DE20307835U1 - Electric motor with electrically controllable spring pressure brake, has electromagnetic stimulation system with spring acting on armature to form air gap if electromagnet not stimulated - Google Patents
Electric motor with electrically controllable spring pressure brake, has electromagnetic stimulation system with spring acting on armature to form air gap if electromagnet not stimulatedInfo
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Abstract
Description
DE-1024iG
19. Mai 2003DE-1024iG
19 May 2003
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einer elektrisch steuerbaren Federdruckbremse (Reibungsbremse), bevorzugt einer Einscheiben-Federdruckbremse. The invention relates to an electric motor with an electrically controllable spring-pressure brake (friction brake), preferably a single-disk spring-pressure brake.
Es ist bekannt, an einem Elektromotor eine Reibungsbremse vorzusehen. Dieser bekannte Elektromotor hat an einem freien Wellenende ein elektromagnetisches Erregersystem, welches auf einer auf dem freien Wellenende befestigten Buchse drehbar gelagert ist (schwimmende Lagerung) und durch Eingriff mit einem am Motor befestigten Mitnehmer an einer Drehung relativ zum Motor gehindert wird. Dieses Erregersystem hat einen axial verschiebbaren Anker in Form einer Scheibe, welche durch Federn in Richtung weg vom Motor gegen ein auf dem Wellenende befestigtes Bremsglied gedrückt wird, solange das Erregersystem stromlos ist. Wird dagegen das Erregersystem durch einen elektrischen Strom erregt, so wird diese Scheibe von dem Bremsglied weggezogen, so dass sich das Wellenende drehen kann. Nachteilig bei dieser bekannten Bremse ist, dass die Lagerung des Erregersystems auf der Buchse störanfällig ist und häufig zu erhöhten Motorgeräuschen führt.It is known to provide a friction brake on an electric motor. This known electric motor has an electromagnetic excitation system on a free shaft end, which is rotatably mounted on a bushing attached to the free shaft end (floating bearing) and is prevented from rotating relative to the motor by engagement with a driver attached to the motor. This excitation system has an axially displaceable armature in the form of a disk, which is pressed by springs in the direction away from the motor against a brake element attached to the shaft end as long as the excitation system is de-energized. If, however, the excitation system is excited by an electric current, this disk is pulled away from the brake element so that the shaft end can rotate. The disadvantage of this known brake is that the bearing of the excitation system on the bushing is susceptible to failure and often leads to increased motor noise.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen neuen Elektromotor mit einer elektrisch steuerbaren Reibungsbremse bereit zu stellen.It is therefore an object of the invention to provide a new electric motor with an electrically controllable friction brake.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. In der ringartigen Vertiefung sind der Elektromagnet und das Formstück befestigt. Letzteres dient als Führung für die mindestens eine Feder, welche den beweglichen Anker beaufschlagt, und es ist mit mindestens einem Vorsprung versehen, welcher in eine zugeordnete Ausnehmung des beweglichen Ankers ragt und ihn auf diese Weise drehfest mit dem Formstück und über dieses mit dem Erregersystem verbindet. Dies ermöglicht einen sehr einfachen Aufbau und eine sehr einfache Montage.According to a first aspect of the invention, this object is achieved by the subject matter of claim 1. The electromagnet and the shaped piece are fastened in the ring-like recess. The latter serves as a guide for the at least one spring which acts on the movable armature, and it is provided with at least one projection which projects into an associated recess in the movable armature and in this way connects it in a rotationally fixed manner to the shaped piece and via this to the excitation system. This enables a very simple structure and a very simple assembly.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 10. Eine solche Anordnung ermöglicht eine einfache Montage am Elektromotor, verbunden mit einer kompakten Bauweise, weil dieAccording to a second aspect of the invention, this object is achieved by the subject matter of claim 10. Such an arrangement enables simple mounting on the electric motor, combined with a compact design, because the
