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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Hohlwellenmotor, umfassend ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse gelagerte Hohlwelle mit einem auf der Hohlwelle angeordneten Magnetring, einen in dem Gehäuse befestigten Stator mit einer radial um den Magnetring herum angeordneten Luftspaltwicklung, und eine in dem Gehäuse befestigte Elektronikplatine mit einem auf der Elektronikplatine angeordneten Encoder zum Erfassen der Drehposition der Hohlwelle, wobei die Luftspaltwicklung des Stators mittels einer an einer Stirnseite des Stators angeordneten Verschaltungsplatine elektrisch verschaltet ist.
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Derartige Hohlwellenmotoren werden als elektrische Antriebe in vielen verschiedenen Anwendungen verwendet, so zum Beispiel als Antrieb von Werkzeugen in der Automatisierungstechnik.
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Ein bekannter Hohlwellenmotor ist zum Beispiel in der
DE 10 2007 017 925 A1 beschrieben. Der Hohlwellenmotor weist ein Gehäuse auf, in dem ein Stator und ein Rotor angeordnet sind, und mit dem eine Lagereinheit verbunden ist, die an einem Ende des Gehäuses angeordnet ist. Der Stator weist mehrere Spulen zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes auf. Zudem ist in dem Gehäuse eine Sensoreinheit zur Drehzahl- oder Drehwinkelmessung innerhalb des Gehäuses an der der Lagereinheit abgewandten Stirnseite des Stators angeordnet. Die Sensoreinheit umfasst ein Zahnrad und eine Platine, die über den Umfang mit mehreren Sensoren, beispielsweise Hallsensoren versehen ist. Diese liegen bevorzugt in gleichmäßigen Abständen zueinander. Auf der Platine befindet sich ferner eine elektronische Schaltung, um die von den Sensoren erzeugten Signale zu verarbeiten und gegebenenfalls auszuwerten oder an eine Auswerteeinheit weiterzuleiten. Ein derartiger Hohlwellenmotor ist relativ aufwändig zu montieren und zu demontieren. Insbesondere die elektrische Verbindung der Sensoreinheit und der Spulen des Stators ist aufwändig, kompliziert und fehleranfällig.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Hohlwellenmotor zur Verfügung zu stellen, der besonders einfach zu montieren und zu demontieren ist und wobei die Zuverlässigkeit verbessert wird.
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Zur Lösung der Aufgabe ist die Elektronikplatine mittels mehrerer Schrauben mechanisch mit der Verschaltungsplatine des Stators verbunden, wobei die Schrauben, die Elektronikplatine und die Verschaltungsplatine eine durchgehende elektrische Kontaktierung bilden, so dass die Luftspaltwicklung über die Verschaltungsplatine und die Schrauben mit der Elektronikplatine elektrisch leitend verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass sowohl die mechanischen Verbindungsmittel zur axialen Fixierung der Elektronikplatine und des Stators als auch die elektrischen Kontaktierungsmittel der Elektronikplatine durch die gleichen Bauteile realisiert sind. Dies reduziert die Anzahl der Bauteile und vereinfacht die elektrische Kontaktierung, und es vereinfacht die Montage und die Demontage des Hohlwellenmotors. Insbesondere müssen keine Kabel oder Stecker oder andere zusätzliche elektrische Kontaktelemente zwischen Stator und Elektronikplatine verbunden werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt der Stator entgegen einer Montagerichtung gegen eine Seitenfläche eines Aufnahmebereiches am Innenumfang des Gehäuses axial an, wobei die Elektronikplatine in Montagerichtung gegen eine Seitenfläche eines Aufnahmebereiches am Innenumfang des Gehäuses axial anliegt. Dies ermöglicht eine besonders einfache axiale Fixierung des Stators und der Elektronikplatine gleichzeitig durch die Schrauben.
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Insbesondere weist in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hohlwellenmotors die Verschaltungsplatine mehrere am Umfang verteilte Kontaktmuttern zum Einschrauben der Schrauben auf, wobei die Kontaktmuttern mit der Luftspaltwicklung über die Verschaltungsplatine elektrisch verbunden sind. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung der Verschaltungsplatine und ermöglicht das Verschrauben mit den Schrauben auf einfache Weise.
