DE69203987T2

DE69203987T2 - Elektrischer Motor mit einer von elektromagnetischen Mitteln betätigten Bremse.

Info

Publication number: DE69203987T2
Application number: DE1992603987
Authority: DE
Inventors: Mats Hakan Pettersson
Original assignee: FHP Elmotor AB
Current assignee: FHP Elmotor AB
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: EP0521840A3; SE468732B; SE9102066L; SE9102066D0; EP0521840A2; DE69203987D1; EP0521840B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einer Bremse, die durch eine elektromagnetische Wirkung betätigbar ist, gemäß dem Oberbegriff des beiliegenden Anspruchs 1. Ein Motor des genannten Typs umfaßt eine drehbare Welle, an der eine Bremsscheibe befestigt ist. Diese Scheibe wirkt mit einer Bremsfläche zusammen, die dem Motor fest zugeordnet und an einem tassenförmigen Teil ausgebildet ist, das seinerseits eine Hälfte eines Gehäuses bildet, dessen andere Hälfte ein unteres Teil ist, das mit dem tassenförmigen Teil zusammenwirkt, um eine Magnetspule zu umschließen. Unter der Wirkung von Federmitteln ist das tassenförmige Teil in der Richtung der Motorwelle bewegbar, um die Bremsfläche mit der Bremsscheibe in Kontakt zu bringen. Außerdem kann das tassenförmige Teil in der entgegengesetzten Richtung unter der Wirkung der Magnetkraft betätigt werden, die von der Magnetspule erzeugt wird, wenn der Motor in Betrieb ist.
Ein Motor dieser Art kann in Verbindung mit beispielsweise Rasenmähern verwendet werden, wo es wichtig ist, daß der Motor im wesentlichen sofort angehalten wird, falls die Person, die den Rasenmäher benutzt, plötzlich die Kontrolle über den Mäher verliert. Bei einem Rasenmäher des Stands der Technik, der mit einem Motor mit einer Bremse ausgestattet ist, tritt die Bremswirkung zwischen zwei Bremsflächen auf, wenn sie axial aufeinander zu bewegt werden.
Um die Bremswirkung zu erhöhen und die Bremszeit zu verkürzen, wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei der die Bremsflächen eine konische Gestalt haben. Eine solche Anordnung ist in der DE-A-29 34 396 offenbart, bei der eine konische Bremsscheibe mit einer Bremsfläche zusammenwirkt, die fest angeordnet ist und eine entsprechende Gestalt aufweist. Eine ähnliche Anordnung ist auch in SU-A-1056374 gezeigt. Beide Ausführungsformen des Stands der Technik sind jedoch zur Verwendung bei Motoren gedacht, die konstruiert sind, um auf schwere Lastung zu wirken. Entsprechend gibt es in diesen Veröffentlichungen keine naheliegenden Lehren zur Art der Anordnung bei einer Ausführungsform mit einer sehr leichten Last in der Form einer sich drehenden Schneide, um den Motor und die Schneide, falls etwas schief geht, sehr rasch zu stoppen, was das Risiko eines Unfalls erhöht. Bei der Rasenmäherverwendung ist es außerdem vorteilhaft, wenn die Schneide immer von der Bremse blockiert wird, wenn der Rasenmäher nicht verwendet wird und der Motor folglich abgeschaltet ist.
Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine Bremse zu schaffen, die unter Verwendung konischer Bremsflächen eine sehr kurze Bremszeit und gleichzeitig eine selbstblockierende Wirkung hat, welche bewirkt, daß die Schneide immer blockiert ist, wenn der Motor nicht in Betrieb ist.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung der Federkraft auf neue und wirksame Weise, die wirksam ist, um eines der Bremsteile in Richtung auf das andere der Teile zu betätigen, falls ein Bremsen durchzuführen ist.
Die erste Aufgabe wird durch einen Motor mit einer Bremse und der Konstruktion gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 gelöst und außerdem mit den charakteristischen Merkmalen, die in dem Anspruch angegeben sind. Die zweite Aufgabe wird bei einer Ausführungsform gemäß Anspruch 4 gelöst und eine Verstärkung der Bremskraft wird gleichzeitig erhalten, da die Kraft gleichmäßiger entlang des Umfangs der ringförmigen Bremsflächen verteilt ist.
Die Erfindung wird nun detaillierter in Verbindung mit einer Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 schematisch einen Motor 10 mit einer angebauten Bremse, im allgemeinen mit 11 bezeichnet. Der Motor weist eine drehbare Rotorwelle 12 auf, an deren einem Ende eine Breinsscheibe 13 befestigt ist. Der Motor kann von irgendeiner geeigneten Konstruktion sein und bei dem Beispiel wurde ein Reihenmotor gewählt. Es wird angenommen, daß der Motortyp bekannt ist und er wird nicht detailliert beschrieben. Die Bremsscheibe ist mit Löchern 14 für Kühlzwecke versehen und außerdem hat die Bremsscheibe eine Innenumfangsfläche 15 einer konischen Gestalt.
Die Innenumfangsfläche 15 auf der Bremsscheibe wirkt mit einer Bremsfläche 16 zusammen, die auf einem tassenförmigen Teil 17 angeordnet ist, das zusammen mit einem unteren Teil 18 ein Gehäuse 19 bildet. Das Gehäuse umschließt eine Magnetspule 20, die auf einen Kern 21 gewickelt ist. Das untere Teil weist einen zentralen, erhabenen Teil 22 auf, der als Führung für die Magnetspule an dem unteren Teil dient. Das tassenförmige Teil 17 weist einen Umfangsrand 23 auf, der sich waagerecht in einem Abstand von einem gleichermaßen waagerechten Rand 24 an dem unteren Teil 18 erstreckt. Eine ringförmige Feder oder eine Federscheibe 25 wird in den Raum zwischen den beiden waagerechten Rändern eingesetzt, welche das tassenförmige Teil in der Richtung weg von dem unteren Teil und in Richtung auf die Bremsscheibe hin drückt, so daß das tassenförmige Teil die Innenumfangsfläche auf der Bremsscheibe berührt.
Das tassenförmige Teil 17 ist aus Magnetstahl hergestellt, während die Bremsscheibe aus einem Material hergestellt ist, das elastisch ist, um die gewünschte selbstblockierende Wirkung zu erzielen. In dem Beispiel wurde ein wärmegehärtetes Kunststoffmaterial gewählt. Es schien, daß zusätzlich zu der Tatsache, daß die gewünschte Wirkung erzielt wird, das Material verschleißbeständig ist, und es zu erwarten ist, daß seine Lebensdauer so lang wie die des Motors ist.
Wie angegeben, besitzt der Innenumfangsrand 15 auf der Bremsscheibe eine konische Form, und der Rand wirkt mit einer Fläche zusammen, die abgerundet ist und den oberen Teil des tassenförmigen Teils mit dem senkrechten ringförmigen Seitenteil desselben verbindet. Die gerundete Oberfläche, die vorstehend als Bremsfläche 16 bezeichnet wird, hat anfänglich eine Gestalt, die nicht konisch ist, aber es kann erwartet werden, daß sie nach einer langen Betriebsdauer eine etwas konische Gestalt annimmt.
Der Federring 25 hat eine solche Gestalt, daß er bei Betrachtung in Umfangsrichtung wellenförmig aussieht. Dies ist besonders aus Fig. 2b ersichtlich, die die Feder in einer Seitenansicht zeigt. In Fig. 2a ist die Feder als Draufsicht gezeigt. Wenn die Feder entlang des Umfangs des tassenförmigen Teils 17 wirkt, hauptsächlich direkt unter den beiden zusammenwirkenden Bremsflächen, dann wird die von der Feder bewirkte Bremskraft gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt, was zu der Erzielung der bestmöglichen Bremswirkung führt. Dies sollte mit den Aus führungs formen des Stands der Technik verglichen werden, bei denen die Bremskraft mittels einer Anzahl von Schraubenfedern erzeugt wird, die entlang des Umfangs oder selbst im Zentrum weit weg von den Eremsflächen angeordnet sind.
Ein weiterer Vorteil bei der Ausführungsform mit dem Federring ist, daß die Magnetkupplung zwischen dem tassenförmigen Teil 17 und dem unteren Teil 18 besser wirkt als bei den Ausführungsformen mit verteilten Schraubenfedern, wodurch, wenn der Motor angelassen wird, das tassenförmige Teil sehr schnell von seiner Berührung mit der Bremsscheibe weg bewegt wird.

