Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Elektromotor, welcher mit einer Regelungseinheit verbindbar ist, um ein Stellsignal von der Regelungseinheit zu empfangen. Weiters betrifft die gegenständliche Erfindung eine Anordnung aus einem erfindungsgemäßen Elektromotor, einer Regelungseinheit, einem Geber, einem Geberkabel und einem Verbindungskabel. Zudem betrifft die gegenständliche Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Elektromotors, wobei ein Gebersignal eines Gebers an eine Regelungseinheit übertragen wird, wobei die Regelungseinheit unter Verwendung des Gebersignals ein Stellsignal ermittelt und an den Elektromotor übermittelt.

Elektromotoren, insbesondere Servomotoren, werden oftmals in industriellen Anlagen verwendet, insbesondere in Werkzeugmaschinen, Verpackungsmaschinen, Industrierobotern, etc. Eine Regelgröße eines Elektromotors wird von einer Regelungseinheit durch Vorgabe eines Stellsignals geregelt. Um eine Regelung zu ermöglichen, ist zumindest ein Geber erforderlich, weicher ein Gebersignal liefert, welches an die Regelungseinheit rückgekoppelt wird. Es können auch mehrere Geber, z.B. ein Mastergeber und ein oder mehrere Slavegeber vorgesehen sein. Der Mastergeber ist oftmals am Elektromotor (Master) integriert, der Slavegeber jedoch an einem Slave und damit vom Elektromotor entfernt angeordnet. Am Slave, z.B. einer mit dem Elektromotor verbundenen Walze, ist somit ein (Slave)Geber angeordnet, wobei ein vom Slave zur Regelungseinheit verlaufendes Kabel ein Gebersignal direkt an die Regelungseinheit übermittelt. Es kann statt dieser Master-Slave-Kombination auch beispielsweise ein einziger Geber vorgesehen sein, welcher extern vom Elektromotor angeordnet ist.

Die Regelungseinheit verarbeitet das Gebersignal und errechnet daraus eine Stellgröße, welche als Stellsignal an den Elektromotor übermittelt wird. Dabei entsteht ein großer Verkabelungsaufwand; insbesondere ist ein Hinzufügen, Entfernen oder Austauschen von Gebern aufgrund der langen Kabelverbindungen zwischen Gebern und Regelungseinheit besonders aufwändig.

Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, den Verkabelungsaufwand eines Elektromotors mit einem Geber zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem der Elektromotor einen Geberanschluss aufweist, welcher ausgestaltet ist ein Gebersignal von einem Geber zu empfangen, wobei der Elektromotor einen Signalanschluss aufweist, welcher ausgestaltet ist das Gebersignals an die Regelungseinheit zu übertragen. Es kann in einer Anordnung aus einem erfindungsgemäßen Elektromotor, einer Regelungseinheit, eines Gebers, einem Geberkabel und einem Verbindungskabel der Geberanschluss über das Geberkabel mit dem Geber verbunden sein, um das Gebersignal vom Geber zu empfangen und der Signalanschluss des Elektromotors über das Verbindungskabel mit der Regelungseinheit verbunden sein, um das Gebersignal an die Regelungseinheit zu übertragen.

Weiters wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, indem das Gebersignal vom Geber an den Elektromotor übertragen wird und das Gebersignal vom Elektromotor an die Regelungseinheit übertragen wird.

Es wird somit erfindungsgemäß der Geber nicht direkt über ein Kabel mit der Regelungseinheit, sondern, vorzugsweise über ein Geberkabel, mit dem Elektromotor verbunden. Als Elektromotor kann insbesondere ein Servomotor vorgesehen sein. Das Gebersignal wird weiters vom Elektromotor an die Regelungseinheit übermittelt. Die Regelungseinheit verarbeitet das Gebersignal und ermittelt daraus eine Stellgröße, welche wiederum an den Elektromotor übertragen wird. Da der Geber mit dem Elektromotor und nicht direkt mit der Regelungseinheit verbunden wird, ist eine einfachere Verkabelung gewährleistet, insbesondere wenn der Geber nahe am Elektromotor und weiter von der Regelungseinheit entfernt positioniert ist. Durch den Anschluss des Gebers am Geberanschluss des Elektromotors, ist eine modulare, einfachere Verbindung von Regelungseinheit, Elektromotor und Geber gegeben, wobei der Elektromotor das Zentrum bildet. Damit können Geber einfacher Weise ausgetauscht, entfernt oder hinzugefügt werden.

