DE102016106980A1 - propeller system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Propellersystem, insbesondere ein elektromagnetisch angetriebenes Ringpropellersystem, mit einer Statorbaugruppe (10), welche ein Statorgehäuse (11), mindestens eine Magnetspule (12) und mindestens einen Segmentträger (14) aufweist, mit einer Rotorbaugruppe (20), welche ein Rotorgehäuse (21), mindestens einen Magneten (22) und mindestens einen Spurring (24) aufweist, und mit einer Propellerbaugruppe (30), welche mindestens ein Propellerelement (31) aufweist, wobei die Statorbaugruppe eine Innenseite (15) aufweist, die einer Außenseite (26) der Rotorbaugruppe (20) entgegengerichtet ist. Zwischen der Außenseite (26) der Rotorbaugruppe (20) und der Innenseite (15) der Statorbaugruppe (10) ist mindestens ein Lagerring (25) derart vorgesehen, dass über mindestens einen Teil der Innenseite (15) der Statorbaugruppe (10) und der Außenseite (26) der Rotorbaugruppe (20) mindestens ein Gleitlager ausgebildet ist. The invention relates to a propeller system, in particular an electromagnetically driven annular propeller system, comprising a stator assembly (10) having a stator housing (11), at least one magnet coil (12) and at least one segment carrier (14), having a rotor assembly (20) Rotor housing (21), at least one magnet (22) and at least one track ring (24), and with a propeller assembly (30) having at least one propeller element (31), the stator assembly having an inner side (15) which is an outer side (26) of the rotor assembly (20) is opposite. Between the outer side (26) of the rotor assembly (20) and the inner side (15) of the stator assembly (10) at least one bearing ring (25) is provided such that over at least a portion of the inner side (15) of the stator assembly (10) and the outer side (26) of the rotor assembly (20) is formed at least one sliding bearing.
Description
Die Erfindung betrifft ein Propellersystem, insbesondere ein elektromagnetisch angetriebenes Ringpropellersystem, zum Einsatz als Schiffsantrieb, bei Windrädern oder dergleichen. The invention relates to a propeller system, in particular an electromagnetically driven annular propeller system, for use as a ship propulsion, in wind turbines or the like.
Übliche Antriebssysteme, z.B. für die Schifffahrt, bestehen aus einer Propellerwelle, die über einen Motor und eine zugehörige Getriebeübersetzung in Rotation versetzt wird. Bei einem Innenringpropeller wird der Rotor mit Magneten ausgestattet und in einen ringförmigen Stator, ausgestattet mit Magnetspulen, eingesetzt. Per elektromagnetische Induktion kann der Innenringpropeller beliebig in Rotation versetzt werden. Derartige Innenringpropeller zeichnen sich insbesondere durch ihren vibrationsfreien sowie geräuscharmen Betrieb aus. Usual drive systems, e.g. for shipping, consist of a propeller shaft, which is rotated by a motor and an associated gear ratio in rotation. In an inner-ring propeller, the rotor is equipped with magnets and inserted in an annular stator equipped with magnetic coils. By electromagnetic induction, the inner ring propeller can be arbitrarily set in rotation. Such inner-ring propellers are characterized in particular by their vibration-free and low-noise operation.
Aktuell verfügbare Innenringpropeller weisen eine große Anzahl komplexer Bauteile auf, um beispielsweise den Anforderungen eines Einsatzes unter Wasser gerecht werden zu können. Insbesondere macht die Notwendigkeit, elektrische Komponenten vor dem Kontakt mit Wasser zu schützen, komplizierte Konstruktionen erforderlich. Neben einem aufwändigen Herstellungsprozess erschwert dies gleichzeitig die Instandhaltung. Currently available inner-ring propellers have a large number of complex components in order, for example, to meet the requirements of underwater use. In particular, the need to protect electrical components from contact with water requires complicated designs. In addition to a complex manufacturing process, this also makes maintenance more difficult.
