DE102019217529A1 - Drive for a mixer drum of a truck mixer - Google Patents

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Abstract

Der Antrieb für eine Mischtrommel eines Fahrmischers weist eine permanenterregte Synchronmaschine als elektrischen Motor 1 auf, welcher über eine Zentrierung 9 mit dem Getriebe 10 verbunden ist und mit Kühlflüssigkeit durchströmt ist.The drive for a mixing drum of a truck mixer has a permanent-magnet synchronous machine as the electric motor 1, which is connected to the transmission 10 via a centering 9 and through which cooling liquid flows.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für eine Mischtrommel eines Fahrmischers nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a drive for a mixing drum of a truck mixer according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.

Die DE 10 2017 214 854 A1 offenbart einen Antrieb für eine Mischtrommel eines Fahrmischers, bei welchem ein elektrischer Motor mit einem Planetengetriebe gekoppelt ist, um die Mischtrommel des Fahrmischers anzutreiben.The DE 10 2017 214 854 A1 discloses a drive for a mixing drum of a truck mixer, in which an electric motor is coupled to a planetary gear to drive the mixing drum of the truck mixer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antrieb für eine Mischtrommel eines Fahrmischers weiter zu verbessern, insbesondere das Gewicht zu reduzieren.The object of the present invention is to further improve the drive for a mixing drum of a truck mixer, in particular to reduce the weight.

Die Aufgabe wird mit einem auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Antrieb für eine Mischtrommel gelöst.The object is achieved with a generic drive for a mixing drum which also has the characterizing features of the main claim.

Erfindungsgemäß weist der Antrieb für eine Mischtrommel eines Fahrmischers einen elektrischen Motor auf, welcher als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet ist und dessen Gehäuse eine Zuführung und eine Rückführung für Kühlmittel aufweist, wodurch das Kühlmittel innerhalb des Äußeren Gehäuse Mantels des elektrischen Motors geleitet wird und der Rotor des elektrischen Motors flüssigkeitsdicht abgedichtet ist, so dass das Kühlmittel im Äußeren Mantel des Gehäuse des elektrischen Motors Fließen kann und kein Schmutz oder Öl vom Getriebe zum Rotor und von dort in das Innere des Gehäuses des elektrischen Motors gelangen kann.According to the invention, the drive for a mixing drum of a truck mixer has an electric motor, which is designed as a permanent magnet synchronous machine and whose housing has a supply and a return for coolant, whereby the coolant is conducted within the outer casing of the electric motor and the rotor of the electric Motor is sealed liquid-tight, so that the coolant can flow in the outer jacket of the housing of the electric motor and no dirt or oil can get from the gearbox to the rotor and from there into the interior of the housing of the electric motor.

