DE102005024132B4

DE102005024132B4 - Elektromotor mit an einer Schnittstelle verbundenen, wahlweise verschieden großen, elektromagnetisch betätigbaren Bremse

Info

Publication number: DE102005024132B4
Application number: DE102005024132.8A
Authority: DE
Inventors: Gregor Dietz
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: DE102005024132A1

Abstract

Elektromotor mit an einer Schnittstelle verbundenen, wahlweise verschieden großen, elektromagnetisch betätigbaren Bremse (10, 20), die vorkomplettiert montiert ist und dabei die Reib-Adaptionsplatte (4, 14) eine Haltefunktion für die Bremse (10, 20) hat,wobei die Schnittstelle des Elektromotors an seinem ersten axialen Ende zur wahlweisen Aufnahme mindestens zweier verschiedener Bremsen (10, 20) vorgesehen ist,wobei alle Bremsen (10, 20) denselben Mitnehmer (6, 16), der formschlüssig verbindbar ist mit einer Welle (1) des Elektromotors, aufweisen, aber verschieden große Belagträger (5, 15), verschieden große Reib-Adaptionsplatten (4, 14) und verschieden große Bremsspulen (8,18) und verschieden große Spulenträger (9, 19) umfassen,wobei die Schnittstelle zumindest Mittel zur lösbaren dichten Verbindung umfasst,wobei die jeweilige Bremse (10, 20) eine jeweilige Reib-Adaptionsplatte (4, 14) zur Erzeugung von Bremsenergie und zur Abfuhr von Wärme an den Elektromotor umfasst, wobei die Reib-Adaptionsplatte (4, 14) mittels der Mittel zur lösbaren dichten Verbindung mit einem gehäusebildenden Teil des Elektromotors lösbar verbindbar ist,wobei das gehäusebildende Teil des Elektromotors ein Lagerschild (3) ist, das ein Lager (2) der Welle (1) des Elektromotors aufnimmt, und das Lagerschild (3) eine bearbeitete Fläche aufweist, die die jeweilige Reib-Adaptionsplatte (4, 14) aufnimmt,wobei die Schnittstelle zwischen Lagerschild (3) und Reib-Adaptionsplatte (4, 14) eine Dichtung umfasst, die als Flachdichtung oder O-Ring ausführbar ist, so dass das Rosten der bearbeiten Fläche verhindert ist,wobei die Reib-Adaptionsplatte (4, 14) dicht verbindbar ist mit dem Lagerschild (3),wobei die bearbeitete Fläche zur Schnittstelle gehörend ist,wobei der Mitnehmer (6, 16) jeweils formschlüssig verbunden ist mit dem Belagträger (5, 15) der jeweiligen Bremse (10, 20),wobei der Belagträger (5, 15) mindestens einen Bremsbelag umfasst, der mittels einer mit Federkraft von Federelementen beaufschlagten Ankerscheibe (7, 17) auf die Reib-Adaptionsplatte (4, 14) drückbar ist zur Erzeugung von Bremskraft, wenn die Spule (8, 18) der Bremse (10, 20) nicht genügend bestromt ist,wobei bei Bestromung der Spule (8, 18) der Bremse (10, 20) diese gelüftet wird, indem die magnetische Anziehungskraft auf die Ankerscheibe (7, 17) die Federkraft der Federelemente überwindet,wobei der Elektromotor nach Anschrauben der Bremse (10, 20) ans Lagerschild (3) abgedichtet gegen die Umgebung ist, derart dicht verbunden ist, dass das Rosten der bearbeiten Fläche verhindert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit an einer Schnittstelle verbundenen, wahlweise verschieden großen, elektromagnetisch betätigbaren Bremse.
Aus der DE 198 38 171 A1 ist eine vorkomplettierbare Bremse für einen Elektromotor offenbart. Nachteilig ist dabei, dass sie optimiert für einen Elektromotor ist und somit für andere Elektromotoren nicht optimal dimensioniert ist. Beispielsweise könnte der Fachmann den Elektromotor durch einen anderen Motor mit anderem Drehmoment ersetzen. Dann wäre das Bremsmoment nicht angepasst. Selbstverständlich könnte der Fachmann den gesamten Bremsmotor durch einen entsprechend anderen ersetzen. Dabei sind jedoch wegen der Leistungsoptimierten Ausführung des Motors verschiedene Bauvolumina unterzubringen in der Maschine oder Anlage. Dies ist somit aufwendig in der Ausführung der Montage des Bremsmotors und kostspielig, weil eine hohe Anzahl verschiedener Bremsmotoren bevorrätigt werden muss.
Aus der EP 0 735 649 A1 ist eine elektrische Maschine mit Bremssystem bekannt.
Aus der EP 0 298 403 A2 ist ein Antriebsmotor bekannt.
Aus der DE 41 09 786 A1 ist eine elektromagnetische Bremse für einen Motor bekannt.
Aus der DE 102 38 336 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Motorreihe bekannt.
Aus der DE 42 25 158 A1 ist ein Elektromaschinensystem bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei der Motor und die Bremse besser abgestimmt sind aufeinander, wobei möglichst wenig Bauteile zu verwenden sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in den Ansprüchen 1 und 5 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass er mit einer elektromagnetisch betätigbare Bremse vorgesehen ist, wobei der Motor an seinem ersten axialen Ende einen Schnittstelle zur wahlweisen Aufnahme mindestens zweier verschiedener Bremsen umfasst, wobei die Schnittstelle zumindest Mittel zur lösbaren dichten Verbindung umfasst.