Ferner müssen die Einzelbauteile sowie deren elektrische Schnittstellen nicht nur gegen Korrosion geschützt werden, sondern es muss gleichzeitig eine geeignete, langlebige Lagerung des drehbaren Rotors bereitgestellt werden. Flexible Lagerelemente, die u.U. auch eine Dichtungsfunktion erfüllen, erhöhen den erforderlichen Aufwand zum langfristigen Betrieb zusätzlich. Derartige Komponenten weisen einen hohen Verschleiß auf und müssen regelmäßig auf ihre Funktionalität hin überprüft sowie ausgetauscht werden, um die Einsatzfähigkeit des Propellersystems gewährleisten zu können. Furthermore, the individual components and their electrical interfaces must not only be protected against corrosion, but it must be provided at the same time a suitable, long-life storage of the rotatable rotor. Flexible bearing elements that u.U. also fulfill a sealing function, increase the effort required for long-term operation in addition. Such components have a high wear and must be regularly checked for their functionality and replaced in order to ensure the operational capability of the propeller system.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Propellersystem zur Verfügung zu stellen, welches kostengünstig herzustellen ist, über eine optimierte Korrosionsbeständigkeit verfügt, einen geringen Komponentenverschleiß aufweist sowie einen geringen Aufwand zur Instandhaltung erfordert. Ferner soll ein effizienter Betrieb des Propellersystems mit einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht werden. The present invention has for its object to provide a propeller system available, which is inexpensive to manufacture, has an optimized corrosion resistance, has a low component wear and requires little effort for maintenance. Furthermore, an efficient operation of the propeller system should be made possible with a high degree of efficiency.
Diese Aufgabe wird durch ein Propellersystem gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst, wobei weitere vorteilhafte Ausführungsformen in den abhängigen Patentansprüchen angegeben sind. This object is achieved by a propeller system according to the independent claim 1, wherein further advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das erfindungsgemäße Propellersystem mit einer Statorbaugruppe versehen, welche ein Statorgehäuse, mindestens eine Magnetspule und mindestens einen Segmentträger aufweist, mit einer Rotorbaugruppe, welche ein Rotorgehäuse, mindestens einen Magneten und mindestens einen Spurring aufweist, und mit einer Propellerbaugruppe, welche mindestens ein Propellerelement aufweist. Ferner weist die Statorbaugruppe eine Innenseite auf, die einer Außenseite der Rotorbaugruppe entgegengerichtet ist. Die Statorbaugruppe und die Rotorbaugruppe sind folglich derart zueinander angeordnet, dass eine möglichst effiziente Rotation der Rotorbaugruppe per elektromagnetischer Induktion erzielbar ist. According to the present invention, the propeller system according to the invention is provided with a stator assembly having a stator housing, at least one magnetic coil and at least one segment carrier, with a rotor assembly having a rotor housing, at least one magnet and at least one tracking ring, and with a propeller assembly, which at least having a propeller element. Further, the stator assembly has an inner surface that is opposite to an outer surface of the rotor assembly. The stator assembly and the rotor assembly are therefore arranged to each other such that the most efficient rotation of the rotor assembly by electromagnetic induction can be achieved.
Das erfindungsgemäße Propellersystem ist als ein ringförmiges System vorgesehen, wobei sich eine Außenseite stets auf einen äußeren Durchmesser sowie sich eine Innenseite stets auf einen inneren Durchmesser einer Komponente bzw. einer Baugruppe bezieht. Die Außenseite bzw. Innenseite kann insbesondere bei einer Baugruppe die Oberfläche bezeichnen, die durch mehrere Komponenten gemeinsam ausgebildet wird und bei einer von außen bzw. von innen auf die Komponenten gerichteten Blickrichtung sichtbar ist. Gemäß dem Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Propellersystems ergibt sich, dass das ringförmige und im Wesentlichen rotationssymmetrische System derart ausgestaltet ist, dass anhand einer Rotation der Rotorbaugruppe mit der Propellerbaugruppe ein Medium, insbesondere ein Fluid wie Wasser, durch die Durchgangsöffnung des Propellersystems hindurch förderbar ist. The propeller system according to the invention is provided as an annular system, wherein an outer side always refers to an outer diameter and an inner side always refers to an inner diameter of a component or an assembly. The outer side or inner side may in particular in the case of an assembly designate the surface which is formed jointly by a plurality of components and is visible in a viewing direction directed from the outside or from the inside towards the components. According to the intended use of the propeller system according to the invention, it results that the annular and substantially rotationally symmetrical system is designed such that, based on a rotation of the rotor assembly with the propeller assembly, a medium, in particular a fluid such as water, can be conveyed through the passage opening of the propeller system.
