專利名稱：帶有運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有一個(gè)運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)。這種轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)適用于許多現(xiàn)代傳動(dòng)解決方案中。
背景技術(shù)：
EP 793 870 B2提出的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子上有若干磁鐵。并在定子內(nèi)的一個(gè)疊片鐵心的齒上有若干線圈。這類轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)也可在低轉(zhuǎn)速的情況下產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)矩。這可實(shí)現(xiàn)極均勻的運(yùn)動(dòng)和最佳的速度可調(diào)節(jié)性。因?yàn)檩d荷不用力傳遞元件而直接與電動(dòng)機(jī)耦合，所以這種系統(tǒng)具有很高的動(dòng)力、剛度和調(diào)節(jié)精度而優(yōu)于全部常規(guī)的傳動(dòng)裝置。轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)降低了運(yùn)行費(fèi)用、簡(jiǎn)化了機(jī)器結(jié)構(gòu)、沒有磨損和無(wú)須維護(hù)。
無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)可直接安裝在相關(guān)的使用地點(diǎn)。轉(zhuǎn)子和定子的相對(duì)位置不是通過(guò)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)自己的軸承來(lái)限定，而是直接通過(guò)使用場(chǎng)合的結(jié)構(gòu)來(lái)限定。典型的使用場(chǎng)合是機(jī)床的圓工作臺(tái)或旋轉(zhuǎn)軸、伸縮式傳動(dòng)裝置或自動(dòng)裝配機(jī)。
轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子有時(shí)是分開供貨的。這就是說(shuō)，用戶自己必須進(jìn)行這兩部分的調(diào)節(jié)。由于轉(zhuǎn)子和定子之間的高的引力，調(diào)節(jié)工作并非易事。所以這類轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)一般都由制造廠家預(yù)先調(diào)好后才供貨。
由于轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)沒有自己的軸承或沒有自己的機(jī)架，所以轉(zhuǎn)子和定子在預(yù)調(diào)后必須用別的鎖定機(jī)構(gòu)予以固定。作為運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)通常是用一個(gè)所謂的電動(dòng)機(jī)橋。這種電動(dòng)機(jī)橋由一個(gè)或多個(gè)部分組成，在用一個(gè)對(duì)中裝置將其對(duì)中后這些部分沿轉(zhuǎn)子和定子的周邊用螺絲被擰緊。
由于在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)中通常所用的磁鐵是很強(qiáng)的，所以電動(dòng)機(jī)橋大多用非磁性材料例如鋁制成。這樣，電動(dòng)機(jī)橋可不成問題地對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)并加以固定。由于轉(zhuǎn)子的磁鐵和定子疊片鐵心之間的磁力很高，所以電動(dòng)機(jī)橋必須設(shè)計(jì)得很穩(wěn)定。也就是說(shuō)，在任何情況下都必須避免轉(zhuǎn)子的磁鐵與定子疊片鐵心的接觸。而進(jìn)行這兩部分的隔離會(huì)是很難的。因此，這種電動(dòng)機(jī)橋相當(dāng)費(fèi)事和昂貴。因此，在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)安裝到相應(yīng)的使用場(chǎng)合后，必須將電動(dòng)機(jī)橋送回到制造廠家，這意味著一筆不菲的后勤費(fèi)用。
此外，這種電動(dòng)機(jī)橋妨礙轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)安裝到相應(yīng)的使用場(chǎng)合中。也就是說(shuō)，在電動(dòng)機(jī)放到相應(yīng)的使用位置后，用于松開電動(dòng)機(jī)橋的螺絲釘還是可接近。同樣還必須存在取下電動(dòng)機(jī)橋的途徑。這對(duì)總體結(jié)構(gòu)提出了并非微不足道的要求。轉(zhuǎn)子和定子之間的剛性連接也常常給安裝造成困難，以致必須首先松開電動(dòng)機(jī)橋，以便對(duì)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)最終在其安裝位置內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)和固定。然后才可最終去掉電動(dòng)機(jī)橋。

發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明的目的是提供無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)用的較簡(jiǎn)單和較經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)。
