DE102012019415B4 - Electric motor, especially with a redundant brake arrangement - Google Patents
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Abstract
Elektromotor mit einer redundanten Bremsanordnung,wobei der Elektromotor ein Lagerschild (1) aufweist, das mit einem Gehäuseteil und/oder dem Stator des Elektromotors verbunden ist,wobei das Lagerschild (1) ein Lager (2) der Rotorwelle (3) des Elektromotors aufnimmt,wobei eine erste und eine zweite jeweils elektromagnetisch betätigbare Bremse auf ein Lagerschild (1) des Elektromotors montiert ist,wobei die erste Bremse auf einer ersten Seite des Lagerschilds (1) angeordnet und die zweite Bremse auf der anderen Seite des Lagerschilds (1) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dassdas Lagerschild (1) topfförmig ausgeführt ist, wobei der Topfboden auf der vom Stator abgewandten Seite des Topfes angeordneten axialen Seite angeordnet ist,wobei am Topfboden des Lagerschildes in einer zum Stator hin sich erhebenden Verdickung des Topfbodens eine Ausnehmung ist, in welcher das Lager (2) der Rotorwelle (3) aufgenommen ist.wobei mittels einer Schraube die Reibscheibe (26) der ersten Bremse über eine Druckhülse (602), nämlich über eine als Führungsbolzen (25) wirksame Druckhülse (602), an dem Magnetkörper (43) der ersten Bremse angeschraubt ist,wobei die Druckhülse (602) die Ankerscheibe (24) in axialer Richtung führt,wobei die Schraube durch die Druckhülse (602) hindurchragt,wobei die Druckhülse (602) zwischen Reibscheibe (26) und Magnetkörper (43) zwischengeordnet ist,wobei der Magnetkörper (43) eine Bohrung aufweist, in welche eine Druckhülse (602) zumindest teilweise eingesteckt ist,wobei die Reibscheibe (26) mittels einer Schraube über die Druckhülse (602) zum Magnetkörper (43) hin gedrückt ist,wobei ein O-Ring (601) auf die Druckhülse (602) aufgesteckt vorgesehen ist und/oder wobei ein O-Ring (601) zwischen Druckhülse (602) und Ankerscheibe (13, 24) angeordnet ist.Electric motor with a redundant brake arrangement, the electric motor having a bearing plate (1) which is connected to a housing part and/or the stator of the electric motor, the bearing plate (1) receiving a bearing (2) of the rotor shaft (3) of the electric motor, wherein a first and a second electromagnetically actuated brake are mounted on a bearing shield (1) of the electric motor, the first brake being arranged on a first side of the bearing shield (1) and the second brake being arranged on the other side of the bearing shield (1). , characterized in that the end shield (1) is pot-shaped, the pot bottom being arranged on the axial side of the pot facing away from the stator, with a recess on the pot bottom of the end shield in a thickening of the pot bottom that rises towards the stator, in which holds the bearing (2) of the rotor shaft (3). The friction disk (26) of the first brake is attached to the magnet body via a pressure sleeve (602), namely via a pressure sleeve (602) which acts as a guide pin (25), by means of a screw (43) is screwed onto the first brake, with the pressure sleeve (602) guiding the armature disk (24) in the axial direction, with the screw protruding through the pressure sleeve (602), with the pressure sleeve (602) between the friction disk (26) and the magnetic body ( 43) is arranged in between, the magnet body (43) having a bore into which a pressure sleeve (602) is at least partially inserted, the friction disk (26) being pressed towards the magnet body (43) by means of a screw over the pressure sleeve (602). ,wherein an O-ring (601) is fitted onto the pressure sleeve (602) and/or an O-ring (601) is arranged between the pressure sleeve (602) and the armature disk (13, 24).
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere mit einer redundanten Bremsanordnung.The invention relates to an electric motor, in particular with a redundant brake arrangement.
Aus der ist bei einem Bremsmotor bekannt, einen Elektromotor mit einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse auszustatten, insbesondere als B-seitig anmontierte Bremse.From this it is known in a brake motor to equip an electric motor with an electromagnetically actuated brake, in particular as a brake mounted on the B side.
Aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit in einer Anlage zu erhöhen.The invention is therefore based on the object of increasing safety in a system.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the electric motor according to the features specified in claim 1.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor, insbesondere mit einer redundanten Bremsanordnung, sind, dass der Elektromotor ein Lagerschild aufweist, das mit einem Gehäuseteil und/oder dem Stator des Elektromotors verbunden ist,
wobei das Lagerschild ein Lager der Rotorwelle des Elektromotors aufnimmt,
wobei eine erste und eine zweite jeweils elektromagnetisch betätigbare Bremse auf ein Lagerschild des Elektromotors montiert ist,
wobei die erste Bremse auf einer ersten Seite des Lagerschilds angeordnet,
insbesondere auf der dem Stator zugewandten axialen Seite des Lagerschilds angeordnet,
und die zweite Bremse auf der anderen Seite des Lagerschilds angeordnet ist,
insbesondere auf der vom Stator abgewandten axialen Seite des Lagerschilds angeordnet ist.Important features of the invention in the electric motor, in particular with a redundant brake arrangement, are that the electric motor has a bearing plate which is connected to a housing part and/or the stator of the electric motor,
wherein the end shield accommodates a bearing of the rotor shaft of the electric motor,
wherein a first and a second electromagnetically actuated brake are mounted on a bearing plate of the electric motor,
wherein the first brake is arranged on a first side of the end shield,
arranged in particular on the axial side of the end shield facing the stator,
and the second brake is arranged on the other side of the end shield,
is arranged in particular on the axial side of the end shield facing away from the stator.
