elektro-Werkzeugmaschine wird durch die mechanische Reibung der Komponenten in ihren Kontaktbereichen mit der Maschine bewirkt. Durch diese Bremswirkung verlangsamt sich die Drehbewegung der rotierenden Komponenten der Elektro-Werkzeugmaschine und es kommt schließlich zu einem Stillstand der Komponenten. Wenn die Drehzahl einer solchen rotierenden Komponente der Elektro- Werkzeugmaschine gegenüber der Zeit aufgetragen wird, ergibt sich eine sog. Auslaufkurve, die das Langsamer-Werden der rotierenden Komponenten der Elektro-Werkzeugmaschine darstellt.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren bekannt, um eine rotierende Komponente einer Elektro-Werkzeugmaschine abzubremsen. Beispielsweise wird das sogenannte Kurzschlußbremsen am Motor praktiziert, bei dem die Phasen des Elektromotors der Elektro-Werk- zeugmaschine kurzgeschlossen werden. Der elektrische und magnetische Widerstand in dem entsprechenden Schalt- oder Wirkkreis wirkt in diesem Fall ähnlich wie die mechanische Reibung und führt zu einem Abbremsen der Schleifscheibe. Nachteilig an dem sog. Kurzschlußbremsen ist allerdings, dass der Bremsvorgang nicht steuerbar ist. Dies führt dazu, dass weder die Bremzeit, noch das Nutzerempfinden beeinflusst werden können. Darüber hinaus wird durch das Kurzschließen der Motorphasen ein Bremsstrom erzeugt, der in irgendeiner Weise behandelt bzw. abgeführt werden muss.
Ferner ist im Stand der Technik die Bremsbestromung des Motors bekannt. Dadurch kann ein auftretender Bremsstrom geregelt werden. Allerdings kann bei der Bremsbestromung des Motors ein Energiefluss in den Zwischenkreis der Elektronik der Elektro-Werkzeugmaschine («Ma- schinen-Elektronik») auftreten. Der Energiefluss kann zu einem Anstieg der Spannung in dem Zwischenkreis führen, wobei dieser Anstieg bei Überschreiten gewisser Grenzwerte schädlich für etwaige Elektrolyt-Kondensatoren («ELKOs») sein kann, die ggf. in der Maschinen-Elektronik verbaut sind. Allerdings kann ein solcher unerwünschter Spannungsanstieg im Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik durch die Vorsehung von Brems-Choppern vermieden werden. Dies führt allerdings zu einem erhöhten Bedarf an Bauraum innerhalb der Elektro-Werkzeugmaschine und zu erhöhten Herstellungskosten.
Beispielsweise offenbart die US 2017 234 484 A1 ein Bremsverfahren für einen bürstenlosen Gleichstrommotor in einer Werkzeugmaschine, bei dem unterschiedliche Bremsprofile in Abhängigkeit von Bremszuständen verwendet werden. DE 10 2012 110 271 A1 offenbart ein Bremsverfahren für einen Elektromotor, bei dem ein Bremsstrom als Regelgröße verwendet wird.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die vorstehend beschriebenen Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und Bremsverfahren für Elektro-Werkzeugmaschinen anzugeben, mit denen die rotierenden Komponenten der Maschine, insbesondere ihr Werkzeug, schnell abgebremst werden kann. Dabei sollen die verbesserten Bremsverfahren - vorzugsweise durch möglichst wenige und gut einstellbare Parameter - steuerbar sein. Die Fachwelt würde es begrüßen, wenn eine Überspannung im Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik sicher und wirksam vermieden werden könnte, ohne dass die entsprechenden Maschinen ein höheres Volumen aufweisen und dadurch unhandlicher werden. Darüber hinaus soll von einer Vorsehung zusätzlicher Bauteile - aus Kosten- und Platzgründen - abgesehen werden. Mit der Erfindung soll auch eine Elektro-Werkzeugmaschine angegeben werden, mit der die vorzuschlagenden Bremsverfahren durchgeführt werden können. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen zu dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Beschreibung der Erfindung:
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro- Werkzeugmaschine vorgesehen, wobei die Elektro-Werkzeugmaschine eine Maschinen-Elek- tronik und einen Motor umfasst. Dieses alternative Abbremsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abbremsvorgang eine erste Sub-Sequenz und eine zweite Sub-Sequenz umfasst, wobei der ersten Sub-Sequenz eine erste Zeitspanne t_brake und der zweiten Sub-Sequenz eine zweite Zeitspanne t_drive zugeordnet wird, wobei nach deren Ablauf zwischen den Sub- Sequenzen gewechselt wird, wodurch Umschaltpunkte zwischen den Sub-Sequenzen festgelegt werden, wobei Maschinen-Stromwerte l_brake und l_drive in Abhängigkeit von einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik bestimmt werden.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass bei dem alternativen Bremsverfahren ein Wechsel zwischen den Sub-Sequenzen des Abbremsvorgangs gemäß einer festen Zeitaufteilung erfolgt. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass beispielsweise eine feste Zeitspanne t_brake für die erste Sub-Sequenz und eine feste Zeitspanne t_drive für die zweite Sub- Sequenz festgelegt wird. Mit anderen Worten kann die Sub-Sequenz „Rückspeisen“ beispielsweise eine Zeitspanne t_brake dauern, während die Sub-Sequenz „Antreiben“ eine Zeitspanne t_drive dauert.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Zeitspanne t_brake größer ist als die Zeitspanne t_drive. Dadurch kann ein besonders schnelles Abbremsen des rotierenden Werkzeugs der Elektro-Werkzeugmaschine erreicht werden.
