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Patent Searching and Data


Title:
MOTOR UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/121759
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention specifies a motor unit (1), which has a housing (2) and an electric motor, whose output shaft (8) is connected to an input shaft (11) via pulleys (10) and a belt (5). It is desirable to provide a compact motor unit which can be used in dirt-sensitive regions and can be matched to different speed ranges using simple means. For this purpose, the invention provides for the housing (2) to be closed and for the motor to be in the form of a torque motor.

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Inventors:
KELNHOFER, Friedrich (Am Rebenhügel 3, Stadecken-Elsheim, 55271, DE)
Application Number:
EP2006/003600
Publication Date:
November 01, 2007
Filing Date:
April 20, 2006
Export Citation:
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Assignee:
DANFOSS BAUER GMBH (Eberhard-Bauer-Strasse 36-60, Esslingen, 73734, DE)
KELNHOFER, Friedrich (Am Rebenhügel 3, Stadecken-Elsheim, 55271, DE)
International Classes:
H02K7/10; H02K5/04; H02K26/00
Foreign References:
EP1553680A2
US5828192A
EP1510121A1
GB2215142A
Attorney, Agent or Firm:
KNOBLAUCH, Andreas (Schlosserstrasse 23, Frankfurt am Main, 60322, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Motoreinheit, die ein Gehäuse und einen elektrischen Motor aufweist, dessen Abtriebswelle über Riemenscheiben und einen Riemen mit einer Antriebswelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

5 daß das Gehäuse (2) geschlossen ist und der Motor (3) als Torquemotor ausgebildet ist.

2. Motoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des Gehäuses (2) zumindest

10 teilweise durch den Motor (3) gebildet ist.

3. Motoreinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (5) als Flachriemen ausgebildet ist.

15

4. Motoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (5) als Keilriemen ausgebildet ist.

5. Motoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (5) als Zahnriemen und die Riemenscheiben (4, 10) als Zahnräder ausgebildet sind.

6. Motoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine glatte Oberfläche aufweist.

7. Motoreinheit nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoreinheit (1) frei von Kühlvorrichtungen ist.

8. Motoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da- durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Ringrippen aufweist .

9. Motoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Motor (3) und die Riemenscheibe (4) der Antriebswelle (11) zumindest teilweise überlappen.

10. Motoreinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (8) innerhalb des Motors (3) gelagert ist.

11. Motoreinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Antriebswellenlagers (12) zum Abtriebswellenlager (9) einstellbar ist.

12. Motoreinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spannen des Riemens (5) eine Andruckrolle (6) vorgesehen ist.

13. Motoreinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) der geometrischen Gestalt des Motors (3) und der Riemenscheibe (4) angepaßt ist.

14. Motoreinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (2) eine Ansteuereinheit (14) angeordnet ist.

15. Motoreinheit nach Anspruch 14, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Ansteuereinheit (14) an der Innenseite eines Gehausedeckels (13) befestigt ist.

16. Motoreinheit nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehausedeckel (13) aus elektrisch nicht leitendem Material hergestellt ist.

17. Motoreinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (2) Freiraume vorgesehen sind, in denen einzelne

Elemente der Ansteuereinheit (14) angeordnet sind.

18. Motoreinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuereinheit (14) als Frequenzumrichter ausgebildet ist.

Description:

Motoreinheit

Die Erfindung betrifft eine Motoreinheit, die ein Gehäuse und einen elektrischen Motor aufweist, dessen Abtriebswelle über Riemenscheiben und einen Riemen mit einer Antriebswelle verbunden ist.

Eine derartige Motoreinheit wird beispielsweise in der Getränke- oder Lebensmittelindustrie verwendet, um Förderbänder anzutreiben. Die Fordergeschwindigkeiten sind dabei stark vom jeweiligen Einsatzzweck abhangig. Da sich auf den Förderbändern auch Elemente befinden können, die durch stoßartige Bewegungen umfallen oder beschädigt werden können, ist es wünschenswert, die Förderbänder mit einer geringen Beschleunigung anfahren bzw. abbremsen zu können.

