WERKZEUGMASCHINE UND VERFAHREN ZUM ABBREMSEN EINER WERKZEUGMASCHINE

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die zur Durchführung von Arbeiten mit einem Werkzeug verbunden werden kann, wobei die Werkzeugmaschine einen Motor und eine Steuereinrichtung umfasst. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Versorgung des Motors mit elektrischer Energie zu steuern, wobei eine Bewegung des Werkzeugs abgebremst werden kann, indem eine Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor durch die Steuereinrichtung reduziert wird. Die Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor wird in mindestens zwei Schritten reduziert, wobei die Zufuhr der elektrischen Energie in einem zweiten Schritt stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abbremsen einer Werkzeugmaschine, wobei das Abbremsen der Werkzeugmaschine in mindestens zwei Schritten erfolgt, wobei die Werkzeugmaschine in einem zweiten Schritt stärker abgebremst wird als in einem ersten Schritt. Auf diese Weise kann ein besonders sanftes Abbremsen der Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, mit dem ein unerwünschtes Lösen des Werkzeugs von der Werkzeugmaschine verhindert wird.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die zur Durchführung von Arbeiten mit einem Werkzeug verbunden werden kann, wobei die Werkzeugmaschine einen Motor und eine Steuereinrichtung umfasst. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Versorgung des Motors mit elektrischer Energie zu steuern, wobei eine Bewegung des Werkzeugs abgebremst werden kann, indem eine Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor durch die Steuereinrichtung reduziert wird. Die Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor wird in mindestens zwei Schritten reduziert, wobei die Zufuhr der elektrischen Energie in einem zweiten Schritt stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abbremsen einer Werkzeugmaschine, wobei das Abbremsen der Werkzeugmaschine in mindestens zwei Schritten erfolgt, wobei die Werkzeugmaschine in einem zweiten Schritt stärker abgebremst wird als in einem ersten Schritt. Auf diese Weise kann ein besonders sanftes Abbremsen der Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, mit dem ein unerwünschtes Lösen des Werkzeugs von der Werkzeugmaschine verhindert wird.

Hintergrund der Erfindung:

[0002] Im Stand der Technik sind Werkzeugmaschinen bekannt, die zur Durchführung von Arbeiten mit einem Werkzeug verbunden werden können. Dabei kann es sich beispielsweise um Bohrmaschinen, Bohrhämmer, Schleif-, Meißel- oder Trenngeräte oder Kernbohrgeräte handeln, ohne darauf beschränkt zu sein. Nach der Durchführung von Arbeiten soll die Werkzeugmaschine in der Regel ausgeschaltet werden. Dabei soll die Werkzeugmaschine nach dem Ausschalten idealerweise nicht lange nachlaufen, um den Nutzer oder andere Personen beim Ablegen des Gerätes mit noch laufendem Werkzeug nicht zu gefährden. Durch aktives Abbremsen kann das Werkzeug der Werkzeugmaschine schneller zum Stillstand gebracht werden. Dadurch kann die Zeit, in der eine Gefährdung für die Umgebung besteht, verringert werden. Bei einem zu schnellen Abbremsen der Werkzeugmaschine besteht allerdings das Risiko, dass sich das Werkzeug ungewollt von der Werkzeugmaschine löst und dadurch eine Gefährdung verursacht. Bei einem Winkelschleifer kann sich beispielsweise die Spannmutter bzw. die noch rotierende Schleifscheibe ungewollt lösen. Das ungewollte Lösen der Spannmutter und Schleifscheibe bzw. des Werkzeugs und seines Befestigungsmittels kann auch davon abhängen, wie stark der Nutzer die Spannmutter bei der Scheibenmontage festgezogen hat.

