(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、ディスクモータ用の機械的インタフェース又は機械への機械的な結合法、そして機械でのディスクモータの使用法を提供することである。【解決手段】  一次部品（２）と二次部品（３）とを有するディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置であって、一次部品（２）が機械の駆動軸（４）で支承されているものにおいて、一次部品（２）が機械の機械支持構造体（１２）と固定的に結合されている。本発明の装置は、生産機械、工作機械又はリサイクル機械等に使用される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次部品（２）と二次部品（３）とを有するディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置であって、一次部品（２）が機械の駆動軸（４）で支承されているものにおいて、一次部品（２）が機械の機械支持構造体（１２）と固定的に結合されている装置。
【請求項２】
ディスクモータ（１）がモータハウジング（５）を有し、一次部品（２）がモータハウジング（５）と強固に結合されており、モータハウジング（５）が駆動軸（４）で支承され、かつ脱離可能な結合を介して機械支持構造体（１２）と結合されている請求項１記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項３】
一次部品（２）が支持板（２ｂ）に配置される複数の湾曲状又は直線状の一次部品要素（２ａ）を有し、各一次部品要素（２ａ）が単相巻線又は多相巻線を有する請求項１又は２記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項４】
二次部品（３）が相対回転不能に駆動軸（４）と結合されている請求項１、２又は３記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項５】
単数又は複数の環状締付要素、液圧締付要素、星形ディスク、マルチスプライン、多角形結合又は調整ばねを介して二次部品（３）が相対回転不能に駆動軸（４）と結合されている請求項４記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項６】
二次部品（３）が駆動軸（４）に焼嵌めされている請求項４記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項７】
二次部品（３）が、半径方向に配置される複数のフィン（６）を備えた支持板（３ｂ）を有する請求項１から６の１つに記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項８】
二次部品（３）が複数の湾曲状又は直線状二次部品要素（３ａ）を有する請求項１から７の１つに記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項９】
二次部品要素（３ａ）が設定可能な数の直方体状永久磁石（７）を有する請求項８記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１０】
モータハウジング（５）がステンレス材料を有する請求項１から９の１つに記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１１】
モータハウジング（５）が２つの円形ディスク（５ａ）と１つの中空円筒（５ｂ）とを有し、各々中空円筒（５ｂ）の一方の正面でディスク（５ａ）が中空円筒（５ｂ）と螺合されている請求項１から１０の１つに記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１２】
ディスク（５ａ）と中空円筒（５ｂ）との間に密封材料が配置されている請求項１１記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１３】
各々１つのディスク（５ａ）が１つの中央穴（５ｃ）を有し、モータハウジング（５）を駆動軸（４）で定置支承するためにこの中央穴に軸受が押し込まれている請求項１１又は１２記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１４】
１つのディスク（５ａ）が固定軸受を有し、１つのディスク（５ａ）が浮動軸受を有し、浮動軸受が特に深溝玉軸受である請求項１３記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１５】
