Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 näher bezeichneten und durch die DE-PS 34 07 731 bekannten
Art.The invention relates to an electric motor in the preamble of
Claim 1 designated and known from DE-PS 34 07 731
Art.
Gemäß der DE-PS 34 07 731 ist es bekannt, einen Teil des in den Läufer des
Elektromotors eindringenden magnetischen Flusses über einen ferro
magnetischen Bremsanker zu leiten, der dadurch bei eingeschaltetem Feld
entgegen der Wirkung einer Feder zum Läufer hin angezogen wird, während
er bei Abschaltung des Feldes durch die Federwirkung in Gegenrichtung
gegen eine ortsfeste Bremsfläche gedrückt wird. Dadurch wird die Nach
laufbewegung des Läufers abgebremst. Eine Verstärkung des Bremsmomentes
wird dadurch erzielt, daß Läufer und Bremsanker keilförmige, einander
während des Bremsvorganges berührende Flächen aufweisen, die auf Grund
ihres Keilwinkels den Bremsanker in Richtung auf die Bremsbeläge drücken.
Dadurch kann der Motor nach dem Abschalten der Spannung innerhalb eines
sehr kurzen Zeitraumes zum Stillstand gebracht werden.
According to DE-PS 34 07 731 it is known to part of the in the rotor of
Electric motor penetrating magnetic flux over a ferro
to conduct magnetic brake anchors, which results in the field being switched on
against the action of a spring towards the runner, while
he when the field is switched off by the spring action in the opposite direction
is pressed against a stationary braking surface. This will make the after
slowed down movement of the runner. An increase in braking torque
is achieved in that the rotor and brake anchor wedge-shaped, each other
have contacting surfaces during the braking process, which are due to
of their wedge angle press the brake anchor towards the brake pads.
This allows the motor to switch off within a
be brought to a standstill for a very short period of time.
Die Verwendung von Elektromotoren mit Stillstandsbremse ist zwingend
bei einer Vielzahl von Geräten, insbesondere bei Elektrowerkzeugen sowie
elektromotorisch angetriebenen Geräten für Haushalt und Heimwerkerbedarf
vorgeschrieben. Die gemäß der DE-PS 34 07 731 bekannte Anordnung erfüllt zwar
die gestellten Anforderungen zumeist zufriedenstellend, weist jedoch in
einigen Fällen Mängel auf, die eine Verbesserung notwendig machen. So ist
es beispielsweise erforderlich, das vorzeitige Ansprechen der Bremsein
richtung bei Absinken der Betriebsspannung des Elektromotors zu ver
hindern. Es ist weiterhin notwendig, die Keilflächen ohne fertigungs
technischen Mehraufwand mit einer glatteren Oberfläche zu versehen, um
deren Festfressen beim Bremsvorgang zu verhindern und die Rückholbar
keit des Bremsankers sicherzustellen.The use of electric motors with a parking brake is mandatory
in a variety of devices, especially power tools as well
electric motor-driven devices for household and DIY needs
required. The arrangement known from DE-PS 34 07 731 fulfills
the requirements are mostly satisfactory, but in
in some cases defects that require improvement. So is
it is necessary, for example, to respond early to braking
direction when the operating voltage of the electric motor drops
prevent. It is still necessary to make the wedge surfaces without manufacturing
technical extra effort to provide a smoother surface to
to prevent their seizure when braking and the retrievable
the brake anchor.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Bremseinrichtung
auch bei Spannungsschwankungen in ihrer Wirkungsweise zu sichern und zu
sätzlich die Fertigung in der Weise zu vereinfachen, daß eine verbesserte
Bremswirkung bei Wegfall bisheriger bearbeitungsbedingter Schwierigkeiten
erzielt wird.The invention is therefore based on the object of the braking device
to secure and to also function in the event of voltage fluctuations
addition to simplify manufacturing in such a way that an improved
Braking effect if previous processing-related difficulties are eliminated
is achieved.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die im Kenn
zeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Maßnahmen, während in den Unter
ansprüchen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekenn
zeichnet sind.This object is achieved according to the invention by the in the characteristic
Signs of the main claim listed measures, while in the sub
claims particularly advantageous developments of the invention
are drawn.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die stirnseitig am
Läufer angeordneten keilförmigen Bremsflächen aus der Ebene der Läufer
stirnseite bzw. des Kurzschlußringes heraus in Motorachsrichtung vor
springend ausgebildet sind. Aufgrund dieser Bauweise kann der Kurzschluß
ring in der üblichen kurzen axialen Höhe gehalten werden. Die Ausbildung