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Zudem weist in einer vorteilhaften Ausführungsform die Elektronikplatine mehrere am Umfang verteilte Befestigungsöffnungen zum Durchführen der Schrauben auf, wobei die den Schraubenköpfen der Schrauben zugewandten Randbereiche der Befestigungsöffnungen elektrisch mit einer Schaltung der Elektronikplatine verbunden sind. Dies hat den Vorteil einer einfachen und zuverlässigen Kontaktierung der Schrauben mit der Elektronikplatine.
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In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind am Innenumfang des Gehäuses mehrere in axialer Richtung von der Elektronikplatine bis zum Stator verlaufende Aufnahmenuten angeordnet, wobei die Schrauben entlang des Außenumfangs eines Lagers jeweils in einer Aufnahmenut verlaufen. Dadurch kann das Lager an der Stirnseite des Stators zwischen Stator und Elektronikplatine positioniert werden, so dass die Lagerung der Hohlwelle möglichst optimal ausgestaltet werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Hohlwellenmotors weist der Stator mehrere an seinem Außenumfang verteilte, in axialer Richtung verlaufende Fügeansätze auf, wobei das Gehäuse mehrere am Innenumfang verteilte, in axialer Richtung verlaufende Führungsnuten zur Aufnahme der Fügeansätze des Stators aufweist. Dies ermöglicht ein möglichst einfaches Einsetzen des Stators in das Gehäuse, wobei der Stator sich im Betrieb über die Fügeansätze an dem Gehäuse gegen im Betrieb auftretende Drehmomente abstützen kann.
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Weitere Ausführungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Hohlwellenmotors ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Figurenbeschreibung.
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Es zeigen:
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1 eine dreidimensionale Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Hohlwellenmotors,
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2 einen Schnitt entlang der Längsachse durch den Hohlwellenmotor gemäß 1,
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3 einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse durch den Hohlwellenmotor gemäß 1 im Bereich des zweiten Lagers,
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4 einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse durch den Hohlwellenmotor gemäß 1 im Bereich des Stators und
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5 einen Schnitt entlang der Längsachse durch den Stator des Hohlwellenmotors gemäß 1.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Zu der anschließenden Beschreibung wird beansprucht, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr ist jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels von Bedeutung für den Gegenstand der Erfindung.
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1 und 2 zeigen jeweils unterschiedlichen Ansichten einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Hohlwellenmotors.
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Die Ausführungsform des Hohlwellenmotors 1 umfasst insbesondere eine Hohlwelle 2, einen Magnetring 3, zwei Lager 5, 6, einen Stator 7, ein Gehäuse 9, ein Encoderrad 11, ein Sicherungsring 13, eine Elektronikplatine 15 und mehrere Schrauben 17. Der Hohlwellenmotor 1 ist insbesondere als Innenläufer-Motor ausgebildet, wobei die Hohlwelle 2 zusammen mit dem Magnetring 3 einen Rotor des Innenläufer-Motors bildet. Das Gehäuse 9 weist vorteilhafterweise an seinem Außenumfang in axialer Richtung jeweils endseitig einen Montageflansch 10 mit mehreren am Umfang verteilten Befestigungsmitteln zur Befestigung des Hohlwellenmotors 1 auf. Die Montageflansche 10 sind insbesondere symmetrisch ausgebildet, so dass mehrere Hohlwellenmotoren 1 in axialer Richtung aneinander kaskadierbar sind oder ein Hohlwellenmotor 1 mit anderen Einheiten mit einem gleichartigen Montageflansch, wie zum Beispiel Aktuatoren oder Getriebeeinheiten, verbindbar sind.
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Die Hohlwelle 2 ist als ein hohlzylinderförmiger Körper mit einem insbesondere gleichmäßigen Innenumfang ausgebildet. Die Hohlwelle 2 weist insbesondere an einem Ende am Außenumfang mehrere Ringstufen 21, 23, 25 als Umfangserweiterungen der Hohlwelle 2 auf.
