Beschreibung

Bremseinheit für eine elektrische Maschine, Lagerschild mit einer derartigen Bremseinheit sowie elektrische Maschine

Die Erfindung betrifft eine Bremseinheit zum Abbremsen und/oder Festhalten eines Wellenendes einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine, wobei die Bremseinheit eine hohlzy- lindrische Bauform aufweist und wobei das Wellenende der Ro- torwelle durch die Bremseinheit geführt ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Lagerschild mit einer Aufnahme für zumindest ein Lager zur Führung eines Wellenendes einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine und mit ei- ner im Lagerschild befestigten Bremseinheit.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine, welche ein Lagerschild mit integrierter Bremseinheit aufweist. Die elektrische Maschine ist insbesondere ein Elektro- motor.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 30 28 580 Al ist eine elektromagnetische Federdruckbremse mit Konusbremsbelag, insbesondere für Elektromotoren mit verhältnismäßig geringer Leistung, bekannt. Die Federdruckbremse besteht aus einem in einem Gehäuse (der Bremse) unverschiebbar gelagerten Motorläufer, auf dessen Welle ein Axial- bzw. halbaxiales Lüfterrad mit Bremsbelag unverdrehbar angeordnet ist, und aus einem im Gehäuse gegen den Druck mindestens einer Feder durch ein elektromagnetisches Feld verschiebbaren, das Lüfterrad mindestens teilweise umfassenden Bremsring oder aus einem durch ein elektromagnetisches Feld gegenüber einem gehäusefesten Bremsring verschiebbaren Lüfterrad.

In der europäischen Veröffentlichung EP 0 423 361 Al ist eine in einem Elektromotor integrierte elektromagnetische Bremse beschrieben. Der Kern der Bremse muss hierzu exakt zur Rotorwelle des Elektromotors angeordnet sein. Der Kern der Bremse

und das Gehäuse des Kerns sind mittels Einspritzens eines geschmolzenen Kunststoffmaterials als ein integrales einziges Bauteil geformt.

Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Bremseinheiten zum Einbau in Elektromotoren bekannt. Derartige Einbaubremsen dienen insbesondere dazu, die Rotorwelle des Elektromotors bei Ausfall einer zugehörigen Stromversorgung oder eines den Elektromotor speisenden Umrichters abzubremsen. Derartige Bremseinheiten werden an einem Wellenende der Rotorwelle angebracht. Die Anbringung erfolgt vorzugsweise an der BS- Seite, das heißt an einer der Antrieb- oder AS-Seite gegenüberliegenden Seite. Sie kann alternativ und zusätzlich auch an der AS-Seite erfolgen.

Die betrachteten Bremseinheiten weisen eine hohlzylindrische Bauform auf. Sie werden typischerweise koaxial zur Drehachse der Rotorwelle an dem betreffenden Wellenende angebracht. Der Innendurchmesser der hohlzylindrischen Bremseinheit weist im Vergleich zu einem Außendurchmesser des Wellenendes der Rotorwelle einen geringfügig größeren Innendurchmesser auf. Die Abbremsung der Rotorwelle erfolgt in einem hierfür vorgesehenen axialen Bereich der Rotorwelle. Vorzugsweise weist die Rotorwelle in diesem Bereich einen konstanten Außendurchmes- ser auf. Zwischen der radialen Außenseite der Rotorwelle und der Innenseite der Bremseinheit ist ein Luftspalt ausgebildet, welcher zumindest im normalen Betrieb des Elektromotors, das heißt im ungebremsten Betrieb, bestehen bleibt. Die Größe des Luftspalts beträgt typischerweise weniger als 1 mm. Ein beim Abbremsen der Rotorwelle bewirktes Bremsmoment wird vorzugsweise in ein Lagerschild, in welchem die Bremseinheit befestigt ist, eingeleitet. Das Lagerschild selbst ist fest mit einem Maschinengehäuse des Elektromotors verbunden.

