WO2023110382A1 - Electric motor having an electromagnetically actuatable brake - Google Patents

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WO2023110382A1
WO2023110382A1 PCT/EP2022/083539 EP2022083539W WO2023110382A1 WO 2023110382 A1 WO2023110382 A1 WO 2023110382A1 EP 2022083539 W EP2022083539 W EP 2022083539W WO 2023110382 A1 WO2023110382 A1 WO 2023110382A1
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WO
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electric motor
bearing flange
rotor shaft
motor according
magnetic body
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PCT/EP2022/083539
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Aschoff
Manuel Gandyra
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
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    • H02K7/1021—Magnetically influenced friction brakes
    • H02K7/1023—Magnetically influenced friction brakes using electromagnets
    • H02K7/1025—Magnetically influenced friction brakes using electromagnets using axial electromagnets with generally annular air gap
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements

Definitions

  • the invention relates to an electric motor with an electromagnetically actuable brake.
  • An electric motor with a brake is known from DE 10 2019 002 748 A1.
  • An electric motor with a stator housing part is known from DE 10 2019 008 413 A1.
  • the invention is therefore based on the object of further developing an electric motor, in which case it should be possible to achieve improved cooling.
  • the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
  • the electric motor has a stator housing part which is connected to a first and a second bearing flange, a bearing for the rotatable mounting of the rotor shaft of the electric motor being accommodated in the first bearing flange, wherein the brake has a magnetic body which is connected to the first bearing flange, in particular in a sealed and/or thermally conductive manner, the outer circumference, in particular the outer contour, of the sectional structure of the first bearing flange in a cross-sectional plane at a first axial position of the outer circumference of the sectional structure in equals and/or is identical to the cross-sectional plane of the magnet body, wherein the first bearing flange contacts the magnet body at the axial position, wherein the normal direction of the cross-sectional plane is oriented parallel to the axis of rotation of the rotor shaft.
  • the advantage here is that the magnet body bears against the first bearing flange at most in the radial direction.
  • the greatest possible contact between the first bearing flange and the magnet body is therefore achieved in all circumferential angle directions.
  • improved cooling is achieved on the one hand of the power loss of the bearing accommodated in the first bearing flange and on the other hand of the annular winding accommodated in the magnet body.
  • a flat seal arranged between the first bearing flange and the magnetic body improves heat dissipation, even if, for comparison, the magnetic body would not bear against the first bearing flange at the maximum on the face side.
  • the magnet body follows the outer contour of the motor. As a result, on the one hand, it draws the heat from the stator as described in the paragraph above.
  • the brake coil itself is well cooled by the convection on the surface
  • the magnet body is made from a ferromagnetic nodular cast iron or gray cast iron or steel and the first bearing flange is made from a different cast iron or from a steel.
  • the outer contour in the contact area of the two parts is identical, so that the largest possible contact surface can be achieved, thereby enabling the most efficient possible heat dissipation.
  • a seal in particular a flat seal, is arranged between the first bearing flange and the magnet body. It is advantageous that the interior of the brake is sealed and efficient heat dissipation can still be achieved.
  • the outer circumference in particular the outer contour, has corners, in particular corners protruding in the radial direction, in particular as a sectional structure of a corner or an edge caused with the cross-sectional plane, in particular with a respective corner of the magnetic body at each of the corners of the first bearing flange adjacent.
  • the advantage here is that the outer circumference is square in section and spatially cuboidal, with each axially extending edge of the cuboid being designed as a pair of parallel individual edges.
  • the radial distance of the corners measured in relation to the axis of rotation of the rotor shaft increases monotonically, in particular strictly monotonically, with increasing axial distance of the cross-sectional plane from the first axial position, until the axial distance reaches a second value, in particular second axial distance, and as the axial distance increases further, it decreases monotonically, in particular strictly monotonically, in particular until the axial distance has a third value, in particular a third axial distance.
  • a flat seal is arranged between the magnet body and the first bearing flange.
  • the advantage here is that the brake is arranged in a sealed interior area.
  • a further flat seal is arranged between the magnet body and a cover part, with an angle sensor for detecting the angular position of the rotor shaft being arranged in the spatial area surrounded by the magnet body and the cover part, in particular with a rotor of the angle sensor being connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner and wherein a stator is connected to the magnetic body by means of a torque arm.
  • the angle sensor is arranged in a sealed interior area.
  • one, in particular the, cover part has an inner ring, which is connected to a centering collar of the cover part by means of radially extending ribs of the cover part, the centering collar being designed in the manner of a ring, in particular as a rotating body area, in particular uninterrupted in the circumferential direction and axially on the Cover part protrudes, in particular protrudes into a recess of the magnet body, in particular wherein the ring axis of the ring-like centering collar is aligned coaxially with the axis of rotation of the rotor shaft.
  • the advantage here is that increased rigidity can be achieved and improved cooling of the interior area surrounding the angle sensor.
  • the ribs extend in the radial direction, in particular from the inner ring to the centering collar, the ribs running curved in the circumferential direction.
  • the advantage here is that improved rigidity can be achieved.
  • each of the ribs does not extend in a straight line from radially inside to radially outside, but in an arcuate manner, in particular from the inner ring to the centering collar.
  • the circumferential angular position of the respective rib first increases in the circumferential direction with increasing radial distance from the axis of rotation of the rotor shaft and then decreases again with increasing radial distance from this axis of rotation.
  • the inner ring of the cover part has an axial extension dependent on the circumferential position, in particular ring width, which is not constant but has local maxima as a function of the circumferential angle, in particular between five and eleven local maxima.
  • the advantage here is that improved cooling can be achieved, since convective air flows can form through the intermediate areas between the local maxima, in particular in the radial direction, and thus in the respective ribs and from Centering can flow limited space. As a result, a further improved heat dissipation of the angle sensor arranged radially inside the inner ring can be achieved.
  • the inner ring has jagged elevations protruding towards the magnetic body, ie in particular in the axial direction, with the inner ring having a constant radial wall thickness.
  • the cover part together with the inner ring, ribs and centering collar is manufactured in one piece, in particular in one piece, that is to say in particular in one piece.
  • a ring winding is accommodated in the magnetic body, a ring-like driver is placed on the rotor shaft and is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner, the driver having external teeth, a disk-like brake pad carrier having internal teeth which mesh with the external teeth, wherein the brake pad carrier is non-rotatably connected to the driver and is arranged so that it can move axially, a braking surface being formed on the first bearing flange, in particular the braking surface being flat and finely machined, wherein an armature disk is non-rotatably connected to the magnetic body and is arranged to be displaceable axially, ie in particular parallel to the direction of the axis of rotation of the rotor shaft.
  • the ring axis of the ring winding is aligned coaxially to the axis of rotation of the rotor shaft, wherein spring elements supported on the magnetic body press on the armature disk, wherein the armature disk is arranged in the axial direction between the brake pad carrier and the magnetic body and the brake pad carrier is arranged in the axial direction between the armature disk and the first Bearing flange is arranged, in particular wherein the spring elements are spaced from each other in the circumferential direction.
  • the advantage here is that safety is increased, since the brake is applied in the event of a power failure and the toroidal winding must be energized with direct current for release. However, when energized, an ohmic heat loss occurs, which is dissipated via the magnetic body. However, since the angle sensor is supported on the magnetic body, the cover part is designed in such a way that optimal cooling can be achieved.
  • the armature disk when the ring winding is energized, the armature disk is pulled towards the magnet body against the spring force generated by the spring elements, and when the ring winding is not energized, the armature disk is pressed onto the brake pad carrier by the spring elements, so that the brake pad carrier is pressed against the braking surface of the first bearing flange.
  • the outer circumference has 4 or 8 corners, in particular with 2 of the corners forming a pair whose corners are closer to one another than to the other corners, in particular in the circumferential direction, with the pairs being arranged uniformly, in particular regularly, in the circumferential direction are.
  • the advantage here is that improved heat dissipation can be achieved since the surface is enlarged.
  • each corner at positions different from the first axial position is the sectional structure of an edge formed on the magnetic body or the first bearing flange. The advantage is that
  • the corners are rounded.
  • the advantage here is that increased safety and improved heat dissipation can be achieved, in particular since the cooling air flow is more laminar than with a sharp edge, which acts as a stall.
