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Die Erfindung bezieht sich auf einen Trommelantrieb einer Mischtrommel eines Fahrmischers nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Die Offenlegungsschrift
DE 16 83 817 A offenbart einen Trommelantrieb einer Mischtrommel eines Fahrmischers, bei welchem die Mischtrommel drehbar auf einem Rahmen des Fahrmischers gelagert ist und der Trommelantrieb einen elektrischen Motor zum Antrieb der Mischtrommel aufweist. Der elektrische Motor ist als Wechselstrommotor ausgebildet. Zwischen dem Elektromotor und der Mischtrommel ist ein Untersetzungsgetriebe angeordnet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trommelantrieb einer Mischtrommel eines Fahrmischers weiter zu verbessern.
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Erfindungsgemäß ist der elektrische Motor so ausgebildet, mit den Merkmalen des Anspruchs 1, nämlich derart, dass die Mischtrommel selbst oder ein mit der Mischtrommel verbundenes kreisförmiges Bauteil einen Teil des elektrischen Motors bildet. Das kreisförmige Bauteil ist koaxial zur Drehachse der Mischtrommel angeordnet. Der andere Teil des elektrischen Motors ist drehfest mit dem Fahrzeugrahmen des Fahrmischers verbunden. Hierbei bedeutet Fahrzeugrahmen der Rahmen, auf welchem die Mischtrommel drehbar gelagert ist. Dies kann bei einem Fahrmischer mit Sattelauflieger der Rahmen des Sattelaufliegers sein, bei einem Fahrmischer beispielsweise mit einem Drei- oder Vierachs-Lkw kann der Rahmen des Fahrmischers direkt der Rahmen des Lastkraftwagens sein.
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Erfindungsgemäß ist es so, dass der Aktivteil des elektrischen Motors sich dreht und entweder aus der Mischtrommel selbst gebildet wird oder aus einem umlaufenden kreisförmigen Bauteil gebildet wird, welches mit der Mischtrommel drehfest verbunden ist, sodass dieses Bauteil die gleiche Drehzahl wie die Mischtrommel aufweist. Der Aktivteil, welcher sich dreht wird auch als Rotor bezeichnet.
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Der Aktivteil, welcher sich nicht dreht, wird auch als Stator bezeichnet. Im Stator sind Spulen angeordnet, welche mit einer elektrischen Energiequelle verbunden sind. Der Stator des elektrischen Motors ist dabei ortsfest mit dem Rahmen des Fahrmischers verbunden und umgreift erfindungsgemäß entweder die Mischtrommel oder das kreisförmige Bauteil vollständig oder der Stator umgreift nur einen Teil, somit einen Kreisausschnitt der Mischtrommel. Erfindungsgemäß ist es so, dass der Stator aus mehreren Teilsegmenten ausgebildet ist, welche auch beabstandet zueinander angeordnet sein können. Es besteht die Möglichkeit, dass diese Teilsegmente gleichmäßig am Umfang der Mischtrommel, somit gleichmäßig über 360° verteilt angeordnet sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass diese Teilsegmente nur unterhalb, somit zur Fahrbahn weisend angeordnet sind, oder nur oberhalb, somit entgegengesetzt zur Fahrbahn weisend angeordnet sind.
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Es besteht auch die Möglichkeit, dass elektrische Energie, beispielsweise über Schleifringe, zum rotierenden Teil geleitet wird, wodurch das Rotierende Teil, somit beispielsweise die Mischtrommel oder die Hülse, Spulen aufweist und als Aktivteil wie der zuvor beschriebene Stator wirkt.
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Es besteht somit allein durch die Anordnung der Statorelemente die Möglichkeit, durch die elektromagnetischen Kräfte die Mischtrommel in Richtung Fahrbahnoberfläche zu ziehen, wenn die Segmente des Stators nur im unteren Bereich, somit im Bereich des Fahrzeugrahmens angeordnet sind.
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Der Stator kann fest mit dem Fahrzeugrahmen verbunden sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Stator flexibel zum Fahrzeugrahmen angeordnet ist, um Verwindungen des Fahrzeugrahmens bei Fahrt in unebenem Gelände auszugleichen, sodass der Stator den Bewegungen der Mischtrommel folgt. Hierbei besteht auch die Möglichkeit, dass der Stator auf der Mischtrommel gelagert ist, sodass sich die Mischtrommel immer in gleichem Abstand zum Stator bewegt. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Stator am größten oder im Bereich des größten Durchmessers der Mischtrommel angeordnet ist, da hier die Verformungen sich geringer auswirken. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Stator im Bereich der Lagerstelle, auf welcher die Mischtrommel im Fahrzeugrahmen drehbar gelagert ist, angeordnet ist, da auch hier nur geringe Verformungen oder Unwuchten auftreten. Prinzipiell besteht aber auch die Möglichkeit, den Antrieb an jeder Stelle der Mischtrommel anzuordnen. Es besteht auch die Möglichkeit durch gezielte elektrische Ansteuerung den Abstand einzelner Statorelemente zum Rotor zu beeinflussen und somit den Spalt elektrisch einzustellen. Nicht zur Erfindung gehörend besteht auch die Möglichkeit, den Trommelboden, das heißt, den axialen Abschluss der Mischtrommel, welcher der Öffnung der Mischtrommel gegenüberliegt, als aktiven rotierenden Teil des Elektromotors zu verwenden, wodurch der Elektromotor wie ein Scheibenläufermotor ausgebildet ist. Der Stator kann hierbei komplett 360° umfassen, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Stator nur als Teilsegment ausgeführt ist.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Mischtrommel mit einem koaxialen kreisförmigen Bauteil verbunden, welches beispielsweise wie eine Hülse ausgebildet sein kann. Diese Hülse kann zylindrisch oder konisch ausgebildet sein. Die Hülse bildet hierbei den Aktivteil, somit den Rotor, und der Stator ist drehfest mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Der Stator ist hierbei mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Der Stator kann die Hülse von beiden Seiten umgreifen und vollständig kreisförmig oder nur als Teilsegment oder aus mehreren Teilsegmenten ausgebildet sein.
