DE8204396U1

DE8204396U1 - DRIVE DEVICE

Info

Publication number: DE8204396U1
Application number: DE19828204396
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1983-09-22

Description

G 354 Ot/Gr
1 5. FEB. 19BZG 354 Ot / Gr
1 FEB 5. 19BZ

Firma Erwin Stelzer, 3530 Warburg/Westf.Erwin Stelzer, 3530 Warburg / Westf.

Antri e b svorri chtungDrive device

ogSCogSC

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Antrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an electromotive drive according to the preamble of claim 1.

Arbeitsmaschinen, die in der Reinraumtechnik eingesetzt werden sollen, dürfen keine Lüftung aufweisen, damit stets vorhandene Keime und Staubteilchen nicht aufgewirbelt werden, die eine
Kontamination aus der Umgebung bewirken würden. Beispielsweise für die Fertigung von elektrischen Halbleitern, pharmazeutischen Präparaten u.dgl. ist Keim- und Partikelfreiheit zumindest für wesentliche Verarbeitungsschri1;te geboten. Infolgedessen können selbst gekapselte Motoren nicht ohne weiteres verwendet werden. Antriebe, wie sie in der DE-PS 23 62 794 beschrieben sind, erweisen sich für manche Anwendungen als zu groß und zu schwer.Working machines that are to be used in clean room technology must not have any ventilation so that germs and dust particles that are always present are not whirled up
Would cause contamination from the environment. For example, in the manufacture of electrical semiconductors, pharmaceutical preparations and the like, freedom from germs and particles is required, at least for essential processing steps. As a result, even sealed motors cannot be used easily. Drives, as described in DE-PS 23 62 794, prove to be too big and too heavy for some applications.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, derartige Antriebe zur Verwendung auch bei extremen Hygiene-Anforderungen in Richtung auf möglichst kleine Abmessungen bzw. geringes Leistungsgewicht zu verbessern. Ferner soll der Einsatz von erfindungsgemäßen Motoren auch unter höheren Arbeite- bzw. Umgebungstemperaturen als bisher möglich sein.The main object of the invention is to use such drives even with extreme hygiene requirements in the direction of the smallest possible dimensions or low power-to-weight ratio to enhance. Furthermore, the use of motors according to the invention should also be used at higher working or ambient temperatures than before to be possible.

Das Prinzip der Erfindung ist im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Dank des vorgesehenen Wärmeaustauschers kann die von der Verlustleistung des Motors herrührende und sich hauptsächlich in seinem Inneren ansammelnde Wärme auf einfache Weise nach außen abgeführt werden. Dies kann fortlaufend geschehen, so daß durch die ständige Kühlung des Motors dieser stärker belastbar und auch bei höheren Außentemperaturen einsetzbar ist. Die vollständige Kapselung in einer außen glatten vorzugsweise aus Chromnickelstahl bestehenden Haube mit Boden-Abschlußplatte kann dabei unverändert beinhalten bleiben. Der erfindungsgemäße Motor wird daher auch höchsten hygienischen ( \ Anforderungen gerecht, ist aber - bezogen auf die verfügbare Antriebsleistung - sehr viel kleiner und leichter als herkömmliche Antriebe. Umgekehrt ist bei gleichen Abmessungen ein großer Leistungsgewinn erzielbar, der das Doppelte bis Dreifache der bisher möglichen Leistungswerte zu erreichen gestattst.The principle of the invention is specified in the characterizing part of claim 1. Thanks to the heat exchanger provided can absorb the heat generated by the power dissipation of the motor and mainly accumulating inside it easily discharged to the outside. This can be done continuously, so that by the constant cooling of the motor this is more resilient and can also be used at higher outside temperatures. Complete encapsulation in a smooth exterior Preferably made of chrome-nickel steel hood with base plate can remain unchanged. The motor according to the invention is therefore also extremely hygienic (\ Meets requirements, but is - in relation to the available drive power - much smaller and lighter than conventional ones Drives. Conversely, with the same dimensions, a large gain in performance can be achieved, which is double to triple that to achieve previously possible performance values.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9. Hiervon behandeln die Ansprüche 2 bis 5 Art, Anordnung und Ausgestaltung des Wärmeaustauschers in überraschend einfachen, überaus zweckmäßigen Konstruktionen.Advantageous further developments of the invention are the subject matter of claims 2 to 9. Of these, claims 2 to 5 deal with the type, Arrangement and design of the heat exchanger in surprisingly simple, extremely useful constructions.

