DE202019101863U1

DE202019101863U1 - Positioning

Info

Publication number: DE202019101863U1
Application number: DE202019101863.1U
Authority: DE
Original assignee: Wiwo Bayer GmbH
Current assignee: EMTRONIC GMBH, DE
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2019-04-10
Anticipated expiration: 2029-04-03

Abstract

Bürstenloser Gleichstrom-Positioniermotor (1) mit einem Gehäuse (40) in dem
- eine elektrische Antriebseinrichtung (15), die einen äußeren Stator (17), der ortsfest in dem Gehäuse (40) angeordnet ist, und einen innenliegenden Rotor (15), der drehbeweglich gegenüber dem Stator (17) in dem Gehäuse (40) gelagert ist,
- eine koaxial zu einer Rotationsachse der Antriebseinrichtung (15) in einer Hohlwelle (12) des Rotors (15) angeordneten Getriebeanordnung (38), die zur Umsetzung der Rotationsbewegung des Rotors (15) in eine Linearbewegung ausgebildet ist, wobei eine Gewindespindel (19) der Getriebeanordnung drehfest und in axialer Richtung mit einem Gewindeantrieb (18) gekoppelt ist, und
- eine elektronische Einrichtung (39) zur Kommutierung mittels Permanentmagneten und Sensoren angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (40) in axialer Richtung des Gehäuses (40) angeordnete und miteinander in axialer Richtung lösbar verbundene Gehäuseabschnitte (2, 3, 3', 4) aufweist, wobei
- in einem unteren ersten Gehäuseabschnitt (2) ein sich in axialer Richtung durch den Gehäuseabschnitt (2) erstreckender Aufnahmeraum (28) für die Antriebseinrichtung (15) mit Hohlwelle (12) und darin angeordneter Gewindespindel (19) vorgesehen ist, dessen Rotor (16) mittels eines ersten unteren Lagers (14) in axialer Richtung in dem Aufnahmeraum (28) gelagert ist, wobei die Getriebeanordnung (38), die ein erstes Lager für die Gewindespindel (19) darstellt, im Inneren der Antriebseinrichtung (15) angeordnet ist, die mit ihrem der Getriebeanordnung (38) fernen Ende mit einem Befestigungselement (20) für Anschlussteile verbunden ist und nach dem Verlassen der Hohlwelle (12) in dem an der Antriebseinrichtung (15) anschließenden Bereich des Aufnahmeraums (28) verläuft;
- in einem zweiten, an die Oberseite (24) des ersten Gehäuseabschnitts (2) mit einer Unterseite (25) anschließenden Gehäuseabschnitt (3) eine zentrale in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung (11) zur Aufnahme der Hohlwelle (12) vorgesehen ist und an der Unterseite (25) des zweiten Gehäuseabschnitts (2) ein zentrischer Ringraum (30) angeordnet ist, in dem der Rotor (16) mittels eines zweiten oberen Lagers (13) in axialer Richtung gelagert ist;
- in dem zweiten Gehäuseabschnitt (3) in einem Aufnahmeraum (6) in einem von der Unterseite (25) entfernten Bereich Sensoren und elektronische und/oder magnetische Bauelemente angeordnet oder anordenbar sind, die über eine elektrische Steckverbindung (8) im Bereich des Aufnahmeraums (5) zum externen elektrischen Anschluss verbindbar sind, und zwischen dem Aufnahmeraum (6) und dem zweiten oberen Lager (13) in einem weiteren Aufnahmeraum (10) mindestens vier Permanentmagnete (9) für die elektronischen Kommutierung angeordnet sind.

Brushless DC positioning motor (1) with a housing (40) in the
- An electric drive means (15) having an outer stator (17) which is fixedly arranged in the housing (40), and an inner rotor (15) rotatably mounted relative to the stator (17) in the housing (40) is
a gear arrangement (38) arranged coaxially to a rotational axis of the drive device (15) in a hollow shaft (12) of the rotor (15), which is designed to convert the rotational movement of the rotor (15) into a linear movement, wherein a threaded spindle (19) the gear assembly rotatably and in the axial direction with a threaded drive (18) is coupled, and
- An electronic device (39) is arranged for commutation by means of permanent magnets and sensors, characterized in that
the housing (40) in the axial direction of the housing (40) arranged and releasably connected to each other in the axial direction connected housing sections (2, 3, 3 ', 4), wherein
- In a lower first housing portion (2) extending in the axial direction through the housing portion (2) receiving space (28) for the drive means (15) with a hollow shaft (12) and arranged therein threaded spindle (19) is provided, the rotor (16) by means of a first lower bearing (14) in the axial direction in the receiving space (28) is mounted, wherein the gear assembly (38), which is a first bearing for the threaded spindle (19), in the interior of the drive device (15) is arranged, which is connected to the gear assembly (38) far end with a fastener (20) for connecting parts and after leaving the hollow shaft (12) in the adjoining the drive means (15) portion of Receiving space (28) runs;
- In a second, to the top (24) of the first housing section (2) with a bottom (25) adjoining housing portion (3) has a central axially extending recess (11) for receiving the hollow shaft (12) is provided and on the Bottom (25) of the second housing portion (2) a centric annular space (30) is arranged, in which the rotor (16) by means of a second upper bearing (13) is mounted in the axial direction;
- in the second housing portion (3) in a receiving space (6) in a remote from the bottom (25) remote area sensors and electronic and / or magnetic components are arranged or can be arranged, via an electrical connector (8) in the region of the receiving space ( 5) are connectable to the external electrical connection, and between the receiving space (6) and the second upper bearing (13) in a further receiving space (10) at least four permanent magnets (9) are arranged for the electronic commutation.

