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Die Erfindung betrifft ein Motorfeedbacksystem mit einem Drehgeber zur Erfassung einer Drehung einer Motorwelle eines Motors, mit zwei Mikroschaltern, die den Zustand einer Motorbremse erfassen und deren Schaltzustände an eine übergeordnete Motorsteuerung übermittelbar sind.
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Solche Motorfeedbacksysteme werden insbesondere in Aufzügen eingesetzt. Die einwandfreie Funktion der Bremsen in einem Aufzugsystem sind das entscheidende Sicherheitsmerkmal beim Betrieb von Aufzügen. Die Bremse ist dabei direkt an den Aufzugsmotor angebaut. Als zu überwachende Bremse kommt beispielsweise eine Elektromagnet-Federdruckbremse in Frage. Solche Bremsen werden zum Halten von Lasten oder als Sicherheitsbremsen verwendet, bei denen bei Stromfluss durch eine Erregerspule eine bewegliche Ankerscheibe einen mit einer Motorwelle kraftschlüssig verbundenen Reibbelagträger freigibt und damit die Bremse lüftet bzw. ausrückt. Im stromlosen Zustand der Spule wird die Bremse durch Federkraft eingerückt, indem die Ankerscheibe gegen den Reibbelagträger gedrückt wird. Der von der Ankerscheibe beim Aus- und Einrücken der Bremse zurückgelegte Weg wird als Bremsluft bezeichnet.
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Um in Notfällen eine einwandfreie Funktion der Bremse sicherzustellen, muss ihr Zustand ständig überwacht werden können, ohne dass sie auseinandergebaut wird. Beispielsweise muss feststellbar sein, ob sich die Bremse im eingerückten Zustand oder im ausgerückten Zustand befindet. Beim am häufigsten eingesetzten Verfahren zur Positionsüberwachung der Ankerscheibe werden mechanische Mikroschalter verwendet. Es müssen für den elektrischen Anschluss der Mikroschalter zusätzliche Leitungen von der Bremse zur Aufzugssteuerung verlegt werden. Die Verkabelung mit der Aufzugssteuerung verursacht erhebliche Aufwände bei der Installation und Überwachung. Die Mikroschalter müssen einzeln verkabelt und die Kabel im Schaltschrank an die Aufzugssteuerung angeschlossen werden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, hier eine Vereinfachung zu schaffen, um den bisher notwendigen Aufwand zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Motorfeedbacksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Motorfeedbacksystem umfasst einen Drehgeber zur Erfassung einer Drehung einer Motorwelle eines Motors, zwei Mikroschalter, die einen von wenigstens zwei Zuständen einer Motorbremse erfassen und deren Schaltzustände an eine übergeordnete Motorsteuerung übermittelbar sind. Der Drehgeber umfasst dabei einen Sensoreingang zum Anschluss eines als Widerstandswert vorliegenden Sensorwertes, eine Auswerteeinheit zur Ermittlung eines Drehwinkels der Motorwelle und eine Kommunikationseinheit zur Ausgabe des Drehwinkels und eines den Sensorwert repräsentierenden Sensorsignals an die Motorsteuerung. Erfindungsgemäß stellt der erste Mikroschalter je nach Schaltzustand einen ersten Widerstandswert bereit, und der zweite Mikroschalter stellt je nach Schaltzustand einen zweiten Widerstandswert bereit. Die Mikroschalter sind in Reihe geschaltet und ein sich durch die Reihenschaltung der Mikroschalter ergebender Gesamtwiderstandswert ist an den Sensoreingang geführt.
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Dadurch dass der Drehgeber einen eigenen Sensoreingang aufweist, an den beide Mikroschalter gemeinsam angeschlossen sind, kann erheblich Verkabelungsaufwand eingespart werden, denn eine separate Verkabelung von jedem Mikroschalter zur Steuerung ist nicht mehr notwendig. Es muss lediglich eine geeignete Verbindung von dem Sensoreingang zu den beiden Mikroschaltern bestehen. Der Sensoreingang kann von einfachster Art sein, denn er muss lediglich einen Widerstandswert erfassen. Dieser Gesamtwiderstandswert wird von den in Reihe geschalteten Mikroschaltern bereitgestellt. Es ist damit eine erheblich einfacher ausgebildetes und Aufwand einsparendes Motorfeedbacksystem geschaffen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, aus dem Gesamtwiderstandswert die Schaltzustände der Mikroschalter zu ermitteln und ein den Schaltzuständen entsprechendes Sensorsignal zu bilden und über die Kommunikationseinheit auszugeben. Dieses Sensorsignal kann in in der einfachsten Ausführung der Gesamtwiderstandswert selbst sein, der an die übergeordnete Motorsteuerung übermittelt wird. Wenn die Auswerteeinheit des Drehgebers größere Auswertekapazitäten hat, kann das Sensorsignal auch das Ergebnis einer Auswertung des Gesamtwiderstandswerts sein.
