EP3000170A2 - Motor-operated conveying roller having hall sensor signal coding - Google Patents

Motor-operated conveying roller having hall sensor signal coding

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Publication number
EP3000170A2
EP3000170A2 EP14727448.4A EP14727448A EP3000170A2 EP 3000170 A2 EP3000170 A2 EP 3000170A2 EP 14727448 A EP14727448 A EP 14727448A EP 3000170 A2 EP3000170 A2 EP 3000170A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal line
signal
motor
conveyor roller
angular position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14727448.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Reszat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Interroll Holding AG
Original Assignee
Interroll Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Interroll Holding AG filed Critical Interroll Holding AG
Publication of EP3000170A2 publication Critical patent/EP3000170A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G13/00—Roller-ways
    • B65G13/02—Roller-ways having driven rollers
    • B65G13/06—Roller driving means

Definitions

  • the invention relates to a motor-driven conveyor roller, comprising a rotatable about an axis roller body, a disposed within the roller body electric drive motor, which is connected to drive the roller body with the roller body for transmitting torque, a supply line which supplies the drive motor with electrical energy, an electronic commutation unit with an angle measuring unit having at least two, preferably three position sensors which are adapted to output a Wnkelpositionssignal for detecting a Wnkelposition an actuator relative to a stator of the drive motor, and with a motor control electronics connected by means of a signal line to the Wnkelmessaku for signal transmission is.
  • Another aspect of the invention is a method for commutating an electronically commutated electric motor of a conveyor roller.
  • Motor-driven conveyor rollers and methods for their operation are basically known for example from EP 1656312B1 and EP 1671901 B1.
  • Such motor Driven conveyor rollers are used in many different applications.
  • a typical application is the use in a conveyor line for conveying objects such as containers, consignments, luggage and the like.
  • motorized conveyor rollers are mounted in a horizontal position in a rack and the products to be conveyed roll on the outer surface of the roller body.
  • motor driven conveyor rollers are used in such applications together with idler rollers that do not have their own drive, and which are mounted parallel to the motor-driven conveyor roller in the frame to form a conveyor line. These idler rollers are driven by the motorized conveyor roller by means of appropriate drive belts.
  • motor-driven conveyor rollers have proven that have an electronically commutated three-phase motor.
  • This three-phase motor is arranged to save space within the reel body and is typically powered by means of a supply line which is passed through a hollow executed axle of the motor-driven conveyor roller.
  • each position sensor is arranged in a signal line path, the signal line paths are connected in parallel and connected to the signal line, and each signal line path upon actuation of the angular position signal assumes an electrical property that differs from is the electrical property upon triggering the angular position signal in one of the other signal line paths.
  • the invention is based initially on the necessary interconnection in electronically commutated motors, on the one hand makes a rotation angle detection between stator and actuator required, on the other hand requires control electronics with commutation to control the motor in response to this rotation angle. It is known to place rotational angle detection and control electronics with commutation control adjacent to the motor in the roller body of the conveyor roller.
  • the inventive design of the motor-driven conveyor roller allows a specific type of commutation control of the electric motor within the conveyor roller.
  • a plurality of position sensors in accordance with a plurality of signal line paths and their interconnection to each other as parallel conduction paths Wnkelsensor- signal line path is created, which makes it possible to determine the Wnkelposition between the actuator and the stator of the electric motor outside of the reel body. This is achieved by each signal line path assuming a specific electrical property when the angle position signal of the respective position sensor in the signal line path is triggered.
  • the signal lines from the Wnkeler conductedsaku need to be passed to the motor control electronics, for example, by means of a single insulated wire, if the measurement of the electrical property is carried out accordingly to ground and the signal line paths are grounded accordingly, alternatively with exactly two strands. Through this signal line over only one or two strands it is possible to process the Wnkelsignale outside of the roll.
  • the sensitive electronics required for controlling and commutating the electric motor in motor control electronics outside the reel body and thereby remove them from the temperature influence range of the electric motor.
  • the engine control electronics are thereby not adversely affected by high temperatures encountered at peak loads of the electric motor, so that the electric motor can provide higher peak loads or longer peak load times without damaging a sensitive electronic component of the commutation electronics within the engine control electronics.
  • those electronic components that are used for analog-to-digital conversion to drive the drive motor in the feed roller need not be disposed within the reel body and consequently are not exposed to the high operating temperature therein.
  • the AD conversion with appropriate control in a mechanically separated from the conveyor roller, spaced control electronics unit can be arranged, on the one hand not developed high heat, on the other hand can be well cooled.
  • a maximum of five electrical lines are required, which must be passed through the hollow shaft of the motor-driven conveyor roller, namely the three motor phases for powering the motor and the two wires of the signal line.
  • This is compared to a conventional detection and transmission of the angular position between the actuator and stator is a saving of three strands, as in the conventional signal transmission in addition to the three motor phases typically still three sensor signal strands and a sensor supply line with two strands would be needed.
  • Such a passage of a total of eight strands is both in terms of installation and the space extremely impractical and disadvantageous.
  • the present invention achieves easy assembly, whereby the arrangement of the engine control electronics outside of the reel body is actually enabled in practice.
  • the position sensors may, for example, be designed such that they have an individual change in resistance different from the respective other position sensors when the respective angular position signal of a position sensor is triggered.
  • the engine control electronics may determine the single or multiple position sensors that are triggered based on resistance measurement across the signal line.
  • the position sensors can, for example, change from a conducting to a non-conducting switching state or vice versa when the angle position signal is triggered.
  • by arranging an individual electrical component for producing an individual electrical characteristic in each signal line path it is again possible to determine by means of a current or resistance measurement via the signal line in the motor control electronics which position sensors are triggered.
  • the electrical property is an ohmic resistance.
  • each signal line path has a resistance value different from the electrical resistance of the other signal line paths.
  • This differentiation of Wderinvest can be determined by means of a Wderstandsunk or a current measurement via the signal line, the respective Wnkelposition based on the measured Wderstandswerts or current value.
  • each position sensor is adapted to switch from a first electrical resistance to a second electrical resistance when a rotating sensor body is adjacent to the position sensor and the second electrical resistance of each position sensor is different from the second electrical resistance other position sensors is.
  • the position sensors are different from each other so that they undergo an individual electrical resistance change upon triggering of the position signal, whereby the respective position sensor clearly attributable Wderstandshong and sums of such Wderstands79 can be measured, so as to determine which position sensors are triggered.
  • the signal line comprises two, preferably exactly two strands and the signal line paths connect these two strands with each other electrically.
  • the signal line comprises two, preferably exactly two strands and the signal line paths connect these two strands with each other electrically.
  • the motor control electronics is arranged outside of the reel body, in particular not mechanically connected to the reel body.
  • the signal line and any supply line for the electric motor that extend from the engine control electronics to the reel body are not considered in this context as a mechanical connection. Instead, a mechanical connection in the sense of this training is to be understood as meaning a rigid connection between a component of the conveyor roller and the engine control electronics.
  • the engine control electronics comprise a measuring unit for measuring the current intensity of the current flowing through the signal line and the signal line paths.
  • the engine control electronics comprise an evaluation unit, which is signal-technically coupled to the measuring unit for transmitting the measured current intensity and is designed to determine an angular position from the measured current intensity, in particular by the measured current intensity with pre-stored values, in each case are compared to a wobbling position, and a wobbling position is determined from the comparison, or a rolling position is calculated from the measured current by use of an algorithm.
  • an evaluation unit which is signal-technically coupled to the measuring unit for transmitting the measured current intensity and is designed to determine an angular position from the measured current intensity, in particular by the measured current intensity with pre-stored values, in each case are compared to a wobbling position, and a wobbling position is determined from the comparison, or a rolling position is calculated from the measured current by use of an algorithm.
  • the motor-driven conveyor roller can be further developed by the motor control electronics is designed to determine a relative angular position between the stator and actuator from a measured strength of the current flowing through the signal line and the signal line paths, and depending on this Wnkelposition the stator windings of the electric motor to produce a To control torque and a continuous rotation of the electric motor.
  • the position sensors are Hall effect sensors which are distributed over the circumference of the stator, preferably evenly distributed over the circumference of the stator and are electrically connected to the signal line and ground to provide a potential and a signal output line of each Hall sensor is connected to the base of a respective transistor having its collector electrically connected to the signal line and its emitter connected to earth, with one Hall sensor forms with a transistor having a serial signal line path in which a signal line path characterizing Ohm 'shear Wderstand is arranged serially and the signal line paths parallel to each other electrically connect the signal line to ground.
