CN120826862A - 可电磁操纵的制动器和具有可电磁操纵的制动器的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能电磁操纵的制动器，其中，制动器的制动块载体以不能相对转动的方式与轴连接，制动块载体布置为能相对于轴沿轴向方向运动，制动器的衔铁盘以不能相对转动的方式与制动器的磁性体部连接，衔铁盘布置为能沿轴向方向运动，第一环形磁体布置在电机的轴承盖上，第二环形磁体布置在衔铁盘上，磁性的第三环形磁体被接纳在制动块载体中。

Description

可电磁操纵的制动器和具有可电磁操纵的制动器的电机

技术领域

本发明涉及一种可电磁操纵的制动器及一种具有可电磁操纵的制动器的电机。

背景技术

众所周知，制动电机具有带制动器的电机，其中制动器在激活时接合，在松开时释放。

由作为最接近的现有技术的DE 1020 10 049 744 A1已知了一种制动器。

由DE 10 2010 049 747 A1已知了一种用于制造一电机构型中的不同的电机的套件。

由DE 10 2010 049 748 A1已知了一种电机。

发明内容

因此，本发明的目的在于，以尽可能高的安全性实现制动电机的运行。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1中所述特征的制动器和根据权利要求14中所述特征的电机得到解决。

在可电磁操纵的制动器中，尤其是用于电机的可电磁操纵的制动器中，本发明的重要特征在于：

其中，制动器的制动块载体以不能相对转动的方式连接到轴，并且制动块载体布置为可相对于轴沿轴向方向运动，即特别是沿平行于轴的转动轴线的方向运动；

其中，制动器的衔铁盘以不能相对转动的方式与制动器的磁性体部连接，其中，衔铁盘布置为可沿轴向方向运动；

其中，第一环形磁体布置在电机的轴承盖上，

其中，第二环形磁体布置在衔铁盘上，

其中，磁性的、特别是在轴向方向上磁化的第三环形磁体被接纳在制动块载体中。

在此优点在于，能够保证制动电机的安全运行。因为在制动器接合时，衔铁盘轴向地从制动块载体被拉回，从而使制动块载体及其制动块从与制动块摩擦接触的制动面上缩回。通过环形磁体能实现制动块载体在轴承盖和衔铁盘之间轴向地对中。由于在第一环形磁体和与第一环形磁体最相邻的第三环形磁体之间的磁斥力，以及由于在第二环形磁体和与第二环形磁体最相邻的第三环形磁体之间的磁斥力，辅助了制动块载体连同其制动块从形成在轴承盖上的制动面的脱离。

同样特别重要的是，在制动器松开时，借助磁性体部使制动块载体快速、高效且足够安全地轴向被间隔开。

径向方向和周向方向在此始终以轴的转动轴线为基准；轴向方向平行于轴的转动轴线的方向。

在有利的设计方案中，在制动块载体的轴向两侧分别接纳有第三环形磁体中的相应一个，

尤其是接纳在制动块载体的相应的环形槽中。在此优点在于，制动块载体在径向方向上不会被第三环形磁体中断，因此能实施为一体式的。

在有利的设计方案中，第一环形槽、第二环形槽和/或两个第三环形槽彼此同轴地布置，和/或特别是以转子轴的转动轴线为基准以相应相同的径向距离布置。在此优点在于，制动块载体可以在第一环形磁体与第二环形磁体之间精确地对中。

在有利的设计方案中，相应的第三环形磁体的磁化方向与另外的环形磁体中紧邻的环形磁体的磁化方向相反，尤其是其中该另外的环形磁体是第一环形磁体和第二环形磁体。在此优点在于，第三环形磁体被其各自紧邻的环形磁体排斥。

在有利的设计方案中，第二环形磁体被接纳在衔铁盘的环形凹部中和/或与衔铁盘材料锁合地连接、特别是粘合连接。在此优点在于，制造可以简单且成本低廉地实施。在此，凹部可以实施为环形槽，或在作为塑料注塑件实施的制动块载体中成形。