Von Vorteil ist dabei, dass ein redundant betätigbares Bremssystem vorgesehen ist und somit die Sicherheit erhöhbar ist. Dabei ist die erste Bremse im Motorinnenraum und die zweite Bremse als Anbaubremse eingebaut. Beide Bremsen sind an dem Lagerschild eines der Lager der Rotorwelle befestigt. Somit ist eine Montage beider Bremsen ans Lagerschild ausführbar und danach dieses Lagerschild mit dem Stator beziehungsweise restlichen Motorgehäuse verbindbar.The advantage here is that a brake system that can be operated redundantly is provided and thus safety can be increased. The first brake is installed in the engine interior and the second brake is installed as an add-on brake. Both brakes are attached to the end shield of one of the rotor shaft bearings. This means that both brakes can be mounted on the end shield and then this end shield can be connected to the stator or the rest of the motor housing.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jede Bremse jeweils einen Elektromagneten auf und eine axial beweglich angeordnete, in Umfangsrichtung formschlüssig spielbehaftet oder spielfrei gehalten angeordnete Ankerscheibe, welche bei Bestromung des Elektromagneten axial in zum jeweiligen Elektromagneten hin bewegt wird entgegen der Federkraft eines jeweiligen Federelements und welche bei Nichtbestromung des Elektromagneten von dem jeweiligen Federelement auf einen Bremsbelagträger gedrückt wird, der somit auf eine Bremsfläche, insbesondere einer Reibscheibe, gedrückt wird. Von Vorteil ist dabei, dass bei Ausfall der Stromversorgung die Bremse automatisch einfällt, weil die Ankerschiebe von zumindest einem Federelement gegen den Belagträger gedrückt wird, der somit auf die Reibscheibe gedrückt wird.In an advantageous embodiment, each brake has an electromagnet and an axially movable armature disk which is arranged in a form-fitting manner with play or play-free in the circumferential direction, which is moved axially towards the respective electromagnet when the electromagnet is energized against the spring force of a respective spring element and which is moved when the electromagnet is not energized of the electromagnet is pressed by the respective spring element onto a brake pad carrier, which is thus pressed onto a braking surface, in particular a friction disk. The advantage here is that if the power supply fails, the brake is automatically applied because the armature slide is pressed against the lining carrier by at least one spring element, which is thus pressed onto the friction disk.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Belagträger der ersten und/oder der zweiten Bremse axial beweglich, aber drehfest mit der Rotorwelle des Elektromotors oder mit einem Mitnehmerteil, welches drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist, verbunden,
insbesondere wobei der Belagträger eine Innenverzahnung aufweist, die mit einer Außenverzahnung der Rotorwelle beziehungsweise des Mitnehmerteils im Eingriff steht,
insbesondere wobei das Mitnehmerteil mittels einer Passfederverbindung mit der Rotorwelle verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Belagträger axial verschieblich auf dem Mitnehmerteil angeordnet ist und somit von der Ankerscheibe auf die Reibscheibe drückbar ist. Die Zähne der Verzahnung erstrecken sich also vorzugsweise nur in axialer Richtung.In an advantageous embodiment, the lining carrier of the first and/or the second brake is axially movable but non-rotatably connected to the rotor shaft of the electric motor or to a driver part which is non-rotatably connected to the rotor shaft,
in particular, the lining carrier has an internal toothing which engages with an external toothing of the rotor shaft or the driver part,
in particular, the driver part being connected to the rotor shaft by means of a feather key connection. The advantage here is that the lining carrier is arranged on the driver part in an axially displaceable manner and can therefore be pressed onto the friction disk by the armature disk. The teeth of the toothing therefore preferably only extend in the axial direction.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Innenverzahnung und/oder die Außenverzahnung eine Evolventenverzahnung. Von Vorteil ist dabei, dass die Fertigung einfach ausführbar ist, da eine weit verbreitete Verzahnungsart wählbar ist.In an advantageous embodiment, the internal toothing and/or the external toothing is an involute toothing. The advantage here is that production is easy to carry out, as a widely used type of gearing can be selected.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen der Innenverzahnung und/oder Außenverzahnung ein Federelement angeordnet zur Spielreduzierung oder Spielunterdrückung. Von Vorteil ist dabei, dass der Verschleiß der Verzahnung, insbesondere bei Speisung des Motors durch einen Umrichter und häufigem Betrieb des Motors bei einer konstanten Soll-Drehzahl, also bei langem Einwirken von Drehzahlschwankungen, reduzierbar ist.In an advantageous embodiment, a spring element is arranged between the internal toothing and/or external toothing to reduce or suppress play. The advantage here is that the wear of the teeth can be reduced, especially when the motor is powered by a converter and the motor is operated frequently at a constant target speed, i.e. when speed fluctuations are exposed to long periods of time.
