DE4434734A1 - Servomotor mit Drehstellungsdetektor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Servomotor, der sich durch den Montageaufbau eines Drehstellungsdetektors, in der Form eines Photocodierers, eines magnetischen Codierers, eines induktiven Codierers etc., auszeichnet, wobei der Servomotor ein Dauermagnet- Synchronmotor, ein mittels eines Wechselrichters getriebener Induktionsmotor etc. ist.

Fig. 8 stellt einen Halbschnitt durch einen bekannten Servomotor mit einem Drehstellungsdetektor dar (d. h. die eine Hälfte einer zur Wellenachse im wesentlichen symmetrischen Schnittdarstellung). Bei diesem bekannten Motor umfaßt ein Motorgehäuse oder eine Verkapselung 1 einen Rahmen 3 und an dessen beiden Stirnseiten je eine Klammer oder ein Lagerschild 2a und 2b. Radial innerhalb eines an dem Rahmen 3 befestigten und eine Wicklung 4a aufweisenden Stators 4 befindet sich ein Rotor 5 mit Dauermagneten 5a und einem Joch 5b, wobei sich zwischen dem Stator und dem Rotor ein Luftspalt befindet. Eine Welle 6, auf der der Rotor 5 befestigt ist, in Lagern 7a, 7b gelagert. Die Lager befinden sich in Lagergehäusen, die jeweils als Teil der Lagerschilde 2a und 2b ausgebildet sind. Eine Anschlußleitung 4b der Wicklung 4a ist durch eine Dichtung im Rahmen 3 herausgeführt.

Ein stationärer Teil 8a eines Photocodierers 8 ist an der Außenseite des Lagerschildes 2a, der der Abtriebsseite abgewandt ist, angeordnet. Ein mit der Welle 6 rotierender Teil 8b des Photocodierers 8 ist auf dem Ende der durch das Lagerschild 2a hindurch verlängerten Welle 6 befestigt. Der stationäre Teil 8a weist eine nicht dargestellte Lichtsendeeinrichtung und eine ebenfalls nicht dargestellte Lichtempfangseinrichtung auf und wirkt mit dem sich zwischen diese erstreckenden rotierenden Teil zusammen, der nicht dargestellte Schlitze aufweist und zu dem beidseitig geeignete Luftspalte bestehen. Ein Deckel 9, der den Photocodierer 8 umgibt, ist mittels Schrauben etc. an dem Lagerschild 2a befestigt. Eine Anschlußleitung 8c des Photocodierers 8 ist durch eine Dichtung 9a in dem Deckel 9 herausgeführt.

Bei dem vorbeschriebenen bekannten Beispiel eines Servomotors sind der Deckel 9 und die Dichtung 9a für den Photocodierer 8 als Teil des Drehstellungsdetektors erforderlich. Ebenso erfordert dieser Stand der Technik Arbeiten zum Anbringen des stationären Teils 8a, zum Herausführen der Anschlußleitung 8c und zum Anbringen des Deckels 9. Darüber hinaus muß für den Photocodierer 8 in axialer Richtung an der Außenseite des Lagerschildes 2a Platz vorgesehen werden. Dadurch wird die axiale Länge des Servomotors größer, und ungenützte Räume A und B verbleiben in radialer Richtung außerhalb der Lagergehäuse in der Verkapselung 1.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Servomotor mit einem Drehstellungsdetektor zu schaffen, der ohne Deckel etc. auskommt, bei dem die Arbeiten zum Anbringen eines stationären Teils des Drehstellungsdetektors und zum Herausführen der Anschlußleitung vereinfacht sind, und der eine relativ kurze axiale Länge aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Servomotor gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einem Servomotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Da ein stationärer Teil eines Drehstellungsdetektors in eine Öffnung einer Verkapselung des Servomotors eingesetzt und darin befestigt ist, schließt der stationäre Teil die Öffnung der Verkapselung, und ein innerer Teil des stationären Teils befindet sich innerhalb der Verkapselung. Eine Anschlußleitung oder eine elektrische Verbindungseinrichtung (z. B. ein Steckverbinder) für den externen Anschluß ist an der Außenseite des stationären Teils, das heißt der Außenseite der Verkapselung herausgeführt.

Die Befestigungseinrichtung ist vorzugsweise ein Flansch oder eine Vielzahl von Befestigungslaschen oder -ansätzen, die eine Endfläche der Öffnung kontaktieren. Die Befestigungseinrichtung wird also von einem Flansch oder einer Vielzahl von Befestigungslaschen verkörpert. Ein Spalt zwischen dem Äußeren des stationären Teils und der Öffnung ist unter dem Gesichtspunkt des Staubschutzes im Fall eines Flansches natürlich frei, sollte aber im Fall der Befestigungslaschen so klein wie möglich sein.