üblicherweise wird zum Abbremsen der Rotorwelle eine elektromagnetische Bremse verwendet. Sie kann als berührungslos und damit verschleißfrei arbeitende Wirbelstrombremse ausgebildet

sein. Sie kann alternativ als verschleißbehaftete Bremse ausgebildet sein.

Im ersten Fall weist die Bremseinheit ein entlang des Innen- umfangs einstellbares Magnetfeld mit einer Vielzahl von sich abwechselnden magnetischen Polen auf. Im Falle eines vorhandenen Magnetfeldes werden Wirbelströme an der radialen Wellenaußenseite der Rotorwelle induziert, welche ihrerseits ein dem Magnetfeld der Wirbelstrombremse entgegengesetztes Mag- netfeld induzieren. Die dadurch hervorgerufene Lorentzkraft bewirkt ein Bremsmoment in der Rotorwelle und ein Gegenmoment in der Bremseinheit. In der als Wirbelstrombremse ausgebildeten Bremseinheit ist eine kreisförmige Spule zur Erzeugung des Magnetfeldes angeordnet.

Im zweiten Fall ist mittels der Bremseinheit eine axial wirkende Bremskraft auf eine Reibfläche einer sogenannten Ankerscheibe aufbringbar, die auf der Rotorwelle axial beweglich und radial fixiert angeordnet ist. Die Ankerscheibe besteht aus einem magnetisierbaren Werkstoff, wie z.B. aus Eisen. üblicherweise ist die Ankerscheibe an einem Bremsenflansch montiert, welcher seinerseits fest mit der Rotorwelle verbunden ist und an welchem die Ankerscheibe axial beweglich angeordnet ist. Die Reibfläche der Ankerscheibe liegt einer axialen Stirnseite der Bremseinheit gegenüber. Bei elektrischer Erregung der Bremseinheit bildet sich an der axialen Stirnseite ein Magnetfeld aus, welches eine axial wirkende Kraft auf die Ankerscheibe ausübt und diese gegen die axiale Stirnseite der Bremseinheit drückt. Die dadurch bewirkte axiale Bremskraft bewirkt ein Abbremsen und/oder ein Festhalten der Rotorwelle. Typischerweise wird die Ankerscheibe mittels einer Rückstellfeder in einer inaktiven axialen Bremsposition gehalten.

In beiden zuvor genannten Fällen kann die Bremseinheit derart ausgebildet sein, dass sich das Magnetfeld erst bei Stromerregung der Spule aufbaut. Zur Erfüllung besonderer Sicherheitsauflagen kann die Bremseinheit derart aufgebaut sein, dass - wenn die Spule erregt wird - ein von Permanentmagneten

in der Bremseinheit erzeugtes Magnetfeld kompensiert wird. Mit anderen Worten baut sich das Magnetfeld zum Induzieren von Wirbelströmen an der Außenseite der Rotorwelle bzw. zum Heranziehen der Ankerscheibe erst dann auf, wenn die elektri- sehe Erregung der Spule ausfallen sollte bzw. wenn diese abgeschaltet wird.

Alternativ kann die Bremseinheit eine mechanische Bremse sein, mittels derer bei Betätigung der Bremseinheit eine ra- dial wirkende Bremskraft auf eine radiale Wellenaußenseite der Rotorwelle aufgebracht wird.

Die bekannten hohlzylindrischen Bremseinheiten werden in einem Lagerschild des Elektromotors befestigt, in welchem unter anderem ein Lager zur Führung des Wellenendes der Rotorwelle aufgenommen ist. Das Lager ist vorzugsweise ein Wälzlager, insbesondere ein Kugellager. Die Bremseinheit ist typischerweise derart im Lagerschild angeordnet, dass das Lager axial weiter außen liegt. Zur Befestigung wird die Bremseinheit in das Lagerschild eingeschoben und mittels dreier oder mehrerer Schrauben mit dem Lagerschild verschraubt. Die Schrauben sind vorzugsweise auf einem zur Drehachse des Elektromotors konzentrischen Teilkreis angeordnet.

