WO2008125220A1 - Lüfterhaube und antrieb - Google Patents

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WO2008125220A1
WO2008125220A1 PCT/EP2008/002627 EP2008002627W WO2008125220A1 WO 2008125220 A1 WO2008125220 A1 WO 2008125220A1 EP 2008002627 W EP2008002627 W EP 2008002627W WO 2008125220 A1 WO2008125220 A1 WO 2008125220A1
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WO
WIPO (PCT)
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slots
fan
fan cover
axial
cowl
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/002627
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Petr Osipov
Karl-Heinz Tröndle
Michael Riffel
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority to BRPI0810901-0A priority Critical patent/BRPI0810901B1/pt
Priority to EP08734970.0A priority patent/EP2147217B1/de
Priority to CN2008800118735A priority patent/CN101657645B/zh
Publication of WO2008125220A1 publication Critical patent/WO2008125220A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/70—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning

Definitions

  • the invention relates to a fan cover and a drive.
  • the invention is therefore based on the object to improve the safety and environmental protection, in particular, the emissions are to be reduced in industrial drives.
  • the object is achieved in the fan guard according to the claim 1, 2 or 3 and in the drive according to the features indicated in claim 14.
  • slits for reducing the noise emission are arranged on the circumference of the fan cowling on the fan cowling.
  • BESTATIGUNGSKOPIE the slots being arranged in such a way that they hinder the propagation of coupled-in vibration components, in particular in the connection region of coupled-in vibration components.
  • connecting portions for attaching the fan cover to a structure-borne sound component wherein slots are provided to reduce the airborne radiation introduced via the connection regions from the coupled regions.
  • the fan cover connecting areas for attachment of the fan cover to a structure-borne sound component comprises, wherein slots are provided as a sound brake for coupled via the connection areas structure-borne sound.
  • the fan cowling is provided by way of example for industrial drives, which usually include transmissions that are driven by electric motors, wherein the electric motors are supplied by converters. Pulse width modulated operation of the inverter and other electrical variables lead to time-varying forces on parts of the drive. For example, vibrations are excited by electromagnetically influenced parts. These vibrations cause the emission of sound as an emission into the environment. In particular, vibrations are also transmitted from the motor housing, including bearing flange, via screw connections to the fan hood of the motor screwed to the motor housing, where it is emitted as sound.
  • the advantage here is that with very cost-effective means the noise emissions are reducible and thus improves environmental protection.
  • the mass of the arrangement, so the drive is reduced, and thus reduces the weight.
  • material is saving and thus the environmental protection can be improved. It is therefore important in the invention that structure-borne noise is indeed coupled into the fan cover at the fastening points, but by means of the slots as a sound brake or structure-borne sound obstacle, the propagation of structure-borne noise into other areas of the fan cowl can be prevented or at least reduced.
  • sheet metal can be selected as a material for the fan cover and still the conversion of structure-borne noise in airborne noise can be reduced, which would be very pronounced without the slots.
  • the slots are thus arranged in the area around the fastening means in such a way that they impede the propagation of structure-borne noise. It is also important that the structure-borne sound vibrates in different modes, that is to say forms of vibration in the radial, axial direction and the like.
  • the invention teaches that the slots are mounted so that those modes that make up the majority of the coupled structure-borne sound are reduced or even suppressed by the shape and the shape of the slots.
  • the invention does not relate to these sound emissions.
  • the aforementioned structure-borne noise coupled into the fan cowl is generated by the device to which the fan cowl is fastened. For example, this is a drive whose electric motor is powered by a converter.
  • vibrations can be coupled by the inverter, on the other hand, vibrations by the alternating Bestrom ung the stator windings are coupled.
  • vibrations also originate from the gearbox or from bearings and not fully balanced components. Also other causes are present.
  • structure-borne noise is generated, which occurs on the housing part of the drive, in particular a bearing plate of the electric motor of the drive.
  • Einkoppelungsde be created for this structure-borne noise in the fan guard.
  • the fan cowl is designed around the engine essentially round or as a rounded polygon.