Es ist ferner günstig, das die Normale auf die Öffnung in der radialen oder der axialen Richtung des Servomotors liegt. Diese Ausgestaltungen bieten alternative Lagen für die Öffnung und für den Drehstellungsdetektor.

Der stationäre Teil des Drehstellungsdetektor ist vorzugsweise an der radialen Außenseite eines Lagergehäuses des Servomotors angeordnet. Da der radiale Raum außerhalb des Lagergehäuses, der nutzlos war, als Raum für den stationären Teil des Drehstellungsdetektors verwendet werden kann, wird die axiale Länge des Servomotors verkürzt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch mit einem Servomotor gemäß Anspruch 6 gelöst. Dieser Servomotor hat eine kurze axiale Länge, da die Lager, der Rotor und der Stator in radialer Richtung des Servomotors ausgerichtet sind. Da zusätzlich der stationäre Teil des Drehstellungsdetektors in die Öffnung der Verkapselung eingesetzt und mittels eines Flansches an der Verkapselung befestigt ist, schließt der äußere Teil des stationären Teils die Verkapselung, und der innere Teil des stationären Teils liegt in der Verkapselung. Darüber hinaus erleichtert diese Ausgestaltung das Herausführen der Anschlußleitung oder der elektrischen Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß an der Außenseite des stationären Teils, daß heißt der Außenseite der Verkapselung.

Es ist günstig, den Stator und das Lagerschild der Verkapselung, das auf der dem Drehstellungsdetektor entgegengesetzten Seite angeordnet ist, mit Kunstharz zu einem Stück zu formen. Wenn der Stator und das Lagerschild an der dem Drehstellungsdetektor entgegengesetzten Seite mit Kunstharz geformt oder vergossen sind, stehen der Statorkern und die Statorwicklung in engem Kontakt mit dem Harz, wodurch sich eine gute Kühlcharakteristik ergibt. Die Einheit von Stator und Lagerschild vereinfacht den Aufbau.

Bei einer anderen Ausgestaltung ist der Stator einstückig mit Kunstharz vergossen und an einem Lagerschild der Verkapselung befestigt. Wenn der Stator und das Lagerschild vergossen sind, stehen der Statorkern und die Statorwicklung in engem Kontakt mit dem Kunstharz, wodurch sich eine ausgezeichnete Kühlcharakteristik ergibt.

Die Verkapselung setzt sich vorzugsweise aus einem Paar Lagerschilden zusammen, und die beiden peripheren Enden des Stators sind an zylindrischen Teilen der Lagerschilde befestigt. Durch Aufbau der Verkapselung mit nur den Lagerschilden wird der Aufbau vereinfacht.

Der Stator und die Verkapselung sind vorzugsweise mit Kunstharz zu einem Stück geformt. Wenn der Stator und die Verkapselung geformt oder vergossen sind, stehen der Statorkern und die Statorwicklung in engem Kontakt mit Harz. Diese Ausgestaltung liefert eine ausgezeichnete Kühlcharakteristik, und die Einheit von Stator und Verkapselung vereinfacht den Aufbau.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner mit einem Servomotor gemäß Anspruch 11 gelöst. Bei dieser Ausgestaltung ist die axiale Länge des Servomotors dadurch verkürzt, daß die Lager, der Rotor und der Stator längs der radialen Richtung der Welle des Servomotors ausgerichtet sind. Wenn der Stator einstückig mit Kunstharz vergossen und zwischen dem Lagerschild und dem Flansch sandwichartig eingeschlossen ist, stehen der Statorkern und die Statorwicklung in engem Kontakt mit Harz, wodurch eine ausgezeichnete Kühlcharakteristik erhalten wird. Zur gleichen Zeit erleichtert diese Ausgestaltung das Herausführen der Anschlußleitung oder der elektrischen Verbindungseinrichtung an der Außenseite des stationären Teils, d. h. außerhalb der Verkapselung.

Eine weitere Ausführungsform des Servomotors gemäß der Erfindung ist im Anspruch 12 gekennzeichnet. Auch bei dieser Ausgestaltung wird die axiale Länge des Servomotors dadurch verkürzt, daß die Lager, der Rotor und der Stator längs der Radialrichtung des Servomotors ausgerichtet sind. Wenn der Stator einstückig mit Kunstharz vergossen und sandwichartig zwischen dem Lagerschild und dem Flansch eingeschlossen ist, stehen der Statorkern und die Statorwicklung in engem Kontakt mit Harz, wodurch sich eine ausgezeichnete Kühlcharakteristik ergibt. Zur gleichen Zeit erleichtert diese Ausgestaltung das Herausführen der Anschlußleitung oder der elektrischen Verbindungseinrichtung an der Außenseite des stationären Teils, d.h außerhalb der Verkapselung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Halbschnitt-Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Richtung der Pfeile P in Fig. 1,

Fig. 3 eine Halbschnitt-Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 eine Halbschnitt-Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 eine Halbschnitt-Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 6 eine Halbschnitt-Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 eine Halbschnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels,

Fig. 8 eine Halbschnittansicht eines herkömmlichen Servomotors,

Fig. 9 eine Halbschnittansicht eines siebten Ausführungsbeispiels,

Fig. 10 eine Halbschnittansicht eines achten Ausführungsbeispiels,

Fig. 11 eine Halbschnittansicht eines neunten Ausführungsbeispiels, und

Fig. 12 eine Halbschnittansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels.

