EP4133286A1 - Industrial truck with motor speed detection and asynchronous motor - Google Patents

Industrial truck with motor speed detection and asynchronous motor

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EP4133286A1
EP4133286A1 EP21715806.2A EP21715806A EP4133286A1 EP 4133286 A1 EP4133286 A1 EP 4133286A1 EP 21715806 A EP21715806 A EP 21715806A EP 4133286 A1 EP4133286 A1 EP 4133286A1
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EP
European Patent Office
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motor
motor shaft
magnetic field
industrial truck
field sensors
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Pending
Application number
EP21715806.2A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen KELLER
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Hubtex Maschinenbau GmbH and Co KG
Original Assignee
Hubtex Maschinenbau GmbH and Co KG
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Publication date
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Abstract

The invention relates to an industrial truck (100) comprising a drive unit (1) having a three-phase motor (2) and a motor shaft (3) extending from the three-phase motor (2), and comprising a rotational speed detection device (4) for detecting the rotational speed of the motor shaft for controlling the three-phase motor (2). The rotational speed detection device (4) has at least one magnetic transmitter element (9) and at least three magnetic field sensors (5, 6, 7) arranged radially around the motor shaft (3) in a transverse plane for detecting the rotational speed of the motor shaft (3).

Description

Flurförderzeug mit Motor-Drehzahlerfassung und Asynchronmotor Industrial truck with motor speed measurement and asynchronous motor
Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einer einen Drehstrommotor und eine sich von dem Drehstrommotor erstreckende Motorwelle umfassenden An triebseinheit und mit einer Drehzahlerfassungseinrichtung zum Erfassen der Mo- torwellendrehzahl zur Regelung des Drehstrommotors. Ferner betrifft die Erfin dung einen Drehstrom-Asynchronmotor für ein solches Flurförderzeug. The invention relates to an industrial truck with a drive unit comprising a three-phase motor and a motor shaft extending from the three-phase motor and with a speed detection device for detecting the motor shaft speed for regulating the three-phase motor. Furthermore, the invention relates to a three-phase asynchronous motor for such an industrial truck.
Flurförderzeuge dienen der Ein- und Auslagerung sowie dem Transport von Gü tern und sind in zahlreichen Varianten hinlänglich bekannt. Die vorliegende Erfin- düng ist nicht auf eine besondere Art der Flurförderzeuge begrenzt. Als Beispiele für ein solches Flurförderzeug sei eine Ausgestaltung als ein Niederhubwagen oder als ein Hubmaststapler genannt. Industrial trucks are used for storage and retrieval as well as the transport of goods and are well known in numerous variants. The present invention is not limited to a particular type of industrial truck. Examples of such an industrial truck include a design as a low-lift truck or a lift mast truck.
Drehstrommotoren sind ebenfalls hinlänglich bekannt. Es sollte deutlich sein, dass unter dem Drehstrommotor ein Wechselstrom-Drehstrommotor zu verste hen ist. Vorliegend ist der Drehstrommotor bevorzugt als ein Drehstrom- Asynchron-Elektromotor ausgebildet, welcher zum Antreiben der Antriebsräder in einer Antriebsachse eines Flurförderzeugs eingebaut ist. Ein solcher Motor kann als bürstenloser, elektronisch kommutierter Motor ausgebildet sein, vorliegend handelt es sich bevorzugt um einen Asynchronmotor mit Frequenzumrichter. Der Drehstrommotor weist in der Regel ein Motorgehäuse aus einem ferromagneti- sehen Material auf, insbesondere Stahl, und dient zur Lagerung der Motorwelle. Das Motorgehäuse kann insbesondere auch das Achsgehäuse bilden, wobei der Motorstator in dem Gehäuse fixiert ist und der Motorrotor den Elektromotor durchsetzt und von diesem angetrieben wird. Three-phase motors are also well known. It should be clear that a three-phase motor is to be understood as an AC three-phase motor. In the present case, the three-phase motor is preferably designed as a three-phase asynchronous electric motor, which is installed in a drive axle of an industrial truck to drive the drive wheels. Such a motor can be designed as a brushless, electronically commutated motor; in the present case it is preferably an asynchronous motor with a frequency converter. The three-phase motor usually has a motor housing made of a ferromagnetic view material, especially steel, and is used to support the motor shaft. The motor housing can in particular also form the axle housing, the motor stator being fixed in the housing and the motor rotor penetrating the electric motor and being driven by it.
Unter der Motorwelle ist insbesondere die als Motorrotor dienende Antriebswelle des Drehstrommotors zu verstehen. The motor shaft is to be understood in particular as the drive shaft of the three-phase motor that serves as a motor rotor.
