WO2022171358A1 - Electric motor having an electromagnetically actuatable brake - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electric motor with an electromagnetically actuable brake.
- a brake can be actuated electromagnetically.
- DE 102014 000 196 A1 discloses a brake arrangement having an electromagnetically actuable spring-loaded brake.
- the invention is therefore based on the object of improving the operational reliability of an electric motor.
- the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
- the brake has a manual release lever, with the brake being released or applied in a first rotational position of the manual release lever depending on whether a coil of the brake is energized or not energized, with the manual release lever being released or engaged in a second rotational position of the manual release lever the brake is released, in particular independently of the energization or non-energization of the coil of the brake, a distance sensor for detecting the rotational position of the manual release lever being arranged on the electric motor.
- the advantage here is that the rotational position of the manual release lever can be monitored and the operational safety can thus be guaranteed and improved.
- a well-defined Safe operation can be guaranteed during the transition from manual release mode to normal operation by starting normal operation with the coil energized and the brake thus released.
- the two operating modes do not work in opposite directions during the transition, but work together undisturbed.
- the manual release lever has to be brought into the first rotational position against the spring force of spring elements of the brake.
- the distance detected by the distance sensor between the distance sensor and the manual release lever or between the distance sensor and a plate part connected to the manual release lever is smaller in the first rotary position of the manual release lever than in the second rotary position of the manual release lever.
- the distance detected by the distance sensor is provided in the axial direction.
- the advantage here is that a simple detection of the distance can be carried out.
- the manual release lever is mounted so as to be rotatable about an axis of rotation which is directed radially in relation to the axis of rotation of the rotor shaft of the motor, ie in particular is aligned in the radial direction.
- the distance sensor is connected to a holding part, in particular held by a holding part, the holding part being held at a distance from the housing of the motor, in particular from a first flange part of the motor, by means of bolts, in particular spacer bolts.
- the bolts are aligned axially and spaced apart from the distance sensor in the circumferential direction.
- the distance sensor has enough space available.
- the plate part connected to the manual release lever is a stamped part, in particular a flat plate part, the normal of the flat plate part being aligned parallel to the axial direction.
- the advantage here is that the distance sensor is spaced apart from the manual release lever in the circumferential direction and thus sufficient space is available for actuating the manual release lever.
- the circumferential angle area covered by the distance sensor in the circumferential direction in particular in relation to the axis of rotation of the rotor shaft, is spaced apart from the circumferential angle area covered by that area of the manual release lever in the circumferential direction, which covers the same radial distance area as the distance sensor, in particular with the distance sensor having a cylindrical volume covered and the associated cylinder axis is aligned parallel to the axial direction.
- the advantage here is that the distance sensor is spaced apart from the manual release lever in the circumferential direction and thus sufficient space is available for actuating the manual release lever.
- the manual release lever is connected via a joint to a limiting means which is arranged to be displaceable in the axial direction and acts as an axial limit for an anchor disk of the brake.
- a limiting means which is arranged to be displaceable in the axial direction and acts as an axial limit for an anchor disk of the brake.
- the armature disk is arranged in a rotationally fixed but axially displaceable manner relative to the magnet body of the brake and/or to the housing of the motor, with a brake pad carrier being rotationally fixed to the rotor shaft but axially displaceable, with the armature disk being arranged axially between the magnet body and the brake pad carrier , wherein a coil is accommodated in the magnetic body, in particular in a recess of the magnetic body, in particular, the brake pad carrier being arranged axially between a braking surface formed on the flange part, in particular a finely ground braking surface.
- the armature disk when the manual release lever is in the first rotational position, when the coil is energized, the armature disk is pulled towards the magnet body against the spring force generated by the spring elements, with the armature disk being pressed by the spring elements toward the brake lining carrier when the coil is not energized wherein, when the manual release lever is in the second rotational position, the armature disk is kept pressed towards the magnet body by the limiting means, in particular independently of whether the coil is energized or not.
- the magnet body is connected to the flange part in a rotationally test manner.
- the advantage here is that the brake is able to dissipate the braking torque generated between the brake pad carrier, which is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner, and the armature disk via the magnet body to the flange part.
- the distance sensor is connected to an electronic controller that controls the brake, in particular with a converter feeding the electric motor that includes the electronic controller.
- the advantage here is that a safe function of the drive can be effected. Because when changing from manual release mode to normal mode, it can be ensured that the coil is energized and thus the manual release operation does not have to be effected against the spring force generated by the spring elements.
- Important features of the method for operating an aforementioned drive with an electric motor are that after detecting the transition from the second rotary position to the first rotary position of the manual release lever, in particular from manual release mode to normal operation of the brake, in particular when leaving the second rotary position, i.e. when falling below of the second threshold value, but in particular in any case when the value falls below the first threshold value, the coil is energized and thus the brake is released by energizing the coil.
- the advantage here is that the operation of the drive can be carried out as safely as possible.
- the coil is energized and the manual release lever cannot be actuated against the spring force generated by the spring elements of the brake.
- FIG. 1 shows an oblique view of a portion of an electric motor according to the invention with a sensor device.
- the motor has a rotor shaft which is rotatably mounted via bearings accommodated in a housing of the electric motor.
- the housing has a housing part 7 that acts as the stator housing of the electric motor.
- a housing part 7 that acts as the stator housing of the electric motor.
- two flange parts are attached on both sides to the housing part 6, each of which receives one of the two bearings.
- An electromagnetically actuable brake is arranged on the side of the first of the flange parts facing away from the housing part 7 .
- This has a magnet body 6 which is connected in a rotationally fixed manner to the first flange part.