Vorzugsweise ist der Signalanschluss ausgestaltet, das Gebersignal als solches an die Regelungseinheit weiterzuleiten. Das bedeutet, dass das Gebersignal vom Elektromotor durchgeschliffen und unverändert an die Regelungseinheit weitergeleitet wird. Alternativ kann das Gebersignal auch verarbeitet (z.B. auf einen geeigneten Träger aufmoduliert) werden und derart an die Regelungseinheit übertragen werden.

Der Elektromotor kann ausgestaltet sein, ein weiteres Gebersignal eines weiteren Gebers an die Regelungseinheit zu übermitteln. Damit kann neben dem Gebersignal auch das weitere Gebersignal vom Elektromotor an die Regelungseinheit übermittelt werden. Die Regelungseinheit verarbeitet das Gebersignal und das weitere Gebersignal und ermittelt daraus die Stellgröße, welche wiederum an den Elektromotor übertragen wird. Insbesondere kann der Geber als Slavegeber und der weitere Geber als Mastergeber vorgesehen sein.

Der weitere Geber kann am Elektromotor integriert sein. Damit liegt das weitere Gebersignal direkt am Elektromotor vor und kann vom Elektromotor an die Regelungseinheit übertragen werden. Als weiterer Geber, insbesondere wenn der weitere Geber am Elektromotor integriert ist, kann beispielsweise ein Resolver, ein Inkrementalgeber, ein Absolutwertgeber, etc. vorgesehen sein. Durch den weiteren Geber kann als weiteres Gebersignal beispielsweise eine Position bestimmt werden.

Vorzugsweise ist der Signalanschluss ausgestaltet, das weitere Gebersignal an die Regelungseinheit zu übertragen. Damit wird durch den Signalanschluss nicht nur das Gebersignal, sondern auch das weitere Gebersignal an die Regelungseinheit übertragen.

Es kann ein Verbindungskabel an den Signalanschluss des Elektromotors und an die Regelungseinheit angeschlossen werden, um das Gebersignal und das weitere Gebersignal über das Verbindungskabel an die Regelungseinheit zu übertragen. Damit können sowohl Gebersignal, als auch weiteres Gebersignal über einen gemeinsamen Signalanschluss und ein damit verbundenes gemeinsames Verbindungskabel an die Regelungseinheit übertragen werden, womit der Verkabelungsaufwand reduziert wird.

Ist der Signalanschluss ausgestaltet das Gebersignal und das weitere Gebersignal an die Regelungseinheit zu übertragen, so kann in einer Anordnung aus dem Elektromotor, der Regelungseinheit, dem Geber, dem weiteren Geber (welcher auch am Elektromotor integriert sein kann), einem Geberkabel und einem Verbindungskabel, der Geberanschluss über das Geberkabel mit dem Geber verbunden sein, um das Gebersignal vom Geber zu empfangen und der Signalanschluss über das Verbindungskabel mit der Regelungseinheit verbunden sein, um das Gebersignal und das weitere Gebersignal an die Regelungseinheit zu übertragen.

Vorzugsweise ist der Signalanschluss ausgestaltet, das weitere Gebersignal als solches an die Regelungseinheit weiterzuleiten. Das bedeutet, dass das weitere Gebersignal unverändert an die Regelungseinheit weitergeleitet wird (ist der weitere Geber nicht am Elektromotor integriert, so wird das weitere Gebersignal vom Elektromotor zur Regelungseinheit durgeschliffen). Alternativ kann das weitere Gebersignal auch verarbeitet (z.B. auf ein geeignetes Geberträgersignal aufmoduliert) werden und derart an die Regelungseinheit übertragen werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gebersignal und das weitere Gebersignal über eine Gebersignalleitung des Verbindungskabels an die Regelungseinheit übertragen werden. Dies kann erfolgen, indem das Gebersignal (und das weitere Gebersignal) auf ein gemeinsames Geberträgersignal aufmoduliert werden.

Der Signalanschluss kann ausgestaltet sein, das Stellsignal von der Regelungseinheit zu empfangen.