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Der Magnetring 3 ist von dem den Ringstufen 21, 23, 25 abgewandten Ende der Hohlwelle 2 aus in einer Montagerichtung Z–Z' auf die Hohlwelle 2 bis zum Anschlag gegen eine Seitenfläche 21a der ersten Ringstufe 21 aufgeschoben. Der Magneting 3 sitzt radial auf der Hohlwelle 1. Der Magnetring 3 ist als mehrpoliger, insbesondere 8-poliger Magnetring ausgebildet oder besteht alternativ aus mehreren über den Umfang der Hohlwelle 2 verteilten Einzelmagneten. Insbesondere umfasst der Magnetring 3 eine erste äußere Schicht aus permanentmagnetischem Material und eine innere zweite Schicht als Eisenrückschlusselement.
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In Montagerichtung Z–Z' hinter der ersten Ringstufe 21 ist eine zweite Ringstufe 23 ausgebildet. Die zweite Ringstufe 23 weist einen ersten konisch ausweitenden Bereich 23a und einen zweiten zylinderförmigen Bereich 23b auf. Das erste Lager 5 ist von dem der Ringstufe 23 abgewandten Ende der Hohlwelle 2 aus in Montagerichtung Z–Z' auf die zweite Ringstufe 23 bis zum axialen Anschlag gegen eine Seitenfläche 25a der dritten Ringstufe 25 aufgeschoben. Das Lager 5 sitzt radial auf dem zylinderförmigen Bereich 23b der zweiten Ringstufe 23.
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In der Stirnfläche 27 des an der dritten Ringstufe 25 anliegenden Endes der Hohlwelle 2 sind Verbindungsmittel 29, insbesondere mehrere mit einem Innengewinde versehene Sacklöcher, für eine Verbindung mit einem anzutreibenden Gegenstand ausgebildet.
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Das Gehäuse 9 ist insbesondere zusammen mit dem Stator 7 und dem ersten Lager 5 als modulare Einheit in Montagerichtung Z–Z' auf die Hohlwelle 2 und den Magnetring 3 aufgeschoben.
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Dazu ist das Gehäuse 9 hohlzylindrisch ausgebildet und weist an seinem Innenumfang mehrere, insbesondere vier, als ringförmige Ansätze ausgebildete Aufnahmebereiche 31, 33, 35, 37 mit verschiedenen Innendurchmessern auf.
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An dem den Ringstufen 21, 23, 25 zugewandten Ende des Gehäuses 9 ist der erste Aufnahmebereich 31 zur Aufnahme des ersten Lagers 5 ausgebildet. Das Lager 5 ist insbesondere als ein Dünnringlager ausgebildet. Der Innendurchmesser des ersten Aufnahmebereiches 31 ist an den Außendurchmesser des ersten Lagers 5 derart angepasst, dass das Lager 5 in dem Gehäuse 9 mittels eines Pass-Sitzes eingepresst ist. Zudem ist das Lager 5 mit seinem Innenumfang auf der Hohlwelle 2 verspannbar ausgebildet.
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In Montagerichtung Z–Z' vor dem ersten Aufnahmebereich 31 ist der zweite Aufnahmebereich 33 mit insbesondere im Vergleich zum ersten Aufnahmebereich 31 kleinerem Innendurchmesser ausgebildet. Eine dem ersten Aufnahmebereich 31 zugewandte Seitenfläche 33a des zweiten Aufnahmebereichs 33 dient als axialer Anschlag für das Lager 5 entgegen der Montagerichtung Z–Z'.
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Der zweite Aufnahmebereich 33 ist zur Aufnahme des Stators 7 in dem Gehäuse 9 entgegengesetzt zur Montagerichtung Z–Z' ausgebildet. Der Innendurchmesser des zweiten Aufnahmebereiches 33 ist an den Außendurchmesser des Stators 7 derart angepasst, dass ein Pass-Sitz gebildet ist. Dabei ist der Stator 7 insbesondere derart ausgebildet und angeordnet, dass er den Magnetring 3 radial vollständig über die axiale Länge des Magnetrings 3 umschließt.
