DE20315609U1

DE20315609U1 - Electric motor has shaft carrying two elements and forming permanent magnetic circuit opened or closed depending on relative positions of two elements

Info

Publication number: DE20315609U1
Application number: DE20315609U
Authority: DE
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Dunkermotoren GmbH
Priority date: 2003-10-06
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2013-10-07

Abstract

The electric motor has a housing (G,S1,S2), a drive shaft (A) carrying a first element (Z,K1,K2) that rotates with it and a second element (P1,P2,RS) that does not rotate with it forming a permanent magnetic circuit that is opened or closed depending on the relative positions of the elements. Other magnetic circuits for the drive do not pass through the elements.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Gehäuse und Abtriebswelle.The invention relates to an electric motor with housing and output shaft.

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.Electric motors are not just for more or less continuous movements, but often also for exact Positioning needed. It is important that after Reaching the required position and the associated shutdown the motor's position is also held. Known solutions for this are closed-circuit brakes with one for it required separate control or the use of existing internal locking forces of the motor.

Einerseits sind separate Bremsen mit separaten Ansteuerungen unerwünscht, andererseits sind die vorhandenen internen Rastkräfte des Motors oft nicht ausreichend.On the one hand there are separate brakes with separate controls undesirable, on the other hand they are existing internal locking forces of the engine is often insufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.The invention is based on the object here To remedy the situation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromotor mit Gehäuse und Abtriebswelle nach der Lehre des Anspruchs 1.According to the invention, this object is achieved by an electric motor with housing and output shaft according to the teaching of claim 1.

Es werden demnach zusätzliche Elemente angebracht, die die internen Rastkräfte des Motors ergänzen oder solche ersetzen, auf jeden Fall aber gezielt einstellbar machen.So there will be additional ones Elements attached that complement the internal locking forces of the engine or replace them, but in any case make them selectively adjustable.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.Further refinements of the invention are the dependent claims and the following description.

Im folgenden wird die Erfindung unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert:The invention is described below With the help of the accompanying drawings further explained:

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Elektromotor mit erfindungsgemäß angebrachten zusätzlichen Elementen zur gezielten Einstellung der Rastkraft. 1 shows an electric motor according to the invention with additional elements according to the invention for targeted adjustment of the latching force.

1 zeigt einen Motorteil M und eine daran angebrachte Rastkraftbremse R. Weiter sind die Elektroanschlüsse E dargestellt. 1 shows an engine part M and a detent force brake attached to it R , Next are the electrical connections e shown.

Vom Motorteil M sind hier das Gehäuse G, zwei Lagerschilde S1 und S2 und die Abtriebswelle A erkennbar.From the engine part M are the housing here G , two end shields S1 and S2 and the output shaft A recognizable.

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.The locking force brake R consists of a cylinder Z , two permanent magnets resting on it in a pillow shape K1 and K2 , two pole pieces P1 and P2 and a inference element 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.The output shaft A is shown here with the cylinder Z ends flush. Of course, the output shaft A be able to transmit downforce. Whether it is actually longer for this, or whether the output forces are on the other side of the engine part M transmitted or whether the output takes place via the cylinder Z is irrelevant here. It is also irrelevant whether and how a gearbox is attached.

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.The cylinder Z forms together with the two permanent magnets resting on it in a pillow shape K1 and K2 a first, co-rotating element. The two pole pieces P1 and P2 and the inference element RS form a second, non-rotating element. This first, co-rotating element and the second, non-co-rotating element are designed so that together they form a magnetic circuit which opens and closes depending on the mutual position caused by the rotation. Of course, the polarity of the two permanent magnets K1 and K2 be such that a single common magnetic circuit is formed. The cylinder Z is not in this example designed as a permanent magnet, but as a magnetically conductive element. Suitable steel is the most suitable material for this. Because the cylinder Z corresponds to a stator, it can also be designed as such. From a manufacturing perspective, among other things, there can be problems with a laminated core.

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.In the figure are the pole pieces P1 and P2 and the inference element RS shown as a one-piece design. They are as with screws on the engine part M shown attached. This part corresponds to a stator and can be made of the same materials as one. For test purposes, however, a part made from solid material by machining was used. This is also planned for a first series. The properties achieved are completely sufficient.

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.It would also be possible to design the cylinder itself as a permanent magnet. However, the magnetic properties could be set less precisely here. The design of the second, non-rotating element as a permanent magnet, for example by designing the pole shoes P1 and P2 as two permanent magnets is basically possible.

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.As with the engine part M it is also the case with the locking force brake R possible to achieve this through a multi-pole arrangement. This would allow a finer gradation of the positioning effect, possibly a smoother run. As a rule, however, this will not be necessary.

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.The effect of the locking force brake can be adjusted in a variety of ways, for example by the thickness of the air gaps between the permanent magnets K1 and K2 and the pole pieces P1 and P2 , by the width of the air gaps compared to the circumference of the cylinder Z or also by the magnetic field strength itself.

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.An arrangement of the locking force brake is fundamental within the engine also possible. The first, co-rotating element is like the rotor of the motor, the second, non-rotating element like the stator of the motor educated. By separating the magnetic circuits from the rotor and stator on the one hand and locking force brake on the other hand increase the degrees of freedom in dimensioning and also in manufacturing.

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.The course of the torque of the detent force brake has a sawtooth course with egg distance of the flanks, peaks and zeros of 180 °. One of the two flanks is very steep, the other flat.

Claims

Electric motor with housing ( G . S1 . S2 ) and output shaft ( A ), characterized in that the output shaft ( A ) a first co-rotating element ( Z . K1 . K2 ) which, together with a second, non-rotating element ( P1 . P2 . RS ) a magnetic circuit formed by permanent magnetism ( K1 . Z . K2 . P2 . RS . P1 ) forms, which opens and closes depending on the mutual position of the elements, and that the two elements are not penetrated by other magnetic circuits serving to drive them.

Electric motor according to claim 1, characterized in that the second Element on the motor housing Outside is attached.

Electric motor according to claim 1, characterized in that the first element consists of a cylindrical iron core ( Z ) and two permanent magnets lying on top of each other in pillow-like form ( P1 . P2 ) consists.