Nachteilig daran ist der zum Verschrauben der Bremseinheit mit dem Lagerschild erforderliche Zeitaufwand. Ein weiterer Nachteil ist die damit verbundene hohe Bauteilzahl zur Befestigung einer derartigen Bremseinheit im Lagerschild.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bremseinheit für eine elektrische Maschine anzugeben, welche auf einfache Art und Weise an ein Lagerschild oder an ein Maschinengehäuse der elektrischen Maschine befestigt werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Bremseinheit anzugeben, welche mit weniger Bauteilen am Lagerschild oder am Maschinengehäuse befestigt werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe, ein geeignetes Lagerschild mit einer derartigen Bremseinheit anzugeben.

Weiterhin ist es eine Aufgabe, eine elektrische Maschine an- zugeben, welche ein derartiges Lagerschild und eine zugleich kompaktere Bauform aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Bremseinheit für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge- löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Bremseinheit sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 genannt. Im Anspruch 10 ist ein Lagerschild angegeben, welches eine derartige Bremseinheit aufweist. In den abhängigen Ansprüchen 11 und 12 sind vorteilhafte Ausführungsformen des Lagerschildes angegeben. Im Anspruch 13 ist eine elektrische Maschine, insbesondere ein Elektromotor genannt, welche bzw. welcher ein derartiges Lagerschild aufweist. Im Anspruch 14 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der elektrischen Maschine angegeben.

Erfindungsgemäß weist die Bremseinheit das Außengewinde zum Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde des Maschinengehäuses oder des Lagerschildes auf.

Dadurch vereinfacht sich die Montage einer derartigen Brems- einheit erheblich. Es werden vorteilhaft keine weiteren Befestigungsmittel, wie z.B. Schrauben, benötigt. Es entfallen zudem die damit verbundenen Abdichtmaßnahmen für die Ver- schraubungsbohrungen zur Erfüllung entsprechender Schutzartanforderungen, das heißt ein Einbringen von Dichtungsringen zwischen dem jeweiligen Schraubenkopf und dem Lagerschild.

Es können weiterhin die sonst erforderlichen Bohr- und Senkarbeiten durch eine herstellungstechnisch günstigere Drehbearbeitung der Bremseinheit ersetzt werden.

Ein weiterer Vorteil ist, dass durch den Wegfall der sonst erforderlichen Befestigungsschrauben die Wandung des Lagerschildes nun eine geringere Dicke aufweisen kann.

Schließlich vereinfacht sich die Herstellung einer derartigen Bremseinheit. Denn es kann bereits das Außengewinde an der radialen Außenseite der Bremseinheit im Rahmen der Herstellung der hohlzylindrischen Bauteile der Bremseinheit mit auf- gerollt bzw. eingepresst oder eingeschnitten werden.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Außengewinde zumindest einen axialen Teil der radialen Außenseite. Die axiale Breite des Außengewindes kann auf das befestigungstechnisch notwen- dige begrenzt sein.

Im Besonderen weist die Bremseinheit eine Hohlzylinderachse auf, um welche das Außengewinde spiralförmig verläuft.

Vorzugsweise ist die Bremseinheit eine elektromagnetische

Bremse. Dadurch kann die Ansteuerung auf besonders einfache Weise erfolgen.

Die Bremseinheit kann beispielsweise eine Wirbelstrombremse sein. Dadurch ist ein verschleißfreies Abbremsen der Rotorwelle möglich. Insbesondere weist die Wirbelstrombremse eine Erregerspule zur Erzeugung oder zur Kompensation des an der Innenseite der Bremseinheit ausgebildeten Wirbelstrommagnetfeldes auf.

Die elektromagnetische Bremseinheit kann alternativ eine verschleißbehaftete Bremseinheit sein, mittels derer eine axial wirkende Bremskraft auf eine Reibfläche einer auf der Rotorwelle axial beweglich angeordneten und radial fixierten An- kerscheibe aufbringbar ist. Im Gegensatz zu der als Wirbelstrombremse ausgebildeten elektromagnetischen Bremseinheit ist auch ein Festhalten der Rotorwelle möglich. Dies ist dann vorteilhaft, wenn die Rotorwelle zum Stellen oder zum Positionieren von mit der Rotorwelle verbundenen Komponenten oder Anlagenteilen verwendet wird.

