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Die Erfindung betrifft einen Umrichtermotor.
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Aus der
DE 197 04 226 B4 ist ein Umrichtermotor mit Klemmdeckelumrichter bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Umrichtermotor weiterzubilden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Umrichtermotor sind, dass der Umrichtermotor ein Motorgehäuse, einen Anschlussvorrichtung und ein Umrichtergehäuse umfasst, wobei die Anschlussvorrichtung am Motorgehäuse befestigt ist, wobei das Umrichtergehäuse auf der Anschlussvorrichtung aufsteckbar ist. Von Vorteil dabei ist, dass der Umrichter leicht am Motor befestigbar ist und ein Motor leicht nachrüstbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Umrichtermotor eine erste und eine dazu korrespondierende zweite elektrische Steckverbindervorrichtung auf, wobei die erste elektrische Steckverbindervorrichtung in der Anschlussvorrichtung angeordnet ist, und die zweite Steckverbindervorrichtung am und/oder im Umrichtergehäuse angeordnet ist. Von Vorteil dabei ist, dass der Umrichter leicht und sicher mit dem Motor elektrisch verbindbar ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind im Umrichtergehäuse elektronische Bauelemente eines Umrichters angeordnet, welche zur Steuerung des Motors dienen. Von Vorteil dabei ist, dass der Motor steuerbar und kompakt ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist im Motorgehäuse eine Bremse angeordnet, welche zum Halten oder Bremsen einer Motorwelle des im Motorgehäuse angeordneten Motors dient, und in der Anschlussvorrichtung eine Bremsensteuerung zum Steuern der Bremse angeordnet ist. Von Vorteil dabei ist, dass der Motor bremsbar ist und eine kompakte Bauform aufweist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Anschlussvorrichtung ein Bremswiderstand, vorzugsweise als PTC Widerstand angeordnet, insbesondere ist der Bremswiderstand zwischen einer Anschlussvorrichtungswand und der Bremsensteuerung angeordnet. Von Vorteil dabei ist, dass der Bremswiderstand sicher ist und gut die Bremswärme abführbar ist und gleichzeitig der Umrichtermotor kompakt ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Speicherelement mit Parametrisierungsdaten für den Umrichter in eine dafür geeigneten Steckvorrichtung am Umrichtergehäuse eingesteckt. Von Vorteil dabei ist, dass der Umrichtermotor leicht parametriebar ist und der Umrichter leicht austauschbar ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Speicherelement seitliche Zungenelemente auf, welche eine Klipsverbindung mit dem Umrichtergehäuse realisieren, wobei im eingesteckten Zustand des Speicherelementes frei bewegliche Enden der Zungenelemente zum lösen der Klipsverbindung außerhalb des Umrichtergehäuses liegen. Von Vorteil ist dabei, dass das Speicherelement leicht austauschbar ist und sicher gehalten ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung steht das Umrichtergehäuse über der Anschlussvorrichtung in Achsrichtung der Motorwelle über und an dem überstehenden Abschnitt des Umrichtergehäuses ist ein Kühlelement angeordnet, welches zum Motorgehäuse hin gerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Umrichtermotor kompakt ist und die Das Kühlelement geschützt ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kühlelement mit einem Leistungsmodul des Umrichters zu dessen Kühlung thermisch verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass das Leistungsmodul effektiv entwärmt wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Deckel des Umrichtergehäuses an der von dem Motorgehäuse abgewandten Seite des Umrichtergehäuses angeordnet, insbesondere wobei der Deckel aus einem thermisch leitenden Material, vorzugsweise Kunststoff oder Metall, vorzugsweise mit einem