Von Vorteil ist dabei, dass diejenige Bremse ausgewählt werden kann, die zum Motor am besten passt und/oder zu der jeweiligen Anwendung, also Maschine oder Anlage, in welche der Motor einbaubar ist. Somit muss im Lager nicht eine große Anzahl verschiedener Bremsmotoren bevorrätigt werden sondern nur die verschiedenen Bremsen und die verschiedenen Motoren. Der Lagerraum ist somit kleiner, die Kosten geringer und bei der Montage oder Wartung des Bremsmotors kann die Bremse einfach, schnell und leicht ausgetauscht werden. Es muss also kein fester Bezug zwischen der mechanischen Motorgröße und der dazu in der Größe passenden Bremse vorgesehen werden. Auch die Reparatur ist schneller und einfacher ausführbar, da die Schnittstelle hierfür optimierbar ist.
Erfindungsgemäß umfassen die Bremsen einen Mitnehmer, der formschlüssig verbindbar ist mit einer Welle des Motors, wobei alle Bremsen denselben Mitnehmer aufweisen. Von Vorteil ist dabei, dass wiederum nur ein Bauteil für alle verschieden großen Bremsen verwendet ist. Somit ist die Anzahl der Teile verringert und die Kosten sind erniedrigt.
Erfindungsgemäß umfasst die Bremse eine Reib-Adaptionsplatte zur Erzeugung von Bremsenergie und zur Abfuhr von Wärme an den Motor, wobei die Reib-Adaptionsplatte mittels der Mittel zur lösbaren dichten Verbindung mit einem gehäusebildenden Teil des Motors lösbar verbindbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Reib-Adaptionsplatte gleichzeitig mechanische Haltefunktion sowie Wärmeabfuhrfunktion übernehmen kann. Dadurch, dass diese Funktion nicht vom Lagerschild des Motors ausgeführt wird, wird erreicht, dass Bremse und Motor aneinander anbaubar sind für alle Varianten des Baukastens.
Erfindungsgemäß ist das gehäusebildende Teil des Motors ein Lagerschild zur Aufnahme eines Lagers der Welle des Motors ist und das Lagerschild weist eine bearbeitete Fläche zur Aufnahme der Reib-Adaptionsplatte auf, insbesondere wobei die bearbeitete Fläche zur Schnittstelle gehörend ist. Von Vorteil ist dabei, dass die bearbeitete Fläche die eben ausgeführte Reib-Adaptionsplatte aufnimmt und die Wärme gut übertragbar ist.
Erfindungsgemäß umfasst die Schnittstelle eine Dichtung. Von Vorteil ist dabei, dass Bremse und Motor dicht verbindbar ist.
Erfindungsgemäß ist der Mitnehmer jeweils formschlüssig verbunden mit dem Belagträger der jeweiligen Bremse. Von Vorteil ist dabei, dass ein hohes Bremsmoment übertragbar ist.
Erfindungsgemäß umfasst der Belagträger mindestens einen Bremsbelag, der mittels einer Ankerscheibe auf die Reib-Adaptionsplatte drückbar ist zur Erzeugung von Bremskraft, wenn die Spule der Bremse nicht genügend bestromt ist. Insbesondere wird bei Bestromung der Spule der Bremse diese gelüftet, indem die magnetische Anziehungskraft auf die Ankerscheibe Federkraft von Federelementen überwindet. Von Vorteil ist dabei, dass bei Ausfall der Stromversorgung die Bremskraft erzeugt wird und somit ein sicherer Antrieb stets vorhanden ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist statt des Motors ein Motor verwendbar, der sich nur in dem Wicklungsdrahtdurchmesser und der Windungszahl seiner Statorwicklung unterschiedet. Von Vorteil ist dabei, dass verschiedene Motoren mit den verschiedenen Bremsen kombinierbar sind. Somit ist stets eine optimale Konfiguration des Antriebs erstellbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist statt des Motors ein Motor verwendbar, der sich nur im Material seines Rotor-Käfigs unterscheidet. Insbesondere ist der Motor ein Asynchronmotor. Von Vorteil ist dabei, dass Kupfer zur Erzeugung einer höheren Leistungsdichte bei gleichem Bauvolumen verwendbar ist oder kostengünstigeres Material wie Aluminium oder dergleichen.
Mittels der Erfindung ist ein Baukasten vorsehbar, der verschiedene Motoren und verschiedene Bremsen derart umfasst, dass verschiedene Kombinationen verbindbar sind,
wobei die Motoren eine Schnittstelle zur Verbindung mit den Bremsen derart umfassen, dass stets dieselben Mittel zur Bildung der Schnittstelle vorgesehen sind,
wobei die Mittel zumindest das Bohrungsbild für Bohrungen einer lösbaren Verbindung und zumindest eine Dichtung umfassen,
wobei die Bremsen einen stets gleichen Mitnehmer umfassen und vorkomplettiert ausgebildet sind.
Von Vorteil ist dabei, dass durch die vorkomplettierte Ausbildung der Bremse diese im Lager ohne Hilfsmittel lagerbar ist und je nach Bedarf an den entsprechend ausgewählten Motor verbindbar ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der 1 sind im oberen und unteren Teil jeweils eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Schnittansicht in symbolischer Weise skizziert.

