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Die Erfindung betrifft einen Elektroantrieb mit einer optischen Informationseinrichtung.
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Elektroantriebe werden häufig in Elektrowerkzeugen in Form von drehzahlgeregelten Antriebsmotoren eingesetzt. Als Elektrowerkzeuge eignen sich insbesondere Bohr- und Aufbruchhämmer sowie Betonrüttler, Fugenschneider und Bodenverdichter wie zum Beispiel Stampfer oder Vibrationsplatten.
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Üblicherweise werden derartige Elektrowerkzeuge von Universalmotoren angetrieben. Der Universalmotor läuft an Einphasen-Wechselstrom, wobei moderne Systeme in der Regel eine dem Motor vorgeschaltete Drehzahl-Regelelektronik zur eingangsspannungs- und lastunabhängigen Beibehaltung einer voreingestellten Solldrehzahl des Antriebsmotors aufweisen. Die Regelelektronik gibt über eine geeignete Variation des Phasenanschnitts die Maschinenspannung derart vor, dass der Antriebsmotor seine eingestellte Drehzahl unabhängig von der Belastung der Maschine konstant hält.
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Die Solldrehzahl kann in der Regel über ein Potentiometer an dem Gerät eingestellt werden. Die Istdrehzahl wird üblicherweise mit Hilfe von Magnetscheiben, Tachoscheiben, optischen Markengebern und zugehörigen Aufnehmern (Spulen, Optokopplern) erfasst, welche entweder direkt in der Regelelektronik eingebaut oder über Kabel an diese angeschlossen werden.
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Bei vielen Ausführungen sind die Drehzahl-Aufnehmer und die Regelelektronik durch Kabel miteinander verbunden. Sowohl die Aufnehmer als auch die Regelelektronik und die Kabel werden von den mechanischen Wechselbelastungen beim Betrieb der Maschine stark belastet, wodurch sie häufig abreißen oder brechen. Zudem können die Anschlussstecker altern, feucht werden oder von der elektromagnetischen Umgebung (EMV) gestört werden.
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Diese Probleme treten insbesondere bei stark schwingungsbehafteten Elektrowerkzeugen wie Hämmern, Rüttlern, Stampfern oder Vibrationsplatten auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektroantrieb anzugeben, der auch unter widrigen mechanischen Verhältnissen insbesondere bei starken Schwingungs- und Stoßeinwirkungen eine zuverlässige Bestimmung von motorrelevanten Parametern wie insbesondere der Motordrehzahl erlaubt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektroantrieb nach Anspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein Elektroantrieb weist einen elektrischen Antriebsmotor mit einem Rotor und einem Stator sowie eine optische Sendeeinrichtung zum Erzeugen und Senden eines von einem Zustand des Motors abhängigen optischen Informations-Signals und eine Empfängereinrichtung zum Empfangen des optischen Informations-Signals auf. Weiterhin ist eine mit der Empfängereinrichtung gekoppelte Auswerteeinrichtung vorgesehen, zum Bestimmen einer den Zustand des Motors repräsentierenden Information aufgrund des von der Empfängereinrichtung empfangenen Informations-Signals.
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Die den Motor betreffende Zustandsinformation, zum Beispiel – wie später noch erläutert wird – eine drehzahl- oder temperaturrelevante Information wird somit drahtlos über eine optische Signalstrecke übermittelt. Anders als beim Stand der Technik ist es somit nicht erforderlich, Steckverbinder, Lötstellen und Verbindungskabel vorzusehen. Vielmehr kann die Information in Form des Informations-Signals als optisches Signal auch über eine längere Strecke übertragen werden. Die dazu notwendigen Komponenten in der Sendeeinrichtung und in der Empfängereinrichtung können durch den Wegfall aufwändiger Verbindungsstellen einfacher und robuster aufgebaut werden.
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Der genannte Zustand des Motors kann allgemein als Parameter verstanden werden, der einen Zustand des Antriebsmotors repräsentiert. Insbesondere kann es sich dabei um einen Parameter bzw. um eine Information handeln, die für den Betrieb des Antriebsmotors und damit für den Betrieb des gesamten Elektroantriebs relevant ist.
