DE102019124151A1

DE102019124151A1 - Elektrischer Stellantrieb, elektronisches Baukastensystem und Stellantrieb mit einem DC-Motor

Info

Publication number: DE102019124151A1
Application number: DE102019124151.0A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Morlang; Arnd Sakautzky; Robert Achinger
Original assignee: Auma Riester GmbH and Co KG
Current assignee: Auma Riester GmbH and Co KG
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-03-11
Also published as: CN215267985U

Abstract

Elektrischer Stellantrieb mit einer Elektronikbaugruppe zur Steuerung des Stellantriebs, die eine Leiterplatte umfasst, wobei die Leiterplatte mittels eines Trägers innerhalb eines Gehäuses des Stellantriebs angeordnet ist, wobei die Leiterplatte wenigstens einen Schalter zum manuellen Eingeben von Steuersignalen aufweist und wobei der Träger wenigstens ein Betätigungselement zum Betätigen des wenigstens einen Schalters ausbildet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stellantrieb mit einer Elektronikbaugruppe zur Steuerung des Stellantriebs, die eine Leiterplatte umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner einen elektrischen Stellantrieb mit einer Elektronikbaugruppe zur Steuerung des Stellantriebs, die eine Basisleiterplatte sowie eine Leiterplatte umfasst, wobei ein Gehäuse des Stellantriebs innenseitig einen elektrischen Masseanschluss bereitstellt, der elektrisch mit einer Masseleitung der Basisleiterplatte verbunden ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein elektronisches Baukastensystem für eine Serie von Stellantrieben, umfassend eine Elektronikbaugruppe zur Steuerung eines jeweiligen Stellantriebs der Serie von Stellantrieben.
Die Erfindung betrifft ferner einen Stellantrieb umfassend einen DC-Motor, insbesondere einen brushless DC-Motor (BLDC-Motor), als elektrischem Antrieb und einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur in einem Innenraum der durch ein Gehäuse des Stellantriebs begrenzt ist.
Hintergrund
Stellantriebe sind aus vielen Anwendungsbereichen bekannt. Sie finden beispielsweise in großen Anlagen, wie Raffinerien Anwendung. Dabei sind die Stellantriebe hohen Belastungen ausgesetzt und müssen periodisch überprüft und gegebenenfalls erneuert werden. Bekannte Stellantriebe weisen hierbei eine Reihe von Nachteilen auf. Beispielswese erweisen sich bekannte Stellantriebe als kompliziert zu bedienen und einzustellen. Darüber hinaus sind Vor- und Endmontage kompliziert und aufwendig. Bekannte Stellantriebe sind zudem in der Regel nicht an neue Bedingungen anpassbar. Zudem ist es erforderlich, dass Stellantriebe auch unter extremen Witterungsbedingungen zuverlässig funktionieren, wenn sie in sicherheitsrelevanten Anlagen eingesetzt sind.
Die Erfindung macht es sich zu Aufgabe, diese Nachteile zumindest abzumildern.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist ein elektrischer Stellantrieb der eingangs genannten Art geschaffen, wobei die Leiterplatte mittels eines Trägers innerhalb eines Gehäuses des Stellantriebs angeordnet ist, wobei die Leiterplatte wenigstens einen Schalter zum manuellen Eingeben von Steuersignalen aufweist und wobei der Träger wenigstens ein Betätigungselement zum Betätigen des wenigstens einen Schalters ausbildet.
Durch die separaten Betätigungselemente muss die Leiterplatte selber keine größeren, zugänglichen Schalter oder Betätigungselemente aufweisen. Die Eingaben zur Programmierung der Steuerungselektronik können mittels der Betätigungselemente vereinfacht vorgenommen werden. Dabei kann die Leiterplatte selbst möglichst klein gehalten werden. Dadurch wird erreicht, dass die Leiterplatte einfach montierbar und demontierbar ist. Gegebenenfalls kann die Leiterplatte dadurch leicht auswechselbar sein. Die Größe der Bedienelemente kann dem jeweiligen Arbeitsumfeld angepasst sein. Beispielsweise können die Bedienelemente so groß sein, dass sie mit Handschuhen bedienbar sind. Dadurch wird die Bedienerfreundlichkeit erhöht.
Insbesondere ist der Träger ein Spritzgussteil, insbesondere wobei die Betätigungselemente monolithisch mit dem Träger durch Spritzgießen ausgebildet sind. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht und ist kostengünstig möglich.
Insbesondere ist der Schalter als Mikro-Taster ausgestaltet und/oder die Betätigungselemente sind als Tasten ausgestaltet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Betätigungselemente elastisch und/oder gegen eine Rückstellkraft, die das jeweilige Betätigungselement mit einem zugehörigen Schalter außer Kontakt bringt, manuell verstellbar. Die Betätigungselemente können eine Eigenelastizität aufweisen. Diese übernimmt die Rückstellfunktion im Schalterbetrieb. Dadurch kann auf Rückstellelemente an der Leiterplatte verzichtet werden. Die Betätigungselemente können für eine Bedienung mit Handschuhen ausgelegt sein, also entsprechend groß sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Leiterplatte in einer Einschubrichtung in den Träger einführbar, insbesondere einsteckbar, wobei die Betätigungselemente quer zu der Einschubrichtung betätigbar sind. Insbesondere sind die Schalter quer zur Einschubrichtung beweglich. Die Schalter an der Leiterplatte sind dadurch auf einer Fläche der Leiterplatte anordenbar. Daher kann auf mechanische Elemente die eine Bedienung von einer Leiterplattenstirnseite her ermöglichen verzichtet werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Betätigungselemente zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet. Durch die Anordnung im Inneren des Gehäuses sind die Betätigungselemente vor Schmutz und versehentlicher Bedienung geschützt. Dies trägt dazu bei, die Betriebssicherheit weiter zu erhöhen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung bildet das Gehäuse einen einseitig abgeschlossenen beziehungsweise halboffenen Elektronikraum aus, in welchen die Elektronikbaugruppe eingesetzt ist, wobei vorzugsweise bei geöffnetem Gehäuse die Betätigungselemente aus dem Elektronikraum herausragen, wenn die Leiterplatte in den Baugruppenträger eingesetzt ist. Insbesondere liegen die Schalter in einem unzugänglichen Bereich des Elektronikraums. Die Schalter werden durch das Gehäuse und die Betätigungselemente vor Beschädigung und Verschmutzung geschützt. Ferner ist eine Bedienung der Schalter nur über die Betätigungselemente möglich. Da die Betätigungselemente größer sein können, wird somit der Schutz vor Fehlbedienungen erhöht.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein Teil der Elektronikbaugruppe in einer Einbaurichtung in den Elektronikraum einsetzbar und die Einschubrichtung der Leiterplatte verläuft entgegen oder quer zu der Einbaurichtung. Insbesondere ist eine rückseitige Öffnung in dem Gehäuse ausgebildet, durch welche die Leiterplatte entlang der Einschubrichtung in den Elektronikraum einführbar ist. Die Entnahme und Zuführung der Leiterplatte ist dadurch von beiden Seiten möglich. Dies trägt dazu bei, die Montage zu vereinfachen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Leiterplatte Anschlussklemmen für elektrische Versorgungsspannungen auf und die Betätigungselemente decken die Anschlussklemmen ab. Die Anschlussklemmen werden durch die Betätigungselemente vor elektrischen Kurzschlüssen geschützt. Dies ist insbesondere in Anwendungen relevant, wo Explosionsgefahr besteht (z.B. Erdölpipelines) und daher Funkenbildung auf jeden Fall vermieden werden muss.
