EP4162592A1 - Antrieb, aufweisend einen elektromotor mit einer bremsanordnung - Google Patents

Antrieb, aufweisend einen elektromotor mit einer bremsanordnung

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Publication number
EP4162592A1
EP4162592A1 EP21729209.3A EP21729209A EP4162592A1 EP 4162592 A1 EP4162592 A1 EP 4162592A1 EP 21729209 A EP21729209 A EP 21729209A EP 4162592 A1 EP4162592 A1 EP 4162592A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
area
bearing
inner ring
magnet body
outer ring
Prior art date
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Pending
Application number
EP21729209.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Wilging
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4162592A1 publication Critical patent/EP4162592A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02K7/1021—Magnetically influenced friction brakes
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    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the invention relates to a drive having an electric motor with a brake arrangement.
  • a drive has an electric motor.
  • a brake is known from DE 102012 010 790 A1.
  • a brake arrangement is known from DE 102013005239 A1.
  • Gear motors are known from WO 2004/077644 A2.
  • the invention is therefore based on the object of enabling precise drive control.
  • the electric motor has a rotor which is rotatably mounted via a first bearing and a second bearing and a housing part, wherein the first bearing has an inner ring and an outer ring, wherein the inner ring of the first bearing is received, in particular slipped, on the rotor, in particular and is set against a step or is pressed against a driver set against a step formed on the rotor, the Brake arrangement has a magnetic body, in particular made of a ferromagnetic material, the outer ring of the first bearing being received in the magnetic body of the brake arrangement, in particular and being set against a step.
  • the advantage here is that precise control of the drive is made possible. Because of the two fixed bearings of the rotor, a robust, error-free angle detection on the rotor of the electric motor of the drive, which is designed as a geared motor, is made possible, the detected angle value being as precisely as possible proportional to the angle value of the driven shaft.
  • the angle detection is very precise even with thermally induced expansions in the drive, because the distance between the first bearing designed as a fixed bearing and the angle sensor is much smaller than the distance between the first bearing and the second bearing .
  • the second bearing that is to say the bearing on the gearbox side, of the rotor is also a fixed bearing
  • the helical sun gear inserted into the rotor shaft remains essentially in its axial position even in the event of thermal expansion. Due to thermally induced changes in length, the distance between the first and second bearings changes, in particular with regard to the housing part, but the sun gear is not rotated despite its helical teeth and the angle sensor also works undisturbed.
  • the first bearing is received in the magnet body of the brake assembly. Therefore, the change in distance between the first and second bearings is not compensated for by moving the first bearing in the magnet body, but rather by moving the magnet body to the receiving part, that is to say also to the housing part. In this way, an axially fixed bearing on both sides with an angle detection that is robust against thermal influences is made possible.
  • the rotor is preferably made of steel and the housing part is made of aluminum. If the rotor and the housing part are made from different materials, an angular error can be prevented or at least reduced according to the invention.
  • the second bearing in particular the outer ring of the second bearing, is received in the housing or in a flange part connected to the housing part, in particular and is positioned against a step.
  • the inner ring of the second bearing is received on the rotor, in particular slipped on, in particular, and is set against a step.
  • the second bearing is designed as a fixed bearing and thus the angular value recorded on the rotor is proportional to the angular value of the output shaft of the transmission. This also applies in particular when the toothed part connected to the rotor in a rotationally fixed manner, in particular the sun gear, is designed with helical teeth.
  • the magnet body is received in a receiving part firmly connected to the housing part or received in the housing part, the magnet body being arranged displaceably in the axial direction, in particular parallel to the direction of the axis of rotation of the rotor, and being connected to a first torque support part, in particular by means of second screws, in particular regularly spaced from one another in the circumferential direction, the first torque support part being connected to the receiving part and / or to the housing part, in particular by means of first screws, in particular regularly spaced from one another in the circumferential direction.
  • the advantage here is that in the event of thermally induced changes in length of the magnet body relative to the receiving part and / or to the housing part of the electric motor is shifted. The fixed bearing function of the first and the second bearing is still retained.
  • the first torque support part is designed as a bellows, in particular a metal bellows, the area of the first torque support part contacting the receiving part being spaced axially from the area contacting the magnet body, in particular the area being arranged at a smaller radial distance than the area contacting the receiving part .
  • the advantage here is that the bearing tension is generated by the same part that also acts as a torque support for the magnet body. This is because the magnetic body is not only received in the receiving part so as to be displaceable in the axial direction, but is also rotatable in the circumferential direction.
  • the first torque support part in particular sheet metal, is designed as a sheet metal part in such a way that the area of the first torque support part touching the receiving part is arranged in the same axial position as the area of the torque support part touched by the magnet body, in particular that arranged at a smaller radial distance is than the area touching the receiving part.
  • an armature disk with the driver is arranged non-rotatably but displaceably in the axial direction, in particular a spring element arranged between the driver and the armature disk, in particular a spring plate connected to the driver by means of first connecting elements and to the armature disk by means of second connecting elements, a the armature disk generates a spring force directed towards the driver, in particular wherein the spring element is supported on the driver, in particular wherein the connecting elements are designed as rivets.
  • the advantage here is that the armature disk can be connected to the driver in a simple manner via a spring plate and connecting elements.
  • a coil is received in the magnet body, in particular in the radial direction between the inner ring of the magnet body and the outer ring of the magnet body.
  • the magnet body has an outer ring and an inner ring, a permanent magnet being arranged between the inner ring and the outer ring, in particular a permanent magnet being arranged in the axial direction between the inner ring and the outer ring.
  • a spacer ring bridges the permanent magnet, so that the spacer ring arranged between the inner ring of the magnet body and the outer ring of the magnet body prevents the inner ring of the magnet body from approaching the outer ring of the magnet body.
  • the spacer ring is preferably arranged radially outside the permanent magnet and / or made of a diamagnetic material, in particular plastic.
  • the outer ring of the first bearing is positioned against a step formed on the magnet body, in particular on the inner ring of the magnet body, the inner ring of the first bearing being positioned against a step formed on the shaft.
  • the advantage here is that the first bearing is designed as a fixed bearing, but the magnet body is axially displaceable relative to the housing part, to which the second bearing is immovably arranged, since it is also designed as a fixed bearing.
  • the rotor is preferably mounted rotatably only via the first and the second bearing.
  • the magnetic flux penetrating the armature disk is reduced, in particular in comparison to the non-energizing of the coil.
  • the advantage here is that the braking effect can be controlled.
  • the outer ring of the magnet body is arranged axially displaceably in the receiving part.
  • the rotor shaft of an angle sensor is non-rotatably connected to the rotor and the housing of the angle sensor is connected to a first area of the second torque support part, a second area of the second torque support part being connected to the inner ring of the magnet body, in particular together with an auxiliary sheet, is pressed against the inner ring of the magnet body by means of a screw, in particular with the second area being arranged at a greater radial distance than the first area, in particular with the second area being arranged radially further out than the first area.
  • the radial distance area covered by the first torque support part is spaced apart from the radial distance area covered by the second torque support part and / or the radial distance area covered by the first torque support part is arranged radially outside the radial distance area covered by the second torque support part.
