Geberabdeckung mit Montagering

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Geberabdeckung für eine elektrische Maschine mit einer topfförmigen Haube zum Montieren an die elektrische Maschine und zum Abdecken eines Gebers. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Geber, der mit Hilfe einer derartigen Geberabdeckung an der elektrischen Maschine befestigt ist.

Servomotoren werden standardmäßig mit unterschiedlichen Gebern ausgerüstet. Meist dienen die Geber als Drehzahlmesser bzw. als Winkellagegeber für Steuerungen bzw. Regelungen des Motors. Bei dem Geber kann es sich aber auch um einen Temperaturfühler, Beschleunigungssensor oder einen anderen Sensor zum Erfassen einer physikalischen Größe handeln.

Servomotoren und andere elektrische Maschinen besitzen je nach Einsatzzweck unterschiedliche Achshöhen. Dies bedeutet, dass die Durchmesser der elektrischen Maschinen unterschiedlich groß sind. Dennoch ist man bestrebt, für die unterschiedlich groß gebauten elektrischen Maschinen, wenn mög- lieh, die gleichen Geber bzw. Gebergrößen zu verwenden. Dies reduziert die Gebervarianz und damit den Herstellungsaufwand für die Geber und den Logistikaufwand für die Montage der e- lektrischen Maschinen.

Die Geber sind üblicherweise in einem Gebergehäuse mit Stecker integriert. Bei Motoren werden sie typischerweise an der dem Abtrieb gegenüberliegenden Seite (B-Seite) an oder in der Nähe der Achse befestigt. Befinden sich jedoch an dieser B- Seite auch das Festlager und die Bremse des Motors, so kommt es häufig zu einer Kollision der Geberbefestigungsschrauben mit den Befestigungsschrauben von Lagerkappe bzw. Bremse. Falls ein derartiges Problem auftritt ist man bislang gezwungen, einen anderen Geber bzw. ein anderes Gebergehäuse einzu-

setzen, um sowohl die Befestigung der Lagerkappe bzw. der Bremse als auch die Abdichtung des Gebers zum Motor mit einer passenden Geberabdeckung zu ermöglichen. Dabei ist auch zu beachten, dass der Geber bzw. das Gebergehäuse in der Regel in seiner Winkellage nicht verändert werden kann, was bei

Winkellagegebern bzw. Drehzahlgebern funktionell bedingt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, den Herstellungsaufwand bei elektrischen Maschinen mit Gebern zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Geberabdeckung für eine elektrische Maschine mit einer topfförmigen Haube zum Montieren an die elektrische Maschine und zum Abde- cken eines Gebers, wobei die Haube eine Mittelachse aufweist, und einem Montagering, der formschlüssig an die Haube angreift, so dass beim Befestigen des Montagerings an der e- lektrischen Maschine die Haube in axialer Richtung an die e- lektrische Maschine gepresst wird.

In vorteilhafter Weise ist es so möglich, eine Kollision der Befestigungsschrauben für den Geberanbau mit Befestigungsschrauben für Bremse oder Lagerkappe bei gleichzeitiger Abdichtung des Gebers zum Motor zu vermeiden. Hierdurch lässt sich die Gebervarianz minimieren, denn in einigen Fällen lässt sich der Grundgeber allein mit der Haube ohne den Montagering einsetzen und in anderen Fällen wird der Grundgeber mit dem Montagering am Gehäuse der elektrischen Maschine befestigt .

In die Haube der Geberabdeckung kann ein Geber fest eingebaut sein. Dadurch verringert sich der Montageaufwand und der Logistikaufwand bei der Herstellung einer elektrischen Maschine .

Vorzugsweise besitzt die Haube einen Flansch, an den der Montagering beim Befestigen an eine elektrische Maschine angreift. Dieser Flansch hat doppelte Funktionalität. Bei e-

lektrischen Maschinen, bei denen der Montagering nicht verwendet werden muss, dient der Flansch zum Anschrauben der Geberabdeckung an das Gehäuse der elektrischen Maschine. Falls der Montagering jedoch verwendet werden muss, dient der Flansch zur Aufnahme der Befestigungskraft des Montagerings.

Der Flansch und der Montagering können in axialer Richtung die gleiche Materialstärke besitzen. Dies führt zu dem Vorteil, dass der Flansch mit dem Montagering im Befestigungszu- stand bündig verläuft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Montagering eine kegelförmige Innenbohrung und der Flansch eine entsprechende Außenumfangskontur aufweisen. Dieser formschlüssige Kegelsitz gewährleistet nicht nur die erforderliche Zentrizi- tät, sondern bringt auch eine gewisse Dichtungswirkung.

Der Flansch kann außerdem mehrere Montagebohrungen in vertieften Bereichen aufweisen und der Montagering Vorsprünge besitzen, die die vertieften Bereiche und/oder die Montagebohrungen formschlüssig verschließen. Damit werden die vertieften Bereiche, die zur Aufnahme von Schraubenköpfen bei der Direktmontage der Geberabdeckung an die elektrische Maschine dienen, für den Fall der Befestigung mit Hilfe des Montagerings abgedeckt und abgedichtet.