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So kann der Zustand des Motors eine Drehung des Rotors und das Informations-Signal ein Drehzahl-Signal sein. Aufgrund der Drehung des Rotors kann dementsprechend einfach die Motordrehzahl bestimmt werden, die insbesondere als Ist-Drehzahl für eine Drehzahlregelung relevant sein kann. Die Drehzahlregelung ist auf diese Weise in der Lage, die Motordrehzahl auf einen vorgegebenen Sollwert zu halten.
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Alternativ kann der Zustand des Motors auch eine Übertemperatur des Rotors und/oder des Stators und das Informations-Signal ein Temperatur-Signal sein. In diesem Fall wird die Temperatur des Rotors oder auch des Stators als Kriterium für einen Motor-Betriebszustand herangezogen. Durch Überwachen der Temperatur kann eine Überhitzung des Motors und damit Überbelastung vermieden werden. Wenn demzufolge ein entsprechendes Temperatur-Signal vorliegt, kann eine Motorsteuerung den Motor abschalten, die Stromzufuhr zum Motor verringern oder eine Kühlung des Motors aktivieren.
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Außerdem ist es möglich, dass der Zustand ein auf den Rotor wirkendes Drehmoment und das Informations-Signal ein Drehmoment-Signal ist. Mit Hilfe geeigneter Messaufnehmer kann das Drehmoment – zum Beispiel anhand des Strom- oder Magnetflusses – bestimmt werden und in Form des Drehmoment-Signals nach außen an die Empfängereinrichtung geliefert werden. Diese Information kann ebenfalls für die Motorsteuerung von Bedeutung sein.
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Die genannten Zustände des Motors und die daraus resultierenden Signale können alternativ zueinander, aber auch parallel oder wechselweise bestimmt werden. Je nach Bedarf können also auch mehrere Motor-Zustände erfasst und die sich daraus ergebenden Signale erzeugt werden.
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Die Signale werden von der Empfängereinrichtung empfangen und mit Hilfe der Auswerteinrichtung interpretiert. Die Auswerteeinrichtung liefert die so gewonnene Information über den Zustand des Motors an die Motorsteuerung, an eine Anzeige für den Bediener (auch Warnanzeige) etc.
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Die Sendeeinrichtung kann eine mit dem Rotor drehbare Gebereinrichtung aufweisen. Die Gebereinrichtung sitzt somit unmittelbar auf oder nahe bei dem Rotor und kann sinnvollerweise mit dem Rotor mechanisch gekoppelt sein, um mit diesem gedreht zu werden.
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Die Gebereinrichtung kann ein mit dem Rotor verbundenes und mit dem Rotor drehbares Magnetrad mit wenigstens einem Magnetpol aufweisen, wobei in der Nähe des Magnetrads ein Aufnehmer insbesondere ortsfest angeordnet ist, zum Erkennen eines Vorbeibewegens des Magnetpols, wenn sich der Rotor mit dem Magnetrad dreht. Eine Leuchteinrichtung kann mit dem Aufnehmer gekoppelt sein, zum Erzeugen des optischen Drehzahlsignals, wenn der Aufnehmer ein Passieren des Magnetpols erkannt hat. Dabei kann die zum Betreiben der Leuchteinrichtung erforderliche elektrische Energie durch das Vorbeibewegen des Magnetpols an dem Aufnehmer generierbar sein, z. B. mithilfe von elektrischer Induktion.
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Bei dieser Variante wird angestrebt, die Motordrehzahl zu bestimmen. Zu diesem Zweck dreht sich das Magnetrad mit dem Rotor. Der an dem Magnetrad vorhandene Magnetpol wird mit Hilfe eines in der Umgebung des Magnetrads vorgesehenen Aufnehmers detektiert, der feststellen kann, wenn das von dem Magnetpol erzeugte Magnetfeld an ihm vorbeibewegt wird. Das Vorbeibewegen des Magnetpols erzeugt in dem Aufnehmer induktiv einen geringen elektrischen Strom, der aber dazu ausreicht, die Leuchteinrichtung zu betreiben und wenigstens kurzzeitig ein Lichtsignal als optisches Drehzahl-Signal zu erzeugen. Das Lichtsignal kann in Form von sichtbarem Licht oder als IR-Licht erzeugt werden.