在有利的设计方案中，第一环形磁体的环轴线与轴的转动轴线同轴取向。在此优点在于，制动块载体易于对中。

在有利的设计方案中，第二环形磁体被接纳在衔铁盘的环形凹部中和/或与衔铁盘材料锁合地连接、特别是粘合连接。在此优点在于，无需为环形磁体提供额外空间。

在有利的设计方案中，第一环形磁体的环轴线与轴的转动轴线同轴地取向。在此优点在于，制动块载体不易倾斜。因此能确保无故障的运行。

在有利的设计方案中，第二环形磁体的环轴线与轴的转动轴线同轴地取向。在此优点在于，制动块载体不易倾斜。因此能确保无故障的运行。

在有利的设计方案中，第三环形磁体分别与轴的转动轴线具有相同径向距离和/或分别布置在同一轴向部位处。在此优点在于，由于第三环形磁体之间的磁斥力的作用，制动块载体能够尽可能精确地在两个环形磁体之间对中。这是因为，相应的第三环形磁体在其朝向第一环形磁体的一侧上具有与第一环形磁体在其朝向第三环形磁体的一侧上相同的磁极类型，例如北极。同样地，相应的第三环形磁体在其朝向第二环形磁体的一侧上具有与第二环形磁体在其朝向相应的第三环形磁体的一侧上相同的磁极类型，例如南极。

在有利的设计方案中，被第三环形磁体分别覆盖的径向范围分别彼此相同，和/或被第三环形磁体在轴向方向分别覆盖的区域分别彼此相同。在此优点在于，所有第三环形磁体均具有同一径向位置。

在有利的设计方案中，第一环形磁体沿轴向方向磁化，

其中，第二环形磁体沿轴向方向磁化，

其中，第三环形磁体分别反向于轴向方向磁化。

在替代的有利设计方案中，第一环形磁体反向于轴向方向磁化，

其中，第二环形磁体反向于轴向方向磁化，

其中，第三环形磁体分别沿轴向方向磁化。在此优点在于，轴向布置在两个环形磁体之间的第三环形磁体被这两个环形磁体排斥，并因此定位在中间。在制动器松开的情况下，弹簧元件将衔铁盘推离磁性体部。然后，衔铁盘将制动块载体压向轴承盖。同时，在第三环形磁体与第一环形磁体和第二环形磁体之间的磁斥力被克服，且轴向布置在制动块载体两侧上的制动块被压到相应的制动面上，即特别地，第一制动块被压到第一制动面上，而第二制动块被压到第二制动面上。

在有利的设计方案中，第三环形磁体分别布置在沿轴向方向贯穿制动块载体的相应缺口内，和/或与制动块载体材料锁合地连接，特别是粘合连接。在此优点在于，实现了快速、简单的构造方式，其中无需额外的结构空间。

在有利的设计方案中，在制动块载体上冲压和/或形成的接片区域至少部分地包围第三环形磁体，并因此轴向界定该第三环形磁体。在此优点在于，尤其是额外地实现了形锁合的轴向固定。

在有利的设计方案中，制动块载体在轴向两侧均具有制动块，

其中，制动块布置在第三环形磁体、第一环形磁体和/或第二环形磁体的径向外部。因此，被制动块载体覆盖的径向距离与被各自的环形磁体覆盖的径向距离在径向上间隔开。在此优点在于，能够产生大的摩擦力矩。

在有利的设计方案中，第一环形磁体在——尤其是以轴的转动轴线为基准的——周向方向上实施为不间断的。在此优点在于，能够实现简单的组装。此外，无论制动块载体的转动位置如何，都能实现制动块载体在第一环形磁体和第二环形磁体之间的中间位置轴向居中定位。

在附加或替代的实施例中，第二环形磁体——尤其是以轴的转动轴线为基准的——在周向方向上实施为不间断的。在此优点在于，能够实现简单的组装。此外，无论制动块载体的转动位置如何，都能实现制动块载体在第一环形磁体和第二环形磁体之间的中间位置轴向居中定位。

