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Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse.
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Es ist allgemein bekannt, dass eine Bremse elektromagnetisch betätigbar ist.
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Aus der
DE 10 2013 019 615 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Bremsanordnung eines Elektromotors bekannt.
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Aus der
DE 10 2014 000 196 A1 ist eine Bremsanordnung, aufweisend eine elektromagnetisch betätigbare Federdruckbremse, bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit bei einem Elektromotor weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale des Elektromotors mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse sind, dass die Bremse einen Handlüfthebel aufweist,
wobei in einer ersten Drehstellung des Handlüfthebels die Bremse abhängig von einer Bestromung oder Nicht-Bestromung einer Spule der Bremse gelüftet oder eingefallen ist,
wobei in einer zweiten Drehstellung des Handlüfthebels die Bremse gelüftet ist, insbesondere unabhängig von der Bestromung oder Nicht-Bestromung der Spule der Bremse,
wobei am Elektromotor ein Abstandssensor zur Detektion der Drehstellung des Handlüfthebels angeordnet ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass die Drehstellung des Handlüfthebels überwachbar ist und somit die Betriebssicherheit gewährleistbar und verbesserbar ist. Insbesondere ist ein wohldefinierter sicherer Betrieb beim Übergang vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb gewährleistbar, indem dabei der Normalbetrieb mit bestromter Spule und somit gelüfteter Bremse begonnen wird. Somit arbeiten die beiden Betriebsweisen beim Übergang nicht gegensätzlich, sondern wirken ungestört zusammen. Insbesondere ist also vermieden, dass beim Beenden des Handlüftbetriebs entgegen der Federkraft von Federelementen der Bremse der Handlüfthebel in die erste Drehstellung gebracht werden muss.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom Abstandssensor erfasste Abstand zwischen dem Abstandssensor und dem Handlüfthebel oder zwischen dem Abstandssensor und einem mit dem Handlüfthebel verbundenen Plattenteil in der ersten Drehstellung des Handlüfthebels kleiner als in der zweiten Drehstellung des Handlüfthebels. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Abstandssensor die Drehstellung des Handlüfthebels erfassbar ist, insbesondere mittels Erfassung eines linearen Abstands.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom Abstandssensor erfasste Abstand in axialer Richtung vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Erfassung des Abstands ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Handlüfthebel um eine Drehachse drehbar gelagert, die bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle des Motors radial gerichtet ist, insbesondere also in radialer Richtung ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Betätigung des Handlüfthebels in axialer Richtung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstandssensor mit einem Halteteil verbunden, insbesondere von einem Halteteil gehalten,
wobei das Halteteil mittels Bolzen, insbesondere Distanzbolzen, vom Gehäuse des Motors, insbesondere von einem ersten Flanschteil des Motors, beabstandet gehalten ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Befestigung des Abstandssensors ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bolzen axial ausgerichtet und in Umfangsrichtung vom Abstandssensor beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstandssensor genügend Bauraum zur Verfügung hat.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das mit dem Handlüfthebel verbundene Plattenteil ein Stanzteil, insbesondere ein ebenes Plattenteil, wobei die Normale des ebenen Plattenteils parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstandssensor in Umfangsrichtung vom Handlüfthebel beabstandet ist und somit genügend Raumberiech zum Betätigen des Handlüfthebels zur Verfügung stellbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom Abstandssensor in, insbesondere bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle, Umfangsrichtung überdeckte Umfangswinkelbereich beabstandet von dem von demjenigen Bereich des Handlüfthebels in Umfangsrichtung überdeckten Umfangswinkelbereich, welcher den selben Radialabstandsbereich überdeckt wie der Abstandssensor,