[0003] Um ein unbeabsichtigtes Lösen des Werkzeugs und seines Befestigungsmittels zu verhindern, sind im Stand der Technik formschlüssige Verbindungen zwischen der Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine und dem Werkzeug bekannt. Wenn die Werkzeugmaschine als Trenn- oder Winkelschleifer ausgebildet ist, kann dadurch eine Befestigung des als Trenn- oder Schleifscheibe ausgebildeten Werkzeugs an der Werkzeugaufnahme des Trenn- oder Winkelschleifers erreicht werden. Eine formschlüssige Werkzeugaufnahme erfordert allerdings ein dazu passendes formschlüssige Werkzeug. Zur Befestigung des Werkzeugs an der Werkzeugmaschine oder an ihrer Werkzeugaufnahme ist dann häufig die Verwendung von speziellen Werkzeugen und/oder Verbrauchsmaterialen notwendig. Wenn die Werkzeugmaschine als Trenn- oder Winkelschleifer ausgebildet ist, können nachteiligerweise standardmäßige Trenn- oder Schleifscheiben mit nur einer runden Zentralaufnahme nicht mehr verwendet werden.

[0004] Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein optimiertes Bremsverfahren für eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, mit dem ein schnelles Abbremsen einer Werkzeugmaschine ermöglicht werden kann bei gleichzeitiger Verwendung eines standardmäßigen Werkzeugs, das im Fall einer Trenn- oder Schleifscheibe beispielsweise eine runde Aufnahme aufweist. Mit dem neuen Bremsverfahren soll insbesondere auch das Risiko für ein unbeabsichtigtes Lösen des Werkzeugs bzw. seiner Befestigungsmittel von der Werkzeugmaschine reduziert werden.

[0005] 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:

[0006] Erfindungsgemäß ist eine Werkzeugmaschine vorgesehen, die zur Durchführung von Arbeiten mit einem Werkzeug verbunden werden kann. Die Werkzeugmaschine umfasst einen Motor und eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Versorgung des Motors mit elektrischer Energie zu steuern. Eine Bewegung des Werkzeugs kann dadurch abgebremst werden, dass eine Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor durch die Steuereinrichtung reduziert wird, wobei die Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor in mindestens zwei Schritten reduziert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zufuhr der elektrischen Energie in einem zweiten Schritt stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt. Mit der Erfindung kann vorteilhafterweise ein optimiertes Bremsverfahren für eine Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, wobei die Werkzeugmaschine bzw. das Bremsverfahren durch eine mehrstufige, insbesondere zweistufige Bremstrajektorie gekennzeichnet ist. Mit der Erfindung ist es vorteilhafterweise möglich, standardisierte Werkzeuge zu benutzen, im Fall von Schleif- oder Trennscheiben beispielsweise solchen Scheiben mit einer zentralen runden Aufnahme zu Befestigung. Gleichzeitig kann die Werkzeugmaschine bzw. ihr Werkzeug sicher gebremst werden, wobei ein ungewolltes Lösen des Werkzeugs von der Werkzeugmaschine durch das sanfte Abbremsen, welches die zweistufige Bremstrajektorie ermöglicht, wirksam verhindert wird. Durch das stärkere Abbremsen in der zweiten Bremsstufe kann die Bremszeit für den gesamten Bremsvorgang erheblich reduziert werden.

[0007] Die elektrische Energie, die dem Motor der Werkzeugmaschine zur Durchführung der Arbeiten zugeführt oder abgezogen werden kann, wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als "Motorstrom" bezeichnet. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine dazu eingerichtet ist, die Zufuhr des Motorstroms an den Motor zu steuern. Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung kontrollieren, ob und wenn ja wieviel elektrische Energie, d.h. "Motorstrom" der Motor der Werkzeugmaschine erhält. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Werkzeugmaschine abgebremst werden kann, wenn die Zufuhr von Motorstrom an den Motor reduziert wird. Dabei bedeutet ein positiver Motorstrom vorzugsweise, dass die Werkzeugmaschine, ihr Motor oder das Werkzeug der Werkzeugmaschine angetrieben wird, während bei einem negativem Motorstrom die Werkzeugmaschine, ihr Motor oder das Werkzeug der Werkzeugmaschine abgebremst wird. Das Drehmoment des Motors ist näherungsweise direkt proportional zum Motorstrom, sodass die nachfolgenden Ausführungen vorteilhafterweise auch analog für den Drehmomentverlauf gelten. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine positive Zufuhr der elektrischen Energie ein Antreiben der Werkzeugmaschine, ihres Motors oder des Werkzeugs der Werkzeugmaschine bedeutet, während eine negative Zufuhr der elektrischen Energie ein Abbremsen der Werkzeugmaschine, ihres Motors oder des Werkzeugs der Werkzeugmaschine bedeutet. Ein Wechsel von einer positiven Zufuhr der elektrischen Energie zu einer negativen Zufuhr der elektrischen Energie kann vorzugsweise als Nulldurchgang bezeichnet werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein positiver Motorstrom für ein Antreiben der Werkzeugmaschine, ihres Motors oder des Werkzeugs der Werkzeugmaschine steht, während ein negativer Motorstrom für ein Abbremsen der Werkzeugmaschine, ihres Motors oder des Werkzeugs der Werkzeugmaschine steht. Dabei kann der Wechsel von positivem Motorstrom zu negativem Motorstrom als Nulldurchgang bezeichnet werden.

