DE4344424A1

DE4344424A1 - Bremseinrichtung für Elektromotor

Info

Publication number: DE4344424A1
Application number: DE19934344424
Authority: DE
Inventors: Anton Fasnacht
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-06-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für Elektromotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei vielen Elektrohandwerkzeugen, wie Winkelschleifer, Kettensägen, u. dgl., ist es aus Sicherheitsgründen wünschenswert, den Elektromotor beim Ausschalten abzubremsen, damit die Auslaufzeit des Werkzeugs wesentlich verkürzt wird. Das Abbremsen des Elektromotors wird mit einer mit dem Elektromotor in Verbindung stehenden, mit dem Netzschalter zuschaltbaren Bremseinrichtung erzielt.

Aus der DE-OS 35 39 841 ist eine Bremseinrichtung für ein Elektrohandwerkzeug bekannt geworden. Diese aus einer elektronischen Schaltung bestehende Bremseinrichtung ist als Widerstandsbremseinrichtung ausgebildet. Im Bremsbetrieb ist der Elektromotor über einen Widerstand kurzgeschlossen, so daß der Elektromotor während des Abbremsens als Generator geschaltet ist. Der dabei erzeugte Bremsstrom wird am Widerstand in Wärme umgesetzt. Gleichzeitig dient der Bremsstrom zur Selbsterregung des Magnetfeldes an den Motorwicklungen.

Bei dieser bekannten Bremseinrichtung hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß Ausfälle vorkommen können, bei denen das Elektrohandwerkzeug ungebremst ausläuft. In einem solchen Fall erfolgt keine Selbsterregung des Magnetfeldes oder diese bricht vorzeitig zusammen. Es ist unmittelbar ersichtlich, daß dann ein hohes Sicherheitsrisiko auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung für Elektromotoren anzugeben, bei der Ausfälle wirksam verhindert sind.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß keinerlei Ausfälle der Bremswirkung auftreten können. Die Sicherheit der Bremseinrichtung wird somit bedeutet verbessert. Es sind keine zusätzlichen Maßnahmen zur Einleitung des Bremsvorgangs notwendig.

Bei der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung erfolgt beim Abbremsen eine galvanische Trennung des Elektromotors vom Netz. Damit wird die Sicherheit des Elektrohandwerkzeugs weiter erhöht. Die Bremseinrichtung ist auch bei Netzausfall voll funktionsfähig.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt die

Figur ein schematisches Schaltbild für die Anordnung der Bremseinrichtung an einem Elektromotor.

In der Figur ist ein Elektromotor 2 für ein Elektrohandwerkzeug, beispielsweise für einen Winkelschleifer, gezeigt. Der Elektromotor 2 ist über Zuleitungen 3 mit einer elektrischen Spannungsversorgung 1, beispielsweise dem Wechselspannungsnetz, verbunden. Der Elektromotor 2 kann mittels eines Netzschalters 4 durch ein Betätigungsorgan 5 vom Benutzer ein- und ausgeschaltet werden. Weiter besitzt der Elektromotor 2 eine Motorwelle 6 zum Antrieb eines Werkzeugs.

Zur Vermeidung von Unfallgefahren durch das Werkzeug ist es erforderlich, daß die Motorwelle 6 nach Abschalten des Elektromotors 2 schnell zum Stillstand kommt. Dazu besitzt der Elektromotor 2 des Elektrohandwerkzeugs eine Bremseinrichtung 7.

Die Bremseinrichtung 7 besteht aus einem Generator 8, einer Spule 9 und einem metallischen Teil 10. Über Verbindungsleitungen 11 ist zwischen dem Generator 8 und der Spule 9 ein schleifenförmiger Stromkreis gebildet, der mittels eines elektrischen Schalters 12 geöffnet und geschlossen werden kann.

Der Generator 8 steht mit der Motorwelle 6 zur Erzeugung einer induzierten elektrischen Spannung in Wirkverbindung. Dazu ist der Generator 8 als Permanentmagnet-Generator ausgebildet. Dieser besteht aus einer auf der Motorwelle 6 befindlichen Scheibe 13, an deren Peripherie Permanentmagnete 14 angeordnet sind, und einer Induktionsspule 15. Die Scheibe 13 ist derart in der Nähe der Induktionsspule 15 angeordnet, daß in der Induktionsspule 15 eine elektrische Spannung bei bewegter Scheibe 13 induzierbar ist. Damit wird bei laufendem Elektromotor 2 durch die Drehung der Motorwelle 6 und damit der Scheibe 13 eine elektrische Spannung in der Induktionsspule 15 induziert. Während des Betriebs des Elektromotors 2 ist der elektrische Schalter 12 geöffnet, so daß in der Bremseinrichtung 7 kein Strom aufgrund der in der Induktionsspule 15 erzeugten Spannung fließen kann.

Der elektrische Schalter 12 steht mit dem Netzschalter 4 in Wirkverbindung. Wird der Netzschalter 4 am Betätigungsorgan 5 ausgeschaltet, so wird gleichzeitig der Schalter 12 geschlossen, womit der Stromkreis zwischen der Spule 9 und dem Generator 8 in der Bremseinrichtung 7 geschlossen wird. Damit fließt aufgrund der in der Induktionsspule 15 induzierten Spannung ein Strom über die Verbindungsleitungen 11 vom Generator 8 zur Spule 9. Dadurch wird in der Spule 9 ein Magnetfeld erzeugt. Die Spule 9 ist nun derart in der Nähe des metallischen Teils 10 angeordnet, daß dieses Magnetfeld Wirbelströme im metallischen Teil 10 erzeugt. Aufgrund dieser Wirbelströme und der dadurch bedingten Energieverluste wird die Motorwelle 6 des Elektromotors 2 sehr effektiv abgebremst, womit der Elektromotor 2 schnell zum Stillstand kommt.

