DE4418271A1 - Drive unit with minimum number of additional parts - Google Patents

Drive unit with minimum number of additional parts

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DE4418271A1
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Peter Exner
Guenther Nagel
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JM Voith GmbH
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Abstract

The drive unit has an electromotor (2) and a power component (4). The latter comprises at least one frequency convertor. The power component (4) is arranged on the housing (8) of the electromotor (2). The power component (4) and the electromotor (2) have a common mains connector. A common control and regulator part (3) is associated with the power component (4) and the electromotor (2). Preferably, the controller and regulator (3) and the power component (4) are arranged on the electromotor (2) when it is installed. A fan (7) may be arranged on the housing (8) at the side furthest from the motor shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive unit, in detail with the features from the preamble of claim 1.

Antriebseinheiten, deren Antriebsquelle als Elektromotor ausgeführt ist, weisen in der Regel zur Anpassung an unterschiedliche Randbedingungen verschiedene zusätzliche Elemente, wie beispielsweise einen Frequenzumrichter auf. Des weiteren können derartige Antriebseinheiten u. a. zu diesem Zweck mit Elementen der Steuer- und Regelungstechnik versehen sein. Die Einzelgeräte bzw. die einzelnen Elemente sind untereinander über Anschlüsse verbunden. Derartige Antriebseinheiten sind in ihrer Ausführung sehr aufwendig. Die einzelnen Elemente müssen des weiteren über eine Vielzahl von Leitungen miteinander verbunden werden, weshalb sich der Anschluß für den Kunden sehr kostenintensiv gestaltet. Einzelne, weit entfernt voneinander angeordnete Elemente, beispielsweise Elektromotor und Frequenzumrichter, müssen aus Gründen der Betriebssicherheit mit einer separaten Kühleinrichtung ausgestattet sein. Die gesamte Antriebseinheit kann dem Kunden nur als Summe von Einzelgeräten angeboten werden. Die konventionelle Antriebseinheit zeichnet sich weiterhin durch einen hohen Platzbedarf aus.Drive units, their drive source as an electric motor usually instruct to adjust different boundary conditions different additional Elements such as a frequency converter. Furthermore, such drive units u. a. to this purpose with elements of control and regulation technology be provided. The individual devices or the individual elements are connected to each other via connections. Such Drive units are very complex to implement. The individual elements must also have a Large number of lines are connected to each other, which is why the connection for the customer designed costly. Individual, far away elements arranged from one another, for example Electric motor and frequency converter, for reasons of Operational safety with a separate cooling device be equipped. The entire drive unit can Customers are only offered as a sum of individual devices. The conventional drive unit continues to stand out due to a high space requirement.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß diese für den Kunden kostengünstig sowie einfach zu handhaben ist. Die Anzahl der erforderlichen Einzelelemente soll dabei minimiert werden.The invention is therefore based on the object Drive unit of the type mentioned above further develop that this is cost effective for the customer as well as easy to use. The number of necessary individual elements should be minimized.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. The achievement of the task is by characterizing features of claim 1 characterized. Advantageous designs are in the subclaims reproduced.  

Erfindungsgemäß ist das Leistungsteil im Gehäuse des Elektromotors angeordnet und weist mit diesem einen gemeinsamen Netzanschluß auf. Beiden ist ein gemeinsames Steuer- und Regelteil zugeordnet. Aufgrund dieser Anordnung kann eine in ihren Abmessungen und in der Handhabung sehr kompakte Antriebseinheit geschaffen werden. Die Anzahl der benötigten Einzelelemente, insbesondere der einzelnen Verbindungsleitungen kann auf ein Minimum reduziert werden. Dadurch, daß das Leistungsteil, umfassend mindestens einen Frequenzumrichter, am Gehäuse des Elektromotors angeordnet ist, kann für Elektromotor und Leistungsteil aufgrund der räumlichen Nähe eine gemeinsame Kühleinrichtung verwendet werden. Dem Kunden kann somit eine bereits vormontierte kompakte und kostengünstige Antriebseinheit angeboten werden.According to the power section in the housing of the Electric motor arranged and with this one common network connection. Both are common Control and regulation part assigned. Because of this arrangement can be very large in size and handling compact drive unit can be created. The number of required individual elements, especially the individual Connection lines can be reduced to a minimum. The fact that the power unit, comprising at least one Frequency converter, arranged on the housing of the electric motor is for the electric motor and power section due to the spatial proximity uses a common cooling device become. The customer can thus have a pre-assembled one compact and inexpensive drive unit offered become.

