WO2012175455A2 - Elektromotor - Google Patents

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WO2012175455A2
WO2012175455A2 PCT/EP2012/061605 EP2012061605W WO2012175455A2 WO 2012175455 A2 WO2012175455 A2 WO 2012175455A2 EP 2012061605 W EP2012061605 W EP 2012061605W WO 2012175455 A2 WO2012175455 A2 WO 2012175455A2
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WO
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hollow shaft
brake
electric motor
stator
rotor axis
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PCT/EP2012/061605
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English (en)
French (fr)
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WO2012175455A3 (de
Inventor
Dieter RÜDDENKLAU
Christoph Kattenbeck
Herbert BÜHNER
Andreas Kramer
Original Assignee
Ssb Duradrive Gmbh
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Publication date
Application filed by Ssb Duradrive Gmbh filed Critical Ssb Duradrive Gmbh
Publication of WO2012175455A2 publication Critical patent/WO2012175455A2/de
Publication of WO2012175455A3 publication Critical patent/WO2012175455A3/de

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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
    • H02K7/1021—Magnetically influenced friction brakes
    • H02K7/1023—Magnetically influenced friction brakes using electromagnets
    • H02K7/1025—Magnetically influenced friction brakes using electromagnets using axial electromagnets with generally annular air gap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/24—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member
    • F16D55/26—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action
    • F16D55/28—Brakes with only one rotating disc
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0004—Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0058—Fully lined, i.e. braking surface extending over the entire disc circumference
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/20—Electric or magnetic using electromagnets
    • F16D2121/22—Electric or magnetic using electromagnets for releasing a normally applied brake

Definitions

  • the invention relates to an electric motor with a stator, arranged in the stator and relative to this about a rotor axis extending in an axial direction
  • Motor shaft includes, and a brake, which surrounds a hollow shaft, with respect to the rotor axis torsionally rigid with the
  • Hollow shaft connected and slidable in the direction of the rotor axis relative to the hollow shaft brake disc, a rotatable relative to the stator brake surface and a
  • Actuator comprises, by means of which the
  • Brake disc can be pressed against the braking surface.
  • the brake lining is arranged on a driver connected by a stud bolt rigidly connected to the shaft.
  • the brake pad could also be arranged directly on a wedge-shaped shaft, which is described as disadvantageous, since the brake pad often has a low stability.
  • no hollow shaft is disclosed in which additional problems with respect to a direct arrangement of the brake pad on the hollow shaft occur, which will be described below.
  • the brake disk sits rigidly with the hollow shaft
  • driver is rotationally rigid and slidably connected in the direction of the rotor axis.
  • the driver is provided because the hollow shaft has a relatively thin wall and a relatively small diameter, so that a conventional splined connection for a direct
  • connection between the hollow shaft and the brake disc is suitable.
  • a splined connection would weaken the shaft too much and thus unduly restrict its load capacity. Therefore, conventional brakes build relatively large, so that in confined space conditions, the desire to build the brake can be smaller.
  • the invention has the object to be able to reduce the brake in an electric motor of the type mentioned.
  • the electric motor according to the invention comprises a stator, a rotor arranged in the stator and rotatable relative thereto about a rotor axis extending in an axial direction
  • Rotor which is designed as a hollow shaft motor shaft
  • Hollow shaft connected and slidable in the direction of the rotor axis relative to the hollow shaft brake disc, a rotatable relative to the stator brake surface and a
  • Actuator comprises, by means of which the
  • Brake disc is pressed against the braking surface
  • the brake disc is seated directly on the hollow shaft and rotatably connected thereto via a short toothing and slidably in the direction of the rotor axis.
  • the brake disc can directly, i. without the interposition of a driver, on the
  • a short toothing is to be understood in particular a toothing, which has a reduced tooth head height in comparison to other toothings.
  • the tooth height factor of the short gearing is less than one. Due to the reduced tooth head height, the short toothing can also be provided in the case of a hollow shaft which has a relatively thin wall and a relatively small diameter, which is especially the case with an inner rotor
  • Hollow shaft motor is the case.
  • a direction running in the direction of the rotor axis is referred to in particular as an axial direction.
  • a transverse or any transverse to the rotor axis direction is
  • radial direction in particular referred to as radial direction.
  • the term brake disk is not to be understood in the sense that the brake disk must completely form a disk.
  • the brake disc may include one or more areas other than the disc shape
  • the brake disc is advantageously provided with a continuous recess through which the hollow shaft extends.
  • the brake disk is at least partially disc-shaped.
  • the brake disc comprises a disk-shaped area.
  • the disk-shaped region preferably surrounds the hollow shaft.
  • the disk-shaped region extends in the radial direction away from the hollow shaft.
  • the rotor rotates about the rotor axis relative to the stator, the rotor can be braked by an actuation of the brake.
  • the brake disc rotating together with the rotor presses against the braking surface, so that the brake disc rubs against the braking surface.
  • This sliding friction between the brake disc and the braking surface converts the or at least a part of the kinetic energy of the rotor into heat, so that it is decelerated.
  • the brake can also prevent the onset of rotation of the stationary rotor in the actuated state. In this case, the acting between the brake disc and the braking surface acts
  • the brake can also be referred to as a friction brake.
  • the braking surface is preferably annular.
  • the rotor is arranged inside the stator, so that the electric motor is an internal rotor.
  • the motor shaft is designed as a hollow shaft, so that it is a hollow shaft motor in the electric motor.
  • the motor shaft comprises a cavity, which preferably extends in the axial direction through the motor shaft.
  • the hollow shaft is preferably made of metal, in particular of steel.
  • the stator forms a body revolving around the rotor axis and / or around the rotor.
  • the stator carries one or more electrical stator windings.
  • the one or more stator windings are provided on the inner circumference of the stator.
  • the rotor forms
  • the rotor carries one or more rotor windings and / or one or more permanent magnets.
  • the one or more rotor windings and / or the permanent magnet or magnets are advantageously provided on the outer circumference of the rotor.
  • the one or more rotor windings and / or the permanent magnet (s) are the one or more
  • the hollow shaft in particular forms a circumferential around the rotor axis
  • Hollow shaft is advantageously provided on the inner circumference of the rotor.
  • the hollow shaft forms a
  • the electric motor forms a DC machine or a synchronous machine, in particular a
  • Electric motor but also be designed as an asynchronous machine.
  • the electric motor in particular the stator windings, fed with three-phase current.
  • the concatenated voltages are e.g. 400V.
  • Electric motor a rotary encoder, by means of which in particular a rotation and / or a rotation angle of the rotor about the rotor axis relative to the stator can be detected.
