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Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor mit einem Rotorkörper, der ein Lager zur drehbaren Lagerung des Rotors auf einer feststehenden Achse aufweist, das Lager umfassend eine erste und eine zweite Lagerhalbschale, wobei zumindest die erste Lagerhalbschale in Bezug auf die zweite Lagerhalbschale innerhalb des Rotorkörpers beweglich angeordnet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Rotoren mit Lagern kommen in Elektromotoren, insbesondere in bürstenlosen Gleichstrommotoren, beispielsweise in Lüftern oder Verstellsystemen zum Einsatz, etwa im Automobil, in Industrie- oder Haushalts-Anwendungen. Dabei ist es üblich, Rotoren einzusetzen, die um eine feststehende Achse herum rotieren und zu diesem Zweck ein entsprechendes Lager aufweisen. Diese Lager sind meist als radiale Gleitlager ausgebildet. Um möglichst reibungsarm zu laufen, wird ein Radialspalt zwischen dem Lager und der Achse benötigt. Dieser Spalt ermöglicht allerdings eine radiale Bewegung des Rotorkörpers, was zu unerwünschter Geräuschentwicklung führen kann.
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Aus der
DE 19 32 251 A1 ist ein feststehendes Lagergehäuse bekannt, bei welchem eine rotierende Welle mittels eines elastischen Elementes mit einer radialen Kraft beaufschlagt und vorgespannt wird. Diese Lagerart ist allerdings nicht in rotierenden Systemen einsetzbar, da bei hohen Motordrehzahlen hohe Massenkräfte infolge hoher Trägheitsmomente abgestützt werden müssen. Der für eine spielfreie Lagerung erforderliche Lagerdruck kann bei hohen Drehzahlen nicht aufrechterhalten werden.
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Aus der
DE 102017 103 936 A1 ist ferner ein Rotor mit einem federelastischen Element zur Lagerung des Rotors auf der Rotorachse bekannt. Die dort offenbarte Anordnung umfasst ein federelastisches Element, welches im Bereich seiner größten Durchbiegung durch Ausnehmungen geschwächt ist. In anderen Ausgestaltungen ist in diesem Bereich die Steifigkeit deutlich erhöht ist. In allen Ausgestaltungen ist die die Federwirkung ungleich über die Geometrie des federelastischen Elements verteilt. Ferner kann es, beispielsweise im Bereich der Ausnehmungen, schnell zu Materialermüdung kommen.
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Die Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe, einen Rotor - mit einem spielfreien Lager zur drehbaren Lagerung des Rotors bereitzustellen, welches auch bei hohen Drehzahlen einen hohen Lagerdruck aufrechterhalten kann.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen - sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist ein Rotor geschaffen, der aus einem Rotorkörper besteht, der wiederum einen Rotormagneten trägt sowie im Zentrum ein Lager aufweist. Der Rotormagnet kann dabei zweckmäßigerweise aus einem ringförmigen permanentmagnetischen Körper bestehen, der in Umfangsrichtung abwechselnde magnetische Pole aufweist. Der Rotorkörper befindet sich in einem Stator der beispielsweise neun Statorpole aufweist. Diese Statorpole sind mit Statorwicklungen umwickelt.