Die Propellerbaugruppe ist bevorzugterweise mit mehreren Propellerelementen ausgestaltbar. Auf diese Weise wird die Montage der Propellerbaugruppe erleichtert. Ebenso besteht die Möglichkeit, bei einem Defekt einzelne Propellerelemente der Propellerbaugruppe auszutauschen bzw. zu reparieren, wodurch der Arbeitsaufwand sowie die Instandhaltungskosten reduziert werden. Ebenso sind das Statorgehäuse sowie das Rotorgehäuse einteilig oder mehrteilig ausführbar. Gegebenenfalls ist es durch eine mehrteilige Ausführung insbesondere des Rotorgehäuses möglich, eine Auswuchtung der Rotorbaugruppe vorzunehmen. The propeller assembly is preferably ausgestaltetbar with multiple propeller elements. In this way, the assembly of the propeller assembly is facilitated. It is also possible to replace or repair individual propeller elements of the propeller assembly in the event of a defect, as a result of which the workload and the maintenance costs are reduced. Likewise, the stator housing and the rotor housing are made in one or more parts. Optionally, it is possible by a multi-part design, in particular of the rotor housing to make a balancing of the rotor assembly.
Ferner ist in dem erfindungsgemäßen Propellersystem zwischen der Außenseite der Rotorbaugruppe und der Innenseite der Statorbaugruppe mindestens ein Lagerring derart vorgesehen, dass über mindestens einen Teil der Innenseite der Statorbaugruppe und der Außenseite der Rotorbaugruppe mindestens ein Gleitlager ausgebildet ist. Die konkrete Größe der Lagerfläche des Gleitlagers ist den Anforderungen entsprechend variierbar. Auf diese Weise sind die Rotorbaugruppe und die Statorbaugruppe derart zueinander angeordnet, dass eine langlebige, effektive Lagerung mit minimalen Reibungsverlusten erzielbar ist. Ferner sind die Statorbaugruppe und die Rotorbaugruppe anhand der Dicke des mindestens einen Lagerrings in einer gewünschten Distanz zueinander anordbar, um einen optimalen Wirkungsgrad des elektromagnetisch angetriebenen Propellersystems gewährleisten zu können. Furthermore, at least one bearing ring is provided in the propeller system according to the invention between the outside of the rotor assembly and the inside of the stator assembly such that at least one slide bearing is formed over at least part of the inside of the stator assembly and the outside of the rotor assembly. The specific size of the bearing surface of the plain bearing is variable according to the requirements. In this way, the rotor assembly and the stator assembly are arranged to each other such that a long-lived, effective storage with minimal friction losses can be achieved. Furthermore, the stator assembly and the rotor assembly are based on the thickness of the at least one bearing ring at a desired distance from one another can be arranged in order to ensure optimum efficiency of the electromagnetically driven propeller system can.