insbesondere wobei der Abstandssensor ein zylindrisches Raumvolumen überdeckt und die zugehörige Zylinderachse parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstandssensor in Umfangsrichtung vom Handlüfthebel beabstandet ist und somit genügend Raumberiech zum Betätigen des Handlüfthebels zur Verfügung stellbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Handlüfthebel über ein Gelenk mit einem Begrenzungsmittel verbunden, welches in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist und als axiale Begrenzung einer Ankerscheibe der Bremse fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Betätigung des Handlüfthebels auf größerem Radialabstand ermöglicht ist als auf demjenigen Radialabstand, auf welchem das Begrenzungsmittel die Begrenzung der Ankerscheibe bewirkt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ankerscheibe drehfest aber axial verschiebbar zum Magnetkörper der Bremse und/oder zum Gehäuse des Motors angeordnet,
wobei ein Bremsbelagträger mit der Rotorwelle drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist,
wobei die Ankerscheibe axial zwischen dem Magnetkörper und dem Bremsbelagträger angeordnet ist,
wobei im Magnetkörper, insbesondere in einer Vertiefung des Magnetkörpers, eine Spule aufgenommen ist,
insbesondere wobei der Bremsbelagträger axial zwischen einer am Flanschteil ausgebildeten Bremsfläche, insbesondere fein geschliffenen Bremsfläche angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse abhängig von der Bestromung der Spule betätigbar ist, solange der Handlüfthebel in der ersten Drehstellung sich befindet.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird, wenn der Handlüfthebel in der ersten Drehstellung sich befindet,
- - bei Bestromung der Spule die Ankerscheibe zum Magnetkörper entgegen der von Federelementen erzeugten Federkraft hingezogen,
wobei bei Nichtbestromung der Spule die Ankerscheibe die Ankerscheibe von den Federelementen zum Bremsbelagträger hingedrückt werden,
und wobei,
wenn der Handlüfthebel sich in der zweiten Drehstellung sich befindet, - - die Ankerscheibe zum Magnetkörper hin vom Begrenzungsmittel gedrückt gehalten ist, insbesondere unabhängig von der Bestromung oder Nichtbestromung der Spule.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine Handlüftung den Normalbetrieb beenden und die Lüftung der Bremse erzwingen kann.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Magnetköper mit dem Flanschteil drehfest verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse das zwischen dem mit der Rotorwelle drehfest verbundenen Bremsbelagträger und der Ankerscheibe entstehende Bremsmoment über den Magnetkörper ans Flanschteil abzuleiten vermag.
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Wichtige Merkmale bei dem Antrieb mit vorgenanntem Elektromotor der sind, dass der Abstandssensor mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist, welche die Bremse ansteuert,
insbesondere wobei ein Umrichter den Elektromotor speist, welcher die elektronische Steuerung umfasst.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine sichere Funktion des Antriebs bewirkbar ist. Denn bei Übergang vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb ist sicherstellbar, dass die Spule bestromt ist und somit der Handlüftbetrieb nicht gegen die von den Federelementen erzeugte Federkraft bewirkt werden muss.
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Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines vorgenannten Antriebs mit Elektromotor der sind, dass
nach Detektieren des Übergangs von der zweiten Drehstellung zur ersten Drehstellung des Handlüfthebels,
insbesondere also vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb der Bremse, insbesondere schon bei Verlassen der zweiten Drehstellung, also bei Unterschreiten des zweiten Schwellwertes, insbesondere aber auf jeden Fall ab Unterschreiten des ersten Schwellwertes,
die Spule bestromt wird und somit die Bremse durch Bestromung der Spule gelüftet wird.
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Von Vorteil ist dabei, dass der Betrieb des Antriebs möglichst sicher ausführbar ist. Denn bei Übergang vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb ist die Spule bestromt und somit der Handlüfthebel nicht entgegen der von Federelementen der Bremse erzeugten Federkraft zu betätigen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist eine Schrägansicht auf einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Elektromotors mit Sensoreinrichtung dargestellt.
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Wie in der 1 dargestellt, weist der Motor eine Rotorwelle auf, die über in einem Gehäuse des Elektromotors aufgenommene Lager drehbar gelagert ist.