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Es besteht auch die Möglichkeit, dass elektrische Energie, beispielsweise über Schleifringe, zum rotierenden Teil geleitet wird, wodurch das Rotierende Teil, somit beispielsweise die Mischtrommel oder die Hülse, Spulen aufweist und als Aktivteil wie der zuvor beschriebene Stator wirkt. Ist der Stator U-Förmig ausgebildet und so ausgebildet, dass er die Hülse von beiden Seiten umgreift, so besteht die Möglichkeit, ein höheres Drehmoment erzeugen zu können. Der Antrieb fällt somit kompakter aus. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Stator nur innerhalb der Hülse oder nur außerhalb der Hülse angeordnet ist. Ist der Stator jedoch auf beiden Seiten der Hülse angeordnet, so heben sich die elektromagnetischen Kräfte auf, welches einer Verformung entgegenwirkt.
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Es besteht die Möglichkeit, den elektrischen Motor als Asynchronmaschine, Permanentmagnetsynchronmaschine, Reluktanzmaschine, elektrisch erregte Synchronmaschine, Gleichstrommaschine, doppelt gespeiste Asynchronmaschine, Transversalflussmaschine oder Schrittmotor auszubilden.
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Der elektrische Motor zum Antrieb der Mischtrommel kann mit elektrischer Energie von einem Generator, welcher durch den Verbrennungsmotor des Fahrmischers erzeugt wird, oder durch einen Energiespeicher, welcher an Bord des Fahrmischers sich befindet oder durch eine externe elektrische Energieversorgung gespeist werden. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass Gleichrichter oder Wechselrichter oder Frequenzumrichter dem elektrischen Motor die benötigte Energie umwandeln.
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Es zeigen:
- 1 ein umlaufendes Aktivteil am Umfang der Mischtrommel
- 2 einen Stator der 1, welcher als Kreissegment ausgebildet ist
- 3 einen Stator, welcher als Kreissegment ausgebildet ist und aus mehreren Teilsegmenten besteht
- 4 eine Ausbildung des elektrischen Motors als Scheibenläufer mit vollflächigem Stator nicht zur Erfindung gehörend
- 5 eine Ausbildung des elektrischen Motors als Scheibenläufer und Stator als Teilsegment nicht zur Erfindung gehörend
- 6 einen elektrischen Motor mit Aktivteil, welcher als Hülse ausgebildet ist
- 7 einen Ausschnitt des Stators nach 6
- 8 einen Stator, welcher flexibel im Rahmen drehfest gehalten ist
- 9 einen Ausschnitt des Stators der 8
- 10 mehrere bewegliche flexible Teilsegmente des Stators
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1:
- Die Mischtrommel 1 weist an ihrem Umfang das rotierende Aktivteil 2, welches auch häufig als Rotor bezeichnet wird, auf. Das Aktivteil 2 wirkt mit dem ortsfesten Stator 3, welcher häufig Spulen beinhaltet, zusammen. Der Stator 3 erhält elektrische Energie von einer Energiequelle. Das Aktivteil 2 ist entweder an einem großen Durchmesser der Mischtrommel 1 angeordnet oder im Bereich einer Lagerung, auf welcher die Mischtrommel drehbar gelagert ist, angeordnet. Die Mischtrommel 1 weist zum Befüllen und Entleeren eine Öffnung 4 auf.
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2:
- Der Stator 3 kann auch nur ein Teilsegment des gesamten Umfangs des Aktivteils 2 umgeben. Ist das Teilsegment des Stators 3 so ausgebildet, dass es maximal 180° des Aktivteils 2 umgibt, so ist vorzugsweise der Stator 3 entweder der Fahrbahnoberfläche, auf welcher sich der Fahrmischer bewegt, oder dieser Fahrbahnoberfläche gegenüberliegend angeordnet, sodass die elektromagnetischen Kräfte die Trommel entweder zur Fahrbahnrichtung oder der Fahrbahnrichtung entgegengesetzt anziehen.