在有利的设计方案中，线圈绕组布置在磁性体部中，特别是布置在磁性体部的环形凹部中，特别是线圈绕组的绕组轴线与轴的转动轴线同轴地取向，

其中，支撑在磁性体部上的弹簧元件压在衔铁盘上，

其中，在制动块载体的朝向制动块载体的一侧上在轴承盖上形成第一制动面，或者将摩擦片连接到轴承盖上，该摩擦片在制动块载体的朝向制动块载体的一侧上提供第一制动面，

尤其是其中，衔铁盘在其朝向制动块载体的一侧上提供第二制动面。在此优点在于，在断电情况下，制动器会自动接合，这是因为由弹簧元件产生的弹力将衔铁盘压向制动块载体，并进而将衔铁盘压紧在形成在轴承盖上的第一制动面上。只有在线圈绕组通电的情况下，作用在衔铁盘上的磁吸力才克服由弹簧元件产生的弹力，从而使衔铁盘向磁性体部运动，并进而使制动块载体脱离制动面。在这种情况下，尤其是在制动块载体脱离的情况下，在第三环形磁体和其他环形磁体之间的磁斥力起到辅助作用。

在有利的设计方案中，轴穿过磁性体部中的缺口，并在磁性体部的轴向背离衔铁盘的一侧上以不能相对转动的方式与风扇连接。在此优点在于，能简单地实现磁性体部以及进而制动器的散热。

在有利的设计方案中，制动器具有以可转动的方式支承在磁性体部上的板件。在此优点在于，实现了手动松开。

在有利的设计方案中，由第三环形磁体覆盖的径向范围与第一环形磁体覆盖的径向范围交叠或与之相同。在此优点在于，制动块载体可以磁性的方式沿轴向方向居中定位。这是因为第三环形磁体优选布置在与其他环形磁体相同的径向位置上。因此，排斥力足够强。

在有利的设计方案中，由第三环形磁体覆盖的径向范围与第二环形磁体覆盖的径向范围交叠或与之相同，

尤其是其中，第三环形磁体沿轴向方向布置在第一环形磁体与第二环形磁体之间。在此优点在于，以磁性方式实现了沿轴向方向的居中定位。

在有利的设计方案中，制动块载体具有内齿部，该内齿部套装在环形带动件的外齿部上，

其中，带动件以不能相对转动的方式——尤其是借助于键连接——与轴连接。在此优点在于，制动块载体以不能相对转动的方式与带动件连接，但同时布置成可轴向运动。

具有上述制动器的电机的重要特征在于，轴是电机的转子轴。

特别地，浮动轴承被接纳在轴承盖内，浮动轴承的内圈套装在轴上，浮动轴承的外圈被接纳在轴承盖内，

其中，轴承盖与电机的定子壳体连接，

其中，在定子壳体的背离轴承盖的一侧上，轴承法兰与定子壳体连接且接纳固定轴承，该固定轴承与浮动轴承共同以可转动的方式支承轴。在此优点在于，浮动轴承被接纳在轴承盖内，进而在轴因热而发生长度变化的情况下可对该长度变化进行补偿。此外，为了适于补偿长度变化，制动块载体以可移动的方式布置在轴上或者说布置在带动件上。

另外的优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言，特别是从目的提出和/或通过与现有技术相比较而提出的目的，可得到权利要求和/或单项权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其他合理的组合可能性。

