专利名称：用于将机器连接至盘式电动机的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使机器连接至盘式电动机的装置，该 盘式电动才几具有初级部件和次级部件，其中初级部件安装在枳J 器的驱动轴上。
背景技术：
作为电动机器的特殊结构形式的盘式电动才几的结构类型是 众所周知的。对于^f吏用盘式电动才几的原理工作的直4妄驱动装置 来i兌，需要一种枳4成结构将驱动装置连4妄至相应的一几器，例如 才几床或者生产型4几床。
以前的用于机器、例如机床的驱动方案例如基于一种构造， 该构造包括一个或多个电动机，它们通过中间接入的传动装置 将所要求的转矩和转速传输至机器的驱动轴上。根据所要求的 功率等级，也就是"i兌所要求的驱动转矩的不同可以4吏用各种不 同的传动装置或者说不同的电驱动装置(电动机)。这种形式 的驱动方案在装配上^艮费事并且由于^f吏用了电动4几和传动装
置导致成本比4交高。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于将盘式电动机连接至机 器的机械接口或机器连接装置，以及盘式电动机在机器上的应用。
该目的通过权利要求1和22的特征实现。有利的改进方案 可由从属权利要求中得出。
根据本发明的装置被设置用于在机器的驱动轴上将盘式电 动机连接至机器。这样类型的机器例如是生产型机器(如印刷 机、木材加工机器)、机床或循环再利用型机器。
盘式电动坤几具有盘形初级部件和盘形次乡及部件，其中初纟及 部件安装在机器的驱动轴上。根据本发明，该初级部件固定地 与机器的、尤其是生产型机器的机器支承结构连接。
盘式电动机优选地具有电动机壳体，其中初级部件与电动 机壳体固定连接并"i殳计成盘式电动才几的、也就是i兌电动直接驱 动装置的定子。盘式电动机的电动机壳体安装在机器的驱动轴 上并通过可解除的连接与机器支承结构相连接。次级部件与机 器的驱动轴抗扭地连接并设计成盘式电动机的转子。
盘形初级部件和盘形次级部件相对地在轴向方向上并排i殳 置在驱动轴上，并形成盘形或环形的气隙。与电》兹场或者i兌电 》兹力作用于径向方向上的传统的电动才几相反，在盘式电动才几中 电》兹场和电f兹力形成在轴向方向上。初级部件有利i也具有多个弧形的或者直的初级部件元件， 其中每个初级部件元件具有单相或多相绕组。这些初级部件元 件以确定的间距和角度4皮此成环形或者圆形地_没置在基板上。 每个初级部件元件优选地具有多相、尤其是三相的绕组，用于 连接至三相交流电网。应用直的初级元件的优点在于，在此可 以应用标准的直线电动才几的传统的初级部件。因此，这是成本 ^氐廉的。相反弧形的初级部件元件的4尤点在于，可以更容易地 再制造环形结构或者圆形结构。在此，初级部件可以一皮这样地 构造，即在基盘或基才反上可以i殳置不同凄t量的初级部件元件。 在此对应于所要求的功率或转矩可以纟殳置或多或少的初级部 件元件。
次级部件同才羊也具有多个弧形的或者直的次级部件元件， 这些次级部件元件设置在基盘上。但是，次级部件也可以被这
样地i殳计，即这些次级部件元件本身共同形成盘或者环。
因为次级部件一皮优选作为转子应用，因此次级部件元件具 有可预定数量的永磁铁，这些永磁铁有利地设计成对应于基盘 的盘半径。每个单一的次级部件元件都具有例如三个永磁铁， 其中这些7JOF兹《失本身可以配置为 一体的或者包4舌多个部分。这 里也可以才艮据所希望的功率密度来改变每个次级部件元件的 永磁铁的数量。
盘式电动机的优点在于，转距或者功率密度可以简单地变 4匕调整。 一方面，在次级部4牛和#刀级部4牛之间的、垂直于马区动 轴的气隙可以设计成不同的宽度。如果该气隙设计成很窄或很 小的话，那么就可以传输更高的功率或者更高的转矩。气隙3皮 设计得越大，那么传输到驱动轴上转矩就越小。此外转矩可以通过这样地变化调整，即在初级部件上"i殳置有或多或少的初级 部件元件。
在本发明的另 一个i殳计方案中也可以在驱动轴上设置多个 次级部件和/或初级部件。