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Bei jedem Vorbeibewegen des Magnetpols, also – wenn nur ein Magnetpol an dem Magnetrad vorhanden ist – bei jeder vollen Umdrehung des Rotors wird durch den induzierten Strom die Leuchteinrichtung kurzzeitig betrieben und ein Lichtimpuls ausgesendet.
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Die Leuchteinrichtung kann zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED) sein. Selbstverständlich kann anstelle der LED auch eine konventionelle Leuchteinrichtung genutzt werden.
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Der Aufnehmer kann insbesondere als elektromagnetischer Aufnehmer mit Spule und Eisenkern ausgebildet sein.
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Bei einer Variante dieser Ausführungsform kann die Gebereinrichtung ein mit dem Rotor mechanisch gekoppeltes und mit dem Rotor drehbares Geberelement aus einen magnetisierbaren Material aufweisen, wobei in der Nähe des Bewegungswegs des Geberelements ein insbesondere ortsfester Magnetaufnehmer angeordnet ist, zum Erkennen eines Vorbeibewegens des Geberelements, wenn sich der Rotor mit dem Geberelement dreht. Eine Leuchteinrichtung kann mit dem Magnetaufnehmer gekoppelt sein, zum Erzeugen des optischen Drehzahl-Signals, wenn der Magnetaufnehmer ein Passieren des Geberelements erkannt hat. Auch hier kann die zum Betreiben der Leuchteinrichtung erforderliche elektrische Energie durch das Vorbeibewegen des Geberelements an dem Magnetaufnehmer generierbar sein.
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Diese Variante betrifft somit insbescndere eine Änderung der Ausgestaltung der Gebereinrichtung und des Aufnehmers. In diesem Fall weist die Gebereinrichtung keinen Magnetpol sondern lediglich das Geberelement aus dem magnetisierbaren Material, also zum Beispiel aus Stahl, Eisen oder anderen magnetischen bzw. magnetisierbaren Materialien auf. Das Geberelement muss demzufolge nicht selbst magnetisiert sein. Daher kann das Geberelement physisch unmittelbar in oder an den Rotor bzw. der Rotorwelle ausgebildet sein, z. B. in Form von einer oder mehreren Erhöhungen (Fortsätzen) oder Vertiefungen (Nuten). Das Geberelement steht insoweit für eine Änderung der Materialanhäufung über den Umfang des Rotors bzw. der Rotorwelle.
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Der Magnetaufnehmer ist an sich bekannt und weist einen Permanentmagneten, ein Polstück und eine Messspule auf, die üblicherweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Wenn das Geberelement dicht an dem Polstück des Magnetaufnehmers vorbeibewegt wird, erfolgt eine Störung des in dem Magnetaufnehmer vorhandenen, durch den Permanentmagneten erzeugten magnetischen Flusses, der auch die Messspule und das Polstück durchdringt. Die Änderung des Flusses wiederum erzeugt eine kurzzeitige Signalspannung in der Messspule, die an die Leuchteinrichtung weitergegeben wird und die Leuchteinrichtung betreibt. Eine Änderung der Materialanhäufung (Fortsatz, Erhöhung, Warze, Vertiefung, Ausnehmung, Nut etc.) oder Materialzusammensetzung am Umfang des Rotors oder der Rotorwelle bewirkt bei deren Drehung eine Änderung des Magnetflusses in dem Magnetaufnehmer und damit eine Generierung des Lichtsignals.
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Insbesondere kann eine als Leuchteinrichtung dienende LED auch durch derart geringe Spannungen betrieben werden.
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Bei einer anderen Variante weist die Gebereinrichtung eine mit dem Rotor mechanisch verbundene und mit dem Rotor drehbare Leuchteinrichtung zum Erzeugen des optischen Informationssignals auf. In diesem Fall sitzt die Leuchteinrichtung unmittelbar an oder nahe bei dem Rotor und kann ebenfalls mit ihm zusammen gedreht werden. Die drehende Leuchteinrichtung erzeugt dann das Informations-Signal, das von der ortsfesten Empfängereinrichtung aufgenommen werden kann.