附图说明

在此，参考示意图更详细地解释本发明：

图1示出了根据本发明的带有可电磁操纵的制动器的电机的纵向剖面图。

图2放大示出了图1中的局部。

图3示出了根据本发明的带有可电磁操纵的制动器的第二电机的纵向剖面图。

图4放大示出了图3中的局部。

附图标记列表：

1 轴承

2 转子轴

3 键

4 带动件

5 第一环形磁体

6 棒形磁体

7 制动块载体

8 第二环形磁体

9 衔铁盘

10 磁性体部

11 线圈绕组

12 松开杆

13 板件

14 风扇

15 轴承盖

30 环形磁体

具体实施方式

如图1和图2所示，电机具有以可转动的方式支承的转子轴2，该转子轴借助接纳在轴承盖15中的轴承1以可转动的方式被支承。

轴承1优选地实施为浮动轴承。

轴承盖连接至定子壳体，定子壳体在其轴向背离轴承盖15的一侧上与轴承法兰连接，为了以可转动的方式支承转子轴2，在该轴承法兰中接纳有另一轴承、特别是固定轴承。

环形带动件4套装在转子轴2上，并借助键/3与转子轴2以不能相对转动的方式连接。带动件4具有外齿部，在外齿部上套装了带有内齿部的制动块载体7。因此，制动块载体7与带动件4以不能相对转动的方式连接，但可相对于转子轴2沿轴向方向移动。

制动块载体7在轴向两侧均设有制动块。

在制动块载体7的轴向背离轴承盖15的一侧上布置有衔铁盘9，该衔铁盘与磁性体部10以不能相对转动的方式连接，但可沿轴向方向移动。为此，优选将销固定在磁性体部上或中，所述销分别穿过衔铁盘9上的相应缺口，从而使衔铁盘9布置为不能相对于磁性体部10转动，然而能轴向运动。

磁性体部10与轴承盖15连接。磁性体部10中布置有环形凹部，在环形凹部中接纳有可通电的线圈绕组11。

线圈绕组11优选设计为环形绕组，其中，环形绕组的环轴线与转子轴2的转动轴线同轴地取向。

衔铁盘9轴向地布置在磁性体部10与制动块载体7之间。

衔铁盘9优选由铁磁性材料制成。

支撑在磁性体部10上的弹簧元件、特别是环形弹簧压靠在衔铁盘9上。

因此，当线圈绕组11通电时，衔铁盘9克服由弹簧元件产生的弹力而被吸向磁性体部10。

当线圈绕组11断电时，弹簧元件将衔铁盘9压靠在制动块载体上，特别是压靠在布置在制动块载体的朝向衔铁盘的一侧上的制动块上，从而制动块载体、特别是布置在制动块载体的背离衔铁盘的一侧上的制动块在其背离衔铁盘9的一侧上被压靠在形成轴承盖15上的、特别是平面磨削的制动面上，或压靠在固定在轴承盖15上、轴向布置在轴承盖与制动块载体之间的摩擦片上。

磁性体部10和衔铁盘9各自具有居中地布置的缺口，转子轴2分别穿过该缺口。

优选在磁性体部10的轴向背离衔铁盘9的一侧上，风扇叶轮与转子轴2以不能相对转动的方式连接。

此外，还设置有以可转动的方式支承在磁性体部10上的板件13，能利用松开杆12调节该板件的转动位置，该松开杆与板件13固定连接。拉杆能由板件13沿轴向方向带动并穿过磁性体部10和衔铁盘9，在拉杆沿轴向方向运动时，借助该拉杆使衔铁盘9沿轴向方向一同被拉动，这是因为拉杆在其背离板件13的端部区域加宽，并进而轴向地对衔铁盘9限位。

同样，通过使穿过板件13的拉杆的、背离衔铁盘9的端部区域加宽，实现了对板件13的轴向限位。即通过这种方式实现了在断电运行中也能手动松开制动器。

衔铁盘9轴向地布置在制动块载体7与磁性体部10之间。

当线圈绕组11通电时，衔铁盘9克服由弹簧元件产生的弹力被吸向磁性体部10。通过这种方式，制动块载体7从轴承盖15上的制动面或摩擦片上脱离，并能沿轴向方向移动，从而使制动器释放。

为了在线圈绕组11通电时辅助制动块载体7的脱离，并同时使制动块载体尽可能居中地定位在衔铁盘9与布置在摩擦片上和轴承盖15上的制动面之间的轴向中心处，在轴承盖15上、尤其是在轴承盖15的轴向朝向制动块载体的一侧上布置有第一环形磁体5，并在衔铁盘9的朝向制动块载体7的一侧上布置有第二环形磁体8。