Das vorgeschlagene Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro- Werkzeugmaschine kann in einer anderen Formulierung durch folgende Verfahrensschritte beschrieben werden: a) Start eines Abbremsvorgangs für das rotierende Werkzeug der Elektro-Werkmaschine in einer ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs, wobei der ersten Sub-Sequenz eine erste Zeitspanne t_brake zugeordnet wird, wobei während des Abbremsvorgangs Maschinen-Stromwerte l_brake in Abhängigkeit von einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik bestimmt werden, b) Wechsel in eine zweite Sub-Sequenz nach Ablauf der ersten Zeitspanne t_brake, c) Fortführung des Abbremsvorgangs in der zweiten Sub-Sequenz für eine zweite Zeitspanne t_drive, wobei während der zweiten Sub-Sequenz die Maschinen-Stromwerte l_drive in Abhängigkeit von einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen- Elektronik bestimmt werden, d) Wechsel in die erste Sub-Sequenz nach Ablauf der ersten Zeitspanne t_drive.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in dieser Ausführungsform die Spannung im Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik einen bauteilzulässigen Grenzwert, dessen Überschreitung schädlich sein kann für einzelne Bauteile, nicht übersteigt. Um dies zu erreichen, ist es bevorzugt, dass die Maschinen-Stromwerte l_brake und l_drive in den entsprechenden Sub-Sequenzen entsprechend der Zwischenkreisspannung geregelt werden. Mit anderen Worten ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass während des Abbremsvorgangs die Maschinen-Stromwerte l_brake und l_drive in Abhängigkeit von der Spannung im Zwischenkreis der Maschinen- Elektronik geregelt werden.
Der Nutzer der Elektro- Werkzeugmaschine nimmt den Wechsel zwischen den Sub-Sequenzen nicht oder kaum wahr. Dies ist insbesondere auf die vergleichsweise kurzen Zeitspannen t_brake und t_drive zurückzuführen. Durch die vergleichsweise kurzen Zeitspannen, in denen die Elektro-Werkzeugmaschine in den einzelnen Sub-Sequenzen verbleibt, werden die Wechsel vom Nutzer nicht oder kaum wahrgenommen, was zu einer saften Wahrnehmung des Bremsvorgangs für den Nutzer der vorgeschlagenen Elektro-Werkzeugmaschine führt.
