DE102012016088A1

DE102012016088A1 - Vorrichtung mit Haubenteil, insbesondere Elektromotor mit Lüfterhaube, und Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung

Info

Publication number: DE102012016088A1
Application number: DE201210016088
Authority: DE
Inventors: Markus Lutz
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2014-02-20

Abstract

Vorrichtung mit Haubenteil, insbesondere Elektromotor mit Lüfterhaube, und Verfahren zum Betrieben einer Vorrichtung, wobei das Haubenteil an einem Gehäuseteil der Vorrichtung insbesondere des Elektromotors, befestigt ist, insbesondere schraubverbunden ist, insbesondere mittels Befestigungsschrauben, wobei Mittel zum Begrenzen der Bewegungsfreiheit des Haubenteils am Haubenteil angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit Haubenteil, insbesondere Elektromotor mit Lüfterhaube, und ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung.
Elektromotoren mit Lüfterhauben sind allgemein bekannt. Dabei wird die Lüfterhaube am Elektromotor lösbar befestigt. Wird das Gesamtgebilde angeregt, wobei bei einer Frequenz Leistung zugeführt wird, schwingt die Lüfterhaube oder ein sonstiges Teil des Elektromotors beziehungsweise das Gesamtgebilde an einer Stelle des Gehäuses mit einer von dieser Frequenz abhängigen Amplitude. Bei bestimmten Frequenzen, insbesondere Resonanzfrequenzen, treten derart hohe Amplituden auf, dass die Funktion beeinträchtigt werden kann.
Bei abnehmender Wandstärken der verwendeten Teile, insbesondere Lüfterhaube und Gehäuseteile, sind zwar Ressourcen schonbar, jedoch werden die Resonanzfrequenzen zu tiefen Frequenzen hin verschoben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung weiterzubilden, wobei Ressourcen geschont werden, insbesondere der Materialaufwand reduziert wird und trotzdem die technische Funktion unbeeinträchtigt bleibt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Vorrichtung nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Vorrichtung sind, dass sie mit Haubenteil, insbesondere Elektromotor mit Lüfterhaube,
wobei das Haubenteil an einem Gehäuseteil der Vorrichtung, insbesondere des Elektromotors, befestigt ist, insbesondere schraubverbunden ist, insbesondere mittels Befestigungsschrauben,
wobei Mittel zum Begrenzen der Bewegungsfreiheit des Haubenteils am Haubenteil angeordnet sind.
Von Vorteil ist dabei, dass das Haubenteil dünnwandig ausführbar ist. Zwar kommen somit die Arbeitsfrequenzen, also die Frequenzen der Komponenten des Elektromotors, wie beispielsweise die Drehzahl des Motors oder die Zahneingriffsfrequenzen eines von diesem angetriebenen Getriebes, und des zugehörigen Lüfters den somit zu tiefen Frequenzen verschobenen Resonanzfrequenzen nahe, jedoch ist mittels der Mittel zum Begrenzen ein Einstellen oder zumindest Beeinflussen oder Verschieben der Resonanzfrequenzen ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum Begrenzen einschraubbar in Gewindebohrungen des Gehäuseteils,
insbesondere wobei ein Spiel vorgebbar ist mittels der Einschraubtiefe. Von Vorteil ist dabei, dass ein Begrenzen in einfacher und kostengünstiger Weise durch Verschieben des Abstandes zwischen einer Begrenzungsfläche, insbesondere Schraubenkopf, des Mittels zum Begrenzen ermöglicht ist. Je nach eingestelltem Spiel an der Position des Gehäuseteils beziehungsweise der Lüfterhaube ist eine Verstimmung der Lüfterhaube erreichbar und somit ein Verstimmen der Resonanzfrequenzen. Insbesondere durch Verschieben der Resonanzfrequenzen zu höheren Frequenzen hin ist ein sicheres Beabstanden der Resonanzfrequenz von den Arbeitsfrequenzen ermöglicht. Auf diese Weise ist die technische Funktion ungestört ausführbar trotz Verwendung von wenig Material, also in ressourcenschonender Weise.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum Begrenzen Einstellschrauben, deren dem Haubenteil zugewandte Seite des Schraubenkopfes das Spiel des Haubenteils begrenzt. Von Vorteil ist dabei, dass ein sehr kostengünstiges Mittel verwendbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Haubenteil eine Symmetrieachse, insbesondere Rotorachse des Elektromotors, auf,