  • a particularly efficient, resilient and at the same time inexpensive conveyor roller is provided.
  • the Hall sensors are supplied via the signal line with a supply voltage.
  • a space-saving double use of the signal line is achieved by these can consist of only two strands, which are also used to provide the supply voltage to the Hall sensors and for connecting the signal line paths with the measuring unit.
  • the engine control electronics comprises a temperature compensation unit, which is signal technically coupled to a current measuring unit for measuring the current intensity of at least one phase of the supply voltage of the electric motor and which is designed to determine a correction value as a function of this current intensity, with which a temperature drift of the Hall sensors is compensated with This correction value to correct the signal of the Hall sensors and output the corrected signal.
  • Another aspect of the invention is a method of the type described above
  • Detecting the angular position between actuator and stator by means of at least two, preferably three position sensors, in particular Hall sensors,
  • each position sensor is arranged in a conduction path having, upon initiation of the position signal of the position sensor, an electrical resistance different from the electrical resistance that another conduction path has when the position signal is triggered,
  • the method makes it possible to electronically commutate a drive motor of a conveyor roller by an outside of the conveyor roller motor control electronics and in this case the necessary Wnkelpositionssignale out of the conveyor roller out by only two strands of a signal line to the outside, which allows montagetechnisch, this signal line through a hollow shaft together with the power supply for the electric motor.
  • the method is in particular designed for the mode of operation of the previously described motor-driven conveying roller with electronic commutation and can be developed in a corresponding manner in order to carry out the previously described properties of the motor-driven conveying roller.
  • the conduction paths are connected in parallel with one another and the position sensors open or close the conduction path when the harmonic signal is triggered. Furthermore, it is preferred if the conduction paths are connected in series with each other and each position sensor upon release of the wnkelsignals changes its electrical resistance to a Wderstandsdifferenz, which is different from the Wderstandsdifferenz by which change the other position sensors when triggered 5 Wnkelsignals their Wderstand.
  • the method can be developed by the position sensors are Hall sensors and that the current of at least one phase of the supply voltage of the electric motor is measured and a function of this current strength, a correction value is determined with which a temperature drift drift of the Hall sensors is compensated Signal of the Hall sensors is corrected with this correction value and the corrected signal is output.
  • 1 is a schematic view of a motor-driven conveyor roller with associated engine control electronics
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the arrangement according to FIG. 1;
  • FIG. 3 is a tabular representation of the switching states of the circuit of FIG. 2.
  • a motorized conveyor roller 1 which can be mounted in a frame 6 of a conveyor line.
  • the motor-driven conveyor roller is connected by means of a signal and supply line 2 with an outside of the conveyor roller motor control electronics 3, which in turn receives signals from a bus line 4 for controlling the motor-driven conveyor roller.
  • the motor-driven conveyor roller has a roller body 7, in which an electronically commutated three-phase motor 5 is arranged, which is driven by means of three motor phases, which are each fed via a separate strand 13a-c via the signal and supply line. Furthermore, in the signal and supply line, a signal line consisting of two strands 11, 12, guided and electrically isolated from the motor phases.
  • the grounding wire 12 is electrically connected to a conductive grounding member of the conveyor roller.
  • the strand 11 supplies three Hall sensors, which are distributed over the circumference of the stator of the electric motor, with a supply voltage and can thereby cause a flow of current through these Hall sensors.
  • a Hall sensor 21, 22, 23 excited by a magnet connected to the actuator, it triggers a current flow in a line 21 a, 22 a, 23 a, which is electrically connected to the base of a respective transistor 24 a, 25 a, 26 a.
  • Each transistor is arranged in a signal line path and connects via its collector and emitter, the supply strand 11 with the electrically conductive, grounded via the strand 12 component of the conveyor roller.
  • an ohmic Wderstand 24b, 25b, 26b is further arranged in series with the collector and emitter of the respective transistor.
  • the resistance 24b has a resistance value R
  • the resistance 25b has a resistance value 2R which has been doubled in comparison
  • the resistance 26b has a resistance value 4R which is quadrupled relative to this.
  • the supply line 1 1, 12 connects the motor-driven conveyor roller with a motor controller.
  • This is also grounded by means of the stranded wire 12 and measures by means of a current measuring unit 41 the current flowing over the strands 11, 12 current.
  • This current depends on the total resistance through the three signal line paths 24-26 connected in parallel between the strands 11 and 12 and gives a characteristic current value which is dependent on the current-conducting signal line paths 24, 25, 26.
  • the table according to FIG. 3 shows the different switching states and correspondingly measured current flows.
  • a resistance of 100 ⁇ is used in the conduction path 25 Wderstand 25b of 200 ⁇ and in the conduction path 26 a Wderstand of 800 ⁇ is used.
  • 12 a continuous current of 15 mA flows as a supply current, then a total of eight different switching states of the three sensors can be detected, which is sufficient for an electronic commutation of a three-phase motor.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a motor-operated conveying roller, comprising: an electric drive motor arranged inside a roller body; an electronic commutation unit having an angle-measuring unit with at least two, preferably three position sensors, which are designed to detect an angular position of an actuator in relation to a stator of the drive motor in order to output an angular position signal; and motor control electronics, which are connected to the angle-measuring unit for signal transmission by means of a signal line, wherein each position sensor is arranged in a signal line path, the signal line paths are connected in parallel with one another and are connected to the signal line, and, when the angular position signal is triggered, each signal line path assumes an electrical property that is different from the electrical property when the angular position signal is triggered in one of the other signal line paths.

Description

Motorbetriebene Förderrolle mit Hallsensorsignalkodierung  Motor-driven conveyor roller with Hall sensor signal coding
Die Erfindung betrifft eine motorbetriebene Förderrolle, umfassend einen drehbar um eine Achse gelagerten Rollenkörper, einen innerhalb des Rollenkörpers angeordneten elektrischen Antriebsmotor, der zum Antrieb des Rollenkörpers mit dem Rollenkörper zur Übertragung eines Drehmoments verbunden ist, eine Versorgungsleitung, welche den Antriebsmotor mit elektrischer Energie versorgt, eine elektronische Kommutierungseinheit mit einer Winkelmesseinheit mit zumindest zwei, vorzugsweise drei Positionssensoren, die ausgebildet sind, um ein Wnkelpositionssignal auszugeben zur Erfassung einer Wnkelposition eines Aktors relativ zu einem Stator des Antriebsmotors, und mit einer Motorsteuerungselektronik, die mittels einer Signalleitung mit der Wnkelmesseinheit zur Signalübertragung verbunden ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Kommutierung eines elektronisch kommutierten elektrischen Motors einer Förderrolle. The invention relates to a motor-driven conveyor roller, comprising a rotatable about an axis roller body, a disposed within the roller body electric drive motor, which is connected to drive the roller body with the roller body for transmitting torque, a supply line which supplies the drive motor with electrical energy, an electronic commutation unit with an angle measuring unit having at least two, preferably three position sensors which are adapted to output a Wnkelpositionssignal for detecting a Wnkelposition an actuator relative to a stator of the drive motor, and with a motor control electronics connected by means of a signal line to the Wnkelmesseinheit for signal transmission is. Another aspect of the invention is a method for commutating an electronically commutated electric motor of a conveyor roller.
Motorbetriebene Förderrollen und Verfahren zu deren Betrieb sind grundsätzlich beispielsweise aus EP 1656312B1 und EP 1671901 B1 bekannt. Solche motorbe- triebenen Förderrollen werden in zahlreichen unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt. Ein typischer Anwendungsfall ist der Einsatz in einer Förderstrecke zum Fördern von Gegenständen wie Behältern, Warensendungen, Reisegepäck und dergleichen. In solchen Anwendungen werden motorbetriebene Förderrollen in horizontaler Lage in einem Rahmengestell montiert und die zu fördernden Produkte rollen auf der Außenfläche des Rollenkörpers. Oftmals werden motorbetriebene Förderrollen bei solchen Anwendungen gemeinsam mit Leerlaufrollen, die über keinen eigenen Antrieb verfügen, eingesetzt und die parallel zur motorbetriebenen Förderrolle in dem Rahmengestell montiert sind, um eine Förderstrecke zu bilden. Diese Leerlaufrollen werden durch die motorbetriebene Förderrolle mittels entsprechender Treibriemen angetrieben. Motor-driven conveyor rollers and methods for their operation are basically known for example from EP 1656312B1 and EP 1671901 B1. Such motor Driven conveyor rollers are used in many different applications. A typical application is the use in a conveyor line for conveying objects such as containers, consignments, luggage and the like. In such applications, motorized conveyor rollers are mounted in a horizontal position in a rack and the products to be conveyed roll on the outer surface of the roller body. Often motor driven conveyor rollers are used in such applications together with idler rollers that do not have their own drive, and which are mounted parallel to the motor-driven conveyor roller in the frame to form a conveyor line. These idler rollers are driven by the motorized conveyor roller by means of appropriate drive belts.