[0008] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Versorgung des Motors mit Motorstrom zu steuern, wobei eine Bewegung des Werkzeugs abgebremst werden kann, indem eine Zufuhr von Motorstrom an den Motor durch die Steuereinrichtung reduziert wird, wobei die Zufuhr von Motorstrom an den Motor in mindestens zwei Schritten reduziert wird, wobei die Zufuhr des Motorstroms in einem zweiten Schritt stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt.

[0009] Wenn die Werkzeugmaschine ein Getriebe umfasst, kann beim schnellen Abbremsen der Werkzeugmaschine aufgrund des Getriebespiels (engl. Backlash) ein Momentenimpuls erzeugt werden, der ungünstig auf die Befestigung des Werkzeugs der Werkzeugmaschine wirken kann. Wenn die Werkzeugmaschine als Winkel- oder Trennschleifer ausgebildet ist, kann dieser Momentenimpuls auf die Spannmutter wirken, mit der die Trenn- oder Schleifscheibe an dem Winkel- oder Trennschleifer befestigt ist. Ist das Moment des Momentenimpulses größer als das Haltemoment, kann sich die Spannmutter bzw. die Befestigung des Werkzeugs lösen und so zu einer Gefahr für den Bediener der Werkzeugmaschine werden. Der Momentenimpuls kann insbesondere beim Wechsel der Getriebezahnflanken entstehen, d.h. wenn verschiedene Zähne von unterschiedlichen Zahnrädern des Getriebes miteinander in Eingriff gelangen und zwischen den Zähnen dieser Zahnräder des Getriebes ggf. ein Spiel ("Getriebespiel") besteht.

[0010] Je schneller der Wechsel der Getriebezahnflanken erfolgt, desto größer ist der entstehende Momentenimpuls. Die Erfinder haben erkannt, dass die Gefahr eines ungewollten Lösens des Werkzeugs der Werkzeugmaschine erheblich reduziert werden kann, wenn ein rascher Wechsel der Getriebezahnflanken vermindert und auf diese Weise der Momentenimpuls klein gehalten wird. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dass das Abbremsen der Werkzeugmaschine in mindestens zwei Schritten erfolgt, wobei die Werkzeugmaschine in einem zweiten Schritt stärker abgebremst wird als in einem ersten Schritt. Diese Formulierung ist im Wesentlichen gleichbedeutend dazu, dass eine Zufuhr der elektrischen Energie in einem zweiten Schritt stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt oder dazu, dass ein Motorstrom in einem zweiten Schritt stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt.

[0011] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Reduzierung der elektrischen Energie in dem ersten Schritt durch einen ersten Gradienten dl1/dt beschrieben wird und eine Reduzierung der elektrischen Energie in dem zweiten Schritt durch einen zweiten Gradienten dl2/dt beschrieben wird, wobei ein Betrag des zweiten Gradienten größer ist als ein Betrag des ersten Gradienten: |dl2/dt| > |dl1/dt|. Mit anderen Worten kann es im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass eine Reduzierung des Motorstroms in dem ersten Schritt durch einen ersten Gradienten dl1/dt beschrieben wird und eine Reduzierung des Motorstroms in dem zweiten Schritt durch einen zweiten Gradienten dl2/dt, wobei ein Betrag des zweiten Gradienten größer ist als ein Betrag des ersten Gradienten: |dl2/dt| > |dl1/dt|.