Das vorgeschlagene Bremsverfahren ist gegenüber dem Stand der Technik mit dem Vorteil verbunden, dass keine zusätzlichen Materialkosten für zusätzliche Bauteile anfallen. Außerdem kann eine kompakte und einfach zu bedienende Maschine bereitgestellt werden. Darüber hinaus wird eine zu hohe Spannung im Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik sicher und wirksam verhindert und es kann mit der Erfindung ein besonders weicher Bremsverlauf bereitgestellt werden. Durch die Limitierung der maximal fließenden Ströme wird vorteilhafterweise auch ein besonders sanfter Übergang in den Stillstand des rotierenden Werkzeugs der Elektro- Werkzeugmaschine ermöglicht.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das rotierende Werkzeug der Elektro-Werkzeugmaschine durch eine Regelung und/oder Limitierung der Maschinen-Stromwerte l_brake und l_drive abgebremst wird. Durch die Limitierung der maximal fließenden Ströme wird vorteilhafterweise ein besonders sanfter Übergang in den Stillstand des rotierenden Werkzeugs der Elektro-Werkzeugmaschine ermöglicht. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in der ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs freiwerdende Bremsenergie in den Zwischenkreis zurückgespeist wird bzw. dass in der ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs nur Low-Side-Schalter des Motorinverters der Elektro- Werkzeugmaschine aktiviert sind. Darüber hinaus kann in der ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs ein Lastzyklus in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des rotierenden Werkzeugs der Elektro-Werkzeugmaschine und/oder in Abhängigkeit von einem Bremsstroms des Motors der Elektro-Werkzeugmaschine ermittelt werden. Es ist in der alternativen Ausführungsform der Erfindung auch bevorzugt, dass in der zweiten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs des Motors der Elektro-Werkzeugmaschine angetrieben wird bzw. dass in der zweiten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs im Wesentlichen alle Schalter des Motorinverters der Elektro-Werkzeugmaschine aktiviert sind.
Das vorgeschlagene Bremsverfahren unterscheidet sich vom Stand der Technik beispielsweise dadurch, dass sich Sub-Sequenzen, wie «Rückspeisen» und «Antreiben», in Abhängigkeit von einer Spannung abwechseln, während bei herkömmlichen Bremsverfahren zumeist zwischen unterschiedlichen Bremssequenzen gewechselt werden kann. Darüber hinaus wird bei vielen anderen Bremsverfahren die Stromstärke als Regelgröße verwendet, währen bei dem vorliegenden Verfahren nach Ablauf von vorgegebenen Zeitspannen von einer Sub-Sequenz in die andere Sub-Sequenz geschaltet bzw. gewechselt wird.
Es wird außerdem ein weiteres Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro-Werkzeugmaschine offenbart, wobei die Elektro-Werkzeugmaschine eine Maschinen- Elektronik und einen Motor umfasst. Das vorgeschlagene Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abbremsvorgang eine erste Sub-Sequenz und eine zweite Sub-Sequenz umfasst, wobei während des Abbremsvorgangs zwischen den Sub-Sequenzen gewechselt wird und wobei Umschaltpunkte zwischen den Sub-Sequenzen in Abhängigkeit von einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik ausgewählt werden. Die für das zuerst vorgestellte Bremsverfahren eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten für das weitere Bremsverfahren analog, und umgekehrt.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Sub-Sequenz als «Rückspeisen» bezeichnet wird. Demensprechend ist es in der ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs bevorzugt, dass freiwerdende Bremsenergie in den Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik zurückgespeist wird, so dass die Energie für einen weiteren Betrieb der Elektro-Werkzeugmaschine zur Verfügung steht bzw. genutzt werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Werkzeugmaschine einen Schalteranordnung zur Leistungsansteuerung des Motors aufweist. Vorzugsweise kann die Schalteranordnung einen Motorinverter umfassen. In der ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass nur die minus- oder masseseitigen Schalter (Low-Side-Schalter) des Motorinverters der Elektro-Werkzeugmaschine angesteuert werden. Die Schaltelemente des Motorinverters vorzugsweise verfügen über eine integrierte Diode in Rückwärtsrichtung, um einen entsprechenden Stromfluss zu erlauben. Sollte z.B. ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt- transistor (MOS-FET) als Schaltelement verwendet werden, kann dieser zur Verbesserung des Stromflusses in Rückwärtsrichtung aktiviert werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Motorinverter als B6-Brücke oder als Schaltelement zum Ansteuern des Motors ausgebildet ist. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass es sich bei der Ansteuerung um eine Puls Width Modulation-Ansteuerung (PWM) handelt. Das Schaltelement kann ferner als Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) ausgebildet sein.