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In Montagerichtung Z–Z' vor dem zweiten Aufnahmebereich 33 ist der dritte Aufnahmebereich 35 mit insbesondere im Vergleich zum zweiten Aufnahmebereich 33 kleinerem Innendurchmesser ausgebildet. Eine dem zweiten Aufnahmebereich 33 zugewandte Seitenfläche 35a des dritten Aufnahmebereichs 35 dient als axialer Anschlag für den Stator 7 entgegen der Montagerichtung Z–Z'.
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Der dritte Aufnahmebereich 35 ist insbesondere zur Aufnahme des zweiten Lagers 6 und vorteilhafterweise des Encoderrads 11 in dem Gehäuse 9 in Montagerichtung Z–Z' ausgebildet. Das Lager 6 ist insbesondere als ein Dünnringlager ausgebildet. Der Innendurchmesser des dritten Aufnahmebereiches 35 ist an den Außendurchmesser des zweiten Lagers 6 und des Encoderrads 11 derart angepasst, dass das Lager 6 in dem Gehäuse 9 mittels eines Pass-Sitzes eingepresst ist. Zudem ist das Lager 6 mit seinem Innenumfang auf der Hohlwelle 2 verspannbar ausgebildet. Das Encoderrad 11 ist insbesondere optisch oder magnetisch codiert und verdrehsicher auf der Hohlwelle 2 montierbar ausgebildet.
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In Montagerichtung Z–Z' vor dem dritten Aufnahmebereich 35 ist der vierte Aufnahmebereich 37 mit insbesondere im Vergleich zum dritten Aufnahmebereich 35 größerem Innendurchmesser an dem den Ringstufen 21, 23, 25 der Hohlwelle 2 abgewandten Ende des Gehäuses 9 zur Aufnahme der Elektronikplatine 15 ausgebildet. Der Innendurchmesser des vierten Aufnahmebereiches 37 ist an den Außendurchmesser der Elektronikplatine 15 derart angepasst, dass ein Pass-Sitz gebildet ist.
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Der dritte Aufnahmebereich 35 weist an seiner dem zweiten Aufnahmebereich 33 zugewandten Seite einen Ringansatz 39 auf. Eine dem vierten Aufnahmebereich 37 zugewandte Seitenfläche 39a des Ringansatzes 39 dient als axialer Anschlag in Montagerichtung Z–Z' für das zweite Lager 6. Das zweite Lager 6 weist an seinem Innenumfang einen Pass-Sitz für die Hohlwelle 2 auf. Das Encoderrad 11 weist vorteilhafterweise ebenfalls einen Pass-Sitz für die Hohlwelle 2 auf und ist in Montagerichtung Z–Z' hinter dem zweiten Lager auf der Hohlwelle 2 angeordnet.
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Die Hohlwelle 2 weist in einem bestimmten Abstand von der ersten Ringstufe 21 eine Befestigungsnut 41 zur Aufnahme des Sicherungsrings 13 auf. Der Abstand ist derart ausgebildet, dass das Encoderrad 11, das zweite Lager 6 und das Gehäuse 9 zwischen dem in der Befestigungsnut 41 eingesetzten Sicherungsring 13 und den Ringstufen 21, 23, 25 beziehungsweise dem ersten Lager 5 axial fixiert ist.
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Eine dem vierten Aufnahmebereich 37 zugewandte Seitenfläche 35b des dritten Aufnahmebereiches 35 dient als axialer Anschlag in Montagerichtung Z–Z' für die Elektronikplatine 15. Die Elektronikplatine 15 ist ringförmig ausgebildet und weist eine mittige Durchgangsöffnung 43 für die Hohlwelle 2 auf. Auf der Elektronikplatine 15 ist mindestens ein Encoder 38 insbesondere zur optischen oder magnetischen Bestimmung der Drehstellung des Encoderrads 11 und damit der Hohlwelle 2 ausgebildet. Der Encoder 38 ist auf der Elektronikplatine 15 an der dem Encoderrad 11 zugewandten Seite der Elektronikplatine 15 angeordnet und insbesondere als integrierter Encoder-Chip mit mehreren magnetischen oder optischen Sensoren ausgebildet. Insofern wird der Encoder 38 mittels der Elektronikplatine 15 gegenüber dem Encoderrad 11 in eine bestimmte Position gebracht. Zudem weist die Elektronikplatine 15 eine elektrische Schnittstelle mit mehreren Kontaktelementen zur elektrischen Kontaktierung mit der Außenwelt auf. Dazu ist es besonders vorteilhaft, wenn die elektrische Schnittstelle die Kontaktierung von kaskadierbaren Anbaukomponenten ermöglicht. Insbesondere weist die Elektronikplatine 15 Hochstromkontakte und Signalkontakte auf.
