WO2008009552A2 - Rotor mit integrierter bremse einer elektrische maschine - Google Patents

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WO2008009552A2
WO2008009552A2 PCT/EP2007/056704 EP2007056704W WO2008009552A2 WO 2008009552 A2 WO2008009552 A2 WO 2008009552A2 EP 2007056704 W EP2007056704 W EP 2007056704W WO 2008009552 A2 WO2008009552 A2 WO 2008009552A2
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electric machine
core
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Michael Zisler
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices

Definitions

  • the invention relates to a rotor for an electrical machine ⁇ Ma, the rotor having a rotor shaft, a rotor core and a rotor brake body.
  • the rotor core and the Ro ⁇ torbremsêt are axially spaced fastened on the rotor shaft fastened.
  • the invention further relates to an electric machine with a stator and such a rotor.
  • Rotary electric machine in particular electric motor ⁇ reindeer, comprise a stator and a rotor rotatably mounted.
  • the rotor typically includes a rotor core, wel ⁇ ches is mounted on a rotor shaft.
  • Electric machines which are used in robotics or for positioning drive components connected to the rotor shaft.
  • Such electrical machines preferably have a braking device for braking the rotor and the drive components connected thereto.
  • the braking device may be a holding brake for holding the rotor and the associated drive components in the de-energized state of the electric machine.
  • Such electrical machines are also referred to as servomotors.
  • the braking device may also be an emergency brake.
  • an emergency brake release the electrical machine and the drive components connected to the electrical machine can be safely braked.
  • An emergency can eg the failure of the electric machine, the failure of a dining Um- judge or the failure of a control of the electric machine.
  • the rotor core and a rotor brake body are mounted axially spaced as part of the braking device on the rotor shaft.
  • "Axial” is a direction parallel to the axis of rotation of the electric machine.
  • the rotor brake body is typically rotationally symmetrical.
  • For attachment of the rotor brake body can be rotationally fixed shrunk onto the rotor shaft.
  • the rotor brake body can be bolted or pinned to the rotor shaft.
  • the rotor and the associated drive components can be braked by a force acting on the radial or axial outside of the rotor brake body braking force.
  • "Radial" is a direction toward or away from the axis of rotation.
  • the rotor brake body is preferably designed to be solid for the thermal absorption of the braking energy.
  • the braking device may have a brake shoe for applying the braking force, which can be pressed by means of an actuating device against the radial and / or axial outer side of the rotor brake body.
  • the brake shoe and the associated actuating device are preferably mounted in a machine housing of the electric machine. The actuation can be done electromechanically, pneumatically or hydraulically.
  • the brake device can have an armature disk, which is mounted in a rotationally fixed manner on axially outer spring elements on an axial outer side of the rotor brake body.
  • the armature disk is axially opposed to a fixed stator ⁇ brake body.
  • Permanent magnets may be attached, which pull the armature disk for applying a braking force to the Statorbremspian.
  • current coils can be mounted in or on the stator brake body for generating a magnetic opposing field. If the current coils are energized with an electric current, the braking force is canceled.
  • Rotary encoder is typically mounted on an axial end of the rotor shaft of the electric machine.
  • the encoder signals output by the encoder are required to control a highly dynamic control unit of an inverter.
  • the tangential offset is significantly Weni ⁇ ger than 1 °.
  • this offset can lead to torsional pendulum movements between the rotor core and the rotor brake body. The reason for this is the elastic behavior of the rotor shaft during a torsional stress.
  • the generated torsional vibrations have one or more typical resonance frequencies.
  • a rotor for an electrical Maschi ⁇ ne having the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the rotor are mentioned in the dependent claims 2 to 8.
  • a suitable electric machine with a rotor according to the invention is ⁇ give.
  • Advantageous embodiments of the electric machine are mentioned in claims 10 to 13.
  • the rotor package and the rotor brake body of the rotor are directly connected to each other in a rotationally fixed.
  • the torque transmission between the rotor core to the rotor brake body and vice versa based on a non-positive rotationally fixed connection.
  • the torque transmission can also be done via a positive connection.
  • An electric machine with such a rotor can advantageously be operated highly dynamically.
  • Filter- Systems for suppressing the resonance frequencies can be omitted.
  • the rotor core and the rotor brake body are connected to each other via their axially facing each other facing each other.
  • the mechanical connection can e.g. be an adhesive bond.
  • an adhesive layer is applied to one or both of the respective axially facing outer surfaces.
  • the rotor core and the rotor brake body are connected to one another via an axially acting attachment ⁇ device.
  • the fastening device may e.g. be a clamping bandage or a clamp, which or which clamps the rotor core and the rotor brake body with each other.
  • the fastening device has a plurality of fastening means.
  • the mounting ⁇ means are regularly distributed circumferentially angeord ⁇ net.
  • the fastening means are offset by a sliding angle with respect to one another.
  • the distribution of the fastening means can alternatively also take place within previously defined areas. A uniform supply of rotor Drehmomentübertra ⁇ packet to rotor braking body and vice versa is ensured advantageous.
  • the attachment means may e.g. Be screws, bolts, pins or cams.
  • axially extending recesses are present in the rotor core and in the rotor brake body.
  • the fastening device has fastening means which are arranged in the recesses.
  • the recesses preferably have a circular cross-section.
  • the recesses bores for the introduction of a bolt, an expanding mandrel, a cam or a screw.
  • the axial bores in the rotor brake body have a cross section which is slightly larger than the cross section of an axial recess with internal thread.
  • the axial recesses as well as the holes are matched such that the rotor core and the body Rotorbrems- be screwed from the side remote from the rotor core axially outside of the rotor braking body from each other Kgs ⁇ NEN.
  • the screws are inserted through a respective hole in the rotor brake body.
  • the Ro ⁇ torbremsisson is screwed to the rotor package by ⁇ access the screws into the respective internal thread in the rotor core a.
  • Rotor package and rotor brake body are then clamped together.
  • the screwing of the rotor core and the rotor brake body can take place via the axial outer side of the rotor core facing away from the rotor brake body.
  • the rotor core and the rotor brake body have a radial extent which varies along the rotor shaft between a minimum value and a maximum value.
  • the recesses of the rotor shaft on a radial distance which is smaller than the Mini ⁇ malwert.
  • a radial distance in the loading is designated area of the rotor core and the rotor braking body along the rotational axis, wherein a corresponding axially extending cut line fully or at least na ⁇ hezu would fully extend the rotor core and rotor braking body.
  • the fastening means comprise on this basis on a mög ⁇ lichst large radial distance from the axis of rotation.
  • the fastening means are at least almost completely surrounded by a material or by a combination of a plurality of materials of the rotor package or the rotor brake body. As a result, a high torque transmission between the two rotor bodies is possible.
  • the rotor brake body is additionally connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft by means of radially acting fastening elements.
  • fasteners screws, bolts, cams, etc. can be used.
  • the rotor brake body is shrunk onto the rotor shaft.
  • the object of the invention is further achieved with an electric machine, in particular with an electric motor, which has a stator and a rotor according to the invention.
  • An electric machine with such a rotor can advantageously be operated highly dynamically.