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Dabei weist das Gehäuse ein Gehäuseteil 7 auf, das als Statorgehäuse des Elektromotors fungiert. In axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse der Rotorwelle sind beidseitig am Gehäuseteil 6 zwei Flanschteile angebracht, welche jeweils eines der beiden Lager aufnehmen.
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Auf der vom Gehäuseteil 7 abgewandten Seite des ersten der Flanschteile ist eine elektromagnetisch betätigbare Bremse angeordnet. Diese weist einen Magnetkörper 6 auf, der drehfest mit dem ersten Flanschteil verbunden ist.
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Im Magnetkörper 6, insbesondere in einer topfförmigen oder ringförmigen Vertiefung des Magnetkörpers 6 ist eine Spule der Bremse angeordnet, die mit Strom beaufschlagbar ist. Die Wicklungsachse der Spule ist koaxial zur Drehachse der Rotorwelle angeordnet.
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Ein scheibenförmiger Bremsbelagträger ist drehfest mit der Rotorwelle verbunden. Hierzu weist der Bremsbelagträger eine Innenverzahnung auf, die im Eingriff ist mit einer Außenverzahnung der Rotorwelle oder mit der Außenverzahnung eines drehfest mit der Rotorwelle verbundenen Teils. Die Zähne der Außenverzahnung und der Innenverzahnung erstrecken sich in axialer Richtung. Somit ist der Bremsbelagträger zwar drehfest mit der Rotorwelle verbunden, aber axial bewegbar angeordnet.
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Der Bremsbelagträger weist axial beidseitig jeweils einen Bremsbelag auf.
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Axial zwischen dem Bremsbelagträger und dem Magnetkörper 6 ist eine ferromagnetisch ausgeführte Ankerscheibe angeordnet, die drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Magnetkörper 6 verbunden ist.
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Der Bremsbelagträger ist axial zwischen einer am ersten Flanschteil ausgebildeten, insbesondere fein bearbeiteten, Bremsfläche und der Ankerscheibe angeordnet.
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Bei Bestromung der Spule wird die Ankerscheibe zum Magnetkörper 6 hin entgegen der von am Magnetkörper abgestützten Federelementen erzeugten Federkraft angezogen. Somit ist der Bremsbelagträger beabstandet von der Ankerscheibe und die Bremse ist gelüftet.
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Bei Nichtbestromung hingegen wird die Ankerscheibe von den Federelementen zum Bremsbelagträger gedrückt, so dass die Bremsbeläge des Bremsbelagträgers in Reibkontakt mit der Ankerscheibe beziehungsweise mit der Bremsfläche kommen. Die Bremse ist dann eingefallen.
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Zur Ermöglichung einer Handlüftung, insbesondere bei Nichtbestromung, ist ein Handlüfthebel vorgesehen. Dieser Handlüfthebel 1 ist über ein Drehlager drehbar zum Magnetkörper 6 angeordnet, insbesondere wobei die Drehachse des Drehlagers senkrecht zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist.
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Ein Endbereich des Handlüfthebels 1 ist über ein Gelenk mit einem Begrenzungsmittel, insbesondere Bolzen, verbunden, der in axialer Richtung abhängig von der Drehstellung des Handlüfthebels 1 linear bewegbar ist.
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Das Begrenzungsmittel ragt durch den Magnetkörper 6 und durch die Ankerscheibe hindurch und ist auf seinem von dem Magnetkörper abgewandten Ende verbreitert, insbesondere in radialer Richtung verbreitert. Somit ist in einer ersten Drehstellung des Handlüfthebels und somit in einer ersten axialen Position des Begrenzungsmittels der Arbeitshub der Ankerscheibe unbegrenzt durch das Begrenzungsmittel und in einer zweiten Drehstellung des Handlüfthebels und somit in einer zweiten axialen Position des Begrenzungsmittels die Ankerscheibe axial begrenzt.
