-
Die Erfindung betrifft eine Antriebskomponente.
-
Aus der
EP 0 772 514 B1 ist eine selbstreinigende Oberfläche bekannt, die insbesondere bei Oberflächen aus Resopal oder Polyethylen (Beispiel 1 auf Spalte 5 der
EP 0 772 514 B1 ) oder bei PTFE-Oberflächen (Beispiel 1 auf Spalte 5 der
EP 0 772 514 B1 ) verwendbar ist und hydrophob ist. Nachteilig ist dabei, dass bei Stahlguss, Aluminium-Druckguss oder bei Kunststoff-Spritzgussteilen keine Verwendung ermöglicht wird. Ebenso ist nicht klar, wie bei geometrisch nicht-eben geformten Objekten die selbstreinigende Oberfläche vorsehbar ist.
-
Aus der
DE 101 18 352 A1 ist eine Oberfläche bekannt, die einen härtbaren Träger aufweist, auf dem Partikel eine zerklüftete Struktur im Nanometerbereich bilden. Des Weiteren sind die Partikel hydrophob ausführbar. Der Lack kann hydrophob ausgeführt werden. Dadurch ist die Oberfläche selbstreinigend ausführbar.
-
Aus der
DE 102 33 829 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer selbstreinigenden Oberfläche mittels Pulverbeschichtung bekannt. Nachteiligerweise werden dort wiederum nur ebene Vliese oder Stoffe als mit dem dort beschriebenen Verfahren beschichtbare Ausführungsbeispiele offenbart (Seite 5 und 6 der
DE 102 33 829 A1 ).
-
Aus der
DE 102 10 673 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Werkzeug in einer Kunststoffspritzgussmaschine mit Mikropartikeln beschichtet wird und diese dann beim Spritzgießen auf das Werkstück übertragen werden. Auf diese Weise ist eine selbstreinigende hydrophobe Oberfläche bei Kunststoffspritzgussteilen ermöglicht, jedoch nicht bei Stahlgussteilen.
-
-
Aus der
DE 197 04 226 ist ein Umrichtermotor bekannt, der Kühlfinger aufweist. Jedoch ist dieser Umrichtermotor nicht in aseptischen Bereichen verwendbar, da Schmutz in den Vertiefungen zwischen den Fingern sich festsetzen kann und somit die hygienischen Vorschriften in solchen Fertigungsbereichen nicht einhaltbar sind.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebskomponente im aseptischen Bereich leistungsfähiger zu gestalten, wobei trotzdem eine gut erkennbare Kennzeichnung der Antriebskomponente erreichbar sein sollte.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Antriebskomponente nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
-
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Getriebe als Antriebskomponente sind, dass das Getriebe mit einem Oberflächenabschnitt vorgesehen ist, wobei die Wandstärke des Getriebegehäuses im Bereich des Oberflächenabschnitts einen periodischen Verlauf aufweist.
-
Von Vorteil ist dabei, dass das Getriebe mit einem gut erkennbaren Design versehbar ist – auch wenn der Wärmeübergangswiderstand nachteiligerweise unwesentlich verschlechtert ist.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Getriebegehäuse an seiner Innenseite einen planen Bereich auf, welcher zum Oberflächenabschnitt korrespondiert und/oder welcher die senkrechte Projektion des Oberflächenabschnitts auf die innere Oberfläche des Getriebegehäuses umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass ein schnelles Abfließen von Schmieröl gewährleistet ist.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der periodische Verlauf eine Wellenlänge Lambda zwischen 1 cm und 3 cm auf, wobei die Amplitude A einen Wert aufweist, der zwischen 1 mm und 5 mm liegt,
insbesondere wobei der Oberflächenabschnitt eine Anzahl von Perioden aufweist, die zwischen drei und sieben liegt. Von Vorteil ist dabei, dass bei diesen Parametern eine besonders gute Erkennbarkeit des Designs erreichbar ist.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der periodische Verlauf in einer ersten Richtung sinusförmig und in einer dazu senkrechten Richtung jeweils konstant, insbesondere wobei der Verlauf
f(x, y) = a + A·sin(b·x) aufweist, wobei x und y in einem orthogonalen Koordinatensystem angeordnet sind und wobei a eine konstante ist und b = 2·Pi/Lambda ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wellen als ebene Wellen ausgeführt sind und somit klar erkennbar sind.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst ist im Inneren des Gehäuses zumindest ein flüssigkeitsabweisender Oberflächenbereich.