モータハウジング（５）にトルク支柱（８）が配置されている請求項１から１４の１つに記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１６】
トルク支柱（８）が片側の開口した中空直方体の態様に形成され、かつ機械支持構造体（１２）から突出する円筒ピン（９）に載置される請求項１６記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１７】
モータハウジング（５）がディスクモータ（１）を換気するための１つの空気入口（１０）と１つの空気出口（１１）とを有する請求項１から１６の１つに記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１８】
空気入口（１０）の領域に換気装置（１２）が配置されている請求項１７記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項１９】
機械支持構造体（１２）に支持架（１４）が配置されている請求項１から１８の１つに記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項２０】
モータハウジング（５）に指片（１５）が配置されており、これらの指片がそれ用に支持架（１４）に設けられた案内溝（１６）に食い込む請求項１９記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項２１】
駆動軸（４）に複数の一次部品（２）および／又は二次部品（３）が配置されている請求項１から２０の１つに記載のディスクモータ（１）を機械的に結合するための装置。
【請求項２２】
機械が生産機械、工作機械、リサイクル機械として形成され、装置が請求項１から２１の１つに従って形成されているディスクモータ（１）を機械に機械的に結合するための装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次部品と二次部品とを有するディスクモータを機械的に結合するための装置であって、一次部品が機械の駆動軸で支承されているものに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械の特殊構造態様として、ディスクモータの設計様式は一般に知られている。ディスクモータの原理に従って作動する直接駆動装置を利用するには、例えば工作機械又は生産機械等の相応する機械に駆動装置を結合するための機械的設計が必要である。
【０００３】
機械、例えば工作機械用の従来の駆動機構は、例えば単数又は複数のモータから成る構造体に基づいており、モータは介装された伝動装置を経て所要のトルクおよび回転数を機械の駆動軸に伝達する。所要の出力等級、即ち所要の駆動トルクに応じて、様々な伝動装置又は様々な電気駆動装置（モータ）が利用される。このような駆動構想は組立に手間がかかり、モータと伝動装置の利用に伴い高い費用を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ディスクモータ用の機械的インタフェース又は機械への機械的な結合法、そして機械でのディスクモータの使用法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１と請求項２２の特徴事項によって解決される。有利な諸構成は従属請求項に示す。
【０００６】
本発明に係る装置は、ディスクモータを機械の駆動軸に機械的に結合するために設けられる。この種機械は、例えば生産機械（印刷機械、木材加工機械等）、工作機械又はリサイクル機械である。
【０００７】
ディスクモータはディスク状一次部品とディスク状二次部品とを有し、一次部品は機械の駆動軸で支承される。本発明によれば、一次部品は機械、特に生産機械の機械支持構造体と固定的に結合される。
【０００８】
ディスクモータがモータハウジングを有し、一次部品がモータハウジングと強固に結合され、かつディスクモータ、即ち電気直接駆動装置のステータを形成するとよい。ディスクモータのモータハウジングは機械の駆動軸で支承され、かつ脱離可能な結合を介して機械支持構造体と結合される。二次部品は相対回転不能に機械の駆動軸と結合され、かつディスクモータのロータを形成する。
【０００９】
ディスク状一次部品とディスク状二次部品は対向して軸線方向に並べて駆動軸に配置され、かつディスク状又は環状空隙を形成する。電磁界又は電磁力が半径方向で作用する従来の電気機械と異なり、ディスクモータでは電磁界と電磁力は軸線方向に生ずる。