Erfindungsgemäß ist das Lagerschild topfförmig ausgeführt, wobei der Topfboden auf der vom Stator abgewandten Seite des Topfes angeordneten axialen Seite angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein besonders kompakter Aufbau erreichbar ist und die erste Bremse axial ganz oder zumindest teilweise von der Wandung des Topfes abdeckbar ist.According to the invention, the end shield is pot-shaped, with the pot bottom being arranged on the axial side of the pot facing away from the stator. The advantage here is that a particularly compact structure can be achieved and the first brake can be completely or at least partially covered axially by the wall of the pot.
Erfindungsgemäß ist am Topfboden des Lagerschildes in einer zum Stator hin sich erhebenden Verdickung des Topfbodens eine Ausnehmung, in welcher das Lager der Rotorwelle aufgenommen ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Aufnahme des Lagers vorsehbar ist.According to the invention, there is a recess on the pot bottom of the end shield in a thickening of the pot bottom that rises towards the stator, in which the bearing of the rotor shaft is accommodated. The advantage here is that a stable mounting of the bearing can be provided.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen Lagerschild und Mitnehmerteil der ersten Bremse zumindest teilweise axial verlaufender Luftspalt angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass Partikel des Bremsabriebs nicht aus dem Raumbereich der Bremse herauswandern können und somit eine Abdichtung erreicht ist.In an advantageous embodiment, an at least partially axially extending air gap is arranged between the end shield and the driver part of the first brake. The advantage here is that particles of brake abrasion cannot migrate out of the spatial area of the brake and a seal is therefore achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Lagerschild mit dem Gehäuseteil und/oder Stator des Elektromotors mittels Zugstangen zusammengehalten. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Verbindung der Gehäuseteile erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the end shield is held together with the housing part and/or stator of the electric motor by means of tie rods. The advantage here is that a simple, cost-effective connection of the housing parts can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Magnetkörper der ersten Bremse schraubverbunden mit dem Lagerschild,
insbesondere wobei die Schrauben von der vom Stator abgewandten Seite des Lagerschilds, insbesondere des Topfbodens des Lagerschilds, eingeschraubt sind. Von Vorteil ist dabei, dass die erste Bremse und auch die zweite Bremse am Lagerschild befestigbar sind. Dabei ist die erste Bremse als Einbaubremse und die zweite Bremse als Anbaubremse ausgeführt.In an advantageous embodiment, the magnetic body of the first brake is screw-connected to the end shield,
in particular, the screws being screwed in from the side of the end shield facing away from the stator, in particular the cup bottom of the end shield. The advantage here is that the first brake and also the second brake can be attached to the end shield. The first brake is designed as a built-in brake and the second brake as an add-on brake.
Erfindungsgemäß ist mittels einer Schraube die Reibscheibe der ersten Bremse über eine Druckhülse, insbesondere als Führungsbolzen wirksame Druckhülse, an dem Magnetkörper der ersten Bremse angeschraubt,
wobei die Druckhülse die Ankerschiebe in axialer Richtung führt,
wobei die Schraube durch die Druckhülse hindurchragt,
insbesondere wobei die Druckhülse zwischen Reibscheibe und Magnetkörper zwischengeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Festlegung der Reibscheibe zum Magnetkörper erreichbar ist, wobei die Druckhülse zusätzlich die Funktion der axialen Führung der Ankerscheibe übernimmt.According to the invention, the friction disk of the first brake is screwed to the magnetic body of the first brake by means of a screw via a pressure sleeve, in particular a pressure sleeve which acts as a guide pin,
whereby the pressure sleeve guides the anchor slide in the axial direction,
whereby the screw protrudes through the pressure sleeve,
in particular, the pressure sleeve being arranged between the friction disk and the magnetic body. The advantage here is that the friction disk can be easily attached to the magnetic body, with the pressure sleeve also taking on the function of axially guiding the armature disk.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt das Gehäuseteil die Statorwicklungen auf und weist an seiner dem Lagerschild zugewandten Seite eine Ausnehmung auf, welche von einer Schutzkappe, insbesondere Kunststoff-Schutzkappe, abgedeckt ist,
wobei die Schutzkappe eine Ausnehmung zur Durchführung der Rotorwelle aufweist, wobei die Schutzkappe zu ihrem kleinsten Radialabstand hin axial verbreitert ausgeführt ist zur Bildung einer Spaltdichtung zur Rotorwelle hin,
insbesondere wobei der Luftspalt zwischen Rotorwelle und Schutzkappe kleiner ist als ein bei der Bremsung am Reibbelag abfallendes, durchschnittlich großes Abriebspartikel,
wobei das Lagerschild radial außerhalb des von der Schutzkappe überdeckten Radialabstandsbereichs das Gehäuseteil berührt und/oder mit dem Gehäuseteil verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige einfache Abdichtung erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the housing part accommodates the stator windings and has a recess on its side facing the end shield, which is covered by a protective cap, in particular a plastic protective cap,