Auch Drehzahlerfassungseinrichtungen zur Regelung des Drehstrommotors sind bekannt. Insbesondere sind optisch oder magnetisch arbeitende Systeme be kannt. In der Regel wird hierbei nach Maßgabe der gewünschten Fahrzeugge schwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrtrichtung, mittels eines Drehzahlsensors, wie eines Drehgebers, der Ist-Drehzustand der Motorwelle er fasst und ein Ausgangssignal beispielsweise an einen Antriebsinverter des Motors zurückgeführt. Eine solche Drehzahlrückführung wird bei bekannten Antriebsein heiten üblicherweise an einem Lager, insbesondere mit einem sogenannten Drehzahlsensorlager umgesetzt. Zur Erfassung der Drehzahl wird hierbei ein Mo torlager als Drehzahlsensorlager ausgeführt und verwendet, wobei ein an dem Drehzahlsensorlager erfasstes inkrementeiles Signal zu einer Drehzahlregelungs einrichtung ausgegeben wird. Speed detection devices for regulating the three-phase motor are also known. In particular, optically or magnetically operating systems are known. As a rule, depending on the desired vehicle speed, vehicle acceleration and / or direction of travel, the actual rotational state of the motor shaft is recorded by means of a speed sensor, such as a rotary encoder, and an output signal is fed back, for example, to a drive inverter of the motor. Such a speed feedback is usually implemented in known drive units on a bearing, in particular with a so-called speed sensor bearing. To detect the speed, a motor bearing is designed and used as a speed sensor bearing, an incremental signal detected at the speed sensor bearing being output to a speed control device.
Es hat sich hierbei jedoch gezeigt, dass die Ausgangssignale solcher Dreh zahlsensorlager oftmals gestört waren, so dass eine zuverlässige Istwert- Erfassung des Drehzustandes der Motorwelle nicht gewährleistet werden konnte. Insbesondere bei integrierten Antriebsmotoren ist jedoch die zuverlässige Erfas sung des Drehzustandes einer Antriebswelle wichtig, damit eine zuverlässige An triebssteuerung realisiert werden kann. Ferner ist für autonom fahrende Fahr zeuge, welche heutzutage immer mehr nachgefragt werden, eine zuverlässige und sichere Steuerung und Regelung der Antriebseinheit. It has been shown here, however, that the output signals of such speed sensor bearings were often disturbed, so that a reliable actual value detection of the rotational state of the motor shaft could not be guaranteed. In particular with integrated drive motors, however, reliable detection of the rotational state of a drive shaft is important so that reliable drive control can be implemented. Furthermore, for autonomous vehicles, which are increasingly in demand nowadays, a reliable and safe control and regulation of the drive unit.
Darüber hinaus sind solche Drehzahlsensorlager jedoch in ihrer Konstruktion, insbesondere hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Anordnung, besonders aufwän dig und komplex. Insbesondere solche Drehzahlsensorlager, welche in einem ei genen Gehäuseteil angeordnet sind, erfordern einen relativ großen Aufwand in Herstellung sowie bei einer Wartung oder Reparatur. Insbesondere aufgrund ih- rer Einbausituation sind solche Drehzahlsensorlager von außen relativ schlecht zugänglich und können zumeist nur mit relativ großem Aufwand repariert oder ausgetauscht werden. Hieraus folgt, dass Flurförderzeuge mit solchen Sensorla gern in der Herstellung und im Betrieb relativ kostenintensiv sind. In addition, however, such speed sensor bearings are particularly expensive and complex in their construction, in particular with regard to their structure and their arrangement. In particular, such speed sensor bearings, which are arranged in an own housing part, require a relatively large amount of effort in production and in maintenance or repair. In particular due to their Such speed sensor bearings are relatively difficult to access from the outside and can usually only be repaired or replaced with relatively great effort. It follows that industrial trucks with such Sensorla like to manufacture and operate are relatively cost-intensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Flurförderzeug bereitzustel len, das zumindest einen der oben genannten Nachteile verbessert und insbe sondere eine sichere und wartungsfreundliche Antriebseinheit ermöglicht. The object of the present invention is therefore to provide an industrial truck that improves at least one of the disadvantages mentioned above and in particular enables a safe and maintenance-friendly drive unit.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Flurförderzeug mit den Merk malen des Hauptanspruchs sowie durch einen Drehstrom-Asynchronmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart. The invention solves the problem posed by an industrial truck with the characteristics of the main claim and by a three-phase asynchronous motor with the features of claim 11. Advantageous embodiments and developments of the invention are disclosed in the dependent claims, the description and the figures.