In einer Ausgestaltung der Erfindung bildet das Gehäuse innenseitig eine Aufnahme zum verdrehsicheren Aufnehmen des Trägers aus und/oder in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Betätigungselementen sind jeweilige Bediensymbole auf einer Innenseite des Gehäuses ausgebildet. Durch eine Aufnahme die verdrehsicher ist, kann der Träger nicht verrutschen und kann in dem Gehäuse gegen Bewegungen gesichert sein. Ein Einführen des Trägers kann durch die Aufnahme codiert sein, was die Montagesicherheit erhöht. Die an dem Gehäuse angebrachten Symbole können die Bedienerfreundlichkeit erhöhen und vermindern das Risiko von Fehlbedienungen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung bildet der Träger, insbesondere die Betätigungselemente, einen Begrenzungsanschlag für ein Einführen der Leiterplatte entlang der Einschubrichtung aus. Der Träger, insbesondere die Betätigungselemente, bedecken bzw. decken die Leiterplatte stirnseitig ab. Vorzugsweise können Öffnungen zum stirnseitigen Bedienen von weiteren Schaltern der Leiterplatte, insbesondere von Jumpern oder Schiebeschaltern, an dem Träger ausgebildet sein. Ein durch den Träger gebildeter Begrenzungsanschlag zur Begrenzung des Einführens der Leiterplatte erleichtert die Montage und das Ausrichten der Leiterplatte in dem Gehäuse. Die Leiterplatte kann durch den Träger in eine Montageposition geleitet und fixiert werden. Das Einschieben der Leiterplatte kann durch den Träger codiert sein. Die Öffnungen ermöglichen den Zugriff aus weitere Bedien- oder Anschlusselemente, ohne weitere Montageschritte.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Betätigungselemente bei geschlossenem Gehäuse von außen nicht zugänglich und der Stellantrieb ist durch Betätigen der Betätigungselemente verfahrbar. Eine Endposition eines Stellwegs des Stellantriebs, beispielsweise bei einer Inbetriebnahme des Stellantriebs, kann bei geöffnetem Gehäuse einzustellen sein. Daher ist es zum Einstellen oder zum Nachjustieren des Stellweges nur erforderlich, ein Gehäuseteil abzunehmen. Eine weitere Demontage des Stelltriebes ist nicht erforderlich.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein elektrischer Stellantrieb der eingangs genannten Art geschaffen, wobei die Leiterplatte mittels einer Steckverbindung mit der Basisleiterplatte mechanisch verbunden ist und mittels der Steckverbindung eine Masseleitung der Leiterplatte elektrisch mit der Masseleitung der Basisleiterplatte verbunden ist. Vorzugsweise weist die Leiterplatte kein eigenes Masseanschlusskabel auf, sodass ein elektronisches Bauteil der Leiterplatte über die Masseleitung der Basisleiterplatte elektrisch geerdet ist. Dadurch wird eine Erdung über den Masseanschluss der Basisleiterplatte bereitgestellt. Auf separate Erdungselemente kann verzichtet werden. Dies vereinfacht die Montage weiter.
Besonders günstig ist es, wenn der zweite Aspekt mit dem zuvor beschrieben Aspekt kombiniert wird.
In einer Ausgestaltung des zweiten Aspektes der Erfindung weist die Leiterplatte eine elektrische Schirmung auf, die über die Steckverbindung mit dem Masseanschluss elektrisch verbunden ist. Die elektrische Schirmung kann Steuerungskomponenten, die auf der Leiterplatte befestigt sein können, Schutz vor elektromagnetischen Feldern bieten.
In einer Ausgestaltung des zweiten Aspektes der Erfindung bildet das Gehäuse einen einseitig abgeschlossenen beziehungsweise halboffenen Elektronikraum aus, wobei zumindest ein Teil der Elektronikbaugruppe entlang einer Einbaurichtung in den Elektronikraum einsetzbar ist und wobei eine Flächennormale der Basisleiterplatte in Richtung der Einbaurichtung orientiert ist, während eine Flächennormale der Leiterplatte quer zur Einbaurichtung orientiert ist. Die Basisleiterplatte bildet somit weitere Steckplätze für weitere Leiterplatten aus, die dann von „oben“, also bei geöffnetem Gehäuse, in die Basisleiterplatte einsteckbar sein können. Insbesondere kann die Leiterplatte entlang der Einbaurichtung in die Steckverbindung einsteckbar sein.
In einer Ausgestaltung des zweiten Aspektes der Erfindung ist die elektrische Verbindung zwischen der Masseleitung der Basisleiterplatte und dem Masseanschluss mittels einer Schraubverbindung hergestellt und in dem Elektronikraum ist ein Abwurfkanal ausgebildet, in den eine Schraube der Schraubverbindung verkippungssicher abwerfbar ist. Die Schraube kann anschließend mittels eines Werkzeugs, welches in eine stirnseitige Werkzeugaufnahme der Schraube eingreift, festzuziehen sein. Dadurch kann eine schwer zugängliche Anschraubposition einfach von oben erreicht werden, insbesondere wenn das Werkzeug, beispielsweise ein Inbusschlüssel, von seiner Länge auf den Abwurfkanal ausgelegt ist.