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Erfindungsgemäß geschaffen ist ein Rotor der eingangs definierten Art, wobei die erste Lagerhalbschale durch ein tangential zu der Achse angeordnetes federelastisches Element gegen den Rotorkörper abgestützt ist. Durch die in Bezug auf die Achse tangentiale Anordnung des federelastischen Elementes kann auf sich radial erstreckende Federelemente verzichtet werden. Dadurch wird das Trägheitsmoment des Rotors verkleinert. Ungleiche Massenverteilungen fallen auf diese Weise weniger ins Gewicht. Durch Störungen oder asymmetrische Massenverteilungen entstehende Schwingungen des Rotors bilden sich daher schwächer aus. Gleichzeitig wird das Trägheitsmoment verkleinert durch eine besondere Geometrie des Rotormagneten. Dabei sind in den Rotorkörper Hohlräume eingebracht, die durch Stege getrennt werden. Diese Hohlräume können entweder in Form von Durchbrüchen gegeben sein oder bevorzugt an einer Endseite des Rotorkörpers durch eine axiale Wandung begrenzt sein. Durch die eingebrachten - Hohlräume wird der Rotorkörper leichter und entwickelt so weniger Trägheitsmoment. Gleichzeitig sind gegenüber den Hohlräumen Vorsprünge angebracht, die eine Unwucht vermeiden. Der Rotorkörper weist an seiner kreisförmigen Außenkante vier Haken auf, die in entsprechenden Taschen des Rotormagneten eingreifen. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass der Rotorkörper aus Kunststoff mittels Spritzgussverfahren an dem - Rotormagneten angebracht ist oder die Haken des Rotorkörpers werden beispielsweise heißverstemmt und in die Taschen des Rotormagneten eingeformt, um diesen gegenüber dem Rotorkörper zu fixieren.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist das federelastische Element an seinen beiden in axialer Richtung der Achse gelegenen Seitenflächen jeweils wenigstens einen in axialer Richtung verlaufenden ersten Vorsprung, und die erste Lagerhalbschale auf einer seiner Lagerfläche gegenüberliegenden Seite wenigstens zwei axial voneinander beabstandete zweite Vorsprünge auf. Diese zweiten Vorsrpünge erstrecken sich jeweils in einer radialen Richtung und wirken mit den ersten Vorsprüngen zur Ausrichtung des federelastischen Elements zusammen.
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Vorzugsweise weist das federelastische Element an seinen beiden in axialer Richtung der Achse gelegenen Seitenflächen jeweils zwei erste Vorsprünge zur Ausrichtung des federelastischen Elements auf.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist das federelastische Element einen achsnahen zentralen Bereich und zwei daran anschließende dezentrale Bereiche aufweist, wobei die dezentralen Bereiche symmetrisch zum zentralen Bereich ausgebildete Ausnehmungen aufweisen.
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Beide Aspekte der Erfindung können dabei beliebig kombiniert werden.
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Vorzugsweise weiten sich die Ausnehmungen, von dem zentralen Bereich ausgehend, in ihrem Verlauf entlang der dezentralen Bereiche auf. Diese Ausnehmungen können beispielsweise trapezförmig ausgebildet sein, wobei eine kleinere Grundfläche der Trapezform an den zentralen Bereich angrenzt. Prinzipiell kann die Formgebung der Aussparungen beliebig sein. Wesentlich ist hingegen, dass in dem zentralen Bereich möglichst keine oder nur eine geringe Schwächung des federelastischen Elementes vorliegt. Somit wird das federelastische Element in seinem Bereich, der im Betrieb des Rotors die größte Durchbiegung erfährt, nicht geschwächt. In dem dezentralen Bereich hingegen wird eine Schwächung des federelastischen Elementes vorgenommen, so dass hier eine größere Durchbiegung ermöglicht wird. Insgesamt kann somit durch die Ausnehmungen eine Näherung an einen linearen Verlauf der Federkraft entlang der Auslenkung erreicht werden, ohne des federelastischen Elementes in dem am stärksten beanspruchten Bereich zu schwächen.
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In manchen Ausgestaltungen der Erfindung ist es ferner bevorzugt, dass das federelastische Element sich an die dezentralen Bereiche anschließende Randbereiche umfasst, wobei die Randbereiche keine Ausnehmungen aufweisen. Insbesondere kann das federelastische Element an seinen Randbereichen in dem Rotorkörper gelagert werden.
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In manchen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass der Rotorkörper an einem Innenumfang einer Ausnehmung zur Aufnahme des federelastischen Elements einen in axialer Richtung verlaufenden Vorsprung aufweist. Der Vorsprung ist dabei dem federelastischen Element gegenüberliegend angeordnet ist begrenzt dessen maximale Durchbiegung. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die zweiten - Vorsprünge der ersten Lagerhalbschale zur Begrenzung der maximalen Durchbiegung des federelastischen Elements mit dem Vorsprung des Rotorkörpers zusammenwirken.