  • the area covered by the inner ring in the axial direction overlaps with the area covered by the angle sensor in the axial direction.
  • the advantage here is that the angle sensor is surrounded radially by the inner ring and the heat can therefore be dissipated in all directions. In particular, a convective flow in the radial direction but also a dissipation of radiant heat in the radial direction is made possible.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a region of an electric motor according to the invention.
  • FIG. 2 shows a cover part 10 of the electric motor in an oblique view.
  • FIG. 1 A sectional view of the cover part 10 is shown in FIG.
  • the electric motor has a rotor shaft 2, which is connected via a first bearing, which is accommodated in a first bearing flange 3, and via a second bearing, which is accommodated in a second bearing flange, the first bearing flange 3 being separated from the second Bearing flange is spaced and both the first bearing flange 3 and the second bearing flange with a stator housing part 1 are connected.
  • the rotor shaft protrudes on the side of the first bearing flange 3 facing away from the stator housing part 1 and is connected in a rotationally fixed manner to a ring-like driver which has external teeth which mesh with internal teeth of a disk-like brake lining carrier 4, which is thus connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft 2 and is arranged to be displaceable in the axial direction, ie parallel to the direction of rotation of the rotor shaft 2 .
  • the rotor shaft 2 protrudes through an armature disk 6 which is non-rotatably connected to a magnetic body 9 and is arranged to be displaceable in the axial direction.
  • bolts are preferably connected to the magnet body 9 and protrude through recesses in the armature disk 6 .
  • the magnetic body 9 is connected to the first bearing flange 3, with a flat gasket 12 being arranged in between.
  • a ring winding 7 is accommodated in the magnet body 9 and can be energized.
  • the armature disk 6, which is preferably made of a ferromagnetic material, is pulled toward the magnetic body 9 against the spring force generated by spring elements supported on the magnetic body 9, not shown in FIG. In this way the brake is released.
  • the spring elements press the armature disk toward the brake pad carrier 4, which is thus pressed onto a braking surface formed on the first bearing flange 3, in particular a flat, finely machined surface.
  • the brake is thus engaged and introduces a braking torque into the rotor shaft 2 .
  • An angle sensor 11 is arranged on the axial end region of the rotor shaft 2 and is supported on the magnet body 9 via a torque arm.
  • the angle sensor 11 is designed to determine the angular position of the rotor shaft 2 .
  • a cover part 10 is connected to the magnetic body 9, in particular with a further flat gasket being arranged in between.
  • the angle sensor 11 is arranged in the interior area encompassed by the magnetic body 9 and the cover part 10 .
  • the area covered by the cover part 10 in the axial direction overlaps with or encompasses the area covered by the angle sensor 11 in the axial direction.
  • the radial distance area covered by angle sensor 11 is included in the radial distance area covered by cover part 10 .
  • stator housing part 1 When viewed in a direction parallel to the axial direction, the stator housing part 1 has an essentially square outer circumference. Likewise, the first bearing flange also has an essentially square outer circumference when viewed from this direction.
  • the magnetic body 9 is designed with such a circumference, although the largest radial distance relative to the axis of rotation of the rotor shaft 2, in particular the largest outer diameter, of the magnetic body 9 with increasing Distance from the first bearing flange 3 increases, in particular increases strictly monotonically, decreases in a first region 5 and in a region 8 adjoining the first region 5 with further increasing distance from the first bearing flange 3, in particular decreases strictly monotonically. This supports the drainage of liquid.
  • the first bearing flange can be made from gray cast iron, the magnetic body 9 from ferromagnetic nodular cast iron and the cover part 10 from cast aluminum.
  • the magnet body 9 is not circular on its radially outer circumference but is essentially square.
  • the greatest radial distance of the magnetic body 9 within that cross-sectional area whose normal direction is aligned parallel to the axis of rotation of the brake pad carrier 4 and/or rotor shaft 2 increases with increasing distance from the first bearing flange 3 in the first area 5, preferably strictly monotonically, and preferably in the second area 9 adjoining it strictly monotonous.
  • the outer circumference of the cross-sectional structure arranged in the cross-sectional area remains the same shape, i.e. is enlarged in the first area 5 with increasing distance from the first bearing flange 3 and reduced in the second area 9 with further increasing distance from the first bearing flange 3.
  • the four outer corners of the first bearing flange 3 have the same radial distance to the axis of rotation of the rotor shaft and the same circumferential angular position as the four outer corners of the magnetic body 9 at the point of contact, i.e. in particular at that axial position at which the outer corners of the magnetic body 9 and the Touch outside corners of first bearing flange.
  • the cover part 10 is at a distance from the angle sensor 11 and has domes and/or cooling ribs protruding towards the angle sensor 11 on its inside, which extract the heat from the air surrounding the angle sensor 11 and dissipate it to the outside environment.
  • the further flat seal also reduces the heat transfer resistance from the cover part 10 to the magnetic body 9.
  • the angle sensor 11 is therefore at a lower temperature level than the magnetic body 9.
  • the cover part has a centering collar 20 which is designed to run all the way around in the circumferential direction and protrudes axially on the cover part 10 , in particular towards the magnet body 9 .
  • the centering collar 20 is preferably ring-shaped, with the ring axis being aligned parallel to the axis of rotation of the rotor shaft 2 .
  • An inner ring 22 of the cover part is formed radially inside the centering collar and is connected to the centering collar via ribs 21 spaced apart from one another in the circumferential direction.
  • Each of the ribs 21 does not extend in a straight line from radially inside to radially outside, but rather in a curved manner.
  • the circumferential angular position of the rib first increases in the circumferential direction with increasing radial distance from the axis of rotation of the rotor shaft 2 and then decreases again with a further increasing radial distance from this axis of rotation.
  • each of the ribs 21 touches a wall area of the cover part 10 and protrudes towards the magnet body 9 from this wall area.
  • cover part 10 stiffened, but also improved cooling of the interior area surrounding angle sensor 11 .
  • the inner ring 22 also protrudes axially into this interior space and further improves its heat dissipation.
  • the axial extent of the inner ring 22, in particular the width of the axial protrusion of the inner ring 22, is not constant as a function of the circumferential angle, but is a variable function, in particular a periodic function.
  • several tips of the inner ring 22 formed like fingers on the inner ring 22 protrude into the interior area. In this case, these finger-like tips are spaced apart from one another in the circumferential direction.
  • the angle sensor 11 is thus connected to the environment in the most heat-conducting manner possible and is therefore protected from thermal stress, especially when the stator winding and/or the magnetic body are subjected to a higher thermal load, ie have a higher temperature than the ambient temperature. Nevertheless, the temperature of angle sensor 11 then remains at a lower temperature level.
  • the first bearing flange 3 is made from steel.
  • the respective circumferential angular position of each of the outer edges of the magnet body 9 and the first bearing flange 3 is independent of the axial position.

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Abstract

Disclosed is an electric motor having an electromagnetically actuatable brake, wherein the electric motor has a stator housing part that is connected to a first and to a second bearing flange, wherein a bearing for rotatably mounting the rotor shaft of the electric motor is accommodated in the first bearing flange, wherein the brake has a magnetic element which is connected to the first bearing flange, in particular is sealingly and/or heat-conductively connected, wherein the outer circumference of the cross-sectional shape of the first bearing flange in a cross-sectional plane at an axial position is equal and/or identical to the outer circumference of the cross-sectional shape in the cross-sectional plane of the magnetic element, wherein the first bearing flange makes contact with the magnetic element at the axial position, wherein the normal direction of the cross-sectional plane is aligned parallel to the rotational axis of the rotor shaft.

Description

Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse Electric motor with electromagnetically actuable brake
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse. The invention relates to an electric motor with an electromagnetically actuable brake.
Aus der DE 10 2019 002 745 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik bekannt, dass ein Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse verbunden wird. From DE 10 2019 002 745 A1 it is known as the closest prior art that an electric motor is connected to an electromagnetically actuable brake.
Aus der DE 10 2019 002 748 A1 ist ein Elektromotor mit Bremse bekannt. An electric motor with a brake is known from DE 10 2019 002 748 A1.
Aus der DE 10 2017 000 845 A1 ist eine elektromagnetisch betätigbare Bremsanordnung bekannt. DE 10 2017 000 845 A1 discloses an electromagnetically actuable brake arrangement.