Insbesondere ist an der Schraube ein Massekabel angeschlossen oder anschließbar und das Massekabel ist mit einer Masseleitung einer Leiterplatte der Elektronikbaugruppe elektrisch verbunden oder verbindbar.
Insbesondere realisiert die Steckverbindung und/oder die weitere Steckverbindung eine elektronische BUS-Schnittstelle wobei die Basisleiterplatte über die Steckverbindung mit der Leiterplatte und/oder über die weitere Steckverbindung mit der weiteren Leiterplatte elektronisch kommuniziert. Dadurch können über die BUS-Schnittstelle Steuer- und Regelungssignale an die Leiterplatte und/oder die weitere Leiterplatte übertragen werden.
In einer Ausgestaltung des zweiten Aspektes der Erfindung weist die Basisleiterplatte eine runde Außenkontur auf wobei die Leiterplatte und/oder die weitere Leiterplatte jeweils eine Grundfläche von 120 mm x 75 mm nicht überschreiten. Die Basisleiterplatte ist mit runder Kontur zumindest teilweise an das Gehäuse angepasst und nutzt Bauraum gut aus. Eine Grundfläche von 120mm x 75mm ist zu bevorzugen, um die Gesamtabmessungen des Gehäuses gering zu halten, denn bei geringeren Abmessungen sind vereinfachte Explosionsschutzregeln anwendbar.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein elektronisches Baukastensystem der eingangs genannten Art geschaffen, wobei die Elektronikbaugruppe eine Basisleiterplatte umfasst, die einen Antriebsmotor des jeweiligen Stellantriebs regelt und/oder eine Betriebsspannung für den Antriebsmotor bereitstellt, sowie mehrere optionale Leiterplatten, die zusätzliche elektronische Funktionen, beispielsweise eine Drahtloskommunikation oder eine Sicherheitsfunktion, realisieren wobei die optionalen Leiterplatten jeweils modular mittels Steckverbindungen elektrisch an die Basisleiterplatte anschließbar sind. Der Aspekt der Erfindung erkennt, dass durch die Möglichkeit des Einsteckens von Leiterplatten mit modularen Funktionalitäten, beispielsweise zur Steuerung/Regelung eines Stelltriebes und/ oder zur Anpassung der Steuerungselektronik des Stellantriebes an unterschiedliche Steuerungs- und Regelungscharakteristiken, eine leichte Anpassung eines Stellantriebes an eine Vielzahl von Aufgaben und unterschiedlichen Einsatzszenarien erreicht werden kann. Beispielsweise sind Updates durch Einstecken neuer Leiterplatten möglich. Die Stellantriebe die nach dem modularen Baukastensystem gebildet sind, können gemäß einem der vorhergehenden Aspekte der Erfindung ausgestaltet sein. Auch innerhalb einer einzelnen Serie von Stellantrieben können daher Stellantriebe der Serie mit unterschiedlichem elektronischem Funktionsumfang realisiert werden. Ein Stellantrieb kann daher für sehr unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden. Der Bauaufwand bleibt jedoch gleich. Damit geht eine Kostenersparnis durch Standardisierung von Bauteilen einher. Ferner kann jeder Stellantrieb der Serie mit der Basisleiterplatte und unter Verzicht auf die optionalen Leiterplatten in einer Grundfunktionalität betrieben werden.
Besonders günstig ist es, wenn der dritte Aspekt mit einzelnen oder mehreren der zuvor beschrieben Aspekte kombiniert wird.
In einer Ausgestaltung des dritten Aspektes umfasst das Baukastensystem eine weitere Basisleiterplatte, die ein Netzteil zur Spannungsumwandlung, insbesondere von AC-Spannung in DC-Spannung, aufweist, wobei die Basisleiterplatte elektronisch und/oder elektrisch mit der weiteren Basisleiterplatte kommuniziert. Die weitere Bassleiterplatte kann dazu dienen die Grundfunktionalität zu gewährleisten.
In einer Ausgestaltung des dritten Aspektes umfasst das Baukastensystem eine Leiterplatte zum Einstellen des jeweiligen Stellantriebs der Serie, wobei die Leiterplatte elektrische Schalter aufweist, die in einer Einbausituation im Innern eines Gehäuses des Stellantriebs platziert sind, wobei nur bei geöffnetem Gehäuse mittels der Schalter eine Grundfunktionalität des jeweiligen Stellantriebs der Serie, einstellbar ist. Insbesondere bei Inbetriebnahme des Stellantriebs, kann dadurch die Grundfunktionalität einstellbar sein.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Stellantrieb der eingangs genannten Art geschaffen wobei der Stellantrieb mindestens einen elektronisch zuschaltbaren Verlustwiderstand aufweist und wobei eine Elektronikeinheit des Stellantriebs dazu eingerichtet ist den Verlustwiderstand elektronisch zuzuschalten, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: eine zum Betrieb des BLDC-Motors eingesetzte Zwischenkreisspannung überschreitet einen Schwellwert, oder der Temperatursensor detektiert ein Unterschreiten einer Temperaturschwelle. Bei passivem Verfahren des Stellantriebs wird Rotationsenergie auf den Stellantrieb übertragen. Die Rotationsenergie kann durch den DC-Motor, der einen Generatorbetrieb aufweisen kann, in elektrische Energie umgewandelt werden. Die elektrische Energie kann fallbezogen zum Heizen des Gehäuseinnenraumes verwendet werden, wenn sie über einen Verlustwiderstand in Wärmeenergie umgewandelt wird. Alternativ kann über den Verlustwiderstand auch eine Zwischenkreisspannung des BLDC Motors reguliert werden, wenn diese einen Schwellwert überschreitet. Dadurch ist der Stellantrieb auch bei sehr kalten Temperaturen einsetzbar, bzw. besitzt eine Regelung, die dafür sorgt, dass seine Komponenten betriebsfähig bleiben. Dadurch wird die Ausfallsicherheit erhöht.
Besonders günstig ist eine Kombination des vierten Aspekts mit einzelnen oder mehreren der vorangehenden Aspekte.
Insbesondere ist der Verlustwiderstand in dem Innenraum angeordnet, sodass die Verlustwärme als auch die Abwärme zum Beheizen des Innenraums nutzbar sind und/oder wobei die Elektronikeinheit dazu eingerichtet ist, den Verlustwiderstand sowohl als Heizwiderstand als auch als Bremswiderstand eines elektronischen Brems-Choppers einzusetzen.