  • the electric machine has a braking device for braking and / or locking the rotor.
  • the rotor brake body is a component of the braking device and substantially rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation of the rotor shaft ⁇ formed.
  • the braking device may have an actuating device for actuating a brake shoe or brake lining.
  • the rotor brake body can be braked and / or held on its radial and / or axial outside.
  • the brake shoe and the associated actuating device are preferably mounted in a machine housing of the electric machine.
  • the Be ⁇ actuation can be performed by electromechanical, pneumatic or hydraulic means.
  • the electric machine has a rotary encoder which is fixed to an axial end of the rotor shaft. This makes it possible to control or regulate the electrical machine via an associated converter.
  • the rotary encoder is attached to an axial end of the rotor shaft adjacent to the rotor brake body.
  • the torsional elasticity of the rotor and in particular of the rotor shaft can be neglected in terms of regulation.
  • the control or regulation of the electrical machine can advantageously be made even more dynamic.
  • the electric machine is a servomotor.
  • Such servomotors are needed especially in robotics and for positioning machine and system components.
  • the electric present Ma machine 1 is a mechanically brakable electric motor.
  • the machine 1 has a stator 2 and a rotor 3.
  • the rotor 3 has a rotor shaft 4, a rotor core 5 and egg ⁇ nen rotor brake body 6.
  • the rotor core 5 and the rotor brake body 6 are rotatably mounted on the rotor shaft 4.
  • the reference symbol A denotes the axis of rotation of the electric machine 1.
  • the axis of rotation A coincides with the symmetry axis of the rotor core 5 and the rotor brake body 6.
  • the rotor core 5 and the rotor ⁇ brake body 6 axially spaced on the rotor shaft 4 is ⁇ introduced .
  • the torque transmission from the rotor core 5 to the rotor brake body 6 takes place in the prior art exclusively or almost exclusively via the rotor shaft 4.
  • the rotor shaft 4 is mounted at its respective axial end in a bearing 7, e.g. a rolling bearing, led.
  • the bearings 7 and the stator 2 are usually arranged in a machine housing 8 of the electric machine 1.
  • the rotor brake body 6 is a component of a braking device of the electric machine 1 which is not further described.
  • the rotor brake body 6 essentially has a rotationally symmetrical hollow cylindrical shape. It can be, for example shrunk onto the rotor shaft 4, or, as shown in the example below FIG 2, be fixedly connected by means of radial fastening ⁇ medium with the rotor shaft. 4
  • the Rotati ⁇ onsbremsêt 6 may be made of steel or aluminum, for example.
  • the rotor brake body 6 on its side facing away from the output side axial outer side 9 ge ⁇ brakes.
  • a brake shoe 10 of a brake actuator 11 opposite.
  • the actuating device 11 is a pneumatic lifting cylinder which when pressurized with compressed air Brake tappet 12 in the direction of the axial outer side 9 of the Ro ⁇ torbrems stressess 6 actuated. The direction of actuation is indicated by an arrow.
  • the actuating device 11 is preferably mounted on the machine housing 8 of the electric machine 1.
  • the rotor brake body 6 on its axial outer side 9 a radial extension 13, which has a greater radial distance from the rotor shaft 4 than the rest of the rotor ⁇ shown braking body 6.
  • the radial extension 13 forms an example of a brake disc.
  • the rotor brake body 6 can also be braked over its radial outer side 14.
  • the radial outer side 14 forms a brake hub.
  • a rotary encoder 15 for detecting a rotational movement of the rotor shaft 4 is shown.
  • the rotary encoder 15 has a shaft encoder shaft 16 shown in dashed lines, which is connected to an axial end 17 of the rotor shaft 4 rotatably ⁇ fixed.
  • a cap for mechanical protection of the rotary encoder 15 is exemplified.
  • FIG 2 shows a longitudinal section through a rotor 3 according to the prior art.
  • the Rotorpa ⁇ ket 5 is shown in the left part of FIG 2.
  • the rotor ⁇ brake body 6 is shown in the right part of FIG 2, the rotor brake body 6 is shown.
  • the rotor brake body 6 is connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft 4 by means of radial fastening means 20.
  • the mechanical connection shown is a form ⁇ conclusive and at the same time non-positive connection.
  • the rotor brake body 6 may alternatively or additionally be shrunk onto the rotor shaft 4. Such mechanical ⁇ specific compound is a purely frictional connection.
  • 3 shows a longitudinal section through a rotor 23 according to the invention. According to the invention, the rotor core 5 and the rotor brake body 6 are connected to one another directly in a torque-proof manner.
  • the rotor brake body 6 is located at an axial end 17 of the non-output side of the rotor shaft 4, while the rotor core 5 is disposed at an axial end of the output ⁇ side of the rotor shaft 4.
  • the axial position of the rotor core 5 and the rotor brake body 6 may be reversed.
  • the rotor core 5 and the rotor brake body 6 are connected to one another via their axially facing outer sides 24, 25.
  • the two axially outer sides 24, 25 are flat and, as shown in FIG 3, out ⁇ formed perpendicular to the axis of rotation A of the rotor shaft. 4
  • the both axial outer sides 24, 25 may alter- natively any geometric surface shape, such as having ko ⁇ cally or crowned. It is essential that the two axial outer sides 24, 25 are matched to one another in such a way that the largest possible common contact surface for non-positive torque transmission is present.
  • the fastening ⁇ means 26 are arranged regularly distributed in the circumferential direction.
  • the number of fastening means 26 may be, for example, 2, 3, 6, 8, etc. In the example of FIG. 3, the number is chosen to be even, so that in each case two fastening means 26 lie exactly opposite one another in the sectional representation shown.
  • An example of a regular distribution is Darge provides ⁇ in FIG. 4
  • axially extending recesses 27, 28 are provided for receiving the fastening means, in which the fastening means 26 are arranged are.
  • the rotor package side recesses and the reference numeral 28 the rotorbremskör- perper recesses referred to.
  • the rotor brake body side recesses 28 are holes whose diameter is slightly larger than the diameter of the internal thread of the rotor package ⁇ side recesses 27.
  • the respective screws 26 can be pushed through the holes 28 in the rotor brake body 6 and into the recesses 27 in the rotor package 5 screw in.
  • the bracing advantageously increases the torsional stiffness of the rotor 23 according to the invention.
  • a respective screw head 30 of the screws 26 can be recessed screw when switching on the axial outer side 9 of the rotor braking ⁇ body.
  • the screw head 30 may be, for example, a hexagon screw head.
  • the rotor core 5 and the rotor brake body 6 have a Radi ⁇ alerstreckung that and varies along the rotor shaft 4 between a Mimimalwert B a maximum value C. Furthermore, the recesses 27, 28 in the rotor core 5 and in the
  • Rotor brake body 6 of the rotor shaft 4 has a radial distance D, which is smaller than the minimum value C.
  • the radial distance D is based on the maximum radial distance of the respective recess 27, 28.
  • the radial distance D has a value that is smaller than the minimum value C.
  • the recesses 27, 28 shown still run completely along the corresponding axially extending cutting line in the rotor core 5 and the rotor brake body 6.