wherein the protective cap has a recess for the passage of the rotor shaft, the protective cap being designed to be axially widened towards its smallest radial distance in order to form a gap seal towards the rotor shaft,
in particular, the air gap between the rotor shaft and the protective cap is smaller than an average-sized abrasion particle falling off the friction lining during braking,
wherein the end shield touches the housing part radially outside the radial distance area covered by the protective cap and/or is connected to the housing part. The advantage here is that a cost-effective, simple seal can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Rotorwelle einen Absatz, insbesondere also eine umlaufende Kante, auf, welche axial neben dem von der Schutzkappe überdeckten axialen Bereich angeordnet ist,
insbesondere zum Abschleudern von Abriebspartikeln vor Eintritt in die zwischen Rotorwelle und Schutzkappe angeordnete Spaltdichtung. Von Vorteil ist dabei, dass Partikel schon im Raumbereich vor Eintritt in den Spaltdichtbereich zwischen Schutzkappe und Rotorwelle abgeschleudert werden und somit die Dichtung weiter verbessert ist.In an advantageous embodiment, the rotor shaft has a shoulder, in particular a circumferential edge, which is arranged axially next to the axial region covered by the protective cap,
in particular for throwing off abrasion particles before they enter the gap seal arranged between the rotor shaft and the protective cap. The advantage here is that particles are thrown off in the spatial area before entering the gap sealing area between the protective cap and rotor shaft, thus further improving the seal.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am axialen Endbereich der Rotorwelle ein Lüfter angeordnet, dessen Kühlluftstrom entlang der zweiten Bremse und entlang von axial verlaufenden Kühlrippen gerichtet ist, wobei die Kühlrippen an der Außenseite des Lagerschildes angeordnet sind, insbesondere einstückig mit dem Lagerschild ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine Entwärmung der Bremsen in einfacher Weise erreichbar ist. Insbesondere ist das Lagerschild besonders effektiv entwärmbar infolge der einstückig ausgeformten Kühlrippen. Da die Bremsen am Lagerschild montiert, insbesondere schraubverbunden sind, ist eine effektive Entwärmung der Bremsen erreichbar.In an advantageous embodiment, a fan is arranged on the axial end region of the rotor shaft, the cooling air flow of which is directed along the second brake and along axially extending cooling fins, the cooling fins being arranged on the outside of the end shield, in particular being designed in one piece with the end shield. The advantage here is that heat dissipation of the brakes can be achieved in a simple manner. In particular, the end shield can be heat-cooled particularly effectively due to the integrally formed cooling fins. Since the brakes are mounted on the end shield, in particular screw-connected, effective heat dissipation of the brakes can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung führt ein Führungsbolzen die Ankerscheibe in axialer Richtung und ist mit seinem in einem axialen Endbereich des Führungsbolzens angeordneten Gewindebereich in eine Gewindebohrung des Magnetkörpers der ersten Bremse eingeschraubt, insbesondere so dass der Führungsbolzen mit einem Bund aufliegt auf der Planfläche einer zur Gewindebohrung zugehörigen Senkung am Magnetkörper,
wobei der Führungsbolzen eine Gewindebohrung aufweist, in welche eine Schraube eingeschraubt ist, die die Reibscheibe der ersten Bremse am Führungsbolzen festlegt,
wobei der Führungsbolzen einen Außensechskantbereich oder Innensechskantbereich aufweist, insbesondere an seinem der Reibscheibe zugewandten axialen Endbereich. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Befestigung der Reibscheibe am Magnetkörper vorsehbar ist, welche zusätzlich auch als axiale Führung der Ankerscheibe fungiert.In an advantageous embodiment, a guide pin guides the armature disk in the axial direction and is screwed with its threaded area arranged in an axial end region of the guide pin into a threaded hole in the magnet body of the first brake, in particular so that the guide pin rests with a collar on the flat surface of a threaded hole associated Lowering on the magnet body,
wherein the guide pin has a threaded hole into which a screw is screwed, which fixes the friction disk of the first brake on the guide pin,
wherein the guide pin has an external hexagon region or internal hexagon region, in particular at its axial end region facing the friction disk. The advantage here is that the friction disk can be easily attached to the magnet body, which also functions as an axial guide for the armature disk.
Erfindungsgemäß weist der Magnetkörper eine Bohrung auf, in welche eine Druckhülse zumindest teilweise eingesteckt ist,
wobei die Reibscheibe mittels einer Schraube über die Druckhülse zum Magnetkörper hin gedrückt ist,
wobei die Druckhülse zwischen Reibscheibe und Magnetkörper angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige einfache Befestigung der Reibscheibe am Magnetkörper ausführbar ist. Außerdem ist die Druckhülse auch als axiale Führung der Ankerscheibe verwendet.According to the invention, the magnetic body has a bore into which a pressure sleeve is at least partially inserted,
whereby the friction disk is pressed towards the magnet body via the pressure sleeve by means of a screw,
wherein the pressure sleeve is arranged between the friction disk and the magnetic body. It is advantageous to that a cost-effective, simple attachment of the friction disk to the magnet body can be carried out. In addition, the pressure sleeve is also used as an axial guide for the armature disk.
