电的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种电机(1)，其在机器壳体(2)中具有在机器轴(7)上的机器转子(16)和机器定子(15)，该机器轴的轴端部(7a)在用于轴承护板的壳体空间(9)的区域中从机器壳体(2)中引出。轴端部(7a)承载螺母(22)，为了手动扭转机器轴(7)的目的，该螺母能相对于内部的和/或外部的轴向止挡件(21a或24)扭转。在存在解角器(21)的情况下，也可以在解角器(21)的转子销(27)上设置有用于手动转动轴的相应的作用面(26’)。
【专利说明】电机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电机，其在机器壳体中具有机器定子和机器轴上的机器转子，机 器轴的轴端部在轴承护板的区域中从机器壳体中引导出来。也可以是发电机的电机尤其被 理解为电动马达，优选无刷式电动马达。
【背景技术】
[0002] 这类电机经常用作机器人驱动装置。为此作为电动马达工作的机器在机器壳体， 或者说马达壳体中具有轴，该轴承载由相对壳体固定的（gehkusefest)定子围绕的转子或 动子。下面也被称为驱动轴的机器轴或者说马达轴在驱动侧（A侧）与待驱动的机器部件， 例如与机器人构件联接，并且至少在对置的轴侧上（B侧）以能转动的方式支承在相应B侧 的轴承上。在通常是B侧的轴承护板的区域内，机器轴的轴端部（轴端）从机器壳体中引 出。
[0003] 该B侧的机器端部用于紧急或安全转动设备的范围内，以便在紧急情况下利用被 操纵的止动制动器手动转动驱动轴，并且因此将被驱动的机器部件或者说机器人部件从不 期望的位置运动至安全位置。为此，轴端部直接配设有作为用于操作工具的作用面的外六 边形或至少两个彼此平行的扳手面。
[0004] 在紧急情况下，借助操作工具（叉形扳手、套筒扳手或环形扳手），将大于马达内 部的制动装置的止动力矩的转矩引入驱动轴中，以便让借助制动装置锁定的机器部件或者 说机器人部件缓慢且有针对性地枢转出当前位置，尤其是危险位置。由于轴端部的区域中 的通常仅相对较小的例如12mm的轴直径，所以由于在紧急操纵过程中将高的面负载引入 到轴端部中会出现轴端部侧的作用面的棱边塑性变形。这就导致，作用面不再可靠地被操 作工具形状锁合地（formschliissig)容纳，从而随着导入驱动轴中的转矩减小，工具必须 被多次放置。一旦作用面变形，那么出于安全性的原因实际上马达不再能使用，或者至少必 须更换马达的驱动轴，这是极其昂贵的并且因此是不期望的。
【发明内容】
[0005] 本发明的任务在于说明一种尤其是用于机器人驱动装置的电机，该电机具有改进 的紧急或安全转动设备。
[0006] 根据本发明，该任务在开头提到类型的电机的情况下通过权利要求1和权利要求 3的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
[0007] 为此，电机在机器壳体中具有机器定子和在机器轴上的机器转子，在该电机中，机 器轴的轴端部在轴承护板的区域中从机器壳体中引出，根据第一变型方案，轴端部配设有 外螺纹，该外螺纹与由轴端部承载的螺母啮合。为了手动扭转（紧急或安全扭转）机器轴 的目的，螺母能相对于内部的和/或外部的轴向止挡件扭转。实施为外多边形，例如六边形 的螺母在此形成针对用于手动扭转机器轴或驱动轴的操作工具的作用面。
[0008] 当电机具有用以检测机器轴的角度位置的解角器，该解角器具有相对壳体固定的 解角器定子和相对轴固定的（wellenfest)解角器转子时，那么该解角器转子用作用于螺 母的轴向的内部的转动止挡件。
[0009] 根据具有这种解角器的电机的第二变型方案，解角器转子本身被设置和设立成用 于扭转（紧急或安全扭转）机器轴。为此，具有外多边形的转子销（Rotorzapfen)在轴自 由端部上成形到解角器转子上，外多边形形成用于操作工具的作用面。
[0010] 在该变型方案中，解角器转子优选借助键槽连接与机器轴附加地转动锁定，以便 将在紧急或安全扭转期间施加的转矩无损地传递至机器轴上，并且经由该机器轴传递至要 锁定的机器部件上。
[0011] 适宜的是，在两个变型方案中，锁定环设置为外部的轴向转动止挡件，该锁定环在 轴端部侧置入至少一个轴槽中，并且在径向方向上延伸以及至少延伸经过轴圆周的一部 分。