  • the screws 26 have under this condition the largest possible radial distance D to the axis of rotation A.
  • the screws 28 completely from the material of the rotor core 5 and the rotor brake body 6 ⁇ give. As a result, a particularly high torque transmission between the two rotor bodies 5, 6 is possible.
  • the rotor brake body 6, like the rotor core 5, is shrunk onto the rotor shaft 4.
  • both rotor bodies 5, 6 have an inner diameter for pushing onto the rotor shaft 4, which is slightly smaller than the outer diameter of the rotor shaft 4.
  • the inner diameter widens slightly, so that a postponement on the rotor shaft 4 is possible.
  • a non-rotatable frictional connection between the respective rotor body 5, 6 and the rotor shaft 4 is established.
  • the rotor brake body 6 may be non-rotatably connected to the rotor shaft 4 by means of additionally radially acting fastening elements, as shown in the embodiment of FIG. 2 according to the prior art.
  • fastening means ⁇ screws, bolts, pins, cams or the like can be used.
  • the screws 26 correspond to an axially acting fastening device for connecting the rotor core 5 to the rotor brake body 6.
  • a clamping bandage or a clamp can be used which mechanically clamps the two rotor bodies 5, 6 together.
  • the clamping bandage can comprise, for example, a steel band or steel cable which is mechanically connected to the axial ends 31, 9 of the rotor bodies 5, 6 which are not facing one another.
  • the rotor 23 according to the invention is part of an electrical ⁇ rule engine 1, such as an electric motor or a Ge ⁇ nerators.
  • the electric machine 1 may be a synchronous or asynchronous machine. Such an electrical machine can be operated in a highly dynamic manner in an advantageous manner.
  • the electric machine 1 as shown in FIG 3, an electric motor with a brake device not further described for braking and / or for detecting the rotor 23.
  • the rotor brake body 6 is part of the braking device.
  • the rotor brake body 5 can be moved via the radial and / or axial outer side 15, 9 of the brake actuation device, not shown further
  • Rotor brake body 6 are braked or held.
  • the operation can be carried out, for example, electromechanical, pneumatic or hydraulic ways.
  • the rotary encoder 15 of the electric machine 1 is fixed to the axial end 17 of the rotor shaft 4.
  • the rotary encoder 15 is attached to the axial end 17 of the rotor shaft 4, which axially adjacent to the Rotorbremskör ⁇ per 6.
  • Characterized the axial distance between rotor braking body 6 and the rotary encoder 15 is so low that the torsional elasticity of the rotor 23 and in particular the rotor shaft 4 can be active ⁇ lung technically neglected.
  • the control or regulation of the electric machine 1 can advantageously be made even more dynamic.
  • the electric machine 1 according to the invention is a servomotor.
  • Such servomotors can be used particularly advantageously in robotics and for positioning machine and system components.
  • 4 shows a longitudinal section through the rotor 23 according to the invention along a drawn in Figure 3 section line IV-IV.
  • screws 26 are regularly distributed as fastening means in the circumferential direction of the rotor brake body 6.
  • the screws 26 are offset by an equal angle W of 60 ° to each other.
  • the distribution of the fastening means 26 or screws can alternatively also take place within previously defined areas.

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Abstract

Ein Rotor (23) für eine elektrische Maschine (1) weist eine Rotorwelle (4), ein Rotorpaket (5) und einen Rotorbremskörper (6) auf. Das Rotorpaket (5) und der Rotorbremskörper (6) sind auf der Rotorwelle (4) axial beabstandet befestigt. Erfindungsgemäß sind das Rotorpaket (5) und der Rotorbremskörper (6) unmittelbar drehfest miteinander verbunden.

Description

Beschreibung
Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschi¬ ne mit einem derartigen Rotor
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Ma¬ schine, wobei der Rotor eine Rotorwelle, ein Rotorpaket und einen Rotorbremskörper aufweist. Das Rotorpaket und der Ro¬ torbremskörper sind axial beabstandet auf der Rotorwelle be- festigt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem derartigen Rotor.
Rotierende elektrische Maschinen, insbesondere Elektromoto¬ ren, weisen einen Stator und einen drehbar gelagerten Rotor auf. Der Rotor weist typischerweise ein Rotorpaket auf, wel¬ ches auf einer Rotorwelle befestigt ist.
Es sind elektrische Maschinen bekannt, welche in der Robotik oder zum Positionieren von mit der Rotorwelle verbundenen Antriebskomponenten eingesetzt werden.
Derartige elektrische Maschinen weisen vorzugsweise eine Bremseinrichtung zum Abbremsen des Rotors und der damit verbundenen Antriebskomponenten auf.
Die Bremseinrichtung kann eine Festhaltebremse zum Festhalten des Rotors und der damit verbundenen Antriebskomponenten im stromlosen Zustand der elektrischen Maschine sein. Derartige elektrische Maschinen werden auch als Servomotoren bezeichnet .
Die Bremseinrichtung kann auch eine Notbremse sein. Bei einer Notbremsauslösung können die elektrische Maschine sowie die mit der elektrischen Maschine verbundenen Antriebskomponenten sicher abgebremst werden. Ein Notfall kann z.B. der Ausfall der elektrischen Maschine, der Ausfall eines speisenden Um- richters oder der Ausfall einer Steuerung der elektrischen Maschine sein. Durch das Abbremsen des Rotors und der damit verbundenen Antriebskomponenten wird z.B. ein ungebremstes Fahren einer Antriebskomponente gegen einen mechanischen An- schlag vermieden.
Bei derartigen elektrischen Maschinen sind das Rotorpaket und ein Rotorbremskörper als Bestandteil der Bremseinrichtung auf der Rotorwelle axial beabstandet befestigt. „Axial" ist eine Richtung parallel zur Drehachse der elektrischen Maschine.
Der Rotorbremskörper ist typischerweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Zur Befestigung kann der Rotorbremskörper drehfest auf die Rotorwelle aufgeschrumpft sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Rotorbremskörper mit der Rotorwelle verschraubt oder verstiftet sein.
Der Rotor sowie die damit verbundenen Antriebskomponenten können über eine auf die radiale oder axiale Außenseite des Rotorbremskörpers einwirkende Bremskraft abgebremst werden. „Radial" ist eine Richtung auf die Drehachse zu bzw. von ihr weg. Der Rotorbremskörper ist zur thermischen Aufnahme der Bremsenergie vorzugsweise massiv ausgebildet.
Die Bremseinrichtung kann zur Aufbringung der Bremskraft einen Bremsschuh aufweisen, welcher mittels einer Betätigungseinrichtung gegen die radiale und/oder axiale Außenseite des Rotorbremskörpers gepresst werden kann. Der Bremsschuh sowie die zugehörige Betätigungseinrichtung sind vorzugsweise in einem Maschinengehäuse der elektrischen Maschine angebracht. Die Betätigung kann auf elektromechanischem, pneumatischem oder hydraulischem Wege erfolgen.
