DE102004009077A1

DE102004009077A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE102004009077A1
Application number: DE102004009077A
Authority: DE
Inventors: Hubert Leibold
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-02-24
Also published as: DE102004009077B4

Abstract

Elektromotor, umfassend Statorwicklungen und drehbar angeordnete Permanentmagnete, wobei die Permanentmagnete an einer Exzenterscheibe vorgesehen sind, welche Bohrungen für Achsen einer Trägernabe aufweist, wobei die Achsen konzentrisch zur Achse der Trägernabe vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor.
Getriebe sind als Wandler von mechanischem Drehmoment allgemein bekannt.

Aus der DE 44 28 441 A1 ist ein Exzentergetriebe bekannt, bei dem zwischen Innenseite des Gehäuses und der Exzenterscheibe magnetische Kräfte wirken. Das von diesem Getriebe maximal übertragbare Drehmoment ist durch die magnetischen Kräfte begrenzt. Es wird daher auf Spalte 2, Zeile 45 ff vorgeschlagen, Elektromagnete einzusetzen, mit denen dann das maximal übertragbare Drehmoment steuerbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler von elektrischer Energie in mechanisches Drehmoment in möglichst kompakter Weise auszubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass er Statorwicklungen und drehbar angeordnete Permanentmagnete umfasst, wobei die Permanentmagnete an einer Exzenterscheibe vorgesehen sind, welche Bohrungen für Achsen einer Trägernabe aufweist,
wobei die Achsen konzentrisch zur Achse der Trägernabe vorgesehen sind.

Von Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor sehr kompakt ausbildbar ist und dabei ein hohes mechanisches Drehmoment erzeugbar ist. Gleichzeitig ist eine niedrige Drehzahl an der Abtriebsseite vorgesehen, wenn man diese Drehzahl in Relation setzt zu welcher der Periodendauer der elektrischen Bestromung der Statorwicklungen. Somit ist die Drehzahl beim maximal abgebbaren Drehmoment des Elektromotors derart niedrig, dass ein an den Elektromotor angeschlossenes Getriebe nicht notwendig ist. Selbstverständlich ist es aber möglich, ein Getriebe mit dem Elektromotor zur weiteren Herabsetzung der Drehzahl und Erhöhung des Drehmoments zu verbinden. Der besondere Vorteil der Kompaktheit des Elektromotors als Antrieb kommt jedoch am besten bei Direktantrieben, also direktem Verbinden des Elektromotors mit der anzutreibenden Last, zum Tragen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine weitere Exzenterscheibe um einen Winkelbetrag versetzt vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine Unwuchtkompensation realisierbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Trägernabe mit einer Welle, insbesondere Abtriebswelle, verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass die abtreibende Welle nicht aus einem Stück gefertigt werden muss sondern aus mehreren Komponenten fertigbar ist. Somit ist bei der spanenden Bearbeitung Material einsparbar. Die Abtriebswelle ist entweder als Hohlwelle oder als Vollwelle ausführbar.

Bei einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung weist die weitere Exzenterscheibe ebenfalls Magnete an ihrem Umfang auf. Von Vorteil ist dabei, dass das Drehmoment verdoppelbar und zusätzlich die Unwucht gleichzeitig kompensierbar ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

1: Welle
2: Zahnköpfe des Blechpakets
3: Statorwicklungen
4: Dauermagnet
5: Dauermagnet
6: Exzenterscheibe
7: Lager
8: Trägernabe
9: Achsen
10: Exzenterscheibenlager
11: Flanschbefestigung
12: Befestigungsgewindebohrung