In allen Zeichnungen sind Elemente mit gleicher oder nahezu gleicher Funktion mit denselben Bezugszahlen versehen, und Elemente, die bereits in Verbindung mit dem Stand der Technik erläutert wurden, werden nicht noch einmal detailliert beschrieben.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Bei dem in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt ein Motorgehäuse oder eine Verkapselung 11 Klammern oder Lagerschilde 2a und 12b sowie einen Rahmen 13. Innerhalb eines am Rahmen 13 befestigten und eine Wicklung 4a aufweisenden Stators 4 befindet sich unter Zwischenlage eines Luftspalts ein Rotor 5, der sich aus Dauermagneten 5a und einem Joch 5b zusammensetzt. Eine Welle 16, an der der Rotor 5 befestigt ist, wird mittels Lagern 7a und 7b, die in Lagergehäusen in den Lagerschilden 2a und 12b befestigt sind, gelagert. Eine Anschlußleitung 4b von der Wicklung 4a ist über eine Dichtung 3a aus dem Rahmen 13 herausgeführt.

Eine Öffnung 21, deren Normale in Radialrichtung des Servomotors liegt, ist in einem sich axial erstreckenden Teil des Lagerschilds 12b vorgesehen. Der stationäre Teil 18a eines Photocodierers 18 ist in die Öffnung 21 eingesetzt und wirkt mit dem rotierenden Teil 18b zusammen, das an der Welle 16 angebracht ist. Eine Anschlußleitung 18c für den externen Anschluß sowie ein Flansch 18d, der auf der die Öffnung 21 begrenzenden Fläche aufliegt, sind an dem außen gelegenen Teil des stationären Teils 18a vorgesehen. Der Flansch 18d ist an der die Öffnung 21 umgebenden Fläche mit nicht dargestellten Schrauben oder dergleichen befestigt. Anstelle des Flansches 18d könnte eine Vielzahl von Befestigungslaschen verwendet werden, die mit der die Öffnung 21 umgrenzenden Fläche in Berührung stehen und mittels Schrauben oder auf andere Weise befestigt sind. Anstelle der Anschlußleitung 18c kann eine elektrische Verbindungseinrichtung, etwa in Form eines Steckverbinders, verwendet werden. Der stationäre Teil 18a des Photocodierers 18 ist vorzugsweise radial außerhalb des Lagergehäuses in dem Lagerschild 12b, sich mit ihm axial überlappend, untergebracht.

Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel der stationäre Teil 18a des Drehstellungsdetektors 18 in die Öffnung 21 der Verkapselung 11 eingesetzt ist und mittels des Flansches 18d oder einer Vielzahl von Befestigungslaschen als Befestigungseinrichtung befestigt ist, schließt die Außenfläche des stationären Teils 18a die Öffnung 21 der Verkapselung 11, und der stationäre Teil 18a befindet sich innerhalb der Verkapselung 11. Die Anschlußleitung 18c oder die elektrische Verbindungseinrichtung befindet sich an der außen gelegenen Seite des stationären Teils 18a, das heißt an der Außenseite der Verkapselung 11. Vom Gesichtspunkt des Staubschutzes, ist der Spalt zwischen der Außenseite des stationären Teils 18a und der Öffnung 21 im Fall des Flansches frei, sollte im Fall der Ansätze jedoch so klein wie möglich sein. Da ferner der radial außerhalb des Lagergehäuses gelegene Raum, der im Stand der Technik ungenutzt blieb, bei diesem Ausführungsbeispiel wirksam als Raum für den stationären Teil 18a des Drehstellungsdetektors 18 genutzt werden kann, wird die axiale Länge des Servomotors verkürzt.