  • the motor is designed to be substantially round to the fan guard, with cooling fins and the like are not taken into account. Therefore, a substantial portion of the coupled structure-borne noise propagates in the circumferential direction and another important component also propagates in the axial direction. Accordingly, the slots are designed such that this propagation is reducible or even preventable.
  • a sheet metal in particular steel sheet selectable.
  • the slots are easily and quickly generated by punching.
  • a high strength against mechanical loads can be achieved, in particular in contrast to the use of plastic.
  • the slots are formed so that the spread of these essential components can be prevented or reduced.
  • the slots are oriented in the axial and / or circumferential direction. If the slots are oriented in the axial direction, it is advantageous to reduce the oscillation amplitudes of radial modes which would also propagate in the circumferential direction starting from the coupling-in areas. When oriented in the circumferential direction advantageously according to vibration amplitudes of other modes can be reduced. In particular, both types of slit can be combined.
  • the slots arcuate, U-shaped and / or C-shaped surround the Einkoppelungs Schemee.
  • the opening of the sheet, the U or C is oriented in the axial direction.
  • the coupling-in areas comprise connecting areas, in particular screwed connections, with the motor housing, in particular with a bearing plate of the motor housing.
  • the fan cowl comprises a cylindrical region in a first axial section, a bevelled region in a second axial region, and a fan cowl lattice in a third axial region.
  • the slots extend in the axial direction only partially over the width of the cylindrical portion.
  • the advantage here is that the stability of the fan guard is only slightly affected. In particular, extend from the edge or are provided only inside the fan guard.
  • a respective slot arranged in the circumferential direction in front of the connection region has an angle ⁇ to the connection region, for
  • angle ⁇ and angle ß is equal in magnitude.
  • the respective slots arranged in the circumferential direction after and in front of the connection region are arranged symmetrically with respect to the connection region.
  • the arrangement and formation of the slots are designed such that the sound emissions are reduced.
  • the advantage here is that the molding no cost increases and thus a cost-effective method for reducing emissions is provided.
  • the slots are arranged on the circumference of the fan cover between mounting screws, in particular around them. The advantage here is that occurring there large vibration amplitudes of rotating waves and standing waves can be reduced.
  • the fan cowl performs a housing-forming function for a fan and / or an angle sensor connected to the motor shaft.
  • the advantage here is that the fan cover is a housing part that radiates low sound emission in a cost effective manner.
  • the drive comprises at least one electric motor and / or a transmission, wherein slots are arranged on at least one housing part for reducing the noise emission.
  • the housing part is a cooling fin, a connection box or a fan cover.
  • Particularly flat or thin flat parts, such as ribs and hoods contribute without the slots considerable amounts of sound emission.
  • the advantage here is that the drive by simple and inexpensive measures, such as slots of parts, sound-reducing executable.
  • the structure-borne noise generated by the engine and / or transmission which is coupled into the housing part at the respective attachment areas and / or connection areas for connection to the engine and / or transmission, in its propagation within the housing part preventable or at least is the spread erhisbar.
  • the spread erhisbar preventable or at least is the spread erhisbar.
  • a housing part is a cooling fin, a connection box or a fan cover.
  • Components are providable, not necessarily a sheet metal part but also a casting is used.
  • connecting regions in particular comprising fastening screws, which can be screwed into threaded bores of the motor housing are provided to connect the fan cover to the motor housing, in particular where structure-borne noise from the motor housing via the connecting portions in the fan cover.
  • slots are arranged in areas of the fan guard with low rigidity or strength.
  • the advantage here is that exactly in these areas without the slots large amplitudes would occur.
  • slots are arranged in the second or third axial region of the fan cowl.
  • FIG 1 is an inventive fan cover for the drive.
  • the fan cover 3 is connected by means of fastening screws, which are provided on the recesses 2, with the motor housing of the drive. There are four recesses 2 provided on the circumference.
  • the fan cover 3 has a fan cowl grille 4, which is provided for passing the cooling air flow of the fan, which of the fan cover 3 for protection and the
  • the fan is mounted on an axial end portion of the engine, preferably a bearing flange.
  • the cylindrical portion 5 is arranged axially oriented.