Eine grundsätzliche Anforderung an motorbetriebene Förderrollen gerade in solchen Anwendungen ist die Bereitstellung eines hohen Drehmoments zur verzögerungsfreien Förderung und Abbremsung auch schwergewichtiger Gegenstände. Aus diesem Grund haben sich motorbetriebene Förderrollen bewährt, die über einen elektronisch kommutierten Drehstrommotor verfügen. Dieser Drehstrommotor ist Platz sparend innerhalb des Rollenkörpers angeordnet und wird typischerweise mittels einer Versorgungsleitung mit Strom versorgt, die durch ein hohl ausgeführtes Achselement der motorbetriebenen Förderrolle hindurchgeführt wird. A fundamental requirement of motorized conveyor rollers, especially in such applications, is the provision of a high torque for the delay-free conveyance and braking of even heavy-weight objects. For this reason, motor-driven conveyor rollers have proven that have an electronically commutated three-phase motor. This three-phase motor is arranged to save space within the reel body and is typically powered by means of a supply line which is passed through a hollow executed axle of the motor-driven conveyor roller.
Es ist angestrebt, motorbetriebene Förderrollen weitestgehend solcherart zu kapseln, dass ein Eindringen von Flüssigkeiten, beispielsweise im Zuge einer Reinigung der Förderanlage, zuverlässig vermieden wird, ebenso ein Austreten von Schmiermittel aus der Förderrolle in die Umgebung. Nachteilig an dieser Art der Kapselung ist jedoch, dass gerade bei hohen Betriebslasten eine starke Wärmeentwicklung innerhalb des Rollenkörpers durch den darin angeordneten elektrischen Motor auftritt und die erzeugte Wärme durch die Kapselung nicht in ausreichendem Maße abgeführt werden kann. Die höchstzulässige Dauerlast solcher motorbetriebenen Förderrollen ist daher oftmals durch eine Maximaltemperatur begrenzt, die für das temperaturempfindlichste Bauteil innerhalb des Rollenkörpers nicht überschritten werden darf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine motorbetriebene Förderrolle bereitzustellen, welche eine größere Leistung als vorbekannte motorbetriebene Förderrollen dauerhaft erbringt. It is desirable to encapsulate motor-driven conveyor rollers as much as possible in such a way that the ingress of liquids, for example in the course of cleaning the conveyor, is reliably prevented, as well as leakage of lubricant from the conveyor roller into the environment. A disadvantage of this type of encapsulation, however, is that especially at high operating loads a strong heat development within the reel body occurs through the electric motor arranged therein and the heat generated by the encapsulation can not be sufficiently dissipated. The maximum permissible continuous load of such motor-driven conveyor rollers is therefore often limited by a maximum temperature which must not be exceeded for the temperature-sensitive component within the roller body. The invention has for its object to provide a motor-driven conveyor roller, which provides a greater power than previously known motor-driven conveyor rollers permanently.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine motorbetriebene Förderrolle der eingangs beschriebenen Art gelöst, indem jeder Positionssensor in einem Signalleitungspfad angeordnet ist, die Signalleitungspfade parallel zueinander geschaltet und mit der Signalleitung verbunden sind, und jeder Signalleitungspfad bei Auslösen des Winkelpositionssignals eine elektrische Eigenschaft annimmt, die unterschiedlich von der elektrischen Eigenschaft bei Auslösen des Winkelpositionssignals in einem der anderen Signalleitungspfade ist. This object is achieved by a motor-driven conveyor roller of the type described above, by each position sensor is arranged in a signal line path, the signal line paths are connected in parallel and connected to the signal line, and each signal line path upon actuation of the angular position signal assumes an electrical property that differs from is the electrical property upon triggering the angular position signal in one of the other signal line paths.
Die Erfindung beruht zunächst auf der notwendigen Verschaltung bei elektronisch kommutierten Motoren, die einerseits eine Drehwinkelerfassung zwischen Stator und Aktor erforderlich macht, andererseits eine Steuerungselektronik mit Kommutierungssteuerung zur Ansteuerung des Motors in Abhängigkeit dieses Drehwinkels erfordert. Es ist bekannt, Drehwinkelerfassung und Steuerungselektronik mit Kommutierungssteuerung benachbart zum Motor im Rollenkörper der Förderrolle zu platzieren. The invention is based initially on the necessary interconnection in electronically commutated motors, on the one hand makes a rotation angle detection between stator and actuator required, on the other hand requires control electronics with commutation to control the motor in response to this rotation angle. It is known to place rotational angle detection and control electronics with commutation control adjacent to the motor in the roller body of the conveyor roller.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der motorbetriebenen Förderrolle wird eine spezifische Art der Kommutierungssteuerung des elektrischen Motors innerhalb der Förderrolle ermöglicht. Durch die Bereitstellung von mehreren Positionssensoren in entsprechend mehreren Signalleitungspfaden und deren Verschaltung zueinander als parallele Leitungspfade wird ein Wnkelsensor- Signalleitungspfad geschaffen, der es ermöglicht, die Wnkelposition zwischen Aktor und Stator des elektrischen Motors außerhalb des Rollenkörpers zu ermitteln. Dies wird erreicht, indem jeder Signalleitungspfad eine spezifische elektrische Eigenschaft annimmt, wenn das Wnkelpositionssignal des jeweiligen Positionssensors in dem Signalleitungspfad ausgelöst wird. Hierdurch wird es möglich, über die Signalleitung, mit der die Signalleitungspfade elektrisch verbunden sind, jede einzelne, individuelle elektrische Eigenschaft zu ermitteln, beispielsweise mittels einer Strom-, Widerstands-, Spannungs- Induktivitäts- oder Kapazitätsmessung, und darüber hinaus auch die Summe von zwei oder mehr elektri- sehen Eigenschaften bei Auslösen mehrere Winkelpositionssignale an entsprechend mehreren Positionssensoren zu ermitteln. Aus den so erfassten individuellen elektrischen Eigenschaften kann auf eine eindeutige Winkelposition zwischen Stator und Aktor des elektrischen Motors geschlossen werden und anhand dieser Wnkelposition eine elektronische Kommutierung des Motors mittels der Motorsteuerungselektronik durchgeführt werden. Erfindungsgemäß müssen dabei lediglich die Signalleitungen von der Wnkelerfassungseinheit zu der Motorsteuerungselektronik geleitet werden, was beispielsweise mittels einer einzigen isolierten Litze erfolgt, wenn die Messung der elektrischen Eigenschaft entsprechend gegen Erde durchgeführt wird und die Signalleitungspfade entsprechend geerdet sind, alternativ mit genau zwei Litzen. Durch diese Signalleitung über nur eine oder zwei Litzen wird es ermöglicht, die Wnkelsignale außerhalb der Rolle zu verarbeiten. The inventive design of the motor-driven conveyor roller allows a specific type of commutation control of the electric motor within the conveyor roller. By providing a plurality of position sensors in accordance with a plurality of signal line paths and their interconnection to each other as parallel conduction paths Wnkelsensor- signal line path is created, which makes it possible to determine the Wnkelposition between the actuator and the stator of the electric motor outside of the reel body. This is achieved by each signal line path assuming a specific electrical property when the angle position signal of the respective position sensor in the signal line path is triggered. This makes it possible, via the signal line to which the signal line paths are electrically connected to determine each individual electrical property, for example by means of a current, resistance, voltage, inductance or capacitance measurement, and beyond the sum of two or more electrical see properties when triggering several angular position signals to determine according to several position sensors. From the thus detected individual electrical properties can be concluded that a clear angular position between the stator and actuator of the electric motor and based on this Wnkelposition an electronic commutation of the motor by means of the engine control electronics are performed. According to the invention, only the signal lines from the Wnkelerfassungseinheit need to be passed to the motor control electronics, for example, by means of a single insulated wire, if the measurement of the electrical property is carried out accordingly to ground and the signal line paths are grounded accordingly, alternatively with exactly two strands. Through this signal line over only one or two strands it is possible to process the Wnkelsignale outside of the roll.