Aus der DE 10 2019 008 413 A1 ist ein Elektromotor mit einem Statorgehäuseteil bekannt. An electric motor with a stator housing part is known from DE 10 2019 008 413 A1.
Aus der DE 10 2011 008 523 A1 ist ein Elektromotor mit Kühlkanälen bekannt. An electric motor with cooling channels is known from DE 10 2011 008 523 A1.
Aus der DE 10 2010 050 348 A1 ist ein Elektromotor mit einer Schraubverbindung bekannt. An electric motor with a screw connection is known from DE 10 2010 050 348 A1.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei eine verbesserte Entwärmung erreichbar sein sollte. The invention is therefore based on the object of further developing an electric motor, in which case it should be possible to achieve improved cooling.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. According to the invention, the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse sind, dass der Elektromotor ein Statorgehäuseteil aufweist, das mit einem ersten und mit einem zweiten Lagerflansch verbunden ist, wobei im ersten Lagerflansch ein Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors aufgenommen ist, wobei die Bremse einen Magnetkörper aufweist, welcher mit dem ersten Lagerflansch verbunden ist, insbesondere dicht und/oder wärmeleitend verbunden ist, wobei der Außenumfang, insbesondere die Außenkontur, des Schnittgebildes des ersten Lagerflansches in einer Querschnittsebene an einer ersten axialen Position dem Außenumfang des Schnittgebildes in der Querschnittsebene des Magnetkörpers gleicht und/oder zu ihm identisch ist, wobei der erste Lagerflansch den Magnetkörper an der axialen Position berührt, wobei die Normalenrichtung der Querschnittsebene parallel zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist. Important features of the invention in the electric motor with an electromagnetically actuable brake are that the electric motor has a stator housing part which is connected to a first and a second bearing flange, a bearing for the rotatable mounting of the rotor shaft of the electric motor being accommodated in the first bearing flange, wherein the brake has a magnetic body which is connected to the first bearing flange, in particular in a sealed and/or thermally conductive manner, the outer circumference, in particular the outer contour, of the sectional structure of the first bearing flange in a cross-sectional plane at a first axial position of the outer circumference of the sectional structure in equals and/or is identical to the cross-sectional plane of the magnet body, wherein the first bearing flange contacts the magnet body at the axial position, wherein the normal direction of the cross-sectional plane is oriented parallel to the axis of rotation of the rotor shaft.
Von Vorteil ist dabei, dass der Magnetkörper in radialer Richtung maximal am ersten Lagerflansch anliegt. In allen Umfangswinkelrichtungen wird also eine möglichst große Berührung zwischen dem ersten Lagerflansch und dem Magnetkörper erreicht. Auf diese Weise ist eine verbesserte Entwärmung einerseits der Verlustleistung des im ersten Lagerflansch aufgenommenen Lagers und andererseits der im Magnetkörper aufgenommenen Ringwicklung erreicht. Eine zwischen dem ersten Lagerflansch und dem Magnetkörper angeordnete Flachdichtung verbessert die Entwärmung trotzdem, wenn zum Vergleich der Magnetkörper nicht stirnseitig maximal am ersten Lagerflansch anliegen würde. Der Magnetkörper folgt der Außenkontur des Motors. Dadurch zieht er zum Einen die Wärme aus dem Stator wie in obigen Absatz beschrieben. Zum Anderen wird auch die Bremsspule selber durch die Konvektion an der Oberfläche gut gekühlt The advantage here is that the magnet body bears against the first bearing flange at most in the radial direction. The greatest possible contact between the first bearing flange and the magnet body is therefore achieved in all circumferential angle directions. In this way, improved cooling is achieved on the one hand of the power loss of the bearing accommodated in the first bearing flange and on the other hand of the annular winding accommodated in the magnet body. A flat seal arranged between the first bearing flange and the magnetic body improves heat dissipation, even if, for comparison, the magnetic body would not bear against the first bearing flange at the maximum on the face side. The magnet body follows the outer contour of the motor. As a result, on the one hand, it draws the heat from the stator as described in the paragraph above. On the other hand, the brake coil itself is well cooled by the convection on the surface
Insbesondere ist der Magnetkörper aus einem ferromagnetischen Sphäroguss oder Grauguss oder Stahl gefertigt und der erste Lagerflansch aus einem anderen Guss oder aus einem Stahl. Trotz der verschiedenen Herstellverfahren und/oder Materialien ist die Außenkontur im Berührbereich der beiden Teile identisch, so dass eine möglichst große Berührfläche bewirkbar ist und dadurch eine möglichst effiziente Entwärmung ermöglicht ist. In particular, the magnet body is made from a ferromagnetic nodular cast iron or gray cast iron or steel and the first bearing flange is made from a different cast iron or from a steel. Despite the different manufacturing processes and/or materials, the outer contour in the contact area of the two parts is identical, so that the largest possible contact surface can be achieved, thereby enabling the most efficient possible heat dissipation.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem ersten Lagerflansch und dem Magnetkörper eine Dichtung, insbesondere Flachdichtung, angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Innenraum der Bremse abgedichtet ist und trotzdem eine effiziente Entwärmung erreichbar ist. In an advantageous embodiment, a seal, in particular a flat seal, is arranged between the first bearing flange and the magnet body. It is advantageous that the interior of the brake is sealed and efficient heat dissipation can still be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Außenumfang, insbesondere die Außenkontur, Ecken, insbesondere in radialer Richtung hervorragende Ecken, auf, insbesondere als mit der Querschnittsebene bewirktes Schnittgebilde einer Ecke oder einer Kante, insbesondere wobei an jeder der Ecken des ersten Lagerflansches eine jeweilige Ecke des Magnetkörpers angrenzt. Von Vorteil ist dabei, dass der Außenumfang im Schnitt quadratisch und räumlich quaderförmig ist, wobei jede axial sich erstreckende Kante des Quaders jeweils als Paar von parallel verlaufenden Einzelkanten ausgeführt ist. In an advantageous embodiment, the outer circumference, in particular the outer contour, has corners, in particular corners protruding in the radial direction, in particular as a sectional structure of a corner or an edge caused with the cross-sectional plane, in particular with a respective corner of the magnetic body at each of the corners of the first bearing flange adjacent. The advantage here is that the outer circumference is square in section and spatially cuboidal, with each axially extending edge of the cuboid being designed as a pair of parallel individual edges.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt der bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle gemessene Radialabstand der Ecken bei zunehmendem axialen Abstand der Querschnittsebene von der ersten axialen Position monoton, insbesondere streng monoton, zu, bis der axiale Abstand einen zweiten Wert, insbesondere zweiten axialen Abstand, erreicht und bei weiter zunehmendem axialen Abstand monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt, insbesondere bis der axiale Abstand einen dritten Wert, insbesondere eine dritten axialen Abstand, aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass in Abweichung zu einem quaderförmigen Äußeren der Magnetkörper sich mit zunehmendem Abstand zum ersten Lagerflansch sich aufweitet und dann wieder verengt. In an advantageous embodiment, the radial distance of the corners measured in relation to the axis of rotation of the rotor shaft increases monotonically, in particular strictly monotonically, with increasing axial distance of the cross-sectional plane from the first axial position, until the axial distance reaches a second value, in particular second axial distance, and as the axial distance increases further, it decreases monotonically, in particular strictly monotonically, in particular until the axial distance has a third value, in particular a third axial distance. The advantage here is that, in contrast to a cuboid exterior, the magnet body widens and then narrows again as the distance from the first bearing flange increases.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Magnetkörper und dem ersten Lagerflansch eine Flachdichtung angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse in einem abgedichteten Innenraumbereich angeordnet ist. In an advantageous embodiment, a flat seal is arranged between the magnet body and the first bearing flange. The advantage here is that the brake is arranged in a sealed interior area.