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Auf diese Weise ist in der ersten Drehstellung ein bestromungsabhängiges Lüften oder Einfallen der Bremse ausführbar und in der zweiten Drehstellung eine Handlüftung bewirkt, insbesondere unabhängig von der Bestromung oder Nichtbestromung der Spule der Bremse.
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Mittels Bolzen 5, insbesondere Distanzbolzen, ist ein Halteteil 4 beabstandet vom Gehäuseteil 7 gehalten. Dabei sind die Bolzen 5 entweder im Gehäuseteil 7 befestigt oder am ersten Flanschteil. Am Halteteil 2 ist ein Abstandssensor 3 befestigt, der den Abstand zwischen einem am Handlüfthebel 1 befestigten Plattenteil 2 und dem Abstandssensor 3 bestimmt. In der ersten Drehstellung des Handlüfthebels 1 ist der so bestimmte Abstand unterschiedlich zu dem in der zweiten Drehstellung bestimmten Abstand.
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Unterschreitet der vom Abstandssensor 3 erfasste Abstand einen ersten Schwellwert ist der Handlüfthebel 1 in der ersten Drehstellung und es wird der Normalbetrieb der Bremse ausgeführt, also die Bremse abhängig von der Bestromung der Spule gelüftet oder sie fällt ein.
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Überschreitet der vom Abstandssensor 3 erfasste Abstand einen zweiten Schwellwert, der größer als der erste Schwellwert ist, ist der Handlüfthebel 1 in der zweiten Drehstellung und es wird der Handlüftbetrieb ausgeführt, also die Bremse von Hand gelüftet.
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Somit wird der Betriebszustand durch Überwachen des Abstandes zwischen dem Abstandssensor und dem Handlüfthebel überwacht. Der Abstandssensor 3 ist mit einer elektronischen Schaltung, insbesondere dem den Elektromotor speisenden Umrichter, verbunden. Von der elektronischen Schaltung aus wir die Bestromung der Spule der Bremse gesteuert. Somit ist die elektronische Schaltung derart eingerichtet, dass ein Ansteuern, also Bestromen, der Spule nur dann freigegeben ist, wenn der Handlüfthebel 1 in der ersten Drehstellung sich befindet, also der vom Abstandssensor 3 erfasst Wert des Abstandes den ersten Schwellwert unterschreitet. Wenn jedoch der erfasste Wert des Abstandes den zweiten Schwellwert überschreitet, wird eine Bestromung der Spule der Bremse nicht freigegeben.
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Darüber hinaus ist auch erkennbar, ob während des jeweiligen Betriebszustandes der Handlüfthebel 1 betätigt wird. Beispielsweise wird eine Warnung herausgegeben, wenn die Spule der Bremse bestromt wird und trotzdem der Handlüfthebel in der zweiten Drehstellung gebracht wird, also der erfasste Wert des Abstandes den zweiten Schwellwert überschreitet.
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Außerdem ist beim Übergang von der zweiten Drehstellung zur ersten Drehstellung, also vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb der Bremse, durch die Detektion dieses Übergangs sicherstellbar, dass insbesondere schon bei Verlassen der zweiten Drehstellung, also bei Unterschreiten des zweiten Schwellwertes, insbesondere aber auf jeden Fall ab Unterschreiten des ersten Schwellwertes, die Spule bestromt wird und somit die Bremse durch Bestromung der Spule gelüftet wird. Somit ist verhinderbar, dass ein unmittelbares Einfallen der Bremse erfolgt, wenn der Handlüfthebel von der zweiten zur ersten Drehstellung bewegt wird.
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Vorzugsweise sind die Bolzen 5 axial gerichtet und das Plattenteil 2 erstreckt sich in Umfangsrichtung und überdeckt in axialer Richtung nur eine Stelle.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Handlüfthebel
- 2
- Plattenteil
- 3
- Abstandssensor
- 4
- Halteteil
- 5
- Bolzen, insbesondere Distanzbolzen
- 6
- Gehäuseteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013019615 A1 [0003]
- DE 102014000196 A1 [0004]