Dies kann insbesondere entsprechend einer Kommutierungs-Tabelle des Motors der Elektro- Werkzeugmaschine erfolgen. Die alleinige Aktivierung der Low-Side-Schalter des Motorinverters bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in der Sub-Sequenz «Rückspeisen» insbesondere die die minus- oder masseseitigen Schalter der Schalteranordnung aktiv sind. Diese werden zur besseren Verständlichkeit im Sinne der Erfindung als Low-Side-Halbleiter oder Low- Side-Schalter bezeichnet. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass in der ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs funktional nur Low-Side-Schalter des Motorinverters der Elektro-Werkzeugmaschine aktiviert sind. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Low-Side-Schalter des Motorinverters der Elektro-Werkzeugmaschine genutzt und angesteuert werden können. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein Low-Side Schalter oder mehrere der Low-Side Schalter im PWM-Modus angesteuert, d.h. geregelt aktiviert, werden.
Vorzugsweise kann in der ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs ein Lastzyklus in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des rotierenden Werkzeugs der Elektro-Werkzeugmaschine und/oder in Abhängigkeit von einem Bremsstroms des Motors der Elektro-Werkzeugmaschine ermittelt werden. Die treibende Größe für den Bremsstrom ist die elektromotorische Kraft des Elektromotors der Werkzeugmaschine. Die elektromotorische Kraft des Elektromotors hängt vorzugsweise von der Drehzahl des Motors ab. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, eine flexible PWM-Steuerung zu verwenden, um ein kontrolliertes Brems- bzw. Geräteverhalten zu erhalten. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die zweite Sub-Sequenz als «Antreiben» bezeichnet wird. Demensprechend ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in der zweiten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs der Motor der Elektro- Werkzeugmaschine angetrieben wird. Vorzugsweise fließt in der Sub-Sequenz «Antreiben» die Energie aus dem Zwischenkreis zurück in den Motor. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass der Motor als bürstenloser Motor ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind in der zweiten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs alle Schaltelemente der Schalteranordnung der Elektro-Werkzeugmaschine aktiviert. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schaltelemente genutzt und vorzugsweise im PWM-Modus angesteuert werden können. Vorzugsweise können in der zweiten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs die Schaltelemente der Schalteranordnung der Elektro-Werkzeugmaschine angesteuert sein. Bei den Schaltelementen kann es sich insbesondere um die High-Side-Schalter und die Low- Side-Schalter der Schalteranordnung handeln. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die High-Side-Schalter und die Low-Side-Schalter Komponenten des Motorinverters der Elektro-Werkzeugmaschine sind. Beispielsweise können somit in der zweiten Sub- Sequenz des Abbremsvorgangs alle Schaltelemente des Motorinverters der Elektro-Werkzeugmaschine aktiviert sein. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in der Sub- Sequenz «Antreiben» sowohl die Low-Side-Schalter, als auch die High-Side-Schalter des Motorinverters der Werkzeugmaschine aktiviert sind. Es ist im Sinne der Erfindung insbesondere bevorzugt, dass die High-Side-Halbleiter und die Low-Side-Halbleiter in der Sub-Sequenz «Antreiben» komplementär zueinander geschaltet werden. Darüber hinaus ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in der Sub-Sequenz «Antreiben» ein Umwandlungsbetrieb in Blockkommutierung erfolgt, während ein Umwandlungsbetrieb in Sinuskommutierung ebenfalls möglich ist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass es sich bei einem High-Side-Schalter des Motorinverters um einen plusseitigen Schalter der Schalteranordnung handelt.
Es ist im Kontext der Erfindung vorgesehen, dass die Umschaltpunkte zwischen den Sub- Sequenzen in Abhängigkeit von einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen- Elektronik ausgewählt werden. Vorzugsweise umfasst der Zwischenkreis einen Gleichstrom- Zwischenkreis (DC-Link) oder wird von einem solchen gebildet. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Umschaltpunkte durch die eine maximale Trigger-Spannung U_DC_max und eine minimale Trigger-Spannung U_DC_min festgelegt werden. Das vorgeschlagene Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro- Werkzeugmaschine kann in einer anderen Formulierung durch folgende Verfahrensschritte beschrieben werden: a) Start eines Abbremsvorgangs für das rotierende Werkzeug der Elektro-Werkmaschine in einer ersten Sub-Sequenz des Abbremsvorgangs, b) Ermittlung einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik, c) Wechsel in eine zweite Sub-Sequenz, wenn die Spannung in dem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik größer als eine maximale Trigger-Spannung U_DC_max ist, d) Fortführung des Abbremsvorgangs in der zweiten Sub-Sequenz, e) Wechsel in die erste Sub-Sequenz, wenn die Spannung in dem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik kleiner als eine minimale Trigger-Spannung U_DC_min ist.