Anhand der Lagerung per Gleitlager zwischen dem Segmentträger und dem Spurring ist vorgesehen, dass beispielsweise im Falle der Schiffsanwendung eindringendes Wasser als Schmiermittel des Gleitlagers dient. Flexible Dichtungselemente zur Abdichtung des Gleitlagers sind nicht notwendig. Der Verschleiß und der Wartungsaufwand der Komponenten werden maßgeblich reduziert. Based on the storage by sliding bearing between the segment carrier and the track ring is provided that, for example, in the case of ship application penetrating water serves as a lubricant of the sliding bearing. Flexible sealing elements for sealing the sliding bearing are not necessary. The wear and maintenance of the components are significantly reduced.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Lagerring an dem mindestens einen Spurring der Rotorbaugruppe vorgesehen, so dass der Lagerring ein Gleitlager zwischen Spurring und Segmentträger ausbildet. Insbesondere ist für ein erfindungsgemäßes Propellersystem der Einsatz mehrerer Lagerringe vorgesehen, die jeweils einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein können. Die Lagerringe sind nicht im elektromagnetischen Feld zwischen Magnetspulen und Magneten vorgesehen, sondern seitlich davon angeordnet, so dass die Lagerung bzw. die Lagerflächen das elektromagnetische Feld nicht beeinflussen. Die Gleitlagerung ist, unter anderem hinsichtlich der Größe der Lagerfläche und der Dicke des Lagerrings, individuell adaptierbar. In a preferred embodiment, the at least one bearing ring is provided on the at least one track ring of the rotor assembly, so that the bearing ring forms a sliding bearing between the track ring and the segment carrier. In particular, the use of a plurality of bearing rings is provided for a propeller system according to the invention, which can be carried out in one piece or in several parts. The bearing rings are not provided in the electromagnetic field between magnetic coils and magnets, but arranged laterally thereof, so that the storage or the bearing surfaces do not affect the electromagnetic field. The sliding bearing is, among other things, with regard to the size of the bearing surface and the thickness of the bearing ring, individually adaptable.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Lagerring ein Kunststoffmaterial oder ein Komposit-Material, insbesondere einen glasfaserverstärkten Kunststoff, auf. Es ist sowohl eine Reduktion der Reibkräfte zwischen der Statorbaugruppe bzw. der Rotorbaugruppe und dem Lagerring erzielbar sowie die Bereitstellung einer widerstandsfähigen Gleitlagerpaarung. In a further advantageous embodiment of the present invention, the bearing ring on a plastic material or a composite material, in particular a glass fiber reinforced plastic on. It is both a reduction in the frictional forces between the stator assembly and the rotor assembly and the bearing ring achievable and the provision of a resilient bearing pair.
Vorzugsweise sind die Statorbaugruppe sowie die Rotorbaugruppe aus Materialien hergestellt, die eine optimale Gleitlagerpaarung in Kombination mit den Lagerringen ergeben. Als Material für die Statorbaugruppe und die Rotorbaugruppe ist im Sinne der vorliegenden Erfindung vornehmlich der Einsatz von Stahl, insbesondere von Edelstahl, vorgesehen. Ferner können die Statorbaugruppe und die Rotorbaugruppe, insbesondere an den Segmentträgern und Spurringen, zur Bereitstellung einer geeigneten Gleitlagerung zusätzlich mit gehärteten Laufflächen, z.B. anhand einer Wolframcarbid-Beschichtung, ausgestaltet sein. Mit der Bereitstellung des Lagerrings aus einem Kunststoff oder Komposit-Material, vorzugsweise einem faserverstärkten Material, ist eine effektive und langlebige Lagerung der Komponenten des Propellersystems erzielbar. Im Sinne der vorliegenden Erfindung können auch Kunststoffe mit anderen Füllmaterialen kombiniert werden. Beispielsweise ist ein Epoxy-Material, insbesondere Epoxidharz, in Kombination mit keramischen Füllstoffen verwendbar. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall ist der Einsatz weiterer Materialien zur Bildung einer geeigneten Gleitlagerpaarung nicht ausgeschlossen. Preferably, the stator assembly as well as the rotor assembly are made of materials that provide optimum bearing mating in combination with the bearing rings. As material for the stator assembly and the rotor assembly, the use of steel, in particular of stainless steel, is primarily intended for the purposes of the present invention. Further, the stator assembly and rotor assembly, particularly on the segment supports and track rings, may be provided with hardened treads, e.g. based on a tungsten carbide coating be configured. With the provision of the bearing ring made of a plastic or composite material, preferably a fiber-reinforced material, an effective and durable storage of the components of the propeller system can be achieved. For the purposes of the present invention, plastics can also be combined with other filler materials. For example, an epoxy material, in particular epoxy resin, can be used in combination with ceramic fillers. Depending on the particular application, the use of other materials to form a suitable bearing pairing is not excluded.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das mindestens eine Propellerelement eine Basis mit einem oder mehreren Propellerblättern auf. Bevorzugterweise ist pro Basis ein Propellerblatt vorgesehen. So ist eine Reparatur bzw. die Instandhaltung einzelner Propellerblätter sehr effizient durchführbar. In a further embodiment of the present invention, the at least one propeller element has a base with one or more propeller blades. Preferably, a propeller blade is provided per base. Thus, a repair or the maintenance of individual propeller blades is very efficient feasible.
