DE4344424A1 - Motor braking device for electric handtool - Google Patents

Motor braking device for electric handtool

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DE4344424A1 DE19934344424 DE4344424A DE4344424A1 DE 4344424 A1 DE4344424 A1 DE 4344424A1 DE 19934344424 DE19934344424 DE 19934344424 DE 4344424 A DE4344424 A DE 4344424A DE 4344424 A1 DE4344424 A1 DE 4344424A1
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Abstract

The electric motor braking device uses a generator (8) for supplying an induced electric voltage associated with the rotor shaft (6) of the electric motor coupled to a coil (9) which provides a magnetic field upon disconnection of the mains switch (4) for the motor (2). The coil lies in the vicinity of a metal part (10) in which an eddy current is generated by the magnetic field for eddy current braking of the motor. Pref. a permanent magnet generator is used, provided by a disc (13) attached to the rotor shaft, with peripheral permanent magnets (14) cooperating with an induction coil (15) adjacent the periphery of the disc.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für Elektromotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a braking device for Electric motors according to the preamble of patent claim 1.

Bei vielen Elektrohandwerkzeugen, wie Winkelschleifer, Kettensägen, u. dgl., ist es aus Sicherheitsgründen wünschenswert, den Elektromotor beim Ausschalten abzubremsen, damit die Auslaufzeit des Werkzeugs wesentlich verkürzt wird. Das Abbremsen des Elektromotors wird mit einer mit dem Elektromotor in Verbindung stehenden, mit dem Netzschalter zuschaltbaren Bremseinrichtung erzielt.With many electric hand tools, such as angle grinders, Chainsaws, u. Like., It is for security reasons desirable to brake the electric motor when switching off, so that the tool run-out time is significantly reduced. The braking of the electric motor is carried out with a Electric motor related to the power switch switchable braking device achieved.

Aus der DE-OS 35 39 841 ist eine Bremseinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug bekannt geworden. Diese aus einer elektronischen Schaltung bestehende Bremseinrichtung ist als Widerstandsbremseinrichtung ausgebildet. Im Bremsbetrieb ist der Elektromotor über einen Widerstand kurzgeschlossen, so daß der Elektromotor während des Abbremsens als Generator geschaltet ist. Der dabei erzeugte Bremsstrom wird am Widerstand in Wärme umgesetzt. Gleichzeitig dient der Bremsstrom zur Selbsterregung des Magnetfeldes an den Motorwicklungen.From DE-OS 35 39 841 is a braking device for a Electric hand tools become known. This one electronic circuit existing braking device is considered Resistance braking device designed. Is in braking mode the electric motor is short-circuited via a resistor, so that the electric motor acts as a generator during braking is switched. The braking current generated is on Resistance converted into heat. At the same time, the  Brake current for self-excitation of the magnetic field at the Motor windings.

Bei dieser bekannten Bremseinrichtung hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß Ausfälle vorkommen können, bei denen das Elektrohandwerkzeug ungebremst ausläuft. In einem solchen Fall erfolgt keine Selbsterregung des Magnetfeldes oder diese bricht vorzeitig zusammen. Es ist unmittelbar ersichtlich, daß dann ein hohes Sicherheitsrisiko auftritt.In this known braking device, it has proven to be disadvantageously pointed out that failures can occur at which the electric hand tool leaks without braking. In one in such a case there is no self-excitation of the magnetic field or it breaks down prematurely. It is immediate it can be seen that a high security risk then arises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung für Elektromotoren anzugeben, bei der Ausfälle wirksam verhindert sind.The invention has for its object a Specify braking device for electric motors at Failures are effectively prevented.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out in a generic facility solved by the characterizing features of claim 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further refinements of the invention are the subject of Subclaims.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß keinerlei Ausfälle der Bremswirkung auftreten können. Die Sicherheit der Bremseinrichtung wird somit bedeutet verbessert. Es sind keine zusätzlichen Maßnahmen zur Einleitung des Bremsvorgangs notwendig.The advantages achieved with the invention exist especially in that there is no loss of braking efficiency may occur. The safety of the braking device is thus means improved. There are no additional ones Measures to initiate braking are necessary.