Erfindungsgemäß weist die Drehzahlerfassungseinrichtung mindestens ein an der Motorwelle angeordnetes magnetisches Geberelement, insbesondere mindestens einen Permanentmagnet, und mindestens drei, insbesondere an der Motorwelle umfangsseitig, in einer Querebene radial um die Motorwelle angeordnete Mag netfeldsensoren zum Erfassen der Drehzahl der Motorwelle auf. Dadurch ist die Drehzahlerfassung besonders sicher und zuverlässig ausgebildet. Insbesondere können zwei der drei Sensoren als Ersatzsensoren fungieren, indem diese erst dann aktiviert werden bzw. die Motorwellendrehzahl erst dann erfassen, wenn der mindestens eine andere Sensor eine Störung aufweist oder ausfällt. Insbe sondere kann ein erster Magnetfeldsensor als ein aktiver Sensor betrieben wer den, welcher die Daten zur Regelung des Drehstrommotors ausgibt, während die anderen beiden Magnetfeldsensoren nicht zur Regelung herangezogen werden, sondern als Redundanzmittel dienen. Die beiden nicht aktiven Drehzahlsensoren bilden hierbei insbesondere eine passive Redundanz und werden insbesondere erst aktiv, wenn der erste Magnetfeldsensor eine Störung aufweist oder ausgefal len ist. Alternativ oder zusätzlich können die beiden anderen Sensoren bzw. de ren Erfassungssignale zu Vergleichszwecken herangezogen werden, um eine mögliche Störung des Systems besonders schnell erfassen zu können. Zur Bestimmung der Rotorlage der Motorwelle, insbesondere des Motorrotors kommt vorliegend eine Kombination aus bzw. eine Wirkverbindung zwischen mindestens einem als das Geberelement ausgebildeten Magnet und den mindes tens drei Magnetfeldsensoren zum Einsatz, wobei der mindestens eine Magnet mit dem Rotor verbunden ist und ein Messmagnetfeld erzeugt, in dem die Mag netfeldsensoren jeweils angeordnet sind. Dabei sind die Magnetfeldsensor orts fest und der Magnet drehfest mit dem Rotor verbunden, sodass der Magnet mits amt seinem Messmagnetfeld relativ zu den Magnetfeldsensoren rotiert. Der Mag net kann insbesondere als ein Permanentmagnet ausgebildet sein, beispielsweise als ein Ringmagnet. Durch die Magnetfeldsensoren kann der Winkel des Mess magnetfeldes bestimmt werden, sodass auf die Lage des Rotors geschlossen werden kann. Dadurch ist ein besonders sicheres Erfassen der Drehzahl sowie eine schnelle Austauschbarkeit der Erfassungsvorrichtung ermöglicht. Insbeson dere sind die mindestens drei außen um die Motorwelle angeordneten Magnet feldsensoren von außen in besonders einfacher Weise zugänglich. Ferner ist ein solcher Drehzahlsensor in seiner Funktion dauerhaft sicher und zuverlässig, so dass ein prozesssicherer Betrieb der Antriebseinheit des Flurförderzeugs ermög licht ist. Die Drehzahlsensoren können beispielsweise jeweils als ein magnetba sierter Sensor ausgebildet sein, welcher eine inkrementeile A/B-Spur mit einer definierten Anzahl von Impulsen pro Motorumdrehung ausgibt. According to the invention, the speed detection device has at least one magnetic sensor element arranged on the motor shaft, in particular at least one permanent magnet, and at least three, in particular on the motor shaft circumferentially, in a transverse plane arranged radially around the motor shaft, magnetic field sensors for detecting the speed of the motor shaft. As a result, the speed detection is designed to be particularly safe and reliable. In particular, two of the three sensors can function as replacement sensors in that they are only activated or the engine shaft speed is only detected when the at least one other sensor has a fault or fails. In particular, a first magnetic field sensor can be operated as an active sensor who outputs the data for regulating the three-phase motor, while the other two magnetic field sensors are not used for regulation, but rather serve as redundancy means. The two inactive speed sensors in particular form a passive redundancy and in particular only become active when the first magnetic field sensor has a fault or has failed. Alternatively or additionally, the two other sensors or their detection signals can be used for comparison purposes in order to be able to detect a possible malfunction of the system particularly quickly. To determine the rotor position of the motor shaft, in particular of the motor rotor, a combination of or an operative connection between at least one magnet designed as the transmitter element and the at least three magnetic field sensors is used, the at least one magnet being connected to the rotor and generating a measuring magnetic field , in which the Mag netfeldsensoren are each arranged. The magnetic field sensors are fixed in place and the magnet is non-rotatably connected to the rotor, so that the magnet rotates together with its measuring magnetic field relative to the magnetic field sensors. The Mag net can in particular be designed as a permanent magnet, for example as a ring magnet. The angle of the measuring magnetic field can be determined by the magnetic field sensors, so that conclusions can be drawn about the position of the rotor. This enables particularly reliable detection of the rotational speed and rapid interchangeability of the detection device. In particular, the at least three magnetic field sensors arranged on the outside around the motor shaft are accessible from the outside in a particularly simple manner. Furthermore, such a speed sensor is permanently safe and reliable in its function, so that reliable operation of the drive unit of the industrial truck is made possible. The speed sensors can each be designed, for example, as a magnet-based sensor which outputs an incremental A / B track with a defined number of pulses per motor revolution.