Vorzugsweise wird das Stellsignal über das Verbindungskabel von der Regelungseinheit an den Elektromotor übertragen. Ist der Signalanschluss ausgestaltet, das Gebersignal an die Regelungseinheit zu übertragen und das Stellsignal von der Regelungseinheit zu empfangen, so kann in einer Anordnung aus dem Elektromotor, einer Regelungseinheit eines Geber, einem Geberkabel und einem Verbindungskabel, wobei der Geberanschluss über das Geberkabel mit dem Geber verbunden sein, um das Gebersignal vom Geber zu empfangen und der Signalanschluss des Elektromotors über ein Verbindungskabel mit der Regelungseinheit verbunden sein, um das Gebersignal an die Regelungseinheit zu übertragen und ein Stellsignal von der Regelungseinheit zu empfangen.

Ist der Signalanschluss ausgestaltet, das Gebersignal und das weitere Gebersignal an die Regelungseinheit zu übertragen, sowie das Stellsignal von der Regelungseinheit zu empfangen, so kann in einer Anordnung aus dem Elektromotor, der Regelungseinheit, dem weiteren Geber (weicher auch am Elektromotor integriert sein kann), einem Geber einem Geberkabel und einem Verbindungskabel der Geberanschluss über das Geberkabel mit dem Geber verbunden sein, um das Gebersignal vom Geber zu empfangen und der Signalanschluss des Elektromotors über ein Verbindungskabel mit der Regelungseinheit verbunden sein, um das Gebersignal und das weitere Gebersignal an die Regelungseinheit zu übertragen und ein Stellsignal von der Regelungseinheit zu empfangen.

Damit kann der Verkabelungsaufwand weiter reduziert werden. Werden Gebersignal, weiteres Gebersignal und Stellsignal über dasselbe Verbindungskabel geführt, beispielsweise über ein Verbindungskabel mit Zweidrahtleitungen, so ist nur ein Verbindungskabel zwischen der Regelungseinheit und dem Elektromotor erforderlich. Es ist lediglich ein zusätzliches Geberkabel zwischen dem Geber und dem Elektromotor für die Übertragung des Gebersignals vom Geber an den Elektromotor erforderlich. Wird im Verbindungskabel durch zwei Drähte eine Zweidrahtleitung gebildet, so werden Signale als Spannung zwischen den beiden Drähten übertragen.

Das Geberkabel kann auch als Hybridkabel ausgeführt sein und neben dem Gebersignal auch weitere Signale übertragen.

Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 a bis 4 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

Fig.1 a eine Anordnung aus einem Elektromotor, einer Regelungseinheit und einem Geber nach dem Stand der Technik,

Fig.2b die Anordnung mit einem weiteren Geber Fig.2a eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem Elektromotor, einer Regelungseinheit und einem Geber,

Fig.2b die Anordnung mit einem weiteren Geber,

Fig.3 eine bevorzugte Ausgestaltung,

Fig.4 eine besonders bevorzugte Ausgestaltung.

In Fig. 1a ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung aus einem Elektromotor 10 mit einer Regelungseinheit 3 und einem Geber 2 dargestellt. Der Geber 2 übermittelt ein Gebersignal s2 über eine Direktleitung d2 direkt an die Regelungseinheit 3. Es kann das Gebersignal s2 auch auf einem Geberträger aufmoduliert und über die Direktleitung d2 übertragen werden. Die Regelungseinheit 3 berechnet unter Verwendung des Gebersignals s2 eine Stellgröße, welche als Stellsignal u über eine Stellsignalleitung lu an den Elektromotor 10 übermittelt wird, um eine Regelgröße, beispielsweise ein Drehmoment oder eine Drehzahl, des Elektromotors 10 zu regeln.

In Fig. 1b zeigt die Anordnung aus Fig. 1 a, wobei zusätzlich ein, hier am Elektromotor 10 integrierter, weiterer Geber 1 vorgesehen ist. Der weitere Geber 1 stellt dem Elektromotor 10 ein weiteres Gebersignal s1 zur Verfügung. Der weitere Geber 1 kann als Mastergeber fungieren und der Geber 2 als Slavegeber, wobei der Elektromotor 10 als Master dient. Ein Slave selbst (z. B. eine mit dem Elektromotor 10 verbundene Walze) in Fig. 1 b nicht dargestellt. Das weitere Gebersignal s1 wird weiters vom Elektromotor 10 über eine weitere Gebersignalleitung 11 an die Regelungseinheit 3 übermittelt, wobei das weitere Gebersignal s1 als solches über die weitere Gebersignalleitung 11 übertragen werden kann, oder auch erst verarbeitet (beispielsweise auf einen weiteren Geberträger aufmoduliert) und dann (am weiteren Geberträger aufmoduliert) über die weitere Gebersignalleitung 11 übertragen werden kann. Die Regelungseinheit 3 berechnet die Stellgröße unter Verwendung des Gebersignals s2 und des weiteren Gebersignals s1. Die Stellgröße wird wie schon in der Anordnung aus Fig. 1a als Stellsignal u über eine Stellsignalleitung lu an den Elektromotor 10 übermittelt, um eine Regelgröße, beispielsweise ein Drehmoment oder eine Drehzahl, des Elektromotors 10 zu regeln.