-
Somit kann sich Schmierstoff nicht an irgendwelchen Stellen im Innenraum des Gehäuses der Antriebskomponente festsetzen sondern fließt zurück in den Schmierstoffvorrat. Somit sind die restlichen Komponenten innerhalb des Getriebes mit Schmierstoff gut versorgt. Auch bei wenig fließfähigem Schmierstoff, wie hochviskoses Öl oder dergleichen, wird dieser infolge der geringen Haftung und gleichzeitiger Schwingungen beim Betrieb der Antriebskomponente leichter rückgefördert.
-
Von Vorteil ist außerdem, dass durch die in den gewählten Bereichen Schmierstoffabweisenden Bereiche Schmierstoff besser zu den Lagern, in Eingriff stehenden Verzahnungsbereichen und/oder Wellendichtringslaufflächen hinführbar ist. Außerdem benetzt weniger Schmierstoff die drehbar gelagerten Teile an Flächen, die nicht geschmiert werden müssen.
-
Durch die Flüssigkeitsabweisende Ausführung sind auch andere Flüssigkeiten, wie Wasser, abweisbar und somit abführbar. Somit kann sich auch kein Kondenswasser ansammeln und die Oxidationsgefahr für die flüssigkeitsabweisend ausgeführten Bereiche ist verminderbar.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antriebskomponente ein Umrichter, ein Motor, ein Getriebe, ein dezentral in der Anlage angeordneter Verteiler, ein Steuergerät und/oder eine Bremse. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung bei industriellen Geräten im Feld, also unter starker Beanspruchung, verwendbar ist. Insbesondere bei Getrieben ist die sparsame Verwendung von Schmierstoff fundamental wichtig für die Aufrechterhaltung der Funktion.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die lipophobe, und auch oleophobe, Oberfläche beim Urformen erzeugt. Von Vorteil ist dabei, dass die Oberfläche einfach und kostengünstig erzeugbar ist. Viele lipophoben Stoffe sind auch oleophob und umgekehrt.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Oberfläche eine zerklüftete Struktur im Bereich von 5 bis 250 μm auf. Insbesondere weist die Oberfläche Erhebungen im Bereich von 5 bis 250 μm auf und die Oberfläche weist Vertiefungen im Bereich von 5 bis 150 μm auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Struktur mit verschiedenen Methoden erzeugbar ist, wie beispielsweise auch Sandstrahlen oder Prägen oder Ätzen. Insbesondere beim Sandstrahlen sind die Spitzen der zerklüfteten Struktur abgerundet und somit ist der Lotuseffekt der selbstreinigenden Oberfläche noch weiter verbessert.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Oberfläche oleophobe, lipophobierte und/oder lipophobe Partikel und/oder Bereiche. Von Vorteil ist dabei, dass ölabweisende und/oder fettabweisende Oberflächen erzeugbar sind.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die lipophobe innere Oberfläche mittels einer Grundierung mit einem beim Herstellen verdampfenden Lösungsmittel enthaltenden Lack, mittels Aufkleben von Partikeln und/oder mittels Beschichten mit Partikeln hergestellt. Von Vorteil ist dabei, dass die Auftragung der Grundierung schnell und einfach ist. Insbesondere in tiefen Tälern der Oberfläche des Bauteils ist eine gute Versorgung mit Grundierung automatisch vorhanden und somit auch eine sehr gute Qualität der Beschichtung. Genau hier ist also die Abfuhr von Schmierstoff, wie Öl oder dergleichen, aus Mulden und Tälern verbesserbar.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind sowohl Kunststoffbereiche als auch metallische Gehäusebereiche mit der schmiermittelabweisenden Oberflächen versehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Oberfläche für verschiedene Werkstoffe verwehdbar ist und somit auch dann und insbesondere bei den Übergängen zwischen den Werkstoffen die bereichsweise lipophobe Beschichtung vorsehbar ist.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Pulverbeschichten angewendet. Von Vorteil ist dabei, dass wiederum in den Tälern eine gute Qualität an Beschichtung erreichbar ist und in den steilen Bereichen eine wenigstens ausreichende Qualität erreichbar ist. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird nun näher erläutert:
-
In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Antrieb schematisch gezeigt. Der Elektromotor 1 treibt ein Flachstirnradgetriebe 2 an, dessen Abtriebswelle 3 mittels Passfeder mit einer anzutreibenden Maschine verbindbar ist. Der Elektromotor 1 weist Kühlrippen 4 auf zur verbesserten Abfuhr von Wärme an die Umgebung. Das Getriebe 2 weist an einem jeweiligen Oberflächenabschnitt Gehäusewellen 5 auf, die zwar ein einprägsames Design zeigbar machen und somit die Erkennung des Herstellerunternehmens des Getriebes 2 bewirken, aber durch die mittels der Wellen 5 bewirkte Verdickung der Oberfläche des Getriebegehäuses wird eine Vergrößerung des Wärmeübergangswiderstandes vom Inneren des Gehäuses des Getriebes 2 zur Umgebung hin bewirkt, also auch eine nachteilige Verschlechterung der Wärmeabfuhr.