Description

Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrom-Positioniermotor mit einem Gehäuse in dem eine elektrische Antriebseinrichtung, die einen äußeren Stator, der ortsfest in dem Gehäuse angeordnet ist, und einen innenliegenden Rotor, der drehbeweglich gegenüber dem Stator in dem Gehäuse gelagert ist, eine koaxial zu einer Rotationsachse der Antriebseinrichtung in einer Hohlwelle des Rotors angeordneten Getriebeanordnung, die zur Umsetzung der Rotationsbewegung des Rotors in eine Linearbewegung ausgebildet ist, wobei eine Gewindespindel der Getriebeanordnung drehfest und in axialer Richtung mit einem Gewindeantrieb gekoppelt ist, und eine elektronische Einrichtung zur Kommutierung mittels Permanentmagneten und Sensoren angeordnet ist.The invention relates to a brushless DC positioning motor comprising a housing in which an electric drive means, an outer stator which is fixedly arranged in the housing, and an inner rotor which is rotatably mounted relative to the stator in the housing, a coaxial with a Rotation axis of the drive device arranged in a hollow shaft of the rotor gear assembly, which is designed to implement the rotational movement of the rotor in a linear movement, wherein a threaded spindle of the gear assembly is rotationally fixed and coupled in the axial direction with a threaded drive, and an electronic device for commutation by means of permanent magnets and sensors is arranged.

Derartige Motoren sind allgemein als Hohlwellenmotoren bekannt, die aus einer Rotationsbewegung über eine Getriebeanordnung, beispielsweise einer Spindelmutter und Spindel einer Längsbewegung erzeugen. Die Spindelmutter ist dazu direkt mit der Hohlwelle des Motors verbunden, während die Gewindespindel durch den Motor gezogen wird. Dabei rotiert die Spindel nicht, sondern wird nur in linearer Richtung bewegt. Bei diesen linearen Bewegungen werden häufig hohe Kräfte bei hoher Positioniergenauigkeit gefordert. Besonders von Interesse ist dabei, den Positioniermotor bei möglichst kleinen Abmessungen mit einer hohen Positioniergenauigkeit und Kraft zu realisieren, so dass sie aufgrund ihrer Baugröße hydraulische und pneumatische Zylinder ersetzen und leichter in beengten Einbauräumen untergebracht werden können.Such motors are generally known as hollow shaft motors, which generate a rotational movement via a gear arrangement, such as a spindle nut and spindle of a longitudinal movement. The spindle nut is connected directly to the hollow shaft of the motor, while the threaded spindle is pulled by the motor. The spindle does not rotate, but is only moved in a linear direction. These linear movements often require high forces with high positioning accuracy. Of particular interest is to realize the positioning of the smallest possible dimensions with a high positioning accuracy and power, so that they replace hydraulic and pneumatic cylinders due to their size and can be easily accommodated in tight installation spaces.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Positioniermotor vorzuschlagen, der bei möglichst kleinen Abmessungen eine relativ große Kraft in Axialrichtung bei genauer Positionierung ermöglicht, wobei eine leichte Anpassung und Änderung der Motorparameter als auch Linearbewegungen mit hohen Seitenkräften realisierbar sein sollen.The present invention is therefore based on the object to propose a positioning motor, which allows a relatively large force in the axial direction with accurate positioning with the smallest possible dimensions, with a slight adjustment and modification of the engine parameters and linear movements with high lateral forces should be feasible.