[0012] Die betragsmäßig geringere Steigung im ersten Intervall bzw. ersten Schritt verursacht einen sanfteren Getriebeflankenwechsel mit einem kleineren Momentenimpuls. Im zweiten Intervall bzw. zweiten Schritt wird der Motorstrom dann schneller bis zu einem Bremsstromlimit geführt, was die Bremszeit verkürzt. Auf diese Weise kann ein optimiertes Bremsverfahren für eine Werkzeugmaschine, beispielsweise einen Winkelschleifer bereitgestellt werden, das durch eine mehrstufige Bremstrajektorie gekennzeichnet ist, wobei die mehr- bzw. zweistufige Bremstrajektorie zu einem verringerten Momentenpuls durch das Getriebespiel führen kann. Auf diese Weise kann ein besonderes sanfter Getriebeflankenwechsel ermöglicht und das Risiko für ein ungewolltes Lösen des Werkzeugs der Werkzeugmaschine erheblich vermindert werden.

[0013] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Wechsel von einer positiven Zufuhr der elektrischen Energie zu einer negativen Zufuhr der elektrischen Energie als Nulldurchgang bezeichnet wird. Vorzugsweise ändert beim Nulldurchgang der Motorstrom sein Vorzeichen, von positiv zu negativ oder umgekehrt. Mit anderen Worten erfolgt beim Nulldurchgang ein Wechsel von einem positiven zu einem negativen Motorstrom, oder umgekehrt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Wechsel von dem ersten Schritt zu dem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens beim Nulldurchgang der Zufuhr der elektrischen Energie bzw. des Motorstroms erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass der Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens beim Nulldurchgang des Motorstroms vorteilhaft ist, da der Getriebeflankenwechsel in diesem Intervall abgeschlossen ist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Getriebeflankenwechsel in dem Intervall mit dem flacheren Gradienten des Motorstroms stattfindet. Darüber hinaus kann der Wechsel von dem ersten Schritt zu dem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens bei einer positiven oder einer negativen Zufuhr der elektrischen Energie erfolgen, d.h. insbesondere dann, wenn der Motorstrom nicht «null» ist, sondern einen positiven oder negativen Wert annimmt. Der Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens kann vorteilhafterweise auch mit einem Motorstrom ungleich Null, d.h. mit einem Offset erfolgen.

[0014] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Zeitpunkt des Zahn- oder Getriebeflankenwechsels von einer Verteilung der Reibverluste im Antriebssystem zwischen Motor und Spindelabtrieb abhängt. Dabei können die Reibverluste auf der Motorseite höher als auf der Spindelabtriebsseite sein, sodass es vorteilhaft ist, den Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Intervall des Bremsverfahrens bereits bei einem positiven Motorstromoffset zu vollziehen, um auf diese Weise eine kürzere Bremszeit zu erreichen. Wenn die Reibverluste auf der Spindelseite größer als auf der Motorseite sind, dann kann es bevorzugt sein, den Intervallwechsel erst später bei einem negativen Motorstromwert zu vollziehen.

[0015] Vor dem Start des Abbremsverfahrens kann die Werkzeugmaschine beispielsweise mit einem positiven, vorzugsweise im Wesentlichen konstanten Motorstrom betrieben werden. Der Motor der Werkzeugmaschine kann sich dabei beispielsweise in einem Betriebsarbeitspunkt, beispielsweise dem Leerlauf, befinden. Der Motorstrom, der benötigt wird, damit die Werkzeugmaschine im Leerlauf dreht, wird im Sinne der Erfindung als Leerlauf-Strom I_L bezeichnet. Der Bremsvorgang kann beispielsweise durch einen Abschaltbefehl des Nutzers initiiert werden. Dazu kann der Nutzer zum Beispiel einen Schalter oder ein anderes Interface zur Eingabe von Betriebsbefehlen für die Werkzeugmaschine verwenden. Alternativ oder ergänzend kann der Bremsvorgang durch ein sonstiges Event, wie beispielsweise ein Abschaltbefehl durch ein Kickbackevent, gestartet werden.