第一环形磁体5的环轴线与转子轴2的转动轴线同轴地取向。第一环形磁体5沿轴向方向磁化，特别是使得第一环形磁体5在其朝向制动块载体7的一侧上具有南极。

第二环形磁体8的环轴线与转子轴2的转动轴线同轴地取向。第二环形磁体8沿轴向方向磁化，特别是使得第二环形磁体8在其朝向制动块载体7的一侧上具有南极。

两个环形磁体5、8尤其是具有相同的环直径；即优选大小相同。

棒形磁体6被接纳在制动块载体7中，棒形磁体沿轴向方向磁化，使得棒形磁体分别在其朝向轴承盖15的一侧上具有南极，且在其朝向衔铁盘9的一侧上具有北极。

在此，棒形磁体6在周向方向上彼此间隔开、特别是在周向方向上规律地彼此间隔开。

所有的棒形磁体6均布置为距转子轴2的转动轴线具有相同的径向距离。

被棒形磁体6覆盖的径向范围与被第一环形磁体5覆盖的径向范围以及与被第二环形磁体8覆盖的径向范围重叠。

棒形磁体6既与第一环形磁体5轴向间隔开，也与第二环形磁体8轴向间隔开。优选地，棒形磁体距相应的环形磁体5、8的距离相同。

棒形磁体6以不可移动的方式布置在制动块载体7中。棒形磁体6与制动块载体7优选材料锁合地连接，特别是粘合连接。然而替代或附加地，形锁合的连接也是有利的，其中为此在制动块载体上形成接片、尤其是冲压出接片，所述接片至少部分地在包围棒形磁体并至少轴向地固定棒形磁体。

棒形磁体6优选布置在制动块的径向内部。因此，制动块尽可能远地布置在制动块载体7的径向外部。

当线圈绕组11通电时，作用于衔铁盘9的磁吸力优选是第一环形磁体5作用于棒形磁体6的磁斥力的至少十倍。

线圈绕组11优选被接纳在线圈架中，该线圈架优选由塑料制成，特别是实施为塑料注塑件，其中线圈架连同线圈绕组11一起被接纳在磁性体部10的杯形或环形缺口中。

第二环形磁体8被接纳在轴承盖15的环形凹部中。如果没有设置摩擦片，则在第二环形磁体8的径向外部在轴承盖上形成精加工的环形面，该环形面在轴承盖15的朝向制动块载体7一侧上用作制动面。替代地，如果有摩擦片，则该摩擦片优选由金属板件冲压成穿孔板。

在本发明的其它实施例中，转子轴2设有外齿部，而非带动件4，且制动块载体7以其内齿部套装在转子轴上。因此能够省去带动件4连同键3。

在根据图3和图4的实施例中，环形磁体30代替棒形磁体6布置在制动块载体7的轴向两侧。每个环形磁体都被接纳在制动块载体7的环形槽中。

两个环形磁体30轴向彼此间隔开，并且优选彼此同轴地取向。因此，相应的环形磁体30的环轴线与转子轴2的转动轴线同轴取向。

相应的环形磁体30的磁化方向与相应最靠近的固定的环形磁体5、8的磁化方向相反。

环形磁体5和8优选同样与环形磁体30同轴取向。具体而言，所有环形磁体5、8、30均布置在相同的径向距离处。

制动块载体7优选不是由单个板材制成，而是制成为单件式部件、特别是一体式部件、尤其是塑料部件。

环形槽沿周向方向连续地延伸。

在根据本发明的其它实施例中，第三环形磁体30并非布置在制动块载体7的相应的环形槽中，而是粘合到制动块载体7的相应的平面、特别是相应的端面上。

Claims (15)

1.一种能电磁操纵的制动器，该制动器尤其是用于电机，

制动器的制动块载体以不能相对转动的方式与轴连接，制动块载体布置为能相对于轴沿轴向方向、即特别是平行于轴的转动轴线的方向运动；

制动器的衔铁盘以不能相对转动的方式与制动器的磁性体部连接，衔铁盘布置为能沿轴向方向运动，

其特征在于，

第一环形磁体布置在电机的轴承盖上，

第二环形磁体布置在衔铁盘上，

磁性的、特别是沿轴向磁化的第三环形磁体被接纳在制动块载体中。

2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，在制动块载体处在轴向两侧分别接纳有第三环形磁体中的相应一个，特别是接纳在制动块载体的相应的环形槽中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第一环形槽、第二环形槽和/或这两个第三环形槽彼此同轴地布置和/或特别是相对于转子轴的转动轴线以相同的径向距离布置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，相应的第三环形磁体的磁化方向与别的环形磁体中最靠近的相邻环形磁体的磁化方向相反，尤其地，所述别的环形磁体是第一环形磁体和第二环形磁体。