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Vorzugsweise weist der Rotorkörper an seinen axialen Enden jeweils einen Befestigungsbereich auf, wobei die Befestigungsbereiche einen größeren Umfang als ein dazwischen gelegener Haltebereich aufweisen. Somit kann der Rotormagnet an dem Haltebereich angeordnet und durch die Befestigungsbereiche gehalten werden. Ferner kann es vorgesehen sein, dass an dem Befestigungsbereich Vorsprünge oder Haken angeordnet oder ausgeformt sind, welche in Ausnehmungen oder Taschen des Rotormagneten eingreifen. Somit kann in solchen Ausgestaltungen eine noch bessere Befestigung des Rotormagneten erreicht werden.
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In manchen Ausgestaltung der Erfindung ist das federelastische Element ein Balkenelement und die erste Lagerhalbschale auf einer Längsseite des Balkenelementes angeordnet. Balkenelemente wirken als Blattfedern und können hohe Spannkräfte liefern. Dabei sind sie einfach und günstig. Durch die Anordnung der ersten Lagerhalbschale auf einer Längsseite des Balkenelementes wird erreicht, dass das Balkenelement großflächig an der Lagerhalbschale anliegt. Dadurch kann einen im Betrieb erforderliche Spannkraft mit geringem Druck übertragen werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind an der Achse anliegende Wandungen der Lagerhalbschalen formschlüssig zu der zu lagernden Achse, vorzugsweise hohlzylindrisch, ausgebildet. Die Achse wird von den Lagerschalen umschlossen und der Rotorkörper wird formschlüssig gehalten. Der Lagerdruck wird von den Lagerhalbschalen gleichmäßig auf eine Außenfläche der Achse verteilt. Dies vermindert den Verschleiß zwischen der Achse und den Lagerhalbschalen. Die - Wandungen der Lagerhalbschalen können zur Reduktion der Reibung zusätzlich mit einem gleitenden Material überzogen sein. Alternativ bestehen die Lagerhalbschalen selbst aus einem gleitenden Material. Als Materialien kommen etwa Bronze-Verbindungen oder Kunststoffe in Betracht, wobei letzteren bevorzugt Materialien beigemengt werden, welche die Lagerreibung weiter verringern, wie etwa - Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon). Weiterhin können Feststoff-Schmiermittel, wie etwa Molybdensulfit oder Graphit dem Lager beigefügt werden. Alternativ oder zusätzlich können Lagerfluide, wie etwa Öle oder Fette als Flüssig-Schmiermittel verwendet werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotorkörper wenigstens zwei Auflager zur Aufnahme des federelastischen Elements auf und das federelastische Element ist innerhalb des Rotorkörpers statisch überbestimmt. Durch eine statisch überbestimmte Abstützung wird eine Bewegung des federelastischen Elements in radialer Richtung ermöglicht. Das federelastische Element und die erste Lagerhalbschale sind dadurch von dem Rotorkörper entkoppelt. Beim Einbau zentriert sich die Lagerhalbschale durch den durch das federelastische Element ausgeübten Druck von selbst. Das federelastische Element kann dabei auf einfache Weise in den Rotorkörper eingesetzt werden. Dies vereinfacht die Montage.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Auflager des federelastische Element von einer durch eine Rotorachse und einen Scheitelpunkt der Wandung der ersten Lagerhalbschale definierten Ebene beabstandet. Der Abstand zwischen den Auflagern ermöglicht das einfache Einsetzen des federelastischen Elements in den Rotorkörper bei der Montage.