Insbesondere schaltet die Elektronikeinheit den Verlustwiderstand zu wenn der BLDC-Motor in einem Generatorbetrieb, insbesondere angetrieben durch ein äußeres Lastmoment während eines Bremsvorgangs, läuft, um im BLDC-Motor entstehende elektrische Energie in Verlustwärme umzuwandeln. Alternativ schaltet die Elektronikeinheit den Verlustwiederstand bei Unterschreiten der Temperaturschwelle zu, um mittels in dem Verlustwiderstand entstehender Abwärme den Innenraum aufzuheizen.
In einer Ausgestaltung des vierten Aspektes der Erfindung steuert die Elektronikeinheit derart, dass bei Überschreiten des Schwellwerts eine vom BLDC-Motor in einem Generatorbetrieb erzeugte Generatorspannung an dem Verlustwiderstand anliegt, und bei Unterschreiten der Temperaturschwelle die Generatorspannung oder eine von dem Stellantrieb bereitgestellte Betriebsspannung an dem Verlustwiderstand anliegt. Eine weitere Alternative zur Heizung aus aufgenommener Rotationsenergie ist es, bei Unterschreiten der Temperaturschwelle die Betriebsspannung an dem Verlustwiderstand in Wärme umzuwandeln. Daher ist auch „aktives“ Heizen möglich, wenn gerade keine äußere Rotationsenergie zur Umwandlung in Wärme über den Motor bereitgestellt wird. Insbesondere kann ein Verluststrom durch den Verlustwiderstand fließen, wenn die Elektronikeinheit den Verlustwiderstand elektronisch zuschaltet, wobei der Verluststrom die Verlustwärme beziehungsweise die Abwärme erzeugt.
In einer Ausgestaltung des vierten Aspektes der Erfindung umfasst der Stellantrieb einen Frequenzumrichter, der die Zwischenkreisspannung zum Betrieb des BLDC-Motors speist, wobei die Elektronikeinheit durch Zuschalten des Verlustwiderstands im Generatorbetrieb einen Brems-Chopper realisiert, welcher die Zwischenkreisspannung im Generatorbetrieb durch Umwandlung von elektrischer Energie in thermische Energie begrenzt und wobei die Elektronikeinheit den Verlustwiderstand elektronisch von der Zwischenkreisspannung trennt, sobald diese unter den Schwellwert fällt, wobei der Schwellwert eine Betriebsspannung der Zwischenkreisspannung ist.
In einer Ausgestaltung des vierten Aspektes der Erfindung ist die Elektronikeinheit dazu eingerichtet, bei Unterschreiten der Temperaturschwelle, den Verlustwiderstand mit einer vom Stellantrieb bereitgestellten Netzspannung elektronisch zu verbinden, sofern nicht bereits die Zwischenkreisspannung am Verlustwiderstand anliegt. Dadurch kann eine Auswahl zwischen Betriebsspannung und Zwischenkreisspannung erfolgen. Dies kann zu einer Energieersparnis führen, da sobald eine Zwischenkreisspannung vorhanden ist, diese auch zum Heizen benutzt werden kann.
In einer Ausgestaltung des vierten Aspektes der Erfindung ist der Verlustwiderstand in einer Brems-Chopper-Einheit angeordnet. Die Brems-Chopper-Einheit kann als ein separates Bauteil extern vom DC-Motor und im Innenraum angeordnet sein.
Insbesondere kann die Brems-Chopper-Einheit auch auf einer der Leiterplatten angeordnet sein.
Figurenliste
Nachfolgend sind anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:

1 einen Teil eines beispielhaften Stellantriebs gemäß der Erfindung;
2 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnittes des Stellantriebes gemäß 1 in einer Draufsicht;
3 ein beispielhaftes Gehäuse mit einem beispielhaften Träger in einer Draufsicht;
4 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Elektronikbaugruppe gemäß der Erfindung;
5 die Elektronikbaugruppe gemäß 4 in einem beispielhaften Gehäuse;
6 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Gehäuses eines Stellantriebs gemäß der Erfindung;
7 eine beispielhafte Leiterplatte die in ein Gehäuse eines Stellantriebes gemäß der Erfindung eingeschoben ist;
8 eine weitere beispielhafte Darstellung der Erfindung;
9 eine weitere beispielhafte Darstellung der Erfindung;
10 eine weitere beispielhafte Darstellung der Erfindung;
11 ein beispielhaftes Ersatzschaltbild eines Aspektes der Erfindung;
12 ein beispielhaftes Prozessschaubild eines Aspektes der Erfindung und
13 ein erfindungsgemäßes Erdungskonzept bei dem Stellantrieb nach 1.

Figurenbeschreibung
1 zeigt einen Teil eines beispielhaften Stellantriebs 1 gemäß der Erfindung. Der Stellantrieb 1 umfasst eine Elektronikbaugruppe 2 mit einer Leiterplatte 3 zur Steuerung des Stellantriebes 1. Die Elektronikbaugruppe 2 ist in einem Träger 4 angeordnet und wird von diesem gehalten. Mittels des Trägers 4 ist die Elektronikbaugruppe 2 in ein Gehäuse (nicht dargestellt) des Stellantriebes 1 einschiebbar und wird in dem Gehäuse gehalten. Die Leiterplatte 3 weist mehrere Schalter 5 auf. Die Schalter 5 sind von Betätigungselementen 6 bedeckt und werden durch diese kontaktiert, so dass die Schalter 5 durch die Betätigungselemente schaltbar sind. Die Betätigungselemente 6 sind als Teil des Trägers ausgebildet. Die Betätigungselemente 6 sind mit dem Träger 5 einstückig, monolithisch, insbesondere als Spritzgussteile ausgebildet.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnittes des Stellantriebes 1. Die Schalter 5 sind auf der Leiterplatte 3 angeordnet und als Mikro-Taster ausgebildet. Sie weisen einen Fortsatz 7 auf, der eine mechanische Druckverbindung mit den Betätigungselementen 6 herstellt, so dass die Schalter 5 von den Betätigungselementen 6 eingedrückt werden können. Die Schalter 5 sind auf einer Oberfläche der Leiterplatte 3 angeordnet und weisen in Richtung eines (nicht dargestellten) Gehäuses. Die Betätigungselemente 6 sind als elastische Tasten ausgebildet. Auf dem Träger 4 sind Symbole 8 angeordnet, die die Funktion der jeweiligen Tasten indizieren.