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Am Umfang der Elektronikplatine 15 sind mehrere Befestigungsöffnungen 45 zur Durchführung der Schrauben 17 ausgebildet. Die Schrauben 17 sind insbesondere als Befestigungsmittel zur Befestigung der Elektronikplatine 15 und des Stators 7 in dem Gehäuse 9 ausgebildet.
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Wie insbesondere in 3 und 4 dargestellt, sind am Innenumfang des Gehäuses 9, insbesondere im dritten Aufnahmebereich 35 und im zweiten Aufnahmebereich 33 in axialer Richtung verlaufende Aufnahmenuten 47a und Führungsnuten 47b angeordnet. Die Schrauben 17 sind vorteilhafterweise durch die Aufnahmenuten 47a des dritten Aufnahmebereiches 35 gesteckt. Die Schrauben 17 verlaufen durch die Elektronikplatine 15 und die Aufnahmenuten 47a bis zum Stator 7 und sind mit dem Stator 7 verschraubt. Durch die Schrauben 17 wird der Stator 7 in dem zweiten Aufnahmebereich 33 axial entgegen der Montagerichtung Z–Z' und die Elektronikplatine 15 in dem vierten Aufnahmebereich 37 axial in Montagerichtung Z–Z' in dem Gehäuse 9 fixiert. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Aufnahmenuten 47a in axialer Richtung hintereinander fluchtend mit den Führungsnuten 47b am Innenumfang des Gehäuses angeordnet sind.
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Wie insbesondere in 5 ersichtlich, umfasst der Stator 7 des erfindungsgemäßen Hohlwellenmotors zwei hohlzylindrisch ausgebildete Wickelkopfkörper 51, 52, ein hohlzylindrisch ausgebildetes Eisenrückschlusselement 53, eine hohlzylindrische Luftspaltwicklung 55 und eine ringförmige Verschaltungsplatine 57. Das Eisenrückschlusselement 53 ist in Montagerichtung Z–Z' zwischen den Wickelkopfkörpern 51, 52 angeordnet. Die Luftspaltwicklung 55 ist als eisenlose Wicklung am Innenumfang der Wickelkopfkörper 51, 52 und des Eisenrückschlusselementes 53 angeordnet. Die Wickelkopfkörper 51, 52 sind vorteilhafterweise als massive, geblechte oder gesinterte Kühlkörper oder Entwärmungskörper ausgebildet. Insbesondere sind sie derart ausgebildet, dass sie eine Entwärmungsbrücke zum Gehäuse 9 bilden. Alternativ sind sie als durchflutbare Kühlkörper mit Kühlkanälen ausgebildet.