Erfindungsgemäß ist ein O-Ring auf die Druckhülse aufgesteckt vorgesehen ist und/oder wobei ein O-Ring zwischen Druckhülse und Ankerscheibe angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Schockbelastung der Ankerscheibe reduzierbar ist.According to the invention, an O-ring is fitted onto the pressure sleeve and/or an O-ring is arranged between the pressure sleeve and the armature disk. The advantage here is that the shock load on the armature disk can be reduced.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages result from the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail using illustrations:
In der
In der nicht erfindungsgemäßen
In der nicht erfindungsgemäßen
In der nicht erfindungsgemäßen
In der nicht erfindungsgemäßen
In der
In der
In der
In der
In der
Wie in
Hierzu ist ein erstes Lager 2 der Rotorwelle 3 in einem Lagerschild 1 aufgenommen. Ein weiteres Lager der Rotorwelle 3 ist auf der vom auf der Rotorwelle 3 angeordneten Rotor 32 abgewandt angeordneten axialen Seite des Motors angeordnet.For this purpose, a first bearing 2 of the
Somit ist axial zwischen den beiden Lagern der Rotorwelle 3 der Rotor 32 samt Rotorblechpaket angeordnet. Ebenso ist das Statorblechpaket zwischen den Lagern angeordnet. Das Statorblechpaket nimmt Statorwicklungen auf, deren Umlenkbereiche, also Wickelkopf 30 axial zwischen dem Statorblechpaket und dem Lager 2 angeordnet ist.The
Die erste Bremse ist somit auf der dem Stator zugewandten axialen Seite des Lagerschilds 1 angeordnet. Die zweite Bremse ist auf der vom Stator abgewandten axialen Seite des Lagerschilds 1 angeordnet.The first brake is thus arranged on the axial side of the end shield 1 facing the stator. The second brake is arranged on the axial side of the end shield 1 facing away from the stator.
Das Lagerschild 1 ist topfartig aufgebaut, wobei das Lager 2 am Topfboden aufgenommen ist. Die Rotorwelle 3 ist durch den Topfboden verjüngend hindurchgeführt und ragt durch die zweite Bremse hindurch und nimmt an ihrem axialen Endbereich einen Lüfter 17 auf. Der Lüfter fördert einen Lüfterstrom in axialer Richtung, insbesondere auch mittels der Führung des Luftstroms durch die Lüfterhaube 9, an den Kühlrippen 38 entlang, welche am von der Rotorwellenachse aus gesehen radial äußeren Umfang des Lagerschildes 1 angeordnet sind.The end shield 1 is constructed like a pot, with the bearing 2 being accommodated on the bottom of the pot. The
Zur Bildung der ersten Bremse ist auf der Rotorwelle 3 ein Mitnehmer 4 aufgesteckt, insbesondere drehfest verbunden. Der Mitnehmer 4 weist an seinem von der Rotorwellenachse aus gesehen radial äußeren Umfang eine Mitnehmerverzahnung auf.To form the first brake, a driver 4 is attached to the
Auf dem Mitnehmer 4 ist eine Bremsscheibe 37, insbesondere ein Bremsbelagträger, angeordnet, die eine zur Mitnehmerverzahnung entsprechende Innenverzahnung aufweist. A
Die Bremsscheibe weist an ihren beiden axialen Stirnflächen jeweils Bremsbelag auf. Da die Zähne der Verzahnung sich in axialer Richtung, also parallel zur Rotorwellenachsrichtung, erstrecken, ist die Bremsscheibe axial beweglich aber in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem Mitnehmer 4 und somit auch indirekt mit der Rotorwelle 3 verbunden.The brake disc has brake linings on both of its axial end faces. Since the teeth of the toothing extend in the axial direction, i.e. parallel to the rotor shaft axis direction the brake disc is axially movable but positively connected in the circumferential direction to the driver 4 and thus also indirectly to the
In einer zum Rotor 32 hin offenen Ausnehmung des Lagerschilds 1 ist ein Magnetkörper 43 aufgenommen. Der Magnetkörper ist aus einem Stahlguss, insbesondere GGG Guss, ausgeführt und ferromagnetisch. Die als Ringwicklung ausgeführte Bremsspule 33 ist in einem Spulenträger 31 aus Kunststoff eingelegt, welcher wiederum in eine ebenfalls zum Stator hin offenen Ausnehmung des Magnetkörpers 43 aufgenommen ist.A
Zwischen der Bremsscheibe 37 und der Bremsspule 33 ist eine axial beweglich, aber in Umfangsrichtung drehfest mit dem Lagerschild 1 verbundene Ankerscheibe 24 angeordnet. Bei Bestromung der Bremsspule 33 wird daher die Ankerscheibe vom aus dem Magnetkörper 43 austretenden Magnetfeld angezogen.Between the
