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Technisches Gebiet
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Elektrische
Motoren gehören
zu den am meisten verwendeten Maschinen. Die Anwendungen reichen von
Automobilen zu Planierraupen, von der Raumfahrtindustrie zur Meerestechnik,
von Haushaltsgeräten
zur Medizintechnik.
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Stand der Technik
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In
jüngerer
Zeit gab es einen steigenden Bedarf an Motoren mit einer größeren Leistungsdichte.
Im Kontext dieser Anmeldung kann Leistungsdichte definiert werden
als die abgegebene Leistung pro Gewichtseinheit oder pro Volumeneinheit,
ausgedrückt
als W/kg oder W/I. Ein Weg, die Leistungsdichte zu erhöhen besteht
darin, die Geschwindigkeit eines Motors zu erhöhen. Wenn sich die Geschwindigkeit
eines Motors erhöht, so
tut dies auch die Gesamtleistung. Als Folge hiervon gibt es einen
Trend in der Maschinenkonstruktion zur Verwendung kleinerer elektrischer
Motoren, die mit höheren
Drehzahlen betrieben werden. Bei einigen Anwendungen führt dies
dazu, dass die Drehzahl des Motors höher ist als die erforderliche
Geschwindigkeit des angetriebenen Organs. Daher wird es oft als
notwendig erachtet, eine Drehzahlreduktionseinheit zwischen dem Motor
und dem angetriebenen Organ anzuordnen, um die Drehzahl des Motors
auf die erforderliche Drehzahl des angetriebenen Organs zu reduzieren.
Obwohl dies zu einer insgesamt höheren
Leistungsdichte führt,
begrenzt die Drehzahlreduktionseinheit aufgrund des zusätzlichen
Gewichts und Volumens die Leistungsdichte.
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Eine
Lösung
hierfür
ist ein so genannter Getriebekopfmotor, bei dem eine Untersetzungsgetriebeeinheit
in einen elektrischen Motor integriert ist. Es gibt viele Arten
von Getriebekopfmotoren, einschließlich „Präzisionsgetriebekopfmotoren", die in der Lage
sind mit höheren
Drehzahlen zu laufen und allgemein wesentlich teurer sind als „normale" Getriebekopfmotoren.
Dennoch sind selbst bei der Verwendung von präzisionshergestellten Getriebeköpfen Getriebekopfmotoren
oft auf eine Betriebsdrehzahl von 5.000 bis 6.000 UpM begrenzt.
Dies hat in erheblichem Maße
verhindert, dass die Getriebekopfmotoren ihr äußerstes Leistungsdichtepotential
erreichen.
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Jüngere Entwicklungen
bei Traktionsantrieben haben gezeigt, dass ein gut konstruierter
Traktionsantrieb mit höheren
Geschwindigkeiten bis zu 10.000 UpM und darüber hinaus betrieben werden
kann und viel weniger kostet als Getriebekopfantriebe. Somit kann
die Integration eines Traktionsantriebs in einen elektrischen Motor
das Leistungsdichtepotential des Systems erhöhen und somit die Anwendungsmöglichkeiten
von elektrischen Motoren erweitern. Das Dokument
EP 1 091 144 beschreibt einen Getriebemotor
mit einer angeflanschten Planetenrolleneinheit, wobei die Rollen
definierte Positionen aufweisen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung ist in dem Vorrichtungsanspruch 1 präzise definiert.