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das federelastische Element dazu ausgebildet, bei einer Anregung durch eine - Drehbewegung des Rotorkörpers nur Eigenformen höherer Ordnung auszubilden, die eine translatorische Auslenkung der ersten Lagerschale in Bezug auf die Achse vermitteln. Durch Schwingungen des Rotors, welche durch Drehbewegungen angeregt werden, wird auch das federelastische Element zu Schwingungen angeregt. Wenn das federelastische Element im Bereich der ersten Lagerhalbschale einen Schwingungsbauch ausbildet, - können diese Schwingungen trotz einer Vorspannung zum Ablösen der ersten Lagerhalbschale von der zu haltenden Achse in radialer Richtung führen. In Folge der Ablösung entsteht ein vergrößertes Radialspiel (ein vergrößerter Radiallagerspalt), wodurch sich der Rotor in Bezug auf die Achse bewegen kann. Dies kann zu unerwünschten Geräuschentwicklungen führen. Das federelastische Element ist daher so ausgebildet und dimensioniert, dass es ein Schwingungsverhalten aufweist, welches Schwingungsbäuche im Bereich der Lagerhalbschale vermeidet. Mit Vorteil weist es ein Schwingungsverhalten auf, welches bei Anregung Eigenformen ausbildet, die bewirken, dass sich das federelastische Element im Bereich der Lagerhalbschale so verformt, dass eine Drehbewegung der Lagerhalbschale um die Achse herum zustande kommt. Dadurch bleiben die Wandungen der Lagerhalbschale an der Achse anliegend und ein Ablösen wird verhindert. Unerwünschte radiale Bewegungen des Rotorkörpers werden somit unterbunden. Dadurch sinkt der Geräuschpegel.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht das federelastische Element aus Metall oder Kunststoff. Für Anwendungen bei Rotoren mit großem Durchmesser, die mit hohen Drehzahlen umlaufen, hat Metall den Vorteil hoher Festigkeiten. Zudem können Metallfedern große Spannkräfte bereitstellen. Für Anwendungen bei Rotoren mit kleinem Durchmesser, die in großen Stückzahlen hergestellt werden, ist Kunststoff von Vorteil, da er leicht ist und günstig herzustellen ist.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das federelastische Element mit der ersten Lagerschale einstückig ausgebildet. Das Balkenelement und die erste Lagerhalbschale bilden ein einheitliches Bauteil und können als einstückiges Element gefertigt werden. Dadurch werden Herstellkosten gesenkt. Es ist auch möglich, das federelastische Element, beispielsweise - ein Blattfeder, separat herzustellen und die erste Lagerhalbschale ebenfalls separat herzustellen. Beide Teile werden dann mittels der ersten Vorsprünge des federelastischen Elements und der zweiten Vorsprünge der ersten Lagerhalbschale zueinander ausgerichtet oder verbunden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die erste Lagerhalbschale und/oder das federelastische Element aus Materialien von geringem spezifischem Gewicht. Dadurch wird das Trägheitsmoment des Lagers und damit des Rotors weiter gesenkt. Der Rotor ist dann weniger schwingungsanfällig und kann schneller beschleunigen.
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An einem axialen Ende des Rotorkörpers ist zusätzlich noch ein Zahnrad zum Antrieb weiterer Bauteile angeformt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand entlang einer Normalen von einer zwischen den Auflagern verlaufenden Verbindungslinie zu der Achse kleiner als eine Ausdehnung des federelastische Element und/oder der ersten Lagerhalbschale entlang der Normalen. In dieser Ausgestaltung drückt die erste Lagerhalbschale bereits gegen die zweite Lagerhalbschale, ohne dass eine Achse zwischen den beiden Lagerhalbschalen eingesetzt ist. Das federelastische Element und/oder die erste Lagerhalbschale können also vorgespannt montiert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Elektromotor geschaffen, umfassend einen Rotor nach den Ansprüchen 1 bis 22. Die erfindungsgemäßen Rotoren eignen sich besonders für den Einsatz in Elektromotoren, vorzugsweise in bürstenlosen Gleichstrommotoren oder Schrittmotoren. Insbesondere kann solch ein Elektromotor Teil eines Stellantriebes mit einem Untersetzungsgetriebe zum - Verstellen eines Stellgliedes sein.