[0016] Der Bremsvorgang beginnt, indem der Motorstrom in einem ersten Zeitintervall oder ersten Schritt t1 reduziert wird, gefolgt von einem zweiten Zeitintervall oder zweiten Schritt des Abbremsverfahrens t2, indem der Motorstrom schneller reduziert wird, bis zum Ende des zweiten Intervalls t2 das Bremsstromlimit erreicht ist. Das Bremsstromlimit I_B kann im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als "vorgegebener Bremswert für die elektrische Energie» oder «Bremsstrom» bezeichnet werden. Der Gradient im zweiten Intervall t2 ist dabei betragsmäßig größer als im ersten Intervall t1. Im zweiten Intervall t2 fällt der Motorstrom daher schneller als im ersten Intervall t1. Es hat sich gezeigt, dass der Wechsel zwischen dem ersten Intervall t1 und dem zweiten Intervall t2 beim Nulldurchgang des Motorstroms vorteilhaft ist, da bei einer Werkzeugmaschine der Getriebeflankenwechsel in dem ersten Intervall t1 in der Regel abgeschlossen ist. Der Wechsel zwischen dem ersten Intervall t1 und dem zweiten Intervall t2 kann aber auch mit einem Motorstrom ungleich Null, d.h. mit einem Offset erfolgen. Die betragsmäßig geringere Steigung im ersten Intervall t1 verursacht einen sanfteren Getriebeflankenwechsel mit einem kleineren Momentenimpuls. Im zweiten Intervall t2 wird der Motorstrom dann schneller bis zum Bremsstromlimit geführt, so dass die Bremszeit verkürzt werden kann. Dadurch reduziert sich vorteilhafterweise auch die Zeitspanne, in der ein Nutzer der Werkzeugmaschine einer Gefahr durch das Nachlaufen des Werkzeugs ausgesetzt sein kann.

[0017] In einem dritten Intervall t3 wird der Motor mit einem konstanten Bremsstrom, d.h. vorzugsweise mit einem maximal zulässigen Bremsmoment bis zum Stillstand abgebremst. Am Ende des dritten Intervalls t3 ist der Stillstand des Werkzeugs und/oder des Motors der Werkzeugmaschine erreicht.

[0018] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der zweite Schritt bzw. das zweite Intervall t2 endet, wenn ein vorgegebener Bremswert für die elektrische Energie, die dem Motor der Werkzeugmaschine zugeführt wird, erreicht wird, wobei sich an den zweiten Schritt des Abbremsverfahrens ein dritter Schritt anschließen kann. Der vorgegebene Bremswert für die elektrische Energie, die dem Motor der Werkzeugmaschine zugeführt wird, entspricht vorzugsweise dem Bremsstromlimit bzw. dem Bremsstrom, mit dem die Werkzeugmaschine im Anschluss an das das zweite Intervall t2 des Abbremsverfahrens im Wesentlichen konstant betrieben wird, um ein Abbremsen der Werkzeugmaschine, ihres Werkzeugs bzw. des Motors der Werkzeugmaschine zu erreichen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass im dritten Schritt des Abbremsverfahrens die Werkzeugmaschine mit dem vorgegebenen Bremswert für die elektrische Energie betrieben wird, bis die Werkzeugmaschine, ihr Werkzeug bzw. der Motor der Werkzeugmaschine abgebremst ist. Vorzugsweise kann der vorgegebene Bremswert für die elektrische Energie im Wesentlichen einem maximal zulässigen Bremsmoment entsprechen. Im dritten Intervall t3 kann der Motor der Werkzeugmaschine mit einem konstanten Bremsstrom, d.h. mit maximal zulässigem Bremsmoment bis zum Stillstand abgebremst werden. Am Ende des dritten Intervalls t3 ist vorteilhafterweise der Bremsvorgang beendet.