Vorzugsweise beginnt das vorgeschlagene Abbremsverfahren mit der ersten Sub-Sequenz, in der bevorzugt ein Rückspeisen der freiwerdenden Bremsenergie in den Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik erfolgt. Während des Rückspeisens wird die Spannung in dem Zwischenkreis der Elektronik der Elektro-Werkzeugmaschine ermittelt. Ein Wechsel von der ersten Sub-Sequenz in die zweite Sub-Sequenz, d.h. zum Antreiben, erfolgt insbesondere dann, wenn die zuvor ermittelte Spannung im Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik größer ist als eine maximale Trigger-Spannung U_DC_max. Diese repräsentiert vorzugsweise den ersten Umschaltpunkt zwischen der ersten und der zweiten Sub-Sequenz des vorgeschlagenen Abbremsverfahrens. Der Abbremsvorgangs wird dann in der zweiten Sub-Sequenz fortgeführt, bis die Spannung im Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik kleiner ist als eine minimale Trigger-Spannung U_DC_min, die vorzugsweise den zweiten Umschaltpunkt zwischen der zweiten und der ersten Sub-Sequenz des vorgeschlagenen Abbremsverfahrens repräsentiert. Wenn die im Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik ermittelte Spannung kleiner ist als die minimale Trigger-Spannung U_DC_min, erfolgt ein Rück-Wechsel von der zweiten Sub-Sequenz in die erste Sub- Sequenz. Dieser Wechsel zwischen den Sub-Sequenzen in Abhängigkeit von der Spannung im Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik kann so oft wiederholt werden, bis das rotierende Werkzeug der Elektro-Werkmaschine zum Stillstand gekommen ist.
Tests haben gezeigt, dass eine schädliche Überspannung im Zwischenkreis mit dem vorgeschlagenen Verfahren wirksam vermieden werden kann. Vorteilhafterweise ist der Bremsablauf im Kontext des vorgeschlagenen Bremsverfahrens unkompliziert und mit wenigen Parametern justier- und veränderbar. Darüber hinaus müssen keine zusätzlichen Mate rial kosten für zusätzli- ehe Bauteile aufgewendet werden. Dadurch kann auch der Bauraum innerhalb der Elektro- Werkzeugmaschine klein gehalten und ein kompaktes, gut handzuhabendes Gerät bereitgestellt werden.
Es wird darüber hinaus eine Elektro-Werkzeug-maschine zur Durchführung des weiteren Bremsverfahrens offenbart. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass es sich bei der Elektro- Werkzeugmaschine um ein Elektro-Schleifgerät handelt.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Elektro-Werkzeugmaschine eine Maschinen- Elektronik mit Zwischenkreis umfasst, wobei die Maschinen-Elektronik dazu eingerichtet ist, eine Spannung in dem Zwischenkreis zu erfassen und mit einer Trigger-Spannung zu vergleichen, wobei die Maschinen-Elektronik darüber hinaus dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der erfassten Spannung zwischen einer ersten Sub-Sequenz und einer zweite Sub-Sequenz eines Abbremsvorgangs der Elektro-Werkzeugmaschine zu wechseln.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Elektro-Werkzeugmaschine zur Durchführung des vorgeschlagenen Bremsverfahrens. Die für die Bremsverfahren eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten vorzugsweise für die Elektro-Werkzeug-maschine analog. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass es sich bei der Elektro-Werk-zeugma- schine um ein Elektro-Schleifgerät handelt.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Elektro-Werkzeugmaschine eine Maschinen- Elektronik mit Zwischenkreis umfasst, wobei die Maschinen-Elektronik dazu eingerichtet ist, Stromwerte in Abhängigkeit von einer Spannung in dem Zwischenkreis zu erfassen, wobei die Maschinen-Elektronik darüber hinaus dazu eingerichtet ist, nach Ablauf von vorgegebenen Zeitspannen zwischen einer ersten Sub-Sequenz und einer zweite Sub-Sequenz eines Abbremsvorgangs der Elektro-Werkzeugmaschine zu wechseln.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figuren, 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. In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung des weiteren Bremsverfahrens
Fig. 2 schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgeschlagenen Bremsverfahrens
Fig. 3 schematische Darstellung eines möglichen Zeitablaufs des vorgeschlagenen Bremsverfahrens
Ausführunqsbeispiele und Fiqurenbeschreibunq:
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung des weiteren Bremsverfahrens. Das weitere Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs (nicht dargestellt) einer Elektro-Werkzeugmaschine (nicht dargestellt) umfasst eine erste Sub-Sequenz 1 und eine zweite Sub-Sequenz 2, wobei das vorgeschlagene Bremsverfahren vorzugsweise mit einer ersten Sub-Sequenz 1 beginnt. Der Start 3 des Abbremsverfahrens wird durch den runden Punkt oben in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die erste Sub-Sequenz 1 wird vorzugsweise als „Rückspeisen“ bezeichnet, während die zweite Sub-Sequenz 2 als „Antreiben“ bezeichnet wird.