[0012] 为了产生用于与驱动轴联接的机器部件的、在紧急或安全情况下足够的止动力 矩，在机器侧设置有在壳体内部的制动设备，该制动设备将足够的止动力矩引入机器轴或 驱动轴中，以便在机器部件的制动期间，不仅将机器轴或驱动轴，而且还将与之联接的机器 部件都锁止在目前的运动位置。为此，制动设备具有相对壳体固定的制动部件和相对轴固 定的制动部件，该制动设备在机器轴上位于机器转子与轴端部之间。
[0013] 在具有解角器的机器中，制动设备布置在解角器与轴球轴承之间，该轴球轴承的 轴承外圈至少部分地安装在相对壳体固定的制动部件的轴承圈轮廓中。轴承外圈的剩余 的轴向环形区段安装在引入到壳体中间壁中的径向凹部中，并且在那里借助锁定环轴向锁 定。锁定环在此以适当的方式置入壳体中间壁的壁槽中。该外部的安全环将轴承外圈轴向 锁定，而用于球轴承的轴承内圈的另一锁定环置入机器轴的轴槽中以使其轴向位置锁定。
[0014] 在位于轴端部（轴端或轴销）上的并且与轴端部的那里的外螺纹啮合的螺母例如 沿顺时针方向转动（向右转动）的情况下，螺母抵靠到解角器转子上。因此，螺母以在转动 运动过程中增加的摩擦力力锁合（kraftschliissig)地贴靠，从而在螺母的进一步转动运 动过程中，借助操作工具手动地有针对性地转动驱动轴，并且因此可以使与驱动轴联接的 机器部件从当前的位置中运动出来。
[0015] 在相反的转动运动，亦即例如沿逆时针方向（向左转动）的情况下，螺母首先抵靠 到轴端部侧的锁定环上，以便紧接着通过由此导致的力锁合（Kraftschluss)或摩擦锁合 (Reibschluss)使驱动轴和与之联接的机器部件沿着相反的运动方向手动地从当前位置运 动出来。
[0016] 经由螺母引入驱动轴的转矩在此必须大于由制动设备产生止动力矩。为此，附加 的螺母由于其与驱动轴相比具有更大的外直径而提供了比较大的用于操作工具的作用面。
[0017] 经由标准化的以及节省时间地且进而以简单的方式和方法引入到轴端部上的外 螺纹和与该外螺纹啮合的螺母，可以在面负载减小的情况下将比较大的转矩导入驱动轴 中。此外，在形成外部的转动止挡件的锁定环和螺母变形的情况下还可以将它们以简单的 方式和方法进行更换，而不涉及电机的其他构件。此外，由于在利用操纵工具进行手动操作 过程中由螺母提供的作用面的比较小的变形危险而能够实现紧急或安全转动设备的安全 运作。
[0018] 借助具有成形或放置到解角器转子上的、形式又为外多边形的作用面的第二变型 方案也类似于提供位于轴端部上的螺母的相应的作用面地放大了针对设置用于紧急或安 全转动机器轴的操作工具的作用面。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 下面借助附图对本发明的实施例进行详细阐述。其中：
[0020] 图1立体地示出在B侧的轴承护板被取下的情况下的具有壳体的电动马达，并且 可以看到轴端部，该轴端部具有位于其上的、用于手动地紧急或安全转动中央驱动轴的螺 母，
[0021] 图2在纵向截面中以截段形式示出根据图1的电动马达，
[0022] 图3以根据图2的图示示出轴端部侧的解角器，该解角器具有成形在其解角器转 子上的用于紧急或者安全转动驱动轴的作用面。
[0023] 彼此相应的部分在所有图中配设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0024] 图1示出了一种作为电机1的电动马达，其具有机器壳体2,该机器壳体具有A侧 的联接法兰或壳体法兰3以及轴向对置的B侧的用于B侧的轴承护板的联接或壳体法兰4。 在B侧的联接法兰4的该区域中，机器壳体或马达壳体2具有置入的、下面也被称为中间壁 的壳体中间壁5,中央贯穿开口 6被引入该壳体中间壁中。驱动轴7的轴端部7a(图2和图 3)经由贯穿开口或壁开口 6通到未被示出的B侧的轴承护板的区域中。在那里，轴端部7 在B侧的轴承护板被取下的情况下是能接触到的。
[0025] 从图2中可以比较清楚地看到，壳体中间壁5将壳体内部空间8与马达壳体2的 下面也被称为壳体空间的B侧的轴承护板腔9隔离。在壳体中间壁5的B侧，轴端部7延 伸至轴承护板侧的壳体空间9中。B侧的轴端部7a的轴直径小于居中地在马达壳体2的 内部轴向延伸的驱动轴7的轴直径。该驱动轴支承在布置在壳体中间壁5的区域中的B侧 的球轴承10中，该球轴承具有轴承内圈l〇a和轴承外圈10b以及布置在它们之间的滚动体 l〇c。相对壳体固定的轴承外圈10b借助锁定环11轴向锁定，该锁定环在贯穿开口 6的区 域中置入中间壁5的那里的壳体槽12中。球轴承10的相对轴固定的轴承内圈10a同样利 用锁定环13轴向锁定，该锁定环置入引入驱动轴7内的轴槽14中。