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Bei einer Weiterentwicklung dient die mit dem Rotor drehbare Leuchteinrichtung zum Erzeugen eines optischen Drehzahl-Signals, wobei die Leuchteinrichtung dauerhaft leuchtet und durch die im Betrieb des Antriebsmotors vorhandene elektrische Durchflutung des Rotors gespeist wird. Die Leuchteinrichtung ”zapft” insoweit die Durchflutung des Rotors an, um dauerhaft leuchten zu können. In dem optischen Pfad zwischen der Leuchteinrichtung und der Empfängereinrichtung kann eine Unterbrechungseinrichtung vorgesehen sein, durch die eine Übertragung des optischen Drehzahl-Signals in Abhängigkeit von der Drehstellung des Rotors und der Leuchteinrichtung unterbrechbar sein.
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Bei dieser Variante kann zwar die Leuchteinrichtung dauerhaft leuchten, sodass keine zusätzliche Einrichtung zum Unterbrechen des Betriebs der Leuchteinrichtung erforderlich ist. In der optischen Informationsübertragungsstrecke zwischen Leuchteinrichtung und Empfängereinrichtung kann jedoch die recht einfach zu gestaltende Unterbrechungseinrichtung angeordnet sein, die eine zeitweilige Unterbrechung der Übertragung des Drehzahl-Signals ermöglicht. Die Unterbrechungseinrichtung ist nicht zwingend notwendig, so lange empfangsseitig in geeigneter Weise die Drehung des Rotors mit der Leuchteinrichtung detektiert werden kann.
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Insbesondere kann gemäß einer Weiterentwicklung die Unterbrechungseinrichtung eine Blende mit einem Lichtspalt aufweisen, um eine Sichtverbindung zwischen der Leuchteinrichtung und der Empfängereinrichtung wenigstens bei einer vorbestimmten Drehstellung des Rotors und der Leuchteinrichtung zu ermöglichen. Immer dann, wenn die Leuchteinrichtung den Lichtspalt passiert, kann Licht durch den Lichtspalt zur Empfängereinrichtung gelangen. Wenn die Leuchteinrichtung mit dem Rotor weitergedreht wird, verlässt sie den Ort des Lichtspalts, so dass kein Licht mehr von der Leuchteinrichtung zum Empfänger gelangen kann und somit vom Empfänger auch kein Signal mehr detektiert werden kann.
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Bei einer Variante kann die mit dem Rotor drehbare Leuchteinrichtung entsprechend einer Erregungsfrequenz des den Rotor durchflutenden elektrischen Stroms ein- und ausgeschaltet werden, wobei während einer Umdrehung der Leuchteinrichtung mit dem Rotor wenigstens über einen Teilabschnitt, gegebenenfalls aber auch permanent eine Sichtverbindung zwischen der Leuchteinrichtung und der Empfängereinrichtung besteht. Bei dieser Variante leuchtet die Leuchteinrichtung nicht dauerhaft, sondern wird regelmäßig ein- und ausgeschaltet. Die Leuchtfrequenz der Leuchteinrichtung kann von der Empfängereinrichtung bzw. der damit gekoppelten Auswerteeinrichtung ausgewertet und als Kriterium für die Rotordrehzahl verwendet werden.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist der Zustand des Motors eine Übertemperatur des Rotors und/oder des Stators, wobei das Informationssignal ein Temperatur-Signal ist. Auf oder an dem Rotor bzw. Stator kann eine Temperaturerkennungseinrichtung vorgesehen sein, zum Überwachen einer tatsächlichen Temperatur und zum Erkennen, ob die tatsächliche Temperatur eine vorbestimmte Grenztemperatur überschreitet und damit Feststellen der Übertemperatur des Rotors. Die Sendeeinrichtung kann eine Leuchteinrichtung aufweisen, zum Erzeugen eines optischen Informationssignals in Form eines Temperatur-Signals, wenn die tatsächliche Temperatur die Grenztemperatur überschritten hat. Entsprechend kann die Empfängereinrichtung zum Empfangen des Temperatur-Signals ausgebildet sein, wobei durch die Auswerteeinrichtung bei einem Empfangen des Temperatur-Signals durch die Empfängereinrichtung ein Überhitzungs-Signal erzeugbar ist.