  • the first torque support part has an inner ring area, an outer ring area and webs connecting the inner ring area to the outer ring area, in particular regularly spaced from one another in the circumferential direction, wherein the inner ring area rests on the inner ring of the magnet body and the outer ring area rests on the receiving part or on the housing part, with either the largest circumferential angle value of the circumferential angle range covered by a respective web at a radial distance increases monotonically, in particular strictly monotonically, with increasing radial distance, i.e.
  • the torque support is designed to be particularly effective and / or stiff in a preferred direction of rotation. So if the rotor is operated in only one direction of rotation, the braking torque can be efficiently derived via the torque arm when braking, in particular in one direction of rotation.
  • the bellows supported on the receiving part presses the inner ring of the magnet body, in particular the step formed on the inner ring of the magnet body, on the outer ring of the first bearing in such a way that the inner ring of the first bearing presses the driver against the step formed on the rotor.
  • the advantage here is that the bellows performs the torque support function, i.e. the transmission of the reaction torque, and the generation of the bearing tension.
  • a spring element supported on the receiving part, on the housing part or on a ring firmly connected to the receiving part or housing part presses the inner ring of the magnet body, in particular the step formed on the inner ring of the magnet body, onto the outer ring of the first bearing in such a way that the inner ring of the first bearing presses the driver against the step formed on the rotor.
  • the outer ring of the second bearing in particular when the flange part and gear are not yet connected to the housing part, is received in an insulating part, in particular in an insulating part made of glass fiber reinforced plastic, the insulating part being received in the housing part, in particular in an in Circumferential annular groove of the housing part is received, wherein the flange part is arranged on the side of the insulation part facing away from the first bearing.
  • a first sub-area of the area covered by the outer ring of the second bearing in the axial direction touches the flange part and a second sub-area of the area covered by the outer ring of the second bearing touches the insulation part in the axial direction, the first sub-area being or spaced from the second sub-area adjoins this, but in particular the first sub-area does not overlap with the second sub-area.
  • FIG. 1 a drive according to the invention, having a transmission driven by a brake motor, is shown in cross section, a bellows 40 functioning as a torque support being provided for generating bearing tension of the bearing arrangement of the rotor 9 of the brake motor.
  • FIG. 4 a detail from FIG. 1 is shown enlarged.
  • FIG. 2 shows the detail of a further drive according to the invention, a first torque support part 10 of the brake arrangement being provided instead of the bellows 40.
  • the electric motor has a rotor 9, which is axially supported on both sides by means of fixed bearings and is non-rotatably connected at its first axial end area to a rotor shaft of an angle sensor 15.
  • the rotor 9 At its end area facing away from the angle sensor 15, the rotor 9 is non-rotatably connected to a sun gear of a planetary gear stage of the gear unit.
  • the sun gear is connected to the rotor 9 as an insert pinion.
  • the sun gear meshes with planet gears which are rotatably mounted on a planet carrier and which mesh with a ring gear connected to the transmission housing.
  • the planet carrier acts as the output shaft of the planetary gear stage.
  • the gear housing is connected to a flange part 22 which receives one of the bearings 24 of the rotor 9.
  • This bearing 22 is designed as a fixed bearing.
  • the flange part 22 has a step against which the outer ring of the bearing 22 is designed.
  • the interior of the bearing 22 is positioned against a step formed on the rotor 9.
  • an insulating part 23 for thermal and electrical separation and for receiving the bearing for functional testing is accommodated in the housing part 1.
  • an inner groove is made in the housing part 1 and the insulation part 23 is inserted into the inner groove.
  • This insulating part 23 also receives the outer ring of the bearing 24.
  • the insulation part 23 does not have a step, so that the bearing 24 is not axially limited by means of the insulation part 23.
  • the insulating part 23 is preferably made of a glass fiber reinforced plastic and thus has sufficient stability that a functional test of the electric motor can be carried out if the gear and thus also the flange part 22 are not present. However, only an idling of the electric motor is possible for the functional test.
  • the inner ring of the bearing 24 sits on a finely machined bearing seat on the rotor 9 and rests on the step of the rotor 9.
  • the outer ring of the bearing 24 is inserted into a recess in the insulating part 23 and is not secured axially as long as the outer ring is not received in the flange part 22 and positioned against its step.
  • the first bearing 8 of the rotor 9 is also designed as a fixed bearing. Both the inner ring of the first bearing 8 and the outer ring of the bearing 8 are axially limited. This is A step is preferably formed on the rotor 9, the inner ring of the first bearing 8 being arranged axially next to a driver 7 which rests against a step of the rotor 9.
  • the outer ring of the first bearing 8 is received in an inner ring 13 of a magnet body of the brake arrangement arranged on the electric motor and rests against a step of the inner ring 13 of the magnet body.
  • the magnet body is formed from the inner ring 13 and an outer ring 3.
  • a coil 6 is plugged onto the inner ring 13 of the magnet body and can be supplied with current via electrical supply lines 18, so that the coil 6 can be energized.
  • the coil 6 is arranged radially inside the outer ring 3 of the magnet body and radially outside the inner ring 8 of the magnet body.
  • a receiving part 2 in particular a brake end shield, is attached to the housing part 1.
  • the magnetic body with the coil 6 contained in it is received in the receiving part 2.
  • spring elements 12 which are supported on a ring 11 connected to the receiving part 2, press the inner ring 13 of the magnet body onto the outer ring of the first bearing 8 and thus towards the second bearing 24 out.
  • the spring elements 12 thus pretension the bearing arrangement. So if the housing 1 expands more thermally due to the rotor 9, the bearing arrangement remains preloaded. Although the rotor 9 is mounted in two fixed bearings, the bearing arrangement is protected from excessive stresses.
  • a permanent magnet 14 is arranged, the magnetic flux of which is guided through the outer ring 3 to an armature disk 4 and from the armature disk 4 to the inner ring 13 of the magnet body.
  • a spring plate arranged axially between the armature disk 4 and the driver 7 is fastened to the armature disk 4 with first connecting elements 5, in particular rivets.
  • the spring plate is fastened to the driver 7 with second connecting elements, in particular rivets.
  • the spring plate counteracts a removal of the armature disk 4 from the driver 7. This is because the spring force pulls the armature disk 4 back with an increasing force as the distance between the armature disk 4 and the driver 7 increases, i.e. towards the driver 7.
  • the magnetic force of the permanent magnet 14 overcomes the spring force generated by the spring plate.
  • the armature disk 4 When the coil 6 is not energized, the armature disk 4 is drawn towards the magnet body in order to reduce the air gap between the armature disk 4 and the magnet body, so that the armature disk 4, which is connected to the driver 7 or rotor 9, is pressed onto the magnet body and thus a Braking torque is generated.
  • the armature disk 4 is thus non-rotatably arranged with the rotor 9 but can be moved axially.
  • a torque support part 10 fastened to the receiving part by means of screws is connected to the inner ring of the magnet body, in particular by means of further screws.
  • the reaction torque of the brake arrangement is thus diverted to the housing.
  • the torque support part 10 is preferably arranged axially between the receiving part 2 and the spring elements 12.
  • the rotor shaft of the angle sensor 15 is non-rotatably connected to the rotor 9 and is arranged so that it can rotate relative to the housing of the angle sensor 15, which is supported by the second torque support part 16 on the inner ring 13 of the magnet body.
  • the second torque support part 16 is in an axially directed threaded hole of the Inner ring 13 of the magnet body screwed-in screw, in particular by the screw head thereof, pressed on, in particular towards the inner ring 13 of the magnet body.