ringartige Vertiefung des Erregersystems am Elektromotor nicht nur zur Aufnahme des Elektromotors, sondern auch zur Verankerung eines Bauteils dient, das den Anker am Erregersystem axial führt.The ring-shaped recess of the excitation system on the electric motor serves not only to accommodate the electric motor, but also to anchor a component that axially guides the armature on the excitation system.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:Further details and advantageous developments of the invention emerge from the embodiment described below and shown in the drawing, which is in no way to be understood as a limitation of the invention, as well as from the dependent claims. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Elektromotors und einer an ihm vorgesehenen, elektromagnetisch steuerbaren Einscheiben-Federdruckbremse, Fig. 1 is a schematic representation of an electric motor and an electromagnetically controllable single-disk spring-loaded brake provided on it,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das beim Motor der Fig. 1 verwendete Erregersystem, aber ohne Elektromagnet und ohne Druckfedern, gesehen in Richtung des Pfeiles Il der Fig. 3,Fig. 2 is a plan view of the excitation system used in the motor of Fig. 1, but without electromagnet and without compression springs, seen in the direction of arrow II of Fig. 3,
Fig. 3 einen Schnitt, gesehen längs der Linie &Igr;&Igr;&Igr;-&Igr;&Pgr; der Fig. 2, undFig. 3 is a section taken along the line ΛΛΛ-Λ�P of Fig. 2, and
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung, welche die drehfeste, aber axial verschiebbare Verbindung zwischen Erregersystem und beweglichem Anker zeigt.Fig. 4 is a schematic sectional view showing the rotationally fixed but axially movable connection between the excitation system and the movable armature.
Ein in Fig. 1 nur schematisch angedeuteter Motor 10 beliebiger Bauart hat einen Flansch 12 und ein aus diesem zentrisch heraus ragendes Wellenende 14, auf dem ein Bremsglied 16 mittels einer Buchse 18 befestigt ist. Zur Einstellung dient eine Feststellschraube 20, die in ein Gewinde 21 der Buchse 18 eingeschraubt ist. Die Reibfläche des Bremsglieds 16 ist mit 22 bezeichnet. Es ist zur Kühlung mit Lüfterflügeln 23 versehen.A motor 10 of any design, only indicated schematically in Fig. 1, has a flange 12 and a shaft end 14 protruding centrally from this, on which a brake element 16 is fastened by means of a bushing 18. A locking screw 20 is used for adjustment, which is screwed into a thread 21 of the bushing 18. The friction surface of the brake element 16 is designated 22. It is provided with fan blades 23 for cooling.
Am Flansch 12 des Motors 10 ist ein Erregersystem 24 mittels nicht dargestellter Schrauben befestigt. Dieses hat ein Gehäuse 26 aus weichferromagnetischem Werkstoff, das eine ringartige Vertiefung 28 aufweist, in welcher ein ringförmiger Elektromagnet 30 und Druckfedern 32 angeordnet sind, vgl. Fig. 1. Der Elektromagnet hat einen zur Welle 14 konzentrischen Spulenkörper 31, der sich radial nach außen öffnet. Auf ihn ist eine Erregerwicklung 33 gewickelt, die also konzentrisch zur Welle 14 angeordnet ist.An excitation system 24 is attached to the flange 12 of the motor 10 by means of screws (not shown). This has a housing 26 made of soft ferromagnetic material, which has an annular recess 28 in which an annular electromagnet 30 and compression springs 32 are arranged, see Fig. 1. The electromagnet has a coil body 31 which is concentric with the shaft 14 and opens radially outwards. An excitation winding 33 is wound onto it, which is therefore arranged concentrically with the shaft 14.