Durch die Erfindung wird es möglich, die empfindliche Elektronik, die zur Ansteuerung und Kommutierung des elektrischen Motors erforderlich ist, in einer Motorsteuerungselektronik außerhalb des Rollenkörpers anzuordnen und hierdurch aus dem Temperatureinflussbereich des elektrischen Motors herauszunehmen. Die Motorsteuerungselektronik wird dadurch nicht durch hohe Temperaturen, die bei Spitzenlasten des elektrischen Motors auftreten, nachteilig beein- flusst, sodass der elektrische Motor höhere Spitzenlasten bzw. längere Spitzenbelastungszeiten leisten kann, ohne dass hierdurch ein empfindliches elektronisches Bauteil der Kommutierungselektronik innerhalb der Motorsteuerungselektronik beschädigt wird. Insbesondere müssen solche elektronischen Bauteile, die zur Analog-Digital-Wandlung eingesetzt werden, um den Antriebsmotor in der Förderrolle anzusteuern, nicht innerhalb des Rollenkörpers angeordnet werden müssen und folglich nicht der hohen Betriebstemperatur darin ausgesetzt sind. Stattdessen kann die A-D-Wandlung mit entsprechender Ansteuerung in einer von der Förderrolle mechanisch getrennten, beabstandeten Steuerungselektronikeinheit angeordnet werden, die einerseits keine hohe Wärme entwickelt, andererseits gut gekühlt werden kann. Insgesamt sind bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform lediglich vier, maximal fünf elektrische Leitungen erforderlich, die durch die Hohlachse der motorbetriebenen Förderrolle hindurchgeführt werden müssen, nämlich die drei Motorphasen zur Stromversorgung des Motors und die zwei Litzen der Signalleitung. Dies stellt gegenüber einer konventionellen Erfassung und Übermittlung der Winkelposition zwischen Aktor und Stator eine Einsparung von drei Litzen dar, da bei der konventionellen Signalübertragung neben den drei Motorphasen typischerweise noch drei Sensorsignallitzen sowie eine Sensorversorgungsleitung mit zwei Litzen benötigt würden. Eine solche Durchleitung von insgesamt acht Litzen ist sowohl hinsichtlich der Montage als auch des Bauraums ausgesprochen unpraktikabel und nachteilig. Demgegenüber wird durch die erfindungsgemäße Ausführungsform eine leichte Montage erreicht, wodurch die Anordnung der Motorsteuerungselektronik außerhalb des Rollenkörpers tatsächlich in der Praxis ermöglicht wird. By means of the invention, it is possible to arrange the sensitive electronics required for controlling and commutating the electric motor in motor control electronics outside the reel body and thereby remove them from the temperature influence range of the electric motor. The engine control electronics are thereby not adversely affected by high temperatures encountered at peak loads of the electric motor, so that the electric motor can provide higher peak loads or longer peak load times without damaging a sensitive electronic component of the commutation electronics within the engine control electronics. In particular, those electronic components that are used for analog-to-digital conversion to drive the drive motor in the feed roller need not be disposed within the reel body and consequently are not exposed to the high operating temperature therein. Instead, the AD conversion with appropriate control in a mechanically separated from the conveyor roller, spaced control electronics unit can be arranged, on the one hand not developed high heat, on the other hand can be well cooled. Overall, in the embodiment according to the invention only four, a maximum of five electrical lines are required, which must be passed through the hollow shaft of the motor-driven conveyor roller, namely the three motor phases for powering the motor and the two wires of the signal line. This is compared to a conventional detection and transmission of the angular position between the actuator and stator is a saving of three strands, as in the conventional signal transmission in addition to the three motor phases typically still three sensor signal strands and a sensor supply line with two strands would be needed. Such a passage of a total of eight strands is both in terms of installation and the space extremely impractical and disadvantageous. In contrast, the present invention achieves easy assembly, whereby the arrangement of the engine control electronics outside of the reel body is actually enabled in practice.
Bei Anordnung der Signalleitungspfade in serieller Folge können die Positionssensoren beispielsweise solcherart ausgeführt sein, dass sie eine individuelle, von den jeweiligen anderen Positionssensoren unterschiedliche Wderstandsän- derung aufweisen, wenn das jeweilige Wnkelpositionssignal eines Positionssensors ausgelöst wird. In diesem Fall kann die Motorsteuerungselektronik auf Grundlage einer Widerstandsmessung über die Signalleitung den einzelnen oder die mehreren Positionssensoren bestimmen, der/die ausgelöst ist/sind. Bei einer parallelen Schaltungsanordnung der Signalleitungspfade können die Positionssensoren beispielsweise von einem leitenden in einen nichtleitenden Schaltzustand oder umgekehrt wechseln, wenn das Wnkelpositionssignal ausgelöst wird. In diesem Fall kann durch Anordnung eines individuellen elektrischen Bauteils zur Herstellung einer individuellen elektrischen Eigenschaft in jedem Signalleitungspfad wiederum durch eine Strom- oder Wderstandsmessung über die Signalleitung in der Motorsteuerungselektronik bestimmt werden, welche Positionssensoren ausgelöst sind. If the signal line paths are arranged in serial sequence, the position sensors may, for example, be designed such that they have an individual change in resistance different from the respective other position sensors when the respective angular position signal of a position sensor is triggered. In this case, the engine control electronics may determine the single or multiple position sensors that are triggered based on resistance measurement across the signal line. In the case of a parallel circuit arrangement of the signal line paths, the position sensors can, for example, change from a conducting to a non-conducting switching state or vice versa when the angle position signal is triggered. In this case, by arranging an individual electrical component for producing an individual electrical characteristic in each signal line path, it is again possible to determine by means of a current or resistance measurement via the signal line in the motor control electronics which position sensors are triggered.
Es ist besonders bevorzugt, dass die elektrische Eigenschaft ein Ohmscher Wderstand ist. Die individuelle Bereitstellung von zwei, drei oder mehr unterschiedlichen ohmschen Wderständen in den entsprechenden Signalleitungspfa- den stellt einen praktikablen Ansatz zur summarischen Messung einer solcherart ausgeführten elektrischen Eigenschaft dar und weist den weiteren Vorteil auf, dass ohmsche Widerstände weitestgehend temperaturbelastbar sind und somit die Anordnung innerhalb des Rollenkörpers eröffnen. It is particularly preferred that the electrical property is an ohmic resistance. The individual provision of two, three or more different ohmic heat resistors in the corresponding signal line path. this represents a practicable approach to the summary measurement of such a designed electrical property and has the further advantage that ohmic resistors are largely temperature-resistant and thus open the arrangement within the reel body.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass in jedem Signalleitungspfad ein elektrischer Wderstand angeordnet ist und jeder elektrische Wderstand eines Signalleitungspfades einen von den elektrischen Wderständen der anderen Signalleitungspfade verschiedenen Wderstandswert hat. Durch diese Differenzierung der Wderstände kann mittels einer Wderstandsmessung oder einer Strommessung über die Signalleitung die jeweilige Wnkelposition anhand des gemessenen Wderstandswerts bzw. Stromwerts bestimmt werden. Still further, it is preferable that an electrical resistance is disposed in each signal line path and each electrical resistance of a signal line path has a resistance value different from the electrical resistance of the other signal line paths. This differentiation of Wderstände can be determined by means of a Wderstandsmessung or a current measurement via the signal line, the respective Wnkelposition based on the measured Wderstandswerts or current value.
Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeder Positionssensor ausgebildet ist , um von einem ersten elektrischen Wderstand auf einen zweiten elektrischen Wderstand umzuschalten, wenn eine rotierender Sensorgeber benachbart zum Positionssensor liegt und dass der zweite elektrische Wderstand jedes Positionssensors verschieden von dem zweiten elektrischen Wderstand der anderen Positionssensoren ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Positionssensoren insoweit unterschiedlich zueinander, dass sie bei Auslösen des Positionssignals eine individuelle elektrische Widerstandsänderung durchlaufen, wodurch dem jeweiligen Positionssensor eindeutig zuzuordnende Wderstandswerte und Summen von solchen Wderstandswerten gemessen werden können, um so zu bestimmen, welche Positionssensoren ausgelöst sind. According to an alternative embodiment, it is provided that each position sensor is adapted to switch from a first electrical resistance to a second electrical resistance when a rotating sensor body is adjacent to the position sensor and the second electrical resistance of each position sensor is different from the second electrical resistance other position sensors is. In this embodiment, the position sensors are different from each other so that they undergo an individual electrical resistance change upon triggering of the position signal, whereby the respective position sensor clearly attributable Wderstandswerte and sums of such Wderstandswerten can be measured, so as to determine which position sensors are triggered.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass die Signalleitung zwei, vorzugsweise genau zwei Litzen umfasst und die Signalleitungspfade diese beiden Litzen miteinander elektrisch verbinden. Durch diese Bereitstellung einer Signalleitung mit zwei Litzen wird eine kompakte Ausführung der Signalleitung mit dadurch möglicher, einfacher Durchführung der Signalleitung durch die Hohlachse der Förderrolle ermöglicht. Unter einer. Litze ist hierbei ein einzelner, isolierter Stromleitungspfad zu verstehen. Noch weiter ist es bevorzugt, dass die Motorsteuerungselektronik außerhalb von dem Rollenkörper angeordnet ist, insbesondere nicht mit dem Rollenkörper mechanisch verbunden ist. Durch diese Fortbildung wird eine thermische vollständige Entkopplung der Motorsteuerungselektronik von der Förderrolle erzielt und folglich erreicht, dass die Motorsteuerungselektronik nicht durch eine Temperatur der Förderrolle aufgeheizt werden kann. Die Signalleitung und eine etwaige Versorgungsleitung für den elektrischen Motor, die sich von der Motorsteuerungselektronik zu dem Rollenkörper erstrecken, werden in diesem Zusammenhang nicht als mechanische Verbindung angesehen. Stattdessen ist unter einer mechanischen Verbindung im Sinne dieser Fortbildung eine insoweit steife Verbindung zwischen einem Bauelement der Förderrolle und der Motorsteuerungselektronik zu verstehen. Still further, it is preferred that the signal line comprises two, preferably exactly two strands and the signal line paths connect these two strands with each other electrically. By providing a signal line with two strands, a compact design of the signal line with thereby possible, easier implementation of the signal line through the hollow axis of the conveyor roller is made possible. Under one. Litz is to be understood here as a single, insulated power line path. Still further, it is preferred that the motor control electronics is arranged outside of the reel body, in particular not mechanically connected to the reel body. Through this training, a complete thermal decoupling of the engine control electronics is achieved by the conveyor roller and thus achieved that the engine control electronics can not be heated by a temperature of the conveyor roller. The signal line and any supply line for the electric motor that extend from the engine control electronics to the reel body are not considered in this context as a mechanical connection. Instead, a mechanical connection in the sense of this training is to be understood as meaning a rigid connection between a component of the conveyor roller and the engine control electronics.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Motorsteuerungselektronik eine Messeinheit zur Messung der Stromstärke des durch die Signalleitung und die Signalleitungspfade fließenden Stroms umfasst. Durch die Messung der Stromstärke kann insbesondere bei individuellen Widerstandswerten eine schnelle und zuverlässige Bestimmung der jeweils ausgelösten Positionssensoren erfolgen. According to a further preferred embodiment, it is provided that the engine control electronics comprise a measuring unit for measuring the current intensity of the current flowing through the signal line and the signal line paths. By measuring the current intensity, in particular with individual resistance values, a fast and reliable determination of the respectively triggered position sensors can take place.
Dabei ist es weiterhin bevorzugt, dass die Motorsteuerungselektronik eine Auswertungseinheit umfasst, die mit der Messeinheit signaltechnisch gekoppelt ist zur Übermittlung der gemessenen Stromstärke und ausgebildet ist, um aus der gemessenen Stromstärke eine Winkelposition zu bestimmen, insbesondere indem die gemessene Stromstärke mit vorgespeicherten Werten, die jeweils einer Wnkelposition zugeordnet sind, verglichen wird und aus dem Vergleich eine Wnkelposition bestimmt wird, oder aus der gemessenen Stromstärke durch Anwendung eines Algorithmus eine Wnkelposition berechnet wird. Durch diese Ausführungsform wird eine zuverlässige Ermittlung der Wnkelposition durch Abgleich mit vorgespeicherten Werten, gegebenenfalls durch Interpolation zwischen solchen vorgespeicherten Werten oder alternativ durch Anwendung eines vorbestimmten Algorithmus bzw. einer Formel auf die gemessene Stromstärke erreicht. Die motorbetriebene Förderrolle kann weiter fortgebildet werden, indem die Motorsteuerungselektronik ausgebildet ist, um aus einer gemessenen Stärke des durch die Signalleitung und die Signalleitungspfade fließenden Stroms eine relative Winkelposition zwischen Stator und Aktor zu bestimmen und in Abhängigkeit dieser Wnkelposition die Statorwindungen des elektrischen Motors zur Erzeugung eines Drehmoments und einer kontinuierlichen Rotation des elektrischen Motors anzusteuern. In this case, it is further preferred that the engine control electronics comprise an evaluation unit, which is signal-technically coupled to the measuring unit for transmitting the measured current intensity and is designed to determine an angular position from the measured current intensity, in particular by the measured current intensity with pre-stored values, in each case are compared to a wobbling position, and a wobbling position is determined from the comparison, or a rolling position is calculated from the measured current by use of an algorithm. By this embodiment, a reliable determination of the Wnkelposition is achieved by comparison with pre-stored values, possibly by interpolation between such pre-stored values or alternatively by applying a predetermined algorithm or a formula to the measured current. The motor-driven conveyor roller can be further developed by the motor control electronics is designed to determine a relative angular position between the stator and actuator from a measured strength of the current flowing through the signal line and the signal line paths, and depending on this Wnkelposition the stator windings of the electric motor to produce a To control torque and a continuous rotation of the electric motor.
Es ist noch weiter bevorzugt, die erfindungsgemäße Förderrolle fortzubilden, indem die Positionssensoren Hall-Effektsensoren sind, die über den Umfang des Stators verteilt sind, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Stators verteilt sind und mit der Signalleitung und Erde elektrisch zur Bereitstellung eines Potentials verbunden sind, und eine Signalausgabeleitung jedes Hallsensors mit der Basis jeweils eines Transistors verbunden ist, dessen Kollektor mit der Signalleitung und dessen Emitter mit Erde elektrisch verbunden sind, wobei je ein Hallsensor mit einem Transistor einen seriellen Signalleitungspfad bildet, in dem ein den Signalleitungspfad charakterisierender Ohm'scher Wderstand seriell angeordnet ist und die Signalleitungspfade parallel zueinander die Signalleitung mit Erde elektrisch verbinden. Mit dieser Ausführungsform wird eine besonders effiziente, belastbare und zugleich kostengünstige Förderrolle bereitgestellt. It is even more preferable to further develop the feed roller according to the invention by the position sensors are Hall effect sensors which are distributed over the circumference of the stator, preferably evenly distributed over the circumference of the stator and are electrically connected to the signal line and ground to provide a potential and a signal output line of each Hall sensor is connected to the base of a respective transistor having its collector electrically connected to the signal line and its emitter connected to earth, with one Hall sensor forms with a transistor having a serial signal line path in which a signal line path characterizing Ohm 'shear Wderstand is arranged serially and the signal line paths parallel to each other electrically connect the signal line to ground. With this embodiment, a particularly efficient, resilient and at the same time inexpensive conveyor roller is provided.
Dabei ist es weiterhin besonders bevorzugt, wenn die Hallsensoren über die Signalleitung mit einer Versorgungsspannung versorgt werden. Mit dieser Lösung wird eine platzsparende Doppelnutzung der Signalleitung erzielt, indem diese aus lediglich zwei Litzen bestehen kann, die zugleich zur Bereitstellung der Versorgungsspannung an die Hallsensoren und zur Verbindung der Signalleitungspfade mit der Messeinheit genutzt werden. It is further particularly preferred if the Hall sensors are supplied via the signal line with a supply voltage. With this solution, a space-saving double use of the signal line is achieved by these can consist of only two strands, which are also used to provide the supply voltage to the Hall sensors and for connecting the signal line paths with the measuring unit.