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Wenn in Weiterbildung der Erfindung die Widerstandswerte jedes Schaltzustandes von jedem Mikroschalter untereinander unterschiedlich sind, kann aus dem Gesamtwiderstandswert auf die einzelnen Schaltzustände der beiden Mikroschalter geschlossen werden. Dazu ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Widerstandswerte derart gewählt sind, dass der Gesamtwiderstandswert für jede Kombination von Schaltzuständen ein anderer ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist ein Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur des Motors und/oder der Motorbremse vorgesehen, wobei der Temperatursensor einen temperaturabhängigen dritten Widerstandswert bereitstellt und der Temperatursensor in einer Reihe mit den Mikroschaltern geschaltet ist. Auch hier kann der Widerstandswertebereich des Temperatursensors so dimensioniert sein, dass aus dem Gesamtwiderstandswert sowohl die Schaltzustände beider Mikroschalter als auch die Temperatur abgeleitet werden kann.
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Vorteilhafterweise werden die Winkelpositionswerte und der Gesamtwiderstandswert über ein einziges Kabel vom Drehgeber an die Motorsteuerung übermittelt, wobei dies vorteilhafter Weise in digitaler Form erfolgt.
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Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsgemäße Motorfeedbacksystem in einem Aufzugssteuerungssystem mit einem Elektromotor zur Bewegung des Aufzugs, einer Motorsteuerung für den Elektromotor und mit einer Motorbremse eingesetzt, denn dort besteht wegen der beengten Platzverhältnisse das Verkabelungsproblem mit den Mikroschaltern. Mit der Erfindung lassen sich vorhandene Aufzugssteuerungssysteme in einfacher Weise nachrüsten. Es muss lediglich die alte Verkabelung der Mikroschalter entfernt werden und die vergleichsweise kurze Verkabelung zwischen den Mikroschaltern an der Motorbremse und dem Drehgeber des Motorfeedbacksystems am Elektromotor erstellt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Aufzugssteuerungssystems mit einem erfindungsgemäßen Motorfeedbacksystem;
- 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Motorfeedbacksystems;
- 3 eine schematische Darstellung eines Drehgebers des erfindungsgemäßen Motorfeedbacksystems mit angeschlossenen Mikroschaltern und optionalem Temperatursensor.
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1 gibt einen Überblick über die Verwendung und den Einsatz eines erfindungsgemäßen Motorfeedbacksystems 10. Das Motorfeedbacksystem 10 dient in diesem Ausführungsbeispiel zur Steuerung eines Aufzugs 12, der über eine Aufhängung 14 mittels eines Elektromotors 16 bewegt werden kann. Das erfindungsgemäße Motorfeedbacksystem 10 ist dabei an eine Welle 18 des Elektromotors 16 gekoppelt und weist einen Drehgeber 20 auf, der Drehungen der Welle 18 erfassen kann. Das Motorfeedbacksystem 10 mit seinem Drehgeber 20 ist mit einer übergeordneten Aufzugssteuerung 22 verbunden. Über das Motorfeedbacksystem 10 ist somit der Aufzugssteuerung 22 letztendlich die Position der Aufzugskabine 24 bekannt. Die Aufzugssteuerung 22 kann den Aufzug 12 entsprechend steuern. Das Aufzugssteuerungssystem beinhaltet weiter eine Motorbremse 26, insbesondere um die Aufzugskabine 24 abzubremsen und bei einem Stockwerkhalt in Position zu halten. Die Motorbremse 26 wird dabei über Mikroschalter 28 und 30 überwacht, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
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2 zeigt einen Ausschnitt aus 1 zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Motorfeedbacksystems 10. Dieses umfasst den Drehgeber 20 zur Erfassung einer Drehung der Motorwelle 18 des Motors 16. Die zwei Mikroschalter 28 und 30 sind an der Motorbremse 26 angeordnet und erfassen einen von wenigstens zwei Zuständen der Motorbremse 26. Sie erfassen also in der Regel die Relativposition von Bremsbacken 32 und Bremsscheibe 34, also ob ein Luftspalt zwischen einer Bremsbacke 32 und der Bremsscheibe 34 vorhanden ist, also eine typische Bremsluftüberwachung, wie sie eingangs erläutert ist.
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Die Signale der Mikroschalter 28 und 30 werden an die übergeordnete Motorsteuerung 22 über eine Verbindung 38 übermittelt. Dazu sind die Mikroschalter 28 und 30 an den Drehgeber 20 angekoppelt und dieser wiederum ist mit der übergeordneten Steuerung 22 verbunden.