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Kurz
ausgedrückt,
ist die Erfindung ein Motor, der Leistung bei einer hohen Winkelgeschwindigkeit
abgibt und integriert ist in einen Traktionsantrieb zur Aufnahme
der Leistung bei einer hohen Winkelgeschwindigkeit und Abgabe der
Leistung bei einer geringeren Winkelgeschwindigkeit. Der Motor umfasst
einen Stator, einen Rotor, der mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit
in dem Stator rotiert, und eine Sonnenrolle mit einer ersten Lauffläche, die
an dem Rotor befestigt ist. Der Traktionsantrieb umfasst einen Träger, ein
Außenringorgan mit
einer Ausgangswelle und einer exzentrisch zu der ersten Lauffläche der
Sonnenrolle angeordneten vierten Lauffläche, und eine belastende Planetenrolle,
die von dem Träger
mit einer dritten Lauffläche
abgestützt
wird. Die dritte Lauffläche
wirkt mit der ersten Lauffläche
der Sonnenrolle und der vierten Lauffläche des Außenrings in einem konvergenten
Keil zu sammen, der durch die erste und vierte Lauffläche zur Übertragung
von Leistung zwischen der Sonnenrolle und dem Außenring gebildet ist. Die Ausgangswelle
des Außenrings
liefert Leistung mit einer geringeren Winkelgeschwindigkeit.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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In
der beigefügten
Zeichnung, die einen Teil der Beschreibung bildet, zeigt:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht der Vorderseite eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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2 eine
perspektivische Explosionsansicht der Rückseite des Ausführungsbeispiels;
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3 eine
Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels;
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4 eine
Querschnittsansicht des Motors; und
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5 ein
Diagramm der Kräfte
an den Laufflächen
und an einer Tragwelle des Ausführungsbeispiels.
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Übereinstimmende
Bezugszeichen bezeichnen übereinstimmende
Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnung.
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Beste Art der Ausführung der
Erfindung
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Die
folgende detaillierte Beschreibung erläutert die Erfindung beispielhaft
und nicht einschränkend. Die
Beschreibung ermöglicht
es dem Fachmann, die Erfindung umzusetzen und zu verwenden, beschreibt mehrere
Ausführungsbeispiele,
Adaptionen, Variationen, Alternativen und Anwendungen der Erfindung,
einschließlich
dessen, was derzeit für
die beste Art der Ausführung
der Erfindung gehalten wird.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, weist ein
Ausführungsbeispiel
eines integrierten Elektromotors und Traktionsantriebs 1,
einen elektrischen Motor 100 und einen Traktionsantrieb 200 auf.
Im Kontext dieser Beschreibung ist „integriert" definiert als „Zusammenfügen mehrerer
Teile zur Bildung einer einzigen Einheit".
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Wie
in den 1–3 dargestellt
ist, umfasst der Elektromotor 100 ein Motorgehäuse 110,
einen Motordeckel 120, eine Lagerspiegelglatte 130,
einen Stator 140, einen Rotor 150 und eine Sonnenrolle 153. Das
Motorgehäuse 110 ist
ein Hohlzylinder mit einer vorderen Stirnfläche 111 mit Bohrungen 112 zur
Befestigung des Motordeckels 120, einer hinteren Stirnfläche 113 mit
Bohrungen 114 zur Befestigung des Traktionsantriebs 200,
einer Innenfläche 150 zur
Befestigung an dem Stator 140 und Kühlrippen 116, die
sich von der Außenfläche 170 erstrecken,
um die Abgabe von Wärme
während
des Betriebs zu unterstützen.
Der Motordeckel 120 ist eine Scheibe mit einem erhöhten, konzentrischen
Ring, der eine vordere Stirnfläche 121 mit
Bohrungen 122 zur Befestigung der Lagerspiegelglatte 130 definiert,
eine rückwärtige Stirnfläche 123 mit
Bohrungen 124 zur Befestigung an der vorderen Stirnfläche 111 und
entsprechende Bohrungen 112 des Motorgehäuses 110,
und eine erste Bohrung 125 zur Lagerung der Sonnenrolle 153 mittels
eines Lagers 155. Die Lagerspiegelglatte 130 ist
eine Scheibe mit einer Rückseite 131 mit Öffnungen 132 zur
Befestigung an der vorderen Stirnfläche 121 und entsprechenden Öffnungen 122 des
Motordeckels 120. Der Stator 140 ist ein Hohlzylinder mit
einer Außenfläche 141 zur
Befestigung der Innenfläche 115 des
Motorgehäuses 110 und
internen Polen 142, die zur Bildung von Magnetpolen zur
Einwirkung auf den Rotor 150 mit elektrischer Leistung
beaufschlagt werden. Der Rotor 150 ist ein Hohlzylinder
mit einer zweiten Bohrung zur Befestigung an der Sonnenrolle 153 und äußeren Polen 152 zur
Wechselwirkung mit den inneren Polen 142 des Stators 140.