- a coil of the brake is arranged, which can be supplied with current.
- the winding axis of the coil is arranged coaxially with the axis of rotation of the rotor shaft.
- a disk-shaped brake lining carrier is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner.
- the brake lining carrier has an internal toothing which meshes with an external toothing of the rotor shaft or with the external toothing of a part which is non-rotatably connected to the rotor shaft.
- the teeth of the external toothing and the internal toothing extend in the axial direction.
- the brake pad carrier has a brake pad on both axial sides.
- armature disk Arranged axially between the brake lining carrier and the magnetic body 6 is a ferromagnetically designed armature disk, which is connected to the magnetic body 6 in a rotationally fixed but axially displaceable manner.
- the brake lining carrier is arranged axially between a braking surface formed on the first flange part and, in particular, finely machined, and the anchor disk.
- a manual release lever is provided to enable manual release, especially when there is no current.
- This manual release lever 1 is arranged to be rotatable with respect to the magnet body 6 via a pivot bearing, in particular with the axis of rotation of the pivot bearing being aligned perpendicularly to the axis of rotation of the rotor shaft.
- One end area of the manual release lever 1 is connected via a joint to a limiting means, in particular a bolt, which can be moved linearly in the axial direction depending on the rotary position of the manual release lever 1 .
- the limiting means protrudes through the magnet body 6 and through the armature disk and is widened on its end facing away from the magnet body, in particular widened in the radial direction.
- the brake in the first rotational position, the brake can be released or applied depending on the current supply, and manual release can be effected in the second rotational position, in particular independently of whether or not the coil of the brake is energized or not.
- a holding part 4 is held at a distance from the housing part 7 by means of bolts 5 , in particular spacer bolts.
- the bolts 5 are either fastened in the housing part 7 or on the first flange part.
- a distance sensor 3 is fastened to the holding part 2 and determines the distance between a plate part 2 fastened to the manual release lever 1 and the distance sensor 3 . In the first In the rotational position of the manual release lever 1, the distance determined in this way is different from the distance determined in the second rotational position.
- manual release lever 1 is in the first rotational position and the brake is in normal operation, ie the brake is released or applied depending on the energization of the coil.
- the operating condition is monitored by monitoring the distance between the distance sensor and the manual release lever.
- the distance sensor 3 is connected to an electronic circuit, in particular to the converter that feeds the electric motor.
- the electronic circuit controls the current supply to the coil of the brake.
- the electronic circuit is set up in such a way that the coil can only be activated, i.e. energized, if the manual release lever 1 is in the first rotational position, i.e. the value of the distance detected by the distance sensor 3 falls below the first threshold value. However, if the detected value of the distance exceeds the second threshold value, energizing the coil of the brake is not released.
- the manual release lever 1 is actuated during the respective operating state. For example, a warning is issued if the coil of the brake is energized and the manual release lever is nevertheless brought into the second rotational position, ie the detected value of the distance exceeds the second threshold value.
- the bolts 5 are directed axially and the plate part 2 extends in the circumferential direction and covers only one point in the axial direction.
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Abstract
The invention relates to an electric motor having an electromagnetically actuatable brake, wherein: the brake has a manual release lever (1); in a first rotational position of the manual release lever (1), the brake is released or engaged according to whether or not a coil of the brake is energised; in a second rotational position of the manual release lever (1), the brake is released, in particular independently of whether or not the coil of the brake is energised; and a distance sensor (3) for detecting the rotational position of the manual release lever (1) is located on the electric motor.
Description
Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse Electric motor with electromagnetically actuable brake
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse. The invention relates to an electric motor with an electromagnetically actuable brake.
Es ist allgemein bekannt, dass eine Bremse elektromagnetisch betätigbar ist. It is generally known that a brake can be actuated electromagnetically.
Aus der DE 102013 019615 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Bremsanordnung eines Elektromotors bekannt. From DE 102013 019615 A1, a brake arrangement of an electric motor is known as the closest prior art.
Aus der DE 102014 000 196 A1 ist eine Bremsanordnung, aufweisend eine elektromagnetisch betätigbare Federdruckbremse, bekannt. DE 102014 000 196 A1 discloses a brake arrangement having an electromagnetically actuable spring-loaded brake.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit bei einem Elektromotor weiterzubilden. The invention is therefore based on the object of improving the operational reliability of an electric motor.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. According to the invention, the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
Wichtige Merkmale des Elektromotors mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse sind, dass die Bremse einen Handlüfthebel aufweist, wobei in einer ersten Drehstellung des Handlüfthebels die Bremse abhängig von einer Bestromung oder Nicht-Bestromung einer Spule der Bremse gelüftet oder eingefallen ist, wobei in einer zweiten Drehstellung des Handlüfthebels die Bremse gelüftet ist, insbesondere unabhängig von der Bestromung oder Nicht-Bestromung der Spule der Bremse, wobei am Elektromotor ein Abstandssensor zur Detektion der Drehstellung des Handlüfthebels angeordnet ist. Important features of the electric motor with an electromagnetically actuable brake are that the brake has a manual release lever, with the brake being released or applied in a first rotational position of the manual release lever depending on whether a coil of the brake is energized or not energized, with the manual release lever being released or engaged in a second rotational position of the manual release lever the brake is released, in particular independently of the energization or non-energization of the coil of the brake, a distance sensor for detecting the rotational position of the manual release lever being arranged on the electric motor.