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Bei dieser Variante wird somit zunächst nicht die Drehzahl des Rotors, sondern die Temperatur des Rotors bzw. des Stators erfasst. Die Temperaturinformation, insbesondere das Überschreiten der vorgegebenen Grenztemperatur wird als Temperatur-Signal mit Hilfe der Leuchteinrichtung an die Empfängereinrichtung übermittelt, sodass die mit der Empfängereinrichtung gekoppelte Auswerteeinrichtung die erforderlichen Maßnahmen ergreifen kann.
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Die Erfassung bzw. Überwachung der Temperatur kann unabhängig und losgelöst von der Drehzahlerfassung erfolgen. Ebenso ist es aber auch möglich, die Signalübertragung zwischen Sendeeinrichtung und Empfängereinrichtung nicht nur für das Temperatur-Signal, sondern auch für das Drehzahl-Signal zu nutzen.
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Dementsprechend kann die Leuchteinrichtung zum Erzeugen des Drehzahl-Signals und die Leuchteinrichtung zum Erzeugen des Temperatur-Signals durch eine gemeinsame Leuchteinrichtung gebildet werden, derart, dass diese Leuchteinrichtung als einzige Leuchteinrichtung außer zum Erzeugen des Drehzahl-Signals auch zum Erzeugen des Temperatur-Signals dient. Bei dieser Variante ist somit lediglich eine einzige Leuchteinrichtung vorhanden, die beide Signalarten gleichzeitig oder wechselweise überträgt.
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Bei einer anderen Variante können die Leuchteinrichtung zum Erzeugen des Drehzahl-Signals und die Leuchteinrichtung zum Erzeugen des Temperatur-Signals getrennt voneinander vorgesehen sein. In diesem Fall werden somit wenigstens zwei Leuchteinrichtungen benötigt.
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Die Empfängereinrichtung und die Auswerteeinrichtung können eine bauliche Einheit bilden. In diesem Fall ist es nicht notwendig, zwischen der Empfängereinrichtung und der Auswerteeinrichtung zusätzliche Verbindungselemente, Stecker oder Kabel vorzusehen. Des Weiteren können die Empfängereinrichtung und die Auswerteeinrichtung auch direkt Bestandteil einer Motorsteuerung oder -regelung sein, sodass sie in die Steuerung bzw. Regelung integriert sind.
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Die Steuereinrichtung kann insbesondere zum Steuern der Drehzahl des Antriebsmotors ausgebildet sein und insoweit auch Einfluss auf den dem Antriebsmotor zugeführten elektrischen Strom nehmen. Neben der eigentlichen Drehzahlregelung kann dabei auch eine Notabschaltung, zum Beispiel bei Überhitzung des Rotors oder des Stators vorgesehen sein.
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Der beschriebene Elektroantrieb kann besonders vorteilhaft bei einem Arbeitsgerät, insbesondere einem Elektrowerkzeug wie einem Bohr- und/oder Schlaghammer, einem Betonrüttler, einem Fugenschneider oder einem Bodenverdichter, wie zum Beispiel einem Stampfer oder einer Vibrationsplatte, eingesetzt werden.
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Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Elektroantriebs mit Drehzahlerfassung;
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2 den Elektroantrieb von 1, zusätzlich mit einer Temperaturüberwachung;
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3 einen Elektroantrieb mit drehbar mit einem Rotor verbundener Leuchteinrichtung; und
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4 den Elektroantrieb von 3, zusätzlich mit einer Temperaturüberwachung.
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1 zeigt einen schematischen Schnitt eines Elektroantriebs mit einem Antriebsmotor 1, der in üblicher Weise einen Stator 2, einen Rotor 3 und einen Komutator 4 aufweist. Am stirnseitigen Ende des Rotors 3 ist ein Magnetrad 5 angeordnet, das einen oder auch mehrere Magnetpole trägt. Das Magnetrad 5 läuft im Betrieb des Antriebsmotors 1 drehend durch einen Aufnehmer 6, der dem Magnetrad 5 an einer Stelle angenähert ist, wie in 1 gezeigt.