Die Anschlüsse für Wicklung und Kühlmedium können oben an bzw. unter der Motorumhüllung bzw. Stahlhaube sitzen. Dies ist technisch leicht auszuführen, doch können Außenanschlüsse im Oberteil stören. Deshalb sieht Anspruch 6 eine besondere Ausführungsform mit Anschluß-Zwischenflansch unterhalb der Bodenplatte vor. Gemäß den Ansprüchen 7 und 8 kann ein Dichtflansch mit Gleitringdichtung vorhanden sein, um die bodenseitige Abdichtung noch zu verbessern. In einem Ringraum unterhalb der Bodenplatte kann sich laut Anspruch 9 zusätzlich eine gut fbgedichtete Kupplung befinde: welche die Einsatzmöglichkeiten des Antriebes noch vielfältiger gestaltet.The connections for winding and cooling medium can be located on top of or under the motor casing or steel hood. This is technical easy to implement, but external connections in the upper part can interfere. Therefore claim 6 sees a special embodiment with a connecting flange below the base plate. According to claims 7 and 8, a sealing flange with a mechanical seal be available in order to improve the bottom-side seal. In an annular space below the base plate can According to claim 9, there is also a well sealed coupling: which makes the possible uses of the drive even more diverse.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments based on the drawing. Show in it:

Fig. 1 eine Axialschnittansicht eines erfindungsgemeSen Antriebes,Fig. 1 is an axial sectional view of a device according to the invention Drive,

Fig. 2 eine weitere Axialschnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Antriebes nach der Erfindung,2 shows a further axial sectional view of a modified embodiment of a drive according to the invention,

* Fig. 3 eine schematisierte Axialschnittansicht eines Antriebes ! nach der Erfindung mit Anschluß-Zwischenflansch und* Fig. 3 is a schematic axial sectional view of a drive ! according to the invention with connecting flange and

Gleitringdichtung,Mechanical seal,

Fig. 4 eine schematisierte Seitenansicht eines Rührwerks- ', antriebes nach der ErfindungFig. 4 is a schematic side view of an agitator ', drive according to the invention

ι Fig. 5 eine vergrößerte Schnittar&sicht (entsprechend derι Fig. 5 is an enlarged sectional view (corresponding to the

Linie V-V in Fig. 6) durch eine Kupplung für einen Antrieb beispielsweise gemäß Fig. 4 undLine V-V in Fig. 6) through a coupling for a drive, for example according to Fig. 4 and

Fig. 6 einen Querschnitt entsprechend der Linie VI-VI in Fig.Fig. 6 shows a cross section according to the line VI-VI in Fig.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ein Motor 10 mit einem Rotor 12 dargestellt, der eine hohle Welle 14 und Lagerschilder 16, 16' aufweist. Sein Ständer oder Stator 18 hat ein Blech- |; paket 20 mit einer Wicklung 22, deren Anschlüsse 24' zur Unterseite geführt sind; strichpunktiert ist eine mögliche obere Anordnung von Anschlüssen 24 angedeutet. Eine aus rostfreiem Edelstahl bestehende Haube 26 und eine Bodenplatte 28 kapseln ι den Motor 10 allseits dicht. Eine Dichtungseinrichtung 30 ■· gewährleistet, daß eine Welle 32 einer angeschlossenen Arbeits- \ maschine, beispielsweise eines Rührwerks, die Bodenplatte 28 abriebfrei durchsetzt.In the exemplary embodiment in FIG. 1, a motor 10 is shown with a rotor 12 which has a hollow shaft 14 and end shields 16, 16 '. Its stator or stator 18 has a sheet metal | package 20 with a winding 22, the connections 24 'of which are led to the bottom; A possible upper arrangement of connections 24 is indicated by dash-dotted lines. A hood 26 made of stainless steel and a base plate 28 encapsulate the engine 10 tightly on all sides. A sealing device 30 ■ · ensures that a shaft 32 a connected machine work \, for example, an agitator, the bottom plate 28 without abrasion interspersed.

An der Außenseite des Stators 18 ist ein Wärmeaustauscher 34 angeordnet. Er kann aus einem System von Kanälen 36 bestehen, ■\ die beispielsweise in Form einer wendeiförmigen Ausdrehung im ι<· Stator-Blechpaket 20 Rillen 38 bilden, in die eine Schlange aus Kupferrohr eingepreßt ist. Eine untere Armatur 42' (oder, wie gestrichelt angedeutet, eine obere Armatur 42) kann für die Zu- und Abfuhr eines fluiden Mediums vorgesehen sein, insbesondere für Kühlwasser.A heat exchanger 34 is arranged on the outside of the stator 18. It can consist of a system of channels 36, ■ \ form, for example in the form of a helical recess in ι <· stator core 20 grooves 38, is pressed into a coil of copper tubing. A lower fitting 42 '(or, as indicated by dashed lines, an upper fitting 42) can be provided for the supply and discharge of a fluid medium, in particular for cooling water.