Von Vorteil ist dabei, dass die Drehstellung des Handlüfthebels überwachbar ist und somit die Betriebssicherheit gewährleistbar und verbesserbar ist. Insbesondere ist ein wohldefinierter
sicherer Betrieb beim Übergang vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb gewährleistbar, indem dabei der Normalbetrieb mit bestromter Spule und somit gelüfteter Bremse begonnen wird. Somit arbeiten die beiden Betriebsweisen beim Übergang nicht gegensätzlich, sondern wirken ungestört zusammen. Insbesondere ist also vermieden, dass beim Beenden des Handlüftbetriebs entgegen der Federkraft von Federelementen der Bremse der Handlüfthebel in die erste Drehstellung gebracht werden muss. The advantage here is that the rotational position of the manual release lever can be monitored and the operational safety can thus be guaranteed and improved. In particular, a well-defined Safe operation can be guaranteed during the transition from manual release mode to normal operation by starting normal operation with the coil energized and the brake thus released. Thus, the two operating modes do not work in opposite directions during the transition, but work together undisturbed. In particular, it is thus avoided that when the manual release operation is ended, the manual release lever has to be brought into the first rotational position against the spring force of spring elements of the brake.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom Abstandssensor erfasste Abstand zwischen dem Abstandssensor und dem Handlüfthebel oder zwischen dem Abstandssensor und einem mit dem Handlüfthebel verbundenen Plattenteil in der ersten Drehstellung des Handlüfthebels kleiner als in der zweiten Drehstellung des Handlüfthebels. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Abstandssensor die Drehstellung des Handlüfthebels erfassbar ist, insbesondere mittels Erfassung eines linearen Abstands. In an advantageous embodiment, the distance detected by the distance sensor between the distance sensor and the manual release lever or between the distance sensor and a plate part connected to the manual release lever is smaller in the first rotary position of the manual release lever than in the second rotary position of the manual release lever. The advantage here is that the rotary position of the manual release lever can be detected by means of the distance sensor, in particular by detecting a linear distance.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom Abstandssensor erfasste Abstand in axialer Richtung vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Erfassung des Abstands ausführbar ist. In an advantageous embodiment, the distance detected by the distance sensor is provided in the axial direction. The advantage here is that a simple detection of the distance can be carried out.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Handlüfthebel um eine Drehachse drehbar gelagert, die bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle des Motors radial gerichtet ist, insbesondere also in radialer Richtung ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Betätigung des Handlüfthebels in axialer Richtung ermöglicht ist. In an advantageous embodiment, the manual release lever is mounted so as to be rotatable about an axis of rotation which is directed radially in relation to the axis of rotation of the rotor shaft of the motor, ie in particular is aligned in the radial direction. The advantage here is that simple actuation of the manual release lever in the axial direction is made possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstandssensor mit einem Halteteil verbunden, insbesondere von einem Halteteil gehalten, wobei das Halteteil mittels Bolzen, insbesondere Distanzbolzen, vom Gehäuse des Motors, insbesondere von einem ersten Flanschteil des Motors, beabstandet gehalten ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Befestigung des Abstandssensors ermöglicht ist. In an advantageous embodiment, the distance sensor is connected to a holding part, in particular held by a holding part, the holding part being held at a distance from the housing of the motor, in particular from a first flange part of the motor, by means of bolts, in particular spacer bolts. The advantage here is that a simple attachment of the distance sensor is made possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bolzen axial ausgerichtet und in Umfangsrichtung vom Abstandssensor beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstandssensor genügend Bauraum zur Verfügung hat.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das mit dem Handlüfthebel verbundene Plattenteil ein Stanzteil, insbesondere ein ebenes Plattenteil, wobei die Normale des ebenen Plattenteils parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstandssensor in Umfangsrichtung vom Handlüfthebel beabstandet ist und somit genügend Raumberiech zum Betätigen des Handlüfthebels zur Verfügung stellbar ist. In an advantageous embodiment, the bolts are aligned axially and spaced apart from the distance sensor in the circumferential direction. The advantage here is that the distance sensor has enough space available. In an advantageous embodiment, the plate part connected to the manual release lever is a stamped part, in particular a flat plate part, the normal of the flat plate part being aligned parallel to the axial direction. The advantage here is that the distance sensor is spaced apart from the manual release lever in the circumferential direction and thus sufficient space is available for actuating the manual release lever.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom Abstandssensor in, insbesondere bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle, Umfangsrichtung überdeckte Umfangswinkelbereich beabstandet von dem von demjenigen Bereich des Handlüfthebels in Umfangsrichtung überdeckten Umfangswinkelbereich, weicher den selben Radialabstandsbereich überdeckt wie der Abstandssensor, insbesondere wobei der Abstandssensor ein zylindrisches Raumvolumen überdeckt und die zugehörige Zylinderachse parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstandssensor in Umfangsrichtung vom Handlüfthebel beabstandet ist und somit genügend Raumberiech zum Betätigen des Handlüfthebels zur Verfügung stellbar ist. In an advantageous embodiment, the circumferential angle area covered by the distance sensor in the circumferential direction, in particular in relation to the axis of rotation of the rotor shaft, is spaced apart from the circumferential angle area covered by that area of the manual release lever in the circumferential direction, which covers the same radial distance area as the distance sensor, in particular with the distance sensor having a cylindrical volume covered and the associated cylinder axis is aligned parallel to the axial direction. The advantage here is that the distance sensor is spaced apart from the manual release lever in the circumferential direction and thus sufficient space is available for actuating the manual release lever.