Bei der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung erfolgt beim Abbremsen eine galvanische Trennung des Elektromotors vom Netz. Damit wird die Sicherheit des Elektrohandwerkzeugs weiter erhöht. Die Bremseinrichtung ist auch bei Netzausfall voll funktionsfähig.In the braking device according to the invention takes place at Braking a galvanic isolation of the electric motor from the Network. This increases the safety of the electric hand tool further increased. The braking device is also in the event of a power failure fully functional.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt die
An embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described in more detail below. It shows the

Figur ein schematisches Schaltbild für die Anordnung der Bremseinrichtung an einem Elektromotor.Figure is a schematic circuit diagram for the arrangement the braking device on an electric motor.

In der Figur ist ein Elektromotor 2 für ein Elektrohandwerkzeug, beispielsweise für einen Winkelschleifer, gezeigt. Der Elektromotor 2 ist über Zuleitungen 3 mit einer elektrischen Spannungsversorgung 1, beispielsweise dem Wechselspannungsnetz, verbunden. Der Elektromotor 2 kann mittels eines Netzschalters 4 durch ein Betätigungsorgan 5 vom Benutzer ein- und ausgeschaltet werden. Weiter besitzt der Elektromotor 2 eine Motorwelle 6 zum Antrieb eines Werkzeugs.The figure shows an electric motor 2 for an electric hand tool, for example for an angle grinder. The electric motor 2 is connected via lines 3 to an electrical voltage supply 1 , for example the AC voltage network. The electric motor 2 can be switched on and off by the user by means of a power switch 4 by means of an actuating element 5 . Furthermore, the electric motor 2 has a motor shaft 6 for driving a tool.

Zur Vermeidung von Unfallgefahren durch das Werkzeug ist es erforderlich, daß die Motorwelle 6 nach Abschalten des Elektromotors 2 schnell zum Stillstand kommt. Dazu besitzt der Elektromotor 2 des Elektrohandwerkzeugs eine Bremseinrichtung 7.To avoid the risk of accidents caused by the tool, it is necessary for the motor shaft 6 to come to a standstill quickly after the electric motor 2 has been switched off. For this purpose, the electric motor 2 of the electric hand tool has a braking device 7 .

Die Bremseinrichtung 7 besteht aus einem Generator 8, einer Spule 9 und einem metallischen Teil 10. Über Verbindungsleitungen 11 ist zwischen dem Generator 8 und der Spule 9 ein schleifenförmiger Stromkreis gebildet, der mittels eines elektrischen Schalters 12 geöffnet und geschlossen werden kann.The braking device 7 consists of a generator 8 , a coil 9 and a metallic part 10 . A loop-shaped circuit is formed between the generator 8 and the coil 9 via connecting lines 11 , which circuit can be opened and closed by means of an electrical switch 12 .

Der Generator 8 steht mit der Motorwelle 6 zur Erzeugung einer induzierten elektrischen Spannung in Wirkverbindung. Dazu ist der Generator 8 als Permanentmagnet-Generator ausgebildet. Dieser besteht aus einer auf der Motorwelle 6 befindlichen Scheibe 13, an deren Peripherie Permanentmagnete 14 angeordnet sind, und einer Induktionsspule 15. Die Scheibe 13 ist derart in der Nähe der Induktionsspule 15 angeordnet, daß in der Induktionsspule 15 eine elektrische Spannung bei bewegter Scheibe 13 induzierbar ist. Damit wird bei laufendem Elektromotor 2 durch die Drehung der Motorwelle 6 und damit der Scheibe 13 eine elektrische Spannung in der Induktionsspule 15 induziert. Während des Betriebs des Elektromotors 2 ist der elektrische Schalter 12 geöffnet, so daß in der Bremseinrichtung 7 kein Strom aufgrund der in der Induktionsspule 15 erzeugten Spannung fließen kann.The generator 8 is operatively connected to the motor shaft 6 for generating an induced electrical voltage. For this purpose, the generator 8 is designed as a permanent magnet generator. This consists of a disc 13 located on the motor shaft 6 , on the periphery of which permanent magnets 14 are arranged, and an induction coil 15 . The disc 13 is arranged in the vicinity of the induction coil 15 such that an electrical voltage can be induced in the induction coil 15 when the disc 13 is moving. With the electric motor 2 running, an electrical voltage is induced in the induction coil 15 by the rotation of the motor shaft 6 and thus the disk 13 . During the operation of the electric motor 2 , the electrical switch 12 is opened, so that no current can flow in the braking device 7 due to the voltage generated in the induction coil 15 .