Wärmeleitkoeffizienten von grösser als 2 W/Km gefertigt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wärme der elektronischen Bauelemente abführbar ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Deckel gegenüber dem restlichen Umrichter und/oder der Anschlussvorrichtung mittels einer umlaufenden Dichtung abgedichtet. Von Vorteil ist dabei, dass der Umrichter geschützt ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Deckel eine Mulde auf, in welche ein Typkennzeichnungschild einlegbar ist, wobei die Mulde an ihren Seiten zwei Ausstülpungen aufweist, so dass nur ein zugehöriges Typenkennzeichnungsschild mit zu den Ausstülpungen korespondierenden Einbuchtungen einlegbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei der Montage das Typenkennzeichnungsschild fehlersicher montierbar ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Umrichtermotor
- 12
- Motorgehäuse
- 14
- Anschlussvorrichtung
- 16
- Umrichtergehäuse
- 18
- erste Steckverbindervorrichtung
- 20
- zweite Steckverbindervorrichtung
- 22
- elektronische Bauelemente
- 24
- Bremsensteuerung
- 26
- Bremswiderstand
- 28
- Anschlussvorrichtungswand
- 30
- Speicherelement
- 32
- Steckvorrichtung
- 34
- Kühlelement
- 36
- konkave Vertiefung
- 38
- Dichtung
- 40
- Flansch
- 42
- Wellenstumpf
- 44
- Passfeder
- 46
- Lüfterhaube
- 48
- Kühlrippen
- 50
- Isolierfolie
- 52
- Deckelteil
- 54
- Wannenteil
- 56
- Leistungsmodul
- 58
- Platine
- 60
- Kühlfinger
- 62
- Vertiefung
- 64
- Mulde
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
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1: einen Umrichtermotor in perspektivischer Ansicht;
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2: den Umrichter und eine Anschlussvorrichtung des in 1 gezeigten Umrichtermotors in Explosionsdarstellung; und
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3: einen Schnitt des in 2 gezeigten Umrichters und der Anschlussvorrichtung im zusammengebauten Zustand.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Umrichtermotor 10. Der Umrichtermotor 10 weist ein Motorgehäuse 12, eine an dem Motorgehäuse 12 angeordnete Anschlussvorrichtung 14 und ein Umrichtergehäuse 16 auf. Das Umrichtergehäuse 16 ist an dem dem Motorgehäuse 12 abgewandten Ende der Anschlussvorrichtung 14 angeordnet.
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Im Motorgehäuse 12 ist vorzugsweise ein Asynchronmotor angeordnet. An dem Abtriebsende des Motorgehäuses 12 ist vorzugsweise ein Flansch 40 angeformt. In einer weiteren Ausführungsform sind an dem Motorgehäuse 12 anstelle oder zusätzlich zum Flansch 40 Füße angebracht oder angeformt. Ein Wellenstumpf 42 der Rotorwelle des Asynchronmotors schaut auf der Abtriebsseite des Motorgehäuses 12 hervor. Vorzugsweis ist an dem Wellenstumpf 42 eine Passfeder vorgesehen.
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Auf der dem Abtriebsende gegenüberliegenden Ende des Motorgehäuses 12 ist eine Lüfterhaube 46 befestigt. Von der Lüfterhaube 46 wird ein von der Rotorwelle angetriebenes Lüfterrad gehäusebildend umschlossen.
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An dem Motorgehäuse 12 sind Kühlrippen 46 ausgebildet, welche sich vom Abtriebsende zur Lüfterhaube erstrecken. Im Bereich der Kühlrippen 46 weist das Motorgehäuse 12 einen Anschlussvorrichtungssockel auf, welcher zur Befestigung der Anschlussvorrichtung 14 passend ausgeformt ist.
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Die Anschlussvorrichtung 14 umfasst einen im Prinzip viereckigen Rahmen. Der Rahmen wird zum Motor hin vom Anschlussvorrichtungssockel und auf der gegenüberliegenden Seite vom Umrichtergehäuse 16 abgedeckt. Zwischen Anschlussvorrichtungssockel und Anschlussvorrichtung 14 ist vorteilhafterweise eine passende Dichtung 38 eingeklemmt.
