DE20315609U1 - Elektromotor - Google Patents

Abstract

Elektromotor mit Gehäuse (G, S1, S2) und Abtriebswelle (A), dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (A) ein erstes, mitrotierendes Element (Z, K1, K2) trägt, das zusammen mit einem zweiten, nicht mitrotierenden Element (P1, P2, RS) einen durch permanenten Magnetismus gebildeten magnetischen Kreis (K1, Z, K2, P2, RS, P1) bildet, der sich in Abhängigkeit von der gegenseitigen Stellung der Elemente öffnet und schließt, und daß die beiden Elemente nicht von anderen, dem Antrieb dienenden magnetischen Kreisen durchsetzt sind.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Gehäuse und Abtriebswelle.
• Elektromotoren werden nicht nur für mehr oder weniger kontinuierliche Bewegungen, sondern oft auch zum exakten Positionieren benötigt. Wichtig dabei ist, daß nach Erreichen der geforderten Position und dem damit verbundenen Abschalten des Motors die Position auch gehalten wird. Bekannte Lösungen hierfür sind Ruhestrombremsen mit einer dafür erforderlichen separaten Ansteuerung oder auch die Ausnutzung vorhandener interner Rastkräfte des Motors.
• Einerseits sind separate Bremsen mit separaten Ansteuerungen unerwünscht, andererseits sind die vorhandenen internen Rastkräfte des Motors oft nicht ausreichend.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromotor mit Gehäuse und Abtriebswelle nach der Lehre des Anspruchs 1.
• Es werden demnach zusätzliche Elemente angebracht, die die internen Rastkräfte des Motors ergänzen oder solche ersetzen, auf jeden Fall aber gezielt einstellbar machen.
• Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
• Im folgenden wird die Erfindung unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert:
• 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Elektromotor mit erfindungsgemäß angebrachten zusätzlichen Elementen zur gezielten Einstellung der Rastkraft.
• 1 zeigt einen Motorteil M und eine daran angebrachte Rastkraftbremse R. Weiter sind die Elektroanschlüsse E dargestellt.
• Vom Motorteil M sind hier das Gehäuse G, zwei Lagerschilde S1 und S2 und die Abtriebswelle A erkennbar.
• Die Rastkraftbremse R besteht aus einem Zylinder Z, zwei darauf kissenförmig aufliegende Permanentmagnete K1 und K2, zwei Polschuhen P1 und P2 und einem Rückschlußelement RS.
• Die Abtriebswelle A ist hier so dargestellt, daß sie mit dem Zylinder Z bündig endet. Selbstverständlich muß die Abtriebswelle A in der Lage sein, Abtriebskräfte zu übertragen. Ob sie hierzu tatsächlich noch länger ist, ob die Abtriebskräfte auf der anderen Seite des Motorteils M übertragen werden oder ob der Abtrieb über den Zylinder Z erfolgt, ist hier ohne Bedeutung. Ohne Bedeutung ist auch, ob und wie ein etwaiges Getriebe angebracht ist.
• Der Zylinder Z bildet zusammen mit den zwei darauf kissenförmig aufliegenden Permanentmagneten K1 und K2 ein erstes, mitrotierendes Element. Die zwei Polschuhe P1 und P2 und das Rückschlußelement RS bilden ein zweites, nicht mitrotierendes Element. Dieses erste, mitrotierende Element und das zweite, nicht mitrotierende Element sind so ausgestaltet, daß sie zusammen einen magnetischen Kreis bilden, der sich in Abhängigkeit von der durch die Rotation bedingten gegenseitigen Stellung öffnet und schließt. Selbstverständlich muß die Polung der beiden Permanentmagnete K1 und K2 so sein, daß sich ein einziger gemeinsamer magnetischer Kreis bildet. Der Zylinder Z ist in diesem Beispiel nicht als Permanentmagnet, jedoch als magnetisch leitendes Element ausgebildet. In Frage kommt hierfür als Material vor allem geeigneter Stahl. Da der Zylinder Z einem Stator entspricht, kann er auch wie ein solcher ausgebildet werden. Unter anderem aus fertigungstechnischen Gesichtspunkten kann es allerdings mit einem Blechpaket Probleme geben.
• In der Figur sind die Polschuhe P1 und P2 und das Rückschlußelement RS als einstückige Ausführung dargestellt. Sie sind als mit Schrauben am Motorteil M befestigt dargestellt. Dieses Teil entspricht einem Stator und kann aus den selben Materialien wie ein solcher ausgebildet sein. Für Versuchszwecke wurde aber ein durch spanabhebende Verarbeitung aus dem Vollen gefertigtes Teil verwendet. Dies ist auch für eine erste Serie vorgesehen. Die damit erzielten Eigenschaften sind vollauf genügend.
• Es wäre auch möglich, den Zylinder selbst als Permanentmagnet auszubilden. Die magnetischen Eigenschaften könnten hierbei jedoch weniger genau eingestellt werden. Auch die Ausbildung des zweiten, nicht rotierenden Elements als Permanentmagnet, etwa durch Ausbildung der Polschuhe P1 und P2 als zwei Permanentmagnete, ist grundsätzlich möglich.
• Wie beim Motorteil M selbst ist es auch bei der Rastkraftbremse R möglich, diese durch eine mehrpolige Anordnung zu erreichen. Damit ließe sich eine feinere Abstufung der Positionierwirkung, möglicherweise auch ein gleichmäßigerer Lauf erreichen. In der Regel wird dies aber nicht erforderlich sein.
• Die Wirkung der Rastkraftbremse läßt sich auf vielfältige Weise einstellen, etwa durch die Dicke der Luftspalte zwischen den Permanentmagneten K1 und K2 und den Polschuhen P1 und P2, durch die Breite der Luftspalte im Vergleich zum Umfang des Zylinders Z oder auch durch die Magnetfeldstärke selbst.
• Eine Anordnung der Rastkraftbremse innerhalb des Motors ist grundsätzlich ebenso möglich. Das erste, mitrotierende Element ist dann so wie der Rotor des Motors, das zweite, nicht mitrotierende Element wie der Stator des Motors ausgebildet. Durch die Trennung der magnetischen Kreise von Rotor und Stator einerseits und Rastkraftbremse andererseits erhöhen sich die Freiheitsgrade bei der Dimensionierung und auch bei der Fertigung.
• Der Verlauf des Drehmoments der Rastkraftbremse hat einen sägezahnförmigen Verlauf mit einem Abstand der Flanken, Spitzen und Nullstellen von 180°. Eine der beiden Flanken ist sehr steil, die andere entsprechend flach.

Claims (3)

1. Elektromotor mit Gehäuse (G, S1, S2) und Abtriebswelle (A), dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (A) ein erstes, mitrotierendes Element (Z, K1, K2) trägt, das zusammen mit einem zweiten, nicht mitrotierenden Element (P1, P2, RS) einen durch permanenten Magnetismus gebildeten magnetischen Kreis (K1, Z, K2, P2, RS, P1) bildet, der sich in Abhängigkeit von der gegenseitigen Stellung der Elemente öffnet und schließt, und daß die beiden Elemente nicht von anderen, dem Antrieb dienenden magnetischen Kreisen durchsetzt sind.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element am Motorgehäuse außen befestigt ist.
3. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element aus einem zylinderförmigen Eisenkern (Z) und zwei darauf kissenförmig aufliegenden, einander gegenüberliegenden Permanentmagneten (P1, P2) besteht.