這個(gè)目的是通過(guò)一種具有權(quán)利要求1所述特征的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。有利實(shí)施形式從從屬于權(quán)利要求1的各項(xiàng)從屬權(quán)利要求所述的特征部分中得出。
在具有一個(gè)鐵磁的一次部件和一個(gè)帶有指向該一次部件的磁鐵的二次部件的無(wú)機(jī)架轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)中，該一次部件和二次部件通過(guò)一個(gè)運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)保持距離。一次部件和二次部件通過(guò)磁鐵的磁力相互固定。該運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)由一個(gè)間隔墊片組成，該間隔墊片布置在一次部件和二次部件之間的氣隙中。
一次部件和二次部件只通過(guò)二次部件的磁鐵的吸力相互連接而無(wú)須螺絲連接。該間隔墊片在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的一側(cè)上通過(guò)磁鐵的吸力被夾緊在該處的被減小的氣隙中，所以它不可能從氣隙中掉出來(lái)。特別是對(duì)一個(gè)由多件組成的間隔墊片來(lái)說(shuō)，墊片最好具有鐵磁性能。這樣，該墊片也可通過(guò)磁鐵的吸力吸持在帶有被擴(kuò)大氣隙的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的一側(cè)上。


本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)可從對(duì)借助附圖所示的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式的下列說(shuō)明中得知，附圖表示圖1一種帶有一個(gè)運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1的一個(gè)剖面。截面平面含有該電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線A。轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1的一次部件2包括一個(gè)疊片鐵心，該鐵心帶有若干背向二次部件3的齒，和在其上布置的線圈。在此例中，一次部件2為此規(guī)定，在固定位置例如與圓工作臺(tái)的基礎(chǔ)剛性連接，因此它也被稱為定子2。
二次部件3具有面向一次部件2的磁鐵4。為此規(guī)定，它與使用場(chǎng)合的活動(dòng)部件，即例如與上述圓工作臺(tái)的轉(zhuǎn)盤給料器剛性連接。二次部件3通過(guò)它的軸承可相對(duì)于定子2保持旋轉(zhuǎn)，所以它也被稱作轉(zhuǎn)子3。
轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1的制造廠家必須把定子2和轉(zhuǎn)子3或者是分開供給相應(yīng)使用場(chǎng)合的承包商，或者是首先用一個(gè)對(duì)中裝置進(jìn)行預(yù)調(diào)，然后相互固定并鎖緊。
圖1的運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)5的一個(gè)基本任務(wù)是防止轉(zhuǎn)子3的磁鐵與定子2直接接觸，不然的話會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞危險(xiǎn)，而且隔開會(huì)很難實(shí)現(xiàn)。足夠完成這個(gè)任務(wù)的運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)5是足夠的，因?yàn)槎ㄗ?和轉(zhuǎn)子3只通過(guò)轉(zhuǎn)子的磁鐵4的吸力是足以相互固定的。由于這種固定不是剛性的，所以方便安裝到相應(yīng)的使用場(chǎng)合。轉(zhuǎn)子3在定子2中可在一定限度內(nèi)朝磁力運(yùn)動(dòng)，因此在安裝到相應(yīng)的使用地點(diǎn)時(shí)可被移正。
圖1中所示的運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)由一個(gè)間隔墊片5組成，該墊片嵌入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)子3和定子2之間的氣隙6中。間隙墊片5可由唯一的環(huán)形帶材組成，但為了節(jié)省材料，它也可由多段帶材組成。
在從其對(duì)中裝置中松開轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1時(shí)，由于磁力使轉(zhuǎn)子3沿徑向接近定子2，直至轉(zhuǎn)子3碰到間隔墊片5為止。據(jù)此，在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1的第一側(cè)上的氣隙6在轉(zhuǎn)子3和定子2之間被減小到間隔墊片5的徑向厚度，于是間隔墊片5被夾緊在轉(zhuǎn)子3和定子5之間。這種狀態(tài)如圖1左半圖所示，特別是如局部Z放大圖所示。這樣被夾緊的間隔墊片5不再能從轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)中掉出來(lái)。