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Figurenliste
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Nachfolgend sind anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
- Die 1 den Schnitt A-A radial entlang der Achse eines Ausführungsbeispiels eines Rotors gemäß der Erfindung;
- die 2 eine Draufsicht auf einen beispielhaften Rotor gemäß der 1;
- die 3 eine Explosionszeichnung des Rotors aus 2;
- die 4 eine Schrägansicht des Rotors aus 2;
- die 5a bis 5c verschiedene Ansichten eines - federelastischen Elements und einer ersten Lagerhalbschale des Rotors aus den 1 bis 4;
- die 5d eine alternative Ausgestaltung eines federelastischen Elements und einer Lagerhalbschale;
- - die 6a und 6b eine Draufsicht und eine Schrägansicht einer alternativen Ausgestaltung eines federelastischen Elements;
- die 7 eine Draufsicht auf einen Stellantrieb mit einem Rotor aus der 2;
- die 8 eine Schrägansicht des Rotors aus der 7; Figurenbeschreibung
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Die 1 zeigt einen Schnitt A-A eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rotors 1 mit Rotormagneten 1a. Die Erfindung umfasst einen Rotorkörper 3 mit einem Lager 2, wobei der Rotorkörper 3 einen Rotormagneten 1a umfasst. Bei dem Rotormagneten 1a handelt es sich um einen permanentmagnetischen Ring. Dieser wird von einem Rotorkörper 3 umfasst, der beispielsweise mittels eines Spritzgießverfahrens oder Heißverstemm-Verfahrens an den Rotormagneten 1a angebracht wird. Innerhalb des Rotorkörpers 3 ist das Lager 2 angeordnet. In dem Lager 2 ist eine Achse 10 angeordnet, die zwischen einer ersten Lagerhalbschale 4 und einer zweiten Lagerschale 5, die in 2 ersichtlich ist, drehbar gelagert ist.
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In der 2 zeigt die Draufsicht einen erfindungsgemäßen - Rotorkörper 3, der den Rotormagneten 1a hält und der mit der zweiten Lagerschale 5 einstückig ausgebildet ist. Der Rotorkörper 3 ist fest mit dem Rotormagneten 1a verbunden. In der Draufsicht ist auch zu erkennen, dass die erste Lagerhalbschale 4 mit dem federelastischen Element 6 zusammenwirkt, um den Rotorkörper 3 drehend zu lagern. In alternativen Ausgestaltungen kann das federelastische Element - 6 einstückig mit der ersten Lagerhalbschale 4 ausgebildet sein. Das federelastische Element 6 ist im Beispiel als Balkenelement 6 ausgebildet. Das federelastische Element 6 ist über die Auflager 9 verspannt und presst somit die Achse 10 mittels der ersten Lagerhalbschale 4 gegen die zweite Lagerschale 5, wodurch die Achse 10 drehbar gelagert ist. Der Rotorkörper 3 weist ferner noch drei Hohlräume 15 auf. Diese Hohlräume 15 sind angefertigt, um das Gewicht des Rotorkörpers 3 zu reduzieren, was wiederum das Trägheitsmoment herabsetzt. Zwischen den Hohlräumen 15 gibt es jeweils einen Steg 20. Zusätzlich weist der Rotorkörper 3 an einem Innenumfang einen Vorsprung 21 auf, welcher die maximale Durchbiegung des federelastischen Elements 6 begrenzt. Ebenfalls ist hier schematisch der Stator 22 mit neun Statorpolen 23 eingezeichnet. Die Statorwicklungen wurden hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
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Ferner sind in der 2 zwei Durchgangslöcher 40 des Rotorkörpers 3 dargestellt. Zusammen mit einem konzentrisch angeordneten dritten Durchgangsloch, durch welches die Achse 10 geführt ist, werden somit insgesamt drei Durchgangslöcher für die Montage des federelastischen Elements 6, 6a, 6b bereitgestellt. Zur Montage kann es nun vorgesehen sein, dass der Rotorkörper 3 auf drei Stäbe, welche durch die drei Durchgangslöcher geführt werden, aufgesteckt wird. In einem weiteren Schritt kann dann das federelastische Element 6, 6a, 6b an der ersten Lagerhalbschale 4 angeordnet werden und - beide Teile zusammen auf die drei Stäbe aufgeschoben werden. Wird nun der Rotorkörper 3 wieder in Richtung des federelastischen Elements 6, 6a, 6b von den Stäben heruntergezogen, nimmt dieser das federelastische Element 6, 6a, 6b mit der ersten Lagerhalbschale 4 mit, wobei beide Teile in dem Rotorkörper 3 positioniert werden.
