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Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit Sensor.
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Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor einen Stator und einen hierzu drehbar gelagerten Rotor aufweist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung in möglichst kompakter Weise weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Antriebsanordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Antriebsanordnung mit Sensor sind, dass der Sensor ein Gehäuse und ein relativ dazu drehbar, insbesondere gelagertes, Teil aufweist,
wobei die Antriebsanordnung einen Rotor aufweist und einen Stator,
wobei ein Flanschteil mit dem Stator verbunden ist, insbesondere mittels schraubverbundener Gehäuseteile,
wobei das Teil drehfest mit dem Rotor verbunden ist,
wobei das Gehäuse des Sensors mit einem Aufnahmeteil verbunden, welches axial verschiebbar im Flanschteil aufgenommen ist und schraubverbindbar mit dem Flanschteil ist, insbesondere in einer axialen Position.
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Von Vorteil ist dabei, dass die Antriebsanordnung ohne Lagerung des Rotors ausführbar ist und zur Vorkomplettierung und für den Transport der Antriebsanordnung zu einer Maschine, in welche die Antriebsanordnung einzubauen ist, der Rotor mit dem Stator schraubverbindbar ist, wobei hierzu der Rotor axial zum Stator bewegbar ist. Bei der Bewegung ist der Sensor mit dem Rotor verbunden und somit mitbewegt. Das Aufnahmeteil ist mit der Drehmomentstütze verbunden, so dass das Gehäuse des Sensors abgestützt ist am Aufnahmeteil. Dieses ist aber mittels Schiebesitz im Flanschteil, somit also auch Gehäuse der Antriebsanordnung aufgenommen. Die axiale Schiebebewegung zur Festlegung des Rotors am Stator und die umgekehrte axiale Schiebebewegung bei Lösen dieser Fixierung bewirken ein Verschieben des Sensors und auch des Aufnahmeteils. Das Aufnahmeteil wird hierbei im Schiebesitz, also Gleitlager, axial verschoben und erst nach Erreichen derjenigen axialen Position, in welcher der Betrieb des Sensors vorgesehen ist, schraubverbunden mit dem Flanschteil.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Aufnahmeteil einen ringförmigen Absatz auf, der in eine entsprechende axial durchgehende Ausnehmung des Flanschteils zumindest teilweise einführbar ist zur Bildung eines Schiebesitzes. Von Vorteil ist dabei, dass der Schiebesitz in einfacher und kostengünstig ausführbarer Weise herstellbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse des Sensors mittels einer Drehmomentstütze mit dem Aufnahmeteil verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass das Gehäuse abstützbar ist, obwohl eine axiale Verschiebung vorsehbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Rotor ein Ringteil angeordnet, welches einen Innenkonusflächenabschnitt aufweist und an einem mit dem Stator verbundenen weiteren Flanschteil ein Außenkonusflächenabschnitt ausgebildet ist, so dass der Rotor aufnehmbar und/oder zentrierbar ist mittels Andrücken des Innenkonusflächenabschnitts an den Außenkonusflächenabschnitt. Von Vorteil ist dabei, dass die Antriebsanordnung lagerlos ausführbar ist und trotzdem als vorkomplettierte Einheit transportfähig ist, wobei die Ausrichtung des Rotors zum Stator mittels der Konusflächenabschnitte bewirkbar und festlegbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist axial zwischen dem Flanschteil und dem weiteren Flanschteil eine elektromagnetisch betätigbare Bremse angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Sensor auf der von der Bremse axial abgewandten Seite anordenbar ist und der Stator auf der anderen. Somit ist der Sensor auf der von der Maschine und der Bremse abgewandten Seite anordenbar und von von der Maschine her oder von der Bremse her eingeleiteten Rucken und Stößen besser abschirmbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Aufnahmeteil eine radiale Verbreiterung auf, die als axiale Begrenzung des zwischen Flanschteil und Aufnahmeteil ausgebildeten Schiebesitzes fungiert,