Vorzugsweise sind die Magnetfeldsensoren in Umfangsrichtung der Motorwelle gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die Magnetfeldsensoren können beispiels weise in einem gleichen umfangsseitigen Abstand zueinander angeordnet sein, beispielsweise bei drei Magnetfeldsensoren jeweils in einem Winkel um die Mo torwelle von 120 Grad. Besonders bevorzugt sind die mindestens drei Magnet feldsensoren in einem Winkel um die Motorwelle von 60 Grad zueinander ange ordnet. Dadurch ist ein besonders sicheres Erfassen der Drehzahl der Motorwelle ermöglicht. Insbesondere können die Sensoren dadurch von außen schnell zu gänglich sein und somit in besonders einfacher Weise bei einer Störung ausge tauscht werden. The magnetic field sensors are preferably arranged to be distributed uniformly in the circumferential direction of the motor shaft. The magnetic field sensors can, for example, be arranged at the same circumferential distance from one another, for example with three magnetic field sensors at an angle around the motor shaft of 120 degrees. The at least three magnetic field sensors are particularly preferably arranged at an angle to the motor shaft of 60 degrees to one another. This enables the speed of the motor shaft to be recorded particularly reliably. In particular, the sensors can thus be quickly accessed from the outside and can thus be exchanged in a particularly simple manner in the event of a fault.
Vorzugsweise sind die mindestens drei Magnetfeldsensoren zur Motorwelle koaxi al angeordnet. Insbesondere können die Magnetfeldsensoren jeweils in einem gleichen umfangsseitigen Abstand zueinander angeordnet sein. Dadurch ist eine besonders voreilhafte Erreichbarkeit eines jeden einzelnen Magnetfeldsensors von außen möglich. The at least three magnetic field sensors are preferably arranged coaxially to the motor shaft. In particular, the magnetic field sensors can each be arranged at the same circumferential distance from one another. This is a Particularly premature accessibility of each individual magnetic field sensor from the outside possible.
Vorzugsweise sind die mindestens drei Magnetfeldsensor in einem Bereich eines lagerlosen Abschnitts der Motorwelle angeordnet. Das bedeutet insbesondere, dass die Motorwelle im Bereich der Magnetfeldsensoren kein Lager bzw. keine Lagerung aufweist. Insbesondere sind die drei Magnetfeldsensoren nicht radial benachbart zu einem Lager der Motorwelle angeordnet. Dadurch können insbe sondere durch das Lager induzierte Störeinflüsse auf die Magnetfeldsensoren vermieden werden. The at least three magnetic field sensors are preferably arranged in an area of a bearingless section of the motor shaft. This means in particular that the motor shaft has no bearing or bearing in the area of the magnetic field sensors. In particular, the three magnetic field sensors are not arranged radially adjacent to a bearing of the motor shaft. As a result, interference on the magnetic field sensors induced by the bearing can be avoided.
Besonders bevorzugt sind die Magnetfeldsensoren jeweils als ein Hallsensor aus gebildet. Hallsensoren bieten insbesondere den Vorteil, dass sie sehr unempfind lich gegen Schmutz und Wasser sind, soweit diese nicht-ferromagnetische Be standteile enthalten. The magnetic field sensors are particularly preferably each formed as a Hall sensor. Hall sensors offer the particular advantage that they are very insensitive to dirt and water, provided they contain non-ferromagnetic components.
Vorzugsweise sind die mindestens drei Magnetfeldsensoren jeweils in eine Auf nahme, insbesondere ein Lagerschild des Motorgehäuses eingesetzt oder inte griert. Dadurch ist die Drehzahlerfassungseinrichtung besonders kompakt und platzsparend ausgebildet. The at least three magnetic field sensors are preferably each used or integrated in a receptacle, in particular a bearing plate, of the motor housing. As a result, the speed detection device is designed to be particularly compact and space-saving.