Hinsichtlich weiterer Einzelheiten der Ausgestaltung des Lagerschildes 12b, der Lage der Öffnung 21 und der Anordnung der Teile 18a und 18b des Drehstellungsdetektors bei diesem Ausführungsbeispiel, wird ausdrücklich auf die Fig. 1 und 2 verwiesen.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Öffnung 21 in einem Lagerschild 32a einer Verkapselung 31 ausgebildet, und die Normale auf die Ebene der Öffnung 21 ist in Axialrichtung des Servomotors gerichtet. Daher besteht wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine größere Freiheit hinsichtlich der Lage des Photocodierers 38. Der stationäre Teil 38a des Photocodierers 38 ist in die Öffnung 21 eingesetzt und wirkt mit dem rotierenden Teil 38b zusammen, der entsprechend gestaltet ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Eine Anschlußleitung 38c und ein Flansch 38d, der an der die Öffnung 21 begrenzenden Fläche anliegt, sind ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel an der außenliegenden Seite des stationären Teils 38a vorgesehen. Damit ergeben sich die Funktionen und Wirkungen bei diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Hinsichtlich weiterer Einzelheiten der Ausgestaltung des Lagerschildes 32a, der Lage der Öffnung 21 und der Anordnung der Teile 38a und 38b des Drehstellungsdetektors bei diesem Ausführungsbeispiel wird ausdrücklich auf die Fig. 3 verwiesen.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Servomotor: ein Paar Lager 7a und 7b, die in einem Lagergehäuse auf einer Welle montiert sind, welches innerhalb eines inneren Zylinders 41a einer in der Halbschnittdarstellung C-förmigen Verkapselung 41 ausgebildet ist; Dauermagnete 5a die an dem äußeren Umfang einer Nabe 45b montiert sind, welche in der Halbschnittdarstellung winkel- oder F-förmig ausgebildet ist, an der mittels der Lager gelagerten Welle 46 angebracht ist und die Lagergehäuse umgibt; einen Stator 4, der unter Zwischenlage eines Luftspalts außerhalb der Dauermagnete 5a angeordnet und innerhalb eines äußeren Zylinders 41b der Verkapselung 41 befestigt ist; einen rotierenden Teil 48b eines Photocodierers 48, der an der Nabe 45b befestigt ist; einen stationären Teil 48a des Photocodierers 48, der mit dem rotierenden Teil 48b zusammenwirkt und in einem Flansch 48d angeordnet ist, der eine Öffnung 51 im äußeren Zylinder 41b der Verkapselung 41 schließt; und eine Anschlußleitung 48c oder eine elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß, die an der Außenseite des stationären Teiles 48a angeordnet ist. Dieser Aufbau eines Dauermagnet-Synchronmotors kann auch für einen lnduktionsmotor etc. verwendet werden.

Dieses Ausführungsbeispiel macht also von einer Anordnung von Lagern, Rotor und Stator Gebrauch, bei der die Verkapselung 41 in im wesentlichen konzentrischer Anordnung den inneren Zylinder 41a, der das Lagergehäuse darstellt, und den äußeren Zylinder 41b aufweist, an welchem der Stator 4 befestigt ist. Die Nabe 45b des Rotors ist axial neben dem Lagergehäuse an der Welle 46 befestigt, erstreckt sich von dort zunächst radial und dann axial, so daß eine das Lagergehäuse umschließende Becherform entsteht. Auf der Abtriebsseite der Welle 46 sind der innere und der äußere Zylinder durch eine ringförmige Verbindungsplatte einstückig miteinander verbunden. Der Flansch 48d verschließt die Öffnung 51 des äußeren Zylinder 41 b auf der axial entgegengesetzten Seite.

Der Servomotor dieses dritten Ausführungsbeispiels hat eine geringe axiale Länge, da die Lager 7a, 7b, die Dauermagnete 5a und der Stator 4 in Radialrichtung angeordnet sind. Da ferner der stationäre Teil 48a des Photocodierers 48 in die Öffnung 51 der Verkapselung 41 eingesetzt und mittels des Flansches 48d an der Verkapselung 41 befestigt ist, schließt der äußere Teil des stationären Teils 48a die Öffnung 51 der Verkapselung 41, und der innere Teil des stationären Teils 48a befindet sich in der Verkapselung 41. Darüber hinaus kann die Anschlußleitung 48c oder eine elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß leicht an der außen liegenden Seite des stationären Teils 48a und damit an der Außenseite der Verkapselung 41 angeordnet werden.

Hinsichtlich weiterer Einzelheiten der Ausgestaltung und Anordnung der einzelnen Elemente dieses Ausführungsbeispiels wird ausdrücklich auf Fig. 4 verwiesen.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel ist der Servomotor ein sogenannter "vergossener" Motor (moulded motor). Er unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 darin, daß der Stator 4 und das Lagerschild 2a an der dem Photocodierer 18 in der Verkapselung 11 entgegengesetzten Seite mit Kunstharz 50 vergossen bzw. geformt und zu einem Stück gemacht sind. Der Photocodierer 18 und das Lagerschild 12b, in welchem der Photocodierer 18 untergebracht ist, sind gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels. Bei einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels von Fig. 5 ist nur der Stator 4 mit Kunstharz 50 vergossen und mit den Lagerschilden 2a und 12b der Verkapselung 11 verbunden. Ferner kann leicht ein sogenannter rahmenloser Motor aufgebaut werden, bei dem eine Verkapselung nur mit Lagerschilden 2a und 12b gestaltet wird und die beiden axialen Enden des Stators 4 mit zylindrischen Teilen der Lagerschilde 2a und 12b gekoppelt sind, die den Lagerschilden des ersten, in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels entsprechen.