Schließlich ist es noch weiter bevorzugt, wenn die Motorsteuerungselektronik eine Temperaturkompensationseinheit umfasst, welche signaltechnisch mit einer Strommesseinheit zur Messung der Stromstärke von zumindest einer Phase der Versorgungsspannung des elektrischen Motors signaltechnisch gekoppelt ist und die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit dieser Stromstärke eine Korrekturwert zu ermitteln, mit dem eine Temperaturdrift der Hallsensoren kompensiert wird, mit diesem Korrekturwert das Signal der Hallsensoren zu korrigieren und das korrigierte Signal auszugeben. Finally, it is even more preferred if the engine control electronics comprises a temperature compensation unit, which is signal technically coupled to a current measuring unit for measuring the current intensity of at least one phase of the supply voltage of the electric motor and which is designed to determine a correction value as a function of this current intensity, with which a temperature drift of the Hall sensors is compensated with This correction value to correct the signal of the Hall sensors and output the corrected signal.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren der eingangs beschriebenenAnother aspect of the invention is a method of the type described above
Art, mit den Schritten Kind of, with the steps
Erfassen der Winkelposition zwischen Aktor und Stator mittels zumindest zwei, vorzugsweise drei Positionssensoren, insbesondere Hallsensoren,  Detecting the angular position between actuator and stator by means of at least two, preferably three position sensors, in particular Hall sensors,
Wobei jeder Positionssensor in einem Leitungspfad angeordnet ist, der bei Auslösen des Positionssignals des Positionssensors einen elektrischen Wderstand aufweist, der verschieden von dem elektrischen Wderstand ist, den ein anderer Leitungspfad bei Auslösen des Positionssignals aufweist,  Wherein each position sensor is arranged in a conduction path having, upon initiation of the position signal of the position sensor, an electrical resistance different from the electrical resistance that another conduction path has when the position signal is triggered,
Messen des elektrischen Stroms, der durch die Leitungspfade fließt, Ermitteln des / der ausgelösten Positionssensoren anhand des gemessenen elektrischen Stroms und  Measuring the electrical current flowing through the conduction paths, determining the triggered position sensor (s) based on the measured electrical current and
Selektives Beaufschlagen einer Statorspule mit einer Antriebsspannung zur Erzeugung eines Drehmoments zwischen Aktor und Stator.  Selective loading of a stator coil with a drive voltage for generating a torque between actuator and stator.
Das Verfahren ermöglicht es, einen Antriebsmotor einer Förderrolle durch eine außerhalb der Förderrolle liegende Motorsteuerungselektronik elektronisch zu kommutieren und hierbei die hierzu notwendigen Wnkelpositionssignale aus der Förderrolle hinaus mittels lediglich zwei Litzen einer Signalleitung nach außen zu führen, was montagetechnisch es ermöglicht, diese Signalleitung durch eine Hohlachse gemeinsam mit der Spannungsversorgung für den elektrischen Motor zu führen. Das Verfahren ist insbesondere ausgebildet zur Betriebsweise der zuvor erläuterten motorbetriebenen Förderrolle mit elektronischer Kommutierung und kann in entsprechender Weise fortgebildet werden, um die zuvor erläuterten Eigenschaften der motorbetriebenen Förderrolle auszuführen. The method makes it possible to electronically commutate a drive motor of a conveyor roller by an outside of the conveyor roller motor control electronics and in this case the necessary Wnkelpositionssignale out of the conveyor roller out by only two strands of a signal line to the outside, which allows montagetechnisch, this signal line through a hollow shaft together with the power supply for the electric motor. The method is in particular designed for the mode of operation of the previously described motor-driven conveying roller with electronic commutation and can be developed in a corresponding manner in order to carry out the previously described properties of the motor-driven conveying roller.
Es ist insbesondere bevorzugt, wenn die Leitungspfade parallel zueinander geschaltet sind und die Positionssensoren bei Auslösen des Wnkelsignals den Leitungspfad öffnen oder schließen. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Leitungspfade seriell zueinander geschaltet sind und jeder Positionssensor bei Auslösen des Wnkelsignals seinen elektrischen Wderstand um eine Wderstandsdifferenz ändert, die verschieden von der Wderstandsdifferenz ist, um welche die anderen Positionssensoren bei Auslösen 5 des Wnkelsignals ihren Wderstand ändern. It is particularly preferred if the conduction paths are connected in parallel with one another and the position sensors open or close the conduction path when the harmonic signal is triggered. Furthermore, it is preferred if the conduction paths are connected in series with each other and each position sensor upon release of the wnkelsignals changes its electrical resistance to a Wderstandsdifferenz, which is different from the Wderstandsdifferenz by which change the other position sensors when triggered 5 Wnkelsignals their Wderstand.
Schließlich kann das Verfahren fortgebildet werden, indem die Positionssensoren Hallsensoren sind und dass die Stromstärke von zumindest einer Phase der Versorgungsspannung des elektrischen Motors gemessen wird und in Abhängigkeit dieser Stromstärke ein Korrekturwert ermittelt wird, mit dem eine Tempera- i o turdrift der Hallsensoren kompensiert wird, das Signal der Hallsensoren mit diesem Korrekturwert korrigiert wird und das korrigierte Signal ausgegeben wird. Durch diese Fortbildung wird ein temperaturabhängiges Verhalten der Hallsensoren kompensiert, ohne dass hierfür eine separate Leitung oder Sensorik im Bereich der Kommutierung notwendig wäre und auf diese Weise eine präzise An-Finally, the method can be developed by the position sensors are Hall sensors and that the current of at least one phase of the supply voltage of the electric motor is measured and a function of this current strength, a correction value is determined with which a temperature drift drift of the Hall sensors is compensated Signal of the Hall sensors is corrected with this correction value and the corrected signal is output. This further development compensates for a temperature-dependent behavior of the Hall sensors without the need for a separate line or sensor in the area of the commutation and thus a precise detection of
15 Steuerung und Kommutierung des Motors erreicht, ohne den Verkabelungsaufwand zum Anschluss der Förderrolle zu erhöhen. 15 control and commutation of the motor achieved without increasing the cabling effort to connect the conveyor roller.
Hinsichtlich der Fortbildungen und Vorteile dieser Fortbildungen zum erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die voranstehende Erläuterung zu den entsprechend korrespondierenden, gegenständlichen Merkmalen der motorbetriebenen 20 Förderrolle Bezug genommen. With regard to the further developments and advantages of these further developments of the method according to the invention, reference is made to the above explanation of the corresponding corresponding objective features of the motor-driven conveyor roller.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: A preferred embodiment of the invention will be explained with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer motorbetriebenen Förderrolle mit zugehöriger Motorsteuerungselektronik, 1 is a schematic view of a motor-driven conveyor roller with associated engine control electronics,
25 Fig. 2 ein Schaltdiagramm der Anordnung gemäß Fig. 1 , und FIG. 2 is a circuit diagram of the arrangement according to FIG. 1; and FIG
Fig. 3 eine tabellarische Darstellung der Schaltzustände der Schaltung gemäß Fig. 2. Bezug nehmend zunächst auf Fig. 1 ist eine motorbetriebene Förderrolle 1 gezeigt, die in einem Rahmengestell 6 einer Förderstrecke montiert werden kann. Die motorbetriebene Förderrolle ist mittels einer Signal- und Versorgungsleitung 2 mit einer außerhalb der Förderrolle angeordneten Motorsteuerungselektronik 3 verbunden, die ihrerseits Signale aus einer Busleitung 4 zur Ansteuerung der motorbetriebenen Förderrolle empfängt. 3 is a tabular representation of the switching states of the circuit of FIG. 2. Referring first to Fig. 1, there is shown a motorized conveyor roller 1 which can be mounted in a frame 6 of a conveyor line. The motor-driven conveyor roller is connected by means of a signal and supply line 2 with an outside of the conveyor roller motor control electronics 3, which in turn receives signals from a bus line 4 for controlling the motor-driven conveyor roller.
Die motorbetriebene Förderrolle weist einen Rollenkörper 7 auf, in dem ein elektronisch kommutierter Drehstrommotor 5 angeordnet ist, der mittels drei Motorphasen, die jeweils über eine separate Litze 13a-c über die Signal- und Versorgungsleitung zugeführt werden, angetrieben wird. Weiterhin ist in der Signal- und Versorgungsleitung eine Signalleitung, bestehend aus zwei Litzen 11 , 12, geführt und elektrisch isoliert gegen die Motorphasen. The motor-driven conveyor roller has a roller body 7, in which an electronically commutated three-phase motor 5 is arranged, which is driven by means of three motor phases, which are each fed via a separate strand 13a-c via the signal and supply line. Furthermore, in the signal and supply line, a signal line consisting of two strands 11, 12, guided and electrically isolated from the motor phases.