Gemäß einer Ausführungsform ist das mindestens eine Propellerelement mit der Basis kraftschlüssig und/oder formschlüssig an einer Innenseite der Rotorbaugruppe befestigbar. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Basis des Propellerelements anhand von Schraubverbindungen mit der Innenseite des Rotorgehäuses verbindbar ist. Durchgangsbohrungen können zu diesem Zwecke entlang den Randseiten des Basiselements vorgesehen sein. Selbstverständlich ist der Einsatz weiterer Verbindungsformen, wie z.B. von Schrumpfverbindungen, Klemmverbindungen, etc., im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung möglich. Die genaue Ausgestaltung der Verbindung zwischen Basis und Innenseite der Rotorbaugruppe, insbesondere der Innenseite des Rotorgehäuses, sowie die Anzahl an Verbindungen pro Propellerelement sind an die Einsatzzwecke individuell adaptierbar. Es ist somit eine maßgenaue Ausgestaltung der Verbindungselemente pro Propellerelement möglich. Ferner sind einzelne Propellerelemente durch die freie Durchgangsöffnung des Propellersystems potentiell zu jeder Zeit zugänglich. Die Herstellung und Wartung einzelner Propellerelemente bzw. Propellerblätter ist folglich auf effiziente Weise durchführbar. According to one embodiment, the at least one propeller element can be attached to the base in a force-fitting and / or form-fitting manner on an inner side of the rotor assembly. In particular, it is provided that the base of the propeller element is connectable by means of screw with the inside of the rotor housing. Through holes can be provided for this purpose along the edge sides of the base member. Of course, the use of other forms of connection, e.g. of shrink connections, clamp connections, etc., in connection with the present invention possible. The exact configuration of the connection between the base and inside of the rotor assembly, in particular the inside of the rotor housing, as well as the number of connections per propeller element are individually adaptable to the purposes. It is thus a dimensionally accurate design of the connecting elements per propeller element possible. Furthermore, individual propeller elements are potentially accessible at any time through the free passage opening of the propeller system. The manufacture and maintenance of individual propeller elements or propeller blades can therefore be carried out in an efficient manner.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Propellersystems ist die mindestens eine Magnetspule in dem Statorgehäuse mittels eines ersten Vergussmaterials eingebettet. Insbesondere ist für das erste Vergussmaterial, z.B. ein Harz bzw. ein Epoxidharz, vorgesehen, dass dieses in einen flüssigen Aggregatzustand gebracht werden kann, in flüssigem Zustand verarbeitbar ist und anschließend aushärtet. Ferner ist die Zugabe zusätzlicher Härter-Komponenten möglich, um eine gezielte Aushärtung des ersten Vergussmaterials zu erreichen. Somit wird vorteilhafterweise die variable und passgenaue Einbettung bzw. Versiegelung der Magnetspule in dem Statorgehäuse ermöglicht. Ein Schutz der Magnetspule gegenüber äußeren Umwelteinflüssen, wie z.B. Wasser, ist sichergestellt. Ferner wird eine unnötige Beeinflussung bzw. Schwächung des elektromagnetischen Feldes zum Antrieb der Rotorbaugruppe vermieden. In a further embodiment of the propeller system according to the invention, the at least one magnetic coil is embedded in the stator housing by means of a first potting material. In particular, for the first potting material, e.g. a resin or an epoxy resin, provided that this can be brought into a liquid state, is processable in the liquid state and then cured. Furthermore, the addition of additional hardener components is possible to achieve a targeted curing of the first potting material. Thus, the variable and precise embedding or sealing of the magnetic coil in the stator housing is advantageously made possible. Protection of the magnetic coil against external environmental influences, e.g. Water is guaranteed. Furthermore, an unnecessary influencing or weakening of the electromagnetic field for driving the rotor assembly is avoided.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass an der Innenseite des Statorgehäuses, mit der mindestens einen Magnetspule und dem ersten Vergussmaterial, eine Statorbandage angeordnet ist. Die Statorbandage schließt das Statorgehäuse, das erste Vergussmaterial und die Magnetspule vorzugsweise bündig zueinander ab. According to a further embodiment it is provided that a stator bandage is arranged on the inside of the stator housing, with the at least one magnetic coil and the first potting material. The stator bandage preferably closes the stator housing, the first potting material and the magnet coil flush with one another.