  • the rotary encoder is e.g. as resolver, as incremental encoder or as
  • Electric motor a servomotor.
  • the braking surface is preferably provided on the stator or on a fixed, in particular rigid or torsionally rigid, connected to the stator component.
  • the stator with a provided with the braking surface bearing plate (first bearing plate) fixed, in particular rigid or torsionally rigid, connected, in which preferably the hollow shaft to the stator component.
  • the (first) end shield can thus also be referred to as a brake end shield.
  • the (first) bearing plate forms the aforementioned component.
  • the (first) bearing plate comprises one or at least one roller bearing, by means of which the hollow shaft is rotatably mounted about the rotor axis in the (first) bearing plate.
  • the rolling bearing is e.g. a ball bearing.
  • the (first) bearing plate is preferably annular.
  • the hollow shaft extends through the first End shield through.
  • the braking surface is advantageously provided on a side of the (first) end shield facing away from the stator.
  • the (first) bearing plate is preferably made of metal, in particular gray cast iron or aluminum.
  • stator is fixed to a second end shield, in particular rigid or torsionally rigid, connected, in the
  • the hollow shaft is rotatably mounted about the rotor axis.
  • the second bearing plate comprises one or at least one roller bearing, by means of which the hollow shaft is mounted rotatably about the rotor axis in the second bearing plate.
  • the rolling bearing is e.g. a ball bearing.
  • End shield is preferably made of metal, in particular cast iron or aluminum.
  • the end shields are arranged with respect to the rotor axis in particular at a distance from each other.
  • the stator is in the direction of the rotor axis between the end shields
  • the end shields close the two end faces of the stator.
  • the rotor is arranged in the direction of the rotor axis between the end shields.
  • the hollow shaft preferably extends in the direction of the rotor axis through the first and / or the second end shield.
  • the brake disk bears against the hollow shaft with a region which is relatively short in the direction of the rotor axis, it could jam against the hollow shaft.
  • the brake disc forms on its inner circumference or in the region of its inner catch in the direction of the rotor axis
  • the sleeve surrounds the hollow shaft.
  • the brake disc is preferably made of metal, in particular steel.
  • the sleeve is preferably made of metal, in particular of steel.
  • the sleeve preferably forms an integral part of the brake disc.
  • the brake disc and the sleeve form a one-piece and / or material-homogeneous body.
  • the sleeve is rigidly connected to the brake disc.
  • the disk-shaped region of the brake disk is preferably one-piece and / or material-homogeneous with the sleeve
  • the disk-shaped region is rigidly connected to the sleeve.
  • the disk-shaped region extends radially away from the sleeve.
  • the disk-shaped area surrounds the sleeve.
  • the invention is in the radial direction between the hollow shaft and the brake bearing plate (first end shield) a circumferential to the rotor axis
  • the sleeve preferably projects from the disk-shaped region of the brake disk in the direction of the brake endshield.
  • the sleeve is at its end remote from the brake end shield in the disc-shaped region of
  • Brake disc one of the braking surface opposite
  • the (first) brake pad on one of the braking surface facing the end face of the brake disc and / or the
  • (first) brake pad fixed, preferably rigid or torsionally rigid, connected to the brake disc.
  • the brake disc and the brake pad can each be made of suitable materials.
  • the (first) brake pads to the rotor axis, in particular the braking torque can be increased.
  • the (first) brake pad is annular.
  • the brake disc carries a brake pad facing away from the second brake pad.
  • the second brake pad is preferably provided on one of the braking surface facing away from the end face of the brake disc and / or the disc-shaped region.
  • the second brake pad is fixed, preferably rigid or torsionally rigid, with the brake disc connected.
  • the brake disc and the second brake pad made of different materials.
  • the second brake pad is annular.
  • the brake linings preferably have the same radial distance from the rotor axis.
  • the brake pads can form separate parts.
  • the brake pads may form a common body, which in particular fixed, preferably rigid or torsionally rigid, connected to the brake disc and is advantageously formed annular.
  • Actuating the brake a fixed, in particular rigid or torsionally rigid, connected to the stator or formed by this holder, a hollow shaft surrounding the armature disc, which is slidably guided on the holder in the direction of the rotor axis, and at least one with the
  • Anchor plate is stretched in the axial direction against the brake disc, in particular, the brake disc is stretched against the braking surface.
  • the armature disk is preferably arranged between the holder and the brake disk.
  • the at least one spring is preferably arranged between the holder and the armature disk.
  • the spring is designed as a compression spring.
  • the armature disk is preferably made of metal, in particular of steel.
  • the armature disk is in particular to move away from the brake disc against the force of the spring. Without external influences, the brake preferably always assumes its braking state.
  • the brake comprises an actuator by means of which the brake is releasable. By releasing the brake is to be understood in particular that the brake disc can move away from the braking surface.
  • the armature disc against the force of the spring of the brake disc abgurbar.
  • the actuator preferably comprises or forms an electromagnet.
  • the brake is solvable, for example by magnetic force.
  • the actuator is in particular fixed, preferably rigid or
  • the armature disc is made of a magnetic material, so that it is by means of the electromagnet against the force of the spring of the brake disc, in particular by magnetic force, abgurbar.
  • the brake disc of a magnetic
  • the at least one spring is preferably in operative connection with the holder and the brake disk, so that the brake disk is tensioned by means of the at least one spring against the braking surface.
  • the at least one spring is preferably in operative connection with the holder and the brake disk, so that the brake disk is tensioned by means of the at least one spring against the braking surface.
  • first sprocket and provided on the outer circumference of the hollow shaft second sprocket, which engages positively with the first sprocket.
  • first ring gear on the inner peripheral surface of the sleeve
  • the hollow shaft may have a constant or substantially constant outer diameter over its entire length in the direction of the rotor axis.
  • the hollow shaft may have a constant or substantially constant outer diameter over its entire length in the direction of the rotor axis.
  • the hollow shaft extends with an area out of the stator and through the
  • the outer diameter of the hollow shaft in the region of the short toothing is less than or equal to
  • the hollow shaft is connected to a spindle drive, in particular a
  • threaded spindle which advantageously dips into the cavity of the hollow shaft or can dip.
  • the threaded spindle extends in particular in the direction of the rotor axis.
  • the spindle drive also includes a spindle nut which sits on the threaded spindle, in particular screwed onto it.
  • the spindle nut is preferably solid, in particular rigid or torsionally rigid, with the hollow shaft
  • the spindle nut about the rotor axis rotatable relative to the threaded spindle and thereby adjustable along the rotor axis relative to the spindle nut and to the hollow shaft.