Innerhalb des Rollenkörpers ist die Erdungslitze 12 mit einem leitenden Erdungsbauteil der Förderrolle elektrisch verbunden. Die Litze 11 versorgt hingegen drei Hallsensoren, die über den Umfang des Stators des elektrischen Motors verteilt angeordnet sind, mit einer Versorgungsspannung und kann hierdurch einen Stromdurchfluss durch diese Hallsensoren bewirken. Within the reel body, the grounding wire 12 is electrically connected to a conductive grounding member of the conveyor roller. The strand 11, on the other hand, supplies three Hall sensors, which are distributed over the circumference of the stator of the electric motor, with a supply voltage and can thereby cause a flow of current through these Hall sensors.
Wird ein Hallsensor 21 , 22, 23 durch einen mit dem Aktor verbundenen Magneten erregt, so löst er einen Stromfluss in einer Leitung 21 a, 22a, 23a aus, die mit der Basis eines jeweiligen Transistors 24a, 25a, 26a elektrisch verbunden ist. If a Hall sensor 21, 22, 23 excited by a magnet connected to the actuator, it triggers a current flow in a line 21 a, 22 a, 23 a, which is electrically connected to the base of a respective transistor 24 a, 25 a, 26 a.
Jeder Transistor ist in einem Signalleitungspfad angeordnet und verbindet über seinen Kollektor und Emitter die Versorgungslitze 11 mit dem elektrisch leitenden, über die Litze 12 geerdeten Bauteil der Förderrolle. In jedem der drei Leitungspfade 24, 25, 26 ist weiterhin ein ohmscher Wderstand 24b, 25b, 26b in Serie zu Kollektor und Emitter des jeweiligen Transistors angeordnet. Der Widerstand 24b weist einen Wderstandswert R auf, der Wderstand 25b einen demgegenüber verdoppelten Wderstandswert 2R und der Wderstand 26b weist einen demgegenüber vervierfachten Widerstandswert 4R auf. Die Versorgungsleitung 1 1 , 12 verbindet die motorbetriebene Förderrolle mit einer Motorsteuerung. Diese ist mittels der Litze 12 ebenfalls geerdet und misst mittels einer Strommesseinheit 41 den über die Litzen 11 , 12 fließenden Strom. Dieser Strom hängt von dem Gesamtwiderstand durch die drei parallel zwischen die Litzen 11 und 12 geschalteten Signalleitungspfade 24 - 26 ab und ergibt einen charakteristischen Stromwert, der abhängig von den jeweils Strom leitenden Signalleitungspfaden 24, 25, 26 ist. Each transistor is arranged in a signal line path and connects via its collector and emitter, the supply strand 11 with the electrically conductive, grounded via the strand 12 component of the conveyor roller. In each of the three conduction paths 24, 25, 26, an ohmic Wderstand 24b, 25b, 26b is further arranged in series with the collector and emitter of the respective transistor. The resistance 24b has a resistance value R, the resistance 25b has a resistance value 2R which has been doubled in comparison, and the resistance 26b has a resistance value 4R which is quadrupled relative to this. The supply line 1 1, 12 connects the motor-driven conveyor roller with a motor controller. This is also grounded by means of the stranded wire 12 and measures by means of a current measuring unit 41 the current flowing over the strands 11, 12 current. This current depends on the total resistance through the three signal line paths 24-26 connected in parallel between the strands 11 and 12 and gives a characteristic current value which is dependent on the current-conducting signal line paths 24, 25, 26.
Die Tabelle gemäß Figur 3 zeigt die unterschiedlichen Schaltzustände und entsprechend gemessenen Stromflüsse. Hierbei ist angenommen, dass im Leitungspfad 24 ein Widerstand von 100 Ω eingesetzt ist, im Leitungspfad 25 ein Wderstand 25b von 200 Ω und im Leitungspfad 26 ein Wderstand von 800 Ω eingesetzt ist. Dies ergibt im Fallbeispiel bei Auslösen des Transistors 24a einen Strom von 50 mA, bei Auslösen des Transistors 25a einen Strom von 25 mA und bei Auslösen des Transistors 26a einen Strom von 12,5 mA. Unter der Annahme, dass über die Versorgungsleitung 11 , 12 ein Dauerstrom von 15 mA als Versorgungsstrom fließt, können dann insgesamt acht unterschiedliche Schaltzustände der drei Sensoren erfasst werden, was für eine elektronische Kommutierung eines Drehstrommotors ausreichend ist. The table according to FIG. 3 shows the different switching states and correspondingly measured current flows. Here it is assumed that in the conduction path 24, a resistance of 100 Ω is used in the conduction path 25 Wderstand 25b of 200 Ω and in the conduction path 26 a Wderstand of 800 Ω is used. This results in the case of triggering the transistor 24a a current of 50 mA, when the transistor 25a is triggered, a current of 25 mA and when the transistor 26a is triggered a current of 12.5 mA. Assuming that via the supply line 11, 12 a continuous current of 15 mA flows as a supply current, then a total of eight different switching states of the three sensors can be detected, which is sufficient for an electronic commutation of a three-phase motor.
Es ergibt sich dann eine Berechnungsweise zur Ermittlung, welcher Hallsensor oder welche Hallsensoren ausgelöst sind gemäß der Tabelle in Figur 3. This results in a calculation method for determining which Hall sensor or which Hall sensors are triggered according to the table in FIG. 3.
We aus der Tabelle ersichtlich, kann anhand einer Strommessung eindeutig auf die jeweils ausgelösten Hallsensoren individuell rückgeschlossen werden und auf diese Weise eine Wnkelposition zwischen Aktor und Stator eindeutig bestimmt werden. As can be seen from the table, it is possible to individually deduce the respective triggered Hall sensors on the basis of a current measurement, and in this way a position of rotation between the actuator and the stator can be clearly determined.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Motorbetriebene Förderrolle, umfassend: 1. Motor-driven conveyor roller, comprising:
einen drehbar um eine Achse gelagerten Rollenkörper, a roller body rotatable about an axis,
einen innerhalb des Rollenkörpers angeordneten elektrischen Antriebsmotor, der zum Antrieb des Rollenkörpers mit dem Rollenkörper zur Übertragung eines Drehmoments verbunden ist, an electric drive motor arranged within the roller body, which is connected to the roller body to drive the roller body to transmit a torque,
eine Versorgungsleitung, welche den Antriebsmotor mit elektrischer Energie versorgt, a supply line which supplies the drive motor with electrical energy,
eine elektronische Kommutierungseinheit mit an electronic commutation unit
o einer Winkelmesseinheit mit zumindest zwei, vorzugsweise drei Positionssensoren, die ausgebildet sind, um ein Winkelpositionssignal auszugeben zur Erfassung einer Wnkelposition eines Aktors relativ zu einem Stator des Antriebsmotors, und o an angle measuring unit with at least two, preferably three position sensors, which are designed to output an angular position signal for detecting an angular position of an actuator relative to a stator of the drive motor, and
o mit einer Motorsteuerungselektronik, die mittels einer Signalleitung mit der Wnkelmesseinheit zur Signalübertragung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Positionssensor in einem Signalleitungspfad angeordnet ist, die Signalleitungspfade parallel zueinander geschaltet und mit der Signalleitung verbunden sind, und o with motor control electronics, which is connected to the angle measuring unit for signal transmission by means of a signal line, characterized in that each position sensor is arranged in a signal line path, the signal line paths are connected in parallel to one another and connected to the signal line, and
jeder Signalleitungspfad bei Auslösen des Wnkelpositionssignals eine elektrische Eigenschaft annimmt, die unterschiedlich von der elektrischen Eigenschaft bei Auslösen des Wnkelpositionssignals in einem der anderen Signalleitungspfade ist. each signal line path assumes an electrical property when the angular position signal is triggered that is different from the electrical property when the angular position signal is triggered in one of the other signal line paths.
2. Förderrolle nach Anspruch 1 , 2. conveyor roller according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Eigenschaft ein Ohm 'scher Wderstand ist. characterized in that the electrical property is an ohmic resistance.
3. Förderrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Signalleitungspfad ein elektrischer Widerstand angeordnet ist und jeder elektrische Wderstand eines Signalleitungspfades einen von den elektrischen Wderständen der anderen Signalleitungspfade verschiedenen Wderstandswert hat. 3. Conveyor roller according to claim 1 or 2, characterized in that an electrical resistance is arranged in each signal line path and each electrical resistance of a signal line path has a resistance value that is different from the electrical resistances of the other signal line paths.