Die Statorbandage kann aus Kunststoff oder einem Komposit-Material, z.B. glasfaserverstärktem Kunststoff, bestehen. Eine Verbindung der Statorbandage mit dem Statorgehäuse kann durch beliebige Verbindungsmittel in Form einer kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung erfolgen, wobei insbesondere eine Klebeverbindung vorgesehen ist. Durch die Statorbandage ist der bündige Abschluss des Statorgehäuses mit der eingegossenen Magnetspule gewährleistet. Die Magnetspule ist optimal vor dem Kontakt mit z.B. Wasser geschützt. The stator bandage may be made of plastic or a composite material, e.g. glass fiber reinforced plastic. A connection of the stator with the stator housing can be done by any connection means in the form of a positive and / or positive connection, in particular an adhesive connection is provided. By the stator bandage, the flush termination of the stator housing is ensured with the cast-in magnetic coil. The magnet coil is optimally in contact with e.g. Protected water.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Magnet in dem Rotorgehäuse mittels eines zweiten Vergussmaterials eingebettet. Ebenso wie für das erste Vergussmaterial ist auch als zweites Vergussmaterial ein Material wie beispielsweise Harz oder Epoxidharz vorgesehen, dass in einem flüssigen Aggregatzustand verarbeitbar ist und anschließend aushärtet. Das erste Vergussmaterial und das zweite Vergussmaterial können bei Bedarf aus identischen Komponenten bestehen. Vorteilhafterweise sind die vorzugsweise mehreren Magnete derart in dem Rotorgehäuse eingegossen, dass sie durch das zweite Vergussmaterial gegen Korrosion durch Kontakt mit Wasser oder anderen Medien geschützt sind und das elektromagnetische Feld zur Induktion einer Rotation der Rotorbaugruppe nicht beeinträchtigt wird. According to a further embodiment, the at least one magnet is embedded in the rotor housing by means of a second potting material. As well as for the first potting material, a material such as resin or epoxy resin is provided as a second potting material that can be processed in a liquid state and then cures. If necessary, the first potting material and the second potting material may consist of identical components. Advantageously, the preferably a plurality of magnets are cast in the rotor housing such that they are protected by the second potting material against corrosion by contact with water or other media and the electromagnetic field for inducing a rotation of the rotor assembly is not affected.
In einer weiteren Ausführungsform ist an der Außenseite des Rotorgehäuses mit dem mindestens einen Magneten und dem zweiten Vergussmaterial eine Rotorbandage vorgesehen. Die Rotorbandage schließt das Rotorgehäuse und das zweite Vergussmaterial bündig zueinander ab. Eine Befestigung der Statorbandage kann durch beliebige Verbindungsmittel in Form einer kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung, insbesondere jedoch durch eine Klebeverbindung, erfolgen. Als Material ist für die Rotorbandage Stahl, insbesondere Edelstahl, vorgesehen, so dass bei einem Kontakt der Statorbandage mit der Rotorbandage ein Abgleiten der Oberflächen gegeneinander möglich ist, ohne das Beschädigungen insbesondere an den Magneten bzw. den Magnetspulen oder dem ersten bzw. zweiten Vergussmittel auftreten. Auf diese Weise wird die Funktionsfähigkeit des Propellersystems langfristig sichergestellt. In a further embodiment, a rotor bandage is provided on the outside of the rotor housing with the at least one magnet and the second potting material. The rotor bandage terminates the rotor housing and the second potting material flush with each other. An attachment of the stator bandage can be done by any connection means in the form of a non-positive and / or positive connection, but in particular by an adhesive bond. As the material steel, in particular stainless steel, is provided for the rotor bandage, so that upon contact of the stator bandage with the rotor bandage sliding of the surfaces against each other is possible without the damage occurring in particular to the magnet or the magnetic coils or the first or second casting , In this way, the functionality of the propeller system is ensured in the long term.