3 zeigt eine Draufsicht auf ein beispielhaftes Gehäuse 9 des Stellantriebes 1. Der Träger 4 ist in das Gehäuse 9 eingeschoben und drehfest fixiert. Das Gehäuse 9 bildet an seinen Innenwandungen eine Aufnahme für den Träger 4. Die Leiterplatte 3 ist in einer Einschubrichtung, entlang einer Gehäuselängsachse in dem Gehäuse 9 angeordnet. Die Schalter 5 werden durch die Betätigungselemente 6 kontaktiert und sind quer zu der Einschubrichtung beweglich. Das Gehäuse 9 stellt einen Masseanschluss 13 bereit, der mit der eingeschobenen Elektronikbaugruppe verbindbar ist.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Elektronikbaugruppe 2. Die Elektronikbaugruppe 2 umfasst die Leiterplatte 3 sowie eine (erste) Basisleiterplatte 10 und eine weitere (zweite) Basisleiterplatte 11. Die Leiterplatte 3 ist mittels einer Steckverbindung 12 mit der Basisleiterplatte 10 verbunden. Die weitere Basisleiterplatte 11 ist ebenfalls mittels einer Steckverbindung 12 mit der (ersten) Basisleiterplatte 10 verbunden. Die Basisleiterplatte 10 weist ebenfalls einen Massenanschluss 13a auf, der komplementär zu dem Massenanschluss 13 des Gehäuses ausgestaltet und mit diesem verbindbar ist. Mittels der Steckverbindung 12 ist der Masseanschluss 13a der Basisleiterplatte 10 mit der Leiterplatte 3 verbindbar/verbunden. Die Leiterplatte 3 weist eine elektrische Schirmung auf, die über den Masseschluss 13a der Basisleiterplatte 10 mit dem Masseanschluss 13 des Gehäuses 9 verbindbar ist. Zwischen der Leiterplatte 3 und der weiteren Basisleiterplatte 11 sind weitere Steckverbindungen 12 zur Aufnahme weiterer Leiterplatten (nicht dargestellt) in der Basisleiterplatte 10 angeordnet.
5 zeigt die Elektronikbaugruppe 2 gemäß 4 in einem beispielhaften Gehäuse 9. Das Gehäuse bildet einen einseitig abgeschlossenen Elektronikraum. In der Darstellung ist das Gehäuse 9 geöffnet, d.h. ein zum Gehäuse 9 gehörendes Gehäuseoberteil ist nicht dargestellt. Die Elektronikbaugruppe 2 ist mit dem Träger 4 zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses 9 angeordnet. Die Betätigungselemente 6 ragen aus dem Gehäuse 9, bzw. aus dem halboffenen Elektronikraum heraus und sind dadurch bedienbar. Bei geschlossenem Gehäuse 9 sind die Betätigungselemente 6 nicht bedienbar. Die Schalter 5 auf der Leiterplatte 3 sind jedoch durch die Betätigungselemente 6 bedeckt und somit in einem unzugänglichen Teil des Elektronikraumes angeordnet. Die Elektronikbaugruppe umfasst neben der Leiterplatte 3, der Basisleiterplatte 10 und der weiteren Basisleiterplatte 11 eine weitere Leiterplatte 20. Die weitere Leiterplatte 20 ist optional und mittels der Steckverbindung 12 an die Basisleiterplatte 10 angeschlossen. Die Basisleiterplatte 10 weist noch mehrere Steckplätze 12 für weitere optionale Leiterplatten 20 auf.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Gehäuses 6 eines Stellantriebs 1. Das Gehäuse 9 umfasst ein Oberteil 14, ein Mittelteil 15 und ein Unterteil 16. Das Oberteil 14 ist auf das Mittelteil 15 aufsetzbar und mit diesem verbindbar und beherbergt die Elektronikbaugruppe 2. Zwischen dem Mittelteil 15 und dem Unterteil ist ein Versatz, wodurch der Mittelteil 15 zumindest teilweise auch von unten zugänglich ist.
7 zeigt eine beispielhafte Leiterplatte 3 die in ein Gehäuse 9 eines Stellantriebes 1 eingeschoben ist. Das Gehäuse 9 weist eine rückseitige Öffnung 17 auf. Die Leiterplatte 3 ist durch die rückseitige Öffnung 17 hindurch in das Gehäuse 9 eingeschoben. Wie in 6 zu sehen, weist das Gehäuse 9 zwischen dem Mittelteil 15 und dem Unterteil 16 einen Versatz auf. Die rückseitige Öffnung 17 ist im Bereich des Versatzes angeordnet, so dass sie von einer Unterseite des Mittelteils 15 zugänglich ist. Der Träger 4, insbesondere die Betätigungselemente 6, bildet einen oberen Begrenzungsanschlag, gegen den eine Einführbewegung der Leiterplatte 3 begrenzt wird.
8 zeigt eine weitere beispielhafte Darstellung der Erfindung. Die Leiterplatte 3 ist in das Gehäuse 9 eingeschoben. Die Betätigungselemente 6 bilden den oberen Begrenzungsanschlag. Die Leiterplatte 3 weist Anschlussklemmen 18 auf, die beispielsweise für elektrische Versorgungsspannungen genutzt werden können. Die Anschlussklemmen sind von den Betätigungselementen 6 bedeckt, jedoch über stirnseitige Öffnungen 19 zugänglich. Mittels der Öffnungen 19 können auch weitere Schalter an der Leiterplatte 3, insbesondere Jumper oder Schiebeschalter (nicht dargestellt) bedient werden.
9 zeigt die mit dem Träger 4 verbundenen Elektronikbaugruppe 2. Eine weitere Leiterplatte 20 ist von oben in das den Träger 4 eingeführt und mit der Basisleiterplatte 10 verbunden. Zur Sicherung ist die weitere Leiterplatte 20 mit Clipsen 21 an dem Träger 4 gehalten. Zur Einführung einer Schraube zu dem (nicht dargestellten) Masseanschluss 13a der Basisleiterplatte 10 umfasst die Elektronikbaugruppe einen Abwurfkanal 22. Durch den Abwurfkanal ist die Schraube verkippungssicher zu dem Masseanschluss 13a zuführbar und kann mit einem genügend langen Werkzeug festgezogen werden.
Die 10 zeigt die mit dem Träger 4 verbundenen Elektronikbaugruppe 2 aus 9, wobei diese in ein Gehäuse 9 eines elektrischen Stellantriebes 1 eingesetzt ist und einen Motor 23 umfasst. Die Elektronikbaugruppe umfasst einen Temperatursensor (nicht dargestellt).