insbesondere wobei die radiale Verbreiterung auf der dem Sensor zugewandten axialen Seite des Aufnahmeteils angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine axiale Begrenzung in einfacher Weise erreichbar ist und durch die Begrenzung die Position bestimmt ist, in welcher das Aufnahmeteil mit dem Flanschteil zu verschrauben ist, um bei Betrieb die vorgesehene Funktionsweise des Sensors zu ermöglichen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf einer Rotorwelle des Rotors eine Hülse, insbesondere Kunststoffhülse, angeordnet, die in einer Ausnehmung des Aufnahmeteils aufgenommen ist,
insbesondere wobei die Ausnehmung axial durchgehend ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine radiale Auslenkungsbegrenzung für die Rotorwelle erreichbar ist. Bei anderen Ausgestaltungen ist hierbei die Hülse aus Kunststoff ausgeführt und somit auch eine geringe Gleitreibung erreicht durch die Materialpaarung mit Stahl. Somit ist also eine Gleitlagerung des Aufnahmeteils auf der Rotorwelle ermöglicht, insbesondere unter Reduzierung der Gleitreibung mittels der Hülse.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Stift im Flanschteil eingepresst, wobei das Aufnahmeteil eine Ausnehmung aufweist, in welche der Stift hineinragt, insbesondere zur Verdrehsicherung und/oder axialen Führung des Aufnahmeteils. Von Vorteil ist dabei, dass eine Verdrehsicherung in einfacher Weise erreichbar ist und somit das Aufnahmeteil verdrehgesichert ist gegenüber dem Flanschteil. Somit ist ein Verdrehen auch bei axialen Verschiebungen, also freigegebenem Schiebesitz des Aufnahmeteils im Flanschteil, bewirkbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Rotor mit einem in einer Maschine drehbar gelagerten Teil drehfest verbunden und ist somit über dieses Teil gelagert,
wobei der Stator mit dem Gehäuse der Maschine drehfest verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine von der Antriebsanordnung aus gesehen, externe Lagerung anwendbar ist und somit die Antriebsanordnung kompakt ausführbar ist. Trotzdem ist die Ausrichtung des Rotors zum Stator bei Herstellung fixierbar und bei Einbau der Antriebsanordnung in die Maschine aufrechterhaltbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ringteil mit dem weiteren Flanschteil schraubverbindbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Ausrichtung des Rotors zum Stator fixierbar ist und somit die vorkomplettierte Anordnung transportierbar unter Erhalt der Ausrichtung.
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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.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit Sensor gezeigt, wobei der Rotor vom Stator noch beabstandet ist.
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In der 2 ist der Rotor axial auf den Rotor geschoben, so dass der Innenkonusflächenabschnitt 7 auf den Außenkonusflächenabschnitt 11 aufgeschoben ist und dabei der rotor mit dem Stator schraubverbindbar ist.
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Hierbei ist die Antriebsanordnung nach Art eines Elektromotors ausgeführt, wobei ein Rotor und ein Stator vorgesehen ist. Allerdings ist die Drehlagerung des Rotors außerhalb der Antriebsvorrichtung vorsehbar und für den Fall des Transports der Antriebsanordnung, also für den Fall des Nicht-Vorhandenseins einer Drehlagerung des Rotors, ist eine Schraubverbindung zwischen Rotor und Stator vorgesehen. Hierbei wird also der Rotor am Stator fixiert und ein Betreiben als Elektromotor verhindert.
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Der Rotor weist eine Rotorwelle 1 auf, mit welcher ein Aktivteil 9 drehfest verbunden ist. Das Aktivteil 9 weist einen Kurzschlusskäfig, Dauermagnete und/oder einen Reluktanzaktivteil auf zur Bildung eines entsprechenden Elektromotors.