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Handlüfthebel über ein Gelenk mit einem Begrenzungsmittel verbunden, welches in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist und als axiale Begrenzung einer Ankerscheibe der Bremse fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Betätigung des Handlüfthebels auf größerem Radialabstand ermöglicht ist als auf demjenigen Radialabstand, auf welchem das Begrenzungsmittel die Begrenzung der Ankerscheibe bewirkt. In an advantageous embodiment, the manual release lever is connected via a joint to a limiting means which is arranged to be displaceable in the axial direction and acts as an axial limit for an anchor disk of the brake. The advantage here is that the manual release lever can be actuated at a greater radial distance than at that radial distance at which the limiting means causes the armature disk to be limited.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ankerscheibe drehfest aber axial verschiebbar zum Magnetkörper der Bremse und/oder zum Gehäuse des Motors angeordnet, wobei ein Bremsbelagträger mit der Rotorwelle drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist, wobei die Ankerscheibe axial zwischen dem Magnetkörper und dem Bremsbelagträger angeordnet ist, wobei im Magnetkörper, insbesondere in einer Vertiefung des Magnetkörpers, eine Spule aufgenommen ist,
insbesondere wobei der Bremsbelagträger axial zwischen einer am Flanschteil ausgebildeten Bremsfläche, insbesondere fein geschliffenen Bremsfläche angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse abhängig von der Bestromung der Spule betätigbar ist, solange der Handlüfthebel in der ersten Drehstellung sich befindet. In an advantageous embodiment, the armature disk is arranged in a rotationally fixed but axially displaceable manner relative to the magnet body of the brake and/or to the housing of the motor, with a brake pad carrier being rotationally fixed to the rotor shaft but axially displaceable, with the armature disk being arranged axially between the magnet body and the brake pad carrier , wherein a coil is accommodated in the magnetic body, in particular in a recess of the magnetic body, in particular, the brake pad carrier being arranged axially between a braking surface formed on the flange part, in particular a finely ground braking surface. The advantage here is that the brake can be actuated as a function of the energization of the coil as long as the manual release lever is in the first rotational position.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird, wenn der Handlüfthebel in der ersten Drehstellung sich befindet, bei Bestromung der Spule die Ankerscheibe zum Magnetkörper entgegen der von Federelementen erzeugten Federkraft hingezogen, wobei bei Nichtbestromung der Spule die Ankerscheibe die Ankerscheibe von den Federelementen zum Bremsbelagträger hingedrückt werden, und wobei, wenn der Handlüfthebel sich in der zweiten Drehstellung sich befindet, die Ankerscheibe zum Magnetkörper hin vom Begrenzungsmittel gedrückt gehalten ist, insbesondere unabhängig von der Bestromung oder Nichtbestromung der Spule. In an advantageous embodiment, when the manual release lever is in the first rotational position, when the coil is energized, the armature disk is pulled towards the magnet body against the spring force generated by the spring elements, with the armature disk being pressed by the spring elements toward the brake lining carrier when the coil is not energized wherein, when the manual release lever is in the second rotational position, the armature disk is kept pressed towards the magnet body by the limiting means, in particular independently of whether the coil is energized or not.
Von Vorteil ist dabei, dass eine Handlüftung den Normalbetrieb beenden und die Lüftung der Bremse erzwingen kann. The advantage here is that manual release can end normal operation and force the brake to be released.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Magnetköper mit dem Flanschteil drehtest verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse das zwischen dem mit der Rotorwelle drehtest verbundenen Bremsbelagträger und der Ankerscheibe entstehende Bremsmoment über den Magnetkörper ans Flanschteil abzuleiten vermag. In an advantageous embodiment, the magnet body is connected to the flange part in a rotationally test manner. The advantage here is that the brake is able to dissipate the braking torque generated between the brake pad carrier, which is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner, and the armature disk via the magnet body to the flange part.
Wichtige Merkmale bei dem Antrieb mit vorgenanntem Elektromotor der sind, dass der Abstandssensor mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist, welche die Bremse ansteuert, insbesondere wobei ein Umrichter den Elektromotor speist, welcher die elektronische Steuerung umfasst. Important features of the drive with the aforementioned electric motor are that the distance sensor is connected to an electronic controller that controls the brake, in particular with a converter feeding the electric motor that includes the electronic controller.
Von Vorteil ist dabei, dass eine sichere Funktion des Antriebs bewirkbar ist. Denn bei Übergang vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb ist sicherstellbar, dass die Spule bestromt ist und somit
der Handlüftbetrieb nicht gegen die von den Federelementen erzeugte Federkraft bewirkt werden muss. The advantage here is that a safe function of the drive can be effected. Because when changing from manual release mode to normal mode, it can be ensured that the coil is energized and thus the manual release operation does not have to be effected against the spring force generated by the spring elements.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines vorgenannten Antriebs mit Elektromotor der sind, dass nach Detektieren des Übergangs von der zweiten Drehstellung zur ersten Drehstellung des Handlüfthebels, insbesondere also vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb der Bremse, insbesondere schon bei Verlassen der zweiten Drehstellung, also bei Unterschreiten des zweiten Schwellwertes, insbesondere aber auf jeden Fall ab Unterschreiten des ersten Schwellwertes, die Spule bestromt wird und somit die Bremse durch Bestromung der Spule gelüftet wird. Important features of the method for operating an aforementioned drive with an electric motor are that after detecting the transition from the second rotary position to the first rotary position of the manual release lever, in particular from manual release mode to normal operation of the brake, in particular when leaving the second rotary position, i.e. when falling below of the second threshold value, but in particular in any case when the value falls below the first threshold value, the coil is energized and thus the brake is released by energizing the coil.