【００１０】
一次部品が複数の湾曲状又は直線状一次部品要素を有し、各一次部品要素が単相又は多相巻線を有するとよい。一次部品要素は、互いに特定の距離と角度で環状又は円形状に基板に配置される。各一次部品要素は、三相交流網に接続するための多相巻線、特に三相巻線を有すると望ましい。直線状一次部品要素を使用する利点は、標準リニアモータの従来の一次部品をここで使用できることにある。従ってこれらは安価である。それに対し湾曲状一次部品要素は、環状構造又は円形構造を一層良好に複製できる利点を持つ。一次部品は、様々な数の一次部品要素を基本ディスク又は基板に配置可能に構成できる。所要の出力又はトルクに応じ、より多数又は少数の一次部品要素を配置することもできる。
【００１１】
同様に、二次部品は基本ディスク上に配置される複数の湾曲状又は直線状二次部品要素を有する。しかし二次部品は、二次部品要素がそれ自体一緒にディスク又はリングを生じるように構成してもよい。
【００１２】
有利には二次部品がロータとして使用され、二次部品要素は設定可能な数の永久磁石を有し、永久磁石は有利には基本ディスクのディスク半径に応じて形成される。個々の二次部品要素は各々例えば３つの永久磁石を有し、永久磁石自体は単部分又は多部分で形成できる。ここでも、所望の出力密度に応じ二次部品要素毎の永久磁石の数を変更できる。
【００１３】
ディスクモータは、トルク又は出力密度を簡単に可変調整可能である利点を持つ。一方で、二次部品と一次部品の間の空隙は駆動軸に垂直に延び、様々な幅に形成できる。空隙がごく狭く又は小さく形成されている場合、高い出力又は高いトルクが伝達可能である。空隙が大きくなればなる程、駆動軸へのトルク伝達は一層僅かとなる。更に、より多数又は少数の一次部品要素を一次部品に配置することでトルクは調整可能である。
【００１４】
本発明の他の１構成では駆動軸に複数の二次部品および／又は一次部品を配置できる。
【００１５】
二次部品は所望の実施形態に応じ摩擦接合式、嵌合式又は素材接合式に相対回転不能に駆動軸と結合される。有利には、単数又は複数の環状締付要素、液圧締付要素、星形ディスク、マルチスプライン、多角形結合又は調整ばねを介して、二次部品、特に二次部品の基板は、相対回転不能に駆動軸と結合される。他の１構成では二次部品、特に二次部品の基板は、駆動軸に焼嵌め可能である。
【００１６】
二次部品は、半径方向に配置される複数のフィンを備えた支持板を有するとよい。このフィンは、軸線方向で支持板に作用する、一次部品要素の引力と二次部品要素の引力とに基づく諸力を受け止めるのに役立つ。
【００１７】
ディスクモータのモータハウジングはステンレス材料から製造され又はステンレス材料を有し、実質的に３つの要素、即ち２つの円形ディスクと１つの中空円筒から成る。各々中空円筒の一方の正面でディスクが中空円筒と螺合され、中空円筒の両方の開口部は閉鎖される。汚れ又は粉塵等の環境影響からハウジング内部を保護すべく、ディスクと中空円筒との間に相応する密封材料が挿入される。
【００１８】
両ディスクの各々が１つの中央穴又は切欠き部を有し、モータハウジングを駆動軸で固定的に支承すべく、中央穴に軸受が押し込まれる。一方のディスクの軸受は固定軸受として、そして第２ディスクの第２軸受はモータハウジングの熱膨張を可能とすべく、浮動軸受として形成される。軸受、例えば深溝玉軸受は、シールリングにより閉鎖される。
【００１９】
機械側で、モータハウジングに単数又は複数のトルク支柱が配置される。トルク支柱は片側の開口した中空直方体の形態とされ、機械支持構造体から突出する円筒ピンに載置される。モータハウジングの中空直方体として形成されるトルク支柱は、円筒ピンを介して機械支持構造体に摺着される。
【００２０】
ディスクモータのモータハウジングが、ディスクモータを換気、特に加圧換気するための１つの空気入口と１つの空気出口とを有するとよい。空気入口と空気出口は、ディスクモータの内部換気に役立ち、特に防爆性を守るのに役立つ。換気によって、モータハウジングの内部に周囲に比べて超過圧力が発生される。このため、例えば空気入口の領域で、モータハウジングに直接配置される換気装置又はファンが必要である。
【００２１】
モータハウジングの軸受と駆動軸の負担軽減のため、有利には、機械支持構造体に支持架が配置される。その際、ディスクモータの重量とモータハウジングの重量を機械の駆動軸が完全に支持する必要は無く、一部は支持架を介して機械支持構造体に配分できる。このため付加的にモータハウジングに指片が配置され、該指片はそれ用に支持架に設けられた案内溝に食い込む。支持架の案内溝は更に、定置機械支持構造体に対するモータの動きを可能とする。