  • the spindle nut is arranged and / or fixed to an end face of the hollow shaft.
  • this end face is located on a side facing away from the brake of the rotor.
  • the electric motor is preferably part of a machine tool.
  • Fig. 1 is a front view of an electric motor according to a
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the electric motor along the apparent from Fig. 1 section line A-A and
  • Fig. 3 is a partial and enlarged view of
  • FIGS. 1 to 3 show different views and partial views of an electric motor 1 according to FIG.
  • stator 2 on its inner circumference stator windings 3 carries.
  • the stator 2 is closed at a first end face with a first end shield 4 and at a second end face opposite the first end side with a second end shield 5.
  • the end shields 4 and 5 are each formed annularly, with a hollow shaft 6 extends through the bearing plates 4 and 5, which comprises a cavity 34.
  • the stator windings 3 opposite permanent magnets 7 are fixed, which can interact with a magnetic field, which is generated by the stator windings 3.
  • the hollow shaft 6 and the permanent magnets 7 are thus parts of a rotor 8 which is rotatably supported by means of the hollow shaft 6 in the bearing plates 4 and 5 about a rotor axis 9 relative to the stator 2.
  • the cavity 34 extends in the direction of the rotor axis 9 through the hollow shaft 6 therethrough.
  • a rolling bearing 10 is fixed in this with its outer ring, wherein the inner ring of the rolling bearing 10 is fixedly connected to the hollow shaft 6. Furthermore, in the bearing plate 5 two
  • Rolling bearings 11 and 12 secured with their outer rings, wherein the inner rings of the rolling bearings 11 and 12 are fixedly connected to the hollow shaft 6. Further, a terminal box 13 is fixed to the outer periphery of the stator 2, in which electrical terminals for contacting the stator windings 3 are provided.
  • the brake 14 includes a
  • the holder 17 comprises an electromagnet 18 whose connections are guided to the terminal box 13.
  • the armature disk 16 is via schematically indicated guide pins 19 on the holder 17 and / or on the electromagnet 18 in the direction of the rotor axis 9 slidably guided. Furthermore, the armature disk 16 by the guide pin 19 with respect to the rotor axis 9 torsionally rigid with the bracket 17 and thus also with the stator second
  • the armature disk 16 has at its inner circumference a distance from the hollow shaft 6 and consists of a magnetic material.
  • the armature disk 16 and / or in the electromagnet 18 are one or more, only
  • compression springs 20 are provided, by means of which the armature disk 16 is pressed in an axial direction 21 against the brake disk 15 and thereby the
  • the rotor axis 9 extends in the axial direction 21st
  • the brake disc 15 surrounds the hollow shaft 6 and forms on its inner circumference a sleeve 23.
  • the sleeve 23 extends in the direction of the rotor axis 9 and goes to her the
  • End plate 4 opposite end in a disc-shaped portion 24 of the brake disc 15 via.
  • Anchor plate 16 can come into contact.
  • the brake 14 is actuated, so that the armature disk 16 presses in the axial direction 21 against the brake pad 32 due to the force of the springs 20 and the brake pad 25 of the brake disc 15 in the axial direction 21 presses against an annular braking surface 30, the forms a region of the end face 22 of the bearing plate 4.
  • the bearing plate 4 is thus part of the brake 14 and is also referred to as a brake bearing plate.
  • the solenoid 18 is turned on, so that the armature disc 16 is attracted by the electromagnet 18 and against the force of the springs 20 in the opposite direction of the arrow 21 of the brake disc 15.
  • the sleeve 23 is directly connected to the hollow shaft 6 via a
  • Short spline 26 connected, which rotatably connects the brake disc 15 with respect to the rotor axis 9 with the hollow shaft 6 and a displacement of the brake disc 15 in the direction of the rotor axis 9 allows relative to the hollow shaft 6.
  • Sprocket 27 which is provided with a provided on the outer peripheral surface of the hollow shaft 6 ring gear 28 in engagement.
  • Interspace 29 is provided, in which the sleeve 23 dips.
  • the short toothing 26 extends into the region of the intermediate space 29.
  • the brake 14 is thus arranged between the bearing plate 4 and the rotary encoder 31. Electrical connections of the
  • Encoders are guided to a connector 33 which is fixed to the outer periphery of the stator 2.
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Abstract

Elektromotor mit einem Stator (2), einem in dem Stator (2) angeordneten und relativ zu diesem um eine in einer axialen Richtung (21) verlaufende Rotorachse (9) drehbaren Rotor (8), der eine als Hohlwelle (6) ausgebildete Motorwelle umfasst, einer Bremse (14), die eine die Hohlwelle (6) umringende, bezüglich der Rotorachse (9) drehstarr mit der Hohlwelle (6) verbundene und in Richtung der Rotorachse (9) relativ zu der Hohlwelle (6) verschiebbare Bremsscheibe (15), eine relativ zu dem Stator (2) drehfeste Bremsfläche (30) und eine Betätigungseinrichtung umfasst, mittels welcher die Bremsscheibe (15) gegen die Bremsfläche (30) drückbar ist, wobei die Bremsscheibe (15) unmittelbar auf der Hohlwelle (6) sitzt und mit dieser über eine Kurzverzahnung (26) drehstarr und in Richtung der Rotorachse (9) verschiebbar verbunden ist.

Description

Elektromotor
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Stator, einem in dem Stator angeordneten und relativ zu diesem um eine in einer axialen Richtung verlaufende Rotorachse
drehbaren Rotor, der eine als Hohlwelle ausgebildete
Motorwelle umfasst, und einer Bremse, die eine die Hohlwelle umringende, bezüglich der Rotorachse drehstarr mit der
Hohlwelle verbundene und in Richtung der Rotorachse relativ zu der Hohlwelle verschiebbare Bremsscheibe, eine relativ zu dem Stator drehfeste Bremsfläche und eine
Betätigungseinrichtung umfasst, mittels welcher die
Bremsscheibe gegen die Bremsfläche drückbar ist.
Die DE 197 19 990 AI offenbart ein Bremse für einen
Elektromotor, mit einer eine Bremsscheibe im stromlosen
Zustand gegen einen Bremsbelag pressenden Feder und einem die Bremsscheibe im bestromten Zustand von dem Bremsbelag
trennenden Elektromagneten, wobei der Bremsbelag drehfest auf einer zu bremsenden Welle und die Bremsscheibe drehfest und axial verschieblich in einem Gehäuse der Bremse angeordnet ist, wobei auf der der Bremsscheibe abgewandten Seite des Bremsbelages eine weitere Bremsscheibe angeordnet und die Feder zum Pressen beider Bremsscheiben gegen einander
gegenüberliegenden Seiten des Bremsbelags vorgesehen ist. Dabei ist der Bremsbelag auf einem durch eine Stiftschraube starr mit der Welle verbundenen Mitnehmer angeordnet.