Durch die Verwendung einer permanenterregten Synchronmaschine kann die Leistungsdichte weiter erhöht werden, wobei die Verlustwärme hierbei aufgrund des geringeren Bauraums gezielt abgeführt werden muss, welches mittels Kühlmittel in flüssiger Form erfolgt. Das Kühlmittel wird hierfür vorzugsweise im Äußeren Mantel des Gehäuses des elektrischen Motors mittels Kühlkanälen von der Kühlmittelzuführung zur Kühlmittelrückführung geleitet. Die Kühlkanäle können direkt in das Material des Gehäuses eingegossen sein, oder mittels Rohre dort geführt sein. Der elektrische Motor ist mit einem Untersetzungsgetriebe verbunden, welches die Eingangsdrehzahl reduziert. Die permanenterregte Synchronmaschine wird auch als Permanentmagnetsynchronmaschine oder PSM bezeichnet. Die permanenterregte Synchronmaschine kann mit verteilter Wicklung und Oberflächenmagneten oder mit verteilter Wicklung und vergrabenen Magneten oder mit Einzelzahnwicklung und vergrabenen Magneten ausgeführt sein. Der elektrische Motor ist über eine Zentrierung mit dem Untersetzungsgetriebe verbunden, wobei die Zentrierung außerhalb der Lagerung des Rotors, jedoch innerhalb der Verschraubung des elektrischen Motors mit dem Getriebe angeordnet ist. Die Zentrierung ist vorzugsweise als kreisrunde Zentrierung ausgebildet, wobei das Getriebe die Außenfläche und der elektrische Motor die Innenfläche der Zentrierung bildet.By using a permanent magnet synchronous machine, the power density can be increased further, with the heat loss having to be dissipated in a targeted manner due to the smaller installation space, which takes place in liquid form by means of coolant. For this purpose, the coolant is preferably conducted in the outer jacket of the housing of the electric motor by means of cooling channels from the coolant supply to the coolant return. The cooling channels can be cast directly into the material of the housing or guided there by means of pipes. The electric motor is connected to a reduction gear which reduces the input speed. The permanent magnet synchronous machine is also referred to as a permanent magnet synchronous machine or PSM. The permanent magnet synchronous machine can be designed with distributed winding and surface magnets or with distributed winding and buried magnets or with single-tooth winding and buried magnets. The electric motor is connected to the reduction gear via a centering device, the centering device being arranged outside the bearing of the rotor, but inside the screw connection of the electric motor to the transmission. The centering is preferably designed as a circular centering, the gearbox forming the outer surface and the electric motor forming the inner surface of the centering.

Der Rotor des elektrischen Motors weist vorzugsweise eine Mitnahmeverzahnung auf, welche als Innenverzahnung ausgebildet ist, wodurch es möglich ist, die Eingangs- oder Antriebswelle des Getriebes in den Rotor einzustecken, wobei diese Eingangswelle das Gegenstück der Mitnahmeverzahnung als Außenverzahnung aufweist. Der Rotor des elektrischen Motors ist beidseitig mit einem Lager, beispielsweise einem Wälz- oder Gleitlager, im Gehäuse des elektrischen Motors gelagert. Die Eingangs- oder Antriebswelle des Getriebes ist im Getriebe mit einem Lager drehbar gelagert. Die Eingangswelle des Getriebes ist über Dichtmittel, beispielsweise Radialwellendichtring, flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse des Getriebes verbunden, sodass Schmiermittel nicht aus dem Getriebe austreten kann. Da sowohl der elektrische Motor eine eigene Abdichtung aufweist, als auch das Getriebe eine eigene Abdichtung aufweist, besteht die Möglichkeit, im Servicefall den elektrischen Motor zu tauschen, ohne dass Schmutz oder Flüssigkeit in den elektrischen Motor eindringen kann, oder Schmiermittel aus dem Getriebe austritt.The rotor of the electric motor preferably has drive teeth, which are designed as internal teeth, which makes it possible to insert the input or drive shaft of the transmission into the rotor, this input shaft having the counterpart of the drive teeth as external teeth. The rotor of the electric motor is supported on both sides with a bearing, for example a roller or plain bearing, in the housing of the electric motor. The input or drive shaft of the gearbox is rotatably mounted in the gearbox with a bearing. The input shaft of the transmission is connected to the housing of the transmission in a liquid-tight manner via sealing means, for example a radial shaft sealing ring, so that lubricant cannot escape from the transmission. Since both the electric motor has its own seal and the gearbox has its own seal, it is possible to replace the electric motor in the event of service without dirt or liquid being able to penetrate the electric motor or lubricant leaking out of the gearbox.

In einer weiteren Ausgestaltungsform besteht die Möglichkeit, dass nicht nur der Mantel des elektrischen Motors elektrisch gekühlt wird, sondern der Rotor zusätzliche Kanäle aufweist, um den Rotor mittels Kühlflüssigkeit speziell zu kühlen.In a further embodiment, there is the possibility that not only the jacket of the electric motor is electrically cooled, but the rotor has additional channels in order to specifically cool the rotor by means of cooling liquid.