der läuferseitigen Keilflächen als Vorsprünge bedingt, daß die keil
förmigen Bremsflächen des Bremsankers als Einbuchtungen ausgebildet
werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß einerseits die der Läufer
stirnseite zugewandte Fläche des Bremsankers sehr nahe am Läuferblech
paket anliegen kann, wodurch der den Bremsanker durchflutende Magnet
fluß größer als bei den bekannten Ausführungen ist. Es entsteht
eine höhere Anzugskraft auf den Bremsanker, die nunmehr auch zumindest
bei der zulässigen Unterspannung des Netzes sicher ausweicht, die Kraft
der Druckfeder zu überwinden und ein vorzeitiges Abfallen des Brems
ankers zu verhindern. Darüber hinaus bringt die Beibehaltung der üblichen
geringen axialen Höhe des Kurzschlußringes, auf den die Keilflächen als
vorzugsweise satteldachförmige Vorsprünge aufgesetzt sind, eine Material
ersparnis für die Wicklung gegenüber der bekannten Ausführung mit sich.
Durch die dachförmige Ausbildung der Keilflächen wird die universelle
Verwendung der Bremsanordnung für Motoren beider Drehrichtungen und
somit eine Fertigungsvereinfachung erzielt. Vorzugsweise sind Läufer
wicklung, Kurzschlußring und Bremsflächen als einstückiges Druckgußteil
aus einer Aluminiumlegierung gebildet.The invention has the advantage that the front on
Runner arranged wedge-shaped braking surfaces from the plane of the runner
front or the short-circuit ring out in the direction of the motor axis
are jumping. Due to this design, the short circuit can
ring are kept in the usual short axial height. Training
of the rotor-side wedge surfaces as projections requires that the wedge
shaped brake surfaces of the brake anchor formed as indentations
will. This gives the advantage that on the one hand that of the runner
face of the brake anchor facing very close to the rotor plate
package, which means that the magnet flooding the brake anchor
flow is larger than in the known designs. It arises
a higher tightening force on the brake anchor, at least now
at the permissible undervoltage of the network, the force
to overcome the compression spring and an early release of the brake
to prevent anchors. It also brings the retention of the usual
low axial height of the short-circuit ring on which the wedge surfaces as
preferably gable roof-shaped projections are placed, a material
savings for the winding compared to the known version with itself.
The roof-shaped design of the wedge surfaces makes it universal
Use of the brake arrangement for motors in both directions of rotation and
thus simplifying production. Runners are preferred
winding, short-circuit ring and braking surfaces as a one-piece die-cast part
formed from an aluminum alloy.
Die Ausbildung des Bremselementes mit in Motorachsrichtung eingebuchteten,
vorzugsweise dachförmigen Keilflächen am Bremsanker bringt auch hier den
Vorteil einer Fertigungsvereinfachung mit sich. Wird, wie üblich, der
Bremsanker als Stanzbiegeteil im Tiefziehverfahren aus einem ferromagnetischen
Blech hergestellt, so erfolgt an den Keilflächen auf der einen Werkstück
seite eine Materialstreckung bzw. -reckung, während auf der vom Präge
dorn beaufschlagten Werkstückseite die Materialoberfläche auf Grund des
hohen Preßdruckes in sich verfestigt wird. In der Praxis bedeutet dies,
daß allein durch den Preßvorgang eine ausreichend glatte und saubere
Oberfläche mit äußerst geringer Rauhtiefe entsteht, die keiner Nachbe
handlung mehr bedarf. Bei der bekannten Anordnung, bei welcher die beim
Tiefziehvorgang gereckte Seite als Anlagefläche dient, ist jedoch eine
Nachbehandlung der Oberfläche unumgänglich nötig, da die Rauhtiefe
zu groß und deshalb die Gefahr einer durch den Federdruck nicht mehr
lösbaren Verklemmung beider Keilflächen ineinander sehr hoch ist.The formation of the braking element with indented in the motor axis direction
preferably roof-shaped wedge surfaces on the brake anchor also brings the
Advantage of a simplification of production with itself. As usual, the
Brake anchor as a stamped and bent part in the deep-drawing process from a ferromagnetic
Sheet metal is produced, so takes place on the wedge surfaces on one workpiece
side a material stretching or stretching, while on that of the embossing
the material surface due to the
high pressure is solidified. In practice, this means
that just by the pressing process a sufficiently smooth and clean
Surface with extremely low surface roughness arises, which no afterbeing
action needs more. In the known arrangement, in which the
The deep-drawing process on the stretched side serves as a contact surface, but is one
Post-treatment of the surface is absolutely necessary because the roughness depth
too big and therefore no longer the risk of spring pressure
releasable jamming of the two wedge surfaces is very high.