Diese Aufgabe wird durch den eingangs charakterisierten bürstenlosen Gleichstrom-Positioniermotor mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is achieved by the initially characterized brushless DC positioning motor with the features of the main claim. Further advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Danach weist der Positioniermotor ein Gehäuse auf, das in axialer Richtung des Gehäuses angeordnete und miteinander in axialer Richtung lösbar verbundene Gehäuseabschnitte aufweist. Diese sind über in axialer Richtung angeordnete Schraubverbindungen miteinander verbindbar, so dass auch ein Öffnen des Gehäuses, um Motorparameter auch nachträglich zu ändern, leicht möglich ist. Die einzelnen Gehäuseabschnitte sind aufeinander abgestimmt und je nach Ausführung kann das Gehäuse zweiteilig, dreiteilig oder auch mehrteilig sein. In einem unteren ersten Gehäuseabschnitt mit einer Oberseite und einer Unterseite, wobei diese Unterseite die Unterseite des gesamten Gehäuses bildet, ist ein in axialer Richtung sich erstreckender Aufnahmeraum für den Motor mit Hohlwelle vorgesehen. Der Aufnahmeraum ist im Querschnitt gegenüber dem zum unteren Ende sich erstreckenden Bereich vergrößert und weist somit seitliche Absätze auf, so dass der Rotor mittels eines ersten unteren Lagers in axialer Richtung in diesem Aufnahmeraum gelagert ist. Die Getriebeanordnung, die ein erstes Lager für die Gewindespindel darstellt, ist im Inneren des Motors angeordnet und ist mit ihrem der Getriebeanordnung fernen Ende mit einem Befestigungselement für Anschlussteile verbunden und verläuft nach dem Verlassen der Hohlwelle in dem an den Motor anschließenden Bereich des Aufnahmeraums. Die Getriebeanordnung kann in üblicher Weise aus einer Spindelmutter oder anderer dafür übliche Elemente bestehen, die die Rotationsbewegung des Rotors in eine Linearbewegung transformieren. Der bis zum Ende des Gehäuses sich erstreckende Aufnahmeraum weist einen Querschnitt auf, der es erlaubt, die Anschlussteile und das Ende der Spindelmutter bis an das Ende der Hohlwelle im Bereich des unteren Lagers heranzubewegen, so dass dadurch eine stabile Zweipunktlagerung der Gewindespindel durch die Nähe zum ersten Lager an der Spindelmutter möglich ist. Insbesondere wenn in diesem Aufnahmeraum eine Kugelbüchse angeordnet ist, kann die Lagerung auch gegen hohe Seitenkräfte stabilisiert werden. Der erfindungsgemäße Positioniermotor weist des Weiteren in einem zweiten, an die Oberseite des ersten Gehäuseabschnitts mit einer Unterseite anschließenden Gehäuseabschnitt eine zentrale in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung zur Aufnahme der Hohlwelle sowie an der Unterseite des zweiten Gehäuseabschnitts eines zentrischen Ringraum auf, indem der Rotor mittels eines zweiten oberen Lagers in axialer Richtung gelagert ist. In dem zweiten Gehäuseabschnitt befindet sich außerdem ein Aufnahmeraum in einem von der Unterseite entfernten Bereich, in dem Sensoren und elektronische und/oder magnetische Bauelemente angeordnet oder anordenbar sind, die über eine elektrische Steckverbindung im Bereich des Aufnahmeraums zum externen elektrischen Anschluss verbindbar sind. Zwischen dem Aufnahmeraum und dem zweiten oberen Lager sind mindestens vier Permanentmagnete für die elektronische Kommutierung angeordnet. Aufgrund des Aufbaus des Positioniermotors können diese auch ohne Weiteres auf acht Permanentmagnete erhöht werden, wenn eine andere Genauigkeit erreicht werden soll.Thereafter, the positioning motor has a housing which has arranged in the axial direction of the housing and releasably connected to each other in the axial direction connected housing sections. These can be connected to one another via screw connections arranged in the axial direction, so that it is also easily possible to open the housing in order to subsequently change motor parameters. The individual housing sections are matched to one another and, depending on the design, the housing can be in two parts, three parts or else several parts. In a lower first housing portion having an upper side and a lower side, wherein this underside forms the underside of the entire housing, an axially extending receiving space for the engine with hollow shaft is provided. The receiving space is enlarged in cross-section relative to the lower end extending region and thus has lateral paragraphs, so that the rotor is mounted by means of a first lower bearing in the axial direction in this receiving space. The gear assembly, which is a first bearing for the threaded spindle, is arranged inside the motor and is connected at its end remote from the gear assembly with a fastener for connecting parts and extends after leaving the hollow shaft in the motor adjacent to the region of the receiving space. The gear arrangement may consist in the usual way of a spindle nut or other conventional elements that transform the rotational movement of the rotor in a linear motion. The up to the end of the housing extending receiving space has a cross-section, which allows the connection parts and the end of the spindle nut move up to the end of the hollow shaft in the region of the lower bearing, thereby providing a stable two-point bearing of the threaded spindle by the proximity to first bearing on the spindle nut is possible. In particular, if a ball bush is arranged in this receiving space, the storage can also be stabilized against high lateral forces. The positioning motor according to the invention further comprises, in a second housing section adjoining the upper side of the first housing section with a lower side, a central axially extending recess for receiving the hollow shaft and on the underside of the second housing section of a centric annulus by the rotor by means of a second upper bearing is mounted in the axial direction. In the second housing portion is also a receiving space in a remote from the bottom area in which sensors and electronic and / or magnetic components are arranged or can be arranged, which are connectable via an electrical plug connection in the region of the receiving space to the external electrical connection. Between the receiving space and the second upper bearing at least four permanent magnets for electronic commutation are arranged. Due to the structure of the positioning, these can also be easily increased to eight permanent magnets, if a different accuracy is to be achieved.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Positioniermotors sind die Permanentmagnete stirnseitig der Hohlwelle angeordnet oder, wenn die Hohlwelle durch den zweiten Gehäuseabschnitt durchgeführt und gegebenenfalls noch aus einer Stirnseite des Gehäuses herausragt, am Umfang der Hohlwelle angeordnet. Die Permanentmagnete arbeiten mit entsprechenden Sensoren in dem Aufnahmeraum des zweiten Gehäuseabschnitts zusammen, um die elektronische Kommutierung in bekannter Art und Weise sowie die Positionierung der Linearbewegung zu realisieren. Dadurch kann der Motor auf und ab auf Endlage oder Zwischenpositionen im Rahmen der eingestellten Genauigkeit exakt angefahren werden. Die Positioniergenauigkeit wird durch die Spindelsteigung, Polzahl von Kommutiermagneten und Anzahl der Sensoren, üblicherweise Hall-Sensoren bestimmt, so dass der Positioniermotor entsprechend den Anforderungen hergestellt oder auch nachträglich noch geändert werden kann. Durch den Einbau von Gewindespindeln mit unterschiedlicher Steigung können unterschiedliche Linearwege sowie unterschiedliche Positioniergenauigkeiten erreicht werden. Durch das Durchtauchen der Gewindespindel und Austritt aus der Stirnseite des Gehäuses kann der Motor unterschiedlich lange Linearwege darstellen.According to a further advantageous embodiment of the positioning are the Permanent magnets arranged frontally of the hollow shaft or, if the hollow shaft performed by the second housing portion and optionally still protruding from an end face of the housing, arranged on the circumference of the hollow shaft. The permanent magnets cooperate with corresponding sensors in the receiving space of the second housing section in order to realize the electronic commutation in a known manner and the positioning of the linear movement. This allows the motor to be approached exactly up and down to end position or intermediate positions within the set accuracy. The positioning accuracy is determined by the spindle pitch, number of poles of Kommutiermagneten and number of sensors, usually Hall sensors, so that the positioning motor can be produced according to the requirements or even subsequently changed. By installing threaded spindles with different pitch, different linear paths and different positioning accuracies can be achieved. By dipping the threaded spindle and exit from the front side of the housing, the motor can represent different lengths of linear paths.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Getriebeanordnung einen Kugelspindelantrieb auf. Der Gewindeantrieb ist zweckmäßigerweise durch eine Spindelmutter realisiert, die drehfest mit der Hohlwelle des Rotors verbunden ist. Dadurch wird die Gewindespindel vom Rotor direkt ohne ein Getriebe oder Umlenkungen angetrieben.According to a further advantageous embodiment, the gear arrangement on a ball screw drive. The threaded drive is expediently realized by a spindle nut which is rotatably connected to the hollow shaft of the rotor. As a result, the threaded spindle is driven by the rotor directly without a gear or deflections.