Die Bremseinheit kann alternativ eine mechanische Bremseinheit sein, mittels derer bei Betätigung der Bremseinheit eine

radial wirkende Bremskraft auf die radiale Wellenaußenseite der Rotorwelle aufbringbar ist. Hierzu kann die Bremseinheit zumindest eine Bremsbacke, vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende Bremsbacken, aufweisen, welche mittels eines elekt- rischen, mechanischen oder pneumatischen ansteuerbaren Aktors betätigbar sind. Die Materialpaarung Bremsbacke-Wellenaußenseite weist insbesondere eine hohe Reibzahl auf. Dadurch ist neben einem Abbremsen der Rotorwelle auch ein Festhalten der Rotorwelle möglich.

Weiterhin wird die Aufgabe mit einem Lagerschild gelöst, an dessen Innenseite ein Innengewinde eingebracht ist. In das Innengewinde ist eine derartige Bremseinheit eingeschraubt.

Nach einer Ausführungsform ist das Lager nach Anbau des Lagerschildes an die elektrische Maschine näher am axialen Ende der Rotorwelle angeordnet als die Bremseinheit. Dadurch weist die elektrische Maschine eine kompaktere Bauform auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Lager eine Rotationsachse und die Bremseinheit eine Hohlzylinderachse auf. Das Innengewinde im Lagerschild ist derart angeordnet, dass eine Drehachse der Rotorwelle sowie die Rotationsachse und die Hohlzylinderachse nach Anbau des Lagerschildes an die elektrische Maschine miteinander fluchten.

Die Aufgabe wird weiterhin mit einer elektrischen Maschine gelöst, welche einen derartigen Lagerschild mit integrierter Bremseinheit aufweist. Insbesondere ist die elektrische Ma- schine ein Elektromotor. Alternativ kann die elektrische Maschine ein Generator sein.

Nach einer Ausführungsform ist der Lagerschild integraler Bestandteil eines Maschinengehäuses der elektrischen Maschine. Der Lagerschild kann z.B. in einer Seiten- oder Stirnwand des Maschinengehäuses ausgeformt sein. Es reduziert sich die Komponentenzahl für eine derartige elektrische Maschine.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen

FIG 1 einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine entlang ihrer Drehachse nach dem Stand der Technik, FIG 2 eine vergrößerte Darstellung eines Lagerschildes der elektrische Maschine gemäß FIG 1,

FIG 3 beispielhaft einen Schnitt durch einen Lagerschild mit einer Bremseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

FIG 4 beispielhaft einen Schnitt durch einen Lagerschild mit einer Bremseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, FIG 5 eine Seitenansicht einer beispielhaften Bremseinheit entsprechend der zweiten Ausführungsform gemäß FIG 4 und

FIG 6 eine Seitenansicht eines beispielhaften erfindungsgemäßen Lagerschildes mit der in FIG 5 gezeigten, zum Teil eingeschraubten Bremseinheit.

FIG 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine 1 entlang ihrer Drehachse DA nach dem Stand der Technik.

Die gezeigte elektrische Maschine 1 weist ein Maschinengehäuse 2 auf, in welches ein Stator 3 sowie ein Rotor 4 aufgenommen ist. Der Rotor 4 ist fest mit einer Rotorwelle 5 verbunden. Die Rotorwelle 5 ist an ihrem jeweiligen axialen Wellenende in einem Kugellager 7 drehbar geführt.