—见所希望的实施例而定，次级部件以力配合、形状配合或 者材料配合的方式与驱动轴抗扭地连接。次级部件，尤其是次 级部件的基一反，有利地通过一个或多个环形夹紧元件、液压夹 紧元件、星形垫圏 (Sternscheiben )、 多楔4仑齿 (Vielkeilverzahnung )、 多角形连接(Polygonverbindung )或者 滑一建与驱动轴抗:扭地连4妻。在另一种设计方案中次级部件、尤 其是次级部件的基才反可以热压套装在驱动轴上。
次级部件优选地具有支7 4反，其具有多个径向"i殳置的肋条。 这种类型的肋条用于吸收由初《及部4牛元4牛和次级部件元4牛的 引力而导致的轴向作用在支承板上的力。
盘式电动机的电动机壳体由不锈材料制成或者说具有不锈 材泮牛并基本上包4舌三个部件，即两个圆盘和一个空心圆筒。在 空心圆筒的各个端面上将圆盘与空心圆筒用螺钉拧定，从而封 闭空心圆筒的两个开孔。为了^f吏壳体内部免受环境影响，如污 物或灰尘的影响，在圆盘和空心圓筒之间安装有相应的密封材 料。
两个圆盘中的每个圆盘分别具有中心孔或空隙，在该中心 孔或空隙中压入轴承，以便使电动才几壳体固定地安装在驱动轴 上。在此，出于电动才几壳体的热膨力长的目的，圆盘的轴岸^皮i殳计成固定轴岸义，而第二个圆盘的第二个轴7f^皮:没计成浮动轴 承。例如为带沟球轴承的轴承通过密封环封闭起来。
在电动机壳体上的机器侧设置有一个或多个转矩支座。转 矩支座的结构形式为单侧敞开的空心长方六面体并且分别4氐 靠在从机器支承结构中突出的圓柱形销轴上。同时，电动机壳
体的"i殳计成空心长方六面体的转矩支座在才几器支岸义结构上的 圆柱形销轴上移动。
盘式电动4几的电动才几壳体有利地具有进气口和出气口 ，用 于盘式电动机的通风，尤其用于盘式电动机的过压通风。进气 口和出气口用于盘式电动机的内部通风，此外为了遵守欧洲防
燃防爆标准的要求，通过通风在电动机壳体内部产生相对于周 围环境的过压，为此必需有一个通风4几或者i兌鼓风才几，其例如 直接设置在电动机壳体的进气口范围内。
为了对电动才几壳体的以及驱动轴的轴承进行卸载有，利地 在机器支承结构上设置一个支承架。盘式电动机的重量以及电
动机壳体的重量则不必完全地由机器的驱动轴承担，而是部分 地通过支7|^架而传递纟合才几器支岸义结构。为此，在电动4几壳体上
还设有定位销，这些定位销啮合到为此预设的在支承架中的导 向轨中。此外，在支承架中的导向轨还允许电动机相对于固定
的才几器支7ia几构发生运动。
用于将机器连接至盘式电动机的装置预被提出用于生产型
才几器，例如4象印刷才几、木才才力口工才几或者薄月莫4i伸才几、才几床和^f盾 环再利用4几器。然而，所述类型的4几器4又zf又呈现出一个选才奪。
在以下说明中，联系到附图参考实施例对本发明的其它特 征和细节进行详细描述。在此，在各个方案中所述的特征和联
系原则上可以^皮应用于所有的实施例。图中示出
图1是盘形初级部件的设计方案，
图2是盘形次级部件的设计方案，
图3是盘式电动^/L的第一种^:计方案，
图4是盘式电动才几的第二种i殳计方案，
图5是用于将机器连接至盘式电动机的装置的第一个设计 方案，
图6是用于将机器连接至盘式电动机的装置的第两个i殳计 方案，
图7是用于将机器连接至盘式电动机的装置的第三个设计 方案，
图8是用于将机器连接至盘式电动机的装置的第四个设计 方案，以及
图9是一个根据图8的用于连接机器的装置的支承架的设
计方案。
具体实施例方式
图1示出盘形初级部件2，其具有支岸^反2b。在支岸义才反2b 上"i殳置有多个弧形的初级部件元件2a。在才艮据图1的实施例中 例如i史置有14个初级部件元件2b。每个初级部件元件2b具有 独立的单相或多相、优选为三相的绕组2d (简略示出)，其尤 其是^f昔助于齿绕线圈，也称为f兹^l线圈构成。才艮据图1,在支 承才反2b上i殳置有最大凄史量的初级部件元件2a，其中，该最大 数量与盘半径相关。然而也可以设置较少的初级部件元件2a， 例如 一 半数量。根据所需要的功率可以设置 一 定数量的初级部 件元件2a。 ^旦也可以不用弧形的初级部件元件2a而i殳置直的 初级部件元件，正如在传统的直线电动才几中所已知的那样。在 初级部件2的中间可以见到空隙2c，初级部件2可以借助于该 空隙，没置在未示出的驱动轴上。