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Propellersystems weist entlang der Außenseite der Rotorbaugruppe eine Vielzahl von Magneten derart nebeneinander angeordnet auf, dass die einzelnen Magnete jeweils durch einen Spalt voneinander getrennt sind. Der Spalt kann im Sinne der Erfindung als ein Luftspalt vorliegen oder mit einem Material gefüllt sein. Insbesondere wird durch den Spalt zwischen den einzelnen Magneten bzw. Dauermagneten sichergestellt, dass die Magnete getrennt voneinander vorliegen und die Rotorbaugruppe durch elektromagnetische Induktion in Rotation versetzt werden kann. Dies erfolgt durch die Schaltung geeigneter Magnetfelder entlang der ringförmigen Statorbaugruppe, z.B. mit Hilfe einer Frequenzsteuerung. Die Größe der Spalte zwischen einzelnen Magneten ist anhand von technisch notwendigen und sinnvollen Werten konfigurierbar, mit dem Ziel einen sinngemäßen Gebrauch des Propellersystems zu ermöglichen. A further embodiment of the propeller system according to the invention has along the outside of the rotor assembly a plurality of magnets arranged side by side in such a way that the individual magnets are each separated by a gap. The gap may be present in the sense of the invention as an air gap or filled with a material. In particular, it is ensured by the gap between the individual magnets or permanent magnets that the magnets are present separately from each other and the rotor assembly can be set in rotation by electromagnetic induction. This is done by switching suitable magnetic fields along the annular stator assembly, e.g. with the help of a frequency control. The size of the gaps between individual magnets can be configured on the basis of technically necessary and meaningful values, with the aim of enabling a meaningful use of the propeller system.
Gemäß dem zugrundeliegenden Verwendungszweck des Propellersystems ist bevorzugterweise vorgesehen, dass in der Statorbaugruppe mehrere Magnetspulen und in der Rotorbaugruppe mehrere Magnete entlang dem ringförmigen Umfangs des Systems radial gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dieser Anordnung liegt der Zweck zugrunde, eine Rotation der Rotorbaugruppe und der Propellerbaugruppe in gesteuerter Weise elektromagnetisch induzieren zu können. Bevorzugterweise sind die Magnete der Rotorbaugruppe hierzu als Dauermagnete ausgeführt, so dass auf die Rotorbaugruppe keine elektrischen Signale, z.B. durch einen Schleifkontakt, übertragen werden müssen. According to the underlying use of the propeller system is preferably provided that in the stator assembly a plurality of magnetic coils and in the rotor assembly a plurality of magnets along the annular circumference of the system are arranged radially evenly distributed. This arrangement is based on the purpose to be able to induce a rotation of the rotor assembly and the propeller assembly in a controlled manner electromagnetically. For this purpose, the magnets of the rotor assembly are preferably designed as permanent magnets, so that no electrical signals, e.g. must be transmitted through a sliding contact.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Innendurchmesser des Statorgehäuses größer vorgesehen als ein Außendurchmesser der Rotorbaugruppe, so dass die Rotorbaugruppe in den Innendurchmesser des Statorgehäuses einsetzbar ist. Es besteht der Vorteil, die zusammengesetzte Rotorbaugruppe bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Propellersystems in das Statorgehäuse, insbesondere in eine Durchgangsöffnung des Statorgehäuses, einsetzen zu können. Durch eine solche modulare Bauweise wird eine komfortable Montage der Komponenten gewährleistet, sowie die Reparatur des erfindungsgemäßen Propellersystems vereinfacht. In a further embodiment, an inner diameter of the stator housing is provided larger than an outer diameter of the rotor assembly, so that the rotor assembly can be inserted into the inner diameter of the stator housing. There is the advantage of being able to use the assembled rotor assembly in the manufacture of the propeller system according to the invention in the stator housing, in particular in a through hole of the stator housing. Such a modular construction ensures a comfortable assembly of the components and simplifies the repair of the propeller system according to the invention.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Spurring kraftschlüssig und/oder formschlüssig insbesondere lateral an dem Rotorgehäuse befestigbar. Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Spurring mittels Schraubverbindungen seitlich an dem Rotorgehäuse befestigbar ist. In der Folge ist ein einfacher Zugang zu dem Rotorgehäuse jederzeit gewährleistet. Ebenso sind die Eigenschaften des Gleitlagers, welches zwischen dem Spurring und dem Segmentträger vorgesehen ist, durch eine Anpassung bzw. einen Wechsel der Spurringe individuell konfigurierbar. According to a further embodiment, the at least one track ring is non-positively and / or positively, in particular laterally fastened to the rotor housing. It is preferably provided that the track ring can be fastened laterally to the rotor housing by means of screw connections. As a result, easy access to the rotor housing is guaranteed at all times. Likewise, the properties of the sliding bearing, which is provided between the track ring and the segment carrier, can be individually configured by adapting or changing the track rings.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der mindestens eine Segmentträger kraftschlüssig und/oder formschlüssig insbesondere lateral an dem Statorgehäuse befestigbar, so dass die im Innendurchmesser des Statorgehäuses eingesetzte Rotorbaugruppe relativ zum Statorgehäuse positionierbar ist. Insbesondere sind im Sinne der vorliegenden Erfindung hierzu zwei Segmentträger an dem Statorgehäuse sowie zwei Spurringe an dem Rotorgehäuse vorgesehen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Segmentträger mittels Schraubverbindungen mit dem Statorgehäuse verbindbar ist. Indem der Segmentträger von dem Statorgehäuse entfernt wird ist es somit möglich, beispielsweise die Lagerringe zu tauschen oder die gesamte Rotorbaugruppe aus dem Innendurchmesser des Statorgehäuses zu entnehmen. Ferner sind die Eigenschaften der Gleitlager in Zusammenhang mit den Lagerringen und den Spurringen komfortabel einstellbar. In a further embodiment of the present invention, the at least one segment carrier can be fastened non-positively and / or positively, in particular laterally on the stator housing, so that the rotor assembly used in the inner diameter of the stator housing can be positioned relative to the stator housing. In particular, two segment carriers on the stator housing and two track rings on the rotor housing are provided for this purpose in the sense of the present invention. It is preferably provided that the segment carrier can be connected by means of screw connections to the stator housing. By removing the segment carrier from the stator housing, it is thus possible, for example, to replace the bearing rings or to remove the entire rotor assembly from the inside diameter of the stator housing. Furthermore, the properties of the plain bearings in connection with the bearing rings and the track rings are easily adjustable.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung hierdurch nicht ausgeschlossen sein. The invention is explained in more detail below on the basis of embodiments with reference to the accompanying schematic drawings. Further embodiments of the article according to the invention are therefore not to be excluded in the context of the present invention.
Es zeigen schematisch: They show schematically:
Lateral bzw. seitlich des Statorgehäuses
In
Die Rotorbandage
Die Propellerbaugruppe
Der Abstand der Propellerbaugruppe
Ferner sind gemäß
Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Systems als Schiffsantrieb kann in den Spalt zwischen der Statorbaugruppe
Die Propellerbaugruppe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- A A
- Symmetrieachse axis of symmetry
- 10 10
- Statorbaugruppe stator
- 11 11
- Statorgehäuse stator
- 12 12
- Magnetspule solenoid
- 13 13
- erstes Vergussmaterial first potting material
- 14 14
- Segmentträger segment carrier
- 15 15
- Innenseite der Statorbaugruppe Inside of the stator assembly
- 16 16
- Statorbandage Statorbandage
- 20 20
- Rotorbaugruppe rotor assembly
- 21 21
- Rotorgehäuse rotor housing
- 22 22
- Magnet magnet
- 23 23
- zweites Vergussmaterial second potting material
- 24 24
- Spurring Spurring
- 25 25
- Lagerring bearing ring
- 26 26
- Außenseite der Rotorbaugruppe Outside of the rotor assembly
- 27 27
- Innenseite der Rotorbaugruppe Inside the rotor assembly
- 28 28
- Rotorbandage rotor bandage
- 30 30
- Propellerbaugruppe propeller assembly
- 31 31
- Propellerelement propeller member
- 32 32
- Propellerblatt propeller blade
- 33 33
- Basis Base
Claims (13)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016106980.9A DE102016106980A1 (en) | 2016-04-15 | 2016-04-15 | propeller system |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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