Alternativ könnte der Bremsbelag auch unmittelbar auf einer keilförmigen Welle angeordnet sein, was allerdings als nachteilig beschrieben wird, da der Bremsbelag häufig eine geringe Stabilität aufweist. Ferner ist keine Hohlwelle offenbart, bei der zusätzliche Probleme in Bezug auf eine unmittelbare Anordnung des Bremsbelags auf der Hohlwelle auftreten, was nachfolgend beschrieben wird.
Bei einem als Innenläufer ausgebildeten Hohlwellenmotor sitzt die Bremsscheibe auf einem starr mit der Hohlwelle
verbundenen Mitnehmer und ist mit diesem drehstarr und in Richtung der Rotorachse verschiebbar verbunden. Der Mitnehmer ist vorgesehen, da die Hohlwelle eine relativ dünne Wandung und einen relativ kleinen Durchmesser aufweist, sodass eine übliche Keilwellenverbindung nicht für eine direkte
Verbindung zwischen der Hohlwelle und der Bremsscheibe geeignet ist. Insbesondere würde eine Keilwellenverbindung die Welle zu stark schwächen und somit deren Belastbarkeit unzulässig einschränken. Herkömmliche Bremsen bauen daher relativ groß, sodass bei beengten Bauraumverhältnissen der Wunsch besteht, die Bremse kleiner bauen zu können.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Elektromotor der eingangs genannten Art die Bremse verkleinern zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Elektromotor nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben. Der erfindungsgemäße Elektromotor weist einen Stator, einen in dem Stator angeordneten und relativ zu diesem um eine in einer axialen Richtung verlaufende Rotorachse drehbaren
Rotor, der eine als Hohlwelle ausgebildete Motorwelle
umfasst, und eine Bremse auf, die eine die Hohlwelle
umringende, bezüglich der Rotorachse drehstarr mit der
Hohlwelle verbundene und in Richtung der Rotorachse relativ zu der Hohlwelle verschiebbare Bremsscheibe, eine relativ zu dem Stator drehfeste Bremsfläche und eine
Betätigungseinrichtung umfasst, mittels welcher die
Bremsscheibe gegen die Bremsfläche drückbar ist,
wobei die Bremsscheibe unmittelbar auf der Hohlwelle sitzt und mit dieser über eine Kurzverzahnung drehstarr und in Richtung der Rotorachse verschiebbar verbunden ist.
Da die Bremsscheibe mit der Hohlwelle mittels einer
Kurzverzahnung verbunden ist, kann die Bremsscheibe direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Mitnehmers, auf die
Hohlwelle aufgesetzt werden. Ein Mitnehmer ist daher nicht mehr erforderlich, sodass die Bremse keiner ausbildbar ist.
Unter einer Kurzverzahnung ist insbesondere eine Verzahnung zu verstehen, die im Vergleich zu anderen Verzahnungen eine verminderte Zahnkopfhöhe aufweist. Vorzugsweise ist der Zahnhöhenfaktor der Kurzverzahnung kleiner als eins. Aufgrund der verminderten Zahnkopfhöhe kann die Kurzverzahnung auch bei einer Hohlwelle vorgesehen werden, die eine relativ dünne Wandung und einen relativ kleinen Durchmesser aufweist, was insbesondere bei einem als Innenläufer ausgebildeten
Hohlwellenmotor der Fall ist. Eine in Richtung der Rotorachse verlaufende Richtung wird insbesondere als axiale Richtung bezeichnet. Eine quer oder jedwede quer zur Rotorachse verlaufende Richtung wird
insbesondere als radiale Richtung bezeichnet.
Der Ausdruck Bremsscheibe ist insbesondere nicht in dem Sinne zu verstehen, dass die Bremsscheibe vollständig eine Scheibe bilden muss. Beispielsweise kann die Bremsscheibe einen oder mehrere Bereiche umfassen, die von der Scheibenform
abweichen. Ferner ist die Bremsscheibe vorteilhaft mit einer durchgehenden Ausnehmung versehen, durch welche sich die Hohlwelle hindurch erstreckt. Bevorzugt ist die Bremsscheibe aber zumindest bereichsweise scheibenförmig ausgebildet.
Insbesondere umfasst die Bremsscheibe einen scheibenförmigen Bereich. Bevorzugt umringt der scheibenförmige Bereich die Hohlwelle. Vorteilhaft erstreckt sich der scheibenförmige Bereich in radialer Richtung von der Hohlwelle weg.
Dreht der Rotor um die Rotorachse relativ zu dem Stator, kann der Rotor durch eine Betätigung der Bremse abgebremst werden. Im betätigten Zustand der Bremse drückt die zusammen mit dem Rotor drehende Bremsscheibe gegen die Bremsfläche, sodass die Bremsscheibe an der Bremsfläche reibt. Diese Gleitreibung zwischen der Bremsscheibe und der Bremsfläche setzt die oder zumindest einen Teil der Bewegungsenergie des Rotors in Wärme um, sodass dieser abgebremst wird. Bevorzugt kann die Bremse im betätigten Zustand auch das Einsetzen einer Drehung des stillstehenden Rotors verhindern. In diesem Fall wirkt die zwischen der Bremsscheibe und der Bremsfläche wirkende
Haftreibung dem Einsetzten einer Drehbewegung des Rotors entgegen. Die Bremse kann auch als Reibungsbremse bezeichnet werden. Die Bremsfläche ist vorzugsweise ringförmig.
Bei dem Elektromotor ist der Rotor innerhalb des Stators angeordnet, sodass es sich bei dem Elektromotor um einen Innenläufer handelt. Ferner ist die Motorwelle als Hohlwelle ausgebildet, sodass es sich bei dem Elektromotor um einen Hohlwellenmotor handelt. Insbesondere umfasst die Motorwelle einen Hohlraum, der sich vorzugsweise in axialer Richtung durch die Motorwelle hindurch erstreckt. Die Hohlwelle besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl.
Der Stator bildet insbesondere einen um die Rotorachse und/oder um den Rotor umlaufenden Körper. Bevorzugt trägt der Stator eine oder mehrere elektrische Statorwicklungen.