Das im Beispiel der FIG 1 gezeigte rechte Lager 7 ist in einem Lagerschild 6 aufgenommen, in welchem das rechte Wellenende WE der Rotorwelle 5 geführt ist. Weiterhin ist im Lagerschild 6 axial benachbart zum Lager 7 eine Wirbelstrombremse als Bremseinheit 8 aufgenommen. Die Bremseinheit 8 ist üblicherweise mittels nicht weiter dargestellter Schrauben fest mit dem Lagerschild 6 verbunden. Typischerweise sind drei bis fünf Schrauben erforderlich, um eine sichere Befestigung der

Bremseinheit 8 im Lagerschild 6 zu gewährleisten. Die Anordnung der Schrauben zur Befestigung der Bremseinheit 8 ist in der nachfolgenden FIG 2 im Detail zu sehen.

FIG 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Lagerschildes 6 der elektrischen Maschine 1 gemäß FIG 1. In dieser Darstellung ist besonders gut ein Luftspalt LS zu sehen, welcher zischen einer radialen Innenseite RI der Bremseinheit 8 und einer radialen Wellenaußenseite AR der Rotorwelle 5 ausgebildet ist. Mit ID ist der zugehörige Innendurchmesser der Bremseinheit 8, mit AD der zugehörige Außendurchmesser der Rotorwelle

5 bezeichnet.

In der Schnittdarstellung ist weiterhin ein Bremseinheitskör- per 81 zusehen, in welchem eine kreisförmige Erregerspule 82 aufgenommen ist. Der Bremseinheitskörper 82 ist aus einem magnetisch leitenden Werkstoff, wie z.B. aus Eisen gefertigt.

Der Aufbau der Komponenten 81, 82 der Bremseinheit 8 erfolgt beispielhaft derart, dass sich bereits im stromlosen Zustand der Erregerspule 82 ein Magnetfeld mit einer Vielzahl von Magnetpolen entlang des Innenumfangs der Bremseinheit 8 ausbildet. Die dazu erforderlichen Permanentmagnete sind aus Gründen der übersichtlichkeit nicht dargestellt. Das Perma- nentmagnetfeld wirkt über den Luftspalt LS hinweg auf die

Wellenaußenseite AR der Rotorwelle 5 ein. Bei Drehung der Rotorwelle 5 werden dort Wirbelströme induziert. Die Wirbelströme bewirken ihrerseits ein Magnetfeld, welches dem Wirbelstrommagnetfeld entgegenwirkt und letztendlich ein Brems- moment zum Abbremsen der Rotorwelle 5 bewirkt. In Reaktion dazu wird ein auf die Bremseinheit 8 wirkendes Gegenmoment über die Befestigung der Bremseinheit 8 im Lagerschild 6 abgestützt .

Im rechten Teil der Schnittdarstellung der FIG 2 ist eine

Schraube 10 zur Befestigung der Bremseinheit 8 im Lagerschild

6 zu sehen. Die Schraube 10 ragt durch eine Wandung des Lagerschildes 6 hindurch. Ein nicht weiter bezeichnetes Gewin-

deendstück der Schraube 10 ist zur Befestigung in einem korrespondierenden Gewinde des Bremseinheitskörpers 81 der Bremseinheit 8 eingeschraubt. üblicherweise werden 3 bis 5 Schrauben 10 benötigt, um die Bremseinheit 8 fest im Lager- schild 6 zu fixieren. Im Beispiel der FIG 2 ist der Schraubenkopf der Schraube 10 in einer zylindrischen Aussparung im Lagerschild 6 versenkt. Typischerweise ist zwischen dem Schraubenkopf und dem Lagerschild 6 ein Dichtungsring eingebracht, um ein Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in das Innere des Lagerschildes 6 zu vermeiden.

Mit dem Bezugszeichen 72 ist ein fest im Lagerschild 6 fixierter Lageraußenring, mit dem Bezugszeichen 71 ein sich mit der Rotorwelle 5 mitdrehender Lagerinnenring bezeichnet. Die Rotorwelle 5 weist zudem einen umlaufenden Kragen 51 auf, welcher der axialen Führung der Rotorwelle 5 durch den Lagerinnenring 71 dient.