Um die Anschlüsse sinnvoll unterzubringen, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn ein Anschluß-Zwischenflansch 44 unterhalb der Bodenplatte 28 vorhanden und die Haube 26 bis zu diesem Anschluß-In order to accommodate the connections in a meaningful way, it is particularly advantageous if a connection intermediate flange 44 below the Base plate 28 available and the hood 26 up to this connection

Zwischenflansch 44 herabgezogen ist. Die Welle 32 der (nicht gezeichneten) Arbeitsmaschine kann einen Konus 62 haben, der in einer Konusaufnähme 60 der Motorwelle 14 geführt ist. Oben ist die Welle 32 zweckmäßig in einem Zylinderlager 64 mit Teller-! fe^er 66 und Flanschschraube 68 gehaltert.Intermediate flange 44 is pulled down. The shaft 32 of the work machine (not shown) can have a cone 62 which is guided in a cone seat 60 of the motor shaft 14. Above the shaft 32 is useful in a cylinder bearing 64 with plate! fe ^ er 66 and flange screw 68 supported.

Die Ausführungsform von Fig. 2 entspricht weitgehend derjenigenThe embodiment of FIG. 2 largely corresponds to that

ven Fig. 1. An einer Grundplatte 54, die auch in Fig. 1 schema- iven Fig. 1. On a base plate 54, which is also shown in FIG

tisch angedeutet ist, kann ein Dichtflansch 48 angebracht sein, |Table is indicated, a sealing flange 48 can be attached, |

der eine Gleitringdichtung 50 mit Fangschalen 52, 52' aufweist. |which has a mechanical seal 50 with catch shells 52, 52 '. |

Einzelheiten einer solchen Anordnung sind in der DE-PS 23 62 795 \ Details of such an arrangement are in DE-PS 23 62 795 \

( ausführlich beschrieben; auf die dortige Offenbarung insbesondere I ( described in detail; refer to the disclosure there in particular I

in den Fig. 9 bis 11 wird ausdrücklich Bezug genommen. -Jjexpress reference is made to FIGS. 9-11. -Yy

Auch das Ausführungsbeispiel von Fig. 3 hat einen solchen Auf- 2 bau. Man erkennt hier besonders deutlich, daß zwischen der Boden- <| platte 28 und der Grundplatte 54 ein in der Höhe durch Abstands- f stützen 70 definierter Ringraum 46 vorhanden ist, der die ins- f gesamt mit 76 bezeichneten Steuerelemente für den Betrieb der I betreffenden Arbeitsmaschine aufnimmt, namentlich Klemmleisten, \ Sicherungen, Schütse, Drucktaster usw., aber auch die Armatur 42· | für den Kühlwasseranschluß enthalten kann. \ The embodiment of FIG. 3 also has such a structure. One can see here particularly clearly that between the ground <| plate 28 and the base plate 54 a in height by distance f support 70 defined annular space 46 is present which receives the INS f total of 76 designated controls for the operation of the I working machine in question, in particular terminal blocks, \ fuses, Schütse, pushbutton etc., but also the fitting 42 · | for the cooling water connection. \

Fig. 4 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Motors 10, der ebenfalls zwischen Bodenplatte 28 und Anschluß-Zwischenflansch (mit Abstandsstützen 70) einen Ringraum 46 aufweist, in dem die Anschlüsse 24 und/oder 42 untergebracht sind. Außerdem ist eine Kupplung 56 mit Dichtungseinrichtung 30 für eine Welle 32 vorgesehen, die an ihrem unteren Ende ein Rührwerkzeug 72 beispiels- \ weise in Form eines Propellers tragen kann. Die Kupplung 56 kann ; den in der DE-PS 23 62 794 dargestellten Aufbau besitzen; auf die Offenbarung namentlich anhand der dortigen Fig. 4 bis 12 \ wird ausdrücklich Bezug genommen. ί4 illustrates an exemplary embodiment of a motor 10, which likewise has an annular space 46 between the base plate 28 and the connecting intermediate flange (with spacer supports 70) in which the connections 24 and / or 42 are accommodated. In addition, a clutch 56 is provided with sealing means 30 for a shaft 32 which can carry at its lower end an agitator 72 beispiels- \, in the form of a propeller. The clutch 56 can; have the structure shown in DE-PS 23 62 794; in particular to the disclosure of the local Fig. 4 with reference to 12 \ Reference is expressly made. ί

Ein Beispiel ist. vorliegend in Fig. 5 und 6 gezeichnet. Die f Welle 32 ist über einen Keil 55 mit einem Steckerteil 57 ver- IAn example is. presently drawn in FIGS. 5 and 6. The shaft 32 is connected to a plug part 57 via a wedge 55

bunden, der Mitnehmer 58 mit elastischen Einlagen 59 aufweist. ibound, the driver 58 with elastic inserts 59 has. i