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Der Stator weist eine Statorwicklung 10 auf, welche in einem Statorblechpaket aufgenommen ist, welche mit dem Gehäuse der Antriebsanordnung verbunden ist.
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Das Gehäuse ist aus den Gehäuseteilen 4 und 5 sowie den Flanschteilen 3 und 13 gebildet, die miteinander verbunden sind, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig. Besonders bevorzugt ist das Flanschteil 3 mit dem Gehäuseteil 4 und/oder 5 schraubverbunden. Weiter ist auch das Flanschteil 13 mit dem Gehäuseteil 4 und/oder 5 schraubverbunden.
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Mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist ein Ringteil 8, welches an seiner Innenseite einen Innenkonusflächenabschnitt 7 aufweist. Einen entsprechenden Außenkonusflächenabschnitt 11 weist das Flanschteil 13 auf, so dass beim Festlegen, also Fixieren, des Rotors am Stator der Innenkonusflächenabschnitt 7 am Außenkonusflächenabschnitt 11 anliegt. Hierdurch ist beim Anlegen ein Ausrichten und Zentrieren des Rotors relativ zum Stator hin bewirkt. Die Fixierung wird mittels Schrauben bewirkt, die axial gerichtet sind und axial durch das Flanschteil 13 durchgehen und in ebenfalls axial gerichtete Gewindebohrungen des Ringteils 8 eingeschraubt werden. Beim Einschrauben stützt sich der Schraubenkopf auf der vom Ringteil 8 abgewandten Seite des Flanschteils 13 ab und das Ringteil 8 wird zum Flanschteil 13 hin gezogen und somit der Außenkonusflächenabschnitt auf den Innenkonusflächenabschnitt aufgeschoben. Vor und während dieses Einschraubens ist der Rotor vorzugsweise in einer Montagehilfe aufgenommen, die mit dem Stator verbunden ist, so dass eine anfängliche Zentrierung des Rotors relativ zum Stator über diese Montagehilfe erreicht wird.
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Axial zwischen dem Flanschteil 13 und dem Flanschteil 3 ist eine elektromagnetisch betätigbare Bremse angeordnet. Das Flanschteil 3 weist eine fein bearbeitete Bohrung auf, also einen innenzylindrischen Flächenabschnitt. Die Bohrungsachse entspricht hierbei der Rotorwellenachse.
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Die Wandung der Bohrung, also der innenzylindrische Flächenabschnitt, ermöglicht einen Schiebesitz, insbesondere also eine Gleitlagerung, eines Aufnahmeteils 2.
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Dieses Aufnahmeteil 2 weist hierzu einen ringförmigen Absatz auf. Die radial äußere Oberfläche des ringförmigen Absatzes berührt also die Wandung der Bohrung und somit ist das Aufnahmeteil 2 axial verschiebbar relativ zum Flanschteil 3.
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An einem axialen Ende des ringförmigen Absatzes weist das Aufnahmeteil 2 eine radiale Verbreiterung auf, so dass der Schiebesitz durch den Anschlag dieser Verbreiterung gegen das Flanschteil 3 begrenzt ist. Radial mittig im Aufnahmeteil 2 ist eine axial durchgehende Bohrung angeordnet, in welcher eine Hülse 14 aufgenommen ist, durch welche die Rotorwelle 1 führt. Somit wird das Aufnahmeteil 2 in dem Flanschteil geführt. Die Hülse 14 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt.
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Das Aufnahmeteil 2 ist aus Stahl ausgeführt. Die Rotorwelle 1 und das Gehäuse 12 des Sensors sind ebenfalls aus Stahl ausgeführt. Das Motorgehäuse, insbesondere auch das Flanschteil 3, ist aus Aluminium ausgeführt.