Von Vorteil ist dabei, dass der Betrieb des Antriebs möglichst sicher ausführbar ist. Denn bei Übergang vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb ist die Spule bestromt und somit der Handlüfthebel nicht entgegen der von Federelementen der Bremse erzeugten Federkraft zu betätigen. The advantage here is that the operation of the drive can be carried out as safely as possible. When changing from manual release mode to normal operation, the coil is energized and the manual release lever cannot be actuated against the spring force generated by the spring elements of the brake.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Further advantages result from the dependent claims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further meaningful combinations of claims and/or individual claim features and/or features of the description and/or the figures, in particular from the task and/or the task arising from comparison with the prior art.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert: The invention will now be explained in more detail using schematic illustrations:
In der Figur 1 ist eine Schrägansicht auf einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Elektromotors mit Sensoreinrichtung dargestellt. FIG. 1 shows an oblique view of a portion of an electric motor according to the invention with a sensor device.
Wie in der Figur 1 dargestellt, weist der Motor eine Rotorwelle auf, die über in einem Gehäuse des Elektromotors aufgenommene Lager drehbar gelagert ist. As shown in FIG. 1, the motor has a rotor shaft which is rotatably mounted via bearings accommodated in a housing of the electric motor.
Dabei weist das Gehäuse ein Gehäuseteil 7 auf, das als Statorgehäuse des Elektromotors fungiert. In axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse der Rotorwelle sind beidseitig am Gehäuseteil 6 zwei Flanschteile angebracht, welche jeweils eines der beiden Lager aufnehmen. The housing has a housing part 7 that acts as the stator housing of the electric motor. In the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation of the rotor shaft, two flange parts are attached on both sides to the housing part 6, each of which receives one of the two bearings.
Auf der vom Gehäuseteil 7 abgewandten Seite des ersten der Flanschteile ist eine elektromagnetisch betätigbare Bremse angeordnet. Diese weist einen Magnetkörper 6 auf, der drehfest mit dem ersten Flanschteil verbunden ist. An electromagnetically actuable brake is arranged on the side of the first of the flange parts facing away from the housing part 7 . This has a magnet body 6 which is connected in a rotationally fixed manner to the first flange part.
Im Magnetkörper 6, insbesondere in einer topfförmigen oder ringförmigen Vertiefung des Magnetkörpers 6 ist eine Spule der Bremse angeordnet, die mit Strom beaufschlagbar ist. Die Wicklungsachse der Spule ist koaxial zur Drehachse der Rotorwelle angeordnet. In the magnetic body 6, in particular in a pot-shaped or ring-shaped depression of the magnetic body 6, a coil of the brake is arranged, which can be supplied with current. The winding axis of the coil is arranged coaxially with the axis of rotation of the rotor shaft.
Ein scheibenförmiger Bremsbelagträger ist drehfest mit der Rotorwelle verbunden. Hierzu weist der Bremsbelagträger eine Innenverzahnung auf, die im Eingriff ist mit einer Außenverzahnung der Rotorwelle oder mit der Außenverzahnung eines drehfest mit der Rotorwelle verbundenen Teils. Die Zähne der Außenverzahnung und der Innenverzahnung erstrecken sich in axialer Richtung. Somit ist der Bremsbelagträger zwar drehfest mit der Rotorwelle verbunden, aber axial bewegbar angeordnet. A disk-shaped brake lining carrier is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner. For this purpose, the brake lining carrier has an internal toothing which meshes with an external toothing of the rotor shaft or with the external toothing of a part which is non-rotatably connected to the rotor shaft. The teeth of the external toothing and the internal toothing extend in the axial direction. Thus, although the brake lining carrier is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner, it is arranged such that it can move axially.
Der Bremsbelagträger weist axial beidseitig jeweils einen Bremsbelag auf. The brake pad carrier has a brake pad on both axial sides.
Axial zwischen dem Bremsbelagträger und dem Magnetkörper 6 ist eine ferromagnetisch ausgeführte Ankerscheibe angeordnet, die drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Magnetkörper 6 verbunden ist. Arranged axially between the brake lining carrier and the magnetic body 6 is a ferromagnetically designed armature disk, which is connected to the magnetic body 6 in a rotationally fixed but axially displaceable manner.
Der Bremsbelagträger ist axial zwischen einer am ersten Flanschteil ausgebildeten, insbesondere fein bearbeiteten, Bremsfläche und der Ankerscheibe angeordnet.
Bei Bestromung der Spule wird die Ankerscheibe zum Magnetkörper 6 hin entgegen der von am Magnetkörper abgestützten Federelementen erzeugten Federkraft angezogen. Somit ist der Bremsbelagträger beabstandet von der Ankerscheibe und die Bremse ist gelüftet. The brake lining carrier is arranged axially between a braking surface formed on the first flange part and, in particular, finely machined, and the anchor disk. When the coil is energized, the armature disk is attracted towards the magnet body 6 against the spring force generated by the spring elements supported on the magnet body. The brake pad carrier is thus at a distance from the armature disk and the brake is released.
Bei Nichtbestromung hingegen wird die Ankerscheibe von den Federelementen zum Bremsbelagträger gedrückt, so dass die Bremsbeläge des Bremsbelagträgers in Reibkontakt mit der Ankerscheibe beziehungsweise mit der Bremsfläche kommen. Die Bremse ist dann eingefallen. When there is no current, however, the armature disk is pressed by the spring elements towards the brake pad carrier, so that the brake linings of the brake pad carrier come into frictional contact with the armature disk or with the braking surface. The brake then applied.