Durch die Verwendung einer permanenten Synchronmaschine und der zusätzlichen Flüssigkeitskühlung dieser Synchronmaschine und der Abdichtung zwischen Synchronmaschine und Getriebe kann der elektrische Motor in seiner Ausdehnung kleiner ausgeführt werden, wodurch das Gewicht und der Bauraum des Antriebs für die Mischtrommel reduziert wird. Dies ist insbesondere notwendig, da zwischen der Mischtrommel des Fahrmischers und dem Fahrerhaus des Fahrmischers nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung steht.By using a permanent synchronous machine and the additional liquid cooling of this synchronous machine and the seal between the synchronous machine and the gearbox, the size of the electric motor can be made smaller, which reduces the weight and the installation space of the drive for the mixing drum. This is particularly necessary because only a limited installation space is available between the mixing drum of the truck mixer and the driver's cab of the truck mixer.

Die einzige Figur zeigt einen Antrieb für eine Mischtrommel eines Fahrmischers mit einem elektrischen Motor 1, welcher als permanenterregte Synchronmaschine ausgeführt ist und mit Wechsel- oder Drehstrom beaufschlagt ist. Über einen Wechselrichter lässt sich die permanenterregte Synchronmaschine mit elektrischer Energie versorgen, indem der Wechselrichter sowohl Gleichspannung in Wechselspannung umformt als auch die notwendige Frequenz ausgibt, um die Drehzahl des elektrischen Motors 1 einzustellen. Der elektrische Motor 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem eine Kühlmittelzuführung 3 und eine Kühlmittelrückführung 4 angeordnet ist, wodurch der elektrische Motor 1 und hierbei insbesondere der Äußere Mantel des Gehäuses 2 des elektrischen Motors mit Kühlmittel durchströmt wird. Hierfür weist das Gehäuse 2 Kühlkanäle auf. Der elektrische Motor 1 weist einen Rotor 5 auf, welcher drehbar mittels der Lager 6 im Gehäuse 2 gelagert ist. Mittels dem Dichtmittel 7, welches beispielsweise als Radialwellendichtring ausgebildet sein kann, wird der Rotor 5 zum Gehäuse 2 flüssigkeitsdicht abgedichtet. Dadurch kann der elektrische Motor 1 im Servicefall auf einfache Weise getrennt werden. Das Getriebe 10 kann am Fahrzeug verbleiben und die Mischtrommel muss nicht extra vom Getriebe 10 getrennt werden. Das Der Rotor 5 weist eine Mitnahmeverzahnung 8 auf, welche beispielsweise als Keilwellenprofil ausgeführt sein kann. Der elektrische Motor 1 ist über eine Zentrierung 9 mit dem Getriebe 10 zentriert. Über die Verschraubung 11 ist der elektrische Motor 1 mit dem Getriebe 10 verbunden. Die Antriebswelle 12 des Getriebes 10 ist einerseits als Sonnenrad einer Planetenstufe ausgebildet und andererseits weist die Antriebswelle 12 eine Mitnahmeverzahnung auf, welche mit der Mitnahmeverzahnung 8 des Rotors 5 interagiert, wodurch Drehmoment vom elektrischen Motor 1 auf die Antriebswelle 12 übertragen wird. Die Antriebswelle 12 ist über Dichtmittel 13 zum Getriebegehäuse 14 flüssigkeitsdicht abgedichtet. Das Dichtmittel 13 kann als Radialwellendichtring ausgebildet sein. Die Antriebswelle 12 ist über ein Lager 15 im Getriebegehäuse 14 gelagert. Dadurch verbleibt die Antriebswelle 12 im Getriebe 10 auch wenn der elektrische Motor 1 entfernt wird. Über weitere Planetenstufen treibt die Antriebswelle 12 den Abtrieb 16 an, welcher mit einer Mischtrommel des Fahrmischers verbindbar ist.The single figure shows a drive for a mixing drum of a truck mixer with an electric motor 1 , which is designed as a permanently excited synchronous machine and is supplied with alternating or three-phase current. The permanent magnet synchronous machine can be supplied with electrical energy via an inverter by converting direct voltage into alternating voltage and outputting the necessary frequency for the speed of the electric motor 1 adjust. The electric motor 1 has a housing 2 on, in which a coolant supply 3 and a coolant return 4th is arranged, whereby the electric motor 1 and in particular the outer casing of the housing 2 coolant flows through the electric motor. The housing 2 Cooling channels on. The electric motor 1 has a rotor 5 on, which is rotatable by means of the bearings 6th in the housing 2 is stored. By means of the sealant 7th , which can be designed as a radial shaft sealing ring, for example, is the rotor 5 to the housing 2 sealed liquid-tight. This allows the electric motor 1 can be easily disconnected in the event of service. The gear 10 can remain on the vehicle and the mixing drum does not have to be removed from the gearbox 10 be separated. The rotor 5 has driving teeth 8th on, which can be designed, for example, as a spline profile. The electric motor 1 is about a centering 9 with the gearbox 10 centered. About the screw connection 11 is the electric motor 1 with the gearbox 10 connected. The drive shaft 12th of the transmission 10 is designed on the one hand as a sun gear of a planetary stage and on the other hand has the drive shaft 12th a driving toothing, which with the driving toothing 8th of the rotor 5 interacts, generating torque from the electric motor 1 on the drive shaft 12th is transmitted. The drive shaft 12th is about sealant 13th to the gearbox 14th sealed liquid-tight. The sealant 13th can be designed as a radial shaft seal. The drive shaft 12th is about a warehouse 15th in the gearbox 14th stored. This leaves the drive shaft 12th in the transmission 10 even if the electric motor 1 Will get removed. The drive shaft drives via further planetary stages 12th the downforce 16 which can be connected to a mixer drum of the truck mixer.