In der Figur ist die Prinzipskizze einer Anordnung gemäß der Erfindung
dargestellt, wobei der Bremsanker in der Stellung gezeigt ist, die
er bei laufendem Motor einnimmt. Die Motorwelle 1 trägt das Läuferblech
paket 2, an dessen Stirnseite 3 mittig die Druckfeder 4 angeordnet ist.
Der ebenfalls auf der Welle 1 angeordnete Bremsanker 5 weist den topf
förmigen Abschnitt 6 auf, der die Bremsbeläge 7 prägt. Mit dem Abschnitt 6
verbunden ist ein weiterer, vorzugsweise topfförmiger Abschnitt 8, der
jedoch gegenüber Abschnitt 6 um 180° gedreht ist und dessen Kragen 9
mehrere dachförmige Einbuchtungen aufweist.
The figure shows the schematic diagram of an arrangement according to the invention, the brake armature being shown in the position which it assumes when the engine is running. The motor shaft 1 carries the rotor plate package 2 , on the end face 3 of which the compression spring 4 is arranged in the center. The brake armature 5 , which is also arranged on the shaft 1 , has the pot-shaped section 6 , which shapes the brake pads 7 . Connected to section 6 is a further, preferably pot-shaped section 8 , which, however, is rotated by 180 ° with respect to section 6 and whose collar 9 has several roof-shaped indentations.
An der Stirnseite des Läuferblechpaketes befindet sich der Kurzschlußring 10,
der die Wicklungsstäbe der Läuferwicklungen miteinander verbindet. Der
Kurzschlußring entspricht in seinen Abmessungen demjenigen eines Motors
normaler Bauart und ist möglichst flach ausgebildet, um die Baulänge des
Läufers gering zu halten. Am Kurzschlußring 10 sind mehrere in motor
achsrichtung vorspringende Keilflächen 11 angeordnet, die beim beschriebenen
Ausführungsbeispiel dachförmig ausgebildet sind, um ihren Einsatz ohne
Werkzeugänderung bei Motoren beider Drehrichtungen zu ermöglichen. Vorzugs
weise sind die die Keilflächen 11 bildenden Vorsprünge 12 einstückig mit
dem Kurzschlußring 10 und den Wicklungsstäben im Druckgußverfahren aus
einer Aluminiumlegierung hergestellt.The short-circuit ring 10 , which connects the winding bars of the rotor windings to one another, is located on the end face of the rotor laminated core. The dimensions of the short-circuit ring correspond to those of a motor of normal design and are as flat as possible in order to keep the overall length of the rotor small. On the short-circuit ring 10 , a plurality of wedge surfaces 11 projecting in the motor axis direction are arranged, which in the exemplary embodiment described are roof-shaped in order to enable their use in motors of both directions of rotation without changing tools. Preferably, the wedge surfaces 11 forming projections 12 are made in one piece with the short-circuit ring 10 and the winding bars in the die-casting process from an aluminum alloy.