  • an auxiliary plate 17 with a hexagon socket is attached to the inner ring 13 of the magnet body as an assembly aid for this screw.
  • the auxiliary plate 17 is initially pushed with its hexagon socket onto an external hexagon-shaped area of the rotor shaft of the angle sensor 15 and thus enables the rotor shaft of the angle sensor to be easily screwed into the rotor 9. Only after the auxiliary plate 17 has been pressed against the inner ring 13 of the magnet body by means of the screw, this form-fitting hexagonal connection is released by axially displacing the auxiliary sheet 17 and thus the auxiliary sheet 17 has no function. However, the screw is passed through the auxiliary plate 17 and the second torque support part 16 and thus the second torque support part 16 is arranged further away from the housing of the angle sensor 15 in the axial direction. In this way it is made very rigid in the circumferential direction, but elastic in the axial direction.
  • the first torque support part has an inner ring area 33 arranged radially within an outer ring area 34, webs 32 spaced apart from one another in the circumferential direction connecting the inner ring area 33 to the outer ring area 34.
  • second holes 31 which extend through the first torque support part 10 and through which a screw that is screwed into the inner ring of the magnet body protrudes.
  • the webs 32 run increasingly in the circumferential direction with increasing radial spacing.
  • the circumferential angle range covered by the respective web 32 at a respective radial distance is increasing in the circumferential direction in the radial direction postponed.
  • the width of the web 32, measured in the circumferential direction, is preferably constant at each radial distance.
  • a bellows 40 is provided which supports the spring elements 12, the first torque support part 10 and also the ring 11.
  • the bellows 40 is pressed against the inner ring 13 of the magnet body by means of the second screw 42 and against the receiving part 2 by means of the first screw 41.
  • the bellows 40 generates a spring force that acts in the axial direction and one from the inner ring 13 of the magnet body to the second bearing , so towards the gearbox, directed spring force is generated.
  • a plug connector part 19 is arranged on the housing part 1.
  • a housing cover 20 is connected to the housing part 1 and also protects the stator winding 21.
  • the bellows 40 is preferably designed as a metal bellows and has a reinforcement in its radially inner end region, that is to say a greater wall thickness.
  • the area of reinforcement can be brought about, for example, by turning the sheet over and creating a double layer.
  • a ring part can also be welded together.
  • the first bearing 8 and the second bearing 24 are each designed as a roller bearing, in particular as a ball bearing.
  • the spring plate is replaced by another spring element or a spring arrangement.
  • a single spring element or at least one spring assembly is used instead of the spring elements 12.
  • the first connecting elements 5 can also be used to connect the armature disk 4 to the driver 7.

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Abstract

Antrieb, aufweisend einen Elektromotor mit einer Bremsanordnung, wobei der Elektromotor einen über ein erstes Lager und ein zweites Lager drehbar gelagerten Rotor aufweist und ein Gehäuseteil, wobei das erste Lager einen Innenring und einen Außenring aufweist, wobei der Innenring des ersten Lagers auf dem Rotor aufgenommen, insbesondere aufgesteckt, ist, insbesondere und gegen eine Stufe angestellt ist oder gegen einen gegen eine am Rotor ausgeformte Stufe angestellten Mitnehmer gedrückt ist, wobei die Bremsanordnung einen Magnetkörper aufweist, insbesondere aus einem ferromagnetischen Material, wobei der Außenring des ersten Lagers im Magnetkörper der Bremsanordnung aufgenommen ist, insbesondere und gegen eine Stufe angestellt ist.

Description

Antrieb, aufweisend einen Elektromotor mit einer Bremsanordnung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Antrieb, aufweisend einen Elektromotor mit einer Bremsanordnung.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Antrieb einen Elektromotor aufweist.
Aus der DE 22 57290 A ist eine elektromagnetische Bremse bekannt.
Aus der DE 102012 019415 A1 ist ein Elektromotor mit einer redundanten Bremse bekannt.
Aus der DE 102012 010 790 A1 ist eine Bremse bekannt.
Aus der DE 102013005239 A1 ist eine Bremsanordnung bekannt.
Aus der WO 2004 / 077644 A2 sind Getriebemotoren bekannt.
Aus der DE 102008 037 737 A1 ist ein Elektromotor mit Winkelsensor bekannt.
Aus der DE 202016 107420 U1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Bremskraft-
Übertragungen bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine präzise Antriebssteuerung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antrieb, aufweisend einen Elektromotor mit einer Bremsanordnung, sind, dass der Elektromotor einen über ein erstes Lager und ein zweites Lager drehbar gelagerten Rotor aufweist und ein Gehäuseteil, wobei das erste Lager einen Innenring und einen Außenring aufweist, wobei der Innenring des ersten Lagers auf dem Rotor aufgenommen, insbesondere aufgesteckt, ist, insbesondere und gegen eine Stufe angestellt ist oder gegen einen gegen eine am Rotor ausgeformte Stufe angestellten Mitnehmer gedrückt ist, wobei die Bremsanordnung einen Magnetkörper aufweist, insbesondere aus einem ferromagnetischen Material, wobei der Außenring des ersten Lagers im Magnetkörper der Bremsanordnung aufgenommen ist, insbesondere und gegen eine Stufe angestellt ist.
Von Vorteil ist dabei, dass eine präzise Steuerung des Antriebs ermöglicht wird. Denn infolge der beiden Festlager des Rotors ist eine fehlerarme robuste Winkelerfassung am Rotor des Elektromotors des als Getriebemotor ausgebildeten Antriebs ermöglicht, wobei der erfasste Winkelwert möglichst genau proportional dem Winkelwert der abtreibenden Welle ist.
Durch Einsatz eines Festlagers im Bereich des Winkelsensors ist nämlich auch bei thermisch bedingten Ausdehnungen im Antrieb die Winkelerfassung sehr genau möglich, weil der Abstand zwischen dem als Festlager ausgebildeten ersten Lagers zum Winkelsensor hin viel geringer ist als der Abstand zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager.
Da das zweite Lager, also das getriebeseitige Lager, des Rotors ebenfalls ein Festlager ist, bleibt auch bei thermischen Ausdehnungen das in die Rotorwelle eingesteckte schrägverzahnte Sonnenrad im Wesentlichen auf seiner axialen Position. Durch thermisch bedingte Längenänderungen ändert sich zwar der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Lager insbesondere in Bezug auf das Gehäuseteil, aber das Sonnenrad wird trotz seiner Schrägverzahnung nicht verdreht und der Winkelsensor arbeitet ebenfalls ungestört.
Das erste Lager ist im Magnetkörper der Bremsanordnung aufgenommen. Daher wird die Abstandsänderung zwischen dem ersten und zweiten Lager nicht durch Verschiebung des ersten Lagers im Magnetkörper, sondern durch Verschiebung des Magnetkörpers zum Aufnahmeteil, also auch zum Gehäuseteil kompensiert. Auf diese Weise ist also eine axial beidseitige Festlagerung mit einer gegen thermische Einflüsse robusten Winkelerfassung ermöglicht.