Dem gegenüber ist in Fig. 2a eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem Elektromotor 10 mit einer Regelungseinheit 3 und einem Geber 2 dargestellt. Die Regelungseinheit 3 berechnet analog zu Fig. 1 a und Fig. 1b unter Verwendung eines Gebersignals s2 eine Stellgröße, welche als Stellsignal u über die Stellsignalleitung lu an den Elektromotor 10 übermittelt wird um beispielsweise ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl des Elektromotors 10 zu regeln. Erfindungsgemäß weist der Elektromotor 10 jedoch einen Geberanschluss 11 auf, welcher ausgestaltet ist, das Gebersignal u2 vom Geber 2 zu empfangen. Hierzu kann ein Geberkabel 5 mit einer Geberleitung I5 vorgesehen sein, welches den Geber 2 mit dem Elektromotor 10 verbindet (ein Geberkabel 5 in Fig. 2a nicht dargestellt).

Weiters weist der Elektromotor 10 einen Signalanschluss 12 auf, welcher ausgestaltet ist das Gebersignal s2 an die Regelungseinheit 3 zu übertragen. Somit erzeugt der Geber 2 das Gebersignal s2. Dieses wird jedoch im Gegensatz zu Fig. 1 nicht direkt über eine Direktleitung d2 zur Regelungseinheit 3 übertragen, sondern über eine Geberleitung I5 zum Elektromotor 10. Der Elektromotor 10 übermittelt das Gebersignal s2 an die Regelungseinheit 3. Dies kann erfolgen, indem das Gebersignal s2, als solches, d.h. unverändert, weitergeleitet (also durchgeschliffen) wird oder das Gebersignal s2 erst (über eine Verarbeitungseinheit, vorzugsweise eine Modulationseinheit) verarbeitet und in verarbeiteter Form (z.B. auf ein geeignetes Geberträgersignal aufmoduliert) an die Regelungseinheit 3 übertragen wird.

Dem gegenüber ist in Fig. 2b die Anordnung aus Fig. 2a, jedoch mit einem, vorzugsweise am Elektromotor 10 integrierten, weiteren Geber 1 dargestellt, wobei der weitere Geber 1 dem Elektromotor 10 ein weiteres Gebersignal s1 zur Verfügung stellt. Das weitere Gebersignal s1 wird vom Elektromotor 10 über eine weitere Gebersignalleitung 11 an die Regelungseinheit 3 übermittelt. Die Regelungseinheit 4 berechnet hier somit unter Verwendung des Gebersignals s2 und des weiteren Gebersignals u1 eine Stellgröße, welche als Stellsignal u über die Stellsignalleitung lu an den Elektromotor 10 übermittelt wird, um beispielsweise ein Drehmoment und/oder eine Drehzahl des Elektromotors 10 zu regeln.

Es können auch zusätzliche Geber (nicht dargestellt) über zusätzliche Geberleitungen mit dem Elektromotor 10 verbunden und weitere Gebersignale an den Elektromotor 10 übertragen werden. Der Elektromotor 10 überträgt vorzugsweise auch die weiteren Gebersignale an die Regelungseinheit 3, indem die weiteren Gebersignale als solche, d.h. unverändert, weitergeleitet, oder erst verarbeitet und in verarbeiteter Form, vorzugsweise auf ein Geberträgersignal aufmoduliert, übertragen werden. Die Verarbeitung des weiteren Gebersignals s1 kann durch eine weitere Verarbeitungseinheit (vorzugsweise eine weitere Modulationseinheit) oder - sofern vorhanden - die Verarbeitungseinheit (vorzugsweise die Modulationseinheit), welche bereits für die Verarbeitung (vorzugsweise Modulation) des Gebersignals s2 vorgesehen ist, erfolgen.

Soll der Elektromotor 10 ohne den Geber 2 betrieben werden, so kann der Geberanschluss 11 frei gelassen oder auch mit einer Abdeckung verschlossen werden. Dies ist vorteilhaft, wenn der Elektromotor 10 auch über einen weiteren Geber 1 , welcher vorzugsweise am Elektromotor 10 integriert ist, verfügt.