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Beim Einschrauben der oben genannten Schrauben wird der Rotor samt Rotorwelle axial verschoben. Wenn das Aufnahmeteil 2 verbunden ist mit dem Flanschteil 3, ist ein relatives axiales Verschieben der Rotorwelle 1 zum Aufnahmeteil 2 nicht mehr möglich. Die Hülse 14 ist im Normalbetrieb nicht mit der Rotorwelle 1 in Kontakt, sondern begrenzt lediglich eine mögliche Auslenkung der Rotorwelle im Falle eines Bremseneinfalls.
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Der Sensor ist als Winkelsensor ausgeführt und weist einen drehbar gelagerten Teil auf, der drehfest mit der Rotorwelle 1 verbunden ist. Das Gehäuse 12 des Sensors ist über eine Drehmomentstütze mit dem Aufnahmeteil 2 verbunden. Dabei ist die Drehmomentstütze als Stanz-Biegeblechteil ausgeführt, so dass Stöße vom Aufnahmeteil 2 zum Gehäuse nur abgedämpft durchgeleitet werden. Das Gehäuse 12 ist über die Drehmomentstütze derart mit dem Aufnahmeteil 2 verbunden, dass in Umfangsrichtung eine viel steifere Verbindung ausgeführt ist als in radialer und/oder axialer Richtung. Vorzugsweise ist die Drehmomentstütze schraubverbunden mit dem Gehäuse 12 und schraubverbunden mit dem Aufnahmeteil 2.
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Das Gehäuseteil 5 umgibt zumindest teilweise das Statorblechpaket samt Statorwicklungen und fungiert somit als Statorgehäuse.
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Im Aufnahmeteil 2 ist ein axial zum Sensor hin hervor ragender Stift 6 eingepresst. Das Gehäuse 12 des Sensors weist eine entsprechende Ausnehmung auf, durch welche der Stift eingeführt ist und somit hindurchragt. Auf diese Weise ist das Gehäuse 12 axial vom Stift geführt und ein Verdrehen des Gehäuses 12 des Sensors nicht ausführbar.
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Auf diese Weise ist der Sensor an der Rotorwelle 1 befestigt und wird bei deren axialer Bewegung mitbewegt. Wenn also die Rotorwelle 1 axial verschoben wird, so dass der Außenkonusflächenabschnitt 7 auf den Innenkonusflächenabschnitt 11 aufgeschoben wird, wird der Sensor samt seiner Befestigung an dem Aufnahmeteil 2 und samt dem Aufnahmeteil 2 mitbewegt.
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Bei Montage der Antriebsanordnung in einer Maschine wird die Schraubverbindung zwischen Ringteil 8 und Flanschteil 13 gelöst, die Rotorwelle 1 drehfest mit einem in der Maschine drehbar gelagerten Teil, insbesondere Welle, verbunden und dabei die Rotorwelle zur Maschine hin axial verschoben, so dass der Außenkonusflächenabschnitt 7 vom Innenkonusflächenabschnitt 11 beabstandet wird. Bei dieser Verschiebung wird auch das Aufnahmeteil 2 axial im Schiebesitz in Flanschteil 3 verschoben und zuletzt wird das Aufnahmeteil 2 mit dem Flanschteil 3 schraubverbunden, so dass das Gehäuse 12 des Sensors mit dem Gehäuse der Antriebsanordnung drehfest verbunden ist.
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Mittels des Stiftes 6 ist in jedem Fall, also in beiden axialen Positionen der Rotorwelle 1, eine Verdrehsicherung des Sensors erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotorwelle
- 2
- Aufnahmeteil
- 3
- Flanschteil für Sensor
- 4
- Gehäuseteil
- 5
- Gehäuseteil
- 6
- Stift, insbesondere Stiftaufnahme
- 7
- Innenkonusflächenabschnitt
- 8
- Ringteil
- 9
- Aktivteil
- 10
- Statorwicklung
- 11
- Außenkonusflächenabschnitt
- 12
- Gebergehäuse
- 13
- Flanschteil
- 14
- Hülse, insbesondere Kunststoffhülse