Druckfeder drücken entgegen der Magnetkraft auf die Ankerscheibe in axialer Richtung. Bei Nicht-Bestromung der Bremsspule 33 wird daher die Ankerscheibe vom Magnetkörper 43 weggedrückt. Hierbei wird die Bremsscheibe 37 auf die Reibscheibe 26 gedrückt, so dass die beidseitig vorgesehenen Bremsbeläge der Bremsscheibe 37 Reibungskraft zur Ankerscheibe 24 und zur Reibscheibe 26 hin erzeugen.Compression springs press against the magnetic force on the armature disk in the axial direction. When the
Die Reibscheibe 26 ist mittels der Schraube 42 an das Lagerschild 1 angeschraubt, wobei ein Führungsbolzen 25 zwischengeordnet ist, welcher die Ankerscheibe 24 bei ihrer axialen Bewegung führt, insbesondere also an der Drehbewegung hindert.The
Die Schraube 42 ist als Senkkopfschraube ausgeführt und drückt die Reibscheibe 26 mit dem Schraubenkopf der Schraube 42 auf den Führungsbolzen 25.The
In Umfangsrichtung sind mehrere, gleichwirkende, vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Schrauben 42 sowie Führungsbolzen 25 angeordnet. A plurality of
Vorzugsweise ist der Spulenträger 31 mit Bremsspule 33 mittels Vergussmasse vergossen und somit nicht nur kraftschlüssig sondern auch stoffschlüssig mit dem Magnetkörper 43 verbunden.The
Die Schraube 42 ist mit ihrem Gewindeabschnitt in eine Gewindebohrung im Lagerschild 1 eingeschraubt. Mittels der Schraube 41 ist der Magnetkörper 43 mit dem Lagerschild 1 schraubverbunden.The
Auf der in axialer Richtung von der ersten Bremse abgewandten Seite des Lagerschildes 1 ist die zweite Bremse vorgesehen.The second brake is provided on the side of the end shield 1 facing away from the first brake in the axial direction.
Die zweite Bremse ist ebenfalls wie die erste Bremse auf dem Lagerschild 1 montiert und wie auch die erste Bremse als elektromagnetisch betätigbare Bremse ausgeführt.The second brake is also mounted on the end shield 1 like the first brake and, like the first brake, is designed as an electromagnetically actuated brake.
Hierzu ist ein Stiftschraubenteil 19 in eine Gewindebohrung einer Reibscheibe 22 eingeschraubt, welche mittels einer Nachstellmutter 18 an dem Magnetkörper 8 festgelegt ist, so dass der Magnetkörper 8 auf einen maximalen Abstand in axialer Richtung begrenzt ist.For this purpose, a
Durch Schrauben der Nachstellmutter 18 lässt sich dieser maximale Abstand einstellen, so dass bei abgenutzten Bremsbelägen ein Nachstellen des Luftspalts zwischen Ankerscheibe 13 der Bremse und Bremsspule ermöglicht ist.This maximum distance can be adjusted by screwing the adjusting
Zwischen der Reibscheibe 22 und dem Magnetkörper 8 ist eine Druckhülse 16 und Federelement 15 angeordnet, wobei das Federelement 15 sich an der Reibscheibe 22 abstützt und auf die Druckhülse 16 drückt, welche wiederum abgestützt ist am Magnetkörper 8.A
In Umfangsrichtung sind, insbesondere regelmäßig in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, weitere Druckhülsen 16 mit Federelementen 15 um Stiftschraubenteile 19 angeordnet, insbesondere auf diese aufgesteckt angeordnet.In the circumferential direction,
Auf größerem Radialabstand als die Druckhülsen 16 und Federelemente 15 ist ein Abdichtteil 40 vorgesehen, das somit axial zwischen Reibscheibe 22 und Magnetkörper 8 angeordnet ist.A sealing
Zur Bildung der zweiten Bremse ist auf der Rotorwelle 3 wiederum ein Mitnehmerteil 4 angeordnet und drehfest, vorzugsweise mittels eines Federelements 5 in Umfangsrichtung spielfrei angeordnet, wobei das Mitnehmerteil 4 eine Mitnehmerverzahnung 11 aufweist, so dass der als Doppelscheibe ausgeführte Belagträger 12 axial beweglich angeordnet ist, wobei am Belagträger 12 axial beidseitig Bremsbeläge 14 angeordnet sind. Mit einem ersten Bremsbelag 14 wird bei Nichtbestromung der Bremsspule 6 die Ankerscheibe 13 von an dem Magnetkörper 8 abgestützten Druckfedern angedrückt und der Belagträger 12 über seinen Bremsbelag 14 an die Reibscheibe 22 angedrückt. Bei Bestromung der Bremsspule 6 wird die Ankerscheibe 13 zum Magnetkörper 8 angezogen und somit der Belagträger 12 samt Bremsbelägen frei gegeben, also die zweite Bremse gelüftet.To form the second brake, a driver part 4 is again arranged on the