Ein Wechsel 11 , 12 zwischen den Sub-Sequenzen 1 , 2 erfolgt in Abhängigkeit von einer Spannung U_DC in einem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik der Elektro-Werkzeugmaschine. Insbesondere erfolgt ein Wechsel 11 von der ersten Sub-Sequenz 1 zur zweiten Sub-Sequenz 2 dann, wenn die Bedingung U_DC > U_DC_max erfüllt ist, während ein Wechsel 12 von der zweiten Sub-Sequenz 2 zur ersten Sub-Sequenz 1 dann erfolgt, wenn die Bedingung U_DC < U_DC_min erfüllt ist. Mit anderen Worte können der Umschaltpunkt 11 zwischen der ersten Sub-Sequenz 1 und der zweiten Sub-Sequenz 2, sowie der Umschaltpunkt 12 zwischen der zweiten Sub-Sequenz 2 und der ersten Sub-Sequenz 1 in Abhängigkeit von der Zwischenkreisspannung U_DC der Elektro-Werkzeugmaschine festgelegt bzw. parametriert werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein erster Umschaltpunkt 11 zwischen der ersten Sub- Sequenz 1 und der zweiten Sub-Sequenz 2 dann erreicht ist, wenn U_DC > U_DC_max, während ein zweiter Umschaltpunkt 12 zwischen der zweiten Sub-Sequenz 2 und der ersten Sub- Sequenz 1 dann erreicht ist, wenn U_DC < U_DC_min.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgeschlagenen Bremsverfahrens. Das vorgeschlagene Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro-Werkzeugmaschine umfasst eine erste Sub-Sequenz 1 und eine zweite Sub-Sequenz 2, wobei ein Wechsel 11 , 12 zwischen den Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgeschlagenen Bremsverfahrens. Das vorgeschlagene Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro-Werkzeugmaschine umfasst eine erste Sub-Sequenz 1 und eine zweite Sub-Sequenz 2, wobei ein Wechsel 11 , 12 zwischen den Sub-Sequenzen 1 , 2 nach einem festgelegten Zeitschema erfolgt. Insbesondere werden den Sub-Sequenzen 1 , 2 feste Zeitspannen t_brake und t_drive zugewiesen, nach deren Ablauf ein Wechsel 11 , 12 erfolgt. Insbesondere erfolgt nach Ablauf der ersten Zeitspanne t_brake ein Wechsel 11 von der ersten Sub-Sequenz 1 in die zweite Sub-Sequenz 2, während nach Ablauf der zweiten Zeitspanne t_drive ein Wechsel 12 von der zweiten Sub- Sequenz 2 in die erste Sub-Sequenz 1 erfolgt.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in der Elektro-Werkzeugmaschine Ströme fließen («Maschinen-Ströme»), die in Abhängigkeit der Zwischenkreis-Spannung U_DC der Maschinen- Elektronik bestimmt werden. Diese Maschinen-Ströme werden als l_brake bzw. I_drive bezeichnet, wobei der Strom l_brake der ersten Sub-Sequenz 1 zugeordnet ist und während der ersten Sub-Sequenz 1 fließt, während der Strom l_drive der zweiten Sub-Sequenz 2 zugeordnet ist und während der zweiten Sub-Sequenz 2 fließt. Ein möglicher Verlauf der Maschinen-Ströme l_brake und l_drive ist in Fig. 3 dargestellt. Die Wechsel 11 , 12 zwischen den Sub-Sequenzen 1 , 2 können solange wiederholt werden, bis das rotierende Werkzeug der Elektro-Werkzeugmaschine zum Stillstand gekommen ist.