5.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第二环形磁体被接纳在衔铁盘的环形凹部中，和/或与衔铁盘材料锁合地连接，特别是粘合连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第一环形磁体的环轴线与轴的转动轴线同轴地取向，

和/或，

第二环形磁体的环轴线与轴的转动轴线同轴地取向。

7.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，各个第三环形磁体在轴向方向上彼此间隔开，并与第一环形磁体和第二环形磁体间隔开，

和/或，

环形磁体——即特别是第一环形磁体、第二环形磁体和第三环形磁体——各自距轴的转动轴线具有相同的径向距离，和/或各自布置在相同的径向位置处，

和/或，

第一环形磁体、第二环形磁体和第三环形磁体各自覆盖的径向范围彼此相同，和/或第一环形磁体、第二环形磁体和第三环形磁体分别在径向方向上所覆盖的区域分别彼此相同。

8.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第一环形磁体沿轴向方向磁化，

第二环形磁体沿轴向方向磁化，

第三环形磁体分别反向于轴向方向磁化，

或者，

第一环形磁体反向于轴向方向磁化，

第二环形磁体反向于轴向方向磁化，

第三环形磁体分别沿轴向方向磁化。

9.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，制动块载体所覆盖的径向范围包括第三环形磁体所覆盖的径向范围，

和/或，

第三环形磁体与制动块载体材料锁合地连接，特别是粘合连接。

10.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，制动块载体在轴向两侧均具有制动块，

制动块布置在第三环形磁体、第一环形磁体和/或第二环形磁体的径向外部。

11.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第一环形磁体在——特别是以轴的转动轴线为基准的——周向方向上实施为不间断的，

和/或，

第二环形磁体在——特别是以轴的转动轴线为基准的——周向方向上实施为不间断的。

12.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，线圈绕组布置在磁性体部中、特别是布置在磁性体部的环形凹部中，特别地，线圈绕组的绕组轴线与轴的转动轴线同轴地取向；

支撑在磁性体部上的弹簧元件压向衔铁盘；

在轴承盖上在朝向制动块载体的一侧上形成有第一制动面，或者将摩擦片连接到轴承盖上，该摩擦片在其朝向制动块载体的一侧上提供第一制动面；

尤其地，衔铁盘在其朝向制动块载体的一侧上提供第二制动面。

13.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，轴穿过磁性体部的缺口，并在磁性体部的沿轴向背离衔铁盘的一侧上以不能相对转动的方式与风扇连接；

和/或，

制动器具有板件，该板件以能转动的方式支承在磁性体部上；

和/或，

由第三环形磁体覆盖的径向范围与由第一环形磁体覆盖的径向范围交叠或与之相同；

和/或，

第三环形磁体覆盖的径向范围与由第二环形磁体覆盖的径向范围交叠或与之相同；

尤其地，第三环形磁体沿轴向方向布置在第一环形磁体与第二环形磁体之间。

14.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，制动块载体具有内齿部，该内齿部套装在环形带动件的外齿部上，

带动件以不能转动的方式——尤其是借助于键连接——与轴连接。

15.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的能电磁操纵的制动器的电机，其特征在于，

轴是电机的转子轴，

和/或，

浮动轴承被接纳在轴承盖内，浮动轴承的内圈套装在轴上，浮动轴承的外圈被接纳在轴承盖中，

轴承盖与电机的定子壳体连接，

在定子壳体的背离轴承盖的一侧上，轴承法兰与定子壳体连接且接纳固定轴承，固定轴承与浮动轴承共同地以能转动的方式支承所述轴。