Vorzugsweise ist das Steuer- und Regelteil ebenfalls am Leistungsteil angeordnet. Für die Anordnung des Leistungsteils ergeben sich wenigstens zwei Möglichkeiten. Diese wären:Preferably, the control and regulating part is also on Power section arranged. For the arrangement of the In the power section there are at least two options. These would be:

  • 1. Das Steuer- und Regelteil und das Leistungsteil sind in Einbaulage des Elektromotors auf diesem angeordnet.1. The control and regulation section and the power section are arranged in the installed position of the electric motor on this.
  • 2. Das Steuer- und Regelteil und das Leistungsteil sind in Einbaulage stirnseitig auf der dem Elektromotorwellenende abgewandten Seite am Gehäuse angeordnet.2. The control and regulation section and the power section are in the installed position on the face of the Side of the motor motor shaft facing away from the housing arranged.

In beiden Fällen besteht die Möglichkeit, daß in Einbaulage des Elektromotors diesem stirnseitig auf der dem Motorwellenende abgewandten Seite am Gehäuse ein Lüfter zugeordnet ist. Der Lüfter ist sowohl zur Kühlung des Leistungsteils als auch zur Kühlung des Elektromotors vorgesehen.In both cases there is a possibility that in the installation position of the electric motor this on the front A fan on the side of the housing facing away from the motor shaft end assigned. The fan is both for cooling the Power section as well as for cooling the electric motor intended.

Die Zuordnung des Steuer- und Regelteils zum Leistungsteil und dem Elektromotor ermöglicht es, daß beide Elemente über einen gemeinsamen Steuersignaleingang verfügen können, sowie eventuell auch gleiche Signalausgänge aus dem Steuer- und Regelteil.The assignment of the control and regulation section to the power section and the electric motor allows both elements over can have a common control signal input,  as well as possibly the same signal outputs from the control and Control section.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Antriebseinheit für den Antrieb einer hydrostatischen Pumpe eingesetzt werden. Dabei besteht die Möglichkeit, den Elektromotor entsprechend eines betriebsinternen, unveröffentlichten Vorschlages (G 5256) zu gestalten. Der Elektromotor ist dabei mit der als Pumpe betreibbaren Hydroeinheit gekoppelt und weist am Gehäuse einen Flansch auf, an dem die Hydroeinheit befestigt wird. Der Flansch ist derart aufgebaut, daß er in seinem Inneren einen Zwischenraum bildet, der gegenüber dem Elektromotor abgedichtet ist und in dem die Wellenverbindung zwischen Elektromotor und hydrostatischer Pumpe angeordnet ist. Dieser Zwischenraum steht mit dem Innenraum der hydrostatischen Pumpe in Verbindung. Die Kombination der erfindungsgemäßen Ausführung einer Antriebseinheit mit der eben beschriebenen vorzugsweisen Kopplung mit einer hydrostatischen Pumpe bietet den Vorteil der Schaffung eines von den Abmessungen her sehr kompakten Antriebsaggregates. Dieses Antriebsaggregat kann komplett als eine Baueinheit vormontiert, geprüft sowie versandt werden.The drive unit according to the invention can preferably be used for the drive of a hydrostatic pump can be used. It is possible to use the electric motor according to an internal, unpublished Proposal (G 5256). The electric motor is coupled with the hydraulic unit that can be operated as a pump and has a flange on the housing on which the Hydro unit is attached. The flange is like this built up that he had a space in his interior forms, which is sealed against the electric motor and in which the shaft connection between the electric motor and hydrostatic pump is arranged. This space stands in with the interior of the hydrostatic pump Connection. The combination of the invention Execution of a drive unit with the just described preferably coupling with a hydrostatic pump offers the advantage of creating one of the dimensions very compact drive unit. This Drive unit can be complete as one unit pre-assembled, tested and shipped.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist nachfolgend anhand zweier Figuren erläutert. Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:The achievement of the object according to the invention is as follows explained using two figures. It is in the rest shown the following:

Fig. 1a und 1b zeigen eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, bei welcher das Steuer- und Regelteil sowie das Leistungsteil in Einbaulage des Elektromotors auf diesem angeordnet sind; Figs. 1a and 1b show an embodiment of a drive unit according to the invention, wherein the control and regulating part as well as the power section in the installation position of the electric motor on this are arranged;

Fig. 2a und 2b zeigen eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, bei welcher das Leistungsteil und das Steuer- und Regelteil stirnseitig am Gehäuse, d. h. auf der dem Elektromotorwellenende abgewandten Seite am Gehäuse angeordnet sind und bei welcher der Elektromotor mit einer hydrostatischen Pumpe verbunden ist. FIGS. 2a and 2b show an embodiment of a drive unit according to the invention, in which the power part and the control and regulation part end face on the housing, are arranged ie on the side remote from the electric motor shaft end side to the housing and wherein the electric motor is connected to a hydrostatic pump.

Die Fig. 1a verdeutlicht eine Antriebseinheit 1, umfassend einen Elektromotor 2, einen Steuer- und Regelteil 3 und einen Leistungsteil 4. Das Leistungsteil 4 umfaßt dabei mindestens einen Frequenzumrichter. Das Steuer- und Regelteil und das Leistungsteil 4 sind in Einbaulage des Elektromotors auf diesem angeordnet. Auf der dem Motorwellenende 5 abgewandten Stirnseite 6 ist ein Lüfter 7 am Gehäuse 8 des Elektromotors angeordnet. Der Lüfter 7 dient zur Kühlung von Elektromotor 2 und Leistungsteil 4.The Fig. 1a shows a drive unit 1, comprising an electric motor 2, a control and regulation part 3 and a power part 4. The power section 4 comprises at least one frequency converter. The control and regulating part and the power part 4 are arranged on the electric motor in the installed position thereof. On the end 6 facing away from the motor shaft end 5 , a fan 7 is arranged on the housing 8 of the electric motor. The fan 7 serves to cool the electric motor 2 and the power section 4 .

Die Fig. 1b verdeutlicht eine Ansicht I-I gemäß der Fig. 1a. Für gleiche Elemente werden deshalb die gleichen Bezugszeichen verwandt. Das Gehäuse 8 des Elektromotors weist in dieser Ansicht einen im wesentlichen rotationssymmetrischen Aufbau auf. Das Steuer- und Regelteil 3 ist auf diesem Gehäuse 8 aufgesetzt. In den freibleibenden Bereichen zwischen Steuer- und Regelteil 3 und Gehäuse 8 ist das Leistungsteil 4 angeordnet. FIG. 1b shows a view II according to Fig. 1a. The same reference numerals are therefore used for the same elements. The housing 8 of the electric motor has an essentially rotationally symmetrical structure in this view. The control and regulating part 3 is placed on this housing 8 . The power section 4 is arranged in the free areas between the control and regulating section 3 and the housing 8 .

Die Fig. 2a verdeutlicht eine erfindungsgemäße Ausführung einer Antriebseinheit 1. Die Antriebseinheit 1 umfaßt analog zu der in Fig. 1 beschriebenen einen Elektromotor 2, einen Steuer- und Regelteil 3 und einen Leistungsteil 4. Für gleiche Elemente werden deshalb die gleichen Bezugszeichen verwandt.The Fig. 2a illustrates an embodiment of the present invention a drive unit 1. Analogously to that described in FIG. 1, the drive unit 1 comprises an electric motor 2 , a control and regulating part 3 and a power part 4 . The same reference numerals are therefore used for the same elements.