Der Elektromotor weist an seiner der abtreibenden Seite gegenüberliegenden Seite, also der B-Seite einen Anbau auf, der eine elektromagnetisch betätigbare Bremse umfasst.
Dazu ist eine elektrisch bestrombare Spule 8 in einem Spulenträger 9 vorgesehen, der aus magnetisierbarem Material, wie ferromagnetischem Guss oder ähnlich, besteht. Vorzugsweise ist die Spule 8 im Spulenträger 9 vergossen.
Die Ankerscheibe 7 wird von nicht gezeigten Federelementen in axialer Richtung auf den Belagträger 5 gedrückt, auf dem Bremsbeläge vorgesehen sind. Bei Bestromung der Spule 8 wird die Ankerscheibe in Richtung der Spule 8 angezogen und die erste Bremse 10 somit gelüftet. Bei Nichtbestromung fällt die Bremse ein.
Der Belagträger 5 ist in Umfangsrichtung formschlüssig auf dem Mitnehmer 6 gehalten, wobei in axialer Richtung Bewegungsspiel für den Belagträger vorhanden ist.
Beim Bremsen, also bei eingefallener Bremse 10, reibt ein Bremsbelag des Belagträgers 5 auf der Reib-Adaptionsplatte 4, die lösbar verbunden ist mit dem Lagerschild 3, in welchem die Welle 1 über Lager 2 gelagert ist. Die Welle ist mittels formschlüssiger Verbindung auch mit dem Mitnehmer 6 verbunden.
Das Lagerschild 3 ist ein Gehäuseteil und daher weist es auch gehäusebildende Funktion auf, insbesondere an seinem äußeren Rand . Es ist lösbar verbunden mit dem Statorgehäuse des Motors. Zur Aufnahme der Reib-Adaptionsplatte weist es jedoch eine große bearbeitete Fläche auf, die ohne weiteren Schutz verrosten könnte. Die große bearbeitete Fläche wird von der Schnittstelle zwischen Lagerschild und Reib-Adaptionsplatte umfasst. Zur Verhinderung des Rostens umfasst die Schnittstelle auch eine Dichtung, so dass also die Reib-Adaptionsplatte mit dem Lagerschild stets dicht verbindbar ist. Die Dichtung ist beispielsweise als Flachdichtung oder O-Ring ausführbar.
Die Bremse 10 ist mit nicht gezeigten gehäusebildenden Elementen ausgeführt. Dabei ist sie derart ausgeführt, dass eine gehäusebildende dichte Verbindung zwischen Spulenträger 9 und Reib-Adaptionsplatte 5 vorgesehen ist. Auch B-seitig ist sie dicht ausgeführt, beispielsweise durch einen abschließenden Spulenträger oder eine dichte Verbindung zwischen Spulenträger 9 und Welle 1. Nur A-seitig ist die Bremse 10 nicht dicht ausgeführt. Nach Anbau und Verbinden mit dem Motor, also insbesondere Anschrauben an das Lagerschild 3, ist der so entstandene Bremsmotor aber dicht. Die Bremse 10 ist mit ihren Teilen, also mit Reib-Adaptionsplatte 4, Belagträger 5, Mitnehmer 6, Ankerscheibe 7, Spule 8 und Spulenträger 9, sowie den weiteren Teilen derart ausgeführt, dass sie vorkomplettiert montierbar ist, also im Lager als Einheit lagerbar, die nicht auseinanderfällt. Dabei hat die Reib-Adaptionsplatte Haltefunktion für die Bremse.