Alternativ kann die Bremseinrichtung eine Ankerscheibe auf- weisen, welche über axial wirkende Federelemente drehfest auf einer axialen Außenseite des Rotorbremskörpers angebracht ist. Der Ankerscheibe liegt axial ein feststehender Stator¬ bremskörper gegenüber. Im oder am Statorbremskörper können Permanentmagnete angebracht sein, welche die Ankerscheibe zur Aufbringung einer Bremskraft an den Statorbremskörper ziehen. Weiterhin können zur Erzeugung eines magnetischen Gegenfeldes Stromspulen im oder am Statorbremskörper angebracht sein. Werden die Stromspulen mit einem elektrischen Strom erregt, so wird die Bremskraft aufgehoben.
Beim Einsatz der zuvor beschriebenen elektrischen Maschinen, insbesondere in der Robotik oder zum Positionieren, ist ein Drehgeber mit hoher Drehwinkelauflösung erforderlich. Der
Drehgeber ist typischerweise an einem axialen Ende der Rotorwelle der elektrischen Maschine angebracht. Die vom Drehgeber ausgegebenen Drehgebersignale werden zur Regelung einer hochdynamischen Regelungseinheit eines Umrichters benötigt.
Nachteilig bei dem zuvor beschriebenen Aufbau des Rotors ist die Rückwirkung der Bremseinrichtung auf das Regelverhalten der elektrischen Maschine und des speisenden Umrichters. Ins¬ besondere wirkt die träge Masse des Bremskörpers bei hochdy- namischen Anwendungen auf den Drehgeber zurück. Dies kann zu einer Instabilität des Regelkreises führen. Ursache hierfür sind Torsionsschwingungen, welche durch den Rotorbremskörper erzeugt und vom Drehgeber bzw. von der nachfolgenden Regelungseinrichtung fälschlicherweise als Bewegung detektiert werden.
Üblicherweise beträgt der tangentiale Versatz deutlich weni¬ ger als 1°. Bei starkem Beschleunigen oder Abbremsen des Rotors kann dieser Versatz jedoch zu Torsionspendelbewegungen zwischen dem Rotorpaket und dem Rotorbremskörper führen. Ursache hierfür ist das elastische Verhalten der Rotorwelle bei einer Torsionsbeanspruchung.
Die erzeugten Torsionsschwingungen weisen eine oder mehrere typische Resonanzfrequenzen auf. Zur regelungstechnischen Unterdrückung der Torsionsschwingungen sind auf die jeweilige Resonanzfrequenz abgestimmte Filtersysteme erforderlich. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Rotor für eine elektrische Maschine anzugeben, durch welchen die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine geeignete elektrische Maschine anzugeben.
Die Aufgabe wird mit einem Rotor für eine elektrische Maschi¬ ne mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteil- hafte Ausführungsformen des Rotors sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 genannt. Im Anspruch 9 ist eine geeignete elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäßen Rotor ange¬ geben. Vorteilhafte Ausführungsformen der elektrischen Maschine sind in den Ansprüchen 10 bis 13 genannt.
Erfindungsgemäß sind das Rotorpaket und der Rotorbremskörper des Rotors unmittelbar miteinander drehfest verbunden. Insbesondere basiert die Drehmomentübertragung zwischen Rotorpaket zu Rotorbremskörper und umgekehrt auf einer kraftschlüssigen drehfesten Verbindung. Die Drehmomentübertragung kann zusätzlich über eine formschlüssige Verbindung erfolgen.
Durch die unmittelbare mechanische Anbindung kommt es nicht zu einem tangentialen Versatz bzw. zu einer Verdrehung zwi- sehen Rotorpaket und Rotorbremskörper, wie dies insbesondere bei Rotoren nach dem Stand der Technik der Fall ist. „Tangential" ist eine Richtung um die Drehachse herum.
Durch die unmittelbare Verbindung zwischen Rotorpaket und Ro- torbremskörper erhöht sich die Steifigkeit des gesamten Ro¬ tors. Als Folge davon verschieben sich die Resonanzfrequenzen der Torsionsschwingungen zu höheren Frequenzen hin. Diese lassen sich weitestgehend ausregeln. Zugleich weisen die Torsionsschwingungen eine im Vergleich zum Stand der Technik ge- ringe Amplitude auf.
Eine elektrische Maschine mit einem derartigen Rotor kann in vorteilhafter Weise hochdynamischer betrieben werden. Filter- Systeme zur Unterdrückung der Resonanzfrequenzen können entfallen .
In einer besonderen Ausführungsform sind das Rotorpaket und der Rotorbremskörper über ihre jeweils einander zugewandte axiale Außenseite miteinander verbunden.
Die mechanische Verbindung kann z.B. eine Klebeverbindung sein. In diesem Fall wird auf eine oder auf beide der jeweils einander zugewandten axialen Außenflächen eine Klebeschicht aufgetragen. Nach axialer Verpressung des Rotorpakets und des Rotorbremskörpers und nach anschließender Aushärtung ist eine hohe Drehmomentübertragung von Rotorpaket zu Rotorbremskörper und umgekehrt möglich.
Es kann alternativ oder zusätzlich auch eine Schweißnaht oder eine Reihe von Schweißpunkten entlang der umlaufenden radial außenliegenden Stoßstelle zwischen Rotorpaket und Rotorbrems¬ körper aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Rotorpaket und der Rotorbremskörper über eine axial wirkende Befestigungs¬ einrichtung miteinander verbunden.
Die Befestigungseinrichtung kann z.B. ein Spannverband oder eine Klammer sein, welcher bzw. welche das Rotorpaket sowie den Rotorbremskörper miteinander verspannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Befestigungs- einrichtung mehrere Befestigungsmittel auf. Die Befestigungs¬ mittel sind in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt angeord¬ net. Insbesondere sind die Befestigungsmittel um einen glei¬ chen Winkel gegeneinander versetzt angeordnet. Die Verteilung der Befestigungsmittel kann alternativ auch innerhalb von zu- vor festgelegten Bereichen erfolgen. Dadurch wird vorteilhaft eine gleichmäßige Drehmomentübertra¬ gung von Rotorpaket zu Rotorbremskörper und umgekehrt gewährleistet .
Die Befestigungsmittel können z.B. Schrauben, Bolzen, Stifte oder Nocken sein.
Vorzugsweise sind gemäß einer weiteren Ausführungsform axial verlaufende Aussparungen im Rotorpaket und im Rotorbremskör- per vorhanden. Zudem weist die Befestigungseinrichtung Befestigungsmittel auf, die in den Aussparungen angeordnet sind.
Durch die axiale Anordnung der Aussparungen und der darin eingebrachten Befestigungsmittel vereinfacht sich die Monta- ge .
Die Aussparungen weisen vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Insbesondere sind die Aussparungen Bohrungen zur Einbringung eines Bolzens, eines Spreizdorns, einer Nocke oder einer Schraube.
Es kann je ein Innengewinde in den axialen Aussparungen im Rotorpaket eingebracht sein. Die axialen Bohrungen im Rotorbremskörper weisen einen Querschnitt auf, der geringfügig größer ist als der Querschnitt einer axialen Aussparung mit Innengewinde .