Vorteilhaft sind die eine oder mehreren Statorwicklungen am Innenumfang des Stators vorgesehen. Der Rotor bildet
insbesondere einen um die Rotorachse umlaufenden Körper.
Bevorzugt trägt der Rotor eine oder mehrere Rotorwicklungen und/oder einen oder mehrere Permanentmagnete. Vorteilhaft sind die eine oder mehreren Rotorwicklungen und/oder der oder die Permanentmagnete am Außenumfang des Rotors vorgesehen. Vorzugsweise sind die eine oder mehreren Rotorwicklungen und/oder der oder die Permanentmagnete der oder den
Statorwicklungen gegenüberliegend angeordnet. Die Hohlwelle bildet insbesondere einen um die Rotorachse umlaufenden
Körper. Vorteilhaft ist Hohlwelle am Innenumfang des Rotors vorgesehen. Insbesondere bildet die Hohlwelle einen
integralen Bestandteil des Rotors. Bevorzugt bildet der Elektromotor eine Gleichstrommaschine oder eine Synchronmaschine, insbesondere eine
permanenterregte Synchronmaschine. Alternativ kann der
Elektromotor aber auch als Asynchronmaschine ausgebildet sein. Vorteilhaft wird der Elektromotor, insbesondere die Statorwicklungen, mit Drehstrom gespeist. Die verketteten Spannungen betragen dabei z.B. 400V.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der
Elektromotor einen Drehgeber, mittels welchem insbesondere eine Verdrehung und/oder ein Verdrehwinkel des Rotors um die Rotorachse relativ zu dem Stator erfassbar ist. Der Drehgeber ist z.B. als Resolver, als Inkrementalgeber oder als
Absolutwertgeber ausgebildet. Insbesondere bildet der
Elektromotor einen Servomotor.
Die Bremsfläche ist bevorzugt an dem Stator oder an einem fest, insbesondere starr oder drehstarr, mit dem Stator verbundenen Bauteil vorgesehen. Vorteilhaft ist der Stator mit einem mit der Bremsfläche versehenen Lagerschild (erster Lagerschild) fest, insbesondere starr oder drehstarr, verbunden, in dem vorzugsweise die Hohlwelle um die
Rotorachse drehbar gelagert ist. Der (erste) Lagerschild kann somit auch als Bremslagerschild bezeichnet werden.
Insbesondere bildet der (erste) Lagerschild das vorgenannte Bauteil. Bevorzugt umfasst der (erste) Lagerschild ein oder wenigstens ein Wälzlager, mittels welchem die Hohlwelle um die Rotorachse drehbar in dem (ersten) Lagerschild gelagert ist. Das Wälzlager ist z.B. ein Kugellager. Der (erste) Lagerschild ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet.
Insbesondere erstreckt sich die Hohlwelle durch den ersten Lagerschild hindurch. Die Bremsfläche ist vorteilhat an einer dem Stator abgewandten Stirnseite des (ersten) Lagerschilds vorgesehen. Der (erste) Lagerschild besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Grauguss oder Aluminium.
Bevorzugt ist der Stator mit einem zweiten Lagerschild fest, insbesondere starr oder drehstarr, verbunden, in dem
vorzugsweise die Hohlwelle um die Rotorachse drehbar gelagert ist. Vorteilhaft umfasst der zweite Lagerschild ein oder wenigstens ein Wälzlager, mittels welchem die Hohlwelle um die Rotorachse drehbar in dem zweiten Lagerschild gelagert ist. Das Wälzlager ist z.B. ein Kugellager. Der zweite
Lagerschild besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Grauguss oder Aluminium.
Die Lagerschilde sind bezüglich der Rotorachse insbesondere im Abstand zueinander angeordnet. Bevorzugt ist der Stator in Richtung der Rotorachse zwischen den Lagerschilden
angeordnet. Insbesondere verschließen die Lagerschilde die beiden Stirnseiten des Stators. Vorzugsweise ist auch der Rotor in Richtung der Rotorachse zwischen den Lagerschilden angeordnet. Dabei erstreckt die Hohlwelle aber bevorzugt in Richtung der Rotorachse durch den ersten und/oder den zweiten Lagerschild hindurch.
Liegt die Bremsscheibe mit einem in Richtung der Rotorachse relativ kurz ausgebildeten Bereich an der Hohlwelle an, könnte sie sich an der Hohlwelle verklemmen. Vorteilhaft bildet die Bremsscheibe an ihrem Innenumfang oder im Bereich ihres Innenfangs eine sich in Richtung der Rotorachse
erstreckende Hülse, die über die Kurzverzahnung mit der Hohlwelle verbunden ist. Die Hülse sitzt somit unmittelbar auf der Hohlwelle und ist mit dieser über die Kurzverzahnung drehstarr und in Richtung der Rotorachse verschiebbar verbunden. Durch diese Maßnahme ist die Gefahr eines
Verklemmens der Bremsscheibe an der Hohlwelle deutlich reduziert. Vorzugsweise umringt die Hülse die Hohlwelle.
Die Bremsscheibe besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl. Ferner besteht die Hülse bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl. Die Hülse bildet bevorzugt einen integralen Bestandteil der Bremsscheibe. Vorteilhaft bilden die Bremsscheibe und die Hülse einen einstückigen und/oder materialhomogenen Körper. Insbesondere ist die Hülse starr mit der Bremsscheibe verbunden.
Der scheibenförmige Bereich der Bremsscheibe ist vorzugsweise einstückig und/oder materialhomogen mit der Hülse
ausgebildet. Vorteilhaft ist der scheibenförmige Bereich starr mit der Hülse verbunden. Insbesondere erstreckt sich der scheibenförmige Bereich radial von der Hülse weg.
Bevorzugt umringt der scheibenförmige Bereich die Hülse.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in radialer Richtung zwischen der Hohlwelle und dem Bremslagerschild (erstes Lagerschild) ein um die Rotorachse umlaufender
Zwischenraum vorgesehen, in den die Hülse eintaucht. Somit ist es möglich, die Bremse in axialer Richtung relativ flach auszubilden. Insbesondere kann bei einer Betätigung der Bremse die Hülse in oder weiter in den Zwischenraum
einrücken . Die Hülse ragt bevorzugt von dem scheibenförmigen Bereich der Bremsscheibe in Richtung auf den Bremslagerschild vor.