Für eine Anwendung bei der die Lagerung durch die vorgesehenen Kugellager nicht ausreichend ist, beispielsweise bei Anwendungen mit hohen Seitenkräften, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Positioniermotors in dem Bereich des Aufnahmeraums im unteren ersten Gehäuseabschnitt im Anschluss an die Hohlwelle eine Kugelbüchse angeordnet sein, in der die Gewindespindel mit einem Anschlussteil axial beweglich gelagert ist.For an application in which the storage by the provided ball bearings is not sufficient, for example in applications with high lateral forces, according to a further advantageous embodiment of the positioning in the region of the receiving space in the lower first housing portion following the hollow shaft a ball bushing can be arranged in the threaded spindle is axially movably mounted with a connection part.

Um die Anwendungspalette des Positioniermotors weiter zu erhöhen, sind im unteren Gehäuseabschnitt in axialer Richtung wirkende Zuganker angeordnet. Auch ist es möglich in diesem Bereich weitere Bauteile durch Schrauben zu befestigen.In order to increase the range of applications of the positioning further, in the lower housing portion acting in the axial direction tie rods are arranged. It is also possible in this area to fasten other components by screws.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, kann der Positioniermotor an unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich Leistung und Baugröße angepasst werden. Besonders vorteilhaft ist, dass dieser Aufbau auch bei einem Gehäuse mit einem Kantenmaß im Querschnitt von weniger als 65 x 65 mm, vorzugsweise einem Kantenmaß von 60 x 60 mm realisiert werden kann.As already stated above, the positioning motor can be adapted to different requirements in terms of performance and size. It is particularly advantageous that this structure can also be realized in a housing with an edge dimension in the cross section of less than 65 x 65 mm, preferably an edge dimension of 60 x 60 mm.

Durch den modularen Aufbau mit mindestens zwei Gehäuseabschnitten sind, wie erwähnt, alle Teile nachträglich zugänglich und können für Reparatur oder auch Anpassung an andere Anforderungen leicht ausgetauscht werden. Grundsätzlich ist es möglich, dass bei dem zweiten Gehäuseabschnitt der Zugang zu dem Aufnahmeraum für die Sensoren und die elektronischen und/oder magnetischen Bauelemente sowie die Permanentmagnete seitlich zugänglich ist. Gemäß einer bevorzugten Ausbildung ist für den Aufnahmeraum und die Permanentmagnete eine zentrische Ausnehmung vorgesehen, die mit einem Deckel verschließbar ist.Due to the modular design with at least two housing sections, as mentioned, all parts are subsequently accessible and can be easily replaced for repair or adaptation to other requirements. In principle, it is possible that the access to the receiving space for the sensors and the electronic and / or magnetic components as well as the permanent magnets is laterally accessible in the second housing section. According to a preferred embodiment, a central recess is provided for the receiving space and the permanent magnets, which can be closed with a lid.