Vorzugsweise ist der Rotor aus Stahl gefertigt und das Gehäuseteil aus Aluminium. Wenn also Rotor und Gehäuseteil aus verschiedenen Materialien gefertigt sind, ist erfindungsgemäß ein Winkelfehler verhinderbar oder zumindest verringerbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Lager, insbesondere der Außenring des zweiten Lagers, im Gehäuse oder in einem mit dem Gehäuseteil verbundenen Flanschteil aufgenommen, insbesondere und ist gegen eine Stufe angestellt. Von Vorteil ist dabei, dass thermisch bedingte Längenänderungen des Gehäuses und/oder des Rotors, insbesondere des Gehäuses relativ zum Rotor, keine Verdrehung der Wellen des Getriebes bewirken, auch wenn diese mit schrägverzahnten, miteinander im Eingriff sich befindenden Verzahnungsteilen drehfest verbunden sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Innenring des zweiten Lagers auf dem Rotor aufgenommen, insbesondere aufgesteckt, insbesondere und ist gegen eine Stufe angestellt. Von Vorteil ist dabei, dass das zweite Lager als Festlager ausgeführt ist und somit der am Rotor erfasste Winkelwert dem Winkelwert der abtreibenden Welle des Getriebes proportional ist. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn das mit dem Rotor drehfest verbundene Verzahnungsteil, insbesondere Sonnenrad, schrägverzahnt ausgeführt ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Magnetkörper in einem mit dem Gehäuseteil fest verbundenen Aufnahmeteil aufgenommen oder im Gehäuseteil aufgenommen, wobei der Magnetkörper in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse des Rotors, verschiebbar angeordnet ist und mit einem ersten Drehmomentstützteil verbunden ist, insbesondere mittels zweiter, insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandeter, Schrauben, wobei das erste Drehmomentstützteil mit dem Aufnahmeteil und/oder mit dem Gehäuseteil verbunden ist, insbesondere mittels erster, insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandeter, Schrauben. Von Vorteil ist dabei, dass bei thermisch bedingten Längenänderungen der Magnetkörper relativ zum Aufnahmeteil und/oder zum Gehäuseteil des Elektromotors verschoben wird. Die Festlagerfunktion des ersten und des zweiten Lagers bleibt trotzdem erhalten.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Drehmomentstützteil als Balg, insbesondere Metallbalg, ausgeführt, wobei der das Aufnahmeteil berührende Bereich des ersten Drehmomentstützteils in axialer Richtung beabstandet ist von dem den Magnetkörper berührenden Bereich, insbesondere der auf kleinerem Radialabstand angeordnet ist als der das Aufnahmeteil berührende Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Lagerspannung vom gleichen Teil erzeugt wird, das auch als Drehmomentstütze für den Magnetkörper fungiert. Denn der Magnetkörper ist nicht nur in axialer Richtung verschiebbar im Aufnahmeteil aufgenommen, sondern auch in Umfangsrichtung drehbar.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Drehmomentstützteil, insbesondere Metallblech, derart als Blechteil ausgeführt, dass der das Aufnahmeteil berührende Bereich des ersten Drehmomentstützteils auf der selben axialen Position angeordnet ist wie der von dem Magnetkörper berührte Bereich des Drehmomentstützteils, insbesondere der auf kleinerem Radialabstand angeordnet ist als der das Aufnahmeteil berührende Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass das Drehmomentstützteil für die Aufgabe der Drehmomentdurchleitung optimierbar ist und die Federelemente für die Aufgabe der Erzeugung der Lagerspannung optimierbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Ankerscheibe mit dem Mitnehmer drehfest aber in axialer Richtung verschiebbar angeordnet, insbesondere wobei ein zwischen dem Mitnehmer und der Ankerscheibe angeordnetes Federelement, insbesondere ein mittels erster Verbindungselemente mit dem Mitnehmer und mittels zweiter Verbindungselemente mit der Ankerscheibe verbundenes Federblech, eine auf die Ankerscheibe wirkende, zum Mitnehmer hin gerichtete Federkraft erzeugt, insbesondere wobei das Federelement am Mitnehmer abgestützt ist, insbesondere wobei die Verbindungselemente als Nieten ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Ankerscheibe in einfacher Weise über ein Federblech und Verbindungselemente mit dem Mitnehmer verbindbar sind. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Magnetkörper eine Spule aufgenommen, insbesondere in radialer Richtung zwischen dem Innenring des Magnetkörpers und dem Außenring des Magnetkörpers. Von Vorteil ist dabei, dass abhängig von der Bestromung der Spule ein Gegenfeld zu dem vom Dauermagneten erzeugten Magnetfeld erzeugbar ist, so dass bei Bestromung der Spule die Ankerscheibe von einem geringeren Magnetfluss durchströmt wird als bei Nichtbestromung. Somit wird die Ankerscheibe bei Nichtbestromung der Spule entgegen der von dem Federblech erzeugten Federkraft zum Magnetkörper hingezogen und bei Bestromung der Spule mittels der Federkraft vom Magnetkörper weggezogen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Magnetkörper einen Außenring und einen Innenring auf, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring ein Dauermagnet angeordnet ist, insbesondere wobei in axialer Richtung zwischen dem Innenring und dem Außenring ein Dauermagnet angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der aus dem Nordpol austretende Magnetfluss des Dauermagneten durch den Innenring des Magnetkörpers und von dort direkt oder über einen Luftspalt zur Ankerscheiben und von dort direkt oder über einen Luftspalt zum Außenring des Magnetkörpers und von dort zum Südpol des Dauermagneten fließt. Alternativ ist Nordpol und Südpol permutiert. In jedem Fall aber überbrückt ein Distanzring den Dauermagneten, so dass der zwischen dem Innenring des Magnetkörpers und dem Außenring des Magnetkörpers angeordnete Distanzring eine Annäherung des Innenrings des Magnetkörpers zum Außenring des Magnetkörpers verhindert. Vorzugsweise ist der Distanzring radial außerhalb des Dauermagneten angeordnet und/oder aus einem diamagnetischen Material, insbesondere aus Kunststoff, ausgeführt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenring des ersten Lagers gegen eine am Magnetkörper, insbesondere am Innenring des Magnetkörpers, ausgeformte Stufe angestellt, wobei der Innenring des ersten Lagers gegen eine an der Welle ausgeformte Stufe angestellt ist. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Lager als Festlager ausgeführt ist, aber der Magnetkörper axial verschiebbar zum Gehäuseteil ist, zu welchem das zweite Lager unverschiebbar angeordnet ist, da es ebenfalls als Festlager ausgeführt ist. Der Rotor ist vorzugsweise nur über das erste und das zweite Lager drehbar gelagert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist bei Bestromung der Spule der die Ankerscheibe durchdringende Magnetfluss vermindert, insbesondere im Vergleich zur Nichtbestromung der Spule. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremswirkung steuerbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenring des Magnetkörpers im Aufnahmeteil axial verschiebbar angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass thermisch bedingte unterschiedliche Längenveränderungen des Gehäuseteils und des Rotors die Winkeldetektion des Winkelsensors, der näher am ersten als am zweiten Lager angeordnet ist, nur unwesentlich beeinflussen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Rotorwelle eines Winkelsensors mit dem Rotor drehfest verbunden und das Gehäuse des Winkelsensors mit einem ersten Bereich des zweiten Drehmomentstützteils verbunden ist, wobei ein zweiter Bereich des zweiten Drehmomentstützteils mit dem Innenring des Magnetkörpers verbunden ist, insbesondere zusammen mit einem Hilfsblech, mittels einer Schraube an den Innenring des Magnetkörpers angedrückt ist, insbesondere wobei der zweite Bereich auf größerem Radialabstand angeordnet ist als der erste Bereich, insbesondere wobei der zweite Bereich radial weiter außen angeordnet ist als der erste Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass eine Temperatur-unabhängige Winkelerfassung ausführbar ist, da der Winkelsensor sozusagen mitgenommen wird, wenn die Rotorlänge sich relativ zum Gehäuseteil ändert und somit das erste Lager axial verschoben wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom ersten Drehmomentstützteil überdeckte Radialabstandsbereich beabstandet von dem vom zweiten Drehmomentstützteil überdeckten Radialabstandsbereich und/oder der vom ersten Drehmomentstützteil überdeckte Radialabstandsbereich ist radial außerhalb des vom zweiten Drehmomentstützteil überdeckten Radialabstandsbereichs angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Drehmomentstützteil unabhängig vom zweiten wirkt und bei kompakter Ausführung trotzdem ein größeres Drehmoment übertragbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erste Drehmomentstützteil einen Innenringbereich, einen Außenringbereich und den Innenringbereich mit dem Außenringbereich verbindende, insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandete, Stege aufweist, wobei der Innenringbereich am Innenring des Magnetkörpers anliegt und der Außenringbereich am Aufnahmeteil oder am Gehäuseteil anliegt, wobei entweder der größte Umfangswinkelwert des von einem jeweiligen Steg bei einem Radialabstand überdeckte Umfangswinkelbereichs mit zunehmendem Radialabstand monoton, insbesondere streng monoton, zunimmt, insbesondere also in Umfangsrichtung anwächst und der kleinste Umfangswinkelwert dieses Umfangswinkelbereichs mit zunehmendem Radialabstand monoton, insbesondere streng monoton, zunimmt, insbesondere also in Umfangsrichtung anwächst, oder der größte Umfangswinkelwert des von einem jeweiligen Steg bei einem Radialabstand überdeckte Umfangswinkelbereichs mit zunehmendem Radialabstand monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt, und der kleinste Umfangswinkelwert dieses Umfangswinkelbereichs mit zunehmendem Radialabstand monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt.
Von Vorteil ist dabei, dass die Drehmomentstütze in einer Vorzugsdrehrichtung besonders wirksam und/oder steif ausgeführt ist. wenn also der Rotor in nur einer einzigen Drehrichtung betrieben wird, ist beim Abbremsen das Bremsmoment über die Drehmomentstütze effizient ableitbar, insbesondere in einer Drehrichtung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung drückt der am Aufnahmeteil abgestützte Balg den Innenring des Magnetkörpers, insbesondere die am Innenring des Magnetkörpers ausgeformte Stufe, derart auf den Außenring des ersten Lagers drückt, dass der Innenring des ersten Lagers den Mitnehmer gegen die am Rotor ausgeformte Stufe andrückt. Von Vorteil ist dabei, dass der Balg die Drehmomentstützfunktion, also Durchleitung des Reaktionsmoments, und die Erzeugung der Lagerspannung bewirkt.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung drückt ein am Aufnahmeteil, am Gehäuseteil oder an einem mit dem Aufnahmeteil oder Gehäuseteil fest verbundenen Ring abgestütztes Federelement den Innenring des Magnetkörpers, insbesondere die am Innenring des Magnetkörpers ausgeformte Stufe, derart auf den Außenring des ersten Lagers, dass der Innenring des ersten Lagers den Mitnehmer gegen die am Rotor ausgeformte Stufe andrückt. Von Vorteil ist dabei, dass das Federelement auf die Erzeugung der Lagerspannung und das Drehmomentstützteil auf die Reaktionsmomentableitung optimierbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Außenring des zweiten Lagers insbesondere bei noch nicht mit dem Gehäuseteil verbundenen Flanschteil und Getriebe, in einem Isolationsteil, insbesondere in einem aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellten Isolationsteil, aufgenommen ist, wobei das Isolationsteil im Gehäuseteil aufgenommen ist, insbesondere in einer in Umfangsrichtung umlaufenden Ringnut des Gehäuseteils aufgenommen ist, wobei das Flanschteil auf der vom ersten Lager abgewandten Seite des Isolationsteils angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Funktionsprüfung des Elektromotors vor Montieren des Getriebes mit Flanschteil ausführbar ist. Hierzu ist der Außenring des zweiten Lagers im Isolationsteil aufgenommen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung berührt ein erster Teilbereich des vom Außenring des zweiten Lagers in axialer Richtung überdeckten Bereichs das Flanschteil und ein zweiter Teilbereich des vom Außenring des zweiten Lagers berührt in axialer Richtung überdeckten Bereichs das Isolationsteil, wobei der erste Teilbereich vom zweiten Teilbereich beabstandet ist oder an diesen angrenzt, insbesondere aber der erste Teilbereich nicht mit dem zweiten Teilbereich überlappt. Von Vorteil ist dabei, dass einerseits eine Funktionsprüfung vor Anmontieren des Flanschteils ausführbar ist und andererseits nach Anmontieren des Flanschteils das zweite Lager sogar als Festlager fungiert. Dabei wird beim Anmontieren des Flanschteils das zweite Lager axial gegen die vom Federelement erzeugte Federkraft verschoben.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Antrieb, aufweisend ein von einem Bremsmotor angetriebenes Getriebe, im Querschnitt dargestellt, wobei ein als Drehmomentstütze fungierender Balg 40 zur Erzeugung von Lagerspannung der Lageranordnung des Rotors 9 des Bremsmotors vorgesehen ist.
In der Figur 4 ist ein Ausschnitt der Figur 1 vergrößert dargestellt.
In der Figur 3 ist das Drehmomentstützteil in Draufsicht dargestellt.
In der Figur 2 ist der Ausschnitt bei einem weiteren erfindungsgemäßen Antrieb dargestellt, wobei statt des Balgs 40 ein erstes Drehmomentstützteil 10 der Bremsanordnung vorgesehen ist.
Wie in den Figuren 2 und Figuren 3 dargestellt, weist der Elektromotor einen Rotor 9, der axial beidseitig mittels Festlagern gelagert ist und an seinem ersten axialen Endbereich mit einer Rotorwelle eines Winkelsensors 15 drehfest verbunden ist.
An seinem vom Winkelsensor 15 abgewandten Endbereich ist der Rotor 9 mit einem Sonnenrad einer Planetengetriebestufe des Getriebes drehfest verbunden. Insbesondere ist das Sonnenrad als Einsteckritzel mit dem Rotor 9 verbunden.
Mit dem Sonnenrad stehen Planetenräder im Eingriff, welche an einem Planetenträger drehbar gelagert sind und mit einem mit dem Getriebegehäuse verbundenen Hohlrad im Eingriff sind. Der Planetenträger fungiert als abtreibenden Welle der Planetengetriebestufe. Das Getriebegehäuse ist mit einem Flanschteil 22 verbunden, das eines der Lager 24 des Rotors 9 aufnimmt. Dieses Lager 22 ist als Festlager ausgeführt. Hierzu weist das Flanschteil 22 eine Stufe auf, gegen die der Außenring des Lagers 22 ausgeführt ist. Der Innenraum des Lagers 22 ist gegen eine am Rotor 9 ausgebildete Stufe angestellt.