Wird der Elektromotor 2 am Netzschalter 4 wieder eingeschaltet, so wird aufgrund der Wirkverbindung zwischen dem Netzschalter 4 und dem elektrischen Schalter 12 der Stromkreis zwischen Generator 8 und Spule 9 geöffnet. Dadurch ist die Bremseinrichtung 7 außer Betrieb gesetzt und der Elektromotor 2 kann anlaufen.

Beim Netzschalter 4 kann es sich um einen mehrpoligen Schalter handeln. Einer der Kontakte dient als elektrischen Schalter 12 im Stromkreis der Spule 9 und des Generators 8. Die weiteren Kontakte dienen zum Schalten der Spannungsversorgung 1 in den Zuleitungen 3. Vorteilhafterweise erhält man dann einen sehr kompakten Schalter mit integriertem Netzschalter 4 und elektrischem Schalter 12, wie er sich insbesondere zum Einsatz in Elektrohandwerkzeuge anbietet.

In Weiterbildung der Erfindung kann das metallische Teil 10 als Bremsscheibe 16 ausgebildet sein, die ebenfalls mit der Motorwelle 6 in Wirkverbindung steht, beispielsweise auf dieser befestigt ist. Es bietet sich für diesen Fall sogar an, als Bremsscheibe 16 gleichzeitig die Scheibe 13 des Generators 8 zu verwenden. Dazu kann die Spule 9 in der Nähe des Zentrums und die Induktionsspule 15 in der Nähe der Peripherie der Bremsscheibe 16 angeordnet sein.

In bestimmten Störfällen kann es vorkommen, daß die elektrische Spannungsversorgung 1 bei laufenden Betrieb des Elektromotors 2 ausfällt. Auch für derartige Fälle kann es wünschenswert sein, daß die Bremseinrichtung 7 anspricht und die Motorwelle 6 rasch abbremst. Dazu ist in der Zuleitung 3 ein nicht näher gezeigter Sensor angeordnet, der einen Ausfall der elektrischen Spannungsversorgung 1 detektiert. Bei einem derartigen Spannungsausfall löst dieser Sensor das Schließen des elektrischen Schalters 12 im Stromkreis der Spule 9 und des Generators 8 aus, so daß die Bremseinrichtung 7 den Elektromotor 2 abbremst.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So kann die erfindungsgemäße Bremseinrichtung nicht nur an Elektrohandwerkzeugen Verwendung finden, sondern läßt sich bei beliebigen Elektromotoren, gegebenenfalls sogar bei sonstigen Motoren einsetzen.

Bezugszeichenliste

1 elektrische Spannungsversorgung
2 Elektromotor
3 Zuleitung
4 Netzschalter
5 Betätigungsorgan
6 Motorwelle
7 Bremseinrichtung
8 Generator
9 Spule
10 metallisches Teil
11 Verbindungsleitung (für Stromkreis, Generator und Spule)
12 elektrischer Schalter
13 Scheibe (vom Generator)
14 Permanentmagnet
15 Induktionsspule
16 Bremsscheibe

Claims

1. Bremseinrichtung für Elektromotoren (2), insbesondere bei Elektrohandwerkzeugen, wobei der Elektromotor (2) eine Motorwelle (6) zum Antrieb eines Werkzeugs besitzt, und mit dem Elektromotor (2) ein Netzschalter (4) zur Ein- und Ausschaltung der elektrischen Spannungsversorgung (1) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Motorwelle (6) ein Generator (8) zur Erzeugung einer induzierten elektrischen Spannung in Wirkverbindung steht, daß mit dem Generator (8) eine Spule (9) in elektrischer Verbindung steht, mit deren Hilfe beim Ausschalten des Netzschalters (4) ein Magnetfeld aufgrund der induzierten elektrischen Spannung erzeugbar ist, und daß diese Spule (9) derart in der Nähe eines metallischen Teils (10) angeordnet ist, daß das Magnetfeld Wirbelströme im metallischen Teil (10) erzeugt.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (8) als Permanentmagnet- Generator ausgebildet ist und zwar bestehend aus einer auf der Motorwelle (6) befindlichen Scheibe (13), an deren Peripherie Permanentmagnete (14) angeordnet sind, und einer Induktionsspule (15), wobei die Scheibe (13) derart in der Nähe der Induktionsspule (15) angeordnet ist, daß in der Induktionsspule (15) eine elektrische Spannung bei bewegter Scheibe (13) induzierbar ist.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Teil (10) als Bremsscheibe (16) ausgebildet ist, die mit der Motorwelle (6) in Wirkverbindung steht.

4. Bremseinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Bremsscheibe (16) um die Scheibe (13) des Generators (8) handelt.

5. Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (9) in der Nähe des Zentrums und die Induktionsspule (15) in der Nähe der Peripherie der Bremsscheibe (16) angeordnet ist.

6. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Netzschalter (4) ein elektrischer Schalter (12) in Wirkverbindung steht, mit dessen Hilfe beim Ausschalten des Netzschalters (4) der Stromkreis zwischen der Spule (9) und dem Generator (8) geschlossen und beim Einschalten des Netzschalters (4) geöffnet wird.

7. Bremseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim Netzschalter (4) um einen mehrpoligen Schalter handelt, wobei ein Kontakt des mehrpoligen Schalters den elektrischen Schalter (12) im Stromkreis der Spule (9) und des Generators (8) darstellt.

8. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der elektrischen Spannungsversorgung (1) ein Sensor angeordnet ist, der einen Ausfall der Spannung detektiert und bei einem derartigen Spannungsausfall das Schließen des elektrischen Schalters (12) im Stromkreis der Spule (9) und des Generators (8) auslöst.