Hinsichtlich weiterer konstruktiver Einzelheiten bei diesem Ausführungsbeispiel wird ausdrücklich auf die Fig. 5 verwiesen.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel ist der Servomotor von Fig. 3 als "vergossener" Motor ausgeführt. Er unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig 3 darin, daß der Stator 4 und das Lagerschild 2b an der dem Photocodierer 38 in der Verkapselung 31 entgegengesetzten Seite mit Kunstharz 60 vergossen bzw. geformt und zu einem Stück gemacht sind. Der Photocodierer 38 und das Lagerschild 32b, in welchem der Photocodierer 38 untergebracht ist, sind identisch jenen des zweiten Ausführungsbeispiels.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel ist der Servomotor von Fig. 4 als "vergossener" Motor ausgeführt. Er unterscheidet sich von dem in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel darin, daß der Stator 4 und die Verkapselung 41 mit Kunstharz 70 vergossen bzw. geformt und zu einem Stück gemacht sind. Ein Photocodierer 48 und ein Flansch 48d, in welchem der Photocodierer 48 untergebracht ist, sind identisch jenen des dritten Ausführungsbeispiels.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird nun ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Hinsichtlich der Lage und Gestaltung des Drehstellungsdetektors 18 entspricht dieses siebte Ausführungsbeispiel dem ersten, in Fig. 1 gezeigten und dem vierten, in Fig. 5 gezeigten. Bei diesem siebten Ausführungsbeispiel ist der Stator 4 mit Kunstharz 90 zu einer Einheit vergossen und an den Lagerschilden 2a und 12b befestigt. Zusätzlich zu den Vorteilen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels ergibt sich bei dem siebten Ausführungsbeispiel eine ausgezeichnete Kühlcharakteristik, da Wicklung und Kern des Stators in engem Kontakt mit dem Kunstharz stehen.

Fig. 10 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß das Motorgehäuse bzw. die Verkapselung von zwei Lagerschilden 102a und 102b mit dem Stator 4 selbst gebildet wird. Die beiden äußeren peripheren Enden des Stators 4 sind mit zylindrischen Abschnitten der Lagerschilde 102a und 102b verbunden. Eine Anschlußleitung 4b für die Statorwicklung 4a ist durch eine Dichtung 103a herausgeführt. Das achte Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch ähnliche Wirkungen wie das erste und das zweite Ausführungsbeispiel aus. Darüber hinaus ist der Aufbau des Servomotors bei dem achten Ausführungsbeispiels dadurch vereinfacht, daß außer den beiden Lagerschilden keine weiteren Verkapselungsteile benötigt werden.

Fig. 11 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der grundsätzliche Aufbau des Servomotors mit der radialen Anordnung von Lagern, Rotor und Stator ähnelt demjenigen des dritten Ausführungsbeispiels von Fig. 4. Bei diesem neunten Ausführungsbeispiel sind zwei Lager 7a und 7b in einem Lagergehäuse 41a angeordnet, das einen zylindrischen Abschnitt eines in der Halbschnittdarstellung L-förmigen Lagerschildes 112b bildet. Ein Flansch 48d des stationären Teils 48a des Photocodierers 48 erstreckt sich zum äußeren Rand des Stators 4 auf der der Abtriebsseite des Servomotors abgewandten Seite, dem Lagerschild 112b unter Zwischenlage des Stators 4 gegenüberliegend. Der stationäre Teil 48a ist, insofern gleich wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4, so angeordnet, daß er mit dem rotierenden Teil 48b des Photocodierers 48 zusammenwirkt. Eine Anschlußleitung 48c oder eine elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß ist an der Außenseite des stationären Teils 48a angeordnet. Der Stator 4 ist mit Kunstharz zu einem Stück vergossen und sandwichartig zwischen dem Lagerschild 112b und dem Flansch 48d eingeschlossen. Zusätzlich zur Verkürzung der axialen Länge des Servomotors in ähnlicher Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel, bietet das neunte Ausführungsbeispiel eine ausgezeichnete Kühlcharakteristik, da der Stator 4 einstückig mit Kunstharz vergossen ist und zwischen dem Lagerschild 112b und dem Flansch 48d sandwichartig eingeschlossen ist, wodurch enge Kontakte des Flansches 48d, des Statorkerns und der Statorwicklung mit dem Kunstharz ermöglicht werden. Gleichzeitig erleichtert dieser Aufbau das Herausführen der Anschlußleitung 48c oder einer elektrischen Verbindungseinrichtung an einem außerhalb des Motorgehäuses bzw. der Verkapselung gelegenen Abschnitt des stationären Teils 48a.