Die Sonnenrolle 153 ist eine Welle mit einer ersten Lauffläche 154 zur
Wechselwirkung mit dem Traktionsantrieb 200.
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Wie
dem Fachmann bekannt ist, werden elektrische Anschlüsse bereitgestellt
zur Lieferung von elektrischer Energie an und von den Wicklungen
der internen Pole 142 des Stators 140. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
sind die Wicklungen in der Zeichnung nicht dargestellt. Während das
Ausführungsbeispiel
der 1 bis 3 einen typischen geschalteten
Reluktanzmotor zeigt, können
auch andere Arten von Motoren verwendet werden, wie beispielsweise
bürstenlose
Motoren, Gleichstrommotoren und Wechselstrominduktionsmotoren. Während das
Ausführungsbeispiel
der 1–3 einen
Rotor 150 zeigt, der durch laminierte Platten gebildet
ist, können
auch andere Arten von Rotoren verwendet werden.
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Wie
in den 1–3 dargestellt
ist, weist der Traktionsantrieb 200 einen Träger 210 auf,
eine belastende Planetenrolle 230, stützende Planetenrollen 245,
ein Außenringorgan 250,
ein doppelreihiges Lager 260 und ein Traktionsantriebsgehäuse 270.
Der Träger 210 umfasst
eine Grundplatte 211 und eine Deckplatte 220.
Die Grundplatte 211 ist eine Scheibe mit einem erhöhten, konzentrischen
Ring, der eine vordere Stirnfläche 212 definiert,
eine hintere Stirnfläche 213, Öffnungen 214 zur
Befestigung an dem Motorgehäuse 110 und dem
Traktionsantriebsgehäuse 270,
eine teilkreisartige Stiftöffnung 215 zur
Lagerung der belastenden Planetenrolle 230, Stiftöffnungen 216 zur
Lagerung der stützenden
Planetenrollen 245, eine dritte Bohrung 217 zur Lagerung
der Sonnenrolle 153 und gekrümmt geformte Keile auf der
Rückseite 213,
die hier als Inseln 218 bezeichnet werden. Die Inseln 218 wirken
als Abstandhalter zwischen der Grundplatte 211 und der
Deckplatte 220 und begrenzen Hohlräume zur Aufnahme der stützenden
Planetenrollen 245 und der belastenden Planetenrolle 230.
Die Deckplatte 220 ist eine Scheibe mit einer teilkreisförmigen Stiftöffnung 221 zur
Lagerung der belastenden Planetenrolle 230, Stiftöffnungen 222 zur
Lagerung der stützenden
Planetenrollen 245 und einer Durchtrittsöffnung 223 zur
Aufnahme der Sonnenrolle 153.
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Die
stützenden
Planetenrollen 245 umfassen Stiftwellen 246 und
Lager 247. Die Lager 247 definieren zweite Laufflächen 248 zur
Wechselwirkung mit der ersten Lauffläche 154 der Sonnenrolle 153.
Die Lager 247 sind an den Stiftwellen 246 derart
befestigt, dass die zweiten Laufflächen 248 frei rotieren
können.
Die Stiftwellen 246 sind in die Stiftlöcher 216 der Basisplatte 211 und
die Stiftlöcher 222 der
Deckplatte 220 einführbar, so
dass die stützenden
Planetenrollen 245 in den von den Inseln 218 begrenzten
Freiräumen
angeordnet sind.