Wie Fig. 2 besonders gut zeigt, befinden sich am Boden der ringartigen Vertiefung 28 vier Befestigungslöcher 36, 38, 40, 42. Der Winkel zwischen den Löchern 36, 38 sowie 40, 42 beträgt 67,5°, und der Winkel zwischen den Löchern 38, 40 sowie 42, 36 beträgt 112,5°. Dies ermöglicht eine Befestigung des Gehäuses 26 an unterschiedlichen Motortypen.As Fig. 2 shows particularly well, there are four fastening holes 36, 38, 40, 42 at the bottom of the ring-like recess 28. The angle between the holes 36, 38 and 40, 42 is 67.5°, and the angle between the holes 38, 40 and 42, 36 is 112.5°. This enables the housing 26 to be fastened to different types of motor.
Zwischen dem Erregersystem 24 und dem Bremsglied 16 befindet sich ein axial verschiebbarer, aber relativ zum Motor 10 nicht verdrehbarer Anker 46 aus weichferromagnetischem Werkstoff in Form einer Scheibe. Wie Fig. 4 zeigt, ist diese Scheibe 46 mit mindestens einer Ausnehmung 50 versehen, in welche jeweils ein zapfenartiger Vorsprung 52 eines Isolations-Formstücks 54 ragt, welches zur Isolation der Wicklung des Elektromagneten 30 dient. Deshalb ist der Anker 46 relativ zum Erregersystem 24 nicht verdrehbar, aber axial verschiebbar. Gewöhnlich sind mehrere Ausnehmungen 50 und mehrere Zapfen 52 vorgesehen.Between the excitation system 24 and the braking element 16 there is an armature 46 made of soft ferromagnetic material in the form of a disk, which can be moved axially but cannot be rotated relative to the motor 10. As shown in Fig. 4, this disk 46 is provided with at least one recess 50, into each of which a pin-like projection 52 of an insulating molded piece 54 projects, which serves to insulate the winding of the electromagnet 30. Therefore, the armature 46 cannot be rotated relative to the excitation system 24, but can be moved axially. Usually, several recesses 50 and several pins 52 are provided.
Das isolierende Formstück 54 ist in der dargestellten Weise bei 55 mit dem Spulenkörper 31 formschlüssig verbunden und bildet zusammen mit diesem eine isolierende Umhüllung für die Erregerwicklung 33. Spulenkörper 31 und Formstück 54 sind in der Ausnehmung 28 angeordnet. Im Formstück 54 sind auch die Druckfedern 32 in der in Fig. 1 dargestellten Weise geführt.The insulating molded piece 54 is positively connected to the coil body 31 at 55 in the manner shown and together with it forms an insulating sheath for the excitation winding 33. The coil body 31 and molded piece 54 are arranged in the recess 28. The compression springs 32 are also guided in the molded piece 54 in the manner shown in Fig. 1.
Wenn der Elektromagnet 30 des Erregersystems 24 nicht erregt ist, wird der Anker 46 durch die Druckfedern 32 (Fig. 1) in Richtung gegen das Bremsglied 16 gepresst und bremst dadurch die Welle 14. Dabei entsteht ein Luftspalt s (z.B. 0,25 mm) zwischen dem Gehäuse 26 und dem Anker 46.When the electromagnet 30 of the excitation system 24 is not excited, the armature 46 is pressed by the compression springs 32 (Fig. 1) in the direction against the braking element 16 and thereby brakes the shaft 14. This creates an air gap s (e.g. 0.25 mm) between the housing 26 and the armature 46.
Wird der Elektromagnet 30 erregt, so wird, bezogen auf Fig. 1, der Anker 46 nach links gegen das Gehäuse 26 gezogen, wobei er die Federn 32 zusammen presst, der Luftspalt s zu Null wird, und die Bremse gelüftet wird, so dass sich die Welle 14 frei drehen kann.When the electromagnet 30 is excited, the armature 46 is pulled to the left against the housing 26, referring to Fig. 1, whereby it presses the springs 32 together, the air gap s becomes zero, and the brake is released so that the shaft 14 can rotate freely.
In Fig. 2 ist unten ein Hohlraum 56 dargestellt, der zur Aufnahme der - nicht dargestellten - elektrischen Anschlüsse für die Wicklung 33 des Elektromagneten 30 dient.In Fig. 2, a cavity 56 is shown at the bottom, which serves to accommodate the electrical connections (not shown) for the winding 33 of the electromagnet 30.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.Naturally, numerous variations and modifications are possible within the scope of the present invention.