Die axialen Aussparungen sowie die Bohrungen sind derart aufeinander abgestimmt, dass das Rotorpaket und der Rotorbrems- körper von der dem Rotorpaket abgewandten axialen Außenseite des Rotorbremskörpers aus miteinander verschraubt werden kön¬ nen. Hierzu werden die Schrauben durch je eine Bohrung im Rotorbremskörper hindurch gesteckt. Anschließend wird der Ro¬ torbremskörper mit dem Rotorpaket verschraubt, indem die Schrauben in das jeweilige Innengewinde im Rotorpaket ein¬ greifen. Rotorpaket und Rotorbremskörper sind danach miteinander verspannt . Alternativ oder zusätzlich kann die Verschraubung von Rotorpaket und Rotorbremskörper über die dem Rotorbremskörper abgewandte axiale Außenseite des Rotorpakets erfolgen.
Die zuvor beschriebene Befestigungsmöglichkeit ist als bei¬ spielhaft zu betrachten. Dem Fachmann sind vielfältige alternative Befestigungsmöglichkeiten bekannt, um mechanische Bau¬ elemente fest miteinander zu verbinden. So können neben Schrauben auch Spannhülsen, Dübel, Nocken sowie Konuselemente zum Spreizen der Nocken verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen das Rotorpaket und der Rotorbremskörper eine Radialerstreckung auf, die entlang der Rotorwelle zwischen einem Mimimalwert und einem Ma- ximalwert variiert. Zudem weisen die Aussparungen von der Rotorwelle einen Radialabstand auf, der kleiner als der Mini¬ malwert ist.
Mit der Minimalerstreckung ist ein radialer Abstand im Be- reich des Rotorpakets und des Rotorbremskörpers entlang der Drehachse bezeichnet, bei welchem eine entsprechende axial verlaufende Schnittlinie noch vollständig bzw. zumindest na¬ hezu vollständig im Rotorpaket und Rotorbremskörper verlaufen würde .
Die Befestigungsmittel weisen unter dieser Maßgabe einen mög¬ lichst großen radialen Abstand zur Drehachse auf. Zudem sind die Befestigungsmittel zumindest nahezu vollständig von einem Werkstoff bzw. von einer Kombination mehrerer Werkstoffe des Rotorpakets bzw. des Rotorbremskörpers umgeben. Dadurch ist eine hohe Drehmomentübertragung zwischen den beiden Rotorkörpern möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Rotorbremskörper zusätzlich mittels radial wirkender Befestigungselemente drehfest mit der Rotorwelle verbunden. Als Befestigungsmittel können Schrauben, Bolzen, Nocken etc. verwendet werden. Durch diese Maßnahme wird die Steifigkeit des gesamten Rotors weiter erhöht.
Im Besonderen ist der Rotorbremskörper gemäß einer weiteren Ausführungsform auf die Rotorwelle aufgeschrumpft.
Durch das Aufschrumpfen entsteht eine drehfeste, kraftschlüs¬ sige Verbindung. Befestigungsmittel können bei dieser Befes¬ tigungsart vorteilhaft entfallen.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einer elektrischen Maschine, insbesondere mit einem Elektromotor, gelöst, welche einen Stator und einen erfindungsgemäßen Rotor aufweist .
Eine elektrische Maschine mit einem derartigen Rotor kann in vorteilhafter Weise hochdynamischer betrieben werden.
Im Besonderen weist die elektrische Maschine einer Ausfüh- rungsform zufolge eine Bremseinrichtung zum Bremsen und/oder zum Feststellen des Rotors auf. Der Rotorbremskörper ist ein Bestandteil der Bremseinrichtung und im Wesentlichen rotationssymmetrisch in Bezug auf die Drehachse der Rotorwelle aus¬ gebildet .
Die Bremseinrichtung kann eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung eines Bremsschuhs oder Bremsbelags aufweisen. Mit¬ tels der Betätigungseinrichtung kann der Rotorbremskörper über seine radiale und/oder axiale Außenseite gebremst und/oder festgehalten werden. Der Bremsschuh sowie die zugehörige Betätigungseinrichtung sind vorzugsweise in einem Maschinengehäuse der elektrischen Maschine angebracht. Die Be¬ tätigung kann auf elektromechanischem, pneumatischem oder hydraulischem Wege erfolgen.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die elektrische Maschine einen Drehgeber auf, welcher an einem axialen Ende der Rotorwelle befestigt ist. Dadurch ist eine Steuerung bzw. eine Regelung der elektrischen Maschine über einen zugehörigen Umrichter möglich.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der Drehgeber an einem an den Rotorbremskörper angrenzenden axialen Ende der Rotorwelle befestigt.
Durch den geringen axialen Abstand zwischen Rotorbremskörper und Drehgeber kann die Torsionselastizität des Rotors und insbesondere der Rotorwelle regelungstechnisch vernachlässigt werden. Die Steuerung bzw. Regelung der elektrischen Maschine kann vorteilhaft noch dynamischer erfolgen.
Im Besonderen ist die elektrische Maschine ein Servomotor. Derartige Servomotoren werden insbesondere in der Robotik sowie zum Positionieren von Maschinen- und Anlagenkomponenten benötigt .
Weitere vorteilhafte Ausführungen und bevorzugte Weiterbil- düngen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen derselben werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen
FIG 1 einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine nach dem Stand der Technik in vereinfachter Darstellung,
FIG 2 einen Längsschnitt durch einen Rotor nach dem Stand der Technik,
FIG 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Rotor und
FIG 4 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Rotor entlang einer in FIG 3 eingezeichneten Schnitt- linie IV-IV.
FIG 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschi¬ ne 1 nach dem Stand der Technik in vereinfachter Darstellung. Im Beispiel der vorliegenden FIG 1 ist die elektrische Ma¬ schine 1 ein mechanisch bremsbarer Elektromotor.
Die Maschine 1 weist einen Stator 2 sowie einen Rotor 3 auf. Der Rotor 3 weist eine Rotorwelle 4, ein Rotorpaket 5 und ei¬ nen Rotorbremskörper 6 auf. Das Rotorpaket 5 und der Rotorbremskörper 6 sind auf der Rotorwelle 4 drehfest befestigt. Mit dem Bezugszeichen A ist die Drehachse der elektrischen Maschine 1 bezeichnet. Die Drehachse A stimmt mit der Symmet- rieachse des Rotorpakets 5 sowie des Rotorbremskörpers 6 überein. Üblicherweise sind das Rotorpaket 5 und der Rotor¬ bremskörper 6 axial beabstandet auf der Rotorwelle 4 ange¬ bracht. Die Drehmomentübertragung vom Rotorpaket 5 auf den Rotorbremskörper 6 erfolgt im Stand der Technik ausschließ- lieh bzw. nahezu ausschließlich über die Rotorwelle 4.
Die Rotorwelle 4 ist an ihrem jeweiligen axialen Ende in einem Lager 7, wie z.B. einem Wälzlager, geführt. Die Lager 7 sowie der Stator 2 sind üblicherweise in einem Maschinenge- häuse 8 der elektrischen Maschine 1 angeordnet.