üblicherweise werden als Antriebe für Förderbänder Servomotoren mit entsprechenden Getrieben, sogenannte Getriebemotoren, eingesetzt. Die Motoren laufen dabei mit einer bestimmten Umdrehungszahl, wobei die Geschwindig- keit der Förderbänder über mehrere Getriebestufen be-

einflußt wird. Solche bekannten Anordnungen haben die Nachteile, daß sie relativ viel Platz beanspruchen und aufgrund der Getriebereibung einen schlechten Wirkungsgrad aufweisen. Diese Energieverluste müssen in Form von Warme abgeführt werden, wofür die Gehäuse mit Kuhlrippen ausgestattet sind und/oder einen Lufter aufweisen. Ein weiterer Nachteil ist die Verschleißanfallig- keit der Antriebseinheiten. Verschleiß kann zu Schwingungen der Förderbänder fuhren und schließlich einen Austausch einzelner Teile erfordern. Innerhalb der Getriebe befindet sich in der Regel Getriebeöl, wobei aufwendige Maßnahmen getroffen werden müssen, um die Gefahr zu minimieren, daß durch dieses Ol aufgrund beschädigter Dichtungen eine Verschmutzung der Forderban- der oder der beforderten Gegenstande erfolgt.

Die Motoren werden meist mit ihrer optimalen Drehzahl betrieben. Um zu große über- bzw. Untersetzungen zu vermeiden, werden die Motoren bezuglich ihrer optimalen Drehzahl ausgesucht. Dies kann dazu fuhren, daß innerhalb eines Betriebes eine Vielzahl unterschiedlicher Motoren zum Einsatz kommt, was entsprechende Probleme bei der Ersatzteilversorgung im Schadensfall mit sich bringen kann.

Für eine optimale Ausnutzung des vorhandenen Platzes ist es vorteilhaft, wenn die Motoreinheiten einen geringen Bauraum benotigen. Für eine bessere Raumausnutzung sind die Motoreinheiten teilweise oberhalb der Förderbänder angeordnet. Dadurch wird allerdings die freie Sicht über die Anlage behindert, wodurch die überwachung der Anlagen erschwert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Motoreinheit bereitzustellen, die in verschmutzungssensitiven Bereichen eingesetzt werden kann und mit einfachen Mitteln an unterschiedliche Geschwin- digkeitsbereiche anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Motoreinheit der eingangs genannten Art dadurch gelost, daß das Gehäuse geschlossen ist und der Motor als Torquemotor ausgebildet ist.

Torquemotoren sind direkt angetriebene Rotationsmotoren, die im allgemeinen aus einem Stator und einem Rotor mit einer Vielzahl von permanenterregten Magneten bestehen. Torquemotoren bieten einen nahezu verschleiß- und wartungsfreien Betrieb und arbeiten mit hoher Präzision und Dynamik. Dabei weisen sie über einen großen Drehzahlbereich ein konstantes Drehmoment auf. Mit einem Torquemotor ist daher sanftes Anfahren und Abbremsen ohne entsprechende Getriebestufen möglich.

In der Regel wird ein Torquemotor direkt an die Antriebswelle gekoppelt. Durch die Verwendung eines Riemengetriebes ist es jedoch möglich, ein und denselben Motortyp an unterschiedliche Geschwindigkeitsbereiche anzupassen. Das Riemengetriebe dient dabei nur einer einstufigen übersetzung und kann dementsprechend einfach und verschleißfrei aufgebaut sein. Eine Getriebeschmierung ist nicht notwendig.

Ein einstufiges Getriebe beansprucht nur einen geringen Bauraum, so daß Motor und Riementrieb gemeinsam in einem kompakten Gehäuse untergebracht werden können. Eine Durchfuhrung der Riemen vom Gehauseinneren nach außen

ist also nicht notig, so daß das Gehäuse vollkommen geschlossen ausgeführt werden kann. Die Durchfuhrung der Antriebswelle wird dabei durch die im Gehäuse angeordneten Lagerdichtungen abgedichtet. Die Motoreinheit ist damit gut vor Umwelteinflüssen geschützt und kann auch unter Bedingungen eingesetzt werden, die eine hohe Reinheit erfordern.

Vorzugsweise ist eine Seite des Gehäuses zumindest teilweise durch den Motor gebildet. Das Gehäuse kann dadurch mit weniger Material gefertigt werden, wodurch auch eine Gewichtsersparnis erfolgt. Außerdem wird die Montage des Motors vereinfacht.