-
In der 2 umfasst das Winkelgetriebe 20, beispielhaft ein Kegelgetriebe, eine Abtriebswelle 21 und auf dem Gehäuse wiederum Gehäusewellen 22, also leichte Erhebungen und Vertiefungen, die zu einem schöneren Design führen. Gleichzeitig wird wiederum die Wärmeabfuhr nachteiligerweise verschlechtert.
-
In der 3 umfasst das Stirnradgetriebe 30 eine Abtriebswelle 31 und auf dem Gehäuse wiederum Gehäusewellen 32, also leichte Erhebungen und Vertiefungen, die zu einem schöneren Design führen. Gleichzeitig wird wiederum die Wärmeabfuhr nachteiligerweise verschlechtert.
-
In der 4 umfasst das Winkelgetriebe 40, beispielhaft ein Schneckengetriebe, eine Abtriebswelle 41 und auf dem Gehäuse wiederum Gehäusewellen 42, also leichte Erhebungen und Vertiefungen, die zu einem schöneren Design führen. Gleichzeitig wird wiederum die Wärmeabfuhr nachteiligerweise verschlechtert.
-
Die in den 1 bis 4 gezeigten Gehäusewellen (2, 22, 32, 42) sind in einem jeweiligen Oberflächenabschnitt angeordnet, wobei das Gehäuse an der zu diesem jeweiligen Oberflächenabschnitt zugehörigen Innenseite plan ausgeführt ist. Somit führt jede Erhebung einer jeweiligen Welle zu einer Verdickung der Gehäusewand und somit einer nachteiligen Verschlechterung der Wärmeabfuhr. Bei dem erfindungsgemäßen Verhältnis der Amplitude der Wellen zur Wellenlänge ist jedoch eine Verschlechterung in der Praxis unerheblich, insbesondere wenn das Getriebe 2 Leistungen im Bereich von 1 kW bis 1 MW durchleitet, also industrietauglich ist. Die bewirkte Oberflächenvergrößerung ist nämlich bei den genannten Getrieben 2 dann verschwindend gering und die dadurch erreichte Veränderung, insbesondere Verschlechterung der Wärmeabfuhr ist vernachlässig bar klein im Vergleich zu der gesamten Wärmeerzeugung und -abfuhr des Getriebes.
-
Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen dienen die Gehäusewellen ausschließlich gestalterischen Zwecken, insbesondere zur besseren Wiedererkennbarkeit der Getriebe eines durch die speziellen Wellen gekennzeichneten Herstellerbetriebs und zur Unterscheidbarkeit von den Getrieben anderer Hersteller.
-
Aufgrund der Tatsache, dass das Gehäuseinnere keine mit den außenliegenden Wellen korrespondierenden Wellen aufweist, also plan und/oder flach ist, führen die außenliegenden Wellen an den Wellenbergen zwangsläufig zu einer über das technisch Erforderliche hinausgehenden Verdickung der Gehäusewand. Denn die minimale Gehäusewandstärke in den Wellentälern ist durch die technischen Anforderungen vorgegeben. Eine verdickte Außenwand führt jedoch zu zahlreichen Nachteilen, wie beispielsweise zu einem erhöhten Materialaufwand, einer verschlechterten Wärmeabfuhr und einer verschlechterten Reinigbarkeit durch das Entstehend von Schmutznestern.
-
Die Wandstärke ist somit periodisch veränderlich im Bereich der Oberflächenwellenabschnitte. Die Periodenlänge liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 1 cm und 2 cm, wobei die Amplitude zwischen 1 mm und 5 mm liegt. In einem jeweiligen Oberflächenabschnitt sind dabei zwischen drei und sieben Gehäusewellen ausgeformt. Vorzugsweise sind die Gehäusewellen als ebene, sinusförmig verlaufende Wellen ausgeformt.
-
Das Getriebegehäuse weist neben den Bereichen, an denen Gehäusewellen vorhanden sind, zahlreiche weitere Bereiche auf, an denen das Anbringen weiterer Gehäusewellen aus technischen Gründen möglich wäre. Diese Bereiche bedürfen aus technischen Gründen keiner besonderen Flachheit oder Ebenheit, beispielsweise um weitere Vorrichtungen flächenbündig anzuschließen oder um Typenschilder anbringen zu können. Das Vorsehen weiterer Getriebewellen an weiteren Gehäusebereichen wäre also technisch möglich und würde nur die oben bereits genannten Nachteile mit sich bringen, also einen erhöhten Materialaufwand, eine verschlechterte Wärmeabfuhr und eine verschlechterte Reinigbarkeit. Die erfindungsgemäßen Getriebegehäuse stellen nun eine optimale Ausgestaltung dar, indem die mit den Gehäusewellen verbundenen Nachteile nur insoweit in Kauf genommen werden als die mit den Gehäusewellen verbundene Kennzeichnungswirkung diese Nachteile in einer technisch-wirtschaftlichen Gesamtbetrachtung überwiegt.