【００２２】
ディスクモータを機械的に結合する装置は、例えば印刷機械、木材加工機械又はフィルム延伸設備等の生産機械、工作機械、リサイクル機械で使用され得る。しかし前記機械形式は選択肢にすぎない。
【００２３】
以下、本発明のその他の特徴と細部を、添付図面に関連し実施例に基づき詳しく説明する。個々の変更形態に述べる特徴と関連は基本的に全ての実施例に転用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に示すディスク状一次部品２は支持板２ｂを有する。該支持板２ｂに複数の湾曲状一次部品要素２ａが配置されている。図１の実施例では、例えば１４の一次部品要素２ｂが配置されている。各一次部品要素２ｂは個別の単相巻線又は多相巻線、主に三相巻線２ｄを有し（略示）、この巻線は、特に界磁コイルとも称される歯巻回コイルにて形成されている。図１では、ディスク半径に付属する最大数の一次部品要素２ａが支持板２ｂ上に配置されている。しかしより少数、例えば半分の数の一次部品要素２ａを配置することもできる。所望の出力に応じ、特定数の一次部品要素２ａを配置できる。しかし湾曲状一次部品要素２ａの代わりに、従来のリニアモータから公知の直線状一次部品要素を配置もよい。一次部品２の中心に切欠き部２ｃがあり、該切欠き部により一次部品２を図示しない駆動軸に配置可能である。
【００２５】
図２は二次部品３の実施形態を示す。二次部品３は複数の二次部品要素３ａを持つ。該要素３ａは接ぎ合わされてリング又は円を形成する。二次部品要素３ａは、一方でやはり支持板３ｂ上に配置でき、他方で二次部品要素３ａにより形成されるリングは支柱又は棒によって切欠き部３ｃの（図示しない）軸受に配置され得る。
【００２６】
各二次部品要素３ａが３つの永久磁石７を有し、各永久磁石７は単部分又は多部分で構成され得る。各永久磁石７は直方体状に形成され、永久磁石７は、特に円形の配置を成すよう特定の相互角度で配置される。
【００２７】
図３はディスクモータ１の第１構成を示す。ディスクモータ１は図３によれば所謂単一櫛形形態である。ディスクモータ１は、ディスク状又は環状空隙によって相互に離間した一次部品２と二次部品３とを有する。電磁力又は電磁界は駆動軸４と平行に一次部品２と二次部品３との間で軸線方向に作用する。永久磁石を有する二次部品要素３ａが二次部品３に配置され、各１つの個別巻線を有する複数の一次部品要素２ａが一次部品２に配置されている。図３では二次部品３が可動部材、そして一次部品２が固定部材として形成されている。しかし一次部品２を可動式、二次部品３を固定式に形成することも可能である。
【００２８】
図４はディスクモータ１の第２構成、所謂二重櫛形形態を示す。２つの二次部品３間に１つの一次部品２が配置されている。一次部品２が駆動軸４に配置されており、一次部品２はロータとして形成され、二次部品３はステータ又は固定部材として形成されている。ディスク状一次部品２の各側に複数の一次部品要素２ａが配置されている。しかし２つの一次部品２の間に１つの二次部品３を配置してもよい。
【００２９】
図５は、単一櫛形ディスクモータとして形成されたディスクモータ１を機械的に結合する装置の第１構成を示す。複数の一次部品要素２ａを有するディスク状一次部品２とディスク状二次部品３は駆動軸４に配置されている。直接駆動装置、即ちディスクモータ１の発生トルクは、駆動軸４により図示しない機械に伝達される。一次部品２と二次部品３はモータハウジング５内に配置されている。一次部品２がモータハウジング５に配置され、ディスク背後の換気のため、一次部品２はモータハウジング５に対し距離を隔てられている。モータハウジング５が２つの円形ディスク５ａと１つの中空円筒５ｂとを有し、各々中空円筒５ｂの一方の正面でディスク５ａが中空円筒５ｂと螺合されている。更に、モータハウジング５はディスクモータを換気するための１つの空気入口１０と１つの空気出口１１とを有する。モータハウジング５は２つの軸受、特に１つの固定軸受と１つの浮動軸受とによって駆動軸４で支承されている。
【００３０】
更に、一次部品２と二次部品３との間で軸線方向に働く諸力を受け止めるべく、二次部品３は支えのためフィン６を有する。
【００３１】
一次部品２がモータハウジング５と強固に結合され、モータハウジング５が駆動軸４で支承され、かつ脱離可能な結合を介して機械支持構造体１２と結合されている。機械側でモータハウジング５に配置されるトルク支柱８は片側の開口した中空直方体の態様に形成されている。機械支持構造体１２に複数の円筒ピン９が配置されており、トルク支柱８はピン９に載置されている。