Claims

1. Elektromotor mit einer Bremse, die durch elektromagnetische Wirkung betätigbar ist, wobei der Motor (10) eine drehbare Welle (12) aufweist, an der eine Bremsscheibe (13) befestigt ist, die mit einer Bremsfläche (16) zusammenwirkt, die dem Motor zugeordnet ist und auf einem tassenförmigen Teil (17) ausgebildet ist, das eine Hälfte eines Gehäuses (19) bildet, dessen andere Hälfte durch ein unteres Teil (18) gebildet ist, mit dem das tassenförmige Teil eine Magnetspule (20) umschließt, wobei das tassenförmige Teil (17) durch die Wirkung von Federmitteln (25) in der Richtung der Motorwelle bewegbar ist, um die Bremsfläche (16) mit der Bremsscheibe (13) in Kontakt zu bringen, wobei das tassenförmige Teil (17) weiterhin in der entgegengesetzten Richtung durch die Magnetkraft beeinflußt wird, die durch die Magnetspule bewirkt wird, wenn der Motor in Betrieb ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsfläche (16) aus einem abgerundeten Rand besteht, der die oberen bzw. Seitenflächen des tassenförmigen Teils (17) verbindet, wobei die Bremsscheibe (13) einen konischen Randteil (15) aufweist, der mit der Bremsfläche (16) zusammenarbeitet und weiterhin aus einem Material hergestellt ist, das in einem gewissen Ausmaß elastisch ist, um eine gewünschte selbstblockierende Wirkung zu bewirken.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (13) aus einem wärmegehärteten Kunststoffmaterial hergestellt ist.

3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Teil (18) des Gehäuses (19), das die Magnetspule (20) umschließt, einen Randteil (24) aufweist, der rechtwinklig zu der Motorwelle (12) ausgerichtet ist, wobei der Randteil (24) direkt gegenüber einem entsprechenden Randteil (23) angeordnet ist, der auf dem tassenförmigen Teil (17) des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Federmittel (25) aus einer ringförmigen Federscheibe besteht, die zwischen den beiden Randteilen angeordnet ist.

4. Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (25) entlang ihres Umfangs wellenförmig ist.