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1a und 1b ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Längs- und Querschnitt gezeichnet.
Die Welle 1 trägt die Trägernabe 8, an der wiederum Exzenterscheiben 6 gelagert sind, die an ihrem Umfang mit Magneten 4, 5 bestückt sind, wobei die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Magnete 4,5 unterschiedliche Magnetisierungsrichtungen aufweisen. Insbesondere ist es beispielsweise vorteilhaft, die Magnete in radialer Richtung zu magnetisieren, so dass am Umfang eine abwechselnde Folge von Nord- und Südpolen vorgesehen ist. Jede Exzenterscheibe ist exzentrisch zur Welle 1 vorgesehen und auf Exzenterscheibenlagern 10 gelagert.
Die Trägernabe 8 ist formschlüssig verbunden. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist auch eine kraftschlüssige Verbindung vorteilhaft. Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Welle 1 mit der Trägernabe 8 einstückig ausführbar.
Der Stator weist ein Blechpaket mit Zähnen und Nuten auf. In den Nuten ist die Statorwicklung 3 vorgesehen, die in den Figuren nur symbolisch angedeutet sind. Die Zahnköpfe 2 des Blechpakets auf sind einstückig mit den Zähnen ausgeformt. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Zahnköpfe aber auch derart ausführbar, dass sie auf die Zähne aufsteckbar sind. Somit ist beim Fertigen zuerst die Statorwicklung auf den Zahn aufwickelbar oder die gesamte Wicklung aufsteckbar und danach der Zahnkopf auf den jeweiligen Zahn aufsteckbar.
Somit ist am Umfang des Stators eine Vielzahl von Elektromagneten vorgesehen, die jeweils bestrombar sind.
Je nach Bestromung der Statorwicklungen 3 wirken die Magnetkräfte derart, dass die Exzenterscheibe 6 eine Abrollbewegung ausführt, ohne allerdings bei diesem Abrollen in Kontakt zu treten mit den Zahnköpfen. Somit ist keine Reibwirkung zum Stator hin vorhanden. Die Statorwicklungen sind entsprechend zu bestromen, insbesondere ist die Stromrichtung der jeweiligen Wicklungen zu alternieren.
Die Exzenterscheibe weist Bohrungen auf, in denen die Achsen 9 mittels Lager 7 gelagert sind. Die Achsen 9 sind mit der Trägernabe 8 verbunden und zur Achse der Welle 1 konzentrisch angeordnet. Somit führt die Abrollbewegung der Exzenterscheibe zu einer Drehbewegung der Welle 1. Es wird also Drehmoment erzeugt.
Eine zweite Exzenterscheibe 6 ist ebenfalls auf den Achsen 9 der Trägernabe 8 um einen Wickelbetrag versetzt vorgesehen, beispielhaft vorteiligerweise 180° versetzt. Somit ist die Unwucht der erstgenannten Exzenterscheiben kompensierbar.
Abtriebsseitig weist der Elektromotor einen Flanschbefestigung 11 und Befestigungsgewindebohrungen 12 auf, die zur Ausrichtung und Positionierung der anzuschließenden Vorrichtung verwendbar sind. Insbesondere die Befestigungsgewindebohrungen 12 sind auch als Drehmomentstütze verwendbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind statt der in den Lagern 7 gelagerten Achsen 9 auch einfache Mitnehmerrollen verwendbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die zweite Exzenterscheibe auch ohne Magnete 4, 5 ausführbar. Somit liegt dann eine bloße Unwuchtkompensation vor, wobei Kosten der Magnete verringerbar sind.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der Elektromotor als Flanschausführung, Fußausführung oder als Hohlwellenausführung mit Drehmomentenstütze vorsehbar. Auch eine Ausführung als Aufsteckmotor ist vorsehbar, also als Elektromotor, der mit seiner Hohlwelle auf eine anzutreibende Vollwelle aufsteckbar ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der Elektromotor als Generator betreibbar. Dabei wird Drehmoment über die Welle 1 dem Elektromotor zugeführt und elektrische Energie aus der Statorwicklung abgeführt.

Claims

Elektromotor, umfassend Statorwicklung und drehbar angeordnete Permanentmagnete dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete an einer Exzenterscheibe vorgesehen sind, welche Bohrungen für Achsen einer Trägernabe aufweist, wobei die Achsen konzentrisch zur Achse der Trägernabe vorgesehen sind
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Exzenterscheibe um einen Winkelbetrag versetzt vorgesehen ist, insbesondere zur Unwuchtkompensation.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelbetrag 180° beträgt.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägernabe mit einer Welle, insbesondere Abtriebswelle, verbunden ist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Exzenterscheibe ebenfalls Magnete an ihrem Umfang aufweist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor als Generator betreibbar ist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe über ein Lager zur Welle 1 hin gelagert ist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von mindestens einer Exzenterscheibe Drehoment über Achsen an die Trägernabe übertragbar ist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle 1 eine Vollwelle oder eine Hohlwelle ist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Flanschbefestigung, insbesondere mit Befestigungsgewindebohrungen, umfasst.