Des Weiteren ist eine Innenseite des Lagerschildes 6 derart ausgestaltet, dass das Lager 7 zentriert in den Lagerschild 6 eingelegt werden kann. Hierzu weist der Lagerschild 6 eine erste zylindrische Ausnehmung 61 auf. Zugleich ist die Bremseinheit 8 an einem dem Lager 7 axial angrenzenden Stirnseite derart ausgeformt, dass die Bremseinheit 8 das Lager 7 an seiner axialen Lageraußenseite zu einem gewissen Teil übergreifen kann. Die Bremseinheit 8 weist hierzu an ihrem axialen Einschraubende einen radial ausgebildeten Ringsteg 83 auf, welcher den Lageraußenring 72 und somit das gesamte Lager 7 zentriert im Lagerschild 6 fixiert.

FIG 3 zeigt beispielhaft einen Schnitt durch einen Lagerschild 6 mit einer Bremseinheit 8 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Im Vergleich zur FIG 2 weist die Bremseinheit 8 an ihrer radialen Außenseite RA ein Außengewinde AG zum Einschrauben in ein korrespondierendes Innengewinde IG eines Maschinengehäuses 2 oder eines Lagerschildes 6 der elektrischen Maschine 1

auf. Im Beispiel der FIG 3 umfasst das Außengewinde AG zumindest einen axialen Teil der radialen Außenseite RA. Mit AX eine Außengewindebreite, mit AB eine gesamte axiale Breite der Bremseinheit 8 bezeichnet. Das Außengewinde AG kann im Rahmen der Herstellung der Bremseinheit 8 von außen aufgerollt bzw. eingepresst oder eingeschnitten werden. Dies kann vorteilhaft im Rahmen des „Drehens" des als Drehteil gefertigten Bremseinheitskörpers 81 erfolgen.

Im Besonderen weist die Bremseinheit 8 eine Hohlzylinderachse HA auf. Das Außengewinde AG verläuft spiralförmig um die Hohlzylinderachse HA. Der Verlauf des Außengewindes AG ist besonders deutlich in der nachfolgenden FIG 5 erkennbar.

Die gezeigte Bremseinheit 8 ist eine verschleißfrei arbeitende Wirbelstrombremse. Sie weist unter anderem den magnetisch leitenden Bremseinheitskörper 81 sowie die Erregerspule 82 auf. Deren Spulenrotationsachse fällt mit der Hohlzylinderachse HA zusammen.

Es ist ein zum Außengewinde AG der Bremseinheit 8 korrespondierendes Innengewinde IG an einer Innenseite des Lagerschildes 6 eingebracht. In dieses Innengewinde IG ist die erfindungsgemäße Bremseinheit 8 eingeschraubt. Die Bremseinheit 8 wird so weit eingeschraubt, bis die dem Lager 7 zugewandte axiale Stirnseite der Bremseinheit 8 gegen eine zweite zylindrische Ausnehmung 62 im Lagerschild 6 anläuft. Abschließend wird ein vorbestimmtes, vergleichsweise hohes Anzugsdrehmoment aufgebracht, um die Bremseinheit 8 im Lagerschild 6 festzuziehen. Das Anzugsmoment ist derart bestimmt, dass sich die Bremseinheit 8 im bestimmungsgemäßen Einsatz der elektrischen Maschine 1 nicht lockern und loslösen kann. Insbesondere ist das Anzugsmoment deutlich größer als das maximal auftretende Bremsmoment, welches beim Abbremsen der Ro- torwelle 5 auf die Bremseinheit 8 einwirkt.

Zusätzlich können noch weitere Schraubensicherungen vorgesehen sein, wie z.B. ein Sicherungsklebstoff der Fa. Loctite,

welcher in Gewindegänge des Innen- und/oder Außengewindes IG, AG eingebracht wird, oder ein Schweißpunkt, welcher zwischen Bremseinheitskörper 81 und Lagerschild 6 gesetzt wird.