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Die
belastende Planetenrolle 230 umfasst eine Stiftwelle 231,
einen elastischen Einsatz 232, ein Traglager 235 und
eine Rolle 238. Der elastische Einsatz 232 ist
kreisrund geformt mit einer Außenfläche 233 und einer
Zentralöffnung 234.
Das Traglager 235 ist ein kreisförmiges Wälzlager, beispielsweise ein
Kugellager, mit einem inneren Lagerring 236 und einem äußeren Lagerring 237.
Die Rolle 238 ist ebenfalls kreisförmig geformt mit einer Innenfläche 239 und
einer dritten Lauffläche 240.
Im zusammengebauten Zustand ist das Traglager 235 an dem
elastischen Einsatz 232 befestigt, wobei sein innerer Lagerring 236 fest
auf die Außenfläche 233 des
Einsatzes 232 gepresst ist. Die Rolle 238 ist
mit einer Presspassung zwischen ihrer Innenfläche 239 und dem äußeren Lagerring 237 des
Traglagers 235 an dem Traglager 235 befestigt,
so dass die Rolle 238 sich frei drehen kann. Als nächstes wird
der elastische Einsatz 232 mit der Stiftwelle 231 verbunden,
indem die Stiftwelle 231 durch die Mittelöffnung 234 des
elastischen Einsatzes 232 gesteckt wird. Die Stiftwelle 231 wird
in die Stiftöffnung 215 der
Grundplatte 211 und die Stiftöffnung 221 der Deckplatte 220 eingeführt, so
dass die dritte Lauffläche 240 an
der ersten Lauffläche 154 der
Sonnenrolle 153 und einer vierten Lauffläche 251 des Außenrings 250 anliegt.
Die teilkreisförmige
Form der Stiftöffnungen 215 und 221 erlaubt
es der Stiftwelle 231 geringfügig hin und her zu gleiten.
Im Betrieb ermöglicht
dies der belastenden Rolle 238 automatisch in eine wirksame
Position zu rücken,
in der die dritte Lauffläche 240 der
belastenden Rolle 238 in einem konvergenten Keil zwischen
der ersten Lauffläche 154 der
Sonnenrolle 153 und einer vierten Lauffläche 251 des
Außenrings 250 liegt,
wodurch Leistung zwischen der Sonnenrolle 153 und dem Außenring 250 übertragen
werden kann. Während
die in den 1–3 dargestellte
Stiftwelle 231 als durch Stiftöffnungen 215 und 221 gelagert
dargestellt ist, ist es auch möglich,
die Stiftwelle 231 mittels Federn oder Elastomeren am Träger 210 abzustützen.
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Das
Außenringorgan 250 ist
ein Ring der die vierte Lauffläche 251 bildet,
die exzentrisch zu der ersten Lauffläche 154 der Sonnenrolle 153 zur
Anlage an der dritten Lauffläche 240 der
belastenden Planetenrolle 230 und der zweiten Lauffläche 248 der
stützenden
Planetenrolle 245 ist, und weist eine Ausgangswelle 252 zur Übertragung
von Leistung auf und Speichen 253, die die vierte Lauffläche 251 und
die Ausgangswelle 252 miteinander verbinden, um jede mögliche Fehlausrichtung
zwischen der vierten Lauffläche 251 und
der Ausgangswelle 252 aufzunehmen. Die Ausgangswelle 252 ist
von einem Rücken
an Rücken
angeordneten, doppelreihigen Lager 260 abgestützt.
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Das
Traktionsantriebsgehäuse 270 ist
ein Hohlzylinder mit einem erhöhten,
konzentrischen Ring, der eine vordere Stirnfläche 271 mit Öffnungen 272 zur
Befestigung der Grundplatte 211 und entsprechende Öffnungen 214,
eine vierte Bohrung 273 zur Aufnahme des doppelreihigen
Lagers 260 und eine hintere Stirnfläche 274 zur externen
Montage aufweist.