  • the chamfered region 6 adjoins this region 5 and ends in the region of the fan hood grille 4.
  • slots 1 are provided, which are oriented in the axial direction. Preferably, two are provided each near the respective recess 2.
  • eight or a different number of recesses 2 are provided.
  • the number of slots and the shape, in particular length, of the slots are adaptable and adaptable to reduce the noise emissions.
  • slots 1 are advantageous, such as radial or oblique arrangement of the slots.
  • the slots can therefore also be provided in the slanted area or even in the fan cowl lattice. It is particularly advantageous to mount the slots in areas where, without the slots, a large or even a locally maximum oscillation amplitude occurs.
  • a propagation of the coupled structure-borne noise in the circumferential direction is prevented or at least reduced. It is, so to speak, the vibration wave propagation in the circumferential direction interrupted. Through the slots, the vibration amplitudes and Thus, the sound radiation, including noise development of the drive, greatly reduced. It is also important that there is a low tension in the material in the circumferential direction in those areas in which no fastening screws are provided between the slots.
  • no or only little structure-borne noise can be converted into airborne sound and radiated.
  • the fan cover 3 As a material for the fan cover 3 is thus also selectable metal, which provides better protection than plastic, but radiates a high proportion of structure-borne sound as airborne sound when tightened attachment. By means of the slots but the essential area is relaxed and thus reduces the radiation or even prevented.
  • the structure-borne noise coupled in by the motor housing has a significant proportion of vibrations which are pronounced in the axial direction instead of as described above in the circumferential direction, it is preferably provided in the slot in the circumferential direction axially behind the fastening screw.
  • FIG. 3 b illustrates in an illustrative manner how the fan cowl 3 deforms when the fastening screws are screwed into the bearing plate 31 of the engine and no slots are present.
  • the deformation can be so great that safety is jeopardized because a finger between the end shield and the fan cowl can be inserted into the interior of the engine, even though it was not insertable before tightening the screws.
  • the effect of the vibration-induced movement of the fan cowling is additionally added.
  • the axial extent t of the slots is preferably such that 0.5 • c ⁇ t ⁇ 5 • c, where c is the distance from the screw axis to the hood edge of the fan cowl 3.
  • the fan cover 3 can be connected by means of bayonet lock with the bearing flange or motor housing, for which purpose the fastening screws are screwed into the bearing flange or motor housing.
  • the recesses for fastening screws are shaped accordingly. In this way, the fan cover is fast and easy connectable.
  • the sheet of fan cover is preferably selected as a steel sheet. Instead of four
  • the fan cowling is at least towards the engine, ie axial region in which the connection regions are arranged, substantially round or designed as a rounded polygon.
  • the radial vibration components coupled in by the engine preferably extend in the circumferential direction starting from the connecting regions. Vibration components coupled in by the transmission also propagate in the axial direction starting from the connection regions.
  • the slots are arranged as a sound barrier, in particular each oriented transversely to the propagation directions. Several slots can also be connected to each other.

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Abstract

Lüfterhaube und Antrieb, wobei Schlitze zur Reduzierung der Schallemission am Umfang der Lüfterhaube angeordnet sind, wobei die Schlitze derart angeordnet sind, dass sie der Ausbreitung eingekoppelter Schwingungsanteile hinderlich sind.

Description

Lüfterhaube und Antrieb
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Lüfterhaube und einen Antrieb.
Aus der US 5 118 252 ist eine Lüfterhaube bekannt, der reduzierte Betriebsgeräusche erreichbar macht durch Versteifungsbereiche (vergl. Spalte 4, Zeile 21 und Ansprüche 9 bis 10 dieser Schrift). Die Fertigung der Lüfterhaube ist dabei sehr aufwendig, ausgenommen als Kunststoffspritzgussteil.
Aus der US 6 896 095 B2 ist eine Lüfterhaube bekannt, bei dem Strömungsgeräusche mittels Ausnehmungen vermindert werden.
Aus der JP 072 985 A ist eine rotierende Maschine mit Stator und Rotor sowie Lüfter bekannt.