Die Keilflächen 11 korrespondieren mit den ebenfalls dachförmigen Ein
buchtungen 13 am Kragen des topfförmigen Abschnittes 8, welche ebenfalls
keilförmige Flächen 14 bilden. Beim Abbremsen des Motors werden jeweils
die einer Drehrichtung zugeordneten Keilflächen 11 und 14 aufeinanderge
preßt, mit der Wirkung, daß der Bremsanker 5 mit einer zusätzlichen Druck
verstärkung in Motorachsrichtung gegen eine (nicht dargestellte) ortsfeste
Bremsfläche gedrückt wird.The wedge surfaces 11 correspond to the also roof-shaped indentations 13 on the collar of the pot-shaped section 8 , which also form wedge-shaped surfaces 14 . When braking the motor, the wedge surfaces 11 and 14 assigned to a direction of rotation are pressed against one another, with the effect that the brake armature 5 is pressed with an additional pressure boost in the motor axis direction against a (not shown) stationary braking surface.
Da die Kurzschlußringe 10 sehr flach ausgebildet sind, liegt beim Betrieb
des Motors der Bremsanker 5 mit dem Kragen 9 sehr nahe am Läuferblech
paket. Dadurch bewirkt die in Paketnähe zunehmend höhere Felddichte, daß
die auf den Bremsanker wirkende Anzugskraft beträchtlich größer ist, als
bei bekannten Ausführungen mit einem größeren Mindestabstand zwischen
Läufer und Bremsanker. Somit wird in vorteilhafter Weise ein Anzugsmoment
erzielt, welches das Abfallen des Bremsankers bei geringer, netzseitig
zulässiger Unterspannung sicher verhindert.Since the short-circuit rings 10 are formed very flat, the brake armature 5 with the collar 9 lies very close to the rotor plate when the motor is operating. As a result, the increasingly higher field density in the vicinity of the package means that the tightening force acting on the brake anchor is considerably greater than in known designs with a larger minimum distance between rotor and brake anchor. In this way, a tightening torque is advantageously achieved, which reliably prevents the brake armature from falling off when the undervoltage is permissible on the network side.
Da die läuferseitigen Keilflächen 11 aus einem weicheren Werkstoff bestehen
als diejenigen (14) des Bremsankers 5, muß dafür Sorge getragen werden,
daß die Rauhtiefe der härteren Flächen innerhalb vorbestimmter Grenzen
bleibt, um Verschleiß - und vor allem - ein Festfressen der beiden
aufeinanderliegenden Keilflächen zu verhindern, durch welches das Lösen
beider Keilflächen voneinander beim Wiedereinschalten des Motors verhindert
würde. Dazu ist die Erkenntnis wesentlich, daß beim Tiefziehen des Kragens 9
in die Form der dachförmigen Keilflächen 11 das kristalline Gefüge des
Werkstoffes - vorzugsweise Eisenblech - verändert wird. Die Gefüge
veränderung wird bei der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise
zur Vereinfachung des Fertigungsvorganges und zur Oberflächenverbesserung
genutzt. Da die Keilflächen 14 in Richtung zum topfförmigen Abschnitt 6
in den Kragen - vorzugsweise mittels eines Prägedornes - eingedrückt
werden, erfolgt eine Verdichtung der dem Prägedorn zugewandten Keil
flächen 14, die somit eine glatte, saubere Oberfläche geringer Rauhtiefe
erhalten, während die Gegenseite, d. h. die "gezogene" Seite, eine
erheblich größere Rauhtiefe aufweist und - wie bei den Anordnungen gemäß
dem Stand der Technik erforderlich - erst mit erheblichem Aufwand ge
glättet werden muß.Since the rotor-side wedge surfaces 11 are made of a softer material than those ( 14 ) of the brake armature 5 , care must be taken to ensure that the roughness of the harder surfaces remains within predetermined limits in order to prevent wear and, above all, seizing of the two wedge surfaces lying on one another prevent, which would prevent the two wedge surfaces from coming apart when the motor is switched on again. To this end, it is essential to recognize that when the collar 9 is deep-drawn into the shape of the roof-shaped wedge surfaces 11, the crystalline structure of the material - preferably sheet iron - is changed. The structure change is used in the present invention in an advantageous manner to simplify the manufacturing process and to improve the surface. Since the wedge surfaces 14 are pressed in the direction of the cup-shaped section 6 into the collar - preferably by means of an embossing mandrel - there is a compression of the wedge surfaces 14 facing the embossing mandrel, which thus receive a smooth, clean surface with a low roughness, while the opposite side, ie the "Drawn" side, has a significantly greater roughness and - as required in the arrangements according to the prior art - must be smoothed ge only with considerable effort.