Die 11 zeigt ein beispielhaftes Ersatzschaltbild eines Aspektes der Erfindung. Der Stellantrieb weist einen zuschaltbaren elektrischen Verlustwiederstand R 19 auf, wobei die Elektronikeinheit 24 des Stellantriebs 1 dazu eingerichtet ist, den Verlustwiderstand zuzuschalten, wenn eine zum Betrieb des Motors eingesetzte Zwischenkreisspannung einen Schwellwert überschreitet oder sobald der Temperatursensor ein Unterschreiten einer Temperaturschwelle detektiert. Die Elektronikeinheit 24 ist ferner dazu eingerichtet, den Verlustwiderstand R19 sowohl als Heizwiederstand zum Beheizen des Innenraumes des Gehäuses 9, als auch als Bremswiederstand eines elektronischen Brems-Choppers 25 einzusetzen. Wird die Temperaturschwelle unterschritten, legt die Elektronikeinheit 24 eine von dem Stellantrieb bereitgestellte Betriebsspannung an dem Verlustwiderstand R19 an.
Die 12 zeigt ein beispielhaftes Prozessschaubild eines Heizvorganges in einem erfindungsgemäßen Stellantrieb 1, wobei der Heizvorgang durch die Elektronikeinheit 24 gesteuert wird. Die Elektronikeinheit 24 umfasst zwei Module. Ein High-Level-Module (HLM) 26 erstellt eine Heizanforderung. In Reaktion auf die Heizanforderung wird ein Heizvorgang initiiert. Der Heizvorgang kann durch Verbinden des Verlustwiederstandes mit der Betriebsspannung, durch generatorischen Betrieb des Motors in Folge eines äußeren Momentes oder durch den Brems-Chopper-Betrieb realisiert sein. Um festzustellen, welche Betriebsart angewendet werden soll, stellt ein Low-Level-Module (LLM) 27, welches für die Motorsteuerung zuständig ist und welches die Heizanforderung empfängt, fest, ob der Motor im generatorischen Betrieb ist oder nicht. Wenn der Motor im generatorischen Betrieb ist, wird der Verlustwiderstand zugeschalten und die Generatorleistung in Wärmeenergie umgewandelt. Generatorischer Betrieb liegt bei Anliegen eines äußeren Lastmomentes und beim Abbremsen (Brems-Chopper-Betrieb) vor. Befindet sich der Motor im Brems-Chopper-Betrieb, wird die Heizanforderung allerdings von dem LLM überschrieben, da ohnehin geheizt wird. Liegt ein äußeres Lastmoment an, wird der Heizanforderung entsprochen und der Verlustwiederstand wird ebenfalls zugeschaltet. Liegt kein generatorischer Betrieb vor, kommuniziert das LLM 27 dies über einen CAN-BUS an das HLM 26. Danach entscheidet das HLM 26, ob der Heizanforderung durch Verbinden des Verlustwiderstandes mit der Betriebsspannung entsprochen wird. Dabei kann das HLM 26 auch auf Temperaturwerte von dem Temperatursensor zurückgreifen und entscheiden, ob die Heizanforderung weiterhin aufrechterhalten wird.
13 zeigt einen im Ganzen mit 1 bezeichneten elektrischer Stellantrieb.
Beispielsweise kann der Stellantrieb 1 wie zu 9 beschrieben aufgebaut sein.
Der Stellantrieb 1 hat eine Elektronikbaugruppe 2 zur Steuerung des Stellantriebs 1.
Die Elektronikbaugruppe 2 hat eine Basisleiterplatte 10 und wenigstens eine weitere Leiterplatte 3.
Die Basisleiterplatte 10 stellt elektronische Grundfunktionen bereit, auf die Funktionalitäten der weiteren Leiterplatten 3 zugreifen.
Die Elektronikbaugruppe 2 ist in einem Gehäuse 9 angeordnet, das ein Unterteil 16, ein Mittelteil 15 und ein Oberteil 14 aufweist. Das Unterteil 16 ist über eine Schraubverbindung 29 mit dem Mittelteil 15 elektrisch verbunden. Das Oberteil 14 ist über ein Gewinde 28 mit dem Mittelteil 15 elektrisch verbunden (vgl. auch 8).
Das Gehäuse 9 stellt innenseitig einen elektrischen Masseanschluss 13 bereit, der elektrisch mit einer Masseleitung 13a der Basisleiterplatte 10 verbunden ist.
Die Leiterplatte 3 ist mittels einer Steckverbindung 12 mit der Basisleiterplatte 10 mechanisch verbunden ist, wobei mittels der Steckverbindung 12 eine Masseleitung 30 der Leiterplatte 3 elektrisch mit der Masseleitung 13a der Basisleiterplatte 10 verbunden ist.
Die Leiterplatte 3 eine elektrische Schirmung 31 aufweist, die über die Steckverbindung 12 mit dem Masseanschluss 13 elektrisch verbunden ist.
Das Gehäuse 9 bildet einen einseitig abgeschlossenen beziehungsweise halboffenen Elektronikraum 32 aus. Zumindest ein Teil der Elektronikbaugruppe 2 ist entlang einer Einbaurichtung 33 in den Elektronikraum 32 einsetzbar (vgl. auch 8).
Hierbei ist eine Flächennormale der Basisleiterplatte 10 in Richtung der Einbaurichtung 33 orientiert ist, während eine Flächennormale der Leiterplatte 3 quer zur Einbaurichtung 33 orientiert ist.
Die elektrische Verbindung zwischen der Masseleitung 13a der Basisleiterplatte 10 und dem Masseanschluss 13 ist mittels einer Schraubverbindung 34 hergestellt.
In dem Elektronikraum ein Abwurfkanal 22 (vgl. 7) ausgebildet ist, in den eine Schraube der Schraubverbindung 34 verkippungssicher abwerfbar ist.
An der Schraube ist ein Massekabel angeschlossen, das mit einer Masseleitung einer Leiterplatte 3 der Elektronikbaugruppe 2 elektrisch verbunden oder verbindbar ist.
Die Steckverbindung 12 einer der Leiterplatten 3 realisiert eine elektronische BUS-Schnittstelle, wobei die Basisleiterplatte 10 über die Steckverbindung 12 mit der Leiterplatte 3 und über eine weiter Steckverbindung 12 mit einer weiteren Leiterplatte 20 elektronisch kommuniziert.