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Der Aufnehmer 6 weist einen Eisenkern und eine Spule 7 auf, in der ein elektrischer Strom in bekannter Weise induziert wird, wenn der Magnetpol des Magnetrads 5 durch den Aufnehmer 6 hindurch bewegt wird.
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Der elektrische Strom reicht aus, um eine als Leuchteinrichtung dienende Leuchtdiode (LED) 8 zu betreiben, die mit der Spule 7 elektrisch gekoppelt ist.
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Das darauf von der LED 8 erzeugte und ausgesandte Licht 9 wird von einem als Empfängereinrichtung dienenden optischen Empfangselement 10 empfangen. Das Empfangselement 10 kann als Fotodiode, Fototransistor, optischer Empfänger-IC oder LDR ausgebildet sein.
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Das Empfangselement 10 ist Bestandteil einer Regelelektronik 11, die unter anderem eine Stromzuführung 12 zum Motor 1 regelt. In der Regelelektronik 11 kann entsprechend eine Auswerteeinrichtung vorgesehen sein, die die vom Empfangselement 10 empfangenen Lichtpulse auswertet, um daraus die Drehzahl des Rotors 3 zu ermitteln. Wenn zum Beispiel lediglich ein Magnetpol an dem Magnetrad 5 vorgesehen ist, passiert dieser Magnetpol einmal pro Rotorumdrehung den Aufnehmer 6, sodass bei einer Rotorumdrehung auch einmal ein Lichtpuls von der LED 8 erzeugt wird. Die Auswerteeinrichtung zählt die Lichtpulse und kann daraus die Drehzahl bestimmen.
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Bei einer höheren Anzahl von Magnetpolen am Magnetrad 5 lässt sich die Motordrehzahl analog bestimmen.
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Anhand der so ermittelten Ist-Drehzahl kann die Regelelektronik 11 Steuerungsmaßnahmen ergreifen, um zum Beispiel über die Stromzuführung 12 die Motordrehzahl auf einen vorgegebenen Soll-Wert zu halten.
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2 zeigt eine Variante zu dem Elektroantrieb von 1.
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Ergänzend zu dem oben bereits anhand von 1 erläuterten und daher an dieser Stelle nicht mehr wiederholten Aufbau weist die Ausführungsform von 2 eine zusätzliche Leuchteinrichtung in Form einer LED 15 auf. Die LED 15 arbeitet als Übertemperatur-Indikator und gibt bei Erreichen bzw. Überschreiten einer kritischen Temperatur entsprechend optische Lichtsignale. Zum Beispiel kann die LED 15 bei Erreichen der kritischen Temperatur mit der Netzfrequenz des Motors blinken und dadurch Temperatursignale 16 in Form von sichtbarem oder IR-Licht aussenden.
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Die LED 15 kann durch die Durchflutung des Stators 2 in geeigneter Weise gespeist werden. Zudem ist ein in der Figur nicht gezeigter Temperatursensor erforderlich, um bei Erreichen oder Überschreiten der gemessenen Temperatur die LED 15 freizuschalten. Bei diesem Temperatursensor kann es sich um einen üblichen Thermosensor, zum Beispiel einem PTC oder einem NTC handeln, der auf dem Rotor 3 oder auf dem Stator 2 angebracht ist. Auf diese Weise lassen sich sowohl die Rotor- als auch die Statortemperatur überwachen.
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Das Temperatur-Signal 16 wird von dem Empfangselement 10 oder auch einem zusätzlichen, nicht dargestellten Empfangselement empfangen und kann in der Regelelektronik 11 in entsprechender Weise ausgewertet werden. Insbesondere kann die Regelelektronik 11 veranlassen, dass der Motor 1 abgeschaltet oder gekühlt wird. Ebenso ist es möglich, die Leistungsaufnahme zu verringern.