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Zum
Zusammenbau des Ausführungsbeispiels
wird die Rückseite 131 der
Lagerspiegelplatte 130 an der vorderen Stirnfläche 121 des
Motordeckels 120 befestigt, indem die Öffnungen 132 bezüglich der
entsprechenden Öffnungen 122 ausgerichtet
werden und geeignete mechanische Mittel, wie beispielsweise Schrauben
oder Nieten, verwendet werden. Auf ähnliche Weise wird die Rückseite 123 des
Motordeckels 120 an der Vorderseite 111 des Motorgehäuses 110 befestigt,
indem die Öffnungen 124 zu
entsprechenden Öffnungen 112 ausgerichtet
werden und geeignete mechanische Mittel, wie beispielsweise Schrauben
oder Nieten, verwendet werden. Der Stator 140 wird in das
Motorgehäuse 110 eingesetzt,
so dass die Außenfläche 141 des Stators 140 an
der Innenfläche 115 des
Motorgehäuses 110 befestigt
ist.
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Das
Lager 156 ist zur rotatorischen Abstützung an der Sonnenrolle 153 neben
der ersten Lauffläche 154 befestigt.
Ein Hülsenabstandsteil 159 ist
neben dem Lager 156 befestigt. Der Rotor 150 ist
an der Sonnenrolle 153 neben dem Hülsenabstandsteil 159 befestigt.
Eine Mutter 157 ist an der Sonnenrolle 153 befestigt,
um den Rotor 150 zu sichern. Das Lager 155 ist
zur rotatorischen Abstützung
an dem der ersten Lauffläche 154 gegenüber liegenden
Ende der Sonnenrolle 153 befestigt. Wie in den 3 und 4 dargestellt
ist, sind die Sonnenrolle 153 und der Rotor 150 in
den Stator 140 einsetzbar, so dass das Lager 155 in
die erste Bohrung 125 des Motordeckels 120 eingesetzt
ist und das Lager 156 in die dritte Bohrung 217 der
Grundplatte 211 eingesetzt ist. In dieser Stellung rotieren
die Sonnenrolle 153 und der Rotor 150 frei innerhalb
des Stators 140. Zusätzlich
erstreckt sich die erste Lauffläche 154 über die
Grundplatte 211 hinaus, so dass die erste Lauffläche 154 innerhalb
des Trägers 210 rotiert.
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Zur
Montage des Trägers 210 wird
die Deckplatte 220 an den Inseln 218 der Grundplatte 211 befestigt. Die
Stiftwellen 246 der stützenden
Planetenrollen 245 werden in die Stiftlöcher 216 der Grundplatte 211 und die
Stiftlöcher 222 der
Deckplatte 220 eingeführt,
so dass die zweiten Laufflächen 248 reibschlüssig an
der ersten Lauffläche 154 der
Sonnenrolle 153 anliegen. Die Stiftwelle 231 der
belastenden Planetenrolle 230 wird in das Stiftloch 215 der
Grundplatte 211 und das Stiftloch 221 der Deckplatte 220 eingeführt, so
dass die dritte Lauffläche 240 reibschlüssig an
der ersten Lauffläche 154 der
Sonnenrolle 153 anliegt.
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Das
doppelreihige Lager 260 wird in der vierten Bohrung 273 des
Traktionsantriebsgehäuses 270 angeordnet.