Bei der Erfindung ist nun wichtig, dass verschieden große Bremsen (10,20) am selben Motor adaptierbar sind. Dies ist wesentlich ermöglicht durch die vorgesehene Reib-Adaptionsplatte 4. Denn zwischen ihr und dem Lagerschild 3 ist eine mechanische Schnittstelle geschaffen, die auch von anderen Reib-Adaptionsplatten benutzbar ist. Dies ist in 1 in der oberen Hälfte beispielhaft angedeutet.
Dort sind statt der Reib-Adaptionsplatte 4, dem Belagträger 5 mit Bremsbelag, dem Mitnehmer 6, der Ankerscheibe 7, der Spule 8 und dem Spulenträger 9, die zur Bildung der ersten Bremse 10 vorgesehen sind,
eine größere Reib-Adaptionsplatte 14, ein größerer Belagträger 15 mit Bremsbelag, eine größere Ankerscheibe 17, eine größere Spule 18 und ein größerer Spulenträger 19 zur Bildung einer zweiten Bremse 20 vorgesehen, die nun ein größeres Bremsmoment erzeugen kann.
Somit ist wesentlich, dass die Schnittstelle zwischen Lagerschild und Reib-Adaptionsplatte für alle verschieden großen Bremsen verwendbar ist. Außerdem ist stets derselbe Mitnehmer 6 verwendet, so dass die verschiedenen Bremsen hier immer gleich ausgeführt sind.
Besonders vorteilig ist die Erfindung bei einer Motoren-Baureihe, also einem Baukasten von Motoren, bei dem zwei Motoren vorgesehen sind, die sich nur in einer verschiedenen Statorwicklung unterschieden. Ein zweiter Motor hat dabei gegenüber einem ersten Motor zur Erreichung eines verbesserten Wirkungsgrades einen anderen Wicklungsdrahtdurchmesser und eine andere Wicklungszahl. Bei geeigneter Auslegung sind somit die Verluste verringerbar. Allerdings erzeugt der Motor bei gleichem sonstigem Statorgehäuse, also gleichem Bauvolumen ein nur geringeres Drehmoment. Bei der Erfindung ist es nun ermöglicht, den ersten Motor mit einer größeren und den zweiten Motor mit einer kleineren Bremse zu versehen. Die Schnittstelle ist immer gleich.
Wenn nun bei der Anwendung, also beim Einbau in eine Maschine oder Anlage, festgestellt wird, dass der zweite Motor mit kleinerer Bremse ein zu geringes Bremsmoment seiner Bremse aufweist, ist es nun ein Leichtes, die Bremse gegen eine größere Bremse auszutauschen.
Zusammenfassend lässt sich also feststellen, dass verschiedene Bremsen wahlweise je nach Anwendung und/oder Ausführung des Motors, beispielsweise als Normalmotor oder als Energiesparmotor, anbaubar sind.
Die Bremse ist auch andersartig ausführbar, beispielsweise mit mehr Bremsbelägen, mehr Belagträger oder Spulen. Die Grundidee der Erfindung ist davon unberührt.
Bezugszeichenliste