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3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der eine Leuchteinrichtung in Form einer LED 20 unmittelbar auf der Motorwelle sitzt und damit mit dem Rotor 3 mechanisch gekoppelt ist und sich mit diesem dreht. Die LED 20 wird permanent durch die Stromdurchflutung des Rotors 3 mitgespeist, sodass sie dauerhaft leuchtet und Licht 21 abgibt.
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Auf der Seite der Empfängereinrichtung sind mehrere optische Empfangselemente, nämlich die Empfangselemente 22 und 23 vorgesehen.
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In der in 3 gezeigten Drehstellung des Rotors 3 bzw. der LED 20 kann das Licht 21 ungehindert zu dem Empfangselement 22 gelangen, sodass dort ein entsprechendes Signal empfangen werden kann. Wenn hingegen der Rotor 3 und die LED 20 weitergedreht werden, gelangt die LED 20 in eine Stellung, in der das Licht aufgrund einer zwischengeschalteten Blende 24 nicht mehr zu der Empfängereinrichtung – im gezeigten Beispiel also nicht zu dem Empfangselement 23 – gelangen kann. Da auch das Empfangselement 22 kein Lichtsignal empfängt, wird das Signal unterbrochen.
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Anhand der Unterbrechungen kann die Auswerteeinrichtung in der Regelelektronik 11 die Drehzahl des Rotors 3 ermitteln.
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Die Blende 24 ist in 3 nur schematisch dargestellt. Sie kann selbstverständlich auch größer ausgebildet sein und zum Beispiel lediglich einen Schlitz aufweisen, durch den das Licht 21 zu einem der Empfangselemente 22, 23 gelangen kann.
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Dadurch, dass bei der Drehung des Rotors 3 die LED-Signale zeitweise von der Regelelektronik 11 nicht ”gesehen” werden, entsteht eine exakt drehzahlproportionale optische Information (Frequenz bzw. Modulation von Frequenzpaketen), welche von der Regelelektronik 11 empfangen und ausgewertet werden kann.
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4 zeigt eine Variation zu der Ausführungsform von 3.
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Dabei ist zusätzlich zu der bereits erläuterten LED 20 eine weitere Leuchteinrichtung in Form der LED 25 vorgesehen, die zur Übertragung des Temperatur-Signals dient.
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Ähnlich wie bei der oben anhand von 2 erläuterten Ausführungsform wird auf dem Rotor 3 ermittelt, ob eine Übertemperatur vorliegt bzw. ob die tatsächliche Temperatur eine vorgegebene Grenztemperatur überschreitet. Wenn dies der Fall ist, wird die zusätzliche LED 25 betrieben.
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Die LED 25 kann Licht in einer entsprechenden Frequenz oder Modulation abgeben, sodass die Empfängereinrichtung bzw. die Empfangselemente 22 oder 23 unterscheiden können, ob Licht von der allein für die Bestimmung der Drehzahl maßgeblichen LED 20 oder von der das Temperatur-Signal übermittelnden LED 25 stammt. Dementsprechend kann die Auswerteeinrichtung in der Regelelektronik 11 die erforderlichen Steuermaßnahmen ergreifen.
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Auch hier ist es möglich, dass die Funktion der LED 25 in die LED 20 integriert wird, sodass sämtliche Signale von lediglich nur einer LED übertragen werden. Zum Beispiel kann die LED 20 bei Feststellen der Übertemperatur dauerhaft abgeschaltet werden, sodass überhaupt kein Licht mehr von der Empfängereinrichtung festgestellt werden kann. Die Regelelektronik 11 kann dann erkennen, dass eine Störung aufgrund von Übertemperatur vorliegt, und den Motor abschalten.
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In den gezeigten Beispielen wurde für die Übertragung jedes Signals lediglich nur eine LED beschrieben. Selbstverständlich können auch mehrere Leuchteinrichtung bzw. LEDs vorgesehen werden, die entsprechende Lichtsignale erzeugen.
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Darüber hinaus sind nahezu beliebige Kombinationen von Leuchteinrichtungen und entsprechend generierten Signalen (dauerhaft, intermittierend) denkbar, um die gewünschten Informationen drahtlos von dem sich drehenden Rotor 3 auf die feststehende Regelelektronik 11 zu übertragen.