Aus der JP 622 178 33 ist ein Elektromotor bekannt, der einen Lüfter aufweist. Dabei ist eine Lüfterhaube vorgesehen, die Resonanzboxen, vermutlich Helmholtz-Resonatoren, umfasst, zur Absorption von Schwingungen bestimmter Frequenzen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Sicherheit und Umweltschutz zu verbessern weiterzubilden, wobei insbesondere die Emissionen bei industriellen Antrieben verringert werden sollen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Lüfterhaube nach den in Anspruch 1 , 2 oder 3 und bei dem Antrieb nach den in Anspruch 14 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung sind, dass an der Lüfterhaube Schlitze zur Reduzierung der Schallemission am Umfang der Lüfterhaube angeordnet sind,
BESTATIGUNGSKOPIE wobei die Schlitze derart angeordnet sind, dass sie der Ausbreitung eingekoppelter Schwingungsanteile, insbesondere im Verbindungsbereich eingekoppelter Schwingungsanteile, hinderlich sind.
Alternativ sind die wichtige Merkmale gemäß Anspruch 2, dass die Lüfterhaube
Verbindungsbereiche zur Befestigung der Lüfterhaube an einer Körperschall aufweisenden Komponente umfasst, wobei Schlitze zur Reduzierung der aus über die Verbindungsbereiche eingekoppelten Körperschall bewirkten Luftschallabstrahlung vorgesehen sind.
In weiterer Alternative sind die wichtigen Merkmale nach Anspruch 3, dass die Lüfterhaube Verbindungsbereiche zur Befestigung der Lüfterhaube an einer Körperschall aufweisenden Komponente umfasst, wobei Schlitze als Schallbremse für über die Verbindungsbereiche eingekoppelten Körperschall vorgesehen sind.
Die Lüfterhaube ist beispielhaft für industrielle Antriebe vorgesehen, die meist Getriebe, die von Elektromotoren angetrieben werden, umfassen, wobei die Elektromotoren von Umrichtern versorgt werden. Pulsweitenmoduliertes Betreiben der Umrichter sowie weitere elektrische Wechselgrößen führen zu zeitlich veränderlichen Kräften auf Teile des Antriebs. Beispielsweise werden Schwingungen angeregt durch von elektromagnetisch beeinflussten Teilen. Diese Schwingungen bewirken die Abstrahlung von Schall als Emission in die Umwelt. Insbesondere werden Schwingungen auch vom Motorgehäuse, umfassend Lagerflansch, über Schraubverbindungen an die am Motorgehäuse angeschraubte Lüfterhaube des Motors übertragen und dort als Schall abgestrahlt.
Von Vorteil ist dabei, dass mit sehr kostengünstigen Mitteln die Schallemissionen reduzierbar sind und somit der Umweltschutz verbessert. Außerdem ist die Masse der Anordnung, also des Antriebs, verkleinert und somit das Gewicht reduziert. Außerdem ist Material einsparbar und auch somit der Umweltschutz verbesserbar. Wichtig ist also bei der Erfindung, dass Körperschall zwar an den Befestigungspunkten eingekoppelt wird in die Lüfterhaube, jedoch mittels der Schlitze als Schallbremse oder Körperschallhindernis die Ausbreitung des Körperschalls in weitere Bereiche der Lüfterhaube hinein verhinderbar oder zumindest verminderbar ist. Somit ist sogar Blech als Material für die Lüfterhaube wählbar und trotzdem die Umwandlung von Körperschall in Luftschall verminderbar, die ohne die Schlitze sehr stark ausgeprägt wäre. Die Schlitze sind also im Bereich um die Befestigungsmittel herum angeordnet und zwar so, dass sie die Ausbreitung des Körperschalls erschweren. Dabei ist auch wichtig, dass der Körperschall in verschiedenen Moden schwingt, also Schwingungsformen in radialer, axialer Richtung und dergleichen aufweist. Die Erfindung lehrt dabei, dass die Schlitze so angebracht sind, dass diejenigen Moden, die den Hauptanteil des eingekoppelten Körperschalls ausmachen durch die Form und die Ausprägung der Schlitze vermindert oder gar unterdrückt werden.