In einer anderen vorteilhaften Variante des Positioniermotors ist der zweite Gehäuseabschnitt in zwei in axialer Richtung angeordnete Gehäuseabschnitte zu einem mittleren Gehäuseabschnitt und einem oberen Gehäuseabschnitt geteilt, wobei in dem oberen Gehäuseabschnitt der Aufnahmeraum und die Steckverbindung angeordnet sind. Dadurch wird die Zugänglichkeit erheblich verbessert, da der obere Gehäuseabschnitt als haubenartiger Deckel wirkend, die Zugänglichkeit des in dem mittleren Gehäuseabschnitt einliegenden Permanentmagnete sowie der elektrischen und/oder magnetischen Bauelemente und Sensoren, die zweckmäßigerweise auf einer Leiterplatte angeordnet sind, besser zugänglich sind. Das Gehäuse des Positioniermotors wird somit aus diesen drei Gehäuseabschnitten gebildet.In another advantageous variant of the positioning motor, the second housing section is divided into two housing sections arranged in the axial direction to form a central housing section and an upper housing section, the receiving space and the plug connection being arranged in the upper housing section. As a result, the accessibility is considerably improved, since the upper housing section acting as a hood-like cover, the accessibility of the inset in the central housing section permanent magnets and the electrical and / or magnetic components and sensors, which are conveniently arranged on a circuit board, are more accessible. The housing of the positioning motor is thus formed from these three housing sections.

Der erfindungsgemäße Positioniermotor kann durch die mögliche Kleinheit leicht in beengten Einbauräumen untergebracht werden, wobei die durch den Motor verlaufende Spindel ebenfalls die Motorbaulänge reduziert. Des Weiteren ist es möglich, bei der Anordnung einer Kugelbüchse oder einer anderen Führung dem Motor mit der innenliegenden Kugelgewindespindel komplett zu verschließen und dabei erforderliche IP-Schutzarten realisiert werden. Ein Schutz gegen Umwelteinflüsse ist bis IP 68 möglich. Dazu können an den Trennstellen zwischen den Gehäuseabschnitten entsprechende O-Ringe sowie abgedichtete Stecker einfach entsprechend der Schutzklasse realisiert werden. Durch die Kugelbüchse können auch Fluchtungsfehler ausgeglichen werden.The positioning motor according to the invention can be easily accommodated by the possible small size in tight installation spaces, wherein the running through the engine spindle also reduces the engine structural length. Furthermore, it is possible to completely close the motor with the internal ball screw in the arrangement of a ball bushing or another guide and thereby required IP protection can be realized. A protection against environmental influences is up to IP 68 possible. For this purpose, corresponding O-rings and sealed plugs can be easily realized according to the protection class at the separation points between the housing sections. Through the ball bush also misalignment can be compensated.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombination sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in andere Kombinationen oder in Alleinstellungen verwendbar. Zur Ausführung der Erfindung müssen nicht alle Merkmale des Anspruchs 1 verwirklicht sein. Auch können einzelne Merkmale der unabhängigen oder nebengeordneten Ansprüche durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden.The features and feature combination mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination, but also in other combinations or in isolation. For carrying out the invention, not all features of claim 1 must be realized. Also, individual characteristics of independent or sibling claims may be different be replaced characteristics or feature combinations replaced.

Sämtliche aus den Ansprüche, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten räumliche Anordnung können sowohl für sich als auch in verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, in welchem gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:

1: den Positioniermotor mit einem Gehäuse mit drei Gehäuseabschnitten;
2: den Positioniermotor mit zwei Gehäuseabschnitten, wobei der zweite Gehäuseabschnitt mit einem Deckel verschlossen ist;
3: einen Positioniermotor mit nur zwei Gehäuseabschnitten;
4: eine perspektivische Ansicht eines Positioniermotors gemäß 1; und
5: einen Positioniermotor gemäß 1 mit einer Kugelbüchse in dem unteren Bereich des Aufnahmeraums des ersten Gehäuseabschnitts.

All resulting from the claims, the description or the drawing features and / or advantages, including constructive details spatial arrangement may be essential to the invention both in itself and in various combinations. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and with reference to the drawings, in which the same or functionally identical elements are provided with identical reference numerals. Showing:

1 : the positioning motor with a housing with three housing sections;
2 : the positioning motor with two housing sections, wherein the second housing section is closed with a lid;
3 a positioning motor with only two housing sections;
4 a perspective view of a positioning according to 1 ; and
5 : a positioning motor according to 1 with a ball bush in the lower portion of the receiving space of the first housing portion.