Vorzugsweise weist die Drehzahlerfassungseinrichtung ein mit der Motorwelle, vorzugsweise in der Querebene drehfest verbundenes Zahnrad auf, wobei die Magnetfeldsensoren radial zu dem Zahnrad angeordnet sind. Das Zahnrad kann insbesondere mindestens ein Geberelement aufweisen oder selbst als ein solches ausgebildet sein. Das Zahnrad ist bevorzugt derart gestaltet, dass ein von oder an ihm erzeugtes Magnetfeld generierbar ist, welches der Drehung der Motorwel le folgt. Das Magnetfeld kann in Umfangsrichtung um die Motorwelle fluktuiert sein. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Zahnrad eine Mehrzahl von Permanentmagneten aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt um das Zahnrad verteilt angeordnet sind. Der beispielsweise als Hallsensor ausgebil dete aktive Magnetfeldsensor tastet hierbei bevorzugt das mit der Motorwelle verbundene Zahnrad ab und kann dadurch eine inkrementeile A/B-Spur mit einer definierten Anzahl von Impulsen pro Motorumdrehung ausgeben. Ferner sind die Magnetfeldsensoren bei einer solchen Anordnung von außen weiterhin aus- tauschbar und besonders störunanfällig, wodurch ein prozesssicherer Betrieb des Motors gewährleistet ist. The speed detection device preferably has a gearwheel which is connected to the motor shaft in a rotationally fixed manner, preferably in the transverse plane, the magnetic field sensors being arranged radially to the gearwheel. The gearwheel can in particular have at least one transmitter element or can itself be designed as such. The gear is preferably designed in such a way that a magnetic field generated by or on it can be generated, which follows the rotation of the motor shaft. The magnetic field can fluctuate in the circumferential direction around the motor shaft. This can be achieved, for example, in that the gear has a plurality of permanent magnets which are distributed around the gear in the circumferential direction. The active magnetic field sensor, for example designed as a Hall sensor, preferably scans the gear connected to the motor shaft and can thereby output an incremental A / B track with a defined number of pulses per motor revolution. Furthermore, with such an arrangement, the magnetic field sensors can still be switched off from the outside. exchangeable and particularly not susceptible to failure, which guarantees reliable operation of the motor.
Vorzugsweise ist das mindestens eine magnetische Geberelement an dem Zahn rad oder einem Zahnsegment des Zahnrads angeordnet. Bevorzugt weist das Zahnrad oder ein Zahnsegment des Zahnrads als Geberelement einen Magnet ring auf, der mit dem mindestens einen aktiven Magnetfeldsensor in Wirkverbin dung steht. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Zahnrad insgesamt achtzig Zahnsegmente auf. Dadurch ist ein besonders sicherer Betrieb der Dreh- zahlerfassungseinrichtung ermöglicht. The at least one magnetic transmitter element is preferably arranged on the toothed wheel or on a toothed segment of the toothed wheel. The gearwheel or a toothed segment of the gearwheel preferably has a magnetic ring as a transmitter element, which is in active connection with the at least one active magnetic field sensor. In a preferred embodiment, the gear has a total of eighty tooth segments. This enables particularly safe operation of the rotational speed detection device.
Vorzugsweise ist das mindestens eine magnetische Geberelement, beispielsweise der Magnetring, in das Zahnrad oder Zahnsegment eingebettet. Dadurch ist ein besonders sicherer Betrieb sowie eine besonders kompakte Ausgestaltung der Drehzahlerfassungseinrichtung ermöglicht. The at least one magnetic transmitter element, for example the magnetic ring, is preferably embedded in the gearwheel or toothed segment. This enables particularly safe operation and a particularly compact design of the rotational speed detection device.
Vorzugsweise bildet der Drehstrommotor einen Fahrmotor des Flurförderzeugs. Insbesondere kann der Drehstrommotor zum Antreiben der Antriebsräder in ei ner Antriebsachse eines Flurförderzeugs eingebaut sein. Dadurch ist ein beson ders sicheres, zuverlässiges und kompaktes System ermöglicht. The three-phase motor preferably forms a traction motor of the industrial truck. In particular, the three-phase motor for driving the drive wheels can be installed in a drive axle of an industrial truck. This enables a particularly safe, reliable and compact system.
Erfindungsgemäß ist ein Drehstrom-Asynchronmotor für ein Flurförderzeug mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen. According to the invention, a three-phase asynchronous motor for an industrial truck with the features according to one of claims 1 to 10 is provided.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren nä her erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten. Es zeigen schematisch: An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the figures. The same reference symbols denote the same components. They show schematically:
Figur 1 - ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit eines Flurför derzeugs in einer Längsschnittansicht; und Figure 1 - a detail of a drive unit according to the invention of a Flurför derzeugs in a longitudinal sectional view; and
Figur 2 - ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Drehstrommotors in einer Querschnittansicht. In der Figur 1 ist eine Antriebseinheit 1 eines nicht näher dargestellten Flurför derzeugs 100 in einer Längsschnittansicht gezeigt. Die Antriebseinheit 1 umfasst insbesondere einen Drehstrommotor 2 und eine Motorwelle 3. Figure 2 - a detail of a three-phase motor according to the invention in a cross-sectional view. In the figure 1, a drive unit 1 of a not shown Flurför derzeugs 100 is shown in a longitudinal sectional view. The drive unit 1 comprises in particular a three-phase motor 2 and a motor shaft 3.