Der elektrische Schalter 12 steht mit dem Netzschalter 4 in Wirkverbindung. Wird der Netzschalter 4 am Betätigungsorgan 5 ausgeschaltet, so wird gleichzeitig der Schalter 12 geschlossen, womit der Stromkreis zwischen der Spule 9 und dem Generator 8 in der Bremseinrichtung 7 geschlossen wird. Damit fließt aufgrund der in der Induktionsspule 15 induzierten Spannung ein Strom über die Verbindungsleitungen 11 vom Generator 8 zur Spule 9. Dadurch wird in der Spule 9 ein Magnetfeld erzeugt. Die Spule 9 ist nun derart in der Nähe des metallischen Teils 10 angeordnet, daß dieses Magnetfeld Wirbelströme im metallischen Teil 10 erzeugt. Aufgrund dieser Wirbelströme und der dadurch bedingten Energieverluste wird die Motorwelle 6 des Elektromotors 2 sehr effektiv abgebremst, womit der Elektromotor 2 schnell zum Stillstand kommt.The electrical switch 12 is operatively connected to the power switch 4 . If the power switch 4 on the actuator 5 is switched off, the switch 12 is closed at the same time, whereby the circuit between the coil 9 and the generator 8 in the braking device 7 is closed. Because of the voltage induced in the induction coil 15 , a current therefore flows via the connecting lines 11 from the generator 8 to the coil 9 . As a result, a magnetic field is generated in the coil 9 . The coil 9 is now arranged in the vicinity of the metallic part 10 such that this magnetic field generates eddy currents in the metallic part 10 . Because of these eddy currents and the energy losses caused thereby, the motor shaft 6 of the electric motor 2 is braked very effectively, whereby the electric motor 2 quickly comes to a standstill.

Wird der Elektromotor 2 am Netzschalter 4 wieder eingeschaltet, so wird aufgrund der Wirkverbindung zwischen dem Netzschalter 4 und dem elektrischen Schalter 12 der Stromkreis zwischen Generator 8 und Spule 9 geöffnet. Dadurch ist die Bremseinrichtung 7 außer Betrieb gesetzt und der Elektromotor 2 kann anlaufen.If the electric motor 2 is switched on again at the mains switch 4 , the circuit between the generator 8 and the coil 9 is opened due to the operative connection between the mains switch 4 and the electrical switch 12 . As a result, the braking device 7 is deactivated and the electric motor 2 can start.

Beim Netzschalter 4 kann es sich um einen mehrpoligen Schalter handeln. Einer der Kontakte dient als elektrischen Schalter 12 im Stromkreis der Spule 9 und des Generators 8. Die weiteren Kontakte dienen zum Schalten der Spannungsversorgung 1 in den Zuleitungen 3. Vorteilhafterweise erhält man dann einen sehr kompakten Schalter mit integriertem Netzschalter 4 und elektrischem Schalter 12, wie er sich insbesondere zum Einsatz in Elektrohandwerkzeuge anbietet.The power switch 4 can be a multi-pole switch. One of the contacts serves as an electrical switch 12 in the circuit of the coil 9 and the generator 8 . The further contacts serve to switch the voltage supply 1 in the supply lines 3 . It is then advantageous to obtain a very compact switch with an integrated power switch 4 and an electrical switch 12 , as is particularly suitable for use in electric hand tools.