Die 1 bis 3 zeigen den Positioniermotor 1 mit verschiedenen Ausgestaltungen des Gehäuses 40, wobei die übrigen Teile im Inneren des Gehäuses 40 identisch sind. Der Positioniermotor 1 wird daher lediglich im Zusammenhang mit der 1 beschrieben.The 1 to 3 show the positioning motor 1 with different embodiments of the housing 40 , with the remaining parts inside the case 40 are identical. The positioning motor 1 is therefore only in connection with the 1 described.

Der Positioniermotor 1 gemäß 1 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 2, einen zweiten Gehäuseabschnitt 3' und einen dritten Gehäuseabschnitt 4 auf, die aufeinander angeordnet gemeinsam das gesamte Gehäuse 40 des Positioniermotors 1 bilden und in axialer Richtung miteinander verschraubt sind (4). Der dritte Gehäuseabschnitt 4 ist als haubenförmiger Deckel mit der Stirnseite 26 des Positioniermotors 1 ausgebildet. Der dritte Gehäuseabschnitt 4 weist einen Aufnahmeraum 6 für nicht dargestellte Hall-Sensoren, elektronische und/oder magnetische Bauelemente auf, die auf einer Leiterplatte 7, die sich in einem Aufnahmeraum 5 im zweiten Gehäuseabschnitt 3' befindet, angeordnet sind. Der elektrische Anschluss der Leiterplatte 7 nach außen erfolgt über den elektrischen Steckverbinder 8 im dritten Gehäuseabschnitt 4. Der dritte Gehäuseabschnitt 4 ist mit dem zweiten Gehäuseabschnitt 3' über die Schraubverbindung 27 verbunden. Unter der Leiterplatte 7 befinden sich in einem weiteren Aufnahmeraum 10 vier Permanentmagnete 9 für die Positionserkennung. Die Permanentmagnete 9 sind am stirnseitigen Ende der Hohlwelle 12 angeordnet, die in einer im zweiten Gehäuseabschnitt 3 befindlichen Ausnehmung 11 sich erstreckt. Der Motor 15 mit dem Rotor 16 und dem Stator 17 befindet sich in einem Aufnahmeraum 28 im ersten Gehäuseabschnitt 2, wobei die sich mit dem Stator 17 drehende Hohlwelle 12 sich teilweise sowohl in dem ersten Gehäuseabschnitt 2 als auch in dem zweiten Gehäuseabschnitt 3' befindet. Im Inneren des Motors 15 befindet sich in der Hohlwelle 12 eine Spindelmutter 18, durch die eine Kugelgewindespindel 19 geführt ist, die gemeinsame allgemein bezeichnet eine Getriebeanordnung 38 bilden. Durch die Drehung des Rotors 16 und der Spindelmutter 18 wird die Kugelgewindespindel 19 in axialer Richtung bewegt, wobei die Kugelgewindespindel 19 sich je nach Ausgestaltung und Länge der Kugelgewindespindel 19 sich durch die Öffnung 29 bis in den Aufnahmeraum 6 bewegen kann. Die Kugelgewindespindel 19 kann auch, falls erforderlich, in einer weiteren Ausführung durch die Stirnseite 26 aus dem dritten Gehäuseabschnitt 4 austreten.The positioning motor 1 according to 1 has a first housing portion 2 , a second housing section 3 ' and a third housing section 4 on, which together arranged the entire housing together 40 of the positioning motor 1 form and are screwed together in the axial direction ( 4 ). The third housing section 4 is like a hood-shaped lid with the front side 26 of the positioning motor 1 educated. The third housing section 4 has a recording room 6 for Hall sensors, not shown, electronic and / or magnetic components on, on a circuit board 7 that is in a recording room 5 in the second housing section 3 ' is located. The electrical connection of the printed circuit board 7 to the outside via the electrical connector 8th in the third housing section 4 , The third housing section 4 is with the second housing section 3 ' over the screw connection 27 connected. Under the circuit board 7 are in another recording room 10 four permanent magnets 9 for position detection. The permanent magnets 9 are at the front end of the hollow shaft 12 arranged in one in the second housing section 3 located recess 11 extends. The motor 15 with the rotor 16 and the stator 17 is located in a recording room 28 in the first housing section 2 , which are related to the stator 17 rotating hollow shaft 12 partially in both the first housing section 2 as well as in the second housing section 3 ' located. Inside the engine 15 is located in the hollow shaft 12 a spindle nut 18 through which a ball screw 19 is guided, the common generally designates a gear assembly 38 form. By the rotation of the rotor 16 and the spindle nut 18 becomes the ball screw 19 moved in the axial direction, wherein the ball screw 19 depending on the design and length of the ball screw 19 through the opening 29 into the recording room 6 can move. The ball screw 19 may also, if necessary, in a further embodiment by the end face 26 from the third housing section 4 escape.