在與轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1的第一側(cè)對(duì)面的第二側(cè)上(如圖1右半圖，尤其是局部Y放大圖所示)，氣隙6相應(yīng)地?cái)U(kuò)大。一個(gè)作為環(huán)形帶材的整體間隔墊片5在這一側(cè)雖然沒有被卡入，但它也不會(huì)從轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1中掉出來(lái)，因?yàn)樗詴?huì)被夾緊在電動(dòng)機(jī)的另一側(cè)上。這在由多段帶材組成的間隔墊片5中則是另一種情況，即這時(shí)沒被夾入的間隔墊片段會(huì)從間隙6中掉出來(lái)。
為了避免這個(gè)問題，間隔墊片5優(yōu)先用一種具有鐵磁性能的材料制成。這樣就可保證間隔墊片5即使在擴(kuò)大的氣隙6中也不會(huì)掉出來(lái)，因?yàn)樗淮盆F4吸持住。用具有鐵磁性的間隔墊片5也容易讓其放入氣隙6中，因?yàn)殚g隔墊片5吸附在轉(zhuǎn)子3的磁鐵4上，而該轉(zhuǎn)子則借助對(duì)中裝置被引入定于2中。
間隔墊片5必須具有一個(gè)徑向厚度，這個(gè)徑向厚度稍小于額定的即平均的氣隙6。此外，這個(gè)徑向厚度必須足夠大，以防止轉(zhuǎn)子3過(guò)分吸附在定子2上。對(duì)于約1毫米的典型氣隙6而言，大約0.8毫米的厚度被證明是可靠的；在氣隙6為0.7毫米時(shí)，用0.6毫米厚的間隔墊片5是富有成效的。一般說(shuō)來(lái)，間隔墊片5的徑向厚度大約為額定氣隙6的40％到95％之間。比這個(gè)數(shù)值小時(shí)，轉(zhuǎn)子3太接近定子2，而比這些數(shù)值大時(shí)，則間隔墊片5放入氣隙6中相當(dāng)困難，因?yàn)樾枰獙?duì)定子2中的轉(zhuǎn)子3進(jìn)行很精確的對(duì)中。
在有些情況中，使用不同徑向厚度的間隔墊片5也是有意義的，以便在被擴(kuò)大的氣隙6的區(qū)域內(nèi)更好地防止在運(yùn)輸過(guò)程中嚴(yán)重碰撞時(shí)轉(zhuǎn)子3在定子2內(nèi)的不希望的運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，可用多件組成的間隔墊片5，其一部分具有一個(gè)大于額定氣隙6的100％的徑向厚度。但在這種情況中，轉(zhuǎn)子3必須偏心地被引入定子2中。
在軸向內(nèi)，間隔墊片5應(yīng)在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1的至少一側(cè)上沿軸向伸出氣隙6。這樣，在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1固定在相應(yīng)使用位置后，可方便地取下墊片。通過(guò)固定和尤其是在使用位置內(nèi)的對(duì)中，氣隙6又變成均勻的寬度。這時(shí)間隔墊片5不再是被夾入的，而只是由于其鐵磁性能而仍然吸附在轉(zhuǎn)子3的磁鐵4上。這樣就會(huì)簡(jiǎn)便地從轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1中拉出間隔墊片。如果間隔墊片具有某種抓取機(jī)構(gòu)，則更方便拉出它。在圖1中示出了一個(gè)這樣的抓取機(jī)構(gòu)7。這種抓取機(jī)構(gòu)7的形狀可以是任意的，例如可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的孔，一個(gè)手指或工具可插入孔中，也可以是一個(gè)方便抓住間隔墊片5的環(huán)。
間隔墊片5的材料應(yīng)當(dāng)是可少量壓縮的，以便保證轉(zhuǎn)子3和定子2之間的最小間隔。此外，該材料還應(yīng)當(dāng)能夠承受剪應(yīng)力。亦即轉(zhuǎn)子3完全可在定子2內(nèi)進(jìn)行較小的軸向運(yùn)動(dòng)，這種軸向運(yùn)動(dòng)對(duì)被夾入的間隔墊片5來(lái)說(shuō)意味著一定的剪應(yīng)力。但轉(zhuǎn)子3絕不會(huì)從定子2中掉出來(lái)，因?yàn)榇嬖诘拇帕ψ柚顾舫觥?br> 此外，間隔墊片5的材料還應(yīng)具有一定的抗斷裂強(qiáng)度，以便能承受從轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)中拉出時(shí)的拉力。在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1中的被拉斷的間隔墊片5的殘余部分是很難從氣隙中被去除的。
對(duì)間隔墊片5的材料的另一個(gè)要求是在轉(zhuǎn)子3的表面材料上有一定的類似聚四氟乙烯那樣的滑動(dòng)能力。這可減少在去掉間隔墊片5時(shí)要用的力。
一種具有全部這些性能的材料是有聚氯乙烯涂覆的磁膜，這種磁膜也用于制作例如可安裝在汽車上作廣告用的磁性牌子。這種磁膜是柔軟的，并具有一個(gè)鐵磁芯。這種磁膜也叫磁橡膠。通過(guò)附加的塑料涂層，最好是一層聚氯乙烯涂層，這種磁膜具有良好的滑動(dòng)能力。
這種磁膜在其商品供應(yīng)形式中已經(jīng)磁化的事實(shí)，一方面不妨礙將其固定到轉(zhuǎn)子3上，因?yàn)樗拇呕却拍さ拇呕瘡?qiáng)得多，另一方面這種磁化甚至方便了磁膜的使用。例如可把兩個(gè)較薄的磁膜可連接成一層雙層的或多層的層而作為間隔墊片5使用。這樣對(duì)于具有不同氣隙6的不同的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)1而言就只需一種磁膜。此外，磁化還容許間隔墊片5首先固定在定子2的疊片鐵心上，然后才引入轉(zhuǎn)子3。這在一定條件下是有利的，且用非磁化的材料會(huì)是不可能做到的，因?yàn)槎ㄗ?不能本身行使磁性引力。間隔墊片5的磁化的一個(gè)令人喜歡的副效應(yīng)還在于，雖然磁膜具有滑動(dòng)的表面，但仍可很好地堆疊，并能可靠地例如放在金屬的架底上。