[0019] In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abbremsen einer Werkzeugmaschine. Die für die Werkzeugmaschine eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten vorzugsweise für das Abbremsverfahren analog. Das Abbremsverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abbremsen der Werkzeugmaschine in mindestens zwei Schritten erfolgt, wobei die Werkzeugmaschine in einem zweiten Schritt stärker abgebremst wird als in einem ersten Schritt. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Zufuhr von elektrischer Energie in einem zweiten Schritt stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt bzw. dass der Motorstrom in einem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt. Selbstverständlich kann das vorgeschlagene Verfahren auch mehr als zwei Stufen umfassen, beispielsweise drei, vier, fünft, sieben oder zehn Stufen, ohne darauf beschränkt zu sein.

[0020] Das Abbremsverfahren weist mindestens zwei Schritte oder Stufen auf, wobei die Werkzeugmaschine in den mindestens zwei Stufen unterschiedlich stark abgebremst wird. Dabei wird die Werkzeugmaschine in einem ersten Schritt des Abbremsverfahrens zunächst weniger stark abgebremst als in einem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens. Dadurch kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass sich das Werkzeug der Werkzeugmaschine beim Bremsen von der Werkzeugmaschine oder ihrer Werkzeugaufnahme löst und zu einer Gefahr für den Nutzer der Werkzeugmaschine wird. Durch die stärkere Abbremsung der Werkzeugmaschine in dem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens kann die Gesamtzeit für den Abbremsvorgang reduziert werden, so dass die Zeitspanne, in der möglicherweise eine Gefahr für den Nutzer durch das Nachlaufen des Werkzeugs besteht, möglichst kurz gehalten werden kann. Die Einstellung der unterschiedlichen Gradienten des Motorstroms in dem ersten und dem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens kann vorzugsweise durch eine Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine erfolgen. Mithin ist die Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine dazu eingerichtet, in einem ersten Schritt des Abbremsverfahrens einen betragsmäßig geringeren Gradienten für den Motorstrom einzustellen als in einem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens. Dadurch ist der Betrag des ersten Gradienten |dl1/dt|, der vorzugsweise während des ersten Schritts des Abbremsverfahrens von der Steuereinrichtung eingestellt wird, kleiner als der Betrag des zweiten Gradienten |dl2/dt|, der vorzugsweise während des ersten Schritts des Abbremsverfahrens von der Steuereinrichtung eingestellt wird. Es gilt |dl2/dt| > |dl1/dt|.

[0021] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Abbremsen der Werkzeugmaschine durch eine Reduzierung einer Zufuhr von elektrischer Energie an einen Motor der Werkzeugmaschine erfolgt. Vorzugsweise kann das Abbremsen der Werkzeugmaschine durch eine Reduzierung des Motorstroms der Werkzeugmaschine erfolgen. Durch die unterschiedlichen Gradienten dl/dt des Motorstroms kann ein sanfter Getriebeflankenwechsel (vor allem in der ersten Stufe des Abbremsverfahrens) erreicht werden bei einer gleichzeitig kurzen Bremszeit (vor allem durch das stärkere Abbremsen der Werkzeugmaschine in der zweiten Stufe des Abbremsverfahrens). Auf diese Weise kann vorteilhafterweise ein optimiertes Bremsverfahren für die Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, mit dem ein schnelles Abbremsen einer Werkzeugmaschine ermöglicht werden kann bei gleichzeitiger Verwendung eines standardmäßigen Werkzeugs, das im Fall einer Trenn- oder Schleifscheibe beispielsweise eine runde Aufnahme aufweist. Mit dem neuen Bremsverfahren kann vorteilhafterweise auch das Risiko für ein unbeabsichtigtes Lösen des Werkzeugs bzw. seiner Befestigungsmittel und so die Gefahr für einen Nutzer der Werkzeugmaschine reduziert werden.

[0022] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung.