insbesondere wobei die Befestigungsschrauben und/oder Einstellschrauben voneinander gleichmäßig beabstandet sind Von Vorteil ist dabei, dass die Einstellmittel radial zur Symmetrieachse einschraubbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht das Haubenteil aus Verbundblech. Von Vorteil ist dabei, dass ein nur Bauteil mit nur geringer Schwingungsneigung verwendbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt das Haubenteil einen Lüfter zumindest teilweise, wobei das Haubenteil Ausnehmungen zum Einlassen eines Luftstroms aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass der Lüfter einerseits dünnwandig ausführbar ist und andererseits einen Berührschutz für den Lüfter realisierbar macht. Trotz der dünnwandigen Ausführung des Haubenteils sind Resonanzschwingungen vermeidbar, weil mit der Einstellschraube diese in einen höheren oder ggf. niedrigeren Frequenzbereich verschiebbar ist, der vom Arbeitsfrequenzbereich beabstandet ist, also von demjenigen Frequenzbereich, welcher im Wesentlichen die von den Komponenten, wie Lager, Verzahnungsteile oder dergleichen, erzeugten Frequenzen, beabstandet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Haubenteil im Querschnitt eine quadratische Kontur mit abgerundeten Eckbereichen auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Einstellschrauben an dem planen Abschnitt des Quadrats angeordnet sind. Die Befestigungsschrauben sind an den abgerundeten Eckbereichen angeordnet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung Mittel zum Anregen von Schwingungen auf, insbesondere ein Lager, ein Getriebe, einen Lüfter oder dergleichen. Von Vorteil ist dabei, dass die von diesen Mitteln im Wesentlichen erzeugten Frequenzen im Arbeitsfrequenzbereich liegen. Die Resonanzfrequenzen werden mittels Betätigen der Mittel zur Begrenzung, insbesondere Einstellschrauben, aus dem Arbeitsfrequenzbereich verschoben.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung sind, dass die Vorrichtung ein Haubenteil umfasst,
wobei mechanische Schwingungs-Resonanzschwingungen-der Vorrichtung mittels Verändern einer elastischen Auslenkung eines Haubenteils vermieden werden und/oder Amplituden eines Schwingungsmode der Vorrichtung mittels Verändern einer elastischen Auslenkung eines Haubenteils verringert werden,
insbesondere wobei die elastische Auslenkung mittels eines Mittels zum Einstellen einer elastischen Auslenkung, insbesondere einer Verspannung und/oder Vorspannung, und/oder zum Begrenzen der Bewegungsfreiheit des Haubenteils erreicht wird.
Vorn Vorteil ist dabei, dass nach Detektion oder Bemerken gefährlich hoher Amplituden, beispielsweise bei Auftreten von Resonanzschwingungen, die elastische Auslenkung veränderbar und somit die Eigenfrequenzen verschiebbar sind im Frequenzraum. Insbesondere sind die Eigenfrequenzen zu höheren Werten hin verschiebbar und daher keine Resonanz anregbar, wenn die anregenden Frequenzen, welche bei Betrieb auftreten, in einem niedrigen oder niedrigeren Frequenzbereich auftreten.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist ein Elektromotor mit einer erfindungsgemäßen Lüfterhaube 3 in Draufsicht auf die der Abtriebsseite gegenüberliegenden Seite des Motors gezeigt.
Dabei ist die Lüfterhaube 3 mittels in Umfangsrichtung voneinander gleichmäßig beabstandeten Befestigungsschrauben 1 am Motorgehäuse befestigt, insbesondere angeschraubt. Hierbei drücken jeweils die Köpfe der Befestigungsschrauben auf die Lüfterhaube, wodurch die Lüfterhaube 3 von der jeweiligen Befestigungsschraube 1 zwischen Berührfläche des Schraubenkopfes der jeweiligen Befetigungsschraube 1 und der Außenseite eines jeweils entsprechenden Motorgehäuseabschnitts, welcher sich an der Innenseite der Lüfterhaube anlegt, spielfrei festgelegt ist. Somit sind in dem Verbindungsbereich die Schwingungsfreiheitsgrade unterdrückt.
In Umfangsrichtung zwischen nächstbenachbarten Befestigungsschrauben 1 ist die Lüfterhaube nicht festgelegt an der Außenseite des Motorgehäuse.