Der Geber 2 kann als Slavegeber ausgeführt sein, der weitere Geber 1 als Mastergeber. Vorzugsweise sind Slavegeber vorgesehen, um eine Drehbewegung als Gebersignal zu erfassen, wobei die Regelungseinheit 2 eine lineare oder andere kinematische Bewegung regelt und entsprechend eine Stellgröße berechnet und an den Elektromotor 10 übermittelt.

So können als Geber, insbesondere wenn als Slavegeber ausgeführt, beispielsweise Linearachsen (Spindelantriebe), bei denen ein lineares Messsystem angebracht ist, vorgesehen sein. Als weiterer Geber 1 (insbesondere als Mastergeber ausgeführt) kann beispielsweise ein Wicklungstemperatursensor des Elektromotors 10 vorgesehen sein, wobei als weiteres Gebersignal s1 eine Wicklungstemperatur des Elektromotors 10 vorgesehen sein kann. Es kann beispielsweise der Elektromotor 10 (Master), z.B. über ein Getriebe mit einer Druckwalze (Slave) verbunden werden, wobei der Geber 2 (als Slavegeber) an der Druckwalze angeordnet ist. Der Geber 2 übermittelt beispielsweise eine Drehzahl oder einen Drehwinkel der Druckwalze als Gebersignal s2 an den Elektromotor 10, welcher das Gebersignal s2 über die Gebersignalleitung I2 an die Regelungseinheit 4 weiterleitet. Der Elektromotor 10 kann, sofern wie in Fig. 2b dargestellt ein weiterer Geber 1 vorgesehen ist, auch das weitere Gebersignal s1 , z.B. über eine weitere Gebersignalleitung 11 , an die Regelungseinheit 4 weiterleiten. Die Regelungseinheit 4 kann, beispielsweise durch eine Kaskadenregelung, eine Soll-Drehzahl oder einen Soll-Drehwinkel als Stellgröße vorgeben. Die Stellgröße wird als Stellsignal u über die Stellsignalleitung lu an den Elektromotor 10 übermittelt, um beispielsweise das Drehmoment und/oder die Drehzahl des Elektromotors 10 zu regeln.

In Fig. 3 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung dargestellt. Hier ist der Signalanschluss 12 ausgestaltet, das Gebersignal s2 und das weitere Gebersignal s1 an die Regelungseinheit 3 zu übertragen. Entsprechend umfasst das Verbindungskabel 4 eine Gebersignalleitung I2 und eine weitere Gebersignalleitung 11 , um das Gebersignal u2 gemeinsam mit dem weiteren Gebersignal s1 über das Verbindungskabel 4 zu übertragen. Weiters ist der Signalanschluss 12 ausgestaltet, das Stellsignal u von der Regelungseinheit 3 zu empfangen, weshalb das Verbindungskabel 4 auch die Stellsignalleitung lu umfasst, um das Stellsignal u von der Regelungseinheit 3 an den Elektromotor 10 zu übertragen. Um das Gebersignal s2 an den Elektromotor 10 zu übertragen ist vorzugsweise ein Geberkabel 5 mit einer Geberleitung I5 vorgesehen, welches mit dem Geber 2 und dem Geberanschluss 11 des Elektromotors 10 verbunden ist und somit den Geber 2 mit dem Elektromotor 10 verbindet. Das Gebersignal u2 und/oder Stellsignal u kann selbstverständlich auch über ein eigenes Verbindungskabel an die / von der Regelungseinheit 3 übertragen werden, womit der Verkabelungsaufwand gegenüber einer Übertragung über ein gemeinsames Verbindungskabel 4 natürlich wieder ansteigt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist in Fig. 4 abgebildet. Das Gebersignal s2 und das weitere Gebersignal s1 werden hier gemeinsam über eine Gebersignalleitung 112 des Verbindungskabels 4 übertragen. Dies kann erfolgen, indem das Gebersignal s2 und das weitere Gebersignal s1 auf ein Geberträgersignal der Gebersignalleitung 112 (von einer gemeinsamen Modulationseinheit oder zwei getrennten Modulationseinheiten) aufmoduliert werden. Damit ist im Verbindungskabel 4 nur eine Stellsignalleitung lu und eine

Gebersignalleitung 112 erforderlich. Als Gebersignalleitung 112 kann beispielsweise eine Zweidrahtverbindung vorgesehen sein.