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Die 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor in einer Explosionszeichnung. Hier gut ein Haltebereich 12 des Rotorkörpers 3 zu erkennen, um welchen der Rotormagnet 1a angeordnet ist. Der Rotormagnet 1a wird dabei von an den axialen Enden des Rotorkörpers 3 ausgebildete Befestigungsbereichen 12 gehalten. Zur Befestigung sind an den Befestigungsbereichen ferner Vorsprünge 14 ausgebildet, die in Taschen 16 greifen, die wiederum in den Rotormagneten 1a eingebracht sind. Dabei wird der Rotorkörper 3 mittels Spritzgießverfahrens in den Rotormagneten 1a eingespritzt und somit montiert.
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Desweiteren ist auch hier das federelastischen Element 6 zu sehen. Das federelastische Element 6 weist an seinen in axialer Richtung der Achse 10 liegenden Seitenflächen jeweils zwei Vorsprünge auf. In der 3 sieht man auch noch ein Zahnrad 17, welches an einer Seite des Rotorkörpers 3 angebracht wird. Dabei wird die Achse 10 durch das Lager 2 gesteckt und das Zahnrad 17 wird anschließend an der Achse 10 drehbar gelagert. Im Anschluss wird die Achse 10 mittels der zweiten Lagerschale 5 und der ersten Lagerschale 4 drehbar gelagert, wobei die erste Lagerschale 4 gegen das federelastische Element 6 abgestützt ist. Ferner ist das federelastische Element 6 über zwei Auflager 9 in dem Rotorkörper gelagert.
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Die 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rotors mit einem Rotorkörper aus 2. In dieser Figur sind vor allem die Hohlräume 15 gut zu - erkennen, sowie der Vorsprung 21 zur Begrenzung der maximalen Durchbiegung des federelastischen Elements 6. Der Vorsprung 21, die Hohlräume 15 sowie die Stege 20 sind ferner so ausgebildet und aufeinander abgestimmt, dass einerseits das Gewicht niedrig gehalten wird durch die Hohlräume 15 und andererseits der Masseschwerpunkt konzentrische gelegen ist, so dass sich keine Unwucht bildet. Durch diese Maßnahmen wird - das Gewicht niedrig gehalten und somit sind auch Trägheitsmomente, die sich bilden, niedriger als in anderen drehbar gelagerten Rotorkörpern.
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In den 5a bis 5c sind verschiedene Ansichten einer Ausgestaltung des federelastischen Elements 6 im Detail dargestellt. Ferner ist die der Lagerfläche entgegenliegende Seite der ersten Lagerhalbschale mit ihren axial voneinander beabstandeten zweiten Vorsprüngen 13b zu sehen. Das federelastische Element 6 ist dabei derart an der Rückseite der ersten Lagerhalbschale 4 angeordnet, dass jeweils zwei erste Vorsprünge 13a des federelastischen Elements 6 mit einem der zwei zweiten Vorsprünge 13b der Lagerhalbschale 4 zusammenwirken und beide Bauteile zueinander ausrichten und/oder aneinander befestigen. Dadurch können beide Bauteile einfach zusammen in dem Rotorkörper montiert werden. Gegenüber der zweiten Vorsprünge 13b ist an einem Innenumfang des Rotorkörpers der Vorsprung 21 zur Begrenzung der maximalen Durchbiegung des federelastischen Elements 6 ausgeformt. Biegt sich nun das federelastische Element 6 durch, so stoßen die zweiten Vorsprünge 13b an dem Vorsprung 21 an, so dass die maximale Durchbiegung des federelastischen Elements 6 begrenzt wird. Das federelastische Element 6 ist, abgesehen von den ersten Vorsprüngen 13a, im Wesentlichen rechteckig ausgebildet.
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Im Beispiel ist das federelastische Element 6 ein Stanzteil, insbesondere ein gestanztes Federblech. Im - Beispiel sind ferner an den Stirnseiten, neben den ersten Vorsprüngen ausgebildete kleine Ausnehmungen 30 zu erkennen. Diese sind durch eine Ausgestaltung des Stanzprozesses bedingt, wobei das Stanzteil an diesen Stellen zuletzt aus dem Blech gelöst wird.