Hierbei sind allerdings Einstellschrauben 2 in diesem Umfangsbereich angeordnet, welche das Einstellen eines Spiels, also eine vorgebbare Spielbegrenzung, ermöglichen. Hierzu werden die Einstellschrauben 2 in eine jeweilige Gewindebohrung am Motorgehäuse eingeschraubt. Die zur Lüfterhaube zugewandte Unterseite des Schraubenkopfes der Einstellschraube 2 begrenzt die Bewegungsfreiheit der Lüfterhaube. Auf diese Weise ist also ein Spiel definierbar. Durch weiteres Einschrauben der Einstellschraube 2 in die Gewindebohrung ist das Spiel verringerbar bis Null. Abhängig von diesem Spiel verschieben sich die Resonanzfrequenzen der Lüfterhaube. Da die anregenden Frequenzen unabhängig sind, beispielsweise Zahneingriffsfrequenz eines vom Motor angetriebenen Getriebes, Rotorfrequenz, Lagerfrequenzen des Lagers des Rotors, ist durch Verändern des Spiels die Anregung einer der Resonanzfrequenzen der Lüfterhaube unterdrückbar.
Vorzugsweise sind die Einstellschrauben 2 in Umfangsrichtung zu den jeweils nächstbenachbarten Befestigungsschrauben 1 gleichmäßig beabstandet.
Bei vollständigem Einschrauben der Einstellschrauben 2 verschwindet das Spiel und die Resonanzfrequenzen der in Umfangsrichtung verlaufenden Schwingungsmoden erhöhen sich wegen des gleichmäßigen Abstandes in Umfangsrichtung zu den Befestigungsschrauben 1 um bis zu mehr als das Doppelte.
Die Lüfterhaube 3 weist an ihrer axialen Stirnseite Lufteinlassöffnungen 4 auf, durch welche die Luft einströmt. Abtriebsseitig wird die von einem von der Lüfterhaube 3 umgebenen Lüfter geförderte Luft entlang der sich axial erstreckenden Kühlrippen des Motorgehäuses geleitet.
Zur Reduzierung der Schwingungsneigung der Lüfterhaube 3 ist diese aus Verbundblech gefertigt. Das Verbundblech besteht hierbei aus mindestens zwei dünnen Blechschichten, zwischen denen eine Kunststoffschicht, insbesondere Klebeschicht, angeordnet ist, so dass die beiden Blechschichten stoffschlüssig verbunden sind. Die Schwingungsneigung ist somit reduziert, da Körperschallwellen das Verbundblech nur erschwert durchqueren können.
Wie in 1 gezeigt, ist der Schraubenkopf 5 an seiner der Lüfterhaube 3 zugewandten Unterseite mit einer Verbreiterung 6 ausgeführt, so dass die Berührfläche zur Lüfterhaube hin größer ist als der Querschnitt des weiter oben am Schraubenkopf 5 angeordneten Außensechskantbereichs.
Die Befestigungsschrauben 1 drücken mit ihrer Verbreiterung 6 ihres Schraubenkopfes 5 die Lüfterhaube 3 gegen eine Aufdickung 8 des Motorgehäuseteils 7. Somit ist die Lüfterhaube in diesem Befestigungsbereich spielfrei festgelegt. Schon durch das Anschrauben der Befestigungsschrauben 1 ist eine Verspannung, also elastische Auslenkung, der Lüfterhaube bewirkt. Diese Verspannung ist weiter veränderbar mittels der Einstellschrauben 2, indem bei Einschrauben der Einstellschrauben 2 die Verspannung zunehmend erhöht wird und das noch verbleibende Spiel der Lüfterhaube 3 zwischen Gehäuseteil 7 und Verbreiterung 6 des Schraubenkopfes 5 der Einstellschrauben 2 verringert wird.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird die Lüfterhaube 3 mit einem Gewinde versehen, in welches die Einstellschraube 2 eingeschraubt ist. Dabei berührt die Einstellschraube 2 das Gehäuseteil 7 mit ihrer vom Schraubenkopf 5 abgewandten Endbereich. Somit ist ein Minimalabstand zwischen Lüfterhaube 3 und Gehäuseteil 7 mittels der Einstellschrauben 2 vorgegeben. Die elastische Verspannung ist wiederum von der Einstellschraube 2 mittels des Einschraubtiefe vorgebbar. Vorzugsweise ist die Einstellschraube 2 an ihrem dem Gehäuseteil 7 zugewandten Endbereich mit einem Kunststoff beschichtet, angespritzt und/oder überzogen ausgeführt. Somit ist die Berührung zum Gehäuseteil 7 hin abgedämpft. Falls also in einem entsprechenden Schwingungsmode derart viel Leistung beim Anregen dieses Schwingungsmodes zugeführt wird, dass die Amplitude derart ansteigt, dass die elastische Anpresskraft überwunden wird, hebt die Einstellschraube 2 vom Gehäuseteil 7 ab – entgegen der elastischen Verspannung.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind Rohrschellen oder andere Mittel zum Bewirkender Einstellung der elastischen Auslenkung der Lüfterhaube 3 verwendet.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Mittel, die Lüfterhaube und/oder das Gehäuseteil aus Metall ausgeführt. Somit sind hohe elastische Spannungen einsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Befestigungsschraube
2: Einstellschraube
3: Lüfterhaube
4: Lufteinlassöffnungen der Lüfterhaube
5: Schraubenkopf
6: Verbreiterung
7: Motorgehäuseteil
8: Aufdickung