Ein beispielhafter Ablauf des vorgeschlagenen Bremsverfahrens ist in Fig. 3 dargestellt.
Bezugszeichenliste
1 erste Sub-Sequenz
2 zweite Sub-Sequenz
3 Start des Abbremsvorgangs
11 Wechsel von der ersten zur zweiten Sub-Sequenz, erster Umschaltpunkt
12 Wechsel von der zweiten zur ersten Sub-Sequenz, zweiter Umschaltpunkt

Claims

Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro-Werkzeug- maschine, wobei die Elektro-Werkzeugmaschine eine Maschinen-Elektronik und einen Motor umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbremsvorgang eine erste Sub-Sequenz (1) und eine zweite Sub-Sequenz (2) umfasst, wobei der ersten Sub-Sequenz (1) eine erste Zeitspanne t_brake und der zweiten Sub-Sequenz (2) eine zweite Zeitspanne t_drive zugeordnet wird, wobei nach deren Ablauf zwischen den Sub-Sequenzen (1 , 2) gewechselt wird, wodurch Umschaltpunkte (11 , 12) zwischen den Sub-Sequenzen (1 ,
2) festgelegt werden, wobei Maschinen-Stromwerte l_brake und l_drive in Abhängigkeit von einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik bestimmt werden. Alternatives Verfahren zum Abbremsen eines rotierenden Werkzeugs einer Elektro- Werkzeugmaschine, wobei die Elektro-Werkzeugmaschine eine Maschinen-Elektronik und einen Motor umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahr nsschritte: a) Start
(3) eines Abbremsvorgangs für das rotierende Werkzeug der Elektro- Werkmaschine in einer ersten Sub-Sequenz (1) des Abbremsvorgangs, wobei der ersten Sub-Sequenz (1) eine erste Zeitspanne t_brake zugeordnet wird, wobei während des Abbremsvorgangs Maschinen-Stromwerte l_brake in Abhängigkeit von einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik bestimmt werden, b) Wechsel (11) in eine zweite Sub-Sequenz (2) nach Ablauf der ersten Zeitspanne t_brake, c) Fortführung des Abbremsvorgangs in der zweiten Sub-Sequenz (2) für eine zweite Zeitspanne t_drive, wobei während der zweiten Sub-Sequenz die Maschinen- Stromwerte l_drive in Abhängigkeit von einer Spannung in einem Zwischenkreis der Maschinen-Elektronik bestimmt werden, d) Wechsel (12) in die erste Sub-Sequenz (1) nach Ablauf der ersten Zeitspanne t_drive. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Werkzeug der Elektro-Werkzeugmaschine durch eine Regelung und/oder Limitierung der Maschinen-Stromwerte l_brake und l_drive abgebremst wird.
4. Elektro-Werkzeugmaschine zur Durchführung des Bremsverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
5. Elektro-Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektro-Werkzeugmaschine eine Maschinen-Elektronik mit Zwischenkreis umfasst, wobei die Maschinen-Elektronik dazu eingerichtet ist, Stromwerte in Abhängigkeit von einer Spannung in dem Zwischenkreis zu erfassen, wobei die Maschinen-Elektronik darüber hinaus dazu eingerichtet ist, nach Ablauf von vorgegebenen Zeitspannen zwischen einer ersten Sub-Sequenz und einer zweite Sub-Sequenz eines Abbremsvorgangs der Elektro-Werkzeugmaschine zu wechseln.
6. Elektro-Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektro-Werkzeugmaschine ein Elektro-Schleifgerät ist.
7. Elektro-Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektro-Werkzeugmaschine eine Schalteranordnung zur Leistungsansteuerung des Motors umfasst.
8. Elektro-Werkzeugmaschine nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteranordnung einen Motorinverter umfasst.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012110271B4 (de) * 2012-10-26 2021-11-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung und Verfahren zum Bremsen eines Elektromotors
US11047528B2 (en) * 2016-02-12 2021-06-29 Black & Decker Inc. Electronic braking for a power tool having a brushless motor
US11277086B2 (en) * 2017-09-22 2022-03-15 Janislav SEGA Radially symmetric three-phase optimized power control PCB layout
CN110434791B (zh) * 2018-05-03 2021-08-27 南京德朔实业有限公司 冲击螺丝批以及电动工具

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