图2示出了次级部件3的实施方式。次级部件3具有多个 次级部件元件3a。次级部件元件3a 4妄合在一起形成一个环或 者一个圆。次级部件元件3a同样地可以在一侧i殳置在支承板 3b上，或者将通过次级部件元件3a所形成的环借助于横撑或 者杆设置在空隙3c处的(未示出的)轴承上。
每个次级部件元件3a具有三个永》兹4失7，其中每个永^t纟失 7可以是一个整体的或者包括多个部分。每个永,兹铁7设计成 长方六面体形状，并且永》兹4失7相互之间以 一个确定的角度"i殳 置，尤其是这样地设置，即重新构造出一种圆形的布局。
图3示出盘式电动机1的第一种设计方案。根据图3,盘 式电动机 1是 一 种所谓单梳形设计方案(Einzelkammausfuehrung )。盘式电动机1具有初级部件2和 次级部件3,它们通过盘形的或者"i兌环状的气隙相互间隔开。 电；兹力或者i兌电石兹场在轴向方向上平4亍于马区动轴4在初级部4牛 2和次级部件3之间作用。在次级部件3上i殳置有具有永^兹4失 的次级部件元件3a。在初级部件2上i殳置有多个初级部件元件 2a,它们分别具有独立的绕组。才艮据图3,次级部件3"i殳计成 活动的部件，而初级部件2i殳计成固定的部件。^旦也可以将初 级部件2 i殳计成活动的，而次级部件3设计成固定的。
图4示出了盘式电动才几1的第二种i殳计方案， 一种所谓双 桥u形i殳计方案(Doppelkammausfuehrung )。在两个次级部4牛3 之间设置有一个初级部件2。初级部件2 i殳置在驱动轴4上， 其中初级部件2被设计为转子，而次级部件3被_设计为定子或 者"i兌固定的部件。在盘形的初级部件2上在每一侧都i殳置有多 个初级部4牛元4牛2a。 ^旦也可以在两个初级部^f牛2之间i殳置一个 次级部件3。
图5示出用于将机器连接至盘式电动机l的装置的第一种 "i殳计方案，该盘式电动4几1 ^皮:没计成单才危形盘式电动4几。具有 多个初级部件元件2a的盘形初级部件2以及盘形次级部件3 设置在驱动轴4上。利用驱动轴4将直接驱动装置的、也就是 说盘式电动才几l的所产生的转矩传递《合未示出的才几器。初级部 件2和次级部件3 i殳置在电动才几壳体5中。在此，初级部件2 设置在电动机壳体5上，其中为了盘后通风的目的，初级部件 2到电动才几壳体5具有一个间3巨。电动才几壳体5具有两个圆盘 5a以及空心圆筒5b,其中分别在空心圆筒5b的端面处将圆盘 5a与空心圆筒5b用螺钉柠紧。电动机壳体5还具有进风口 10和出风口 11，用于对盘式电动才几通风。电动4几壳体5^[昔助于两 个轴承、尤其是固定轴承和浮动轴承安装在驱动轴4上。
次级部件3还具有肋条6,用于进4于支撑，以使乂 、受在初 级部件2和次级部件3之间的轴向作用力。
初级部件2与电动才几壳体5固定(fest)连々妾，其中电动积j 壳体5支岸、在驱动轴4上并通过一种可解除的连4妄与才几器支岸义 结构12连接。在机器侧在电动机壳体5处设置转矩支座8，该 转矩支座配置为单侧敞开的空心长方六面体的形状。在才几器支 承结构12处设置有多个圆柱形销轴9,其中转矩支座8抵靠在 销轴9上。
图6示出了用于将机器连接至盘式电动机1的装置的第二 种i殳计方案。#4居图6,盘式电动才几1 ^皮i殳计成双才危形盘式电动机。
根据图6所示的设计方案基本相当于根据图5所示的设计 方案。然而在电动才几壳体5的内部设置有两个初级部件2，其 中在两个初级部件2之间i殳置有一个次级部件3。在次级部件 3的两侧设置有多个永》兹4失7。
图7示出了用于将机器连接至的装置的第三种设计方案， 其中根据图7所示的设计方案基本上相当于根据图6所示的设 计方案。这里示出了双才危形结构型式的盘式电动才几1,其具有 两个初级部件2和一个次级部件3。然而次级部件3的永^兹纟失 7并不设置在圆盘或者说支承板3b的两侧，而是集成在支承板3b里。此外可以见到，次级部件3两侧卩昔助于肋条6进4亍支撑 用于保持固定。