1: Welle
2: Lager
3: Lagerschild
4: Reib-Adaptionsplatte
5: Belagträger mit Bremsbelag
6: Mitnehmer
7: Ankerscheibe
8: Spule
9: Spulenträger
10: erste Bremse
14: Reib-Adaptionsplatte
15: Belagträger mit Bremsbelag
16: Mitnehmer
17: Ankerscheibe
18: Spule
19: Spulenträger
20: zweite Bremse

Claims

Elektromotor mit an einer Schnittstelle verbundenen, wahlweise verschieden großen, elektromagnetisch betätigbaren Bremse (10, 20), die vorkomplettiert montiert ist und dabei die Reib-Adaptionsplatte (4, 14) eine Haltefunktion für die Bremse (10, 20) hat, wobei die Schnittstelle des Elektromotors an seinem ersten axialen Ende zur wahlweisen Aufnahme mindestens zweier verschiedener Bremsen (10, 20) vorgesehen ist, wobei alle Bremsen (10, 20) denselben Mitnehmer (6, 16), der formschlüssig verbindbar ist mit einer Welle (1) des Elektromotors, aufweisen, aber verschieden große Belagträger (5, 15), verschieden große Reib-Adaptionsplatten (4, 14) und verschieden große Bremsspulen (8,18) und verschieden große Spulenträger (9, 19) umfassen, wobei die Schnittstelle zumindest Mittel zur lösbaren dichten Verbindung umfasst, wobei die jeweilige Bremse (10, 20) eine jeweilige Reib-Adaptionsplatte (4, 14) zur Erzeugung von Bremsenergie und zur Abfuhr von Wärme an den Elektromotor umfasst, wobei die Reib-Adaptionsplatte (4, 14) mittels der Mittel zur lösbaren dichten Verbindung mit einem gehäusebildenden Teil des Elektromotors lösbar verbindbar ist, wobei das gehäusebildende Teil des Elektromotors ein Lagerschild (3) ist, das ein Lager (2) der Welle (1) des Elektromotors aufnimmt, und das Lagerschild (3) eine bearbeitete Fläche aufweist, die die jeweilige Reib-Adaptionsplatte (4, 14) aufnimmt, wobei die Schnittstelle zwischen Lagerschild (3) und Reib-Adaptionsplatte (4, 14) eine Dichtung umfasst, die als Flachdichtung oder O-Ring ausführbar ist, so dass das Rosten der bearbeiten Fläche verhindert ist, wobei die Reib-Adaptionsplatte (4, 14) dicht verbindbar ist mit dem Lagerschild (3), wobei die bearbeitete Fläche zur Schnittstelle gehörend ist, wobei der Mitnehmer (6, 16) jeweils formschlüssig verbunden ist mit dem Belagträger (5, 15) der jeweiligen Bremse (10, 20), wobei der Belagträger (5, 15) mindestens einen Bremsbelag umfasst, der mittels einer mit Federkraft von Federelementen beaufschlagten Ankerscheibe (7, 17) auf die Reib-Adaptionsplatte (4, 14) drückbar ist zur Erzeugung von Bremskraft, wenn die Spule (8, 18) der Bremse (10, 20) nicht genügend bestromt ist, wobei bei Bestromung der Spule (8, 18) der Bremse (10, 20) diese gelüftet wird, indem die magnetische Anziehungskraft auf die Ankerscheibe (7, 17) die Federkraft der Federelemente überwindet, wobei der Elektromotor nach Anschrauben der Bremse (10, 20) ans Lagerschild (3) abgedichtet gegen die Umgebung ist, derart dicht verbunden ist, dass das Rosten der bearbeiten Fläche verhindert ist.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass statt des Elektromotors ein Elektromotor verwendbar ist, der sich nur in dem Wicklungsdrahtdurchmesser und der Windungszahl seiner Statorwicklung unterscheidet.
Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass statt des Elektromotors ein Elektromotor verwendbar ist, der sich nur im Material seines Rotor-Käfigs unterscheidet.
Elektromotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Asynchronmotor ist.
Baukasten für einen Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Baukasten verschiedene Elektromotoren und verschiedene Bremsen (10, 20) derart umfasst, dass verschiedene Kombinationen verbindbar sind, wobei die Elektromotoren eine Schnittstelle zur Verbindung mit den Bremsen (10, 20) derart umfassen, dass stets dieselben Mittel zur Bildung der Schnittstelle vorgesehen sind, wobei die Mittel zumindest das Bohrungsbild für Bohrungen einer lösbaren Verbindung und zumindest eine Dichtung umfassen, wobei die Bremsen (10, 20) einen stets gleichen Mitnehmer (6, 16) umfassen und vorkomplettiert ausgebildet sind, wobei zwei der Elektromotoren sich nur in dem Wicklungsdrahtdurchmesser und der Windungszahl seiner Statorwicklung unterscheiden, wobei zwei der Elektromotoren sich nur im Material seines Rotor-Käfigs unterscheiden.