Die Basisleiterplatte 10 weist eine runde Außenkontur aufweist, die auf eine Form des Mittelteils 15 abgestimmt ist.
Bezugszeichenliste

1: Stellantrieb
2: Elektronikbaugruppe
3: Leiterplatte
4: Träger
5: Schalter
6: Betätigungselemente
7: Fortsatz
8: Symbole
9: Gehäuse
10: Basisleiterplatte
11: weitere Basisleiterplatte
12: Steckverbindung
13: Masseanschluss
13a: Masseanschluss
14: Oberteil
15: Mittelteil
16: Unterteil
17: rückseitige Öffnung
18: Anschlussklemmen
19: weitere Öffnungen
20: weitere Leiterplatte
21: Clipse
22: Abwurfkanal
23: Motor
24: Elektronikeinheit
25: Brems-Chopper
26: High-Level-Module
27: Low-level-Module
28: Gewinde
29: Schraubverbindung
30: Masseleitung
31: Schirmung
32: Elektronikraum
33: Einbaurichtung

Claims

Elektrischer Stellantrieb (1) mit einer Elektronikbaugruppe (2) zur Steuerung des Stellantriebs, die eine Leiterplatte (3) umfasst, wobei die Leiterplatte (3) mittels eines Trägers (4) innerhalb eines Gehäuses (9) des Stellantriebs (1) angeordnet ist; wobei die Leiterplatte (3) wenigstens einen Schalter (5) zum manuellen Eingeben von Steuersignalen aufweist; und wobei der Träger (4) wenigstens ein Betätigungselement (6) zum Betätigen des wenigstens einen Schalters (5) ausbildet.
Stellantrieb (1) nach Anspruch 1, wobei der Träger (4) ein Spritzgussteil ist, insbesondere wobei die Betätigungselemente (6) monolithisch mit dem Träger (4) durch Spritzgießen ausgebildet sind.
Stellantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schalter (5) als Mikro-Taster ausgestaltet ist; und/oder die Betätigungselemente (6) als Tasten ausgestaltet sind.
Stellantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betätigungselemente (6) elastisch sind; und/oder gegen eine Rückstellkraft, die das jeweilige Betätigungselement (6) mit einem zugehörigen Schalter (5) außer Kontakt bringt, manuell verstellbar sind.
Stellantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte in einer Einschubrichtung in den Träger (4) einführbar, insbesondere einsteckbar, ist; und wobei die Betätigungselemente (6) quer zu der Einschubrichtung betätigbar sind; insbesondere wobei die Schalter (5) quer zur Einschubrichtung beweglich sind.
Stellantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betätigungselemente (6) zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses (9) angeordnet sind.
Stellantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (9) einen einseitig abgeschlossenen beziehungsweise halboffenen Elektronikraum ausbildet, in welchen die Elektronikbaugruppe (2) eingesetzt ist; vorzugsweise wobei bei geöffnetem Gehäuse (9) die Betätigungselemente (6) aus dem Elektronikraum herausragen, wenn die Leiterplatte (3) in den Träger (4) eingesetzt ist; insbesondere wobei die Schalter (5) in einem unzugänglichen Bereich des Elektronikraums liegen.
Stellantrieb (1) nach Anspruch 7, wobei zumindest ein Teil der Elektronikbaugruppe (2) in einer Einbaurichtung in den Elektronikraum einsetzbar ist; und wobei die Einschubrichtung der Leiterplatte (3) entgegen oder quer zu der Einbaurichtung verläuft; insbesondere wobei eine rückseitige Öffnung (17) in dem Gehäuse (9) ausgebildet ist, durch welche die Leiterplatte (3) entlang der Einschubrichtung in den Elektronikraum einführbar ist.
Stellantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte (3) Anschlussklemmen (18) für elektrische Versorgungsspannungen aufweist; und wobei die Betätigungselemente (6) die Anschlussklemmen (18) abdecken.
Stellantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse innenseitig eine Aufnahme zum verdrehsicheren Aufnehmen des Trägers (4) ausbildet; und/oder wobei in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Betätigungselementen (6) jeweilige Bediensymbole auf einer Innenseite des Gehäuses (9) ausgebildet sind.
Stellantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (4), insbesondere die Betätigungselemente (6), einen Begrenzungsanschlag für ein Einführen der Leiterplatte (3) entlang der Einschubrichtung ausbilden; und/oder wobei der Träger (4), insbesondere die Betätigungselemente (6), die Leiterplatte (3) stirnseitig abdeckt/abdecken; vorzugsweise wobei Öffnungen (19) zum stirnseitigen Bedienen von weiteren Schaltern der Leiterplatte (3), insbesondere in Form von Jumpern oder Schiebeschaltern, an dem Träger (4) ausgebildet sind.
Stellantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betätigungselemente (6) bei geschlossenem Gehäuse (9) von außen nicht zugänglich sind; insbesondere wobei der Stellantrieb (1) durch Betätigen der Betätigungselemente (6) verfahrbar ist.
Elektrischer Stellantrieb (1), insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Elektronikbaugruppe (2) zur Steuerung des Stellantriebs (1), die eine Basisleiterplatte (10) sowie eine Leiterplatte (3) umfasst; wobei ein Gehäuse (9) des Stellantriebs (1) innenseitig einen elektrischen Masseanschluss (13) bereitstellt, der elektrisch mit einer Masseleitung (13a) der Basisleiterplatte (10) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (3) mittels einer Steckverbindung (12) mit der Basisleiterplatte (10) mechanisch verbunden ist; und dass mittels der Steckverbindung (12) eine Masseleitung der Leiterplatte (3) elektrisch mit der Masseleitung (13a) der Basisleiterplatte (10) verbunden ist.
Stellantrieb (1) nach Anspruch 13, wobei die Leiterplatte (3) eine elektrische Schirmung aufweist, die über die Steckverbindung (12) mit dem Masseanschluss (13) elektrisch verbunden ist.
Stellantrieb nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Gehäuse (9) einen einseitig abgeschlossenen beziehungsweise halboffenen Elektronikraum ausbildet, wobei zumindest ein Teil der Elektronikbaugruppe (2) entlang einer Einbaurichtung in den Elektronikraum einsetzbar ist; und wobei eine Flächennormale der Basisleiterplatte (10) in Richtung der Einbaurichtung orientiert ist, während eine Flächennormale der Leiterplatte (3) quer zur Einbaurichtung orientiert ist.
Stellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 13-15, wobei die elektrische Verbindung zwischen der Masseleitung (13a) der Basisleiterplatte (10) und dem Masseanschluss (13) mittels einer Schraubverbindung hergestellt ist; und wobei in dem Elektronikraum ein Abwurfkanal (22) ausgebildet ist, in den eine Schraube der Schraubverbindung verkippungssicher abwerfbar ist.
Stellantrieb (1) gemäß Anspruch 16, wobei an der Schraube ein Massekabel angeschlossen oder anschließbar ist; und wobei das Massekabel mit einer Masseleitung einer Leiterplatte (3) der Elektronikbaugruppe (2) elektrisch verbunden oder verbindbar ist.
Stellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 13-17, wobei die Steckverbindung (12) und/oder die weitere Steckverbindung (12) eine elektronische BUS-Schnittstelle realisiert; und wobei die Basisleiterplatte (10) über die Steckverbindung (12) mit der Leiterplatte (3) und/oder über die weitere Steckverbindung (12) mit der weiteren Leiterplatte (20) elektronisch kommuniziert.
Stellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 13-18, wobei die Basisleiterplatte (10) eine runde Außenkontur aufweist; und/oder wobei die Leiterplatte (3) und/oder die weitere Leiterplatte (20) jeweils eine Grundfläche von 120 mm x 75 mm nicht überschreiten.
Elektronisches Baukastensystem für eine Serie von Stellantrieben (1), insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend: eine Elektronikbaugruppe (2) zur Steuerung eines jeweiligen Stellantriebs (1) der Serie von Stellantrieben; wobei die Elektronikbaugruppe (2) eine Basisleiterplatte (10) umfasst, die einen Antriebsmotor des jeweiligen Stellantriebs (1) regelt und/oder eine Betriebsspannung für den Antriebsmotor bereitstellt; sowie mehrere optionale Leiterplatten (2), die zusätzliche elektronische Funktionen, beispielsweise eine Drahtloskommunikation oder eine Sicherheitsfunktion, realisieren; wobei die optionalen Leiterplatten (20) jeweils modular mittels Steckverbindungen (12) elektrisch an die Basisleiterplatte (10) anschließbar sind.
Baukastensystem nach Anspruch 20, wobei das Baukastensystem eine weitere Basisleiterplatte (11) umfasst, die ein Netzteil zur Spannungsumwandlung, insbesondere von AC-Spannung in DC-Spannung, aufweist; wobei die Basisleiterplatte (10) elektronisch und/oder elektrisch mit der weiteren Basisleiterplatte (11) kommuniziert.
Baukastensystem nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Baukastensystem eine Leiterplatte (3) zum Einstellen des jeweiligen Stellantriebs (1) der Serie umfasst, die elektrische Schalter (5) aufweist, die in einer Einbausituation im Innern eines Gehäuses (9) des Stellantriebs (1) platziert sind, wobei nur bei geöffnetem Gehäuse (9) mittels der Schalter (5) eine Grundfunktionalität des jeweiligen Stellantriebs (1) der Serie, einstellbar ist.
Stellantrieb (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19, umfassend: einen DC-Motor (23), insbesondere einen brushless DC-Motor (BLDC-Motor), als elektrischem Antrieb; und einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur in einem Innenraum, der durch ein Gehäuse (9) des Stellantriebs (1) begrenzt ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (1) mindestens einen elektronisch zuschaltbaren Verlustwiderstand (R19) aufweist; wobei eine Elektronikeinheit (24) des Stellantriebs (1) dazu eingerichtet ist, den Verlustwiderstand (R19) elektronisch zuzuschalten, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: eine zum Betrieb des DC-Motors (23) eingesetzte Zwischenkreisspannung überschreitet einen Schwellwert, der Temperatursensor detektiert ein Unterschreiten einer Temperaturschwelle.
Stellantrieb (1) nach Anspruch 23, wobei der Verlustwiderstand (R19) in dem Innenraum angeordnet ist, sodass die Verlustwärme als auch die Abwärme zum Beheizen des Innenraums nutzbar sind; und/oder wobei die Elektronikeinheit (24) dazu eingerichtet ist, den Verlustwiderstand (R19) sowohl als Heizwiderstand als auch als Bremswiderstand eines elektronischen Brems-Choppers (25) einzusetzen.
Stellantrieb (1) nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Elektronikeinheit (24) den Verlustwiderstand zuschaltet: wenn der BLDC-Motor in einem Generatorbetrieb, insbesondere angetrieben durch ein äußeres Lastmoment während eines Bremsvorgangs, läuft, um im BLDC-Motor entstehende elektrische Energie in Verlustwärme umzuwandeln; oder um bei Unterschreiten der Temperaturschwelle mittels in dem Verlustwiderstand entstehender Abwärme den Innenraum aufzuheizen.
Stellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 23-25, wobei die Elektronikeinheit (24) derart steuert, dass bei Überschreiten des Schwellwerts eine vom BLDC-Motor (23) in einem Generatorbetrieb erzeugte Generatorspannung an dem Verlustwiderstand (R19) anliegt; und bei Unterschreiten der Temperaturschwelle die Generatorspannung oder eine von dem Stellantrieb (1) bereitgestellte Betriebsspannung an dem Verlustwiderstand (R19) anliegt.
Stellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 23-26, wobei: der Stellantrieb (1) einen Frequenzumrichter umfasst, der die Zwischenkreisspannung zum Betrieb des BLDC-Motors speist; die Elektronikeinheit (24) durch Zuschalten des Verlustwiderstands (R19) im Generatorbetrieb einen Brems-Chopper (25) realisiert, welcher die Zwischenkreisspannung im Generatorbetrieb durch Umwandlung von elektrischer Energie in thermische Energie begrenzt; die Elektronikeinheit (24) den Verlustwiderstand elektronisch von der Zwischenkreisspannung trennt, sobald diese unter den Schwellwert fällt, wobei der Schwellwert eine Betriebsspannung der Zwischenkreisspannung ist.
Stellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 23-27, wobei die Elektronikeinheit (24) dazu eingerichtet ist, bei Unterschreiten der Temperaturschwelle, den Verlustwiderstand mit einer vom Stellantrieb bereitgestellten Netzspannung elektronisch zu verbinden, sofern nicht bereits die Zwischenkreisspannung am Verlustwiderstand anliegt.
Stellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 23-28, wobei der Verlustwiderstand (R19) in einer Brems-Chopper-Einheit angeordnet ist.