Insbesondere geht die Hülse an ihrem dem Bremslagerschild abgewandten Ende in den scheibenförmigen Bereich der
Bremsscheibe über. Somit ist es möglich, die Hülse relativ tief in den Zwischenraum eintauchen zu lassen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung trägt die
Bremsscheibe einen der Bremsfläche gegenüberliegenden
und/oder dieser zugewandten Bremsbelag (erster Bremsbelag). Bevorzugt ist der (erste) Bremsbelag an einer der Bremsfläche zugewandten Stirnseite der Bremsscheibe und/oder des
scheibenförmigen Bereichs vorgesehen. Insbesondere ist der
(erste) Bremsbelag fest, vorzugsweise starr oder drehstarr, mit der Bremsscheibe verbunden. Durch den Einsatz eines Bremsbelags können die Bremsscheibe und der Bremsbelag jeweils aus geeigneten Werkstoffen gefertigt sein.
Insbesondere bestehen die Bremsscheibe und der (erste)
Bremsbelag aus unterschiedlichen Materialien. Vorteilhaft ist der (erste) Bremsbelag im Bereich des Außenumfangs der
Bremsscheibe angeordnet. Durch einen größeren Abstand des
(ersten) Bremsbelags zur Rotorachse kann insbesondere das Bremsmoment erhöht werden. Vorzugsweise ist der (erste) Bremsbelag ringförmig ausgebildet.
Bevorzugt trägt die Bremsscheibe einen der Bremsfläche abgewandten zweiten Bremsbelag. Der zweite Bremsbelag ist vorzugsweise an einer der Bremsfläche abgewandten Stirnseite der Bremsscheibe und/oder des scheibenförmigen Bereichs vorgesehen. Insbesondere ist der zweite Bremsbelag fest, vorzugsweise starr oder drehstarr, mit der Bremsscheibe verbunden. Zum Drücken der Bremsscheibe gegen die Bremsfläche kann somit die Betätigungseinrichtung an dem zweiten
Bremsbelag angreifen. Insbesondere bestehen die Bremsscheibe und der zweite Bremsbelag aus unterschiedlichen Materialien. Vorteilhaft ist der zweite Bremsbelag im Bereich des
Außenumfangs der Bremsscheibe angeordnet. Vorzugsweise ist der zweite Bremsbelag ringförmig ausgebildet. Bevorzugt weisen die Bremsbeläge den gleichen radialen Abstand zur Rotorachse auf.
Die Bremsbeläge können voneinander getrennte Teile bilden. Alternativ können die Bremsbeläge einen gemeinsamen Körper bilden, der insbesondere fest, vorzugsweise starr oder drehstarr, mit der Bremsscheibe verbunden und vorteilhaft ringförmig ausgebildet ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die
Betätigungseinrichtung der Bremse eine fest, insbesondere starr oder drehstarr, mit dem Stator verbundene oder durch diesen gebildete Halterung, eine die Hohlwelle umringende Ankerscheibe, die an der Halterung in Richtung der Rotorachse verschiebbar geführt ist, und wenigstens eine mit der
Halterung und der Ankerscheibe in Wirkverbindung stehende Feder auf, mittels welcher die Ankerscheibe in axialer
Richtung gegen die Bremsscheibe gespannt ist. Da die
Ankerscheibe in axialer Richtung gegen die Bremsscheibe gespannt ist, ist insbesondere auch die Bremsscheibe gegen die Bremsfläche gespannt. Die Ankerscheibe ist bevorzugt zwischen der Halterung und der Bremsscheibe angeordnet.
Ferner ist die wenigstens eine Feder bevorzugt zwischen der Halterung und der Ankerscheibe angeordnet. Beispielsweise ist die Feder als Druckfeder ausgebildet. Die Ankerscheibe besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl.
Zum Lösen der Bremse ist die Ankerscheibe insbesondere gegen die Kraft der Feder von der Bremsscheibe abzurücken. Ohne äußere Einflüsse nimmt die Bremse vorzugsweise stets ihren bremsenden Zustand an.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Bremse einen Aktor, mittels welchem die Bremse lösbar ist. Unter einem Lösen der Bremse soll insbesondere verstanden werden, dass die Bremsscheibe von der Bremsfläche abrücken kann.
Vorzugsweise ist mittels des Aktors die Ankerscheibe gegen die Kraft der Feder von der Bremsscheibe abrückbar. Der Aktor umfasst oder bildet bevorzugt einen Elektromagneten. Somit ist die Bremse beispielsweise durch Magnetkraft lösbar. Der Aktor ist insbesondere fest, vorzugsweise starr oder
drehstarr, mit der Halterung verbunden.
Bevorzugt besteht die Ankerscheibe aus einem magnetischen Material, sodass diese mittels des Elektromagneten gegen die Kraft der Feder von der Bremsscheibe, insbesondere durch Magnetkraft, abrückbar ist. Gemäß einer Alternative ist es möglich, dass die Bremsscheibe aus einem magnetischen
Material besteht und mittels des Elektromagneten von der Bremsfläche abrückbar ist. Bei der Alternative kann die
Ankerscheibe entfallen. Ferner steht gemäß der Alternative die wenigstens eine Feder vorzugsweise mit der Halterung und der Bremsscheibe in Wirkverbindung, sodass die Bremsscheibe mittels der wenigstens einen Feder gegen die Bremsfläche gespannt ist. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die
Kurzverzahnung einen am Innenumfang der Bremsscheibe
vorgesehenen ersten Zahnkranz und einen am Außenumfang der Hohlwelle vorgesehenen zweiten Zahnkranz, der mit dem ersten Zahnkranz formschlüssig ineinandergreift. Vorteilhaft ist der erste Zahnkranz an der Innenumfangsflache der Hülse
vorgesehen .
Die Hohlwelle kann über ihre gesamte Länge in Richtung der Rotorachse einen konstanten oder im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser aufweisen. Alternativ kann der
Außendurchmesser der Hohlwelle entlang der Rotorachse
variieren. Vorzugsweise erstreckt sich die Hohlwelle mit einem Bereich aus dem Stator heraus und durch die
Bremsscheibe hindurch bis zu einem freien Ende der Hohlwelle, wobei der Außendurchmesser der Hohlwelle in diesem Bereich ausgehend von dem Stator bis zu dem freien Ende nicht größer wird. Hierdurch wird eine einfache Montage der Bremsscheibe ermöglicht. Bevorzugt ist der Außendurchmesser der Hohlwelle im Bereich der Kurzverzahnung kleiner oder gleich dem
Außendurchmesser der Hohlwelle innerhalb des Stators.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Hohlwelle mit einem Spindeltrieb verbunden, der insbesondere eine
Gewindespindel umfasst, die vorteilhaft in den Hohlraum der Hohlwelle eintaucht oder eintauchen kann. Die Gewindespindel erstreckt sich insbesondere in Richtung der Rotorachse.