Bei dem Beispiel gemäß FIG 3 ist das Lager 7 nach Anbau des Lagerschildes 6 an die elektrische Maschine 1 näher am axialen Ende der Rotorwelle 5 angeordnet als die Bremseinheit 8. Weiterhin ist das Innengewinde IG im Lagerschild 6 derart angeordnet, dass eine Drehachse DA der Rotorwelle 5, die Rota- tionsachse LA des Lagers 7 sowie die Hohlzylinderachse HA nach Anbau des Lagerschildes 6 an die elektrische Maschine 1 miteinander fluchten.

Eine elektrische Maschine 1 mit einem derartigen Lagerschild 6 mit integrierter Bremseinheit 8 weist vorteilhaft eine kompakte Bauform auf. Zudem weist der erfindungsgemäße Lagerschild 6 ein geringes Gewicht auf, da eine Mindestwandstärke des Lagerschildes 6 für die Befestigungsschrauben 10 nicht mehr erforderlich ist. Weiterhin ist ein Eindringen von Feuchtigkeit oder Staub durch mögliche Spalte zwischen den Befestigungsschrauben 10 und dem Lagerschild 6 nicht mehr möglich. Gleichfalls sind eine überprüfung der Schraubenbefestigung sowie der Dichtungsringe und gegebenenfalls ein Nachziehen der Schrauben 10 nicht mehr erforderlich.

Darüber hinaus, figürlich jedoch nicht dargestellt, kann der Lagerschild 6 auch integraler Bestandteil eines Maschinengehäuses 2 einer derartigen elektrischen Maschine 1 sein. Das Maschinengehäuse 2 und der Lagerschild 6 können beispielswei- se aus einem Guss gefertigt sein.

FIG 4 zeigt beispielhaft einen Schnitt durch einen Lagerschild 6 mit einer Bremseinheit 8 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Bei der gemäß FIG 4 gezeigten Bremseinheit 8 erfolgt eine Abbremsung der Rotorwelle 5 mittels einer von der Bremseinheit 8 bewirkten axialen Bremskraft, die auf einer Reibfläche RF

einer axial gegenüber liegenden und sich drehenden Ankerscheibe 14 aufgebracht wird. Die Ankerscheibe 14 ist axial beweglich und radial fixiert auf der Rotorwelle 5 angeordnet und besteht aus einem magnetisierbaren Werkstoff. Im Beispiel der FIG 4 ist die Ankerscheibe 14 an einem Bremsenflansch 13 montiert, welcher fest mit der Rotorwelle 5 verbunden ist. Die Ankerscheibe 14 ist an dem Bremsflansch 13 axial beweglich angeordnet ist. Zur axialen Führung der Ankerscheibe 14 sind am Bremsenflansch 13 Führungsschrauben 15 angebracht, von denen in der gezeigten Schnittdarstellung nur eine dargestellt ist.

Bei elektrischer Erregung der Bremseinheit 8 bildet sich an der axialen Stirnseite SF der Bremseinheit 8 ein Magnetfeld aus, welches eine axiale wirkende Kraft auf die Ankerscheibe 14 ausübt. Dadurch wird die Ankerscheibe 14 gegen die axiale Stirnseite SF der feststehenden Bremseinheit 8 gepresst. Das dadurch hervorgerufene, in tangentialer Richtung wirkende Bremsmoment bewirkt ein Abbremsen und/oder ein Festhalten der Rotorwelle 5. Mit „tangential" ist eine Richtung um die Drehachse DA der Rotorwelle 5 bzw. der Ankerscheibe 14 herum bezeichnet. Die Ankerscheibe 14 wird mittels einer nicht weiter dargestellten Rückstellfeder in einer inaktiven axialen Position zurückgehalten. Die Bremseinheit 8 kann derart ausgebil- det sein, dass sich das Magnetfeld erst bei Stromerregung der Spule 82 aufbaut. Zur Erfüllung besonderer Sicherheitsauflagen kann die Bremseinheit 8 derart aufgebaut sein, dass das Magnetfeld von in der Bremseinheit 8 angeordneten Permanentmagneten kompensiert wird, wenn die Spule 82 elektrisch er- regt wird.