Der Drehstrommotor 2 ist vorliegend als ein Drehstrom-Asynchronmotor 200 ausgebildet, welcher als Fahrantrieb des Flurförderzeugs 100 verwendet wird. Der Drehstrommotor 2 weist insbesondere ein Motorgehäuse 10 und einen darin angeordneten Motorteil 12 auf. Die Motorwelle 3 erstreckt sich durch den Motor teil 12 und ist unter anderem über ein Lager 11 gegenüber dem Motorgehäuse 10 gelagert. In the present case, the three-phase motor 2 is designed as a three-phase asynchronous motor 200, which is used as the travel drive of the industrial truck 100. The three-phase motor 2 has, in particular, a motor housing 10 and a motor part 12 arranged therein. The motor shaft 3 extends through the motor part 12 and is supported, inter alia, via a bearing 11 relative to the motor housing 10.
In einem außerhalb des Motorteils 12 angeordneten Bereich der Antriebseinheit 1 ist eine Drehzahlerfassungseinrichtung 4 vorgesehen. Die Drehzahlerfassungsein richtung 4 dient zur Regelung der Drehzahl des Drehstrommotors. Dazu wird die Drehzahl der Motorwelle 3 mittels der Drehzahlerfassungseinrichtung 4 erfasst und ein entsprechendes Signal an einen nicht dargestellten Antriebsinverter zur Ansteuerung des Motorteils 12 gesendet bzw. zurückgeführt. Die Signale, welche durch eine Steuerung ausgewertet werden, sind beispielweise erforderlich, um Schutzfelder von an dem Fahrzeug 100 verbauten Personenschutz-Scannern um zuschalten. A speed detection device 4 is provided in an area of the drive unit 1 arranged outside the motor part 12. The speed detection device 4 is used to control the speed of the three-phase motor. For this purpose, the speed of the motor shaft 3 is detected by means of the speed detection device 4 and a corresponding signal is sent or fed back to a drive inverter (not shown) for controlling the motor part 12. The signals that are evaluated by a controller are required, for example, to switch on protective fields of personal protection scanners installed on the vehicle 100.
Die Drehzahlerfassungseinrichtung 4 ist insbesondere in einem Abschnitt 31 der Motorwelle 3 angeordnet, in dem die Motorwelle 3 kein Lager aufweist. Zwar ist vorliegend axial benachbart zum Abschnitt 31 ein Lager 11 vorgesehen, nicht jedoch im Abschnitt 31. Zur Erfassung der Drehzahl der Motorwelle 3 umfasst die Drehzahlerfassungseinrichtung 4 vorliegend drei radial von der Motorwelle 3 be- abstandet angeordnete Magnetfeldsensor 5, 6, 7. Wie insbesondere in Figur 2 erkennbar, sind die Magnetfeldsensor 5, 6, 7 koaxial zur Motorwelle 3 und in Um fangsrichtung der Motorwelle 3 in einem Winkel zueinander von etwa 60 Grad angeordnet. Durch die Anordnung aller drei Sensoren 5, 6, 7 auf einer Hälfte der Motorwelle 3 sind diese beispielsweise in besonders einfacher Weise austausch bar. The speed detection device 4 is arranged in particular in a section 31 of the motor shaft 3 in which the motor shaft 3 has no bearing. In the present case, a bearing 11 is provided axially adjacent to section 31, but not in section 31. To detect the speed of the motor shaft 3, the speed detection device 4 comprises three magnetic field sensors 5, 6, 7 arranged radially spaced from the motor shaft 3, as in particular As can be seen in FIG. 2, the magnetic field sensors 5, 6, 7 are arranged coaxially to the motor shaft 3 and in the circumferential direction of the motor shaft 3 at an angle of approximately 60 degrees to one another. By arranging all three sensors 5, 6, 7 on one half of the motor shaft 3, they can be exchanged, for example, in a particularly simple manner.