Bevorzugt umfasst der Spindeltrieb auch eine Spindelmutter, die auf der Gewindespindel sitzt, insbesondere auf diese aufgeschraubt ist. Die Spindelmutter ist vorzugsweise fest, insbesondere starr oder drehstarr, mit der Hohlwelle
verbunden. Vorteilhaft ist mittels der Hohlwelle die
Spindelmutter um die Rotorachse relativ zu der Gewindespindel drehbar und dadurch diese entlang der Rotorachse relativ zu der Spindelmutter und zu der Hohlwelle verstellbar. Bevorzugt ist die Spindelmutter an einer Stirnseite der Hohlwelle angeordnet und/oder befestigt. Beispielsweise liegt diese Stirnseite auf einer der Bremse abgewandten Seite des Rotors. Der Elektromotor ist bevorzugt Teil einer Werkzeugmaschine.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Elektromotors gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Elektromotor entlang der aus Fig. 1 ersichtlichen Schnittlinie A-A und
Fig. 3 eine teilweise und vergrößerte Darstellung der
Ansicht aus Fig. 2 im Bereich einer Bremse.
Aus den Figuren 1 bis 3 sind unterschiedliche Ansichten und Teilansichten eines Elektromotors 1 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei ein
hohlzylindrisch ausgebildeter Stator 2 an seinem Innenumfang Statorwicklungen 3 trägt. Der Stator 2 ist an einer ersten Stirnseite mit einem ersten Lagerschild 4 und an einer der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite mit einem zweiten Lagerschild 5 verschlossen. Die Lagerschilde 4 und 5 sind jeweils ringförmig ausgebildet, wobei sich durch die Lagerschilde 4 und 5 eine Hohlwelle 6 hindurch erstreckt, die einen Hohlraum 34 umfasst. Am Außenumfang der Hohlwelle 6 sind den Statorwicklungen 3 gegenüberliegend Permanentmagnete 7 befestigt, die mit einem Magnetfeld in Wechselwirkung treten können, welches von den Statorwicklungen 3 erzeugbar ist. Die Hohlwelle 6 und die Permanentmagnete 7 sind somit Teile eines Rotors 8, der mittels der Hohlwelle 6 in den Lagerschilden 4 und 5 um eine Rotorachse 9 relativ zu dem Stator 2 drehbar gelagert ist. Der Hohlraum 34 erstreckt sich in Richtung der Rotorachse 9 durch die Hohlwelle 6 hindurch.
Zur Lagerung der Hohlwelle 6 in dem Lagerschild 4 ist in diesem ein Wälzlager 10 mit seinem Außenring befestigt, wobei der Innenring des Wälzlagers 10 mit der Hohlwelle 6 fest verbunden ist. Ferner sind in dem Lagerschild 5 zwei
Wälzlager 11 und 12 mit ihren Außenringen befestigt, wobei die Innenringe der Wälzlager 11 und 12 fest mit der Hohlwelle 6 verbunden sind. Ferner ist am Außenumfang des Stators 2 ein Klemmkasten 13 befestigt, in dem elektrische Anschlüsse zum Kontaktieren der Statorwicklungen 3 vorgesehen sind.
An der dem Stator 2 abgewandten Seite des Lagerschilds 4 ist eine Bremse 14 vorgesehen, die insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert wird. Die Bremse 14 umfasst eine
Bremsscheibe 15, eine Ankerscheibe 16 und eine Halterung 17, die fest mit dem Lagerschild 4 verbunden ist. Die Halterung 17 umfasst einen Elektromagneten 18, dessen Anschlüsse zu dem Klemmkasten 13 geführt sind. Die Ankerscheibe 16 ist über schematisch angedeutete Führungsbolzen 19 an der Halterung 17 und/oder an dem Elektromagneten 18 in Richtung der Rotorachse 9 verschiebbar geführt. Ferner ist die Ankerscheibe 16 durch die Führungsbolzen 19 bezüglich der Rotorachse 9 drehstarr mit der Halterung 17 und somit auch mit dem Stator 2
verbunden. Die Ankerscheibe 16 weist an ihrem Innenumfang einen Abstand zur Hohlwelle 6 auf und besteht aus einem magnetischen Material. In der Halterung 17 und/oder in dem Elektromagneten 18 sind ein oder mehrere, lediglich
schematisch dargestellte Druckfedern 20 vorgesehen, mittels welchen die Ankerscheibe 16 in einer axialer Richtung 21 gegen die Bremsscheibe 15 gedrückt wird und dadurch die
Bremsscheibe 15 gegen die dem Stator 2 abgewandte Stirnfläche 22 des Lagerschilds 4 drückt. Die Rotorachse 9 verläuft in axialer Richtung 21.
Die Bremsscheibe 15 umringt die Hohlwelle 6 und bildet an ihrem Innenumfang eine Hülse 23. Die Hülse 23 erstreckt sich in Richtung der Rotorachse 9 und geht an ihrem dem
Lagerschild 4 abgewandten Ende in einen scheibenförmigen Bereich 24 der Bremsscheibe 15 über. An den in axialer
Richtung 21 einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Bremsscheibe 15 sind im Bereich ihres Außenumfangs
ringförmige Bremsbeläge 25 und 32 befestigt, sodass die
Bremsscheibe 15 mit dem Bremsbelag 25 mit der Stirnfläche 22 des Lagerschilds 4 und mit dem Bremsbelag 32 mit der
Ankerscheibe 16 in Kontakt treten kann.
Im in den Figuren dargestellten Zustand ist die Bremse 14 betätigt, sodass die Ankerscheibe 16 aufgrund der Kraft der Federn 20 in axialer Richtung 21 gegen den Bremsbelag 32 drückt und der Bremsbelag 25 der Bremsscheibe 15 in axialer Richtung 21 gegen eine ringförmige Bremsfläche 30 drückt, die einen Bereich der Stirnfläche 22 des Lagerschilds 4 bildet. Der Lagerschild 4 ist somit Teil der Bremse 14 und wird auch als Bremslagerschild bezeichnet. Zum Lösen der Bremse 14 wird der Elektromagnet 18 eingeschaltet, sodass die Ankerscheibe 16 von dem Elektromagneten 18 angezogen wird und gegen die Kraft der Federn 20 in Gegenrichtung des Pfeils 21 von der Bremsscheibe 15 abrückt.
Die Hülse 23 ist direkt mit der Hohlwelle 6 über eine
Kurzverzahnung 26 verbunden, welche die Bremsscheibe 15 bezüglich der Rotorachse 9 drehstarr mit der Hohlwelle 6 verbindet und ein Verschieben der Bremsscheibe 15 in Richtung der Rotorachse 9 relativ zu der Hohlwelle 6 ermöglicht.