Fig. 12 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der grundsätzliche Aufbau des Servomotors mit der radialen Anordnung von Lagern, Rotor und Stator ähnelt auch bei diesem Ausführungsbeispiel demjenigen des dritten Ausführungsbeispiels von Fig. 4. Zwei Lager 7a und 7b sind auf einer Welle in einem Lagergehäuse 41a montiert, das innerhalb eines inneren zylindrischen Teils eines in der Halbschnittdarstellung C-förmigen Lagerschildes 122b ausgebildet ist. Ein Dauermagnet 5a eines Rotors 5 des Servomotors ist am äußeren Umfang einer Nabe 45b, die in der Halbschnittdarstellung C-förmig ist und an der mittels der Lager 7a und 7b gelagerten Welle angebracht ist, montiert. Die Nabe 45b umgibt das Lagergehäuse 41a. Der Stator 4 des Servomotors ist über einen Luftspalt mit dem Rotor 5 gekoppelt. Der Stator 4 ist an seinen beiden peripheren Enden mit einem äußeren zylindrischen Teil 122f des Lagerschildes 122b bzw. einem zylindrischen Teil 122e eines Flansches 122a verbunden. Ähnlich wie bei zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der rotierende Teil 48b des Photocodierers 48 an der Nabe 45b befestigt. Der stationäre Teil 48a ist mit dem Flansch 122a integriert, so daß er mit dem rotierenden Teil 48b zusammenwirken kann. Eine Anschlußleitung 48c oder elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß ist an der außenliegenden Seite des stationären Teils 48a angeordnet. Wie bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen ähnlichen Aufbaus, ergibt sich auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine verkürzte axiale Länge des Servomotors dadurch, daß die Lager 7a und 7b, der Rotor 5 und der Stator 4 in Radialrichtung angeordnet sind. Zur gleichen Zeit erleichtert dieser Aufbau das Herausführen der Anschlußleitung 48c oder der elektrischen Verbindungseinrichtung an dem sich außerhalb der Verkapselung befindenden Abschnitt des stationären Teils. Dadurch, daß der Stator 4 mit dem Lagerschild 122b und dem Flansch 122a verbunden ist, ist kein Rahmen erforderlich, so daß sich ein einfacher Aufbau ergibt.

Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Servomotor mit Drehstellungsdetektor ein stationärer Teil eines Drehstellungsdetektors in eine Öffnung einer Verkapselung eingesetzt und dort befestigt ist, verschließt die Außenseite des stationären Teils die Öffnung der Verkapselung, der stationäre Teil befindet sich in der Verkapselung, und eine Anschlußleitung oder eine elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß ist an der Außenseite der Verkapselung herausgeführt. Daher erübrigen sich bei der vorliegenden Erfindung Teile wie ein Deckel für den Drehstellungsdetektor, und die Arbeiten zum Anbringen des stationären Teils und zum Herausführen der Anschlußleitung sind vereinfacht.

Die vorliegende Erfindung bietet eine größere Freiheit hinsichtlich Lage und Richtung des rotierenden Photocodierers und verkürzt die axiale Länge des Motors durch Nutzung eines radialen Raums außerhalb des Lagergehäuses.

Die axiale Länge des Motors wird weiter dadurch verkürzt, daß die Lager, Dauermagnete und der Stator längs der radialen Richtung des Servomotors ausgerichtet werden. Durch Schließen der Öffnung zum Einsetzten des Drehstellungsdetektors mittels eines Flansches und durch Herausführen der Anschlußleitung oder einer elektrischen Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß zur Außenseite, werden Teile wie ein Deckel für den Drehstellungsdetektor überflüssig, und Arbeiten zum Anbringen des stationären Teils und zum Herausführen der Anschlußleitung werden vereinfacht.

Wenn der Statorkern und die Statorwicklung in engem Kontakt mit Kunstharz stehen, weisen sie gute Kühleigenschaften auf, und da der Stator und das Lagerschild oder die Verkapselung integriert sind, wird der Aufbau des Servomotors vereinfacht. Da mittels der vorliegenden Erfindung leicht ein sogenannter rahmenloser Motor aufgebaut werden kann, wird der Aufbau des Servomotors weiter vereinfacht.