Die Bremseinheit 8 kann alternativ eine mechanische Bremseinheit sein, mittels derer bei Betätigung der Bremseinheit 8 eine radial wirkende Bremskraft auf eine radiale Wellenaußen- seite AR der Rotorwelle 5 aufbringbar ist. In diesem Fall weist die Bremseinheit 8 zumindest einen Bremsbacken auf, welcher mittels eines elektrischen, mechanischen oder pneumatischen ansteuerbaren Aktors betätigbar ist. Vorzugsweise

weist die Bremseinheit 8 zwei sich gegenüberliegende Bremsbacken auf.

FIG 5 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Bremsein- heit 8 entsprechend der zweiten Ausführungsform gemäß FIG 4.

Im rechten Teil der FIG 5 ist das auf die radiale Außenseite RA der Bremseinheit 8 aufgebrachte Außengewinde AG zu sehen. Die axiale Außengewindebreite AX beträgt etwa ein Drittel der gesamten axialen Breite AB der Bremseinheit 8. Die axiale Außengewindebreite AX kann sich auch über die gesamte axiale Breite AB der Bremseinheit 8 erstrecken. Zumindest sollte das Außengewinde AG drei, besser fünf Gewindegänge aufweisen.

Die gezeigte Bremseinheit 8 ist üblicherweise ein Drehteil.

Dieses kann, wie im Beispiel der FIG 5 dargestellt, zwei axiale Bereiche mit unterschiedlichen Außendurchmessern aufweisen, wobei der gezeigte rechte Teil einen größeren Außendurchmesser aufweist. Im Rahmen des Abdrehens der beiden axi- alen Teile kann dann das Außengewinde mit aufgerollt bzw. eingepresst oder eingeschnitten werden.

Mit dem Bezugszeichen 11 ist eine Zuleitung mit zwei Leitungsadern bezeichnet. über diese kann die Erregerspule 82 mit einem elektrischen Strom erregt werden. Die gezeigte

Bremseinheit 8 ist technisch derart ausgelegt, dass sich bereits im elektrisch nicht erregten Zustand ein Permanentmagnetfeld an der Stirnseite SF der Bremseinheit 8 ausbildet. Dadurch wird auch bereits die axial gegenüberliegende Anker- scheibe 14 angezogen und gegen die axiale Stirnseite SF der Bremseinheit 8 gepresst. Die Rotorwelle 5 ist somit bereits abgebremst bzw. festgehalten. Wird die Erregerspule 82 schließlich mit Strom versorgt, so wird dem Permanentmagnetfeld das Magnetfeld der Erregerspule 82 überlagert. Bei einem vorgegebenen bestimmten Erregerstrom ist die axiale Stirnseite SF der Bremseinheit 8 quasi feldfrei. Diese Ausführungsform ist dann vorteilhaft, wenn die elektromagnetische Bremse

zum Abbremsen der Rotorwelle 5 bei Ausfall einer Stromversorgung automatisch einsetzen soll bzw. muss.

FIG 6 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften erfin- dungsgemäßen Lagerschildes 6 mit der in FIG 5 gezeigten, zum Teil eingeschraubten Bremseinheit 8.

Der gezeigte Lagerschild 6 ist vorzugsweise ein Gussteil, wie z.B. aus Stahl oder Aluminium. In rechten Teil der FIG 6 ist eine Aussparung LO zur Aufnahme eines Lagers 7 dargestellt. Das Lager 7 selbst ist in dieser Darstellung nicht gezeigt. Im linken Teil ist die Bremseinheit 8 zu sehen, welche nur ansatzweise in ein in dieser Darstellung nicht sichtbares Innengewinde IG eingeschraubt ist. Zum Einschrauben kann die Bremseinheit 8 an der axialen Stirnseite, welche der axialen Einschraubseite gegenüberliegt, Ausnehmungen zur Aufnahme eines entsprechenden Werkzeuges aufweisen. Mit dem Bezugszeichen 12 sind Befestigungsbohrungen zur Befestigung des Lagerschildes 6 am Maschinengehäuse 2 vorhanden.