[0026] 在壳体内部空间8中，在中间壁5与被相对壳体固定的定子15围绕的相对轴固定 的转子16之间布置有制动设备17,该制动设备具有相对壳体固定的制动部件17a和与该制 动部件共同作用的相对轴固定的制动部件17b。
[0027] 在机器壳体2的一侧上，借助螺栓连接装置法兰连接到该机器壳体上的、呈L形的 联接壳体18、19用于穿引控制接口、传感器接口和/或马达接口。在此，联接壳体18通入B 侧的壳体空间9中，而联接壳体19则通入马达内部空间8中，并且在那里用于穿引马达接 口。这些接口是在实施例中为无电刷式电动马达1的定子绕组的一部分或未详细示出的绕 组端部。
[0028] 联接壳体18 -方面用于穿引用于制动设备17的信号线路和/或控制线路，为此 相应的贯穿开口 20被引入中间壁5中。此外，经由联接壳体18来引导在B侧的壳体空间9 内部布置在轴端部7a上的解角器21的控制线路和信号线路，该解角器具有相对轴固定的 解角器转子21a和相对壳体固定的解角器定子21b。
[0029] 解角器21在定子侧以未详细示出的方式和方法例如具有两个彼此错开90°的定 子绕组，而解角器转子21a例如具有经由滑环和电刷向外引导的转子绕组。解角器21也可 以是无电刷式的，其中，解角器转子21a的信息于是例如以感应方式传递。定子绕组利用彼 此错开90°的正弦交变电压来激励，从而在转子绕组中感应出的电压的相位依赖于相对轴 固定的解角器转子21a以及进而驱动轴7的位置。因此，在每次轴旋转期间，由解角器21 形成的角度提供传感器信号，该传感器信号的关于定子侧的激励绕组的激励信号的相位是 针对解角器转子21a以及进而驱动轴7的角度位置的度量。
[0030] 布置在制动设备17与解角器21之间的轴球轴承10的轴承外圈10b部分地置入 相对壳体固定的制动部件17a的轴承轮廓17c中，并且部分地置入壳体中间壁5的轴承轮 廓5a中。布置在壳体空间9中的解角器21的解角器定子21b与壳体中间壁5位置固定地 连接。
[0031] 螺母22在轴端部侧位于驱动轴7的轴端部7a上，该螺母的（米制的）内螺纹23a 与引入轴端部7a上的相对应的外螺纹23b啮合。在轴端部侧，螺母22利用锁定环24锁定， 该锁定环形成螺母22的外部的轴向转动止挡件。为此，锁定环24置入轴端部侧的、引入轴 端部7a中的轴槽25中。对置的用于螺母22的内部轴向止挡件由解角器21的解角器转子 21a形成。
[0032] 螺母22在实施例中实施为相应具有六个作用面26的外六边形。形式为开口扳手、 环形扳手或套筒扳手的操作工具以未详细示出的方式和方法作用在螺母22的这些作用面 26上，以便在紧急或安全情况下手动转动驱动轴7,并且因此手动运动与驱动轴7在A侧联 接的机器部件，例如机器人臂。基于这种螺母22与施加到轴端部7a上的外螺纹23b的结 合使用，提供了用于操作工具的比较大的并且因此比较抗变形的作用面26。由此，比较大 的转矩可以经由螺母22引入驱动轴7中，该转矩不仅足够用于克服由制动设备17在紧急 或安全情况下产生的止动力矩，而且还可以在由于比较小的面负载而明显减小了作用面26 的变形危险的同时控制住经由驱动轴7手动驱动的机器部件的负载力。
[0033] 在根据图3的实施方式中，代替螺母，在相对轴固定的解角器转子21b的转子销或 凸起27上设置了用于在紧急或安全转动驱动轴7的情况下操作工具的作用面26'。该解角 器转子在轴端部侧又借助用于形成轴向的转动止挡件的锁定环24锁定。附加的键槽连接 28与驱动轴7 -起附加地保护了解角器转子21a与轴端部7a之间的相对轴固定的连接以 防轴向移动。
[0034] 在该实施方式中，在借助操作工具使解角器转子21a经由其作用面26'转动运动 期间，足够用于克服由制动设备17产生的止动力矩以及足够用于手动运动与驱动轴7联接 的机器部件的转矩也被导入驱动轴7中。在此，又由于解角器凸起27的与在轴端部7a的 区域内的轴直径相比更大的直径，使得解角器凸起的作用面26'的变形是极不可能出现的， 或者甚至被可靠地禁止。
[0035] 本发明并不局限于之前所描述的实施例。更确切地说，也可以在不脱离本发明的 主题的前提下，由技术人员从中推导出本发明的其他变型方案。此外，在不脱离本发明的主 题的前提下，所有与实施例相关地进行描述的单个特征尤其也可以按不同的方式彼此组合 起来。
[0036] 附图标记列表
[0037] 1 机器/电动马达 21b解角器定子
[0038] 2 机器壳体/马达壳体 22 螺母
[0039] 3 A侧的壳体法兰 23a内螺纹