Claims (24)

1. Servomotor mit Drehstellungsdetektor, umfassend:
einen stationären Teil des Drehstellungsdetektors, der in eine Öffnung eingesetzt ist, welche eine Verkapselung des Servomotors durchsetzt, und der mit einem rotierenden Teil des Drehstellungsdetektors gekoppelt ist,
eine Anschlußleitung oder eine elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß, die an der außen liegenden Seite des stationären Teils angeordnet ist, und
eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung des stationären Teils an der Öffnung von der Außenseite des stationären Teils her.

2. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung einen Flansch oder eine Vielzahl von Befestigungslaschen umfaßt, die eine Endfläche der Öffnung berühren.

3. Servomotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Normale auf die Öffnung in radialer Richtung des Servomotors liegt.

4. Servomotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Normale auf die Öffnung in axialer Richtung des Servomotors liegt.

5. Servomotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Teil des Drehstellungsdetektors radial außerhalb eines Lagergehäuses des Servomotors gelegen ist.

6. Servomotor mit Drehstellungsdetektor, umfassend:
ein Paar auf einer Welle des Servomotors montierter Lager in einem Lagergehäuse, das in einem inneren Zylinder einer in einer Halbschnittdarstellung eine C-Form aufweisenden Verkapselung ausgebildet ist,
einen Rotor des Servomotors, der am äußeren Umfang einer in einer Halbschnittdarstellung Γ-förmigen Nabe montiert ist, welche auf der von den Lagern gelagerten Welle montiert ist und das Lagergehäuse umgibt,
einen mit dem Rotor über einen Luftspalt gekoppelten Stator des Servomotors, der innerhalb eines äußeren Zylinders der Verkapselung befestigt ist, einen rotierenden Teil des Drehstellungsdetektors, der an der Nabe befestigt ist,
einen stationären Teil des Drehstellungsdetektors, der mit dem rotierenden Teil gekoppelt und innerhalb eines Flansches angeordnet ist, welcher eine Öffnung in der Verkapselung verschließt, und
eine Anschlußleitung oder eine elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß, welche an der außen gelegenen Seite des stationären Teils angeordnet ist.

7. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator und ein Lagerschild der Verkapselung, welches auf der dem Drehstellungsdetektor entgegengesetzten Seite angeordnet ist, mit Kunstharz zu einem Stück geformt sind.

8. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator einstückig mit Kunstharz geformt und an einem Lagerschild der Verkapselung befestigt ist.

9. Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkapselung ein Paar Lagerschilde aufweist und die beiden peripheren Enden des Stators mit zylindrischen Teilen der Lagerschilde verbunden sind.

10. Servomotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator und die Verkapselung mit Kunstharz zu einem Stück geformt sind.

11. Servomotor mit Drehstellungsdetektor, umfassend:
ein Paar auf einer Welle des Servomotors montierter Lager in einem Lagergehäuse, das in einem zylindrischen Teil eines in einer Halbschnittdarstellung eine L-Form aufweisenden Lagerschildes ausgebildet ist,
einen Rotor des Servomotors, der am äußeren Umfang einer in einer Halbschnittdarstellung Γ-förmigen Nabe montiert ist, welche auf der von den Lagern gelagerten Welle angebracht ist und das Lagergehäuse umgibt,
einen mit dem Rotor über einen Luftspalt gekoppelten Stator des Servomotors,
einen rotierenden Teil des Drehstellungsdetektors, der an der Nabe befestigt ist,
einen stationären Teil des Drehstellungsdetektors, der mit dem rotierenden Teil gekoppelt und einen Flansch umfaßt, der sich auf der der Abtriebseite des Motors abgewandten Seite des Stators zur äußeren Peripherie des Stators erstreckt, und
eine Anschlußleitung oder eine elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß, welche an der außen gelegenen Seite des stationären Teils angeordnet ist,
wobei der Stator einstückig mit Kunstharz geformt und zwischen dem Flansch und dem Lagerschild sandwichartig eingeschlossen ist.

12. Servomotor mit Drehstellungsdetektor, umfassend:
ein Paar auf einer Welle des Servomotors montierter Lager in einem Lagergehäuse, das in einem inneren Zylinderteil eines in einer Halbschnittdarstellung eine C-Form aufweisenden Lagerschildes ausgebildet ist,
einen Rotor des Servomotors, der am äußeren Umfang einer in einer Halbschnittdarstellung Γ-förmigen Nabe montiert ist, welche auf der von den Lagern gelagerten Welle angebracht ist und das Lagergehäuse umgibt,
einen mit dem Rotor über einen Luftspalt gekoppelten Stator des Servomotors, der mit seinen beiden peripheren Enden an einem äußeren Zylinderteil des Lagerschildes und einem zylindrischen Teil eines Flansches befestigt ist,
einen rotierenden Teil des Drehstellungsdetektors, der an der Nabe befestigt ist,
einen stationären Teil des Drehstellungsdetektors, der mit dem rotierenden Teil gekoppelt und in den Flansch integriert ist, und
eine Anschlußleitung oder eine elektrische Verbindungseinrichtung für den externen Anschluß, welche an der außen gelegenen Seite des stationären Teils angeordnet ist.