Das Steuer- und Regelteil und das Leistungsteil 4 sind auf der dem Elektromotorwellenende 5 abgewandten Seite 10 am Gehäuse 8 angeordnet. Vorzugsweise ist das Leistungsteil 4, wie hier in der Fig. 2a dargestellt, unmittelbar am Gehäuse 8 angeordnet. Das Steuer- und Regelteil 3 ist über das Leistungsteil 4 mit dem Gehäuse 8 des Elektromotors 2 verbunden. Dem Leistungsteil 4 und dem Elektromotor 2 ist ein gemeinsamer Lüfter 7 zugeordnet. Der Lüfter ist ebenfalls an der dem Elektromotorwellenende 5 abgewandten Stirnseite 10 am Gehäuse 8 angeordnet. Ein weiterer Lüfter 11 ist dem Steuer- und Regelteil 3 zugeordnet. Das Steuer- und Regelteil 3 weist mindestens einen Eingang, vorzugsweise mehrere Eingänge, hier beispielsweise a, b, c, für Steuersignale auf. Das Steuer- und Regelteil 3 verarbeitet diese Signale sowohl für das Leistungsteil 4 als auch den Elektromotor 2.The control and regulating part and the power part 4 are arranged on the housing 8 on the side 10 facing away from the electric motor shaft end 5 . The power part 4 , as shown here in FIG. 2a, is preferably arranged directly on the housing 8 . The control and regulating part 3 is connected to the housing 8 of the electric motor 2 via the power part 4 . A common fan 7 is assigned to the power section 4 and the electric motor 2 . The fan is also arranged on the end face 10 of the housing 8 facing away from the electric motor shaft end 5 . Another fan 11 is assigned to the control and regulating part 3 . The control and regulating part 3 has at least one input, preferably a plurality of inputs, here for example a, b, c, for control signals. The control and regulating part 3 processes these signals both for the power part 4 and for the electric motor 2 .

Der Elektromotor 2 ist mit einer hydrostatischen Pumpe 12 über eine Wellenverbindung 13, die beispielsweise mittels einer Kupplung 14 zwischen dem Elektromotorwellenende 5 und dem Pumpenwellenende 15 der hydrostatischen Pumpe 12 gebildet wird, gekoppelt. Die hydrostatische Pumpe 12 ist über einen Flansch 16 mit dem Gehäuse des Elektromotors 2 verbunden. Der Flansch 16 ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, daß er gleichzeitig als Gehäusedeckel für den Elektromotor und als Gehäusedeckel für die hydrostatische Pumpe 12 fungiert. Der Flansch ist derart ausgebildet, daß er einen Zwischenraum bildet, in dem die Wellenverbindung 13 angeordnet ist. Der Zwischenraum ist mittels Dichtungen 17 gegenüber dem Inneren des Elektromotors abgedichtet und steht mit dem Inneren der Pumpe 12 in Verbindung.The electric motor 2 is coupled to a hydrostatic pump 12 via a shaft connection 13 , which is formed, for example, by means of a coupling 14 between the electric motor shaft end 5 and the pump shaft end 15 of the hydrostatic pump 12 . The hydrostatic pump 12 is connected to the housing of the electric motor 2 via a flange 16 . The flange 16 is preferably designed such that it acts simultaneously as a housing cover for the electric motor and as a housing cover for the hydrostatic pump 12 . The flange is designed such that it forms an intermediate space in which the shaft connection 13 is arranged. The intermediate space is sealed off from the interior of the electric motor by means of seals 17 and is connected to the interior of the pump 12 .

Eine derartige Anordnung von Steuer- und Regelteil und Leistungsteil am Elektromotor sowie einer derartig ausgeführten Kopplung mit einer hydrostatischen Pumpe bietet den Vorteil der Schaffung einer in ihren Abmessungen sehr kompakten Antriebseinheit, die in ihrer Gesamtheit leicht handhabbar ist.Such an arrangement of control and regulation part and Power section on the electric motor and one of such coupling with a hydrostatic pump offers the advantage of creating one in its dimensions very compact drive unit that in its entirety is easy to handle.