Am Magnetkörper 8, insbesondere ein ferromagnetisches Stahlgussteil, ist ein Wellendichtring angeordnet, insbesondere kraftschlüssig verbunden, wobei der Wellendichtring zwei Dichtlippen aufweist, welche zur Rotorwelle hin abdichten. Auf diese Weise ist verhindert, dass Bremsabrieb aus dem Bereich der zweiten Bremse in den Raumbereich des am axialen Endbereich der Rotorwelle 3 angeordneten Lüfters 17 und somit in die Umgebung gelangt.On the
Die Bremsspule 6 der zweiten Bremse ist wiederum als Ringwicklung ausgeführt und in einen Spulenträger 7 eingelegt. Die so gebildete ringförmige Anordnung ist ähnlich zur ersten Bremse in den Magnetkörper 8 eingelegt, so dass das axial aus dem von der Ringwicklung umwickelten Bereich austretende Magnetfeld durch den Magnetkörper geführt wird und um die Ringwicklung etwa 180 ° geführt wird, so dass das Feld auf im Vergleich zum Radialabstand der Ringwicklung kleinerem Radialabstand in axialer Richtung in den Magnetkörper eingeleitet und auf im Vergleich zum Radialabstand der Ringwicklung größerem Radialabstand entgegen der axialen Richtung aus dem Magnetkörper 8 herausgeleitet wird.The brake coil 6 of the second brake is again designed as a ring winding and is inserted into a coil carrier 7. The annular arrangement formed in this way is inserted into the
Die Lüfterhaube ist mit dem Lagerschild lösbar verbunden, insbesondere schraubverbunden.The fan cover is detachably connected to the end shield, in particular screw-connected.
Die Mitnehmerverzahnungen (11,) beider Bremsen sind als nicht-schrägverzahnte Stirnradverzahnungen ausführbar, wobei vorzugsweise Evolventenprofilabschnitte für die Zähne der Verzahnung verwendet werden.The driving gears (11) of both brakes can be designed as non-helical spur gears, with involute profile sections preferably being used for the teeth of the gearing.
Das Stiftschraubenteil 19 ist durch das Federelement 15 und auch durch die Druckhülse 16 hindurchgeführt.The
Zwischen Lagerschild 1 und Reibscheibe 22 ist mit Ausnahme eines kleinen ringförmigen Berührungsbereichs ein Luftspalt 20 angeordnet, so dass der thermische Übergangswiderstand von der Reibscheibe 22 zum Lagerschild 1 vergrößert ist.With the exception of a small annular contact area, an
Die zweite Bremse ist mittels eines Hebels 21 von Hand lüftbar. Somit ist die Federkraft der auf die Ankerscheibe drückenden Federn überwindbar ohne Bestromung der Bremsspule.The second brake can be released manually using a
Das Gehäuse des Elektromotors ist durch ein in
An dem zum Lagerschild 1 zugewandten axialen Endbereich des Statorgehäuses 29 ist eine Schutzkappe 28, vorzugsweise aus Kunststoff, angeordnet. Auf diese Weise ist der Raumbereich der ersten Bremse vom Innenbereich des Motors abgetrennt. Die Schutzkappe 28 schafft eine derartige Abdichtung, dass Bremsbelagabrieb nicht in den Motorinnenraumbereich gelangen kann. Die Rotorwelle 3 ist durch die Schutzkappe 28 mittig durchgeführt, wobei die Schutzkappe 28 einen der Rotorwelle 3 zugewandten Spaltdichtbereich 35 aufweist. Dabei ist die Schutzkappe 28 zur Schaffung eines langen axial sich erstreckenden Spalts in axialer Richtung in einem ersten Radialabstand weiter ausgedehnt als in einem zweiten Radialabstand, wobei der zweite Radialabstand größer ist als der erste Radialabstand.A
Die Schutzkappe ist mit dem axialen Endbereich des Statorgehäuses 29 kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden.The protective cap is connected to the axial end region of the
Wie in
Die Schutzkappe 28 erstreckt sich radial vom Spalt zur Rotorwelle 3 über den radial überdeckten Bereich des Statorblechpakets hinweg.The
Zwischen Reibscheibe 26 und Schutzkappe 28 ist ein Luftspalt 34 angeordnet, so dass eine Wärmesperre in diesem Bereich ausgeführt ist, die eine Wärmeleitung vom Raumbereich der ersten Bremse zum Motorinnenraumbereich erschwert.An
Zwischen dem mit der Rotorwelle 3 verbundenen Mitnehmer 27 und dem Lagerschild 1 ist ein Spalt 36 angeordnet, der allerdings derart klein ist, dass Bremsabrieb im Wesentlichen nicht in den Motorinnenraumbereich eindringen kann. Außerdem weist die Rotorwelle im Bereich der ersten bremse einen Absatz auf, so dass an der zugehörigen Kante ein etwaig auftretender Bremsabrieb abgeschleudert wird. Die Kante ist dabei axial eng benachbart zum Eintrittsbereich der Rotorwelle ins Lagerschild 1.A