Um das doppelreihige Lager 260 weiter zu sichern, kann
ein Sprengring 275 verwendet werden. Das doppelreihige Lager 260 wird
mit der Ausgangswelle 252 des Außenringorgans 250 verbunden,
so dass sich das Außenringorgan 250 frei
drehen kann. Die vordere Stirnfläche 271 des
Traktionsantriebsgehäuses 270 wird
mit der Rückseite 213 der
Grundplatte 211 verbunden, indem die Löcher 272 zu den entsprechenden
Löchern 214 ausgerichtet
werden und geeignete mechanische Mittel, wie beispielsweise Schrauben
oder Nieten, verwendet werden. In dieser Stellung liegt die vierte
Lauffläche 251 des
Außenringorgans 250 reibschlüssig an
der dritten Lauffläche 240 der
belastenden Planetenrolle 230 und den zweiten Laufflächen 248 der
stützenden
Planetenrollen 245 an.
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Im
Betrieb wird den Wicklungen der inneren Pole 142 elektrische
Leistung zugeführt,
wodurch der Rotor 150 und die Sonnenrolle 153 in
Rotation versetzt werden und Leistung mit einer hohen Wickelgeschwindigkeit übertragen
wird. Die Leistung wird von der ersten Lauffläche 154 der Sonnenrolle 153 auf
die zweiten Laufflächen 248 der
stützenden
Rollen 245 und die dritte Lauffläche 240 der belastenden
Planetenrolle 230 übertragen.
Dann wird die Leistung von den zweiten Laufflächen 248 und der dritten
Lauffläche 240 auf
die vierte Lauffläche 251 des
Außenrings 250 übertragen.
Schließlich
wird die Leistung über
die Speichen 253 des Außenrings 250 auf die
Ausgangswelle 252 übertragen,
wo sie mit einer geringeren Winkelgeschwindigkeit abgegeben wird.
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Während sich
die Sonnenrolle 153 in 5 dreht,
bewirkt die Reibungskraft FR (Traktion),
die an der Kontaktstelle zwischen der ersten Lauffläche 154 und
der dritten Lauffläche 240 der
belastenden Planetenrolle 230 erzeugt wird, eine Rotation
der belastenden Rolle 230 und erzeugt eine Reaktionsreibungskraft
FR an der Kontaktstelle zwischen der Lauffläche 240 und
der vierten Lauffläche 251 des
Außenrings 250.
Diese Reibungskräfte
ziehen die belastende Rolle 230 in einen konvergierten
Keilspalt zwischen der Sonnenrolle 153 und dem Außenring 250,
in beiden Richtungen in Abhängigkeit
von der Drehrichtung der Sonnenrolle 153. Die Reibungskräfte FR werden durch Normalkontaktkräfte N an
den Kontaktstellen zwischen der ersten Lauffläche 154 und der dritten
Lauffläche 240 und
zwischen der vierten Lauffläche 251 und
der dritten Lauffläche 240 ausgeglichen
und durch eine Tragkraft FS, die von dem
Träger 210 über die
Stiftwelle 231, den elastischen Einsatz 232 und
das Traglager 235 auf die belastende Rolle 238 übertragen
wird.
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Die
Größe der Normalkraft
N, die in Reaktion auf die Reibungskraft F
R erzeugt
wird, wird durch die Tragsteifigkeit K
S der
Baugruppe der belastenden Rolle
230 im Verhältnis zu
der Kontaktsteifigkeit an den Kontaktstellen zusammen mit der strukturellen
Flexibilität
des Außenrings
250 und
der Flexibilität
der anderen relevanten Komponenten gesteuert. Die gesamte wirksame
Kontaktsteifigkeit, die eine Hertzsche Kontaktsteifigkeit darstellt,
die strukturelle Flexibilität
des Außenrings
250 und
aller anderen relevanter Komponenten, sei mit K
R bezeichnet.
Die folgende Gleichung ist allgemein zutreffend.
wobei
- KS
- = wirksame Tragsteifigkeit
der belastenden Rolle
- KR
- = wirksame Kontaktsteifigkeit
zwischen der belastenden Rolle und der Sonnenrolle und zwischen
der belastenden Rolle und dem Außenring
- μ0
- = Koeffizient des
Betriebskraftschlusses
- δ
- = Betriebskeilwinkel
(abweichend vom Anfangskeilwinkel).