Fig. 1

beispielhafte Auftragung des Motorstroms gegen die Zeit im Kontext des vorgeschlagenen Abbremsverfahrens

Ausführungsbeispiele und Figurenbeschreibung:

[0023] Figur 1 zeigt eine beispielhafte Auftragung des Motorstroms I gegen die Zeit t im Kontext des vorgeschlagenen Abbremsverfahrens. Auf der y-Achse ist der Motorstrom I aufgetragen, während auf der x-Achse die Zeit t aufgetragen ist. Figur 1 ist in vier Zeitintervalle t0, t1, t2 und t3 eingeteilt. Im Intervall t0 befindet sich der Motor einem Betriebsarbeitspunk, beispielsweise Leerlauf. In diesem Intervall wird die Werkzeugmaschine mit dem Motorstrom I betrieben, wobei der in Figur 1 in Intervall t0 dargestellte Motorstrom I im Wesentlichen konstant ist und im positiven Bereich verläuft. Am Ende von Intervall t0 beginnt der Bremsvorgang, beispielsweise initiiert durch einen Abschaltbefehl des Nutzers mittels eines Schalters oder durch ein sonstiges Event, wie beispielsweise einem Abschaltbefehl durch ein Kickbackevent. Im ersten Intervall t1, das vorzugsweise dem ersten Schritt des Abbremsverfahrens entspricht, wird die Änderung des Motorstroms I durch den Gradienten dl1/dt beschrieben, während die Änderung des Motorstroms I im zweiten Intervall t2, das vorzugsweise dem zweiten Schritt des Abbremsverfahrens entspricht, durch den Gradienten dl2/dt beschrieben wird. In den Intervallen t0 und t3 verläuft der Motorstrom I im Wesentlichen konstant, wobei die Werkzeugmaschine in dem nullten Intervall t0 beispielsweise mit dem Leerlauf-Motorstrom I_L betrieben werden kann. In dem dritten Intervall t3 kann die Werkzeugmaschine beispielsweise mit dem Bremsstrom I_B betrieben werden. Dabei weist der Leerlauf-Motorstrom I_L ein positives Vorzeichen auf, während der Bremsstrom I_B ein negatives Vorzeichen aufweist. Der Wechsel von einem positiven Vorzeichen des Motorstroms I zu einem negativen Vorzeichen des Motorstroms I (oder umgekehrt) erfolgt vorzugsweise am Nulldurchgang, der in Figur 1 mit dem Buchstaben «N» bezeichnet wird. Der Start oder der Beginn des Abbremsvorgangs wird in Figur 1 mit dem Buchstaben "S" bezeichnet, während das Ende des Abbremsvorgangs in Figur 1 mit dem Buchstaben "E" bezeichnet wird. Der Start S des Abbremsvorgangs liegt vorzugsweise zwischen dem nullten Intervall t0 und dem ersten Intervall t1, während das Ende E des Abbremsvorgangs das Ende von Intervall t3 markiert.

[0024] Der Bremsvorgang beginnt, indem der Motorstrom I in einem ersten Zeitintervall t1 reduziert wird, gefolgt von einem zweiten Zeitintervall t2, in dem der Motorstrom I schneller reduziert wird, bis zum Ende des zweiten Intervalls t2 das Bremsstromlimit I_B erreicht ist. Der Gradient dl2/dt im zweiten Intervall t2 ist dabei betragsmäßig größer als der Gradient dl1/dt im ersten Intervall t1. Im zweiten Intervall t2 fällt der Motorstrom I daher schneller ab als im ersten Intervall t1. Es hat sich gezeigt, dass der Wechsel zwischen dem ersten Intervall t1 und dem zweiten Intervall t2 beim Nulldurchgang N des Motorstroms I vorteilhaft ist, da bei einer Werkzeugmaschine der Getriebeflankenwechsel im Intervall t1 abgeschlossen ist. Der Wechsel zwischen dem ersten Intervall t1 und dem zweiten Intervall t2 kann aber auch mit einem Motorstrom I ungleich Null, d.h. mit einem Offset erfolgen. Die betragsmäßig geringere Steigung |dl1/dt| im ersten Intervall t1 verursacht einen sanfteren Getriebeflankenwechsel mit einem kleineren Momentenimpuls. Im zweiten Intervall t2 wird der Motorstrom I dann schneller bis zum Bremsstromlimit I_B, d.h. einem vorgegebenen Wert für den Bremsstrom, geführt, wodurch die Gesamtbremszeit verkürzt werden kann.