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Magnetkörper und einem Deckelteil eine weitere Flachdichtung angeordnet, wobei in dem vom Magnetkörper und dem Deckelteil umgebenen Raumbereich ein Winkelsensor zur Erfassung der Winkellage der Rotorwelle angeordnet ist, insbesondere wobei ein Rotor des Winkelsensors drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist und wobei ein Stator mittels einer Drehmomentstütze mit dem Magnetkörper verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Winkelsensor in einem abgedichteten Innenraumbereich angeordnet ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist ein, insbesondere das, Deckelteil einen Innenring auf, welcher mittels sich radial erstreckender Rippen des Deckelteils mit einem Zentrierkragen des Deckelteils verbunden ist, wobei der Zentrierkragen ringartig, insbesondere als Rotationskörperbereich, ausgebildet ist, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen und axial am Deckelteil hervorragt, insbesondere in eine Vertiefung des Magnetkörpers hineinragt, insbesondere wobei die Ringachse des ringartigen Zentrierkragens koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine erhöhte Steifigkeit erreichbar ist und eine verbesserte Entwärmung des den Winkelsensor umgebenden Innenraumbereichs. In an advantageous embodiment, a further flat seal is arranged between the magnet body and a cover part, with an angle sensor for detecting the angular position of the rotor shaft being arranged in the spatial area surrounded by the magnet body and the cover part, in particular with a rotor of the angle sensor being connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner and wherein a stator is connected to the magnetic body by means of a torque arm. The advantage here is that the angle sensor is arranged in a sealed interior area. In an advantageous embodiment, one, in particular the, cover part has an inner ring, which is connected to a centering collar of the cover part by means of radially extending ribs of the cover part, the centering collar being designed in the manner of a ring, in particular as a rotating body area, in particular uninterrupted in the circumferential direction and axially on the Cover part protrudes, in particular protrudes into a recess of the magnet body, in particular wherein the ring axis of the ring-like centering collar is aligned coaxially with the axis of rotation of the rotor shaft. The advantage here is that increased rigidity can be achieved and improved cooling of the interior area surrounding the angle sensor.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken sich die Rippen in radialer Richtung, insbesondere vom Innenring zum Zentrierkragen, wobei die Rippen in Umfangsrichtung gebogen verlaufen. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Steifigkeit erreichbar ist. In an advantageous embodiment, the ribs extend in the radial direction, in particular from the inner ring to the centering collar, the ribs running curved in the circumferential direction. The advantage here is that improved rigidity can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich jede der Rippen dabei von radial innen nach radial außen nicht geradlinig, sondern bogenförmig gekrümmt, insbesondere vom Innenring zum Zentrierkragen. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Steifigkeit erreichbar ist. In an advantageous embodiment, each of the ribs does not extend in a straight line from radially inside to radially outside, but in an arcuate manner, in particular from the inner ring to the centering collar. The advantage here is that improved rigidity can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt die Umfangswinkelposition der jeweiligen Rippe mit zunehmendem Radialabstand zur Drehachse der Rotorwelle in Umfangsrichtung zunächst zu und dann mit weiter zunehmendem Radialabstand zu dieser Drehachse wieder ab. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Steifigkeit erreichbar ist. In an advantageous embodiment, the circumferential angular position of the respective rib first increases in the circumferential direction with increasing radial distance from the axis of rotation of the rotor shaft and then decreases again with increasing radial distance from this axis of rotation. The advantage here is that improved rigidity can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Innenring des Deckelteils eine von der Umfangsposition abhängige axiale Ausdehnung, insbesondere Ringbreite, auf, welche nicht konstant ist sondern als Funktion des Umfangswinkels lokale Maxima aufweist, insbesondere zwischen fünf und elf lokale Maxima. In an advantageous embodiment, the inner ring of the cover part has an axial extension dependent on the circumferential position, in particular ring width, which is not constant but has local maxima as a function of the circumferential angle, in particular between five and eleven local maxima.
Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Entwärmung erreichbar ist, da konvektive Luftströmungen durch die Zwischenbereiche zwischen den lokalen Maxima insbesondere in radialer Richtung sich ausbilden können und somit in den von jeweiligen Rippen und vom Zentrierkragen begrenzten Raumbereich strömen können. Dadurch ist eine weiter verbesserte Entwärmung des radial innerhalb des Innenrings angeordneten Winkelsensors erreichbar. The advantage here is that improved cooling can be achieved, since convective air flows can form through the intermediate areas between the local maxima, in particular in the radial direction, and thus in the respective ribs and from Centering can flow limited space. As a result, a further improved heat dissipation of the angle sensor arranged radially inside the inner ring can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Innenring zum Magnetkörper hin, insbesondere also in axialer Richtung, hervorragende zackenförmige Erhebungen auf, wobei der Innenring eine konstante radiale Wandstärke aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Entwärmung erreichbar ist, da konvektive Luftströmungen durch die Zwischenbereiche zwischen den lokalen Maxima insbesondere in radialer Richtung sich ausbilden können und somit in den von jeweiligen Rippen und vom Zentrierkragen begrenzten Raumbereich strömen können. Dadurch ist eine weiter verbesserte Entwärmung des radial innerhalb des Innenrings angeordneten Winkelsensors erreichbar. In an advantageous embodiment, the inner ring has jagged elevations protruding towards the magnetic body, ie in particular in the axial direction, with the inner ring having a constant radial wall thickness. The advantage here is that improved heat dissipation can be achieved, since convective air flows can form through the intermediate areas between the local maxima, in particular in the radial direction, and can thus flow into the spatial area delimited by the respective ribs and the centering collar. As a result, a further improved heat dissipation of the angle sensor arranged radially inside the inner ring can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Deckelteil samt Innenring, Rippen und Zentrierkragen einstückig, insbesondere einteilig, insbesondere also aus einem Stück, gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist und sich dem Wärmestrom nur ein geringer Wärmewiderstand entgegenstellt. In an advantageous embodiment, the cover part together with the inner ring, ribs and centering collar is manufactured in one piece, in particular in one piece, that is to say in particular in one piece. The advantage here is that simple production is made possible and the flow of heat opposes only a low thermal resistance.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Magnetkörper eine Ringwicklung aufgenommen, ein ringartiger Mitnehmer auf die Rotorwelle aufgesteckt und mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, wobei der Mitnehmer eine Außenverzahnung aufweist, wobei ein scheibenartiger Bremsbelagträger eine Innenverzahnung aufweist, die im Eingriff ist mit der Außenverzahnung, wobei der Bremsbelagträger mit dem Mitnehmer drehfest verbunden ist und axial bewegbar angeordnet ist, wobei am ersten Lagerflansch eine Bremsfläche ausgebildet ist, insbesondere wobei die Bremsfläche eben und fein bearbeitet ausgebildet ist, wobei eine Ankerscheibe drehfest mit dem Magnetkörper verbunden ist und axial, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle, verschiebbar angeordnet ist. insbesondere wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist, wobei am Magnetkörper abgestützte Federelemente auf die Ankerscheibe drücken, wobei die Ankerscheibe in axialer Richtung zwischen dem Bremsbelagträger und dem Magnetkörper angeordnet ist und der Bremsbelagträger in axialer Richtung zwischen der Ankerscheibe und dem ersten Lagerflansch angeordnet ist, insbesondere wobei die Federelemente in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.In an advantageous embodiment, a ring winding is accommodated in the magnetic body, a ring-like driver is placed on the rotor shaft and is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner, the driver having external teeth, a disk-like brake pad carrier having internal teeth which mesh with the external teeth, wherein the brake pad carrier is non-rotatably connected to the driver and is arranged so that it can move axially, a braking surface being formed on the first bearing flange, in particular the braking surface being flat and finely machined, wherein an armature disk is non-rotatably connected to the magnetic body and is arranged to be displaceable axially, ie in particular parallel to the direction of the axis of rotation of the rotor shaft. in particular wherein the ring axis of the ring winding is aligned coaxially to the axis of rotation of the rotor shaft, wherein spring elements supported on the magnetic body press on the armature disk, wherein the armature disk is arranged in the axial direction between the brake pad carrier and the magnetic body and the brake pad carrier is arranged in the axial direction between the armature disk and the first Bearing flange is arranged, in particular wherein the spring elements are spaced from each other in the circumferential direction.
Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit erhöht ist, da bei Stromausfall die Bremse einfällt und zum Lüften eine Bestromung der Ringwicklung mit Gleichstrom notwendig ist. Allerdings entsteht bei der Bestromung eine Ohm’sche Verlustwärmeleistung, die über den Magnetkörper abgeleitet wird. Da jedoch der Winkelsensor am Magnetkörper abgestützt ist, ist das Deckelteil derart ausgebildet, dass eine optimale Entwärmung erreichbar ist. The advantage here is that safety is increased, since the brake is applied in the event of a power failure and the toroidal winding must be energized with direct current for release. However, when energized, an ohmic heat loss occurs, which is dissipated via the magnetic body. However, since the angle sensor is supported on the magnetic body, the cover part is designed in such a way that optimal cooling can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei Bestromung der Ringwicklung die Ankerscheibe entgegen der von den Federelementen erzeugten Federkraft zum Magnetkörper hingezogen und bei Nichtbestromung der Ringwicklung wird die Ankerscheibe von den Federelementen auf den Bremsbelagträger gedrückt, so dass der Bremsbelagträger an die Bremsfläche des ersten Lagerflansches angedrückt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit erhöht ist. In an advantageous embodiment, when the ring winding is energized, the armature disk is pulled towards the magnet body against the spring force generated by the spring elements, and when the ring winding is not energized, the armature disk is pressed onto the brake pad carrier by the spring elements, so that the brake pad carrier is pressed against the braking surface of the first bearing flange. The advantage here is that security is increased.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Außenumfang jeweils 4 oder 8 Ecken auf, insbesondere wobei jeweils 2 der Ecken ein Paar bilden, deren Ecken näher zueinander sind als zu den anderen Ecken, insbesondere in Umfangsrichtung, wobei die Paare in Umfangsrichtung gleichmäßig, insbesondere regelmäßig, angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Entwärmung erreichbar ist, da die Oberfläche vergrößert ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jede Ecke an von der ersten axialen Position unterschiedlichen Positionen das Schnittgebilde einer am Magnetkörper beziehungsweise ersten Lagerflansch ausgebildeten Kante. Von Vorteil ist dabei, dass In an advantageous embodiment, the outer circumference has 4 or 8 corners, in particular with 2 of the corners forming a pair whose corners are closer to one another than to the other corners, in particular in the circumferential direction, with the pairs being arranged uniformly, in particular regularly, in the circumferential direction are. The advantage here is that improved heat dissipation can be achieved since the surface is enlarged. In an advantageous embodiment, each corner at positions different from the first axial position is the sectional structure of an edge formed on the magnetic body or the first bearing flange. The advantage is that
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ecken abgerundet ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine erhöhte Sicherheit und verbesserte Entwärmung erreichbar ist, insbesondere da der Kühlluftstrom laminarer ist als bei einer scharfen Kante, die als Strömungsabriss wirkt. In an advantageous embodiment, the corners are rounded. The advantage here is that increased safety and improved heat dissipation can be achieved, in particular since the cooling air flow is more laminar than with a sharp edge, which acts as a stall.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der vom Innenring in axialer Richtung überdeckte Bereich mit dem vom Winkelsensor in axialer Richtung überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass der Winkelsensor vom Innenring radial umgeben ist und somit die Wärme in allen Richtungen abführbar ist. Insbesondere ist eine konvektive Strömung in radialer Richtung aber auch eine Abfuhr von Strahlungswärme in radialer Richtung ermöglicht. In an advantageous embodiment, the area covered by the inner ring in the axial direction overlaps with the area covered by the angle sensor in the axial direction. The advantage here is that the angle sensor is surrounded radially by the inner ring and the heat can therefore be dissipated in all directions. In particular, a convective flow in the radial direction but also a dissipation of radiant heat in the radial direction is made possible.
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. Further advantages result from the dependent claims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further meaningful combinations of claims and/or individual claim features and/or features of the description and/or the figures, in particular from the task and/or the task arising from comparison with the prior art.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert: The invention will now be explained in more detail using schematic illustrations:
In der Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen Bereich eines erfindungsgemäßen Elektromotors dargestellt. FIG. 1 shows a longitudinal section through a region of an electric motor according to the invention.
In der Figur 2 ist ein Deckelteil 10 des Elektromotors in Schrägansicht dargestellt. FIG. 2 shows a cover part 10 of the electric motor in an oblique view.
In der Figur 3 ist eine Schnittansicht des Deckelteils 10 dargestellt. A sectional view of the cover part 10 is shown in FIG.
Wie in Figur 1 dargestellt, weist der Elektromotor eine Rotorwelle 2 auf, welche über ein erstes Lager, das in einem ersten Lagerflansch 3 aufgenommen ist, und über ein zweites Lager, das in einem zweiten Lagerflansch aufgenommen ist, wobei der erste Lagerflansch 3 vom zweiten Lagerflansch beabstandet ist und sowohl der erste Lagerflansch 3 als auch der zweite Lagerflansch mit einem Statorgehäuseteil 1 verbunden sind. As shown in Figure 1, the electric motor has a rotor shaft 2, which is connected via a first bearing, which is accommodated in a first bearing flange 3, and via a second bearing, which is accommodated in a second bearing flange, the first bearing flange 3 being separated from the second Bearing flange is spaced and both the first bearing flange 3 and the second bearing flange with a stator housing part 1 are connected.
Die Rotorwelle ragt auf der vom Statorgehäuseteil 1 abgewandten Seite des ersten Lagerflansches 3 hervor und ist drehfest mit einem ringartigen Mitnehmer verbunden, der eine Außenverzahnung aufweist, die im Eingriff ist mit einer Innenverzahnung eines scheibenartigen Bremsbelagträgers 4, der somit mit der Rotorwelle 2 drehfest verbunden ist und in axialer Richtung, also parallel zur Drehrichtung der Rotorwelle 2, verschiebbar angeordnet ist. The rotor shaft protrudes on the side of the first bearing flange 3 facing away from the stator housing part 1 and is connected in a rotationally fixed manner to a ring-like driver which has external teeth which mesh with internal teeth of a disk-like brake lining carrier 4, which is thus connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft 2 and is arranged to be displaceable in the axial direction, ie parallel to the direction of rotation of the rotor shaft 2 .
Die Rotorwelle 2 ragt durch eine Ankerscheibe 6 hindurch, welche drehfest mit einem Magnetkörper 9 verbunden ist und in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist. Hierzu sind vorzugsweise Bolzen mit dem Magnetkörper 9 verbunden, welche durch Ausnehmungen der Ankerscheibe 6 hindurchragen. The rotor shaft 2 protrudes through an armature disk 6 which is non-rotatably connected to a magnetic body 9 and is arranged to be displaceable in the axial direction. For this purpose, bolts are preferably connected to the magnet body 9 and protrude through recesses in the armature disk 6 .
Der Magnetkörper 9 ist mit dem ersten Lagerflansch 3 verbunden, wobei eine Flachdichtung 12 zwischengeordnet ist. The magnetic body 9 is connected to the first bearing flange 3, with a flat gasket 12 being arranged in between.
Im Magnetkörper 9 ist eine Ringwicklung 7 aufgenommen, die bestrombar ist. Bei Bestromung der Ringwicklung 7 wird die Ankerscheibe 6, welche vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material gefertigt ist, entgegen der von am Magnetkörper 9 abgestützten in der Figur 1 nicht dargestellten Federelementen erzeugten Federkraft zum Magnetköper 9 hingezogen. Auf diese Weise ist die Bremse gelüftet. A ring winding 7 is accommodated in the magnet body 9 and can be energized. When the ring winding 7 is energized, the armature disk 6, which is preferably made of a ferromagnetic material, is pulled toward the magnetic body 9 against the spring force generated by spring elements supported on the magnetic body 9, not shown in FIG. In this way the brake is released.
Bei Nichtbestromung der Ringwicklung 7 drücken die Federelemente die Ankerscheibe zum Bremsbelagträger 4 hin, der somit auf eine am ersten Lagerflansch 3 ausgebildete Bremsfläche, insbesondere eine ebene fein bearbeitete Fläche, hingedrückt wird. Somit ist die Bremse eingefallen und leitet ein Bremsmoment in die Rotorwelle 2 ein. When the ring winding 7 is not energized, the spring elements press the armature disk toward the brake pad carrier 4, which is thus pressed onto a braking surface formed on the first bearing flange 3, in particular a flat, finely machined surface. The brake is thus engaged and introduces a braking torque into the rotor shaft 2 .