Der von dem Lager 24 in axialer Richtung, also parallel zur Drehachse des Rotors 9, überdeckte Bereich überlappt mit dem von dem als Einsteckritzel ausgeführten Sonnenrad und/oder der von dem Flanschteil 22 in axialer Richtung, also parallel zur Drehachse des Rotors 9, überdeckte Bereich überlappt mit dem von dem als Einsteckritzel ausgeführten Sonnenrad.
Außerdem ist im Gehäuseteil 1 ein Isolationsteil 23 zur thermische und elektrischen Trennung sowie zur Aufnahme des Lagers für Funktionsprüfung aufgenommen. Hierzu ist eine Innennut im Gehäuseteil 1 eingebracht und das Isolationsteil 23 in die Innennut eingesteckt. Dieses Isolationsteil 23 nimmt auch den Außenring des Lagers 24 auf. Allerdings weist das isolationsteil 23 keine Stufe auf, so dass das Lager 24 nicht axial begrenzt wird mittels des Isolationsteils 23.
Vorzugsweise ist das Isolationsteil 23 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gefertigt und hat somit genügend viel Stabilität, dass eine Funktionsprüfung des Elektromotors ausführbar ist, wenn das Getriebe und somit auch das Flanschteil 22 nicht vorhanden ist. Für die Funktionsprüfung ist allerdings nur ein Leerlauf des Elektromotors möglich.
Der Innenring des Lagers 24 sitzt auf einem fein bearbeiteten Lagersitz an dem Rotor 9 auf und liegt an der Stufe des Rotors 9 an. Der Außenring des Lagers 24 ist in eine Ausnehmung des Isolationsteils 23 eingesteckt und ist dabei nicht axial gesichert, solange nicht der Außenring in dem Flanschteil 22 aufgenommen und gegen dessen Stufe angestellt ist.
Bei der Herstellung ist also eine bloße Funktionsprüfung im Leerlauf des Elektromotors möglich, nicht aber eine Belastungsprüfung.
Da das Lager 9 sehr nahe an dem mit dem Rotor 9 verbundenen Sonnenrad angeordnet ist, bewirkt eine thermische Ausdehnung des Rotors 9 und/oder des Gehäuses 1 keine wesentliche Winkeländerung an dem Sonnenrad und den mit diesem im Eingriff stehenden Planetenrädern.
Auch das erste Lager 8 des Rotors 9 ist als Festlager ausgeführt. Sowohl der Innenring des ersten Lagers 8 als auch der Außenring des Lagers 8 sind axial begrenzt. Hierzu ist vorzugsweise am Rotor 9 eine Stufe ausgeformt, wobei der Innenring des ersten Lagers 8 axial neben einem Mitnehmer 7 angeordnet ist, der an einer Stufe des Rotors 9 anliegt.
Der Außenring des ersten Lagers 8 ist in einem Innenring 13 eines Magnetkörpers der am Elektromotor angeordneten Bremsanordnung aufgenommen und liegt an einer Stufe des Innenrings 13 des Magnetkörpers an.
Der Magnetkörper ist aus dem Innenring 13 und einem Außenring 3 gebildet. Auf dem Innenring 13 des Magnetkörpers ist eine Spule 6 aufgesteckt, die über elektrische Versorgungsleitungen 18 mit Strom beaufschlagbar ist, so dass die Spule 6 bestrombar ist.
Die Spule 6 ist radial innerhalb des Außenrings 3 des Magnetkörpers und radial außerhalb des Innenrings 8 des Magnetkörpers angeordnet.
Am Gehäuseteil 1 ist ein Aufnahmeteil 2, insbesondere Bremslagerschild, befestigt. Der Magnetkörper mit der in ihm enthaltenen Spule 6 ist in dem Aufnahmeteil 2 aufgenommen.
Zur Vorspannung der aus dem ersten Lager 8 und dem zweiten Lager 9 gebildeten Lageranordnung drücken Federelemente 12, die an einem mit dem Aufnahmeteil 2 verbundenen Ring 11 abgestützt sind, den Innenring 13 des Magnetkörpers auf den Außenring des ersten Lagers 8 und somit diesen in Richtung zum zweiten Lager 24 hin.
Somit spannen die Federelemente 12 die Lageranordnung vor. Wenn also nun das Gehäuse 1 sich thermisch bedingt stärker ausdehnt also der Rotor 9, bleibt die Lageranordnung vorgespannt. Obwohl der Rotor 9 in zwei Festlagern gelagert ist, ist die Lageranordnung vor zu hohen Spannungen geschützt.
Außerdem ist die Funktionsweise der Bremse ungestört.
Denn zwischen dem Außenring 3 des Magnetkörpers und dem Innenring 13 des Magnetkörpers ist ein Dauermagnet 14 angeordnet, dessen Magnetfluss durch den Außenring 3 zu einer Ankerscheibe 4 und von der Ankerscheibe 4 zum Innenring 13 des Magnetkörpers geführt ist. Ein axial zwischen der Ankerscheibe 4 und dem Mitnehmer 7 angeordnetes Federblech ist mit ersten Verbindungselementen 5, insbesondere Nieten, an der Ankerscheibe 4 befestigt. Das Federblech ist mit zweiten Verbindungselementen, insbesondere Nieten, an dem Mitnehmer 7 befestigt. Das Federblech wirkt einer Entfernung der Ankerscheibe 4 vom Mitnehmer 7 entgegen. Denn die Federkraft zieht bei zunehmender Entfernung der Ankerscheibe 4 von dem Mitnehmer 7 die Ankerscheibe 4 mit einer zunehmenden Kraft zurück, also hin zum Mitnehmer 7. Die Magnetkraft des Dauermagneten 14 überwindet jedoch die vom Federblech erzeugte Federkraft.
Bei Nicht-Bestromung der Spule 6 wird zur Verminderung des zwischen der Ankerscheibe 4 und dem Magnetkörper vorhandenen Luftspaltes die Ankerscheibe 4 zum Magnetkörper hingezogen, so dass die mit dem Mitnehmer 7 beziehungsweise mit dem Rotor 9 drehfest verbundene Ankerscheibe 4 auf den Magnetkörper gedrückt und somit ein Bremsmoment erzeugt wird.
Bei Bestromung der Spule 6 wird ein Gegenfeld zu dem von dem Dauermagneten erzeugten Magnetfeld in Wirkung gebracht, so dass weniger oder gar kein Magnetfluss über die Ankerscheibe 4 fließt und diese daher mittels des Federblechs axial vom Magnetkörper weggezogen wird.
Die Ankerscheibe 4 ist also drehfest mit dem Rotor 9 aber axial bewegbar angeordnet.
Ein am Aufnahmeteil mittels Schrauben befestigtes Drehmomentstützteil 10 ist mit dem Innenring des Magnetkörpers verbunden, insbesondere mittels weiterer Schrauben. Somit ist das Reaktionsmoment der Bremsanordnung ans Gehäuse abgeleitet.
Vorzugsweise ist das Drehmomentstützteil 10 axial zwischen dem Aufnahmeteil 2 und den Federelementen 12 angeordnet.