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3:
- Der Stator 3 besteht aus zwei Teilsegmenten, welche das Aktivteil, somit den Rotor, teilweise umgeben. Die Teilsegmente sind ortsfest mit dem Fahrzeugrahmen 5 des Fahrmischers verbunden.
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4: nicht zur Erfindung gehörend Der Trommelboden, der der Öffnung 4 der Mischtrommel 1 gegenüberliegt, bildet den Rotor, somit das Aktivteil 2. Der Stator 3 ist vollflächig über 360° zum Aktivteil 2 angeordnet. Der elektrische Motor bestehend aus dem Stator 3 und dem Aktivteil 2 ist als Scheibenläufer ausgebildet.
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5: nicht zur Erfindung gehörend Der Stator 3 deckt nicht den gesamten Bereich des Aktivteils 2, somit des Trommelbodens ab, und ist deshalb nur als Teilsegment ausgebildet. Das Teilsegment kann die Form eines Kreisbogens oder jede andere Form annehmen.
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6:
- Die Mischtrommel 1 ist mit einem Aktivteil 2, welches als Hülse ausgebildet ist, drehfest verbunden. Das Aktivteil 2 wirkt mit dem Stator 3 zusammen. Der Stator 3 umgibt beidseitig das Aktivteil 2. Am Umfang ist der Stator 3 jedoch nur als Teilsegment ausgebildet. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Stator 3 über 360° die Hülse umgibt. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Stator 3 aus mehreren Teilsegmenten besteht, welche gleichmäßig um das Aktivteil 2 verteilt angeordnet sind.
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7:
- Der Stator 3 ist U-förmig ausgebildet und umgibt das Aktivteil 2 von beiden Seiten, wodurch sich die elektromagnetischen Kräfte aufheben.
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8:
- Das Aktivteil 2, somit der Rotor, ist Bestandteil der drehenden Mischtrommel 1. Da Verformungen zwischen dem Rahmen des Fahrmischers und der Mischtrommel 1 bei Fahrt in unebenem Gelände auftreten, und der Stator 3 mit dem Rahmen des Fahrmischers ortsfest verbunden ist, müssen die Relativbewegungen zwischen der Mischtrommel 1 und dem Fahrzeugrahmen ausgeglichen werden. Deshalb ist der Stator 3 so aufgebaut, dass er mehrere Teilsegmente aufweist, welche beweglich angeordnet sind, um einen gleichmäßigen Spalt zwischen dem Aktivteil 2 und dem Stator 3 zu gewährleisten. Beispielsweise kann ein Sensor diesen Spalt messen, um Bewegungen auszugleichen. Da die einzelnen Teilsegmente des Stators 3 über Gelenke 8, vorzugsweise mit einer gleitenden Schicht 7 verbunden sind, können die einzelnen Teilsegmente so angelenkt werden, dass der Spalt zwischen dem Aktivteil 2 und dem Stator 3 gleichmäßig bleibt. Dies kann auch durch gezieltes elektrisches beaufschlagen der Spulen mit elektrischer Energie erfolgen.
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Es besteht auch die Möglchkeit das Gelenk 8 ohne Gleitschicht auszubilden und das Gelenk 8 in den Einzelblechen zu realsieren. Die Bleche greifen dabei ineinander und werden anschließend mit einer Bohrung und einem Stift zum Gelenk. Die Einzelbleche weisen an der Verbindungsstelle eine Verzahnung auf, welche in die Gegenverzahnung eingreift. Senkrecht zu dieser Verzahnung ist der Stift angeordnet und durchdringt die beiden Verzahnungen wodurch die Bleche miteinander verbunden werden. Der Magnetische Fluss kann somit über die Gelenke 8 geleitet werden. Diese Lösung ist auch mit einem Kugellager möglich.
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9:
- Der Stator 3 besteht aus mehreren Teilsegmenten, welche über Gelenke 8 mit einer Gleitschicht 7 zusammenwirken. Der Stator 3 weist Spulen 6 auf, welche mit elektrischer Energie versorgt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Spulen 6 so angesteuert werden, dass der Luftspalt über die elektromagnetische Anziehungskraft gleichbleibend eingestellt wird .Es besteht auch die Möglichkeit den Luftspalt in Abhängigkeit der Verformung und oder des Gewichts des eingefüllten Mischgutes in der Mischtrommel einzustellen.
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10:
- Durch die Anordnung mehrerer beweglicher Statorsegmente 3 können diese Statorsegmente 3 unabhängig voneinander bewegt werden, um den Spalt zwischen dem Aktivteil 2 der Mischtrommel 1 und dem Stator 3 gleichbleibend zu halten. Diese einzelnen Segmente des Stators 3 bilden zusammen einen gemeinsamen Stator.
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Bezugszeichen
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- 1
- Mischtrommel
- 2
- Aktivteil
- 3
- Stator
- 4
- Öffnung
- 5
- Rahmen
- 6
- Spule
- 7
- gleitende Schicht
- 8
- Gelenke