Am axialen Endbereich der Rotorwelle 2 ist ein Winkelsensor 11 angeordnet, der am Magnetkörper 9 über eine Drehmomentstütze abgestützt ist. Der Winkelsensor 11 ist geeignet ausgeführt, die Winkellage der Rotorwelle 2 zu bestimmen. An angle sensor 11 is arranged on the axial end region of the rotor shaft 2 and is supported on the magnet body 9 via a torque arm. The angle sensor 11 is designed to determine the angular position of the rotor shaft 2 .
Ein Deckelteil 10 ist mit dem Magnetkörper 9 verbunden, insbesondere wobei eine weitere Flachdichtung zwischengeordnet ist. A cover part 10 is connected to the magnetic body 9, in particular with a further flat gasket being arranged in between.
Der Winkelsensor 11 ist im von dem Magnetkörper 9 und Deckelteil 10 umfassten Innenraumbereich angeordnet. The angle sensor 11 is arranged in the interior area encompassed by the magnetic body 9 and the cover part 10 .
Der vom Deckelteil 10 in axialer Richtung überdeckte Bereich überlappt mit dem vom Winkelsensor 11 in axialer Richtung überdeckten Bereich oder umfasst ihn. The area covered by the cover part 10 in the axial direction overlaps with or encompasses the area covered by the angle sensor 11 in the axial direction.
Der vom Winkelsensor 11 überdeckte Radialabstandsbereich ist von dem vom Deckelteil 10 umfassten Radialabstandsbereich umfasst. The radial distance area covered by angle sensor 11 is included in the radial distance area covered by cover part 10 .
Das Statorgehäuseteil 1 weist bei einer Blickrichtung, die parallel zur axialen Richtung ist, einen im Wesentlichen quadratischen äußeren Umfang auf. Ebenso weist auch der erste Lagerflansch bei dieser Blickrichtung einen im Wesentlichen quadratischen äußeren Umfang auf. When viewed in a direction parallel to the axial direction, the stator housing part 1 has an essentially square outer circumference. Likewise, the first bearing flange also has an essentially square outer circumference when viewed from this direction.
Entsprechend ist auch der Magnetkörper 9 mit einem solchen Umfang ausgebildet, wobei allerdings der bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle 2 größte Radialabstand, insbesondere der größte Außendurchmesser, des Magnetkörpers 9 mit zunehmendem Abstand von dem ersten Lagerflansch 3 zunimmt, insbesondere streng monoton zunimmt, in einem ersten Bereich 5 und in einem an den ersten Bereich 5 angrenzenden Bereich 8 mit weiter zunehmendem Abstand zum ersten Lagerflansch 3 abnimmt, insbesondere streng monoton abnimmt. Somit ist ein Abfließen von Flüssigkeit unterstützt. Correspondingly, the magnetic body 9 is designed with such a circumference, although the largest radial distance relative to the axis of rotation of the rotor shaft 2, in particular the largest outer diameter, of the magnetic body 9 with increasing Distance from the first bearing flange 3 increases, in particular increases strictly monotonically, decreases in a first region 5 and in a region 8 adjoining the first region 5 with further increasing distance from the first bearing flange 3, in particular decreases strictly monotonically. This supports the drainage of liquid.
Der erste Lagerflansch ist als Grauguss ausführbar, der Magnetkörper 9 aus ferromagnetischem Sphäroguss und das Deckelteil 10 aus Aluminiumguss. The first bearing flange can be made from gray cast iron, the magnetic body 9 from ferromagnetic nodular cast iron and the cover part 10 from cast aluminum.
Zwar ist die Ringwicklung 7, die Ankerscheibe 6 und der Bremsbelagträger 4 jeweils an seinem radial äußeren Umfang kreisrund ausgeführt, jedoch ist der Magnetkörper 9 an seinem radial äußeren Umfang nicht kreisrund, sondern im Wesentlichen quadratisch ausgeführt. Although the annular winding 7, the armature disk 6 and the brake lining carrier 4 are each circular on its radially outer circumference, the magnet body 9 is not circular on its radially outer circumference but is essentially square.
Auf diese Weise ist trotz der Flachdichtung 12 ein verbesserter Wärmeübergang erreichbar. Denn die Berührfläche des Magnetkörpers 9 mit dem ersten Lagerflansch 3 ist größer als bei kreisrunder Ausführung des äußeren Umfangs des Magnetkörpers 9. In this way, despite the flat gasket 12, an improved heat transfer can be achieved. Because the contact surface of the magnetic body 9 with the first bearing flange 3 is larger than with a circular design of the outer circumference of the magnetic body 9.
Der größte Radialabstand des Magnetkörpers 9 innerhalb derjenigen Querschnittsfläche, deren Normalenrichtung parallel zur Drehachse des Bremsbelagträgers 4 und/oder Rotorwelle 2 ausgerichtet ist, nimmt mit zunehmendem Abstand zum ersten Lagerflansch 3 im ersten Bereich 5 vorzugsweise streng monoton zu und im daran angrenzenden zweiten Bereich 9 vorzugsweise streng monoton ab. Dabei bleibt jedoch der äußere Umfang des in der Querschnittsfläche angeordneten Querschnittsgebildes formgleich, wird also im ersten Bereich 5 mit zunehmendem Abstand zum ersten Lageflansch 3 vergrößert und im zweiten Bereich 9 mit weiter zunehmendem Abstand zum ersten Lagerflansch 3 verkleinert. The greatest radial distance of the magnetic body 9 within that cross-sectional area whose normal direction is aligned parallel to the axis of rotation of the brake pad carrier 4 and/or rotor shaft 2 increases with increasing distance from the first bearing flange 3 in the first area 5, preferably strictly monotonically, and preferably in the second area 9 adjoining it strictly monotonous. However, the outer circumference of the cross-sectional structure arranged in the cross-sectional area remains the same shape, i.e. is enlarged in the first area 5 with increasing distance from the first bearing flange 3 and reduced in the second area 9 with further increasing distance from the first bearing flange 3.
Bei quadratischer Ausführung weisen also die vier Außenecken des ersten Lagerflansches 3 denselben Radialabstand zur Drehachse der Rotorwelle und dieselbe Umfangswinkelposition auf wie die vier Außenecken des Magnetkörpers 9 an der Berührstelle, insbesondere also an derjenigen axialen Position, an welcher sich die Außenecken des Magnetkörpers 9 und die Außenecken des ersten Lagerflansches berühren. In the square design, the four outer corners of the first bearing flange 3 have the same radial distance to the axis of rotation of the rotor shaft and the same circumferential angular position as the four outer corners of the magnetic body 9 at the point of contact, i.e. in particular at that axial position at which the outer corners of the magnetic body 9 and the Touch outside corners of first bearing flange.
Das Deckelteil 10 ist vom Winkelsensor 11 beabstandet und weist an seiner Innenseite zum Winkelsensor 11 hervorragende Dome und/oder Kühlrippen auf, welche die Wärme aus der den Winkelsensor 11 umgebenden Luft entziehen und an die äußere Umgebung abführen. Die weitere Flachdichtung verringert auch den Wärmeübergangswiderstand vom Deckelteil 10 zum Magnetkörper 9. Somit ist der Winkelsensor 11 auf einem niedrigeren Temperaturniveau als der Magnetkörper 9. The cover part 10 is at a distance from the angle sensor 11 and has domes and/or cooling ribs protruding towards the angle sensor 11 on its inside, which extract the heat from the air surrounding the angle sensor 11 and dissipate it to the outside environment. The further flat seal also reduces the heat transfer resistance from the cover part 10 to the magnetic body 9. The angle sensor 11 is therefore at a lower temperature level than the magnetic body 9.
Wie in Figur 2 gezeigt, weist das Deckelteil einen Zentrierkragen 20 auf, der in Umfangsrichtung vollständig umlaufend ausgebildet ist und axial am Deckelteil 10 hervorragt, insbesondere zum Magnetkörper 9 hin. As shown in FIG. 2, the cover part has a centering collar 20 which is designed to run all the way around in the circumferential direction and protrudes axially on the cover part 10 , in particular towards the magnet body 9 .
Der Zentrierkragen 20 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, wobei die Ringachse parallel zur Drehachse der Rotorwelle 2 ausgerichtet ist. The centering collar 20 is preferably ring-shaped, with the ring axis being aligned parallel to the axis of rotation of the rotor shaft 2 .