13. Servomotor, umfassend
ein Motorgehäuse (11; 31; 41),
eine in dem Motorgehäuse gelagerte Welle (6; 16; 46),
einen auf der Welle montierten Rotor (5),
einen am Motorgehäuse befestigten, den Rotor umgebenden Stator (4), und
einen Drehstellungsdetektor (18; 38; 48) mit einem stationären (18a; 38a; 48a) und einem mit der Welle drehbaren (18b; 38b; 48b) Teil,
dadurch gekennzeichnet, daß
der stationäre Teil (18a; 38a; 48a) des Drehstellungsdetektors (18; 38; 48) in eine in dem Motorgehäuse ausgebildete Öffnung (21; 51) eingesetzt ist,
Befestigungsmittel (18d; 38d; 48d) zur Befestigung des stationären Teils (18a; 38a; 48a) von der Außenseite des Motorgehäuses her vorgesehen sind und
Mittel (18c; 38c; 48c) für den elektrischen Anschluß des Drehstellungsdetektors (18; 38; 48) an dem außerhalb des Motorgehäuses (11; 31; 41) befindlichen Teil des stationären Teils vorgesehen sind.

14. Servomotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse (11; 31) an seinen beiden axialen Stirnseiten je ein Lagerschild (2a, 12b; 32a, 2b; 102a, 102b) mit einem ein jeweiliges Lager (7a, 7b) für die Welle (6; 16) aufnehmenden Lagergehäuse aufweist und sich die Öffnung (21) in einem der Lagerschilde (12b; 32a; 102b) befindet.

15. Servomotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich der stationäre Teil (18a; 38a) des Drehstellungsdetektors (18; 38) in Radialrichtung außerhalb des Lagergehäuses des Lagerschildes (12b; 32a) befindet und dieses in Axialrichtung überlappend angeordnet ist.

16. Servomotor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel einen Flansch (18d; 38d) des stationären Teils (18a; 38a) umfassen, der an der Außenseite der die Öffnung aufweisenden Wandfläche aufliegt.

17. Servomotor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel eine Vielzahl von Befestigungslaschen umfassen, die mit der die Öffnung aufweisenden Wand im Eingriff stehen.

18. Servomotor nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Normale auf die Ebene der Öffnung (21) in radialer oder axialer Richtung des Servomotors gerichtet ist.

19. Servomotor nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (4) mit Kunstharz vergossen und an seinen beiden axialen Enden mit den Lagerschilden (2a, 12b) verbunden ist, wobei der vergossene Stator und die beiden Lagerschilde das Motorgehäuse bilden.

20. Servomotor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der dem Drehstellungsdetektor gegenüberliegenden Seite angeordnete Lagerschild (2a; 2b) einstückig mit dem vergossenen Stator aus der Vergußmasse (50) ausgebildet ist.

21. Servomotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Motorgehäuse aus einem Lagerschild (41; 112b; 122b) an dem einen axialen Ende, einem Flansch (48d; 122a) an dem anderen axialen Ende sowie einem Lagerschild und Flansch verbindenden Zwischenteil (41b; 4) zusammensetzt,
das Lagerschild einen inneren zylindrischen Teil (41a) als Lagergehäuse aufweist, das eine Lagerungseinrichtung (7a, 7b) zur Lagerung der Welle (46) aufnimmt,
auf der Welle axial neben dem Lagergehäuse die im wesentlichen becherförmige, sich über das Lagergehäuse erstreckende Nabe (45b) eines Rotors befestigt ist,
der Stator (4) zwischen dem Lagerschild und dem Flansch im wesentlichen konzentrisch zu Lagergehäuse und Rotor angeordnet ist,
der drehbare Teil (48b) des Drehstellungsdetektors (48) an der Nabe (45b) des Rotors befestigt ist, und
der stationäre Teil (48a) des Drehstellungsdetektors in einer Öffnung des Flansches (48d; 122a) befestigt oder einstückig mit ihm ausgebildet ist.

22. Servomotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschild (41) einen das Lagergehäuse umschließenden äußeren zylindrischen Teil (41b) aufweist, der das Zwischenteil bildet und innerhalb dessen der Stator (4) befestigt ist.

23. Servomotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (4) mit Kunstharz vergossen ist und selbst das Zwischenteil bildet.

24. Servomotor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschild (41) einstückig mit dem vergossenen Stator aus der Vergußmasse ausgebildet ist.