Der Stator 17 ist über ein oberes Kugellager 13 in einem Ringraum 30 im zweiten Gehäuseabschnitt 3' und ein unteres Kugellager 14 in dem Aufnahmeraum 28 gelagert. Am unteren Ende 31 der Kugelgewindespindel 19 befindet sich eine Befestigung 20 für Anschlussteile. Wie aus der Figur ersichtlich, kann durch die Bewegung der Kugelgewindespindel 19 das Ende 31 der Kugelgewindespindel 19 mit der Befestigung 20 bis an das untere Ende der Hohlwelle 12 herangefahren werden, so dass damit ein zweiter Lagerpunkt der Kugelgewindespindel 19 nah an die Lagerung in der Spindelmutter 19 realisiert werden kann. Die Kugelgewindespindel 19 erstreckt sich durch den unteren Bereich des Aufnahmeraums 28 bis zur Unterseite 23 des zweiten Gehäuseabschnitts. Zuganker 21 und Schraubenverbindungen 22 für weitere Anschlüsse sind ebenfalls vorgesehen.The stator 17 is over an upper ball bearing 13 in an annulus 30 in the second housing section 3 ' and a lower ball bearing 14 in the recording room 28 stored. At the bottom 31 the ball screw 19 there is a fortification 20 for connecting parts. As can be seen from the figure, by the movement of the ball screw 19 the end 31 the ball screw 19 with the attachment 20 to the lower end of the hollow shaft 12 be moved up, so that so that a second bearing point of the ball screw 19 close to the bearing in the spindle nut 19 can be realized. The ball screw 19 extends through the lower area of the receiving space 28 to the bottom 23 of the second housing section. tie rods 21 and screw connections 22 for further connections are also provided.

Für die Montage kann somit der Aufnahmeraum 28 im ersten Gehäuseabschnitt 2 von der Oberseite 24 mit dem Motor 15 und dem unteren Kugellager 14 befüllt werden. In den zweiten Gehäuseabschnitt 3' kann von der Unterseite 25 in den Ringraum 30 das obere Kugellager 13 eingelegt und mit entsprechenden Federelementen versehen und Sicherungsringen 32 genauso wie der Motor 15 im ersten Gehäuseabschnitt 2 fixiert werden. Von der anderen Seite des zweiten Gehäuseabschnitts 3' können die Permanentmagnete 9 und die Leiterplatte 7 positioniert werden. Nach der elektrischen Verbindung der Leiterplatte 7 mit dem elektrischen Steckverbinder 8 kann der dritte Gehäuseabschnitt 4 auf den zweiten Gehäuseabschnitt 3', der mit diesem zusammen oder bereits auf dem ersten Gehäuseabschnitt 2 sich befindet, aufgesetzt werden.For the assembly thus the receiving space 28 in the first housing section 2 from the top 24 with the engine 15 and the lower ball bearing 14 be filled. In the second housing section 3 ' can from the bottom 25 in the annulus 30 the upper ball bearing 13 inserted and provided with appropriate spring elements and circlips 32 as well as the engine 15 in the first housing section 2 be fixed. From the other side of the second housing section 3 ' can the permanent magnets 9 and the circuit board 7 be positioned. After the electrical connection of the circuit board 7 with the electrical connector 8th can the third housing section 4 on the second housing section 3 ' That together with this or already on the first housing section 2 is located, be put on.

In 2 ist der zweite Gehäuseabschnitt 3' mit einem Deckel 33 versehen, der auch als anders ausgestalteter dritter Gehäuseabschnitt 4 gemäß 1 gesehen werden kann.In 2 is the second housing section 3 ' with a lid 33 provided, as well as differently designed third housing section 4 according to 1 can be seen.

3 zeigt den Positioniermotor 1 mit nur einem ersten Gehäuseabschnitt 2 und einem zweiten Gehäuseabschnitt 3, der im Prinzip den in der Ausführung gemäß 1 dargestellten zweiten Gehäuseabschnitt 3' und dritten Gehäuseabschnitt 4 beinhaltet. Der Zugang und die Montage erfolgt hier über eine seitliche Öffnung 34, die mit einer Abdeckung 35 verschließbar ist. 3 shows the positioning motor 1 with only a first housing section 2 and a second housing portion 3 which, in principle, is in accordance with the design 1 shown second housing portion 3 ' and third housing section 4 includes. The access and the mounting takes place here via a lateral opening 34 that with a cover 35 is closable.

4 zeigt in perspektivischer Ansicht den Positioniermotor 1 mit den drei Gehäuseabschnitten 2, 3' und 4 und der Befestigung aneinander über Schraubverbindungen 36. 4 shows a perspective view of the positioning motor 1 with the three housing sections 2 . 3 ' and 4 and the attachment to each other via screw 36 ,

5 zeigt eine Kugelbüchse 37, die in dem Aufnahmeraum 28 des ersten Gehäuseabschnitts 2 angeordnet ist und aus der Unterseite 23 herausragt. Im Anschluss an die Kugelgewindespindel 19 befindet sich weiterhin eine Befestigung 20 für Anschlussteile, wobei bei dieser Anordnung eine erhöhte Stabilität bei hohen Seitenkräften realisiert wird. 5 shows a ball bush 37 in the recording room 28 of the first housing section 2 is arranged and from the bottom 23 protrudes. Following the ball screw 19 there is still a fortification 20 for connecting parts, with this arrangement an increased stability is realized at high lateral forces.