-
Vorzugsweise beträgt die Amplitude des periodischen Verlaufs zwischen 3% und 10%, da einerseits Gehäusewellen solcher Amplituden optisch bereits gut wahrnehmbar sind, aber andererseits Gehäusewellen solcher Amplituden vom Betrachter noch keine eigentlich technische Funktion zugeschrieben wird, so dass die Wirkung der Gehäusewellen als Kennzeichnungsmittel in optimaler Weise gegeben ist.
-
Ein Antrieb umfasst Antriebskomponenten, wie Getriebe, Elektromotor, Umrichter und dergleichen. Der Umrichter dient zur Versorgung des Elektromotors. Der Elektromotor treibt das Getriebe an, wenn ein solches vorhanden ist. Ansonsten wird das Drehmoment nicht von der abtriebsseitigen Welle des Getriebes sondern von der abtriebsseitigen Welle des Motors an die anzutreibende Vorrichtung geliefert.
-
Die Erfindung bezieht sich auf die periodisch verlaufende Wandstärke im jeweiligen Oberflächenbereich mit entsprechend zugehöriger plan ausgeführter Innenseite des Innenraums der Antriebskomponenten und weist als eines der wesentlichen Merkmale lipophobe Beschichtungsbereiche der Innenfläche auf, also Schmierstoff-abweisende Beschichtungsbereiche. Schmierstoffe können Fette, Schmierfette, Fließfette oder Öle sein.
-
Besonders vorteilhaft ist es, schon beim Urformen der Oberfläche eine im Mikrometerbereich oder Nanometerbereich zerklüftete Struktur an der Oberfläche zu bilden und mit oleophoben, lipophobierte oder lipophoben Partikeln zu versehen. Dies kann in der Werkzeuggießform schon erfolgen, indem die Partikel an der Form aufgebracht werden und beim Gießvorgang die Partikel sich mit dem Werkstück verbinden.
-
Eine weitere Art der Herstellung ist das Aufbringen eines Lacks, der nach dem Verdampfen des Lösungsmittels zu einer lipophoben Oberfläche heranbildbar ist. Bei einer ersten Verfahrensart werden dabei oleophobe, lipophobierte oder lipophobe Partikel dem Lack beigemischt und bilden nach Verdampfen des Lösungsmittels die im Nanometer oder Mikrometerbereich zerklüftete Struktur, also die ölabweisende Struktur.
-
Eine andere Verfahrensart ist das Aufbringen eines Lackes, auf den dann nachträglich die genannten Partikel aufgebracht werden.
-
Die im Stand der Technik, insbesondere in den Beschreibungsteilen der obengenannten Schutzrechte, bekannten Verfahrensarten sind für die Antriebskomponenten entsprechend modifiziert bei der Erfindung anwendbar.
-
Wesentlich ist auch bei der Erfindung, dass wenig Schmierstoff innerhalb der Vorrichtung verloren geht, weil die lipophob beschichteten Bereiche verhindern, dass Schmierstoff sich dort ansammelt. Außerdem kann durch die Schmierstoff-abweisende Oberflächenbereiche und deren Ausformung der Schmierstoff an die Stellen verstärkt hinzugeleitet werden, an denen er erforderlich ist, wie beispielsweise Verzahnungsbereiche, Lagersitz und Wellendichtringsitz.
-
Statt des Begriffes „lipophob” ist auch stets der Begriff „oleophob” in der vorliegenden Schrift mitzulesen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Elektromotor
- 2
- Flachstirnradgetriebe
- 3
- Abtriebswelle
- 4
- Kühlrippen
- 5
- Gehäusewellen
- 20
- Winkelgetriebe
- 21
- Abtriebswelle
- 22
- Gehäusewellen
- 30
- Stirnradgetriebe
- 31
- Abtriebswelle
- 32
- Gehäusewellen
- 40
- Winkelgetriebe
- 41
- Abtriebswelle
- 42
- Gehäusewellen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0772514 B1 [0002, 0002, 0002]
- DE 10118352 A1 [0003]
- DE 10233829 A1 [0004, 0004]
- DE 10210673 A1 [0005]
- DE 102004046208 A1 [0006]
- DE 19704226 [0007]