Claims (14)
mit einem elektromagnetischen Erregersystem (24), welches an diesem Flansch (12) befestigt ist und einen Elektromagneten (30) sowie einen beweglichen Anker (46) aufweist, der durch mindestens eine Feder (32) so beaufschlagt ist, dass er bei nicht erregtem Elektromagnet (30) einen Luftspalt (s) mit diesem bildet,
und der bei erregtem Elektromagnet (30) entgegen der Kraft dieser mindestens einen Feder (32) in Richtung zum Elektromagneten (30) gezogen wird,
ferner mit einem auf der vom Motor (10) abgewandten Seite des beweglichen Ankers (46) angeordneten Bremsglied (16), welches drehfest und axial unverschieblich auf dem genannten Abschnitt der Motorwelle (14) befestigt ist und bei nicht erregtem Elektromagnet (30) in Reibverbindung mit der vom Motor (10) abgewandten Seite des beweglichen Ankers (46) steht, um die Welle (14) des Motors (10) zu bremsen,
wobei das elektromagnetische Erregersystem (24) eine etwa ringartige Vertiefung (28) aufweist, in welcher der Elektromagnet (30) und ein Formstück (54) befestigt sind, welches Formstück (54) als Führung für die mindestens eine Feder (32) ausgebildet ist und welches mit mindestens einem Vorsprung (52) versehen ist, welcher in eine zugeordnete Ausnehmung (50) des beweglichen Ankers (46) ragt, um diesen drehfest mit diesem Formstück (54) zu verbinden und dabei eine axiale Verschiebung des beweglichen Ankers (46) relativ zum Erregersystem (30) zu ermöglichen. 1. Electric motor ( 10 ) with a motor housing which has a flange ( 12 ) on at least one side, from which a portion of a motor shaft ( 14 ) protrudes,
with an electromagnetic excitation system ( 24 ) which is fastened to said flange ( 12 ) and has an electromagnet ( 30 ) and a movable armature ( 46 ) which is acted upon by at least one spring ( 32 ) such that it forms an air gap (s) with the electromagnet ( 30 ) when it is not excited,
and which, when the electromagnet ( 30 ) is excited, is pulled against the force of said at least one spring ( 32 ) in the direction of the electromagnet ( 30 ),
further comprising a brake member ( 16 ) arranged on the side of the movable armature ( 46 ) facing away from the motor ( 10 ), which is fixed in a rotationally fixed and axially immovable manner on said section of the motor shaft ( 14 ) and, when the electromagnet ( 30 ) is not excited, is in frictional connection with the side of the movable armature ( 46 ) facing away from the motor ( 10 ) in order to brake the shaft ( 14 ) of the motor ( 10 ),
wherein the electromagnetic excitation system ( 24 ) has an approximately ring-like recess ( 28 ) in which the electromagnet ( 30 ) and a shaped piece ( 54 ) are fastened, which shaped piece ( 54 ) is designed as a guide for the at least one spring ( 32 ) and which is provided with at least one projection ( 52 ) which projects into an associated recess ( 50 ) of the movable armature ( 46 ) in order to connect it in a rotationally fixed manner to this shaped piece ( 54 ) and to enable an axial displacement of the movable armature ( 46 ) relative to the excitation system ( 30 ).