ι ι tiι ι ti

* I I III * «111* I I III * «111

Il till IlIl till Il

Man erkennt, daß die in der Hohlwelle 14 vorgesehene Aussparmig für die Kupplung 56 Axialbohrungen aufweist, in welche der Steckerteil 57 mit Stehbolzen formschlüssig einsteckbar ist, Da diese Verbindungselemente ins Innere des Antriebes verlagert und nach außen abgedichtet sind, entfällt ein herkömmlicher vorstehender Wellenstumpi, an den Arbeitsmaschinen mit einer umlaufenden Kupplung angeschlossen werden mußten,, die Staub aufwirbelte und unvermeidlich auch eigenen Abrieb in die Umgebung brachte.It can be seen that the recess provided in the hollow shaft 14 for the clutch 56 has axial bores into which the Plug part 57 can be positively inserted with stud bolts, since these connecting elements are shifted into the interior of the drive and are sealed to the outside, a conventional one is not required protruding shaft stump, on the working machines with a revolving coupling had to be connected, the dust whirled up and inevitably brought its own abrasion into the environment.

Der erfindungsgemäßo, allseits vollständig gekapselte Motor hat C ein besonders niedriges Leistungsgewicht und ist dank seiner kompakten Abmessungen und hohen Temperaturfestigkeit zum Einsatz auch und gerade unter erschwerten Bedingungen bestens geeignet.The motor according to the invention is completely encapsulated on all sides C has a particularly low power-to-weight ratio and is used thanks to its compact dimensions and high temperature resistance also and especially ideally suited under difficult conditions.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich räumlicher Anordnungen und konstruktiver Einzelheiten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All features and advantages, including spatial ones, that emerge from the claims, the description and the drawing Arrangements and structural details can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations be.

I «III «II

III IIII I

I I II I I

Claims

~ 4 # ΤΓ · "5Ti V · · ο · · DIPL-PHYS. KARL H. OLBRICHT office / office: am weinberq 15 PATENTANWALT D-3551NIEDERWEIMAR / HESSEN STAATL. QEPR. OBERSETZER TELEPHONE: (06421} 78627 TELEQRAMMEBURAM: PAlA 354 Ot / Gr 1 February 5, 1982 Erwin Stelzer Company, 3530 Warburg / Westphalia

1. Electromotive drive for work machines, consisting of a motor (10) with rotor (12), shaft (14), end shields (16, 16 ¹ ) and stator (18) made of laminated core (20) and winding (22) including connections ( 24), with one the engine

j (10) tightly encapsulating envelope (26) in particular made of non-

(rusting steel and with a base plate (28), which is used for

Flange attachment formed on the machine and provided with sealing devices (30) for the motor shaft (14) or the shaft (32) of the working machine connected to it is, characterized in that in the motor (10), namely on or in the stator (18), a heat exchanger (34) is arranged.

2. Drive according to claim 1, characterized in that that at least in the surface of the stator core (20) a channel system (36) for a fluid medium is incorporated.

- 2 -- 2 -

j |

3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e η η-. indicates that the heat exchanger (34) between the outer circumference of the stand (18) and the casing (26) is attached in a thermally conductive manner.

f

4. Drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the stand (18) grooves (38), grooves or the like. has, in which the turns of a coil

! · (40) sit tightly.

§

5. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized g e-

* {, indicates that the stator core (20) is provided with a helical expression (36), in which a copper pipe (40) is pressed in.

6. Drive according to at least one of claims 2 to 5, characterized in that electrical connections (24) for stator winding (22) and fittings (42, 42) for the fluid? Medium, especially cooling water, to a below

- the base plate (28) located connecting intermediate flange

• (44) are guided up to the underside of the envelope

(26) is enough.

7. Drive according to at least one of claims 2 to 6, characterized in that a sealing flange (48) with Mechanical seal (50) below the base plate (28) or of the connecting intermediate flange (44) is present and that the casing (26) to the underside of the sealing flange (48) enough.

8. Drive according to claim 7, characterized in that the mechanical seal (50) is nested in several stages and supported by a base plate (54) which, at a distance from the base plate (28), forms an annular space with this within the envelope (26) (46) forms, in which all connection and control elements necessary for the operation of the working machine (armature 42, 42 ^f ; terminal strip, fuses, contactors, pushbuttons etc .: 76) are housed.

..· 4, J '■ '■ i .. · 4, J '■' ■ i

Drive according to at least one of Claims 6 to 8, the shaft (14) of the motor (10), in particular a hollow shaft, having a coupling (56) which is integral with it or which supports it, characterized in that the
The coupling (56) lies completely inside the annular space (46), which is delimited by the connecting intermediate flange (44) or the sealing flange (48) and is located below the base plate (28), is sealed off from the outer space and has an especially elastic entrainment device ( 58).