Hierfür weist die Hülse 23 an ihrem Innenumfang einen
Zahnkranz 27 auf, der mit einem an der Außenumfangsfläche der Hohlwelle 6 vorgesehenen Zahnkranz 28 im Eingriff steht.
Ferner ist in radialer Richtung zwischen der Hohlwelle 6 und dem Lagerschild 4 ein um die Rotorachse 9 umlaufender
Zwischenraum 29 vorgesehen, in den die Hülse 23 eintaucht. Somit ist ein sehr kompakter Aufbau der Bremse 14 realisiert. Insbesondere erstreckt sich die Kurzverzahnung 26 bis in den Bereich des Zwischenraums 29.
An der dem Lagerschild 4 abgewandten Seite der Halterung 17 ist ein Drehgeber 31 befestigt, mittels welchem die
Verdrehung der Hohlwelle 6 um die Rotorachse 9 erfassbar ist. Die Bremse 14 ist somit zwischen dem Lagerschild 4 und dem Drehgeber 31 angeordnet. Elektrische Anschlüsse des
Drehgebers sind zu einem Steckverbinder 33 geführt, der am Außenumfang des Stators 2 befestigt ist. Bezugs zeichenliste
1 Elektromotor
2 Stator
3 Statorwicklungen
4 Lagerschild
5 Lagerschild
6 Hohlwelle
7 Permanentmagnete
8 Rotor
9 Rotorachse
10 Wälzlager
11 Wälzlager
12 Wälzlager
13 Klemmkasten
14 Bremse
15 Bremsscheibe
16 Ankerscheibe
17 Halterung
18 Elektromagnet
19 Führungsbolzen
20 Druckfedern
21 axiale Richtung
22 Stirnfläche des Lagerschilds
23 Hülse der Bremsscheibe
24 scheibenförmiger Bereich der Bremsscheibe
25 Bremsbelag
26 Kurzverzahnung
27 Zahnkranz an Hülse
28 Zahnkranz an Hohlwelle Zwischenraum zwischen Hülse und Lagerschild Bremsfläche
Drehgeber
Bremsbelag
Steckverbinder
Hohlraum der Hohlwelle

Claims

Elektromotor Patentansprüche
1. Elektromotor mit
einem Stator (2 ) ,
einem in dem Stator (2) angeordneten und relativ zu diesem um eine in einer axialen Richtung (21) verlaufende Rotorachse (9) drehbaren Rotor (8), der eine als Hohlwelle (6)
ausgebildete Motorwelle umfasst,
einer Bremse (14), die eine die Hohlwelle (6) umringende, bezüglich der Rotorachse (9) drehstarr mit der Hohlwelle (6) verbundene und in Richtung der Rotorachse (9) relativ zu der Hohlwelle (6) verschiebbare Bremsscheibe (15), eine relativ zu dem Stator (2) drehfeste Bremsfläche (30) und eine
Betätigungseinrichtung umfasst, mittels welcher die
Bremsscheibe (15) gegen die Bremsfläche (30) drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsscheibe (15) unmittelbar auf der Hohlwelle (6) sitzt und mit dieser über eine Kurzverzahnung (26) drehstarr und in Richtung der Rotorachse (9) verschiebbar verbunden ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsfläche (30) an dem Stator (2) oder an einem fest mit diesem verbundenen Bauteil vorgesehen ist.
3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stator (2) mit einem mit der Bremsfläche (30) versehenen Lagerschild (4) fest verbunden ist, in dem die Hohlwelle (6) um die Rotorachse (9) drehbar gelagert ist.
4. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsscheibe (15) im Bereich ihres Innenfangs eine sich in Richtung der Rotorachse (9) erstreckende Hülse (23) bildet, die über die Kurzverzahnung (26) mit der Hohlwelle (6) verbunden ist.
5. Elektromotor nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
in radialer Richtung zwischen der Hohlwelle (6) und dem Lagerschild (4) ein um die Rotorachse (9) umlaufender
Zwischenraum (29) vorgesehen ist, in den die Hülse (23) eintaucht .
6. Elektromotor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (23) von einem scheibenförmigen Bereich (24) der Bremsscheibe (15) in Richtung auf den Lagerschild (4) vorragt .
7. Elektromotor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (23) an ihrem dem Lagerschild (4) abgewandten Ende in den scheibenförmigen Bereich (24) der Bremsscheibe (15) übergeht .
8. Elektromotor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kurzverzahnung (26) einen am Innenumfang der Hülse (23) vorgesehenen ersten Zahnkranz (27) und einen am Außenumfang der Hohlwelle (6) vorgesehenen zweiten Zahnkranz (28) umfasst, der mit dem ersten Zahnkranz (28) formschlüssig ineinander greift.
9. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsscheibe (15) einen der Bremsfläche (30) zugewandten Bremsbelag (25) trägt.
10. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Betätigungseinrichtung eine fest mit dem Stator (2) verbundene oder durch diesen gebildete Halterung (17), eine die Hohlwelle (6) umringende Ankerscheibe (16), die an der Halterung (17) in Richtung der Rotorachse (9) verschiebbar geführt ist, und wenigstens eine mit der Halterung (17) und der Ankerscheibe (16) in Wirkverbindung stehende Feder (20) umfasst, mittels welcher die Ankerscheibe (16) in axialer Richtung (21) gegen die Bremsscheibe (15) gespannt ist.
11. Elektromotor nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ankerscheibe (16) aus einem magnetischen Material besteht und die Bremse (14) einen mit der Halterung (17) fest
verbundenen Elektromagneten (18) umfasst, mittels welchem die Ankerscheibe (16) gegen die Kraft der Feder (20) von der Bremsscheibe (15) abrückbar ist.
12. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Zahnhöhenfaktor der Kurzverzahnung (26) kleiner als eins ist .
13. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Hohlwelle (6) mit einem Bereich aus dem Stator (2) heraus und durch die Bremsscheibe (15) hindurch bis zu einem freien Ende der Hohlwelle (6) erstreckt, wobei der
Außendurchmesser der Hohlwelle (6) in diesem Bereich
ausgehend von dem Stator (2) bis zu dem freien Ende nicht größer wird.
14. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Außendurchmesser der Hohlwelle (6) im Bereich der
Kurzverzahnung (26) kleiner oder gleich dem Außendurchmesser der Hohlwelle (6) innerhalb des Stators (2) ist.
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