An den Positioniermotor können generell bei jeder Ausgestaltung eine Vielzahl von Befestigungen für unterschiedliche Komponenten angebracht werden. Beispielsweise kann auch ein Magnet angebracht werden, wodurch der Positioniermotor als Magnetgreifer nutzbar ist. Bei einem Kantenmaß von 60 x 60 mm im Querschnitt kann ein Drehmoment für den Motor mit 50 mNm bei 24 V realisiert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel wurde der Stator des Motors mittels Schneidklemmen kontaktiert und automatisch bewickelt. Durch die Verwendung von mindestens vier Hall-Elementen sind für Positionieraufgaben keine weiteren und zusätzlichen extern angeordneten Positionierüberwachungen, wie Endschalter, Sensoren und dergleichen erforderlich. Durch den modularen Aufbau ist der Motor leicht anpassbar und an unterschiedliche Aufstellungen im Bereich linearer Bewegungen hervorragend geeignet.To the positioning motor can be mounted in a variety of fasteners for different components in each embodiment in general. For example, a magnet can be attached, whereby the positioning motor can be used as a magnetic gripper. With an edge dimension of 60 x 60 mm in cross-section, a torque for the motor with 50 mNm at 24 V can be realized. In the embodiment, the stator of the motor was contacted by means of insulation displacement and automatically wound. The use of at least four Hall elements eliminates the need for additional and additional externally located position monitors such as limit switches, sensors and the like for positioning tasks. Thanks to its modular design, the motor is easily adaptable and ideally suited to different configurations in the area of linear movements.

Claims

A brushless DC positioning motor (1) comprising a housing (40) in which - an electric drive means (15) having an outer stator (17) fixedly disposed in the housing (40) and an inner rotor (15), is rotatably mounted relative to the stator (17) in the housing (40), - a coaxial with a rotational axis of the drive means (15) in a hollow shaft (12) of the rotor (15) arranged gear arrangement (38) for implementing the rotational movement the rotor (15) is formed in a linear movement, wherein a threaded spindle (19) of the gear arrangement is non-rotatably and in the axial direction with a threaded drive (18) coupled, and - an electronic device (39) for commutation by means of permanent magnets and sensors is arranged, characterized in that the housing (40) arranged in the axial direction of the housing (40) and releasably connected to each other in the axial direction connected housing sections (2, 3, 3 ', 4) eist, wherein - in a lower first housing portion (2) in the axial direction by the housing portion (2) extending receiving space (28) for the drive means (15) with a hollow shaft (12) and threaded spindle (19) arranged therein is provided Rotor (16) by means of a first lower bearing (14) in the axial direction in the receiving space (28) is mounted, wherein the gear assembly (38), which is a first bearing for the threaded spindle (19), inside the drive means (15) is arranged, which is connected to the gear assembly (38) far end with a fastener (20) for connecting parts and after leaving the hollow shaft (12) in the adjoining the drive means (15) portion of the receiving space (28); - In a second, to the top (24) of the first housing section (2) with a bottom (25) adjoining housing portion (3) has a central axially extending recess (11) for receiving the hollow shaft (12) is provided and on the Bottom (25) of the second housing portion (2) a centric annular space (30) is arranged, in which the rotor (16) by means of a second upper bearing (13) is mounted in the axial direction; - in the second housing portion (3) in a receiving space (6) in a remote from the bottom (25) remote area sensors and electronic and / or magnetic components are arranged or can be arranged, via an electrical connector (8) in the region of the receiving space ( 5) are connectable to the external electrical connection, and between the receiving space (6) and the second upper bearing (13) in a further receiving space (10) at least four permanent magnets (9) are arranged for the electronic commutation.

Positioning motor (1) to Claim 1 , characterized in that the permanent magnets (9) are arranged on the front side of the hollow shaft (12).

Positioning motor (1) to Claim 1 , characterized in that the hollow shaft (12) through the second housing portion (3) performed and protrudes from an end face (26) of the housing (40), wherein the permanent magnets (9) on the circumference of the hollow shaft (12) are arranged.

Positioning motor (1) in particular according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the gear arrangement (38) comprises a ball screw drive.

Positioning motor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that Hall sensors are provided as sensors.

Positioning motor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the receiving space (28) in the lower first housing portion (2) following the hollow shaft (12) a ball bushing (37) is arranged, in which the threaded spindle ( 19) is axially movably mounted with a connection part (20).

Positioning motor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the lower housing portion (2) acting in the axial direction tie rods (21) are arranged.

Positioning motor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (40) has an edge dimension of less than 65x65 mm in cross section, preferably an edge dimension of 60x60 mm.

Positioning motor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the second housing section (3) for the receiving space (6) in which the sensors, electronic and / or magnetic components are located, and the permanent magnets (9) has a centric Recess (5, 6, 10) is provided and this recess (5, 6, 10) with a lid (33) is closable.

Positioning motor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second housing portion (3) in two axially arranged housing sections to a central housing portion (3 ') and an upper housing portion (4) are divided, wherein in the upper housing portion (4) the receiving space (6) for the sensors and electronic and / or magnetic components and the connector are arranged.