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Zum Anschlussvorrichtungssockel hin weist eine Außenwand der Anschlussvorrichtung 14 viereckige, insbesondere rechteckige, Vertiefungen 62 auf. Die Vertiefungen 62 sind bis zur Kante der Außenwand geführt, welche zum Motorgehäuse 12 hin gerichtet ist. In den Eckbereichen sind die Vertiefungen 62 um die Ecken der Außenwand herum geführt. Die Vertiefungen dienen zur besseren Kennzeichnung des Umrichtermotors 10 und zur Identifizierung des Herstellers des Umrichtermotors 10 durch die Benutzer.
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Die Anschlussvorrichtung 14 ist auf dem Anschlussvorrichtungssockel befestigt, insbesondere verschraubt. Vorteilhafterweise weist der Anschlussvorrichtungssockel eine quadratische Grundform auf, so dass die Anschlussvorrichtung jeweils um 90 Grad drehbar auf dem Anschlussvorrichtungssockel befestigbar ist.
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Weiter sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in der Anschlussvorrichtung 14 eine Bremsensteuerung 24 und ein Bremswiderstand 26 angeordnet. Der Bremswiderstand 26 ist thermisch leitend mit einer Anschlussvorrichtungswand verbunden. Auf der der Anschlussvorrichtungswand gegenüberliegenden Seite des Bremswiderstands 26 ist die Bremsensteuerung 24 angeordnet.
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Der Bremswiderstand 26 ist vorzugsweise als PTC Widerstand ausgeführt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Bremswiderstand 26 und der Bremsensteuerung 24 eine Isolierfolie 50 angeordnet.
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Anschlusskabel der Statorwicklungen des Asynchronmotors sind in die Anschlussvorrichtung 14 geführt. Die Anschlusskabel sind in der Anschlussvorrichtung 14 mit einer ersten Steckverbindervorrichtung 18 elektrisch verbunden. Vorzugsweise sind dafür die mit der Statorwicklung verbundenen Kabel mit einem Klemmstein verbunden. Weitere Verbindungskabel führen dann vom Klemmstein zur ersten Steckverbindervorrichtung 18. Dazu sind die weiteren Verbindungskable mittels Kabelschuhen am Klemmstein befestigt und so mit den entsprechenden Kabeln der Statorwicklung verbunden. Das andere Ende der weiteren Verbindungskabel ist mittels Klemmen der ersten Steckverbindervorrichtung mit entsprechenden Kontakten der ersten Steckverbindervorrichtung 18 elektrische verbunden.
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Die erste Steckverbindervorrichtung ist vorteilhafterweise fest mit der Anschlussvorrichtung 14 verbunden, insbesondere verschraubt oder geklipst. Kontaktelemente der ersten Steckverbindervorrichtung 18 sind zum Umrichtergehäuse 16 hin gerichtet.
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Das Umrichtergehäuse 16 ist auf die Anschlussvorrichtung 14 aufsteckbar. Dazu werden entsprechende Kontaktelemente eines zweiten Steckverbinderteils 20 mit den Kontaktelementen des ersten Steckverbinderteils zusammengesteckt. Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird das Umrichtergehäuse 16 direkt auf den Anschlussvorrichtung 14 aufgesetzt und mit diesem verschraubt. Dazu sind die Ecken des Rahmens verstärkt ausgeführt und weisen einen im Prinzip dreieckigen Querschnitt auf. In den verstärkten Ecken sind Gewindebohrungen eingebracht. Passende Schrauben sind durch Ausnehmungen im Umrichtergehäuse 16 geführt und pressen das Umrichtergehäuse 16 auf die Anschlussvorrichtung 14, wenn die passenden Schrauben in die Gewindebohrungen eingeschraubten sind.
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Zwischen der Anschlussvorrichtung 14 und dem Umrichtergehäuse 16 wird durch deren Verbindung ein Dichtungselement eingequetscht.