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Die 5d zweigt eine alternative Ausgestaltung eines - federelastischen Elements 6a und einer Lagerhalbschale 4a. In dieser Ausgestaltung weist das federelastische Element 6a an seinen beiden in axialer Richtung gelegenen Seitenflächen jeweils nur einen Vorsprung 13a auf. Der Vorsprung 13a wirkt nun mit jeweils zwei Vorsprüngen 13b der Lagerhalbschale 4a zum Ausrichten und/oder Befestigung des federelastischen Elements 6a zusammen. In einer Variation dieser Ausführungsform können auch jeweils mehr als zwei Vorsprünge 13b mit jeweils einem Vorsprung 13a des federelastischen Elements 6a zusammenwirken. Ebenso können jeweils zwei Vorsprünge 13b zu einem Vorsprung miteinander verbunden sein.
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Die 6a und 6b zeigen jeweils eine Ansicht einer Ausgestaltung eines federelastischen Elements 6b, welches einen achsnahen zentralen Bereich 31 und zwei daran anschließende dezentrale Bereiche 32 aufweist, wobei die dezentralen Bereiche 32 symmetrisch zum zentralen Bereich 31 ausgebildete Ausnehmungen 34 aufweisen. An die dezentralen Bereich 32 schließt jeweils ein Randbereich 33 an, der wiederum keine Ausnehmungen aufweist. Das federelastische Element 6b wird an seinen Randbereichen 33 in den Auflagern 9 des Rotorkörpers 3 abgestützt, beziehungsweise gelagert. Im Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 34 trapezförmig ausgebildet und weiten sich in Richtung der Randbereiche 33 auf.
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Die 7 und 8 zeigen eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines Stellantriebes mit einem Rotor - 1 gemäß der Erfindung. Der Rotor 1, der Stator 22 und ein Untersetzungsgetriebe sind in einem Gehäuse 50 angeordnet, wobei ein Deckel des Gehäuses nicht abgebildet ist. Der Rotor 1 ist hier mit drei Phasenwicklungen ausgebildet und weist eine über dem Statorkörper 3 angeordnete Nutisolation 51 auf. An der Nutisolation 51 sind Befestigungsvorsprünge 52 ausgebildet, welche an entsprechenden Vorsprüngen des - Gehäuses befestigt werden. Das am Rotor ausgebildete Zahnrad 17 treibt drei Zwischenräder 53 des Untersetzungsgetriebes an, welche wiederum ein Abtriebsrad 54 antreiben. Das Abtriebsrad 54 ist im Beispiel einteilig mit einer Hohlwelle 55 zur Vermittlung eines Drehmoments an eine Last ausgebildet. Die Zwischenräder 53 sind als Doppelzahnräder ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotor
- 1a
- Rotormagnet
- 2
- Lager
- 3
- Rotorkörper
- 4
- erste Lagerhalbschale
- 5
- zweite Lagerhalbschale
- 6, 6a,
- 6b federelastisches Element/Balkenelement
- 7
- Wandungen
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Auflager
- 10
- Achse
- 11
- Haltebereich
- 12
- Befestigungsbereich
- 13a
- erste Vorsprünge
- 13b
- zweite Vorsprünge
- - 14
- Vorsprünge (des Befestigungsbereichs)
- 15
- Hohlraum
- 16
- Taschen
- 17
- Zahnrad
- 20
- Steg
- 21
- Vorsprünge
- 22
- Stator
- - 23
- Pole
- 30
- Ausnehmungen
- 31
- zentraler Bereich
- 32
- dezentraler Bereich
- 33
- Randbereich
- 34
- Ausnehmungen (des federelastischen Elements)
- 40
- Montageausnehmungen
- 50
- Gehäuse
- 51
- Nutisolation
- 52
- Befestigungsvorsprünge
- 53
- Zwischenräder
- 54
- Abtriebsrad
- 55
- Hohlwelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1932251 A1 [0003]
- DE 102017103936 A1 [0004]