BezugszeichenReference number

11
Elektrischer MotorElectric motor
22
Gehäusecasing
33
KühlmittelzuführungCoolant supply
44th
KühlmittelrückführungCoolant return
55
Rotorrotor
66th
Lagerwarehouse
77th
Dichtmittelsealant
88th
MitnahmeverzahnungDriving gearing
99
Zentrierungcentering
1010
Getriebetransmission
1111
VerschraubungScrew connection
1212th
Antriebswelledrive shaft
1313th
Dichtmittelsealant
1414th
GetriebegehäuseGear housing
1515th
Lagerwarehouse
1616
AbtriebDownforce

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102017214854 A1 [0002]DE 102017214854 A1 [0002]

Claims (13)

Antrieb für eine Mischtrommel eines Fahrmischers, wobei der Antrieb einen elektrischen Motor (1) mit einem Rotor (5) aufweist, welcher eine Antriebswelle (12) eines Getriebes (10) antreibt und mittels des Abtriebs (16) des Getriebes (10) die Mischtrommel antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (1) eine permanenterregte Synchronmaschine ist, welcher in seinem Gehäuse (2) eine Zuführung (3) und eine Rückführung (4) für ein Kühlmittel aufweist, wodurch das Kühlmittel innerhalb des elektrischen Motors (1) geleitet wird und der Rotor (5) mittels Dichtmittel (7) gegenüber dem Gehäuse (2) des elektrischen Motors (1) flüssigkeitsdicht abgedichtet ist, sodass das Kühlmittel den elektrischen Motor (1) kühlt und kein Schmutz oder Flüssigkeit zwischen dem Rotor (5) und dem Gehäuse (2) des elektrischen Motors (1) eindringen kann.Drive for a mixing drum of a truck mixer, the drive having an electric motor (1) with a rotor (5) which drives a drive shaft (12) of a gear (10) and the mixing drum by means of the output (16) of the gear (10) is drivable, characterized in that the electric motor (1) is a permanent magnet synchronous machine, which has a feed (3) and a return (4) for a coolant in its housing (2), whereby the coolant inside the electric motor (1 ) and the rotor (5) is sealed against the housing (2) of the electric motor (1) in a liquid-tight manner by means of sealing means (7) so that the coolant cools the electric motor (1) and no dirt or liquid between the rotor (5 ) and the housing (2) of the electric motor (1) can penetrate. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (1) über eine koaxial zum Rotor (5) angeordnete Zentrierung (9) auf dem Getriebe (10) zentriert ist.Drive after Claim 1 , characterized in that the electric motor (1) is centered on the gear (10) via a centering (9) arranged coaxially to the rotor (5). Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) im Gehäuse (2) des elektrischen Motors (1) mittels zweier Lager (6) drehbar gelagert ist.Drive after Claim 1 , characterized in that the rotor (5) is rotatably mounted in the housing (2) of the electric motor (1) by means of two bearings (6). Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die permanenterregte Synchronmaschine als Synchronmaschine mit verteilter Wicklung und Oberflächenmagneten oder als Synchronmaschine mit verteilter Wicklung und vergrabenen Magneten oder als Synchronmaschine mit Einzelzahnwicklung und vergrabenen Magneten ausgeführt ist.Drive after Claim 1 , characterized in that the permanent magnet synchronous machine is designed as a synchronous machine with distributed winding and surface magnets or as a synchronous machine with distributed winding and buried magnets or as a synchronous machine with single tooth winding and buried magnets. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) eine Mitnahmeverzahnung (8) aufweist, in welche die Antriebswelle (12) des Getriebes (10) eingreift.Drive after Claim 1 , characterized in that the rotor (5) has driving teeth (8) into which the drive shaft (12) of the transmission (10) engages. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) ein Getriebegehäuse (14) aufweist und die Antriebswelle (12) mittels eines Dichtmittels (13) flüssigkeitsdicht zum Gehäuse (14) des Getriebes (10) abgedichtet ist, sodass Schmiermittel, welches sich im Gehäuse (14) des Getriebes (10) befindet, nicht zum elektrischen Motor (1) gelangen kann.Drive after Claim 1 , characterized in that the transmission (10) has a transmission housing (14) and the drive shaft (12) is sealed liquid-tight to the housing (14) of the transmission (10) by means of a sealing agent (13), so that lubricant which is in the housing ( 14) of the gearbox (10) cannot reach the electric motor (1). Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (12) im Gehäuse (14) des Getriebes (10) drehbar gelagert ist.Drive after Claim 6 , characterized in that the drive shaft (12) is rotatably mounted in the housing (14) of the transmission (10). Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (1) über eine Verschraubung (11) mit dem Getriebe (10) verbunden ist und die Zentrierung (9) einen kleineren Durchmesser aufweist als der Durchmesser, auf welchem die Verschraubung (11) angeordnet ist.Drive after Claim 2 , characterized in that the electric motor (1) is connected to the transmission (10) via a screw connection (11) and the centering (9) has a smaller diameter than the diameter on which the screw connection (11) is arranged. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) drei Planetenstufen aufweist, wobei ein Hohlrad den Abtrieb (16) bildet und ein Sonnenrad den Antrieb (12) des Getriebes (10) bildet.Drive after Claim 1 , characterized in that the gear (10) has three planetary stages, a ring gear forming the output (16) and a sun gear forming the drive (12) of the gear (10). Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Äußere Mantel des elektrischen Motors (1) Kühlkanäle aufweist, welche vom Kühlmittel durchströmt werden.Drive after Claim 1 , characterized in that the outer jacket of the electric motor (1) has cooling channels through which the coolant flows. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) mindestens einen Kühlkanal aufweist, welcher von Kühlmittel durchströmt wird.Drive after Claim 1 , characterized in that the rotor (5) has at least one cooling channel through which coolant flows. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) an seinen beiden Enden mittels Dichtmittel flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse (2) des elektrischen Motors (1) abgedichtet ist.Drive after Claim 1 , characterized in that the rotor (5) is sealed liquid-tight with the housing (2) of the electric motor (1) at both ends by means of sealing means. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (1) über einen Wechselrichter mit elektrischer Energie aus einer Batterie versorgbar ist.Drive after Claim 1 , characterized in that the electric motor (1) can be supplied with electrical energy from a battery via an inverter.
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