Die drei Magnetfeldsensoren 5, 6, 7 sind vorliegend jeweils als ein Hallsensor ausgebildet und in einer Aufnahme bzw. einem Lageschild des Motorgehäuses 10 angeordnet. Hierbei sind stets zwei der drei Hallsensoren 5, 6, 7 für einen Notfall vorgesehen, insbesondere wenn einer der Hallsensoren 5, 6, 7 ausfallen sollte. Das bedeutet, das System ist zweifach redundant ausgebildet. Insbesondere kann ein erster Hallsensor 5 aktiv zur Drehzahlrückführung zum Antriebsinverter genutzt werden, während die beiden anderen Hallsensoren 6, 7 zur redundanten Drehzahlerfassung und/oder erst im Falle eines Ausfalls oder einer Störung des ersten Hallsensors 5 eingesetzt werden. In the present case, the three magnetic field sensors 5, 6, 7 are each designed as a Hall sensor and in a receptacle or a position plate of the motor housing 10 arranged. Two of the three Hall sensors 5, 6, 7 are always provided for an emergency, in particular if one of the Hall sensors 5, 6, 7 should fail. This means that the system is designed with two redundancies. In particular, a first Hall sensor 5 can be actively used for speed feedback to the drive inverter, while the other two Hall sensors 6, 7 are used for redundant speed detection and / or only in the event of a failure or malfunction of the first Hall sensor 5.
Durch den Einsatz von drei Hallsensoren 5, 6, 7 pro Drehstrommotor 2 ist eine Redundanz gegeben, welche ein besonders sicheres Steuerungssystem des Dreh strommotors 2 und insbesondere für ein autarkes bzw. computergesteuertes des Fahrzeugs 100 erforderlich ist. Insbesondere um den Drehstrommotor 2 bei fah rerlosen bzw. autark fahrenden Transportfahrzeugen 100 einsetzen zu können, ist ein derartig sicheres System erforderlich. Dadurch kann insbesondere den sicherheitsbezogenen Anforderungen zum automatischen Fahren, insbesondere der DIN EN ISO 13849, entsprochen werden. The use of three Hall sensors 5, 6, 7 per three-phase motor 2 provides redundancy which is required for a particularly safe control system of the three-phase motor 2 and in particular for an autonomous or computer-controlled vehicle 100. In particular, in order to be able to use the three-phase motor 2 in driverless or self-sufficient transport vehicles 100, such a safe system is required. This means that the safety-related requirements for automatic driving, in particular DIN EN ISO 13849, can be met.
Bei der gezeigten Ausgestaltung weist die Drehzahlerfassungseinrichtung 4 zu sätzlich ein mit der Motorwelle 3 verbundenes Zahnrad 8 auf, wobei die Hallsensoren 5, 6, 7 radial zu dem Zahnrad 8 angeordnet sind. Das Zahnrad 8 weist mehrere Zahnsegmente 81 auf, welche jeweils einen mit den Hallsensoren 5, 6, 7 in Wirkverbindung bringbare Magnete 9 aufweisen. Bei einer besonderen Ausgestaltung kann auch ein Magnetring 9 vorgesehen sein. Dieser Magnetring 9 kann insbesondere in das Zahnrad 8 oder in das Zahnsegment 81 eingebettet sein. In the embodiment shown, the speed detection device 4 also has a gear 8 connected to the motor shaft 3, the Hall sensors 5, 6, 7 being arranged radially to the gear 8. The gear wheel 8 has several tooth segments 81, each of which has a magnet 9 that can be brought into operative connection with the Hall sensors 5, 6, 7. In a special embodiment, a magnetic ring 9 can also be provided. This magnetic ring 9 can in particular be embedded in the gear wheel 8 or in the tooth segment 81.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Insbesondere der Auf bau des Drehstrommotors kann - ohne den Kern der Erfindung zu verändern - durchaus modifiziert sein. Bezuaszeichenliste: It should be clear that the scope of protection of the present invention is not limited to the exemplary embodiments described. In particular, the construction of the three-phase motor can - without changing the essence of the invention - be modified. Reference list:
1 Antriebseinheit 1 drive unit
2 Drehstrommotors 2 three-phase motors
3 Motorwelle 3 motor shaft
31 Abschnitt 31 section
4 Drehzahlerfassungseinrichtung 4 speed detection device
5 Magnetfeldsensor 5 magnetic field sensor
6 Magnetfeldsensor 6 magnetic field sensor
7 Magnetfeldsensor 7 magnetic field sensor
8 Zahnrad 8 gear
81 Zahnsegment 81 tooth segment
9 Magnet, Magnetring 9 magnet, magnetic ring
10 Motorgehäuse 10 motor housing
11 Lager 11 bearings
100 Flurförderzeug 100 industrial truck
200 Drehstrom-Asynchronmotor a Winkel 200 three-phase asynchronous motor a angle

Claims

Patentansprüche: Patent claims:
1. Flurförderzeug (100) mit einer einen Drehstrommotor (2) und eine sich von dem Drehstrommotor (2) erstreckende Motorwelle (3) umfassenden An triebseinheit (1), und einer Drehzahlerfassungseinrichtung (4) zum Erfassen der Motorwellendrehzahl zur Regelung des Drehstrommotors (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlerfassungseinrichtung (4) mindestens ein an der Motorwelle (3) angeordnetes magnetisches Geberelement (9) und mindestens drei in einer Querebene radial um die Motorwelle (3) angeordnete Magnetfeldsensoren (5, 6, 7) zum Erfassen der Drehzahl der Motorwelle (3) aufweist. 1.Forklift truck (100) with a three-phase motor (2) and a motor shaft (3) extending from the three-phase motor (2) comprehensive drive unit (1), and a speed detection device (4) for detecting the motor shaft speed to control the three-phase motor (2 ), characterized in that the speed detection device (4) has at least one magnetic sensor element (9) arranged on the motor shaft (3) and at least three magnetic field sensors (5, 6, 7) arranged radially around the motor shaft (3) in a transverse plane for detecting the Having the speed of the motor shaft (3).