Förderrolle nach Anspruch 1 oder 2, Conveyor roller according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Positionssensor ausgebildet ist, um von einem ersten elektrischen Wderstand auf einen zweiten elektrischen Wderstand umzuschalten, wenn eine rotierender Sensorgeber benachbart zum Positionssensor liegt und dass der zweite elektrische Wderstand jedes Positionssensors verschieden von dem zweiten elektrischen Wderstand der anderen Positionssensoren ist. characterized in that each position sensor is designed to switch from a first electrical resistance to a second electrical resistance when a rotating sensor transmitter is adjacent to the position sensor and that the second electrical resistance of each position sensor is different from the second electrical resistance of the other position sensors.
Förderrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Conveyor roller according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung zwei, vorzugsweise genau zwei Litzen umfasst und die Signalleitungspfade diese beiden Litzen miteinander elektrisch verbinden. characterized in that the signal line comprises two, preferably exactly two, strands and the signal line paths electrically connect these two strands to one another.
Förderrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Conveyor roller according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungselektronik außerhalb von dem Rollenkörper angeordnet ist, insbesondere nicht mit dem Rollenkörper mechanisch verbunden ist. characterized in that the motor control electronics is arranged outside of the roller body, in particular is not mechanically connected to the roller body.
Förderrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Conveyor roller according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungselektronik eine Messeinheit zur Messung der Stromstärke des durch die Signalleitung fließenden Stroms umfasst. characterized in that the motor control electronics comprises a measuring unit for measuring the current strength of the current flowing through the signal line.
Förderrolle nach Anspruch 7, Conveyor roller according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungselektronik eine Auswertungseinheit umfasst, die mit der Messeinheit signaltechnisch gekoppelt ist zur Übermittlung der gemessenen Stromstärke und ausgebildet ist, um aus der gemessenen Stromstärke eine Winkelposition zu bestimmen, insbesondere indem characterized in that the motor control electronics comprises an evaluation unit which is coupled to the measuring unit in terms of signals for transmitting the measured current intensity and is designed to determine an angular position from the measured current intensity, in particular in that
die gemessene Stromstärke mit vorgespeicherten Werten, die jeweils einer Wnkelposition zugeordnet sind, verglichen wird und aus dem Vergleich eine Wnkelposition bestimmt wird, oder the measured current intensity is compared with pre-stored values, each of which is assigned to an angular position, and an angular position is determined from the comparison, or
aus der gemessenen Stromstärke durch Anwendung einer Formel eine Wnkelposition berechnet wird. An angular position is calculated from the measured current strength using a formula.
Förderrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Conveyor roller according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungselektronik ausgebildet ist, um aus einer gemessenen Stärke des durch die Signalleitung fließenden Stroms eine relative Wnkelposition zwischen Stators und Aktor zu bestimmen und in Abhängigkeit dieser Wnkelposition die Statorwindungen des elektrischen Motors zur Erzeugung eines Drehmoments und einer kontinuierlichen Rotation des elektrischen Motors anzusteuern. characterized in that the motor control electronics are designed to determine a relative angular position between the stator and the actuator from a measured strength of the current flowing through the signal line and, depending on this angular position, the stator windings of the electric motor to generate a torque and a continuous rotation of the electric motor head for.
Förderrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Conveyor roller according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensoren Hallsensoren sind, die über den Umfang des Stators verteilt sind, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Stators verteilt sind, und mit der Signalleitung und Erde elektrisch verbunden sind, und eine Signalausgabeleitung jedes Hallsensors mit der Basis jeweils eines Transistors verbunden sind, dessen Kollektor mit der Signalleitung und dessen Emitter mit Erde elektrisch verbunden sind, wobei je ein Hallsensor mit einem Transistor einen seriellen Leitungspfad bildet, in dem ein den Leitungspfad charakterisierender Ohm 'scher Wderstand angeordnet ist und die Leitungspfade parallel zueinander die Signalleitung mit Erde elektrisch verbinden, wobei die Hallsensoren vorzugsweise über die zwei Litzen der Signalleitung mit ihrer Versorgungsspannung beaufschlagt werden. characterized in that the position sensors are Hall sensors which are distributed over the circumference of the stator, preferably evenly distributed over the circumference of the stator, and are electrically connected to the signal line and ground, and a signal output line of each Hall sensor is connected to the base of a respective transistor are, whose collector is electrically connected to the signal line and whose emitter is electrically connected to ground, with a Hall sensor with a transistor forming a serial line path in which an ohmic resistance characterizing the line path is arranged and the line paths electrically connect the signal line to ground parallel to one another connect, whereby the Hall sensors are preferably supplied with their supply voltage via the two strands of the signal line.
Förderrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungselektronik eine Temperaturkompensationseinheit umfasst, welche signaltechnisch mit einer Strommesseinheit zur Messung der Stromstärke von zumindest einer Phase der Versorgungsspannung des elektrischen Motors signaltechnisch gekoppelt ist und die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit dieser Stromstärke eine Korrekturwert zu ermitteln, mit dem eine Temperaturdrift der Hallsensoren kompensiert wird, mit diesem Korrekturwert das Signal der Hallsensoren zu korrigieren und das korrigierte Signal auszugeben. Conveyor roller according to one of the preceding claims, characterized in that the motor control electronics comprises a temperature compensation unit, which is coupled in terms of signals to a current measuring unit for measuring the current strength of at least one phase of the supply voltage of the electric motor and which is designed to determine a correction value depending on this current strength, with which a temperature drift of the Hall sensors is compensated, the signal of the Hall sensors is corrected with this correction value and the corrected signal is output.
12. Verfahren zur Kommutierung eines elektronisch kommutierten elektrischen Motors einer Förderrolle, mit den Schritten: 12. Method for commutation of an electronically commutated electric motor of a conveyor roller, with the steps:
Erfassen der Winkelposition zwische Aktor und Stator mittels zumindest zwei, vorzugsweise drei Positionssensoren, insbesondere Hallsensoren, Detecting the angular position between the actuator and stator using at least two, preferably three position sensors, in particular Hall sensors,
Wobei jeder Positionssensor in einem Leitungspfad angeordnet ist, der bei Auslösen des Positionssignals des Positionssensors einen elektrischen Wderstand aufweist, der verschieden von dem elektrischen Wderstand ist, den ein anderer Leitungspfad bei Auslösen des Positionssignals aufweist, Each position sensor is arranged in a line path which, when the position signal of the position sensor is triggered, has an electrical resistance that is different from the electrical resistance that another line path has when the position signal is triggered,
Messen des elektrischen Stroms, der durch die Leitungspfade fließt, Ermitteln des / der ausgelösten Positionssensoren anhand des gemessenen elektrischen Stroms und Measuring the electrical current flowing through the conduction paths, determining the triggered position sensor(s) based on the measured electrical current, and
Selektives Beaufschlagen einer Statorspule mit einer Antriebsspannung zur Erzeugung eines Drehmoments zwischen Aktor und Stator. Selectively applying a drive voltage to a stator coil to generate a torque between the actuator and stator.
13. Verfahren nach Anspruch 12, 13. Method according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungspfade parallel zueinander geschaltet sind und die Positionssensoren bei Auslösen des Wnkelsignals den Leitungspfad öffnen oder schließen. characterized in that the line paths are connected in parallel to one another and the position sensors open or close the line path when the angle signal is triggered.
14. Verfahren nach Anspruch 12, 14. Method according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungspfade seriell zueinander geschaltet sind und jeder Positionssensor bei Auslösen des Wnkelsignals seinen elektrischen Widerstand um eine Widerstandsdifferenz ändert, die verschieden von der Widerstandsdifferenz ist, um welche die anderen Positionssensoren bei Auslösen des Winkelsignals ihren Wderstand ändern. characterized in that the line paths are connected in series to one another and each position sensor when the angle signal is triggered changes its electrical resistance by a resistance difference that is different from the resistance difference by which the other position sensors change their resistance when the angle signal is triggered.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, Method according to claim 12 or 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensoren Hallsensoren sind und dass die Stromstärke von zumindest einer Phase der Versorgungsspannung des elektrischen Motors gemessen wird und in Abhängigkeit dieser Stromstärke ein Korrekturwert ermittelt wird, mit dem eine Temperaturdrift der Hallsensoren kompensiert wird, das Signal der Hallsensoren mit diesem Korrekturwert korrigiert wird und das korrigierte Signal ausgegeben wird. characterized in that the position sensors are Hall sensors and that the current strength of at least one phase of the supply voltage of the electric motor is measured and, depending on this current strength, a correction value is determined, with which a temperature drift of the Hall sensors is compensated, the signal of the Hall sensors is corrected with this correction value and the corrected signal is output.
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