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In der übergeordneten Steuerung 22 erfolgt in der Regel die Auswertung aller Informationen, also des Drehwinkels und der Mikroschalterzustände, also des Bremszustands. In Abhängigkeit dieser Informationen wird der Elektromotor 16 über eine Leitung 38 von der Steuerung 22 angesteuert.
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3 zeigt die Verbindung der Mikroschalter 28 und 30 mit dem Drehgeber 20. Der Drehgeber 20 weist einen Sensoreingang 40 auf. Dieser Sensoreingang 40 ist zumindest zweipolig ausgebildet, so dass zwischen den beiden Polen 40-1 und 40-2 ein Widerstandswert als Sensorwert erfasst werden kann.
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Die Mikroschalter 28 und 30 sind analog aufgebaut, wobei sie einen von zwei Schaltzuständen, „open“ oder „closed", einnehmen können. Im Mikroschalter 28 liegt zwischen einem Mikroschaltereingang 28-1 und einem Mikroschalterausgang 28-2 in einem ersten Schaltzustand „open“ ein Widerstand R1 an und in einem zweiten Schaltzustand „closed“ ein Widerstand R2. Analoges gilt für den Mikroschalter 30, bei dem zwischen einem Mikroschaltereingang 30-1 und einem Mikroschalterausgang 30-2 je nach Schaltzustand ein Widerstand R3 oder ein Widerstand R4 liegt.
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Die Mikroschalter 28 und 30 sind in Reihe geschaltet, so dass der Mikroschalterausgang 28-2 mit dem Mikroschaltereingang 30-1 verbunden ist. Der eine Pol 40-1 des Sensoreingangs 40 ist mit dem Mikroschaltereingang 28-1 des ersten Mikroschalters 28 über eine erste Anschlussleitung 27 und der andere Pol 40- 2 des Sensoreingangs 40 ist mit dem Mikroschalterausgang 30-2 über eine Anschlussleitung 29 verbunden, so dass am Sensoreingang 40 ein Gesamtwiderstandswert anliegt, der sich aus dem Widerstandswert des ersten Mikroschalters 28 und dem Widerstandswert des zweiten Mikroschalters 30 zusammensetzt.
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Dieser Gesamtwiderstandswert wird als am Sensor 41 erhaltener Sensorwert in einer Auswerteeinheit 42 des Drehgebers 20 verarbeitet und das Verarbeitungsergebnis über eine Kommunikationseinheit 44 und die Leitung 38 an die Steuerung 22 gegeben. Das Verarbeitungsergebnis kann entweder der Gesamtwiderstandswert selbst sein (der Gesamtwiderstandswert wird also eins zu eins durchgeleitet) oder oder es kann ein echtes Verarbeitungsergebnis sein, beispielsweise eine Information ,welchen Schaltzustand welcher Mikroschalter hat.
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Wenn beispielsweise
dann lassen sich aus dem Gesamtwiderstandswert alle vier möglichen Zustandskombinationen eindeutig bestimmen, denn dann gilt für den Gesamtwiderstand
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Selbstverständlich lassen sich zahllose andere Kombinationen finden, mit denen es möglich ist, aus dem Gesamtwiderstandswert eindeutige Schaltzustände der Mikroschalter 28 und 30 zu identifizieren.
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In der Auswerteeinheit 42 wird in erster Linie der Drehwinkel der Motorwelle ermittelt. Der Drehwinkel wird zusammen mit der Information über die Mikroschalter 28 und 30 über die Kommunikationseinheit 44 an die Motorsteuerung 22 gegeben. Die Übermittlung erfolgt bevorzugt in digitaler Form über ein einziges Kabel zwischen dem Drehgeber 20 und der Motorsteuerung 22.
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In Weiterbildung der Erfindung könnte ein Temperatursensor 46 zur Erfassung einer Temperatur des Motors und/oder der Motorbremse vorgesehen sein, wobei der Temperatursensor 46 einen temperaturabhängigen dritten Widerstandswert R5 bereitstellt. Der Temperatursensor 46 würde in einer Reihe mit den Mikroschaltern geschaltet. Das ist in 3 nicht explizit dargestellt. Stattdessen ist dort der Temperatursensor 46 lediglich separat gezeigt. Auch hier kann der Widerstandswertebereich des Temperatursensors 46 so dimensioniert sein, dass aus dem Gesamtwiderstandswert sowohl die Schaltzustände beider Mikroschalter 28 und 30 als auch die Temperatur abgeleitet werden können. Das wäre zum Beispiel der Fall, wenn der Temperatursensor 46 einen Widerstandswertebereich hätte von beispielsweise 30 bis 70 Ω und die Werte für die Widerstände R1 bis R4 der Mikroschalter 28 und 30 die Werte wie oben angegeben.