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Die Luftspaltwicklung 55 hat einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Magnetrings 3. Der Stator 7 ist mittels einer Vergussschicht 59, insbesondere aus einem Kunststoff, an den äußeren Stirnseiten der Wickelkopfkörper 51, 52 und der Luftspaltwicklung 55 umgossen. Vorteilhafterweise bildet die Vergussschicht 59 zwischen den beiden Stirnseiten als Verbindungsstege am Außenumfang der Wickelkopfkörper 51, 52 und des Eisenrückschlusselementes 53 ausgebildete Fügeansätze 54. Die Vergussschicht 59 mit den Fügeansätzen 54 dient insbesondere zur Formgebung und mechanischen Verbindung der Einzelkomponenten des Stators 7. Der Stator 7 bildet mit seinem Außenumfang einen Pass-Sitz im Gehäuse 9, insbesondere in dem zweiten Aufnahmebereich 33. Die Fügeansätze 54 sind passend zu den Führungsnuten 47b des zweiten Aufnahmebereiches 33 am Außenumfang des Stators 7 angeordnet und insbesondere im Querschnitt zur axialen Richtung als halbkreisförmige Wülste ausgebildet. Die Fügeansätze 54 sind derart verteilt am Außenumfang des Stators 7 angeordnet, dass sie in die Führungsnuten 47b des Gehäuses 9 greifen. Die Fügeansätze 54 und Führungsnuten 47b ermöglichen eine definierte und gegen Verdrehung gesicherte Aufnahme des Stators 7 in dem Gehäuse 9, so dass sie eine Drehmomentabstützung für den Stator 7 bilden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse 9 mehrere, insbesondere sechs, am Innenumfang gleichmäßig verteilte Führungsnuten 47b auf. Dabei ist die Anzahl der Fügeansätze 54 des Stators 7 kleiner als die Anzahl der Führungsnuten 47b des Gehäuses 9. Insbesondere weist der Stator 7 drei gleichmäßig am Außenumfang verteilte Fügeansätze 54 auf. Dies ermöglicht, den Stator 7 in verschiedenen Verdreh-Positionen im Gehäuse 9 anzuordnen. Zudem können dadurch die nicht durch die Fügeansätze 54 ausgefüllten Führungsnuten 47b als Kabelkanal für Kabelverbindungen oder andersartige Mediendurchführungen dienen.
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Die Verschaltungsplatine 57 ist an der den Ringstufen 21, 23, 25 der Hohlwelle 2 abgewandten Stirnseite der Vergussschicht 59 angeordnet und dient zur elektrischen Kontaktierung und Verschaltung von Wicklungsabzapfungen der Luftspaltwicklung 55. Insbesondere ist die Luftspaltwicklung 55 mittels der Verschaltungsplatine 57 in mehrere elektrisch separate Wicklungssegmente verschaltet. Die Verschaltungsplatine 57 weist eine Durchgangsöffnung für die Hohlwelle 2 auf. Zudem weist die Verschaltungsplatine 57 vorteilhafterweise entsprechend zu den Befestigungsöffnungen 45 der Elektronikplatine 15 angeordnete Kontaktmuttern 58 zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung der Schrauben 17 auf. Die Kontaktmuttern 58 sind insbesondere als Einpress- oder Einlötmuttern ausgebildet. Die Kontaktmuttern 58 sind insbesondere in der Verschaltungsplatine 57 im Bereich der Fügeansätze 54 der Vergussschicht 59 angeordnet. Die Kontaktmuttern 58 sind derart mit der elektrischen Verschaltung verbunden, dass die einzelnen Wicklungssegmente elektrisch ansteuerbar sind. Insbesondere ist jedes Wicklungssegment mindestens jeweils einer Kontaktmutter 58 zugeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Luftspaltwicklung 55 mittels der Verschaltungsplatine 57 in drei Wicklungssegmente verschaltet, wobei vier Kontaktmuttern 58 an der Verschaltungsplatine 57 angeordnet sind, von denen drei jeweils genau einem Wicklungssegment zugeordnet sind.
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Die Vergussschicht 59 bildet zusammen mit der der Luftspaltwicklung 55 eine Durchgangsöffnung, so dass der Stator 7 mit der Luftspaltwicklung 55 über den Magnetring 3 auf der Hohlwelle 2 in Montagerichtung Z–Z' aufschiebbar ist, wobei ein Luftspalt zwischen Stator 7 und Magnetring 3 gebildet ist.
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Die Schrauben 17 sind als elektrische Kontaktelemente zwischen der Elektronikplatine 15 und der Verschaltungsplatine 57 des Stators 7 ausgebildet. Dazu sind die Schrauben 17 aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus Messing hergestellt. Die Befestigungsöffnungen 45 der Elektronikplatine 15 weisen an ihrem Randbereich elektrische Kontaktflächen auf, die mittels der Schrauben 17, insbesondere mittels der Köpfe der Schrauben 17, kontaktiert werden. Vorteilhafterweise sind zwischen den Schraubenköpfen der Schrauben 17 und der Elektronikplatine 15 Kupfer-Scheiben zur Verbesserung der elektrischen Kontaktierung und zum Schutz der Elektronikplatine 15 gegen Beschädigungen durch die Schraubenköpfe angeordnet.