In Weiterbildung der Erfindung kann das metallische Teil 10 als Bremsscheibe 16 ausgebildet sein, die ebenfalls mit der Motorwelle 6 in Wirkverbindung steht, beispielsweise auf dieser befestigt ist. Es bietet sich für diesen Fall sogar an, als Bremsscheibe 16 gleichzeitig die Scheibe 13 des Generators 8 zu verwenden. Dazu kann die Spule 9 in der Nähe des Zentrums und die Induktionsspule 15 in der Nähe der Peripherie der Bremsscheibe 16 angeordnet sein.In a further development of the invention, the metallic part 10 can be designed as a brake disc 16 , which is also operatively connected to the motor shaft 6 , for example, is fastened to it. In this case, it is even advisable to use the disk 13 of the generator 8 as the brake disk 16 at the same time. For this purpose, the coil 9 can be arranged near the center and the induction coil 15 near the periphery of the brake disc 16 .

In bestimmten Störfällen kann es vorkommen, daß die elektrische Spannungsversorgung 1 bei laufenden Betrieb des Elektromotors 2 ausfällt. Auch für derartige Fälle kann es wünschenswert sein, daß die Bremseinrichtung 7 anspricht und die Motorwelle 6 rasch abbremst. Dazu ist in der Zuleitung 3 ein nicht näher gezeigter Sensor angeordnet, der einen Ausfall der elektrischen Spannungsversorgung 1 detektiert. Bei einem derartigen Spannungsausfall löst dieser Sensor das Schließen des elektrischen Schalters 12 im Stromkreis der Spule 9 und des Generators 8 aus, so daß die Bremseinrichtung 7 den Elektromotor 2 abbremst.In certain malfunctions, the electrical voltage supply 1 may fail while the electric motor 2 is in operation. Even in such cases, it may be desirable for the braking device 7 to respond and the motor shaft 6 to brake quickly. For this purpose, a sensor (not shown in detail) is arranged in the feed line 3 , which detects a failure of the electrical voltage supply 1 . In the event of such a voltage failure, this sensor triggers the closing of the electrical switch 12 in the circuit of the coil 9 and the generator 8 , so that the braking device 7 brakes the electric motor 2 .

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So kann die erfindungsgemäße Bremseinrichtung nicht nur an Elektrohandwerkzeugen Verwendung finden, sondern läßt sich bei beliebigen Elektromotoren, gegebenenfalls sogar bei sonstigen Motoren einsetzen.The invention is not based on that described and illustrated Embodiment limited. Rather, it includes everyone professional training within the framework of the Invention idea. So the invention Braking device not only on electrical hand tools Find use, but can be used with any Electric motors, possibly even with other motors deploy.

BezugszeichenlisteReference list

1 elektrische Spannungsversorgung
2 Elektromotor
3 Zuleitung
4 Netzschalter
5 Betätigungsorgan
6 Motorwelle
7 Bremseinrichtung
8 Generator
9 Spule
10 metallisches Teil
11 Verbindungsleitung (für Stromkreis, Generator und Spule)
12 elektrischer Schalter
13 Scheibe (vom Generator)
14 Permanentmagnet
15 Induktionsspule
16 Bremsscheibe 1 electrical power supply
2 electric motor
3 supply line
4 power switches
5 actuator
6 motor shaft
7 braking device
8 generator
9 coil
10 metallic part
11 connecting line (for circuit, generator and coil)
12 electrical switches
13 disk (from generator)
14 permanent magnet
15 induction coil
16 brake disc

Claims (8)