图8示出了用于将机器连接至盘式电动机1的装置的第四 种实施例。为了对电动才几轴承以及驱动轴4进行卸载，在才几器 支承结构12处设置有支承架14。因此，包括电动机壳体5在 内的盘式电动才几1的重量不必完全由驱动轴4来支撑，而是部 分地由支岸义架来岸义担。为此，在电动才几壳体5处设置了多个定 位销15,它们啮合到为此预设的在支承架14里的导向轨16里。 盘式电动才几1与电动4几壳体5和定4立销15 —起轴向4翁入到支 承架14里。支承架14里的导向轨16允许盘式电动机1相对 于固定的机器支承结构12移动。
图9示出了支承架14的设计方案，其具有导向轨16。支 承架14设置在机器支承结构12上并且用于容纳电动机壳体5, 盘式电动4几1 i殳置在该电动才几壳体5里。
借助于所述的机器支承结构可以将盘式电动机连接在 一 个 机器上，该机器的机械情况只有微小的变化。电动机壳体结构 既具有用于以转距支撑为目的的才几器支岸义结构支座的灵活的 接口，又具有用于机器的所要驱动的部件、例如驱动轴的接口。
电动机的几何尺寸和主要的空间安装条件可以在装配盘式电 动才几时简单地相互协调配合。根据主要的外部i殳备情况和由此 得出的安全规格，例如欧洲防燃防爆标准要求，可以使电动机 系统的安全情况灵活地得到调节。
通过根据本发明的、用于将机器连接至盘式电动机的装置 ^吏得在盘式电动才几运^f亍时出现的寄生力，例如在初级部件和次级部件之间的引力被接收或者进一步传递给才几器的机器支承结构。
根据本发明的装置可以实现整个驱动系统的模块构造。通
过在电动才几壳体结构上的枳4成元件可以方〗更i也实现多个盘式
电动积4莫块、也就是说初级部件和次级部件的积4成连接，以才是
高转矩。在此，盘式电动枳4莫块既可以以单才危形、也可以以双
桥u形-没计方案来实现。
权利要求
1. 一种用于使机器连接至盘式电动机(1)的装置，所述盘式电动机具有初级部件(2)和次级部件(3)，其中所述初级部件(2)安装在机器的驱动轴(4)上，其特征在于，所述初级部件(2)不动地与所述机器的机器支承结构(12)连接。
2. 根据权利要求1所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特征在于，所述盘式电动才几(1 )具有电动机 壳体(5),所述初级部件(2)与所述电动^L壳体(5)固 定连接，其中所述电动机壳体(5 )安装在所述驱动轴(4 ) 上并通过可解除的连接与所述机器支承结构(12)连接。
3. 根据权利要求1或2所述的用于使机器连接至盘式电动机(1)的装置，其特征在于，所述初级部件(2)具有多个 弧形的或直的初级部件元件(2a )，所述初级部件元件(2a ) _没置在支岸4反(2b )上，而且每个所述初级部件元件(2a ) 具有单相或多相绕纟且。
4. 根据权利要求1、 2或3所述的用于使机器连接至盘式电 动机(1 )的装置，其特征在于，所述次级部件(3 )与所 i^马区5力寿由(4) 4元^U也il^妄。
5. 根据权利要求4所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特4正在于，所述次级部件(3 )通过一个或多个环形夹紧元件、液压夹紧元件、星形垫圈、多楔轮齿、多角形连接或滑键抗扭地与所述驱动轴(4 )连接。
6. 根据权利要求4所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特征在于，所述次级部件(3)热压套装在所 述驱动轴(4)上。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的用于4吏机器连接至盘 式电动机(1)的装置，其特征在于，所述次级部件(3) 具有支承板(3b)，所述支承板(3b)具有多个径向设置 的月力条(6)。
8. 才艮据前述一又利要求中任一项所述的用于<吏才几器连4妄至盘 式电动机(1)的装置，其特征在于，所述次级部件(3) 具有多个卩瓜形的或直的次级部件元件(3a)。