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Das Umrichtergehäuse 16 ist bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel zweiteilig, mit einem Deckelteil 52 und einem Wannenteil 54, ausgeführt. Das Deckelteil 52 bildet den von der Anschlussvorrichtung 14 abgewandten Teil des Umrichtergehäuses 16. Das Wannenteil 54 umschließt den Umrichter zur Anschlussvorrichtung 14 beziehungsweise zum Motorgehäuse 12 hin gehäusebildend. Der Umrichter umfasste eine Platine 58, auf welcher die notwendigen elektronischen Bauelemente 22 angeordnet sind.
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Das Wannenteil 54 weist Ausnehmungen zur Durchführung wie zum Beispiel der zweiten Steckverbindervorrichtung auf. Die zweite Steckverbindervorrichtung 20 ist elektrisch mit der Platine 58 verbunden.
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Beispielsweise umfassen die elektronischen Bauelemente ein Leistungsmodul 56 mit entsprechenden Leistungshalbleitern als Schaltelemente für den Gleichrichter und/oder Wechselrichter des Umrichters. Das Leistungsmodul 56 ist thermisch mit dem Kühlelement 34 verbunden. Dazu weist das Wannenteil 54 eine weitere entsprechende Ausnehmung auf.
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Eine Steuerungselektronik des Umrichters ist vorzugsweise in dem Bereich der Platine 58 angeordnet, welche im über der Anschlussvorrichtung 14 angeordneten Bereich des Umrichtergehäuses 16 vorgesehen ist.
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Größere Bauelement ragen vorteilhafterweise in die Anschlussvorrichtung 14 hinein, wobei das Wannenteil 54 der Kontur der elektronischen Bauelemente 22 folgt.
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Das Kühlelement 34 ist an der zum Motorgehäuse 12 hin gerichteten Seite des Deckelteils angeordnet. Kühlfinger 60 des Kühlelementes sind vorzugsweise an einem über den Anschlussvorrichtung ragenden teil des Umrichtergehäuses 16 angeordnet. Die Kühlfinger ragen in Richtung des Motorgehäuses 12. Eine Einhüllende der Enden der Kühlfinger 60 folgt einem Verlauf der Außenoberfläche des Motorgehäuses 12.
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In weiteren nicht gezeigten ausführungsformen sind auch weitere Ausformungen des Kühlelementes 34 möglich.
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Weitere Ausnehmungen des Wannenteils 54 dienen zur Durchführung von Bedienelementen zur Einstellung des Umrichters oder von einer Steckvorrichtung 32 zum Einstecken eines Speichelementes 32. Das Speicherelement 32 dient vorzugsweise zur Speicherung von Parametrisierungsdaten des Umrichters.
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Die an einem Ende vorgesehenen Kontaktelemente des Speicherelementes 32 liegen natürlich eng an den entsprechenden Kontaktelementen der Steckvorrichtung an und bilden eine reibschlüssige Verbindung. Zum einfacheren einstecken und entnehmen des Speicherelementes 32 sind in den Eckbereichen dieses Endes des Speicherleementes 32 zylindrische Vorsprünge angeordnet, welche in Steckrichtung über dieses Ende und die Kontaktelemente vorstehen. Die zylindrischen Vorsprünge sind auch als weitere Kontaktelemente ausführbar.
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Zur einfachen und sicheren, lösbaren Verbindung des Speicherelementes 32 mit der Steckvorrichtung wird das Speicherelement mit einer Klipsverbindung in der Steckvorrichtung vorzugsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten. Zur Ausbildung einer einfachen und sicher wieder lösbaren Klipsverbindung weist das Speicherelement 32 elastische Zungenelemente auf.
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Die Zungenelemente sind an seitlichen Endbereichen des Endes mit den Kontaktelementen am Speicherelement 32 angeformt und verlaufen parallel beabstandet zu jeweils zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Speicherelementes 32. Die Zungenelemente ragen im eingesteckten Zustand des Speicherelementes 32 mit ihrem freien Ende in die Anschlussvorrichtung hinein.