Vorzugsweise ist der Riemen als Flachriemen ausgebildet. Ein Flachriemen ist kostengünstig herzustellen und kann bei schon montierten Riemenscheiben seitlich aufgeschoben werden. Damit kann auf eine zusatzliche Spanneinrichtung verzichtet werden. Durch den Einsatz langenkonstanter Riemen, beispielsweise von Aramidrie- men, tritt nahezu keine Langendehnung auf, so daß eine Wartung des Riementriebes nicht notwendig ist.

Vorteilhafterweise ist der Riemen als Keilriemen ausge- bildet. Ein Keilriemen ermöglicht das übertragen hoher Drehmomente. Dabei kann er schmaler ausgeführt sein als ein Flachriemen. Keilriemen können ebenfalls mit Ara- midfasern verstärkt sein, so daß ein wartungsfreier Betrieb möglich ist.

Vorteilhafterweise ist der Riemen als Zahnriemen und sind die Riemenscheiben als Zahnrader ausgebildet. Ein Zahnriemen übertragt die Antriebskräfte über Formschluß

und muß deshalb nicht unter einer großen Spannung eingebaut sein. Er laßt sich deshalb leicht auf die montierten Zahnrader seitlich aufschieben. Ein Austausch evtl. beschädigter Zahnriemen ist dadurch einfach mog- lieh und auf eine Spanneinrichtung kann gegebenenfalls verzichtet werden.

Vorteilhafterweise weist das Gehäuse eine glatte Oberflache auf. Durch eine glatte Oberflache werden zum ei- nen verletzungstrachtige Kanten vermieden, zum anderen ist eine glatte Oberflache leichter zu reinigen.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß die Motoreinheit frei von Kuhlvorrichtungen ist. In Kuhlrippen sam- melt sich mit der Zeit viel Schmutz an, der nur unter

Schwierigkeiten wieder zu entfernen ist. Lufter dagegen verwirbeln Staub und Schmutzpartikel, die so auf die Elemente auf dem Forderband abgelagert werden können. Außerdem steigt durch Lufter die Lärm- und Energiebela- stung.

Vorteilhafterweise weist das Gehäuse Ringrippen auf. Ringrippen sind leichter zu reinigen als andere Kuhlrippen und ermöglichen dennoch eine gunstige Warmeab- fuhr.

Bevorzugterweise überlappen sich der Motor und die Riemenscheibe der Antriebswelle zumindest teilweise. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung der Elemente im Gehäuse.

Dabei ist besonders vorteilhaft, daß die Abtriebswelle innerhalb des Motors gelagert ist. Damit wird eine Ver-

kippung des Rotors zum Stator zuverlässig verhindert. Eine zusatzliche Lagerung innerhalb des Gehäuses ist nicht notig. Dadurch werden die Herstellungskosten des Gehäuses gesenkt und der vorhandene Platz besonders gut ausgenutzt.

Bevorzugterweise ist der Abstand des Antriebswellenlagers zum Abtriebswellenlager einstellbar. Dadurch wird eine einfache Montage des Antriebsriemens möglich, der im spannungsfreien Zustand montiert wird und erst dann durch eine Veränderung des Abstandes der Antriebswelle zur Abtriebswelle gespannt wird.

Vorteilhafterweise ist zum Spannen des Riemens eine An- druckrolle vorgesehen. Eine Andruckrolle kann in einfacher Weise im Gehäuse angeordnet werden und die Spannung des Antriebsriemens beeinflussen. Auch dabei wird die Spannung erst im montierten Zustand auf den Antriebsriemen aufgebracht, die Montage erfolgt in einfa- eher Weise im entspannten Zustand des Riemens.

Bevorzugterweise ist das Gehäuse der geometrischen Gestalt des Motors und der Riemenscheibe angepaßt. Zum einen ergibt sich dadurch eine ästhetische Gesamter- scheinung, zum anderen wird der Platzbedarf der Motoreinheit gering gehalten.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist innerhalb des Gehäuses eine Ansteuereinheit angeordnet. Dadurch wer- den Störungen, die entlang der sonst notigen Verbindungsleitungen auftreten können, zuverlässig vermieden. Außerdem kann auf ein zusatzliches Gehäuse für die Ansteuereinheit verzichtet werden.