2. Flurförderzeug (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Magnetfeldsensoren (5, 6, 7) in einem Winkel (a) um die Motorwelle (3) von 60 Grad zueinander angeordnet sind. 2. Industrial truck (100) according to claim 1, characterized in that the at least three magnetic field sensors (5, 6, 7) are arranged at an angle (a) around the motor shaft (3) of 60 degrees to one another.
3. Flurförderzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Magnetfeldsensoren (5, 6, 7) zur Motorwelle (3) koaxial angeordnet sind. 3. Industrial truck (100) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the at least three magnetic field sensors (5, 6, 7) are arranged coaxially to the motor shaft (3).
4. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Magnetfeldsensoren (5, 6, 7) in einem Bereich eines lagerlosen Abschnitts (31) der Motorwelle (3) angeord net sind. 4. Industrial truck (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least three magnetic field sensors (5, 6, 7) are net angeord in an area of a bearingless section (31) of the motor shaft (3).
5. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der mindestens drei Magnetfeldsensoren (5, 6, 7) als ein Hallsensor ausgebildet ist. 5. Industrial truck (100) according to one of the preceding claims, characterized in that each of the at least three magnetic field sensors (5, 6, 7) is designed as a Hall sensor.
6. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der mindestens drei Magnetfeldsensoren (5, 6, 7) in eine Aufnahme, insbesondere ein Lagerschild des Motorgehäuses (10) eingesetzt oder integriert ist. 6. Industrial truck (100) according to one of the preceding claims, characterized in that each of the at least three magnetic field sensors (5, 6, 7) is inserted or integrated into a receptacle, in particular a bearing plate of the motor housing (10).
7. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlerfassungseinrichtung (4) ein mit der Motorwelle (3) verbundenes Zahnrad (8) aufweist, und die mindestens drei Magnetfeldsensoren (5, 6, 7) radial zu dem Zahnrad (8) angeordnet sind. 7. Industrial truck (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the speed detection device (4) has a gear (8) connected to the motor shaft (3), and the at least three magnetic field sensors (5, 6, 7) radially to the Gear (8) are arranged.
8. Flurförderzeug (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine magnetisches Geberelement (9) an dem Zahnrad (8) oder einem Zahnsegment (81) des Zahnrads (8) angeordnet ist. 8. Industrial truck (100) according to claim 7, characterized in that the at least one magnetic transmitter element (9) is arranged on the gear (8) or a toothed segment (81) of the gear (8).
9. Flurförderzeug (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine magnetisches Geberelement (9) in das Zahnrad (8) oder Zahnsegment (81) eingebettet ist. 9. Industrial truck (100) according to claim 8, characterized in that the at least one magnetic transmitter element (9) is embedded in the gearwheel (8) or toothed segment (81).
10. Flurförderzeug (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstrommotor (2) einen Fahrmotor des Flur förderzeugs (100) bildet. 10. Industrial truck (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the three-phase motor (2) forms a traction motor of the floor conveyor (100).
11. Drehstrom-Asynchronmotor (200) für ein Flurförderzeug (100) mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 10. 11. Three-phase asynchronous motor (200) for an industrial truck (100) having the features according to one of claims 1 to 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114069979A (en) * 2021-11-22 2022-02-18 北京卫星环境工程研究所 Electric control system of electric tool for space on-orbit maintenance
CN114814294A (en) * 2022-04-26 2022-07-29 佛山市川东磁电股份有限公司 Sensor testing device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5953503B2 (en) * 1978-07-25 1984-12-25 三菱電機株式会社 rotation detection device
DE19949106C2 (en) 1999-10-12 2002-07-18 Roland Man Druckmasch Method for measuring speed and device for carrying out the method
DE102010049169A1 (en) 2010-10-21 2012-04-26 Still Gmbh Method for controlling a rotary electric machine of a mobile working machine
WO2018021236A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 Reaction wheel device
JP6648687B2 (en) * 2016-12-27 2020-02-14 株式会社豊田自動織機 Method and apparatus for detecting motor speed in industrial vehicle

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