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Der erfindungsgemäße Hohlwellenmotor 1 ist insbesondere mittels mehrerer vormontierbarer Baugruppen zusammensetzbar. Die erste Baugruppe wird aus der Hohlwelle 2 und montiertem Magnetring 3 gebildet. Die zweite Baugruppe wird aus dem zusammengesetzten und vergossenen Stator 7 mit montierter Verschaltungsplatine 57 gebildet. Die dritte Baugruppe bildet das Gehäuse 9 mit eingesetztem Stator 7 und eingesetzten Lagern 5, 6. Eine weitere Baugruppe kann insbesondere die Elektronikplatine 15 mit den Schrauben 17 sein. Diese Baugruppen können auch unabhängig von aneinander in spezifischen Applikationen verwendet werden und in diese integriert werden.
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Der Hohlwellenmotor 1 wird wie folgt zusammengebaut. Zunächst wird die erste Baugruppe zusammengesetzt, indem der Magnetring 3 auf die Hohlwelle 2 gefügt und insbesondere auf der Hohlwelle 2 durch einen Press-Sitz befestigt wird. Danach wird die dritte Baugruppe zusammengesetzt, indem die zweite Baugruppe, d. h. der Stator 7, in den zweiten Aufnahmebereich 33, das erste Lager 5 in den ersten Aufnahmebereich 31 und das zweite Lager 6 in den dritten Aufnahmebereich 35 in das Gehäuse 9 gefügt werden. Danach wird die erste Baugruppe und die zweite Baugruppe gefügt, wobei die Hohlwelle 2 durch das erste Lager 5, den Stator 7 und das zweite Lager 6 gefügt und in das Gehäuse 9 eingesetzt wird. Danach wird das Encoderrad 11 auf die Hohlwelle 2 geschoben und in den dritten Aufnahmebereich 35 des Gehäuses gefügt. Anschließend wird der Sicherungsring 13 in die Befestigungsnut 41 der Hohlwelle 2 eingesetzt. Als Letztes wird die Elektronikplatine 15 in den vierten Aufnahmebereich 37 des Gehäuses 9 eingesetzt und mittels der Schrauben 17 mit dem Stator 7 und dem Gehäuse 9 verschraubt. Durch den Sicherungsring 13 und die Schrauben 17 werden alle Bauteile des Hohlwellenmotors 1 axial fixiert. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Herstellung des Hohlwellenmotors und eine modulare Bauweise und einfache und schnelle Montage und Demontage.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sind. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hohlwellenmotor
- 2
- Hohlwelle
- 3
- Magnetring
- 5
- erstes Lager
- 6
- zweites Lager
- 7
- Stator
- 9
- Gehäuse
- 10
- Montageflansch
- 11
- Encoderrad
- 13
- Sicherungsring
- 15
- Elektronikplatine
- 17
- Schrauben
- 21
- erste Ringstufe
- 21a
- Seitenfläche
- 23
- zweite Ringstufe
- 23a
- konischer Bereich
- 23b
- zylinderförmiger Bereich
- 25
- dritte Ringstufe
- 25a
- Seitenfläche
- 27
- Stirnfläche
- 29
- Verbindungsmittel
- 31
- erster Aufnahmebereich
- 33
- zweiter Aufnahmebereich
- 33a
- Seitenfläche
- 35
- dritter Aufnahmebereich
- 35a
- Seitenfläche
- 35b
- Seitenfläche
- 37
- vierter Aufnahmebereich
- 38
- Encoder
- 39
- Ringansatz
- 39a
- Seitenfläche
- 41
- Befestigungsnut
- 43
- Durchgangsöffnung
- 45
- Befestigungsöffnungen
- 47a
- Aufnahmenuten
- 47b
- Führungsnuten
- 51
- Wickelkopfkörper
- 52
- Wickelkopfkörper
- 53
- Eisenrückschlusselement
- 54
- Fügeansätze
- 55
- Luftspaltwicklung
- 57
- Verschaltungsplatine
- 58
- Kontaktmuttern
- 59
- Vergussschicht
- Z–Z'
- Montagerichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007017925 A1 [0003]