Der Rotorbremskörper 6 ist ein Bestandteil einer nicht weiter bezeichneten Bremseinrichtung der elektrischen Maschine 1. Der Rotorbremskörper 6 weist im Wesentlichen eine rotations- symmetrische hohlzylindrische Form auf. Er kann z.B. auf die Rotorwelle 4 aufgeschrumpft sein oder, wie im Beispiel der nachfolgenden FIG 2 gezeigt, mittels radialer Befestigungs¬ mittel fest mit der Rotorwelle 4 verbunden sein. Der Rotati¬ onsbremskörper 6 kann z.B. aus Stahl oder Aluminium gefertigt sein.
Im Beispiel der FIG 1 wird der Rotorbremskörper 6 über seine von der Abtriebsseite abgewandte axiale Außenseite 9 ge¬ bremst. Zur Aufbringung einer Bremskraft liegt der axialen Außenseite 9 des Rotorbremskörpers 6 ein Bremsschuh 10 einer Bremsbetätigungseinrichtung 11 gegenüber. Die Betätigungseinrichtung 11 ist im Beispiel der FIG 1 ein pneumatischer Hubzylinder, welcher bei Beaufschlagung mit Druckluft einen Bremsstößel 12 in Richtung zur axialen Außenseite 9 des Ro¬ torbremskörpers 6 betätigt. Die Betätigungsrichtung ist mit einem Pfeil verdeutlicht. Die Betätigungseinrichtung 11 ist vorzugsweise am Maschinengehäuse 8 der elektrischen Maschine 1 angebracht .
Zur Steigerung der Bremsdrehmomentübertragung weist der Rotorbremskörper 6 an seiner axialen Außenseite 9 einen radialen Fortsatz 13 auf, welcher einen größeren radialen Abstand zur Rotorwelle 4 aufweist als der gezeigte Rest des Rotor¬ bremskörpers 6. Der radiale Fortsatz 13 bildet beispielhaft eine Bremsscheibe.
Der Rotorbremskörper 6 kann auch über seine radiale Außensei- te 14 abgebremst werden. In diesem Fall bildet die radiale Außenseite 14 eine Bremsnabe.
Im rechten Teil der FIG 1 ist ein Drehgeber 15 zur Erfassung einer Drehbewegung der Rotorwelle 4 dargestellt. Der Drehge- ber 15 weist eine gestrichelt dargestellte Drehgeberwelle 16 auf, welche mit einem axialen Ende 17 der Rotorwelle 4 dreh¬ fest verbunden ist. Mit dem Bezugszeichen 18 ist beispielhaft eine Kappe zum mechanischen Schutz des Drehgebers 15 bezeichnet .
FIG 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Rotor 3 nach dem Stand der Technik. Im linken Teil der FIG 2 ist das Rotorpa¬ ket 5 dargestellt. Im rechten Teil der FIG 2 ist der Rotor¬ bremskörper 6 dargestellt. Der Rotorbremskörper 6 ist mittels radialer Befestigungsmittel 20 drehfest mit der Rotorwelle 4 verbunden. Die gezeigte mechanische Verbindung ist eine form¬ schlüssige und zugleich kraftschlüssige Verbindung.
Der Rotorbremskörper 6 kann alternativ oder zusätzlich auf die Rotorwelle 4 aufgeschrumpft sein. Eine derartige mechani¬ sche Verbindung ist eine rein kraftschlüssige Verbindung. FIG 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rotor 23. Gemäß der Erfindung sind das Rotorpaket 5 und der Rotorbremskörper 6 unmittelbar drehfest miteinander verbunden .
Bei dem gezeigten Beispiel liegt der Rotorbremskörper 6 an einem axialen Ende 17 der Nichtabtriebsseite der Rotorwelle 4, während das Rotorpaket 5 einem axialen Ende der Abtriebs¬ seite der Rotorwelle 4 angeordnet ist.
Alternativ dazu kann die axiale Position des Rotorpakets 5 und des Rotorbremskörpers 6 vertauscht sein.
Im Beispiel der FIG 3 sind das Rotorpaket 5 und der Rotor- bremskörper 6 über ihre jeweils einander zugewandte axiale Außenseite 24, 25 miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die beiden axialen Außenseiten 24, 25 plan und, wie in FIG 3 gezeigt, senkrecht zur Drehachse A der Rotorwelle 4 ausge¬ formt. Die beiden axialen Außenseiten 24, 25 können alterna- tiv jede beliebige geometrische Oberflächenform, wie z.B. ko¬ nisch oder ballig, aufweisen. Wesentlich ist, dass die beiden axialen Außenseiten 24, 25 derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine möglichst große gemeinsame Berührungsfläche zur kraftschlüssigen Drehmomentübertragung vorhanden ist.
Im Beispiel der FIG 3 sind mehrere Schrauben als Befesti¬ gungsmittel 26 vorhanden. Vorzugsweise sind die Befestigungs¬ mittel 26 in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt angeordnet. Die Anzahl der Befestigungsmittel 26 kann z.B. 2, 3, 6, 8 etc. betragen. Im Beispiel der FIG 3 ist die Anzahl geradzahlig gewählt, so dass sich je zwei Befestigungsmittel 26 in der gezeigten Schnittdarstellung genau gegenüberliegen. Ein Beispiel für eine regelmäßige Verteilung ist in FIG 4 darge¬ stellt.
Im Rotorpaket 5 und im Rotorbremskörper 6 sind zur Aufnahme der Befestigungsmittel 26 axial verlaufende Aussparungen 27, 28 vorhanden, in den die Befestigungsmittel 26 angeordnet sind. Mit dem Bezugszeichen 27 sind die rotorpaketseitigen Aussparungen und mit dem Bezugszeichen 28 die rotorbremskör- perseitigen Aussparungen bezeichnet. Im Beispiel der FIG 3 weisen die rotorpaketseitigen Aussparungen 27 je ein Innenge- winde auf, welches auf ein Außengewinde der gezeigten Schrau¬ ben 26 abgestimmt ist. Die rotorbremskörperseitigen Aussparungen 28 sind Bohrungen, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser des Innengewindes der rotorpaket¬ seitigen Aussparungen 27. Zur Befestigung lassen sich die je- weiligen Schrauben 26 durch die Bohrungen 28 im Rotorbremskörper 6 hindurch schieben und in die Aussparungen 27 im Rotorpaket 5 einschrauben. Durch die Verschraubung werden das Rotorpaket 5 und der Rotorbremskörper 6 fest miteinander verspannt. Die Verspannung erhöht vorteilhaft die Torsionsstei- figkeit des erfindungsgemäßen Rotors 23.
Vorzugsweise sind an der axialen Außenseite 9 des Rotorbrems¬ körpers 6 zylindrische Vertiefungen 29 eingebracht, in welche ein jeweiliger Schraubenkopf 30 der Schrauben 26 beim Ein- schrauben eingelassen werden kann. Der Schraubenkopf 30 kann z.B. ein Innensechskant-Schraubenkopf sein.
Dadurch steht vorteilhaft eine größere Fläche zur Abbremsung des Rotors 23 an der axialen Außenseite 9 des Rotorbremskör- pers 6 zur Verfügung.