Die Rotorwelle des Winkelsensors 15 ist drehfest mit dem Rotor 9 verbunden und relativ drehbar zum Gehäuse des Winkelsensors 15 angeordnet, das mittels des zweiten Drehmomentstützteils 16 am Innenring 13 des Magnetkörpers abgestützt ist. Hierzu ist das zweite Drehmomentstützteil 16 von einer in eine axial gerichtete Gewindebohrung des Innenrings 13 des Magnetkörpers eingeschraubten Schraube, insbesondere von deren Schraubenkopf, angedrückt, insbesondere zum Innenring 13 des Magnetkörpers hin.
Außerdem ist noch ein Hilfsblech 17 mit Innensechskant als Montagehilfe von dieser Schraube am Innenring 13 des Magnetkörpers befestigt.
Das Hilfsblech 17 ist bei der Montage zunächst noch formschlüssig mit seinem Innensechskant auf einen außensechskantförmigen Bereich der Rotorwelle des Winkelsensors 15 aufgeschoben und ermöglicht so ein einfaches Einschrauben der Rotorwelle des Winkelsensors in den rotor 9. Erst nach ein dem Andrücken des Hiflsblechs 17 an den Innenring 13 des Magnetkörpers mittels der Schraube ist diese formschlüssige Sechskantverbindung durch axiales Verschieben des Hilfsblechs 17 gelöst und somit das Hilfsblech 17 funktionslos. Allerdings ist die Schraube durch das Hilfsblech 17 sowie das zweite Drehmomentstützteil 16 durchgeführt und somit ist das zweite Drehmomentstützteil 16 in axialer Richtung weiter vom Gehäuse des Winkelsensors 15 entfernt angeordnet. Auf diese Weise ist es zwar in Umfangsrichtung sehr steif ausgeführt, aber in axialer Richtung elastisch.
Wie in Figur 3 dargestellt, weist das erste Drehmomentstützteil einen radial innerhalb eines Außenringbereichs 34 angeordneten Innenringbereich 33 auf, wobei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Stege 32 den Innenringbereich 33 mit dem Außenringbereich 34 verbinden.
Am Außenringbereich 34 sind erste, durch das ersten Drehmomentstützteil 10 durchgehende Löcher 30 angeordnet, durch welche eine in das Aufnahmeteil 2 eingeschraubte Schraube hindurch ragt.
Am Innenringbereich 33 sind zweite, durch das ersten Drehmomentstützteil 10 durchgehende Löcher 31 angeordnet, durch welche eine in den Innenring des Magnetkörpers eingeschraubte Schraube hindurchragt.
Die Stege 32 verlaufen mit zunehmendem Radialabstand in Umfangsrichtung zunehmend.
Insbesondere ist also der von dem jeweiligen Steg 32 bei einem jeweiligen Radialabstand überdeckte Umfangswinkelbereich in radialer Richtung zunehmend in Umfangsrichtung verschoben. Die in Umfangsrichtung gemessene Breite des Stegs 32 ist bei jedem Radialabstand vorzugsweise konstant.
Wie in Figur 1 und Figur 4 dargestellt, ist im Unterschied zum vorgenannten Ausführungsbeispiel ein Balg 40 vorgesehen, der die Federelemente 12, das erste Drehmomentstützteil 10 und auch den Ring 11.
Der Balg 40 ist mittels der zweiten Schraube 42 an den Innenring 13 des Magnetkörpers angedrückt und mittels der ersten Schraube 41 an das Aufnahmeteil 2. Der Balg 40 erzeugt eine Federkraft, die in axialer Richtung wirkt und eine vom Innenring 13 des Magnetkörpers zum zweiten Lager hin, also zum Getriebe hin, gerichtete Federkraft erzeugt.
Zur Versorgung des Bremsmotors, insbesondere der Statorwicklung 21 , ist am Gehäuseteil 1 ein Steckverbinderteil 19 angeordnet.
Ein Gehäusedeckel 20 ist mit dem Gehäuseteil 1 verbunden und schützt auch die Statorwicklung 21.
Der Balg 40 ist vorzugsweise als Metallbalg ausgeführt und weist ein seinem radial innen liegenden Endbereich eine Verstärkung auf, also eine größere Wandstärke. Bei Herstellung des Metallbalgs 40 aus einem Blech konstanter Wandstärke ist der Bereich der Verstärkung beispielsweise durch umstülpen des Blechs und eine dadurch bewirkte doppelte Lage bewirkbar. Alternativ ist auch ein Ringteil schweißverbindbar.
Das erste Lager 8 sowie das zweite Lager 24 ist jeweils als Wälzlager ausgeführt, insbesondere als Kugellager.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das Federblech durch ein anderes Federelement oder eine Federanordnung ersetzt.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt der Federelemente 12 ein einziges Federelement oder zumindest ein Federpaket eingesetzt. Die ersten Verbindungselemente 5 sind dabei auch zur Verbindung der Ankerscheibe 4 mit dem Mitnehmer 7 verwendbar. Bezugszeichenliste
1 Gehäuseteil
2 Aufnahmeteil, insbesondere Bremslagerschild
3 Außenring
4 Ankerscheibe
5 Verbindungselement, insbesondere Niet
6 Spule
7 Mitnehmer
8 erste Lager, insbesondere Kugellager
9 Rotor des Elektromotors
10 erstes Drehmomentstützteil, insbesondere für die Bremsanordnung
11 Ring
12 Federelemente, insbesondere Federpaket
13 Innenring
14 Dauermagnet
15 Winkelsensor
16 zweites Drehmomentstützteil, insbesondere für den Winkelsensor 15
17 Hilfsblech mit Innensechskant als Montagehilfe
18 elektrische Versorgungsleitung der Spule 6
19 Steckverbinderteil
20 Gehäusedeckel
21 Statorwicklung
22 Flanschteil, insbesondere Lagerflansch
23 Isolationsteil zur thermische und elektrischen Trennung sowie zur Aufnahme des Lagers für Funktionsprüfung
24 zweites Lager
30 erstes Loch
31 zweites Loch
32 Steg
33 Innenringbereich
34 Außenringbereich Balg, insbesondere Metallbalg erste Schraube zweite Schraube

Claims

Patentansprüche:
1. Antrieb, aufweisend einen Elektromotor mit einer Bremsanordnung, wobei der Elektromotor einen über ein erstes Lager und ein zweites Lager drehbar gelagerten Rotor aufweist und ein Gehäuseteil, wobei das erste Lager einen Innenring und einen Außenring aufweist, wobei der Innenring des ersten Lagers auf dem Rotor aufgenommen, insbesondere aufgesteckt, ist, insbesondere und gegen eine Stufe angestellt ist oder gegen einen gegen eine am Rotor ausgeformte Stufe angestellten Mitnehmer gedrückt ist, wobei die Bremsanordnung einen Magnetkörper aufweist, insbesondere aus einem ferromagnetischen Material, dadurch gekennzeichnet, dass wobei der Außenring des ersten Lagers im Magnetkörper der Bremsanordnung aufgenommen ist, insbesondere und gegen eine Stufe angestellt ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lager, insbesondere der Außenring des zweiten Lagers, im Gehäuse oder in einem mit dem Gehäuseteil verbundenen Flanschteil aufgenommen ist, insbesondere und gegen eine Stufe angestellt ist, und dass der Innenring des zweiten Lagers auf dem Rotor aufgenommen, insbesondere aufgesteckt, ist, insbesondere und gegen eine Stufe angestellt ist.
3. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkörper in einem mit dem Gehäuseteil fest verbundenen Aufnahmeteil aufgenommen ist oder im Gehäuseteil aufgenommen ist, wobei der Magnetkörper in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse des Rotors, verschiebbar angeordnet ist und mit einem ersten Drehmomentstützteil verbunden ist, insbesondere mittels zweiter, insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandeter, Schrauben (42), wobei das erste Drehmomentstützteil mit dem Aufnahmeteil und/oder mit dem Gehäuseteil verbunden ist, insbesondere mittels erster, insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandeter, Schrauben (42).
4. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehmomentstützteil als Balg, insbesondere Metallbalg, ausgeführt ist, wobei der das Aufnahmeteil berührende Bereich des ersten Drehmomentstützteils in axialer Richtung beabstandet ist von dem den Magnetkörper berührenden Bereich, insbesondere der auf kleinerem Radialabstand angeordnet ist als der das Aufnahmeteil berührende Bereich oder dass das erste Drehmomentstützteil, insbesondere Metallblech, derart als Blechteil ausgeführt ist, dass der das Aufnahmeteil berührende Bereich des ersten Drehmomentstützteils auf derselben axialen Position angeordnet ist wie der von dem Magnetkörper berührte Bereich des Drehmomentstützteils, insbesondere der auf kleinerem Radialabstand angeordnet ist als der das Aufnahmeteil berührende Bereich.
5. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ankerscheibe mit dem Mitnehmer drehfest aber in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist, insbesondere wobei ein zwischen dem Mitnehmer und der Ankerscheibe angeordnetes Federelement, insbesondere ein mittels erster Verbindungselemente mit dem Mitnehmer und mittels zweiter Verbindungselemente mit der Ankerscheibe verbundenes Federblech, eine auf die Ankerscheibe wirkende, zum Mitnehmer hin gerichtete Federkraft erzeugt, insbesondere wobei das Federelement am Mitnehmer abgestützt ist, insbesondere wobei die Verbindungselemente als Nieten ausgeführt sind.
6. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Magnetkörper eine Spule aufgenommen ist, insbesondere in radialer Richtung zwischen dem Innenring des Magnetkörpers und dem Außenring des Magnetkörpers, und/oder dass der Magnetkörper einen Außenring und einen Innenring aufweist, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring ein Dauermagnet angeordnet ist, insbesondere wobei in axialer Richtung zwischen dem Innenring und dem Außenring ein Dauermagnet angeordnet ist.
7. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring des ersten Lagers gegen eine am Magnetkörper, insbesondere am Innenring des Magnetkörpers, ausgeformte Stufe angestellt ist, wobei der Innenring des ersten Lagers gegen eine an der Welle ausgeformte Stufe angestellt ist.
8. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bestromung der Spule der die Ankerscheibe durchdringende Magnetfluss vermindert ist, insbesondere im Vergleich zur Nichtbestromung der Spule.
9. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring des Magnetkörpers im Aufnahmeteil axial verschiebbar angeordnet ist.
10. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle eines Winkelsensors mit dem Rotor drehtest verbunden ist und das Gehäuse des Winkelsensors mit einem ersten Bereich des zweiten Drehmomentstützteils verbunden ist, wobei ein zweiter Bereich des zweiten Drehmomentstützteils mit dem Innenring des Magnetkörpers verbunden ist, insbesondere zusammen mit einem Hilfsblech, mittels einer Schraube an den Innenring des Magnetkörpers angedrückt ist, insbesondere wobei der zweite Bereich auf größerem Radialabstand angeordnet ist als der erste Bereich, insbesondere wobei der zweite Bereich radial weiter außen angeordnet ist als der erste Bereich.
11. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom ersten Drehmomentstützteil überdeckte Radialabstandsbereich beabstandet ist und/oder radial außerhalb des vom zweiten Drehmomentstützteil überdeckten Radialabstandsbereichs.
12. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehmomentstützteil einen Innenringbereich, einen Außenringbereich und den Innenringbereich mit dem Außenringbereich verbindende, insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandete, Stege aufweist, wobei der Innenringbereich am Innenring des Magnetkörpers anliegt und der Außenringbereich am Aufnahmeteil oder am Gehäuseteil anliegt, wobei entweder der größte Umfangswinkelwert des von einem jeweiligen Steg bei einem Radialabstand überdeckte Umfangswinkelbereichs mit zunehmendem Radialabstand monoton, insbesondere streng monoton, zunimmt, insbesondere also in Umfangsrichtung anwächst und der kleinste Umfangswinkelwert dieses Umfangswinkelbereichs mit zunehmendem Radialabstand monoton, insbesondere streng monoton, zunimmt, insbesondere also in Umfangsrichtung anwächst, oder der größte Umfangswinkelwert des von einem jeweiligen Steg bei einem Radialabstand überdeckte Umfangswinkelbereichs mit zunehmendem Radialabstand monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt, und der kleinste Umfangswinkelwert dieses Umfangswinkelbereichs mit zunehmendem Radialabstand monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt.
13. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der am Aufnahmeteil abgestützte Balg den Innenring des Magnetkörpers, insbesondere die am Innenring des Magnetkörpers ausgeformte Stufe, derart auf den Außenring des ersten Lagers drückt, dass der Innenring des ersten Lagers den Mitnehmer gegen die am Rotor ausgeformte Stufe andrückt oder dass ein am Aufnahmeteil, am Gehäuseteil oder an einem mit dem Aufnahmeteil oder Gehäuseteil fest verbundenen Ring abgestütztes Federelement den Innenring des Magnetkörpers, insbesondere die am Innenring des Magnetkörpers ausgeformte Stufe, derart auf den Außenring des ersten Lagers drückt, dass der Innenring des ersten Lagers den Mitnehmer gegen die am Rotor ausgeformte Stufe andrückt.
14. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring des zweiten Lagers insbesondere bei noch nicht mit dem Gehäuseteil verbundenen Flanschteil und Getriebe, in einem Isolationsteil, insbesondere in einem aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellten Isolationsteil, aufgenommen ist, wobei das Isolationsteil im Gehäuseteil aufgenommen ist, insbesondere in einer in Umfangsrichtung umlaufenden Ringnut des Gehäuseteils aufgenommen ist, wobei das Flanschteil auf der vom ersten Lager abgewandten Seite des Isolationsteils angeordnet ist.
15. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teilbereich des vom Außenring des zweiten Lagers in axialer Richtung überdeckten Bereichs das Flanschteil berührt und ein zweiter Teilbereich des vom Außenring des zweiten Lagers in axialer Richtung überdeckten Bereichs das Isolationsteil berührt, wobei der erste Teilbereich vom zweiten Teilbereich beabstandet ist oder an diesen angrenzt, insbesondere aber der erste Teilbereich nicht mit dem zweiten Teilbereich überlappt.
EP21729209.3A 2020-06-04 2021-05-19 Antrieb, aufweisend einen elektromotor mit einer bremsanordnung Pending EP4162592A1 (de)

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DE102020003372 2020-06-04
PCT/EP2021/025185 WO2021244773A1 (de) 2020-06-04 2021-05-19 Antrieb, aufweisend einen elektromotor mit einer bremsanordnung

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