Vorteilhafterweise ist die Ansteuereinheit an der Innenseite eines Gehäusedeckels befestigt. Damit kann durch einen einfachen Austausch des Deckels eine Motoreinheit mit Ansteuereinrichtung bzw. ohne Ansteuer- einrichtung gefertigt werden. Auch ist dadurch eine einfache Nachrüstung möglich.

Vorteilhafterweise ist der Deckel aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt. Damit wird eine sichere elektrische Trennung der einzelnen Komponenten der Steuereinheit von der Antriebseinheit gewährleistet.

Bevorzugterweise sind innerhalb des Gehäuses Freiräume vorgesehen, in denen einzelne Elemente der Ansteuereinheit angeordnet sind. Die einzelnen Komponenten der Ansteuereinheit sind also nicht kompakt zusammen angeordnet, sondern so, daß sie den freien Raum zwischen den Riemen und oberhalb des Motors ausnutzen. Damit ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise der Motoreinheit.

Vorteilhafterweise ist die Ansteuereinheit als Frequenzumrichter ausgebildet. über einen Frequenzumrichter kann ein Torquemotor feinfühlig gesteuert werden. Auf einen externen Frequenzwandler kann dabei verzichtet werden.

Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Be- zugszeichen versehen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Draufsicht auf die Motoreinheit ,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Motoreinheit,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Rückseite der Motoreinheit und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Spannein- richtung.

Fig. 1 zeigt die Antriebsseite der Motoreinheit 1. Im unteren Teil eines Gehäuses 2 wird die Oberfläche des Gehäuses 2 durch einen Motor 3 gebildet. Gestrichelt ist eine Riemenscheibe 4 eingezeichnet, die über einen Riemen 5 vom Motor 3 angetrieben wird. Um den Riemen 5 zu spannen, ist eine Andruckrolle 6 vorgesehen, die über eine Schraube 7 verstellt werden kann. Die Schraube 7 ist dabei im Gehäuse 2 gelagert.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß innerhalb des Gehäuses 2 eine Abtriebswelle 8 des Motors 3 mit einem Lager 9 gelagert ist. An der Abtriebswelle 8 ist eine Riemenscheibe 10 befestigt. Die Riemenscheibe 10 ist über den Riemen 5 mit der Riemenscheibe 4 verbunden, die sich an einer Antriebswelle 11 befindet. Die Antriebswelle 11 ist über ein Lager 12 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Durch das Lager 12 erfolgt eine Abdichtung zwischen Gehäuse 2 und Antriebswelle 11. Das Gehäuse 2 ist auf der der Antriebsseite entgegengesetzten Seite mit einem

Deckel 13 versehen. Am Deckel 13 ist in nicht näher bezeichneter Weise eine Ansteuereinheit 14 angebracht,

deren einzelne Komponenten den Raum um die Abtriebsachse 8 und zwischen den Riemen 5 ausfüllen.

Fig. 3 zeigt die der Antriebsseite entgegengesetzte Seite der Motoreinheit 1.

In Fig. 4 ist eine Möglichkeit dargestellt, um den Abstand der Antriebswelle 11 zur Abtriebswelle 8 einzustellen. Die im folgenden genannten Richtungsangaben beziehen sich auf diese Darstellung. Das Lager 12 der Antriebswelle 11 ist in einem Käfig 15 angeordnet, der vertikal bewegbar im Gehäuse gefaßt ist. Die vertikale Lage des Käfigs 15 wird durch zwei Schrauben 16, 17 bestimmt. Dafür weist der Käfig zwei Gewindebohrungen 18, 19 auf. Die Schrauben 16, 17 weisen außerhalb des Gehäuses 2 eine Verdickung 20, 21 auf, die als Anlagefläche dient. Der Riemen 5 verhindert eine ungewollte Bewegung des Käfigs 15 nach oben. Die Bewegung nach unten wird durch die Schrauben 16, 17 verhindert. Mit dieser Ausgestaltung läßt sich also der Abstand des Antriebswellenlagers 12 zum Abtriebswellenlager 9 einstellen.