9. 根据权利要求8所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特4正在于，所述次级部件元件(3a)具有可预 定数量的长方六面体形的永磁铁(7)。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的用于使机器连接至盘 式电动机(1 )的装置，其特征在于，所述电动机壳体(5 ) 具有不锈材料。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的用于使机器连接至盘 式电动机(l)的装置，其特征在于，所述电动机壳体(5) 具有两个圆盘(5a)和一个空心圆筒(5b)，其中分别在 所述空心圓筒(5b)的端面上将圆盘(5a)与所述空心圆 筒(5b)用螺钉柠紧。
12. 根据权利要求11所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特征在于，在所述圆盘(5a)和所述空心圆筒(5b)之间设置有密封材料。
13. 根据权利要求11或12所述的用于使机器连接至盘式电动 机(1)的装置，其特征在于，各个圆盘(5a)都具有中 心孑L(5c),在该孔里压入轴岸义，用于4吏所述电动才几壳体(5)固定地安装在所述驱动轴(4)上。
14. 根据权利要求13所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特征在于， 一个圆盘(5a)具有固定轴^c， 一 个圆盘(5a)具有浮动轴承，其中所述浮动轴承尤其是带 沟球轴承。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的用于使机器连接至盘 式电动才几(l)的装置，其特4正在于，在所述电动4几壳体(5 )上设置有转矩支座(8 )。
16. 根据权利要求16所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特征在于，所述转矩支座(8) i殳计成单侧敞 开的空心长方六面体并抵靠在从所述机器支承结构(12) 中突出的圆柱形销轴(9)上。
17. 根据前述权利要求中任一项所述的用于使机器连接至盘 式电动机(1 )的装置，其特征在于，所述电动机壳体(5 ) 具有进气口 (IO)和出气口 (11 )用于^f吏所述盘式电动枳^(1 )通风。
18. 根据权利要求17所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特征在于，在所述进气口 (10)的区域中设置 有通风机(12)。
19. 根据前述权利要求中任一项所述的用于使机器连接至盘 式电动机(1)的装置，其特征在于，在所述机器支承结 构(12 )上设置有支承架(14 )。
20. 根据权利要求19所述的用于使机器连接至盘式电动机(1 ) 的装置，其特征在于，在电动机壳体(5)上设置有定位 销(15),所述定位销(15)啮合到为此而预i殳的在所述 支承架(14)中的导向轨(16)中。
21. 根据前述4又利要求中4壬一项所述的用于佳j几器连4妄至盘 式电动机(1)的装置，其特征在于，在所述驱动轴(4) 上"i殳置了多个初级部件(2 )和/或次乡及部4牛(3 )。
22. —种用于将机器连接至盘式电动机(1 )的装置在机器上 的应用，其中，所述机器设计成生产型机器、机床、循环 再利用型机器，并且根据权利要求1至21中的一项或者 多项权利要求来设计所述装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于使机器连接至盘式电动机(1)的装置，该盘式电动机具有初级部件(2)和次级部件(3)，其中初级部件(2)安装在机器的驱动轴(4)上并与机器支承结构(12)不动地(stationaer)连接。
文档编号H02K21/24GK101442237SQ20081018092
公开日2009年5月27日 申请日期2008年11月18日 优先权日2007年11月19日
发明者罗兰·舒尔特海斯, 霍尔格·霍夫曼 申请人:西门子公司