Am axialen von der Abtriebsseite des Motors abgewandten Endbereich der Rotorwelle 3 ist ein Lüfter 17 angeordnet, dessen Kühlluftstrom von der Lüfterhaube 9 geführt wird und durch Austrittsöffnungen am Lagerschild 1 zwischen Lüfterhaube 17 und Lagerschild 1 heraustritt und dann im Wesentlichen axial entlang der axial sich erstreckenden Kühlrippen 38, welche am Außenumfang des Lagerschilds angeordnet sind, geleitet werden.At the axial end region of the
Die im Motorinnenraum innen angeordnete erste Bremse wird also durch den Führungsbolzen 25 auf dem Magnetkörper 43 vormontiert, wobei die Schraube 42, insbesondere Senkkopfschraube, den Führungsbolzen 25 am Magnetkörper 43 festlegt. Die vormontierte und somit vorkomplettierte erste Bremse wird sodann ins Lagerschild 1 eingelegt und mittels der Schraube 41 zum Verbinden des Magnetkörpers 43 mit dem Lagerschild 1 von der B-Seite her angeschraubt. Dabei ist die B-Seite die der Abtriebsseite des Motors axial abgewandte Seite.The first brake, which is arranged inside the engine interior, is therefore pre-assembled on the
Im nächsten Schritt wird die Schutzkappe 28 in die Ausnehmung ebenfalls von der B-Seite her eingepresst und verbunden. Nach Einbau der ersten Bremse in den Motor und Anziehen der Zugstangen 23 wird die zweite Bremse auf dem Lagerschild 1 montiert, insbesondere mit den Stiftschrauben 19 festgelegt.In the next step, the
Im Ausführungsbeispiel nach
Im Ausführungsbeispiel nach
Im Ausführungsbeispiel nach
In den
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- LagerschildBearing shield
- 22
- Lagercamp
- 33
- RotorwelleRotor shaft
- 44
- Mitnehmertaker
- 55
-
Federelement zur Spielunterdrückung bei der Mitnehmerverzahnung 11Spring element to suppress play in the driving
teeth 11 - 66
- BremsspuleBrake coil
- 77
- SpulenträgerCoil carrier
- 88th
- Magnetkörper, insbesondere StahlgussteilMagnetic body, especially cast steel part
- 99
- LüfterhaubeFan cover
- 1010
- Wellendichtringshaft seal
- 1111
- MitnehmerverzahnungDriver gearing
- 1212
- Belagträger, insbesondere Doppelscheiben-BelagträgerPad carriers, especially double disc pad carriers
- 1313
- AnkerscheibeArmature disc
- 1414
- Bremsbelagbrake pad
- 1515
- Federelement, insbesondere DruckfederSpring element, in particular compression spring
- 1616
- Druckhülsepressure sleeve
- 1717
- LüfterFan
- 1818
- Nachstellmutter zur Einstellung des LuftspaltesAdjusting nut for adjusting the air gap
- 1919
- StiftschraubenteilStud screw part
- 2020
- Luftspaltair gap
- 2121
- Hebel zur HandlüftungHand release lever
- 2222
- Reibscheibefriction disc
- 2323
- ZugstangenTie rods
- 2424
- AnkerscheibeArmature disc
- 2525
- FührungsbolzenGuide pin
- 2626
- Reibscheibefriction disc
- 2727
- Mitnehmertaker
- 2828
- Schutzkappeprotective cap
- 2929
- StatorgehäuseStator housing
- 3030
- Wickelkopf, Umlenkbereiche der StatorwicklungenWinding head, deflection areas of the stator windings
- 3131
- SpulenträgerCoil carrier
- 3232
- Rotorrotor
- 3333
- BremsspuleBrake coil
- 3434
- Luftspaltair gap
- 3535
-
der Rotorwelle zugewandter Spaltdichtbereich der Kunststoffkappe 28The gap sealing area of the
plastic cap 28 facing the rotor shaft - 3636
-
Spalt zwischen Mitnehmer 27 und Lagerschild 1Gap between
driver 27 and end shield 1 - 3737
- Bremsscheibe, insbesondere BelagträgerBrake disc, especially pad carrier
- 3838
- Kühlrippencooling fins
- 3939
- SpulenträgerCoil carrier
- 4040
- AbdichtteilSealing part
- 4141
-
Schraube zum Verbinden des Magnetkörpers 43 mit dem Lagerschild 1Screw for connecting the
magnet body 43 to the end shield 1 - 4242
- Schraube, insbesondere SenkkopfschraubeScrew, especially countersunk head screw
- 4343
- MagnetkörperMagnetic body
- 9090
-
elastisch radial ausgelenkter Abschnitt der Schutzkappe 28elastically radially deflected section of the
protective cap 28 - 201201
- Schraubescrew
- 202202
- FührungsbolzenGuide pin
- 401401
- Schraubescrew
- 402402
- FührungsbolzenGuide pin
- 601601
- O-RingO-ring
- 602602
- Druckhülsepressure sleeve
- 603603
- Schraube, insbesondere SenkkopfschraubeScrew, especially countersunk head screw
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Family Applications (1)
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-
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- 2012-10-04 DE DE102012019415.3A patent/DE102012019415B4/en active Active
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