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Um
den Traktionsantrieb
200 vor übermäßigem Schlupf an den Kontaktstellen
zu schützen,
muss die folgende Ungleichung eingehalten werden.
wobei
- μm
- = maximaler verfügbarer Traktionskoeffizient.
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Die
zweiten Laufflächen 248 der
stützenden
Rollen 245 befinden sich zwischen und in Kontakt mit der ersten
Lauffläche 154 der
Sonnenrolle 153 und vierten Laufflächen 251 des Außenrings 250.
Die stützenden Rollen 245 stellen
angemessene Kräfte
an den Kontaktstellen zwischen dem Außenring 250 und den
jeweiligen stützenden
Rollen 245 zur Verfügung,
um die Kontaktkräfte
an der Kontaktstelle zwischen dem Außenring 250 und der
belastenden Rolle 230 auszugleichen. Ebenso stellen die
stützenden
Rollen 245 angemessene Kräfte an Kontaktstellen zwischen
der Sonnenrolle 153 und den stützenden Rollen 245 zur
Verfügung,
um die Kontaktkräfte
an der Kontaktstelle zwischen der Sonnenrolle 153 und der
belastenden Rolle 230 auszugleichen. Somit sind die auf
den Außenring 250 und
die Sonnenrolle 153 wirkenden Kräfte intern selbstausgleichend.
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Wie
nachvollziehbar ist, können
die Reibungskräfte
auch an den Kontaktstellen zwischen den stützenden Rollen 245 und
dem Außenring 250 und
zwischen den stützenden
Rollen 245 und der Sonnenrolle 153 erzeugt werden.
Diese Reibungskräfte
können
auch helfen, Drehmoment und Leistung zwischen der Sonnenrolle 153 und
dem Außenring 250 zu übertragen.
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Aus
Gründen
des Wirkungsgrades müssen
herkömmliche
Traktionsantriebe mit einem Keilwinkel arbeiten, der kleiner als,
aber nahe an dem so genannten Reibungswinkel δf ist,
der definiert ist als: δf =
2 Arctan μ (3)wobei μ der Reibungskoeffizient
an der Kontaktstelle ist.
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Dies
erzwingt eine unerwünschte
Konstruktionsbeschränkung
hinsichtlich der Azimut-Position der belastenden Rolle 230,
da der Keilwinkel 6 direkt mit der Azimut-Position α der belastenden
Rolle 230 korreliert, im Verhältnis zu der Exzentrizität e der
ersten Lauffläche 153 der
Sonnenrolle bezüglich
der vierten Lauffläche 251 des
Außenrings.
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Wie
sich der Gleichung (2) entnehmen lassen kann, ist es möglich, den
Traktionsantrieb 200 in einem weiten Bereich gegebener
Betriebskeilwinkel zu betreiben, unabhängig vom Reibungskoeffizienten,
ohne Aufgabe des Wirkungsgrads des Antriebs, indem ein geeignetes
Verhältnis
der effektiven Tragsteifigkeit KS zur effektiven
Kontaktsteifigkeit KR gewählt wird.
Das heißt,
der Traktionsantrieb 200 ist in der Lage, mit einem Betriebstraktionskoeffizienten
zu arbeiten, der in der Nähe
des maximal verfügbaren
Wertes liegt, selbst bei einem kleinen Keilwinkel. Dies erlaubt
es, die belastende Rolle 230 an oder in der Nähe der Azimut-Position
zu platzieren, die dem breitesten Keilspalt entspricht. Als Folge
hiervon kann die gleiche belastende Rolle 230 als bi-direktionaler
Belastungsmechanismus verwendet werden, was den Entwurf und die
Konstruktion des Traktionsantriebs 200 erheblich erleichtert.
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Variationen
und Veränderungen
sind im Rahmen der beigefügten
Ansprüche
möglich.