Zur Ermöglichung einer Handlüftung, insbesondere bei Nichtbestromung, ist ein Handlüfthebel vorgesehen. Dieser Handlüfthebel 1 ist über ein Drehlager drehbar zum Magnetkörper 6 angeordnet, insbesondere wobei die Drehachse des Drehlagers senkrecht zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist. A manual release lever is provided to enable manual release, especially when there is no current. This manual release lever 1 is arranged to be rotatable with respect to the magnet body 6 via a pivot bearing, in particular with the axis of rotation of the pivot bearing being aligned perpendicularly to the axis of rotation of the rotor shaft.
Ein Endbereich des Handlüfthebels 1 ist über ein Gelenk mit einem Begrenzungsmittel, insbesondere Bolzen, verbunden, der in axialer Richtung abhängig von der Drehstellung des Handlüfthebels 1 linear bewegbar ist. One end area of the manual release lever 1 is connected via a joint to a limiting means, in particular a bolt, which can be moved linearly in the axial direction depending on the rotary position of the manual release lever 1 .
Das Begrenzungsmittel ragt durch den Magnetkörper 6 und durch die Ankerscheibe hindurch und ist auf seinem von dem Magnetkörper abgewandten Ende verbreitert, insbesondere in radialer Richtung verbreitert. Somit ist in einer ersten Drehstellung des Handlüfthebels und somit in einer ersten axialen Position des Begrenzungsmittels der Arbeitshub der Ankerscheibe unbegrenzt durch das Begrenzungsmittel und in einer zweiten Drehstellung des Handlüfthebels und somit in einer zweiten axialen Position des Begrenzungsmittels die Ankerscheibe axial begrenzt. The limiting means protrudes through the magnet body 6 and through the armature disk and is widened on its end facing away from the magnet body, in particular widened in the radial direction. Thus, in a first rotational position of the manual release lever and thus in a first axial position of the limiting means, the working stroke of the armature disk is unlimited by the limiting means and in a second rotational position of the manual release lever and thus in a second axial position of the limiting means, the armature disk is axially limited.
Auf diese Weise ist in der ersten Drehstellung ein bestromungsabhängiges Lüften oder Einfallen der Bremse ausführbar und in der zweiten Drehstellung eine Handlüftung bewirkt, insbesondere unabhängig von der Bestromung oder Nichtbestromung der Spule der Bremse. In this way, in the first rotational position, the brake can be released or applied depending on the current supply, and manual release can be effected in the second rotational position, in particular independently of whether or not the coil of the brake is energized or not.
Mittels Bolzen 5, insbesondere Distanzbolzen, ist ein Halteteil 4 beabstandet vom Gehäuseteil 7 gehalten. Dabei sind die Bolzen 5 entweder im Gehäuseteil 7 befestigt oder am ersten Flanschteil. Am Halteteil 2 ist ein Abstandssensor 3 befestigt, der den Abstand zwischen einem am Handlüfthebel 1 befestigten Plattenteil 2 und dem Abstandssensor 3 bestimmt. In der ersten
Drehstellung des Handlüfthebels 1 ist der so bestimmte Abstand unterschiedlich zu dem in der zweiten Drehstellung bestimmten Abstand. A holding part 4 is held at a distance from the housing part 7 by means of bolts 5 , in particular spacer bolts. The bolts 5 are either fastened in the housing part 7 or on the first flange part. A distance sensor 3 is fastened to the holding part 2 and determines the distance between a plate part 2 fastened to the manual release lever 1 and the distance sensor 3 . In the first In the rotational position of the manual release lever 1, the distance determined in this way is different from the distance determined in the second rotational position.
Unterschreitet der vom Abstandssensor 3 erfasste Abstand einen ersten Schwellwert ist der Handlüfthebel 1 in der ersten Drehstellung und es wird der Normalbetrieb der Bremse ausgeführt, also die Bremse abhängig von der Bestromung der Spule gelüftet oder sie fällt ein. If the distance detected by distance sensor 3 falls below a first threshold value, manual release lever 1 is in the first rotational position and the brake is in normal operation, ie the brake is released or applied depending on the energization of the coil.
Überschreitet der vom Abstandssensor 3 erfasste Abstand einen zweiten Schwellwert, der größer als der erste Schwellwert ist, ist der Handlüfthebel 1 in der zweiten Drehstellung und es wird der Handlüftbetrieb ausgeführt, also die Bremse von Hand gelüftet. If the distance detected by distance sensor 3 exceeds a second threshold value, which is greater than the first threshold value, manual release lever 1 is in the second rotary position and manual release mode is carried out, ie the brake is released manually.
Somit wird der Betriebszustand durch Überwachen des Abstandes zwischen dem Abstandssensor und dem Handlüfthebel überwacht. Der Abstandssensor 3 ist mit einer elektronischen Schaltung, insbesondere dem den Elektromotor speisenden Umrichter, verbunden. Von der elektronischen Schaltung aus wir die Bestromung der Spule der Bremse gesteuert. Somit ist die elektronische Schaltung derart eingerichtet, dass ein Ansteuern, also Bestromen, der Spule nur dann freigegeben ist, wenn der Handlüfthebel 1 in der ersten Drehstellung sich befindet, also der vom Abstandssensor 3 erfasst Wert des Abstandes den ersten Schwellwert unterschreitet. Wenn jedoch der erfasste Wert des Abstandes den zweiten Schwellwert überschreitet, wird eine Bestromung der Spule der Bremse nicht freigegeben. Thus, the operating condition is monitored by monitoring the distance between the distance sensor and the manual release lever. The distance sensor 3 is connected to an electronic circuit, in particular to the converter that feeds the electric motor. The electronic circuit controls the current supply to the coil of the brake. The electronic circuit is set up in such a way that the coil can only be activated, i.e. energized, if the manual release lever 1 is in the first rotational position, i.e. the value of the distance detected by the distance sensor 3 falls below the first threshold value. However, if the detected value of the distance exceeds the second threshold value, energizing the coil of the brake is not released.