mit einem elektromagnetischen Erregersystem (24), welches an diesem Flansch (12) befestigt ist und einen Elektromagneten (30) sowie einen beweglichen Anker (46) aufweist, der durch mindestens eine Feder (32) so beaufschlagt ist, dass er bei nicht erregtem Elektromagnet (30) einen Luftspalt (s) mit diesem bildet,
und der bei erregtem Elektromagnet (30) entgegen der Kraft dieser mindestens einen Feder (32) in Richtung zum Elektromagneten (30) gezogen wird,
ferner mit einem auf der vom Motor (10) abgewandten Seite des beweglichen Ankers (46) angeordneten Bremsglied (16), welches drehfest und axial unverschieblich auf dem genannten Abschnitt der Motorwelle (14) befestigt ist und bei nicht erregtem Elektromagnet (30) in Reibverbindung mit der vom Motor (10) abgewandten Seite des beweglichen Ankers (46) steht, um die Welle (14) des Motors (10) zu bremsen,
wobei das elektromagnetische Erregersystem (24) eine etwa ringartige Vertiefung (28) aufweist, an deren Boden Ausnehmungen (36, 38, 40, 42) zur Aufnahme von Schrauben vorgesehen sind, welche zur Befestigung des Erregersystems am Motor (10) dienen,
in welcher Vertiefung (28) der Elektromagnet (30) und ein Formstück (54) befestigt sind, welch letzteres mit mindestens einem Vorsprung (52) versehen ist, der in eine zugeordnete Ausnehmung (50) des beweglichen Ankers (46) ragt, um diesen drehfest mit diesem Formstück (54) zu verbinden und dabei eine axiale Verschiebung des beweglichen Ankers (46) relativ zum Erregersystem (30) zu ermöglichen,
wobei der Elektromagnet (30) und das Formstück (54) nach ihrer Montage in der ringartigen Vertiefung (28) die dort vorgesehenen Ausnehmungen (36, 38, 40, 42) überdecken. 10. Electric motor ( 10 ) with a motor housing which has a flange ( 12 ) on at least one side, from which a portion of a motor shaft ( 14 ) protrudes,
with an electromagnetic excitation system ( 24 ) which is fastened to said flange ( 12 ) and has an electromagnet ( 30 ) and a movable armature ( 46 ) which is acted upon by at least one spring ( 32 ) such that it forms an air gap (s) with the electromagnet ( 30 ) when it is not excited,
and which, when the electromagnet ( 30 ) is excited, is pulled against the force of said at least one spring ( 32 ) in the direction of the electromagnet ( 30 ),
further comprising a brake member ( 16 ) arranged on the side of the movable armature ( 46 ) facing away from the motor ( 10 ), which is fixed in a rotationally fixed and axially immovable manner on said section of the motor shaft ( 14 ) and, when the electromagnet ( 30 ) is not excited, is in frictional connection with the side of the movable armature ( 46 ) facing away from the motor ( 10 ) in order to brake the shaft ( 14 ) of the motor ( 10 ),
wherein the electromagnetic excitation system ( 24 ) has an approximately ring-shaped depression ( 28 ), on the bottom of which recesses ( 36 , 38 , 40 , 42 ) are provided for receiving screws which serve to attach the excitation system to the motor ( 10 ),
in which recess ( 28 ) the electromagnet ( 30 ) and a shaped piece ( 54 ) are fastened, the latter being provided with at least one projection ( 52 ) which projects into an associated recess ( 50 ) of the movable armature ( 46 ) in order to connect the latter in a rotationally fixed manner to this shaped piece ( 54 ) and thereby enable an axial displacement of the movable armature ( 46 ) relative to the excitation system ( 30 ),
wherein the electromagnet ( 30 ) and the shaped piece ( 54 ) cover the recesses ( 36 , 38 , 40 , 42 ) provided therein after their assembly in the ring-like recess ( 28 ).
welcher einen sich in radialer Richtung nach außen öffnenden Hohlraum zur Aufnahme einer Erregerwicklung (33) aufweist,
und welcher an die Abmessungen der ringartigen Vertiefung (28) des Erregersystems (24) angepasst ist. 11. Electric motor according to claim 10, wherein the electromagnet ( 30 ) has an annular coil body ( 31 ),
which has a cavity opening outwards in the radial direction for receiving an excitation winding ( 33 ),
and which is adapted to the dimensions of the ring-like recess ( 28 ) of the excitation system ( 24 ).
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2003
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