這種磁膜既可重復(fù)利用，又可簡(jiǎn)便地被清除掉。與先有技術(shù)中的電動(dòng)機(jī)橋比較，這種磁膜不是一個(gè)重要的費(fèi)用因素。
還應(yīng)指出的是，一次部件和二次部件的布置可與這里所述的實(shí)施例完全不同。例如轉(zhuǎn)子及其磁鐵也可位于外面。同樣，二次部件，即位于里面或外面的帶磁鐵的構(gòu)件作為定子可與使用場(chǎng)合的不運(yùn)動(dòng)的部件固定連接。在任何情況中，轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)都將具有一個(gè)氣隙，在該氣隙中，一個(gè)間隔墊片5可作為運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)使用。
權(quán)利要求
1.帶有運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)的、無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其中轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(1)具有一個(gè)鐵磁的一次部件(2)和一個(gè)帶有指向該一次部件的磁鐵(4)的二次部件(3)，這兩個(gè)部件通過(guò)一個(gè)運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)(5)保持一定距離，其特征為一次部件(2)和二次部件(3)通過(guò)磁鐵(4)的磁力相互固定，且該運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)由一個(gè)在一個(gè)位于一次部件(2)和二次部件(3)之間的氣隙(6)中的間隔墊片(5)組成。
2.按權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，所述的氣隙(6)在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(1)的第一側(cè)上減小到間隔墊片(5)的徑向厚度，且間隔墊片(5)據(jù)此被夾緊在一次部件(2)和二次部件(3)之間。
3.按權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，所述的間隔墊片(5)是鐵磁的。
4.按權(quán)利要求2和3所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，在轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)(1)的第一側(cè)對(duì)面的第二側(cè)上，氣隙(6)大于間隔墊片(5)的徑向厚度，且間隔墊片(5)由于其鐵磁性能而被磁鐵(4)吸持在氣隙(6)中。
5.按權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)(5)由一種柔軟的薄膜組成，這種薄膜以單件或多件的形式嵌入氣隙(6)中。
6.按權(quán)利要求5所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，這種柔軟的薄膜是一種磁膜或磁橡膠。
7.按權(quán)利要求5或6所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，這種柔軟的薄膜涂覆有一層塑料。
8.按權(quán)利要求5～7中任一項(xiàng)所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，這種柔軟的薄膜是磁化了的。
9.按權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，所述運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)(5)沿軸向從氣隙(6)中伸出。
10.按權(quán)利要求9所述的無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，其特征為，運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)(5)在氣隙(6)的外面具有一個(gè)抓持輔助機(jī)構(gòu)(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)架的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)鐵磁的一次部件(2)和一個(gè)帶有指向一次部件(2)的磁鐵(4)的二次部件(3)，一次部件(2)和二次部件(3)通過(guò)一個(gè)運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)(5)保持一定的距離。這兩個(gè)部件通過(guò)磁鐵(4)的磁力相互固定。運(yùn)輸鎖定機(jī)構(gòu)由一個(gè)間隔墊片(5)組成，該間隔墊片布置在一次部件(2)和二次部件(3)之間的氣隙(6)中。
文檔編號(hào)H02K5/04GK1790875SQ20051013176
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者S·福格特, N·科爾西, F·達(dá)豪德 申請(qǐng)人:艾塔爾公司