Darüber hinaus ist auch erkennbar, ob während des jeweiligen Betriebszustandes der Handlüfthebel 1 betätigt wird. Beispielsweise wird eine Warnung herausgegeben, wenn die Spule der Bremse bestromt wird und trotzdem der Handlüfthebel in der zweiten Drehstellung gebracht wird, also der erfasste Wert des Abstandes den zweiten Schwellwert überschreitet. In addition, it can also be seen whether the manual release lever 1 is actuated during the respective operating state. For example, a warning is issued if the coil of the brake is energized and the manual release lever is nevertheless brought into the second rotational position, ie the detected value of the distance exceeds the second threshold value.
Außerdem ist beim Übergang von der zweiten Drehstellung zur ersten Drehstellung, also vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb der Bremse, durch die Detektion dieses Übergangs sicherstellbar, dass insbesondere schon bei Verlassen der zweiten Drehstellung, also bei Unterschreiten des zweiten Schwellwertes, insbesondere aber auf jeden Fall ab Unterschreiten des ersten Schwell wertes, die Spule bestromt wird und somit die Bremse durch Bestromung der Spule gelüftet wird. Somit ist verhinderbar, dass ein unmittelbares Einfallen der Bremse erfolgt, wenn der Handlüfthebel von der zweiten zur ersten Drehstellung bewegt wird.
Vorzugsweise sind die Bolzen 5 axial gerichtet und das Plattenteil 2 erstreckt sich in Umfangsrichtung und überdeckt in axialer Richtung nur eine Stelle.
In addition, during the transition from the second rotary position to the first rotary position, i.e. from manual release mode to normal operation of the brake, by detecting this transition it can be ensured that, in particular, as soon as the second rotary position is left, i.e. when the second threshold value is undershot, but in particular in any case from undershooting of the first threshold value, the coil is energized and thus the brake is released by energizing the coil. It is thus possible to prevent the brake from being applied immediately when the manual release lever is moved from the second to the first rotational position. Preferably, the bolts 5 are directed axially and the plate part 2 extends in the circumferential direction and covers only one point in the axial direction.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Handlüfthebel 2 Plattenteil 1 manual release lever 2 plate part
3 Abstandssensor 3 distance sensor
4 Halteteil 4 holding part
5 Bolzen, insbesondere Distanzbolzen5 bolts, especially spacer bolts
6 Gehäuseteil
6 housing part
Claims
1. Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse, wobei die Bremse einen Handlüfthebel (1) aufweist, wobei in einer ersten Drehstellung des Handlüfthebels (1) die Bremse abhängig von einer Bestromung oder Nicht-Bestromung einer Spule der Bremse gelüftet oder eingefallen ist, wobei in einer zweiten Drehstellung des Handlüfthebels (1) die Bremse gelüftet ist, insbesondere unabhängig von der Bestromung oder Nicht-Bestromung der Spule der Bremse, dadurch gekennzeichnet, dass am Elektromotor ein Abstandssensor (3) zur Detektion der Drehstellung des Handlüfthebels (1) angeordnet ist.
1. Electric motor with an electromagnetically actuable brake, the brake having a manual release lever (1), wherein in a first rotational position of the manual release lever (1) the brake is released or applied depending on whether a coil of the brake is energized or not energized, wherein in a second rotational position of the manual release lever (1), the brake is released, in particular independently of whether the coil of the brake is energized or not, characterized in that a distance sensor (3) for detecting the rotational position of the manual release lever (1) is arranged on the electric motor.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abstandssensor (3) erfasste Abstand zwischen dem Abstandssensor (3) und dem Handlüfthebel (1) oder zwischen dem Abstandssensor (3) und einem mit dem Handlüfthebel (1) verbundenen Plattenteil (2) in der ersten Drehstellung des Handlüfthebels (1) kleiner als in der zweiten Drehstellung des Handlüfthebels (1) ist. 2. Electric motor according to Claim 1, characterized in that the distance between the distance sensor (3) and the manual release lever (1) or between the distance sensor (3) and a plate part (2 ) is smaller in the first rotary position of the manual release lever (1) than in the second rotary position of the manual release lever (1).
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abstandssensor (3) erfasste Abstand in axialer Richtung vorgesehen ist. 3. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the distance sensor (3) detected distance is provided in the axial direction.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handlüfthebel (1) um eine Drehachse drehbar gelagert ist, die bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle des Motors radial gerichtet ist, insbesondere also in radialer Richtung ausgerichtet ist. 4. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the manual release lever (1) is rotatably mounted about an axis of rotation which is directed radially relative to the axis of rotation of the rotor shaft of the motor, ie in particular is aligned in the radial direction.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (3) mit einem Halteteil (4) verbunden ist, insbesondere von einem Halteteil (4) gehalten ist, wobei das Halteteil (4) mittels Bolzen (5), insbesondere Distanzbolzen, vom Gehäuse des Motors, insbesondere von einem ersten Flanschteil des Motors, beabstandet gehalten ist. 5. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the distance sensor (3) is connected to a holding part (4), in particular held by a holding part (4), the holding part (4) by means of bolts (5), in particular Spacer bolts, is held at a distance from the housing of the motor, in particular from a first flange part of the motor.