Die Fig. 2b verdeutlicht schematisch eine Ansicht II-II gemäß der Fig. 2a ohne Verbindung mit der hydrostatischen Pumpe 12. Die Figur verdeutlicht, daß das Steuer- und Regelteil 3 in Einbaulage des Elektromotors 2 in dieser Ansicht nur in vertikaler Richtung größer als der Elektromotor 2 baut. Das Steuer- und Regelteil 3 bzw. der Leistungsteil 4 erstrecken sich in horizontaler Richtung in dieser Ansicht vorzugsweise nicht über die Außenabmessungen des Elektromotors hinaus. FIG. 2b shows schematically a view II-II of Fig. 2a without being connected to the hydrostatic pump 12. The figure shows that the control and regulating part 3 in the installed position of the electric motor 2 in this view is only larger than the electric motor 2 in the vertical direction. In this view, the control and regulating part 3 or the power part 4 preferably does not extend in the horizontal direction beyond the outer dimensions of the electric motor.

Claims (5)

1. Antriebseinheit mit den folgenden Merkmalen:
  • 1.1 es ist ein Elektromotor vorgesehen;
  • 1.2 es ist ein Leistungsteil vorgesehen;
  • 1.3 das Leistungsteil umfaßt mindestens einen Frequenzumrichter; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • 1.4 das Leistungsteil ist am Gehäuse des Elektromotors angeordnet;
  • 1.5 Leistungsteil und Elektromotor weisen einen gemeinsamen Netzanschluß auf;
  • 1.6 Leistungsteil und Elektromotor ist ein gemeinsames Steuer- und Regelteil zugeordnet.
1. Drive unit with the following features:
  • 1.1 an electric motor is provided;
  • 1.2 a power section is provided;
  • 1.3 the power section comprises at least one frequency converter; characterized by the following features:
  • 1.4 the power unit is arranged on the housing of the electric motor;
  • 1.5 Power unit and electric motor have a common network connection;
  • 1.6 Power section and electric motor are assigned to a common control and regulation section.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- und Regelteil und der Leistungsteil in Einbaulage des Elektromotors auf diesem angeordnet sind.2. Drive unit according to claim 1, characterized characterized in that the control and regulation part and Power unit in the installed position of the electric motor this are arranged. 3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Einbaulage des Elektromotors diesem stirnseitig auf der dem Motorwellenende abgewandten Seite am Gehäuse ein Lüfter zugeordnet ist.3. Drive unit according to claim 2, characterized characterized in that in the installed position of the electric motor this face on the end of the motor shaft A fan assigned to the opposite side of the housing is. 4. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer- und Regelteil und der Leistungsteil stirnseitig auf der dem Elektromotorwellenende abgewandten Seite am Gehäuse angeordnet sind.4. Drive unit according to claim 1, characterized characterized in that the control and regulation part and Power section on the front on the Side of the motor motor shaft facing away from the housing are arranged. 5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • 5.1 der Elektromotor ist mit einer als Pumpe betreibbaren Hydroeinheit gekoppelt;
  • 5.2 es ist ein Flansch vorgesehen, der die Gehäuse von Elektromotor und Hydroeinheit miteinander verbindet;
  • 5.3 der Flansch ist derart aufgebaut, daß er in seinem Inneren einen Zwischenraum bildet, der gegenüber dem Elektromotor abgedichtet ist und in dem die Wellenverbindung angeordnet ist;
  • 5.4 der Zwischenraum ist mit dem Innenraum der Pumpe verbunden.
5. Drive unit according to one of claims 1-4, characterized by the following features:
  • 5.1 the electric motor is coupled to a hydraulic unit that can be operated as a pump;
  • 5.2 a flange is provided which connects the housing of the electric motor and hydraulic unit to one another;
  • 5.3 the flange is constructed such that it forms an intermediate space in its interior which is sealed off from the electric motor and in which the shaft connection is arranged;
  • 5.4 the space is connected to the interior of the pump.
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Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: J.M. VOITH GMBH & CO. BETEILIGUNGEN KG, 89522 HEID

8141 Disposal/no request for examination