[0040] 4 B侧的壳体法兰 23b外螺纹
[0041] 5 中间壁 24 锁定环
[0042] 6 贯穿开口 25 轴槽
[0043] 7 驱动轴 26 作用面
[0044] 7a 轴端部 27 转子销
[0045] 8 壳体内部空间 28 键槽连接
[0046] 9 轴承护板腔/壳体空间
[0047] 10 球轴承
[0048] 10a 轴承内圈
[0049] 10b 轴承外圈
[0050] 10c 滚动体
[0051] 11 锁定环
[0052] 12 壳体槽
[0053] 13 锁定环
[0054] 14 轴槽
[0055] 15 定子
[0056] 16 转子
[0057] 17 制动设备
[0058] 17a 相对壳体固定的制动部件
[0059] 17b 相对轴固定的制动部件
[0060] 17c 轴承轮廓
[0061] 18 联接壳体
[0062] 19 联接壳体
[0063] 20 贯穿开口
[0064] 21 解角器
[0065] 21a 解角器转子
【权利要求】
1. 一种电机（1)，所述电机在机器壳体⑵中具有在机器轴（7)上的机器转子（16)和 机器定子（15)，所述机器轴的轴端部（7a)在用于轴承护板的壳体空间（9)的区域中从所述 机器壳体（2)中引出， 其特征在于， 所述轴端部（7a)承载螺母（22)，所述螺母与施加到所述轴端部（7a)上的外螺纹 (23b)啮合，并且为了手动扭转所述机器轴（7)的目的，能相对于内部的和/或外部的轴向 的止挡件（21a或24)扭转。
2. 根据权利要求1所述的电机（1)， 其特征在于具有解角器（21)用以检测所述机器轴（7)的角度位置，所述解角器具有相 对壳体固定的解角器定子（21b)和作为用于所述螺母（22)的轴向内部的转动止挡件的、相 对轴固定的解角器转子（21a)。
3. -种电机（1)，所述电机在机器壳体⑵中具有在机器轴（7)上的机器转子（16)和 机器定子（15)，所述机器轴的轴端部（7a)在用于轴承护板的壳体空间（9)的区域中从所 述机器壳体（2)中引出，并且承载解角器（21)用以检测所述机器轴（7)的角度位置，所述 解角器（21)具有相对壳体固定的解角器定子（21a)和相对轴固定的解角器转子（21b)，其 中，为了手动扭转所述机器轴（7)的目的，延伸至所述轴端部（7a)的自由端部的具有外多 边形（26'）的转子销（27)成形到所述解角器转子（21a)上。
4. 根据权利要求3所述的电机（1)， 其特征在于， 所述解角器转子（21a)借助键槽连接（28)与所述机器轴（7)的轴端部（7a)转动锁定。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的电机（1)， 其特征在于， 所述机器轴（7)的轴端部（7a)在自由端部侧具有轴槽（25)，锁定环（24)作为外部的 轴向的转动止挡件置入所述轴槽中。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的电机（1)， 其特征在于具有在壳体内部的制动设备（17)，所述制动设备（17)具有相对壳体固定 的制动部件（17a)和相对轴固定的制动部件（17b)，所述制动设备在所述机器轴（7)上位于 所述机器转子（16)与所述轴端部（7a)之间。
7. 根据权利要求6所述的电机（1)， 其特征在于具有布置在所述制动设备（17)与所述解角器（21)之间的轴球轴承（10)， 所述轴球轴承的轴承外圈（l〇b)至少部分地置入所述相对壳体固定的制动部件（17a)的轴 承轮廓（17c)中。
8. 根据权利要求1至6中任一项所述的电机（1)， 其特征在于具有壳体中间壁（5)，所述壳体中间壁（5)具有壳体开口 ￠)，所述轴端部 0经由所述壳体开口通入优选B侧的壳体空间（9)中。
9. 根据权利要求8所述的电机（1)， 其特征在于， 所述球轴承（10)的轴承外圈（l〇b)部分地置入所述壳体中间壁（5)的轴承轮廓（5a) 中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电机（1)， 其特征在于， 布置在壳体空间（9)中的解角器（21)的解角器定子（21b)与所述壳体中间壁（5)位 置固定地连接。
【文档编号】H02K24/00GK104335466SQ201280073420
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2012年5月24日 优先权日:2012年5月24日
【发明者】米夏埃尔·费 申请人:包米勒公司