Zur Verbesserung der Abdichtung kann darüber hinaus der Montagering eine axial wirkende erste Dichtung zum Abdichten gegenüber einem Gehäuse der elektrischen Maschine, eine radial wirkende zweite Dichtung zum Abdichten gegenüber der Haube und eine axial wirkende dritte Dichtung zum Abdichten der Vertiefungen des Flansches aufweisen. Damit kann trotz dieser Zweiteiligkeit des Gebergehäuses mit Haube und Montagering eine hinreichend hohe Abdichtung erzielt werden.

Wie oben bereits angedeutet wurde, dient die erfindungsgemäße Geberabdeckung zur Aufnahme eines Gebers und zur Montage dieses Gebers an eine elektrische Maschine bzw. an deren Gehäu-

se . Dabei ist es besonders von Vorteil, den Geber an der ab- triebsabgewandten Seite der elektrischen Maschine zu befestigen .

Die vorliegende Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

FIG 1 einen Servomotor kleinerer Bauart mit Geberabdeckung ohne Montagering; FIG 2 eine Explosionsdarstellung eines Lagerschildes mit Bremse, an die ein Geber mit Montagering anzubauen ist;

FIG 3 eine zusammengebaute Darstellung von Fig. 2; und FIG 4 eine Darstellung des Montagerings von der Motorseite mit Dichtungsringen.

Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar .

Der in FIG 1 dargestellte Servomotor ist von seiner B-Seite wiedergegeben. Aus der gegenüberliegenden A-Seite ragt die Abtriebswelle des Motors, ist aber in FIG 1 nicht sichtbar. Der Motor besitzt ein Motorgehäuse 1 und an der A-Seite ein Lagerschild 2. An der B-Seite kann sich eine Motorbremse mit einem Bremsengehäuse 3 befinden. An ihm befindet sich ein Stecker 4 zur Ansteuerung des Motors bzw. der Bremse.

Im Axialbereich ist B-seitig des Motors ein Geberanbau 5 an dem Lagerschild 3 befestigt. Der Geberanbau 5 umfasst hier eine Haube, die leicht kegelförmig sei kann, unter der sich ein in FIG 1 nicht sichtbarer Geber befindet. Angesteuert bzw. Abgegriffen wird der Geber über einen Geberstecker 7, der an der Haube 6 befestigt ist. Alternativ kann der Signal- austausch mit dem Geber auch beispielsweise über den Stecker 4 erfolgen, wenn dieser entsprechend ausgelegt ist.

Die Geberhaube 6 besitzt einen Flansch 8, durch den sie mit Hilfe von Befestigungsschrauben 9 an dem Lagerschild 3 befestigt ist. Die Befestigung erfolgt hier ohne Montagering, da der Servomotor eine geringe Achshöhe besitzt und so die Be- festigungsschrauben 9 nicht mit denjenigen zur Befestigung der Motorbremse an dem Motor kollidieren.

In den FIG 2 und 3 ist nun der Fall dargestellt, dass die Montage des Gebers an den Motor nur mit Hilfe eines Montage- rings 10 möglich ist. Dies ist beispielsweise bei Maschinen größerer Achshöhe der Fall. In den FIG 2 und 3 ist der übersicht halber jedoch auf die Darstellung des Motors verzichtet und vielmehr nur eine Motorbremse 22 mit einem Lagerschild 12 dargestellt, an das eine Geberhaube 11 durch einen Montage- ring mit Hilfe von Schrauben 13 befestigt wird. Das Gebergehäuse bzw. die Geberabdeckung ist hier also zweiteilig gestaltet, so dass der gleiche Geber auch für eine elektrische Maschine anderer Achshöhe eingesetzt werden kann.

Die Haube 11 der Geberabdeckung beinhaltet den eigentlichen Geber. Er ist vorab fest in diese Haube 11 eingebaut. Seine elektrischen Anschlüsse sind hier nicht eingezeichnet, können aber an der Motorbremse 22 vorbei bzw. durch das Lagerschild 12 geführt sein.

Wie in dem Beispiel von FIG 1 besitzt auch hier die Haube 11 einen Flansch 14 mit Montagebohrungen 15 und Vertiefungen 16 jeweils im Bereich dieser Bohrungen 15. Die Vertiefungen 16 dienen dazu, die Schraubenköpfe von Schrauben aufzunehmen, die wie in dem Beispiel von FIG 1 dazu verwendet werden, die Haube 11 direkt an dem Motorgehäuse bzw. dem Bremsengehäuse 12 zu befestigen.

In dem Beispiel von FIG 2 werden die Montagebohrungen 15 und die Vertiefungen jedoch nicht zur Befestigung des Gebers verwendet. Daher besitzt der Montagering 10 an einer Innenbohrung radial nach innen ragende Vorsprünge 17 mit der Kontur

der Vertiefungen 16 gegebenenfalls einschließlich der Bohrungen 15.