【００３２】
図６は、ディスクモータ１を機械的に結合するための装置の第２構成を示す。ディスクモータ１は、図６によれば二重櫛形ディスクモータとして形成されている。
【００３３】
図６の構成は図５の構成とほぼ一致している。しかしモータハウジング５の内部に２つの一次部品２が配置され、２つの一次部品２の間に１つの二次部品３が配置されている。二次部品３の両方の側には、複数の永久磁石７が配置されている。
【００３４】
図７は機械的な結合装置の第３の構成を示し、図７による構成は図６による構成にほぼ一致している。ここでもディスクモータ１は２つの一次部品２と１つの二次部品３とを有する二重櫛形構成をなしている。しかし二次部品３の永久磁石７は、ディスク又は支持板３ｂの両側に配置されているのでなく、支持板３ｂに一体化されている。更に、安定化のため、二次部品３が両側でフィン６によって支えられているのを認めることができる。
【００３５】
図８は、ディスクモータ１を機械的に結合するための装置の第４の実施形態を示す。エンジン軸受装置と駆動軸４の負担軽減のために、支持架１４が機械支持構造体１２に取付けられている。こうしてモータハウジング５も含むディスクモータ１の重量は駆動軸４によって完全に支持するのではなく、一部は支持架１４によって吸収できる。このためモータハウジング５に配置される複数の指片１５は、そのために支持架１４に設けられる案内溝１６に食い込む。ディスクモータ１は、モータハウジング５および指片１５と一緒に軸線方向で支持架１４に押し込まれる。支持架１４の案内溝１６は、定置機械支持構造体１２に対してディスクモータ１の移動を可能とする。
【００３６】
図９は案内溝１６を有する支持架１４の１構成を示す。支持架１４は機械支持構造体１２に配置され、ディスクモータ１を配置されたモータハウジング５の受容に役立つ。
【００３７】
前記機械支持構造体により、機械の機械的状況を僅かに変更するだけで機械へのディスクモータの結合が可能である。モータハウジング構造体はトルク支持を目的に機械支持構造体への柔軟なインタフェースも、例えば駆動軸等の機械の被駆動要素へのインタフェースも備えている。モータの幾何学的寸法と支配的な空間的組込条件はディスクモータの構成時に互いに簡単に調整できる。支配的周辺状況と、そのことから生じる例えば防爆要求等の安全規制とに応じ、モータシステムの安全状況は柔軟に適合させ得る。
【００３８】
ディスクモータを機械的に結合するための本発明に係る装置によって、ディスクモータの運転時に現れる寄生力、例えば一次部品と二次部品との間の引力は吸収され、又は機械の機械支持構造体に転送される。
【００３９】
本発明に係る装置は駆動システム全体のモジュラー構成を可能とする。モータハウジング構造体の機械的要素により、トルク増加を目的に複数のディスクモータモジュール、即ち一次部品と二次部品の機械的連結が簡単に可能となる。その際、ディスクモータモジュールは単一櫛形の形態でも二重櫛形の形態でも実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ディスク状一次部品の１構成を示す。
【図２】ディスク状二次部品の１構成を示す。
【図３】ディスクモータの第１構成を示す。
【図４】ディスクモータの第２構成を示す。
【図５】ディスクモータを機械的に結合するための装置の第１構成を示す。
【図６】ディスクモータを機械的に結合するための装置の第２構成を示す。
【図７】ディスクモータを機械的に結合するための装置の第３構成を示す。
【図８】ディスクモータを機械的に結合するための装置の第４構成を示す。
【図９】図８による機械的に結合装置用の支持架の１構成を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１  ディスクモータ、２  一次部品、２ａ  一次部品要素、２ｂ  支持板、３  二次部品、３ａ  二次部品要素、４  駆動軸、５  モータハウジング、５ａ  ディスク、５ｂ  中空円筒、５ｃ  穴、６  フィン、７  永久磁石、８  トルク支柱、９  ピン、１０  空気入口、１１  空気出口、１２  機械支持構造体、１４  支持架、１６  案内溝
【図１】
2009131146.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009131146.tif 000009
【図８】
2009131146.tif 000010
【図９】
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