Claims

Vorrichtung mit Haubenteil, insbesondere Elektromotor mit Lüfterhaube, wobei das Haubenteil an einem Gehäuseteil der Vorrichtung, insbesondere des Elektromotors, befestigt ist, insbesondere in Befestigungsbereichen, insbesondere schraubverbunden ist, insbesondere mittels Befestigungsschrauben, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Einstellen einer elastischen Auslenkung, insbesondere einer Verspannung und/oder Vorspannung, und/oder zum Begrenzen der Bewegungsfreiheit des Haubenteils am Haubenteil angeordnet sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil, die Mittel und/oder die Lüfterhaube aus metallischem Material gefertigt sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das befestigte Haubenteil, insbesondere das mit Befestigungsschrauben befestigte Haubenteil, elastisch ausgelenkt ist, insbesondere außerhalb der Befestigungsbereiche, und eine weitere und/oder erhöhte elastische Auslenkung mittels der Mittel bewirkbar, insbesondere einstellbar, ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haubenteil in ersten Bereichen, insbesondere also Befestigungsbereichen, spielfrei befestigt ist am Gehäuseteil und in zweiten Bereichen jeweils spielbehaftet befestigt ist und mittels der Mittel eine elastische Auslenkung bewirkt und/oder vorgebbar und/oder einstellbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einschraubbar sind in Gewindebohrungen des Gehäuseteils oder der Lüfterhaube, insbesondere wobei ein Spiel und/oder eine elastische Verspannung und/oder Auslenkung vorgebbar ist mittels der jeweiligen Einschraubtiefe der Mittel.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel Einstellschrauben sind, deren dem Haubenteil zugewandte Seite des Schraubenkopfes das Spiel des Haubenteils begrenzt, insbesondere wobei bei ruhigem, nicht angeregtem Zustand des Haubenteils bei dem eingestellten und/oder einstellbarem Spiel eine nicht verschwindende elastische Auslenkung außerhalb der Befestigungsbereiche vorhanden ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschrauben einen minimalen Wert des zwischen Gehäuseteil und Schraubenkopf der Einstellschrauben vorhandenen Spiels des Haubenteils sichern, insbesondere wobei die Einstellschrauben mit der Lüfterhaube schraubverbunden sind und mit einem ihrer Endbereiche, insbesondere in Schraubachsrichtung liegenden Endbereiche, auf dem Gehäuseteil abgestützt angeordnet sind, insbesondere wobei ein Abschnitt der Einstellschrauben einen Kunststoffüberzug aufweisen.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haubenteil eine Symmetrieachse, insbesondere Rotorachse des Elektromotors, aufweist, insbesondere wobei die Befestigungsschrauben und/oder Einstellschrauben voneinander gleichmäßig beabstandet sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haubenteil aus Verbundblech besteht.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschrauben in im Wesentlichen ebenen Abschnitten der Lüfterhaube angeordnet sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haubenteil einen Lüfter zumindest teilweise umgibt, wobei das Haubenteil Ausnehmungen zum Einlassen eines Luftstroms aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haubenteil im Querschnitt eine quadratische Kontur mit abgerundeten Eckbereichen aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zum Anregen von Schwingungen aufweist, insbesondere ein Lager, ein Getriebe, einen Lüfter oder dergleichen.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung, insbesondere einer Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein Haubenteil umfasst. dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Schwingungs-Resonanzschwingungen der Vorrichtung mittels Verändern einer elastischen Auslenkung eines Haubenteils vermieden werden und/oder Amplituden eines Schwingungsmode der Vorrichtung mittels Verändern einer elastischen Auslenkung eines Haubenteils verringert werden, insbesondere wobei die elastische Auslenkung mittels eines Mittels zum Einstellen einer elastischen Auslenkung, insbesondere einer Verspannung und/oder Vorspannung, und/oder zum Begrenzen der Bewegungsfreiheit des Haubenteils erreicht wird.