Das Rotorpaket 5 und der Rotorbremskörper 6 weisen eine Radi¬ alerstreckung auf, die entlang der Rotorwelle 4 zwischen einem Mimimalwert B und einem Maximalwert C variiert. Des Wei- teren weisen die Aussparungen 27, 28 im Rotorpaket 5 und im
Rotorbremskörper 6 von der Rotorwelle 4 einen Radialabstand D auf, der kleiner als der Minimalwert C ist. Der Radialabstand D ist dabei auf den maximalen radialen Abstand der jeweiligen Aussparung 27, 28 bezogen.
Im Beispiel der FIG 3 weist der Radialabstand D einen Wert auf, der kleiner ist als der Minimalwert C. Die gezeigten Aussparungen 27, 28 verlaufen noch vollständig entlang der entsprechenden axial verlaufenden Schnittlinie im Rotorpaket 5 und im Rotorbremskörper 6. Die Schrauben 26 weisen unter dieser Maßgabe einen möglichst großen radialen Abstand D zur Drehachse A auf. Zudem sind die Schrauben 28 vollständig vom Werkstoff des Rotorpakets 5 bzw. des Rotorbremskörpers 6 um¬ geben. Dadurch ist eine besonders hohe Drehmomentübertragung zwischen den beiden Rotorkörpern 5, 6 möglich.
Im Beispiel der FIG 3 ist der Rotorbremskörper 6 wie auch das Rotorpaket 5 auf die Rotorwelle 4 aufgeschrumpft. Im kaltem Zustand weisen beide Rotorkörper 5, 6 einen Innendurchmesser zum Aufschieben auf die Rotorwelle 4 auf, der geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser der Rotorwelle 4. Durch Erwärmung der beiden Rotorkörper 5, 6 weitet sich der Innen- durchmesser geringfügig auf, sodass ein Aufschieben auf die Rotorwelle 4 möglich ist. Nach Erkalten stellt sich eine drehfeste kraftschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Rotorköper 5, 6 und der Rotorwelle 4 ein.
Alternativ dazu kann der Rotorbremskörper 6 mittels zusätzlich radial wirkender Befestigungselemente, wie bei der Aus¬ führungsform gemäß FIG 2 nach dem Stand der Technik gezeigt, drehfest mit der Rotorwelle 4 verbunden sein. Als Befesti¬ gungsmittel können Schrauben, Bolzen, Stifte, Nocken oder dergleichen verwendet werden.
Im Beispiel der FIG 3 entsprechen die Schrauben 26 einer axial wirkenden Befestigungseinrichtung zur Verbindung des Rotorpakets 5 mit dem Rotorbremskörper 6.
Alternativ kann ein Spannverband oder eine Klammer verwendet werden, welcher bzw. welche die beiden Rotorköper 5, 6 mechanisch miteinander verspannen. Der Spannverband kann z.B. ein Stahlband oder Stahlseil umfassen, welches mit den einander nicht zugewandten axialen Enden 31, 9 der Rotorkörper 5, 6 mechanisch verbunden ist. Der erfindungsgemäße Rotor 23 ist Bestandteil einer elektri¬ schen Maschine 1, wie z.B. eines Elektromotors oder eines Ge¬ nerators. Die elektrische Maschine 1 kann eine Synchron- oder Asynchronmaschine sein. Eine derartige elektrische Maschine kann in vorteilhafter Weise hochdynamischer betrieben werden.
Insbesondere ist die elektrische Maschine 1, wie in FIG 3 dargestellt, ein Elektromotor mit einer nicht weiter bezeichneten Bremseinrichtung zum Bremsen und/oder zum Feststellen des Rotors 23. Der Rotorbremskörper 6 ist dabei Bestandteil der Bremseinrichtung.
Der Rotorbremskörper 5 kann gemäß dem Beispiel nach FIG 3 mittels einer nicht weiter gezeigten Bremsbetätigungseinrich- tung über die radiale und/oder axiale Außenseite 15, 9 des
Rotorbremskörpers 6 abgebremst bzw. festgehalten werden. Die Betätigung kann beispielsweise auf elektromechanischem, pneumatischem oder hydraulischem Wege erfolgen.
Im Beispiel der FIG 4 ist der Drehgeber 15 der elektrischen Maschine 1 am axialen Ende 17 der Rotorwelle 4 befestigt. Im Beispiel der FIG 4 ist der Drehgeber 15 an dem axialen Ende 17 der Rotorwelle 4 befestigt, welches an den Rotorbremskör¬ per 6 axial angrenzt.
Dadurch ist der axiale Abstand zwischen Rotorbremskörper 6 und Drehgeber 15 derart gering, dass die Torsionselastizität des Rotors 23 und insbesondere die der Rotorwelle 4 rege¬ lungstechnisch vernachlässigt werden kann. Die Steuerung bzw. Regelung der elektrischen Maschine 1 kann vorteilhaft noch dynamischer erfolgen.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 ein Servomotor. Derartige Servomotoren können besonders vor- teilhaft in der Robotik sowie zum Positionieren von Maschinen- und Anlagenkomponenten eingesetzt werden. FIG 4 zeigt einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Rotor 23 entlang einer in FIG 3 eingezeichneten Schnittlinie IV-IV.
Im Beispiel der FIG 4 sind beispielhaft sechs Schrauben 26 als Befestigungsmittel in Umfangsrichtung des Rotorbremskörpers 6 regelmäßig verteilt angeordnet. Die Schrauben 26 sind um einen gleichen Winkel W von 60° gegeneinander versetzt angeordnet. Die Verteilung der Befestigungsmittel 26 bzw. Schrauben kann alternativ auch innerhalb von zuvor festgelegten Bereichen erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Rotor für eine elektrische Maschine (1), welcher eine Ro¬ torwelle (4), ein Rotorpaket (5) und einen Rotorbremskörper (6) aufweist, wobei das Rotorpaket (5) und der Rotorbremskör¬ per (6) axial beabstandet auf der Rotorwelle (4) befestigt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Rotorpaket (5) und der Rotorbremskörper (6) unmittelbar drehfest miteinander verbunden sind.
2. Rotor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das Rotorpaket (5) und der Rotor¬ bremskörper (6) über ihre jeweils einander zugewandte axiale Außenseite (24,25) miteinander verbunden sind.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass das Rotorpaket (5) und der Rotorbremskörper (6) über eine axial wirkende Befestigungs¬ einrichtung miteinander verbunden sind.
4. Rotor nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass die Befestigungseinrichtung mehrere Befestigungsmittel (26) aufweist, welche in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt angeordnet sind.
5. Rotor nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t ,
- dass im Rotorpaket (5) und im Rotorbremskörper (6) axial verlaufende Aussparungen (27,28) vorhanden sind und - dass die Befestigungseinrichtung Befestigungsmittel (26) aufweist, die in den Aussparungen (27,28) angeordnet sind.
6. Rotor nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , - dass das Rotorpaket (5) und der Rotorbremskörper (6) eine
Radialerstreckung aufweisen, die entlang der Rotorwelle (4; zwischen einem Mimimalwert (B) und einem Maximalwert (C) variiert, und - dass die Aussparungen (27,28) von der Rotorwelle (4) einen Radialabstand (D) aufweisen, der kleiner als der Minimal¬ wert (B) ist.
7. Rotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Rotor¬ bremskörper (6) zusätzlich mittels radial wirkender Befesti¬ gungselemente drehfest mit der Rotorwelle (4) verbunden ist.
8. Rotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Rotor¬ bremskörper (6) auf die Rotorwelle (4) aufgeschrumpft ist.
9. Elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor, mit einem Stator (2) und einem Rotor (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - dass die elektrische Maschine eine Bremseinrichtung zum
Bremsen und/oder zum Feststellen des Rotors (23) aufweist und
- dass der Rotorbremskörper (6) Bestandteil der Bremseinrich¬ tung ist .
11. Elektrische Maschine nach Anspruch 9 oder 10, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektri¬ sche Maschine einen Drehgeber (15) aufweist, welcher an einem axialen Ende (17) der Rotorwelle (4) befestigt ist.
12. Elektrische Maschine nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Drehgeber (15) an einem an den Rotorbremskörper (6) angrenzenden axialen Ende
(17) der Rotorwelle (4) befestigt ist.
13. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrische Maschine ein Servomotor ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2241486A1 (de) 2009-04-16 2010-10-20 ZF Friedrichshafen AG Notbremssystem für elektrische Maschinen in Hybridfahrzeugen und/oder Elektrofahrzeugen
DE102010039264A1 (de) 2010-08-12 2012-02-16 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Abbremsen einer elektrischen Maschine
CN105703532A (zh) * 2014-12-16 2016-06-22 西门子公司 具有制动装置的机电机器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6344246B2 (ja) * 2015-01-15 2018-06-20 株式会社安川電機 回転電機
US10663365B2 (en) * 2017-09-27 2020-05-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method for measuring motor brake health

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB850809A (en) * 1957-04-17 1960-10-05 Cleveland Electric Motor Compa Improvements in or relating to dynamo-electric machines incorporating brakes
US3032667A (en) * 1958-04-03 1962-05-01 Manning Maxwell & Moore Inc Motor brake
US4734604A (en) * 1986-08-01 1988-03-29 Cuisinarts, Inc. Friction braking system and apparatus for appliance induction motor drive
DE4341889A1 (de) * 1993-12-08 1995-06-14 Siemens Ag Kurzschlußläufermotor mit einer stirnseitig angebauten, elektromagnetisch lüftbaren Federdruckbremse
FR2724505A1 (fr) * 1994-07-11 1996-03-15 Plumer Sa Moteur frein comprenant un moteur asynchrone et un frein fonctionnant par manque de courant
GB2345586A (en) * 1999-01-11 2000-07-12 Elliott Ind Ltd An electric motor, a wheel and drive apparatus for an electric vehicle
EP1445849A2 (de) * 2002-12-24 2004-08-11 Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd Motor
US20040174133A1 (en) * 2003-03-06 2004-09-09 Hiromasa Miura Servo motor with a built-in drive circuit
US20050109584A1 (en) * 2003-11-20 2005-05-26 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Motorized roller

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1018138B (de) * 1953-12-15 1957-10-24 Warner Electric Brake & Clutch Elektromotor mit im Motorgehaeuse eingebauter elektromagnetisch erregter Reibungsvorrichtung
US2879417A (en) * 1957-04-17 1959-03-24 Cleveland Electric Motor Compa Fast-acting brake for dynamo-electric machines
DE2031834B2 (de) * 1970-06-26 1979-02-01 Frankl & Kirchner Gmbh & Co Kg Fabrik Fuer Elektromotoren U. Elektrische Apparate, 6830 Schwetzingen Elektromotorischer Regel- und Steuerantrieb, insbesondere für Industrie-Nähmaschinen
DE2549545B2 (de) * 1975-11-05 1977-12-01 Frankl & Kirchner GmbH & Co KG Fabrik für Elektromotoren u. elektrische Apparate, 6830 Schwetzingen Elektromotorischer regel- und steuerantrieb
FR2411503A1 (fr) * 1977-12-06 1979-07-06 Normandie Moteurs Electr Machine electrique tournante a rotor autofreinant, et appareil a organe coupant rotatif, comportant une telle machine electrique
DE19500589A1 (de) * 1995-01-11 1996-07-18 Koersgen Heinz Norbert Dipl In Elektrischer Radnabenmotor ohne Getriebe, mit außen laufendem Rotor und elektromagnetisch gelüfteter Federdruckbremse insbesondere zum Antrieb von Rollstühlen und anderen Kleinfahrzeugen
DE29512565U1 (de) * 1995-08-04 1995-10-05 Hanning Elektro-Werke GmbH & Co, 33813 Oerlinghausen Bremsmotor, insbesondere für Kreissägen
DE19815962A1 (de) * 1998-04-09 1999-10-14 Atb Antriebstechnik Ag Elektrische Maschine, insbesondere für Fahrstuhlantrieb
DE19832208C1 (de) * 1998-07-17 1999-11-04 System Antriebstechnik Dresden Getriebelose Aufzugsmaschine mit einem Synchron-Außenläufermotor
SE0000488D0 (sv) * 2000-02-13 2000-02-13 Stridsberg Innovation Ab Compact motor

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB850809A (en) * 1957-04-17 1960-10-05 Cleveland Electric Motor Compa Improvements in or relating to dynamo-electric machines incorporating brakes
US3032667A (en) * 1958-04-03 1962-05-01 Manning Maxwell & Moore Inc Motor brake
US4734604A (en) * 1986-08-01 1988-03-29 Cuisinarts, Inc. Friction braking system and apparatus for appliance induction motor drive
DE4341889A1 (de) * 1993-12-08 1995-06-14 Siemens Ag Kurzschlußläufermotor mit einer stirnseitig angebauten, elektromagnetisch lüftbaren Federdruckbremse
FR2724505A1 (fr) * 1994-07-11 1996-03-15 Plumer Sa Moteur frein comprenant un moteur asynchrone et un frein fonctionnant par manque de courant
GB2345586A (en) * 1999-01-11 2000-07-12 Elliott Ind Ltd An electric motor, a wheel and drive apparatus for an electric vehicle
EP1445849A2 (de) * 2002-12-24 2004-08-11 Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd Motor
US20040174133A1 (en) * 2003-03-06 2004-09-09 Hiromasa Miura Servo motor with a built-in drive circuit
US20050109584A1 (en) * 2003-11-20 2005-05-26 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Motorized roller

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2241486A1 (de) 2009-04-16 2010-10-20 ZF Friedrichshafen AG Notbremssystem für elektrische Maschinen in Hybridfahrzeugen und/oder Elektrofahrzeugen
DE102009002436A1 (de) 2009-04-16 2010-10-21 Zf Friedrichshafen Ag Notbremssystem für elektrische Maschinen in Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen
DE102010039264A1 (de) 2010-08-12 2012-02-16 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Abbremsen einer elektrischen Maschine
CN105703532A (zh) * 2014-12-16 2016-06-22 西门子公司 具有制动装置的机电机器

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006032992A1 (de) 2008-01-31
JP2009544266A (ja) 2009-12-10
WO2008009552A3 (de) 2008-04-03
US20090251016A1 (en) 2009-10-08

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