Bezugszeichenliste

[0025] 

I

Motorstrom

I_L

Leerlaufstrom

I_B

Bremsstromlimit, Bremsstrom

S

Start des Abbremsvorgangs

E

Ende des Abbremsvorgangs

N

Nulldurchgang

t0

nulltes Intervall, Betrieb der Werkzeugmaschine, zum Beispiel im Leerlauf

t1

erstes Intervall des Abbremsverfahrens

t2

zweites Intervall des Abbremsverfahrens

t3

drittes Intervall des Abbremsverfahrens

Ansprüche

1. Werkzeugmaschine, die zur Durchführung von Arbeiten mit einem Werkzeug verbindbar ist, wobei die Werkzeugmaschine einen Motor und eine Steuereinrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Versorgung des Motors mit elektrischer Energie zu steuern, wobei eine Bewegung des Werkzeugs abgebremst werden kann, indem eine Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor durch die Steuereinrichtung reduziert wird, wobei die Zufuhr der elektrischen Energie an den Motor in mindestens zwei Schritten t1, t2 reduziert wird, wobei die Zufuhr der elektrischen Energie in einem zweiten Schritt t2 stärker reduziert wird als in einem ersten Schritt t1.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Reduzierung der elektrischen Energie in dem ersten Schritt t1 durch einen ersten Gradienten dl1/dt beschrieben wird und eine Reduzierung der elektrischen Energie in dem zweiten Schritt t2 durch einen zweiten Gradienten dl2/dt beschrieben wird, wobei ein Betrag des zweiten Gradienten größer ist als ein Betrag des ersten Gradienten: |dl2/dt| > |dl1/dt|

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet, dass
eine positive Zufuhr der elektrischen Energie ein Antreiben der Werkzeugmaschine bedeutet und wobei eine negative Zufuhr der elektrischen Energie ein Abbremsen der Werkzeugmaschine bedeutet, wobei ein Wechsel von einer positiven Zufuhr der elektrischen Energie zu einer negativen Zufuhr der elektrischen Energie als Nulldurchgang N bezeichnet wird.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Wechsel von dem ersten Schritt t1 zu dem zweiten Schritt t2 beim Nulldurchgang N der Zufuhr der elektrischen Energie erfolgt.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Wechsel von dem ersten Schritt t1 zu dem zweiten Schritt t2 bei einer positiven oder einer negativen Zufuhr der elektrischen Energie erfolgt.

6. Verfahren zum Abbremsen einer Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abbremsen der Werkzeugmaschine in mindestens zwei Schritten t1, t2 erfolgt, wobei die Werkzeugmaschine in einem zweiten Schritt t2 stärker abgebremst wird als in einem ersten Schritt t1.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abbremsen der Werkzeugmaschine durch eine Reduzierung einer Zufuhr von elektrischer Energie an einen Motor der Werkzeugmaschine erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Schritt des Abbremsverfahrens endet, wenn ein vorgegebener Bremswert I_B für die elektrische Energie, die dem Motor der Werkzeugmaschine zugeführt wird, erreicht wird, wobei sich an den zweiten Schritt t2 des Abbremsverfahrens ein dritter Schritt t3 anschließt.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
im dritten Schritt t3 des Abbremsverfahrens die Werkzeugmaschine mit dem vorgegebenen Bremswert I_B für die elektrische Energie betrieben wird, bis die Werkzeugmaschine abgebremst ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9
dadurch gekennzeichnet, dass
der vorgegebene Bremswert I_B für die elektrische Energie im Wesentlichen einem maximal zulässigen Bremsmoment entspricht.

Zeichnung