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Zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung weisen die Zungenelemente in einem Mittelabschnitt dreiecksförmig Vorsprünge auf. Die dreiecksförmigen Vorsprünge sind vom Speicherelement abgewandt. Zum Ende mit den Kontaktelementen hin weisen die dreiecksförmigen Vorsprünge vorzugsweise eine zum jeweiligen Zungenelement schräge Oberfläche auf und zum anderen Ende des Speicherelementes 32 hin eine zum Zungenelement senkrechte Oberfläche auf.
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Die Vorsprünge wirken mit der Steckvorrichtung derart zusammen, dass bei einem Einstecken die dreiecksförmigen Vorsprünge an einem nach innen ragenden Vorsprung der Steckvorrichtung vorbei gleiten und dabei die elastischen Zungenelemente immer weiter in Richtung zum Speicherelement 32 drücken bis die dreiecksförmigen Vorsprünge überwunden sind. Dann schnellen die elastischen Zungenelemente wieder in ihre Ruheposition und ein Teilbereich der dreiecksförmigen Vorsprünge hintergreifen die nach innen ragenden Vorsprünge der Steckvorrichtung. Anstelle des Vorsprungs weist die Öffnung im Wannenteil 54 für das Speicherelement 32 passende Ausmaße auf, so daß in eingestecktem Zustand der dreiecksförmige Vorsprung das Wannenteil 54 hintergreift.
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Die freien Enden weisen vorzugsweise ein nach außen gerichtete, gegenseitig voneinander abgewandte Halteabschnitte auf. Die Halteabschnitte besitzen vorzugsweise eine vom Speicherelement 32 abgewandte, geriffelte Oberfläche. Die Halteabschnitte sind vom Speicherelemente 32 weggebogen und verdickt ausgeführt. Werden die Halteabschnitte aufeinander zu gedrückt, so löst sich die Klipsverbindung, da dann die Teilbereiche der dreiecksförmigen Vorsprünge die nach innen ragenden Vorsprünge beziehungsweise das Wannenteil 54 nicht mehr hintergreifen. Das Speicherelement 32 ist dadurch bei von der Anschlussvorrichtung gelöstem Umrichtergehäuse 16 einfach und sicher aus der Steckvorrichtung entfernbar und einsteckbar.
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Das Motorgehäuse 12, das Umrichtergehäuse 16 und das Kühlelement 34 bilden ein dichtes Gesamtgehäuse, welches in hoher Schutzart wie zum Beispiel Schutz gegen Strahlwasser und Staub ausführbar ist.
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Zur Vergrößerung der Oberfläche und besseren Entwärmung weist das Deckelteil an seiner vom Motorgehäuse 12 abgewandten Oberfläche vorteilhafterweise Rinnen auf, welche in Achsrichtung der Motorwelle konvex geformt sind und quer dazu konkav geformt sind. Die spezielle Anordnung und größe der Rinnen dient ebenso als Identifizierungs-Merkmal und Zuordnung zu einem speziellen Hersteller.
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Weiter weist der Deckel eine vorzugsweise quaderförmige Mulde 64 auf. Die Mulde 64 dient zur Aufnahme eines Typkennzeichnungsschildes, welches den Umrichter im Umrichtergehäuse 16 kennzeichnet. Da unterschiedliche Umrichter-Elektroniken im Umrichtergehäuse 16 platziert werden können, ist es nötig diese von außen zu kennzeichnen.
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Zur Voridentifizierung weist die Mulde 64 an mindestens zwei Seiten je eine Ausstülpung auf. Die Ausstülpungen sind relative zu den Abmessungen der Mulde 64 je nach Umrichtermodel unterschiedliche ausgeführt. Die Typkennzeichnungsschilder weisen zu den Ausstülpungen korrespondierende Einbuchtungen auf. So lässt sich nur eine vordefinierte Art von Typenkennzeichnungsschildern in die Mulde 64 der entsprechenden Deckel einlegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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