1. Bremseinrichtung für Elektromotoren (2), insbesondere bei Elektrohandwerkzeugen, wobei der Elektromotor (2) eine Motorwelle (6) zum Antrieb eines Werkzeugs besitzt, und mit dem Elektromotor (2) ein Netzschalter (4) zur Ein- und Ausschaltung der elektrischen Spannungsversorgung (1) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Motorwelle (6) ein Generator (8) zur Erzeugung einer induzierten elektrischen Spannung in Wirkverbindung steht, daß mit dem Generator (8) eine Spule (9) in elektrischer Verbindung steht, mit deren Hilfe beim Ausschalten des Netzschalters (4) ein Magnetfeld aufgrund der induzierten elektrischen Spannung erzeugbar ist, und daß diese Spule (9) derart in der Nähe eines metallischen Teils (10) angeordnet ist, daß das Magnetfeld Wirbelströme im metallischen Teil (10) erzeugt.1. braking device for electric motors (2), particularly in electric hand tools, wherein the electric motor (2) has a motor shaft (6) for driving a tool, and with the electric motor (2) a power switch (4) for switching on and off of the electrical power supply ( 1 ) is connected, characterized in that a generator ( 8 ) for generating an induced electrical voltage is operatively connected to the motor shaft ( 6 ), that a coil ( 9 ) is in electrical connection with the generator ( 8 ) with whose help when turning off the power switch ( 4 ) a magnetic field can be generated due to the induced electrical voltage, and that this coil ( 9 ) is arranged in the vicinity of a metallic part ( 10 ) such that the magnetic field generates eddy currents in the metallic part ( 10 ) . 2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (8) als Permanentmagnet- Generator ausgebildet ist und zwar bestehend aus einer auf der Motorwelle (6) befindlichen Scheibe (13), an deren Peripherie Permanentmagnete (14) angeordnet sind, und einer Induktionsspule (15), wobei die Scheibe (13) derart in der Nähe der Induktionsspule (15) angeordnet ist, daß in der Induktionsspule (15) eine elektrische Spannung bei bewegter Scheibe (13) induzierbar ist.2. Braking device according to claim 1, characterized in that the generator ( 8 ) is designed as a permanent magnet generator, namely consisting of a on the motor shaft ( 6 ) located disc ( 13 ), on the periphery of which permanent magnets ( 14 ) are arranged, and an induction coil ( 15 ), the disc ( 13 ) being arranged in the vicinity of the induction coil ( 15 ) such that an electrical voltage can be induced in the induction coil ( 15 ) when the disc ( 13 ) is moving. 3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Teil (10) als Bremsscheibe (16) ausgebildet ist, die mit der Motorwelle (6) in Wirkverbindung steht. 3. Braking device according to claim 1 or 2, characterized in that the metallic part ( 10 ) is designed as a brake disc ( 16 ) which is operatively connected to the motor shaft ( 6 ). 4. Bremseinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Bremsscheibe (16) um die Scheibe (13) des Generators (8) handelt.4. Braking device according to claim 2 and 3, characterized in that it is in the brake disc ( 16 ) to the disc ( 13 ) of the generator ( 8 ). 5. Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (9) in der Nähe des Zentrums und die Induktionsspule (15) in der Nähe der Peripherie der Bremsscheibe (16) angeordnet ist.5. Braking device according to claim 4, characterized in that the coil ( 9 ) in the vicinity of the center and the induction coil ( 15 ) is arranged in the vicinity of the periphery of the brake disc ( 16 ). 6. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Netzschalter (4) ein elektrischer Schalter (12) in Wirkverbindung steht, mit dessen Hilfe beim Ausschalten des Netzschalters (4) der Stromkreis zwischen der Spule (9) und dem Generator (8) geschlossen und beim Einschalten des Netzschalters (4) geöffnet wird.6. Braking device according to one of claims 1 to 5, characterized in that with the power switch ( 4 ) an electrical switch ( 12 ) is operatively connected, with the help of which when switching off the power switch ( 4 ) the circuit between the coil ( 9 ) and the generator ( 8 ) is closed and opened when the mains switch ( 4 ) is switched on. 7. Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim Netzschalter (4) um einen mehrpoligen Schalter handelt, wobei ein Kontakt des mehrpoligen Schalters den elektrischen Schalter (12) im Stromkreis der Spule (9) und des Generators (8) darstellt.7. Braking device according to claim 6, characterized in that the power switch ( 4 ) is a multi-pole switch, wherein a contact of the multi-pole switch represents the electrical switch ( 12 ) in the circuit of the coil ( 9 ) and the generator ( 8 ) . 8. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der elektrischen Spannungsversorgung (1) ein Sensor angeordnet ist, der einen Ausfall der Spannung detektiert und bei einem derartigen Spannungsausfall das Schließen des elektrischen Schalters (12) im Stromkreis der Spule (9) und des Generators (8) auslöst.8. Braking device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a sensor is arranged on the electrical voltage supply ( 1 ) which detects a failure of the voltage and in such a voltage failure the closing of the electrical switch ( 12 ) in the circuit of the coil ( 9 ) and the generator ( 8 ) triggers.
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