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (5) axial ausgerichtet sind und in Umfangsrichtung vom Abstandssensor (3) beabstandet sind.
6. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the bolts (5) are axially aligned and are spaced from the distance sensor (3) in the circumferential direction.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Handlüfthebel (1) verbundene Plattenteil (2) ein Stanzteil ist, insbesondere ein ebenes Plattenteil (2) ist, wobei die Normale des ebenen Plattenteils (2) parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist. 7. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the plate part (2) connected to the manual release lever (1) is a stamped part, in particular a flat plate part (2), the normal of the flat plate part (2) being parallel to the axial direction is aligned.
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abstandssensor (3) in, insbesondere bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle,8. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the distance sensor (3) in, in particular in relation to the axis of rotation of the rotor shaft,
Umfangsrichtung überdeckte Umfangswinkelbereich beabstandet ist von dem von demjenigen Bereich des Handlüfthebels (1) in Umfangsrichtung überdeckten Umfangswinkelbereich, welcher den selben Radialabstandsbereich überdeckt wie der Abstandssensor (3), insbesondere wobei der Abstandssensor (3) ein zylindrisches Raumvolumen überdeckt und die zugehörige Zylinderachse parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist. The circumferential angle area covered in the circumferential direction is spaced apart from the circumferential angle area covered in the circumferential direction by that area of the manual release lever (1) which covers the same radial distance area as the distance sensor (3), in particular with the distance sensor (3) covering a cylindrical spatial volume and the associated cylinder axis being parallel to the axial one direction is aligned.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handlüfthebel (1) über ein Gelenk mit einem Begrenzungsmittel verbunden ist, welches in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist und als axiale Begrenzung einer Ankerscheibe der Bremse fungiert.
9. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the manual release lever (1) is connected via a joint to a limiting means which is arranged displaceably in the axial direction and acts as an axial limitation of an armature disk of the brake.
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerscheibe drehtest aber axial verschiebbar zum Magnetkörper der Bremse und/oder zum Gehäuse des Motors angeordnet ist, wobei ein Bremsbelagträger mit der Rotorwelle drehtest, aber axial verschiebbar verbunden ist, wobei die Ankerscheibe axial zwischen dem Magnetkörper und dem Bremsbelagträger angeordnet ist, wobei im Magnetkörper, insbesondere in einer Vertiefung des Magnetkörpers, eine Spule aufgenommen ist, insbesondere wobei der Bremsbelagträger axial zwischen einer am Flanschteil ausgebildeten Bremsfläche, insbesondere fein geschliffenen Bremsfläche angeordnet ist. 10. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the armature disk is arranged so as to rotate but be axially displaceable relative to the magnetic body of the brake and/or to the housing of the motor, with a brake pad carrier being connected so as to be rotatable but axially displaceable with the rotor shaft, the armature disk is arranged axially between the magnetic body and the brake pad carrier, with a coil being accommodated in the magnetic body, in particular in a depression in the magnetic body, in particular with the brake pad carrier being arranged axially between a braking surface formed on the flange part, in particular a finely ground braking surface.
11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Handlüfthebel (1) in der ersten Drehstellung sich befindet, bei Bestromung der Spule die Ankerscheibe zum Magnetkörper entgegen der von Federelementen erzeugten Federkraft hingezogen wird wobei bei Nichtbestrom ung der Spule die Ankerscheibe die Ankerscheibe von den Federelementen zum Bremsbelagträger hingedrückt werden, und dass, wenn der Handlüfthebel (1) sich in der zweiten Drehstellung sich befindet, die Ankerscheibe zum Magnetkörper hin vom Begrenzungsmittel gedrückt gehalten ist, insbesondere unabhängig von der Bestromung oder Nichtbestrom ung der Spule.
11. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that when the manual release lever (1) is in the first rotary position, when the coil is energized, the armature disk is pulled towards the magnet body against the spring force generated by spring elements, with the armature disk being drawn to the coil when there is no current the armature disk is pressed towards the brake lining carrier by the spring elements, and that when the manual release lever (1) is in the second rotational position, the armature disk is kept pressed towards the magnetic body by the limiting means, in particular regardless of whether the coil is energized or not.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetköper mit dem Flanschteil drehtest verbunden ist. 12. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the magnet body is rotationally connected to the flange part.
13. Antrieb mit Elektromotor der nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (3) mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist, welche die Bremse ansteuert, insbesondere wobei ein Umrichter den Elektromotor speist, welcher die elektronische Steuerung umfasst.
13. Drive with electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the distance sensor (3) is connected to an electronic controller which controls the brake, in particular a converter feeding the electric motor which comprises the electronic controller.
14. Verfahren zum Betreiben eines Antriebs mit Elektromotor der nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Detektieren des Übergangs von der zweiten Drehstellung zur ersten Drehstellung des Handlüfthebels (1), insbesondere also vom Handlüftbetrieb zum Normalbetrieb der Bremse, insbesondere schon bei Verlassen der zweiten Drehstellung, also bei Unterschreiten des zweiten Schwellwertes, insbesondere aber auf jeden Fall ab Unterschreiten des ersten Schwellwertes, die Spule bestromt wird und somit die Bremse durch Bestromung der Spule gelüftet wird.
14. Method for operating a drive with an electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that after detecting the transition from the second rotary position to the first rotary position of the manual release lever (1), in particular from manual release mode to normal operation of the brake, in particular already when leaving the second rotational position, ie when the value falls below the second threshold value, but in particular in any case when the value falls below the first threshold value, the coil is energized and the brake is thus released by energizing the coil.
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