Radial innerhalb des Zentrierkragens ist ein Innenring 22 des Deckelteils ausgebildet, welcher über in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Rippen 21 mit dem Zentrierkragen verbunden ist. An inner ring 22 of the cover part is formed radially inside the centering collar and is connected to the centering collar via ribs 21 spaced apart from one another in the circumferential direction.
Jede der Rippen 21 erstreckt sich dabei von radial innen nach radial außen nicht geradlinig, sondern bogenförmig gekrümmt. Insbesondere nimmt die Umfangswinkelposition der Rippe mit zunehmendem Radialabstand zur Drehachse der Rotorwelle 2 in Umfangsrichtung zunächst zu und dann mit weiter zunehmendem Radialabstand zu dieser Drehachse wieder ab. Each of the ribs 21 does not extend in a straight line from radially inside to radially outside, but rather in a curved manner. In particular, the circumferential angular position of the rib first increases in the circumferential direction with increasing radial distance from the axis of rotation of the rotor shaft 2 and then decreases again with a further increasing radial distance from this axis of rotation.
Auf diese Weise ist eine erhöhte Steifigkeit des Deckelteils 10 erreichbar. In this way, increased rigidity of the cover part 10 can be achieved.
Denn jede der Rippen 21 berührt einen Wandbereich des Deckelteils 10 und ragt zum Magnetkörper 9 hin von diesem Wandbereich hervor. This is because each of the ribs 21 touches a wall area of the cover part 10 and protrudes towards the magnet body 9 from this wall area.
Auf diese Weise ist nicht nur eine Versteifung des Deckelteils 10 erreicht, sondern auch eine verbesserte Entwärmung des den Winkelsensor 11 umgebenden Innenraumbereichs. Zusätzlich ragt aber auch der Innenring 22 in diesen Innenraumbereich axial hervor und verbessert dessen Entwärmung weiter. In this way, not only is cover part 10 stiffened, but also improved cooling of the interior area surrounding angle sensor 11 . In addition, however, the inner ring 22 also protrudes axially into this interior space and further improves its heat dissipation.
Die axiale Ausdehnung des Innenrings 22, insbesondere also die Weite des axialen Hervorragens des Innenrings 22, ist in Abhängigkeit des Umfangswinkels nicht konstant, sondern eine veränderliche Funktion, insbesondere periodische Funktion. Somit ragen mehrere fingerartig am Innenring 22 ausgeformte Spitzen des Innenrings 22 in den Innenraumbereich hervor. Dabei sind diese fingerartigen Spitzen in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. The axial extent of the inner ring 22, in particular the width of the axial protrusion of the inner ring 22, is not constant as a function of the circumferential angle, but is a variable function, in particular a periodic function. Thus, several tips of the inner ring 22 formed like fingers on the inner ring 22 protrude into the interior area. In this case, these finger-like tips are spaced apart from one another in the circumferential direction.
Der Winkelsensor 11 ist somit möglichst wärmeleitend an die Umgebung angebunden und dadurch vor thermischer Belastung geschützt, insbesondere auch wenn die Statorwicklung und/oder der Magnetkörper thermisch höher ausgelastet sind, also eine höhere Temperatur als die Umgebungstemperatur aufweisen. Trotzdem bleibt dann die Temperatur des Winkelsensors 11 auf einem niedrigeren Temperaturniveau. The angle sensor 11 is thus connected to the environment in the most heat-conducting manner possible and is therefore protected from thermal stress, especially when the stator winding and/or the magnetic body are subjected to a higher thermal load, ie have a higher temperature than the ambient temperature. Nevertheless, the temperature of angle sensor 11 then remains at a lower temperature level.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der erste Lagerflansch 3 aus einem Stahl gefertigt. Vorzugsweise ist die jeweilige Umfangswinkelposition jeder der Außenkanten des Magnetkörpers 9 und des ersten Lagerflansches 3 unabhängig von der axialen Position. In further exemplary embodiments according to the invention, the first bearing flange 3 is made from steel. Preferably, the respective circumferential angular position of each of the outer edges of the magnet body 9 and the first bearing flange 3 is independent of the axial position.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Statorgehäuseteil 1 stator housing part
2 Rotorwelle 2 rotor shaft
3 Lagerflansch 3 bearing flange
4 Bremsbelagträger 4 brake pad carrier
5 erster abgeschrägter Bereich 5 first beveled area
6 Ankerscheibe 6 armature disk
7 Ringwicklung 7 ring winding
8 zweiter abgeschrägter Bereich 8 second bevel area
9 Magnetkörper 9 magnetic bodies
10 Deckelteil 10 lid part
11 Winkelsensor 11 angle sensor
12 Dichtung, insbesondere Flachdichtung 12 seal, in particular flat seal
20 Zentrierkragen, insbesondere vollständig umlaufend in Umfangsrichtung20 centering collar, in particular completely surrounding in the circumferential direction
21 Rippen 21 ribs
22 Innenring 22 inner ring
23 Außenecke 23 outside corner

Claims

Patentansprüche: Patent Claims:
1. Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbarer Bremse, wobei der Elektromotor ein Statorgehäuseteil aufweist, das mit einem ersten und mit einem zweiten Lagerflansch verbunden ist, wobei im ersten Lagerflansch ein Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors aufgenommen ist, wobei die Bremse einen Magnetkörper aufweist, welcher mit dem ersten Lagerflansch verbunden ist, insbesondere dicht und/oder wärmeleitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang, insbesondere die Außenkontur, des Schnittgebildes des ersten Lagerflansches in einer Querschnittsebene an einer ersten axialen Position dem Außenumfang des Schnittgebildes in der Querschnittsebene des Magnetkörpers gleicht und/oder zu ihm identisch ist, wobei der erste Lagerflansch den Magnetkörper an der axialen Position berührt, wobei die Normalenrichtung der Querschnittsebene parallel zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist. 1. Electric motor with an electromagnetically actuable brake, the electric motor having a stator housing part which is connected to a first and a second bearing flange, a bearing for the rotatable mounting of the rotor shaft of the electric motor being accommodated in the first bearing flange, the brake having a magnetic body, which is connected to the first bearing flange, in particular is tightly and/or thermally conductively connected, characterized in that the outer circumference, in particular the outer contour, of the sectional structure of the first bearing flange in a cross-sectional plane at a first axial position corresponds to the outer circumference of the sectional structure in the cross-sectional plane of the magnet body equals and/or is identical to it, wherein the first bearing flange touches the magnetic body at the axial position, wherein the normal direction of the cross-sectional plane is oriented parallel to the axis of rotation of the rotor shaft.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Lagerflansch und dem Magnetkörper eine Dichtung, insbesondere Flachdichtung, angeordnet ist. 2. Electric motor according to claim 1, characterized in that a seal, in particular a flat seal, is arranged between the first bearing flange and the magnet body.