In FIG 3 ist die Motorbremse 22 einschließlich Geber teilwei- se aufgeschnitten aus B-seitigen Perspektive dargestellt. E- benso ist eine Schraube 18 zu erkennen, mit der die Bremse 22 an dem Lagerschild 12 befestigt ist. Diese Schraube kann auch einen Lagerdeckel halten, wenn die Haube 11 mit ihrem Flansch direkt an der Bremse 22 befestigt werden würde. Mit dem Mon- tagering 10, der hier bereits auf den Flansch 14 der Haube 11 aufgebracht ist, kann dies vermieden werden. Die Befestigungsschrauben 13 des Montagerings 10 befinden sich nämlich gegenüber den Befestigungsschrauben 18 der Motorbremse 22 radial weiter außen.

In FIG 3 ist weiterhin zu erkennen, dass der Montagering 10 in axialer Richtung der elektrischen Maschine die gleiche Materialstärke besitzt wie der Flansch 14 der Haube 11. Dadurch sind beide Elemente im aneinander gefügten Zustand oberflä- chenbündig.

Ferner zeigt FIG 3, dass die Vorsprünge 17 des Montagerings

10 in die Vertiefungen 16 der Haube 11 eingepasst sind. Dadurch ergibt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Montagering 10 und der Haube 11. Dabei übertragen die Vorsprünge 17 die Montagekraft von dem Montagering 10 in axialer Richtung auf die Haube 11 bzw. deren Flansch 14. Gleichzeitig dichten die Vorsprünge 17 die Vertiefungen 16 bzw. die darin befindlichen Montagebohrungen 15 ab (vgl. FIG 2).

Außerdem sorgen die Vorsprünge 17 noch dafür, dass die Haube

11 und damit auch der Geber lagerichtig an das Motorgehäuse bzw. das Lagerschild angepresst wird, indem sie in die Vertiefungen 16 eingreifen.

Gegebenenfalls kann die Lage des Gebers zum Motorgehäuse durch einen zusätzlichen Stift im Geber gesichert oder vorgegeben werden.

Alternativ zu der Kraftübertragung mit Hilfe der Vorsprünge 17 oder zusätzlich zu dieser kann die Kraftübertragung durch eine kegelförmige Innenbohrung des Montagerings erfolgen. Der Innendurchmesser des Montagerings 10 verjüngt sich dabei nach außen. Der Außenumfang des Flansches 14 der Haube 11 besitzt eine entsprechende Kegelform in entgegengesetzter Richtung. Damit kann der Montagering 10 nicht nur Axialkraft auf den Flansch 14 übertragen, sondern der Kegelsitz sorgt auch für eine verbesserte Dichtung zwischen den beiden Komponenten.

In den Beispielen, die in den FIG 1 bis 3 dargestellt sind, wird stets der Geber an eine Motorbremse angebaut. Es ist jedoch ebenso möglich, dass der Geber mit der erfindungsgemäßen Geberabdeckung, ob zweiteilig oder nur einteilig benutzt, auch an einer Lagerkappe befestigt wird.

In FIG 1 ist eine Ausführungsform des Geberanbaus 5 dargestellt, bei dem elektrische Leitungen radial nach außen geführt sind. Dies würde bedeuten, dass ein geschlossener Mon- tagering nicht zur Befestigung eines derartigen Geberanbaus verwendet werden könnte. Für derartige Fälle kann bei dem Montagering ein Segment ausgespart sein, so dass er auch über die Haube 6 mit radialem Führungskanal für Leitungen im Bedarfsfall geschoben werden kann.

Ein wesentlicher Aspekt des Geberanbaus ist oftmals die Abdichtung des Gebers nach außen. FIG 4 zeigt hierzu einige Abdichtmaßnahmen, die mit Hilfe des Montagerings realisiert werden könne. Zum einen besitzt der Montagering 10 an seiner dem Motor zugewandten Seite eine in einer mit dem Ring koaxial verlaufenden Ringnut befindliche äußere Dichtung 19. Sie ist hier mit Hilfe eines O-Rings realisiert und dient zur a- xialen Dichtung gegenüber dem Motor- bzw. Bremsengehäuse. Eine zweite innere Dichtung 20 befindet sich am Innenumfang des Montagerings 10 und wirkt in radialer Richtung zur Abdichtung des Montagerings 10 gegenüber der Haube 11. Damit auch die Montagebohrungen 15 der Haube 11 dicht verschlossen sind, wenn sie nicht gebraucht werden, sind die Vorsprünge 17 mit

Dichtelementen 21 versehen. Diese ragen gegebenenfalls nicht nur in die Vertiefungen 16, sondern auch in die Bohrungen 15.

Insgesamt ist also der Montagering 10 so gestaltet bzw. mit Dichtungen versehen, dass die Haube 17 auch dann gegenüber dem Motorlagerschild bzw. dem Lagerschild abgedichtet ist, wenn der Montagering 10 zur Geberbefestigung verwendet werden muss. Somit kann ein modulares Geberanbausystem zur Verfügung gestellt werden.