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang, insbesondere die Außenkontur, Ecken, insbesondere in radialer Richtung hervorragende Ecken, aufweist, insbesondere als Schnittgebilde einer Ecke oder einer Kante, insbesondere wobei an jeder der Ecken des ersten Lagerflansches eine jeweilige Ecke des Magnetkörpers angrenzt. 3. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the outer circumference, in particular the outer contour, has corners, in particular corners protruding in the radial direction, in particular as a sectional structure of a corner or an edge, in particular with a respective corner of the magnetic body is adjacent.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle gemessene Radialabstand der Ecken bei zunehmendem axialen Abstand der Querschnittsebene von der ersten axialen Position monoton, insbesondere streng monoton, zunimmt, bis der axiale Abstand einen zweiten Wert, insbesondere zweiten axialen Abstand, erreicht und bei weiter zunehmendem axialen Abstand monoton, insbesondere streng monoton, abnimmt, insbesondere bis der axiale Abstand einen dritten Wert, insbesondere eine dritten axialen Abstand, aufweist. 4. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the radial distance of the corners measured in relation to the axis of rotation of the rotor shaft increases monotonically, in particular strictly monotonically, with increasing axial distance of the cross-sectional plane from the first axial position, until the axial distance reaches a second value , in particular the second axial distance, and decreases monotonically, in particular strictly monotonically, as the axial distance continues to increase, in particular until the axial distance has a third value, in particular a third axial distance.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Magnetkörper und dem ersten Lagerflansch eine Flachdichtung angeordnet ist und/oder dass zwischen dem Magnetkörper und einem Deckelteil eine weitere Flachdichtung angeordnet ist, wobei in dem vom Magnetkörper und dem Deckelteil umgebenen Raumbereich ein Winkelsensor zur Erfassung der Winkellage der Rotorwelle angeordnet ist, insbesondere wobei ein Rotor des Winkelsensors drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist und wobei ein Stator mittels einer Drehmomentstütze mit dem Magnetkörper verbunden ist. - 16 - 5. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that a flat seal is arranged between the magnetic body and the first bearing flange and/or that a further flat seal is arranged between the magnetic body and a cover part, wherein in the spatial area surrounded by the magnetic body and the cover part an angle sensor for detecting the angular position of the rotor shaft is arranged, in particular a rotor of the angle sensor being non-rotatably connected to the rotor shaft and a stator being connected to the magnetic body by means of a torque arm. - 16 -
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere das, Deckelteil einen Innenring aufweist, welcher mittels sich radial erstreckender Rippen des Deckelteils mit einem Zentrierkragen des Deckelteils verbunden ist, wobei der Zentrierkragen ringartig, insbesondere als Rotationskörperbereich, ausgebildet ist, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen und axial am Deckelteil hervorragt, insbesondere in eine Vertiefung des Magnetkörpers hineinragt, insbesondere wobei die Ringachse des ringartigen Zentrierkragens koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist. 6. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that one, in particular the, cover part has an inner ring which is connected to a centering collar of the cover part by means of radially extending ribs of the cover part, the centering collar being designed in the manner of a ring, in particular as a rotating body region , in particular in the circumferential direction uninterrupted and protrudes axially on the cover part, in particular protrudes into a recess of the magnetic body, in particular the ring axis of the ring-like centering collar is aligned coaxially with the axis of rotation of the rotor shaft.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen sich in radialer Richtung, insbesondere vom Innenring zum Zentrierkragen, erstrecken, wobei die Rippen in Umfangsrichtung gebogen verlaufen, und/oder dass jede der Rippen sich dabei von radial innen nach radial außen nicht geradlinig, sondern bogenförmig gekrümmt erstreckt, insbesondere vom Innenring zum Zentrierkragen, und/oder dass die Umfangswinkelposition der jeweiligen Rippe mit zunehmendem Radialabstand zur Drehachse der Rotorwelle in Umfangsrichtung zunächst zu und dann mit weiter zunehmendem Radialabstand zu dieser Drehachse wieder abnimmt. - 17 - 7. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the ribs extend in the radial direction, in particular from the inner ring to the centering collar, the ribs extending in a curved manner in the circumferential direction, and/or that each of the ribs extends radially from the inside radially does not extend in a straight line on the outside, but is curved in an arc, in particular from the inner ring to the centering collar, and/or that the circumferential angular position of the respective rib first increases with increasing radial distance from the axis of rotation of the rotor shaft in the circumferential direction and then decreases again with a further increasing radial distance from this axis of rotation. - 17 -
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring des Deckelteils eine von der Umfangsposition abhängige axiale Ausdehnung, insbesondere Ringbreite, aufweist, welche nicht konstant ist, sondern als Funktion des Umfangswinkels lokale Maxima aufweist, insbesondere zwischen fünf und elf lokale Maxima, und/oder dass der Innenring zum Magnetkörper hin, insbesondere also in axialer Richtung, hervorragende zackenförmige Erhebungen aufweist, wobei der Innenring eine konstante radiale Wandstärke aufweist. 8. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the inner ring of the cover part has an axial extent dependent on the circumferential position, in particular ring width, which is not constant but has local maxima as a function of the circumferential angle, in particular between five and eleven local maxima Maxima and/or that the inner ring has jagged elevations protruding towards the magnet body, in particular in the axial direction, with the inner ring having a constant radial wall thickness.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil samt Innenring, Rippen und Zentrierkragen einstückig, insbesondere einteilig, insbesondere also aus einem Stück, gefertigt ist. 9. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the cover part together with the inner ring, ribs and centering collar is made in one piece, in particular in one piece, ie in particular in one piece.
- 18 - - 18 -
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Magnetkörper eine Ringwicklung aufgenommen ist, ein ringartiger Mitnehmer auf die Rotorwelle aufgesteckt und mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, wobei der Mitnehmer eine Außenverzahnung aufweist, wobei ein scheibenartiger Bremsbelagträger eine Innenverzahnung aufweist, die im Eingriff ist mit der Außenverzahnung, wobei der Bremsbelagträger mit dem Mitnehmer drehfest verbunden ist und axial bewegbar angeordnet ist, wobei am ersten Lagerflansch eine Bremsfläche ausgebildet ist, insbesondere wobei die Bremsfläche eben und fein bearbeitet ausgebildet ist, wobei eine Ankerscheibe drehfest mit dem Magnetkörper verbunden ist und axial, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle, verschiebbar angeordnet ist. insbesondere wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist, wobei am Magnetkörper abgestützte Federelemente auf die Ankerscheibe drücken, wobei die Ankerscheibe in axialer Richtung zwischen dem Bremsbelagträger und dem Magnetkörper angeordnet ist und der Bremsbelagträger in axialer Richtung zwischen der Ankerscheibe und dem ersten Lagerflansch angeordnet ist, insbesondere wobei die Federelemente in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. - 19 - 10. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that a ring winding is accommodated in the magnetic body, a ring-like driver is slipped onto the rotor shaft and is connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft, the driver having external teeth, a disk-like brake pad carrier having internal teeth, which is in engagement with the external toothing, the brake pad carrier being non-rotatably connected to the driver and being arranged such that it can move axially, a braking surface being formed on the first bearing flange, in particular the braking surface being flat and finely machined, an armature disk being non-rotatably connected to the magnet body is connected and axially, ie in particular parallel to the direction of the axis of rotation of the rotor shaft, is displaceable. in particular wherein the ring axis of the ring winding is aligned coaxially to the axis of rotation of the rotor shaft, wherein spring elements supported on the magnetic body press on the armature disk, wherein the armature disk is arranged in the axial direction between the brake pad carrier and the magnetic body and the brake pad carrier is arranged in the axial direction between the armature disk and the first Bearing flange is arranged, in particular wherein the spring elements are spaced from each other in the circumferential direction. - 19 -
11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bestromung der Ringwicklung die Ankerscheibe entgegen der von den Federelementen erzeugten Federkraft zum Magnetkörper hingezogen wird und bei Nichtbestromung der Ringwicklung die Ankerscheibe von den Federelementen auf den Bremsbelagträger gedrückt wird, so dass der Bremsbelagträger an die Bremsfläche des ersten Lagerflansches angedrückt wird. 11. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that when the annular winding is energized, the armature disk is pulled towards the magnet body against the spring force generated by the spring elements, and when the annular winding is not energized, the armature disk is pressed onto the brake lining carrier by the spring elements, so that the brake lining carrier is pressed against the braking surface of the first bearing flange.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang jeweils 4 oder 8 Ecken aufweist, insbesondere wobei jeweils 2 der Ecken ein Paar bilden, deren Ecken näher zueinander sind als zu den anderen Ecken, insbesondere in Umfangsrichtung, wobei die Paare in Umfangsrichtung gleichmäßig, insbesondere regelmäßig, angeordnet sind. 12. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the outer circumference has 4 or 8 corners, in particular with 2 of the corners forming a pair, the corners of which are closer to one another than to the other corners, in particular in the circumferential direction, the pairs are arranged uniformly, in particular regularly, in the circumferential direction.
13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ecke an von der ersten axialen Position unterschiedlichen Positionen das Schnittgebilde einer am Magnetkörper beziehungsweise ersten Lagerflansch ausgebildeten Kante ist. 13. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that each corner at positions different from the first axial position is the sectional structure of an edge formed on the magnet body or the first bearing flange.
14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ecken abgerundet ausgeführt sind. 14. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the corners are rounded.
15. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Innenring in axialer Richtung überdeckte Bereich mit dem vom Winkelsensor in axialer Richtung überdeckten Bereich überlappt. 15. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the area covered by the inner ring in the axial direction overlaps with the area covered by the angle sensor in the axial direction.
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