Zu Unterscheiden von den hier genannten Schallformen, sind die Strömungsgeräusche und die damit verbundene Schallemission, welche durch den sich drehenden Lüfterflügel und die dadurch bewirkten Luftströmungen verursacht werden. Die Erfindung bezieht sich nicht auf diese Schallemissionen. Der erfindungsgemäße genannte in die Lüfterhaube eingekoppelte Körperschallist von der Vorrichtung, an welcher die Lüfterhaube befestigt ist, erzeugt. Beispielsweise ist dies ein Antrieb, dessen Elektromotor von einem Umrichter gespeist ist. Einerseits sind somit Schwingungen durch den Umrichter einkoppelbar, andererseits sind auch Schwingungen durch die Wechsel-Bestrom ung der Statorwicklungen einkoppelbar. Darüber hinaus stammen Schwingungen auch vom Getriebe oder von Lagern und nicht vollständig ausgewuchteten Komponenten. Auch weitere Ursachen sind vorhanden. Auf diese Weise ist Körperschall erzeugt, der am Gehäuseteil des Antriebes, insbesondere auch einem Lagerschild des Elektromotors des Antriebs, auftritt. Mittels der Befestigungsbereiche werden Einkoppelungsmöglichkeiten für diesen Körperschall in die Lüfterhaube geschaffen. Da die Lüfterhaube ist zum Motor hin im Wesentlichen rund oder als gerundetes Vieleck ausgeführt. Ebenso ist der Motor zur Lüfterhaube hin im Wesentlichen rund ausgeführt, wobei Kühlrippen und dergleichen nicht berücksichtigt sind. Daher breitet sich ein wesentlicher Anteil des eingekoppelten Körperschalls in Umfangsrichtung und ein anderer wichtiger Anteil auch in axialer Richtung aus. Dementsprechend sind die Schlitze derart ausgeführt, dass diese Ausbreitung verringerbar oder gar verhinderbar ist.
Vorzugsweise ist als Material für die Lüfterhaube ein Blech, insbesondere Stahlblech wählbar. Somit sind die Schlitze durch ausstanzen einfach und schnell erzeugbar. Außerdem ist eine hohe Festigkeit gegen mechanische Belastungen erreichbar, insbesondere im Gegensatz zur Verwendung von Kunststoff.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung würde bei Weglassen der Schlitze der wesentliche Anteil der eingekoppelten Schwingungsanteile in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung sich ausbreiten. Von Vorteil ist dabei, dass die Schlitze derart ausformbar sind, dass die Ausbreitung dieser wesentlichen Anteile verhinderbar oder verminderbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schlitze in axialer und/oder in Umfangsrichtung orientiert. Wenn die Schlitze in axialer Richtung orientiert sind, sind vorteiligerweise die Schwingungsamplituden radialer Moden reduzierbar, die sich auch in Umfangsrichtung ausbreiten würden von den Einkoppelungsbereichen ausgehend. Bei Orientierung in Umfangsrichtung sind vorteiligerweise entsprechend Schwingungsamplituden anderer Moden reduzierbar. Insbesondere sind auch beide Schlitzsorten kombinierbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgeben die Schlitze bogenförmig, U-förmig und/oder C-förmig die Einkoppelungsbereiche. Insbesondere ist dabei die Öffnung des Bogens, des U oder des C in axialer Richtung orientiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Ausbreitung entsprechender Moden in der Lüfterhaube unterdrückbar oder zumindest verminderbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Einkoppelungsbereiche Verbindungsbereiche, insbesondere Schraubverbindungen, mit dem Motorgehäuse, insbesondere mit einem Lagerschild des Motorgehäuses. Von Vorteil ist dabei, dass übliche Verbindungsmittel verwendbar sind, über die auch Körperschall einkoppelbar ist. Es müssen also keine schalldämpfenden Verbindungsmittel, wie beispielsweise Kunststoffzwischenscheiben und Kunststoffschrauben, verwendet werden. Bei einer Verwendung solcher Mittel sind selbstverständlich noch bessere Reduzierungen der Schallemissionen erreichbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Lüfterhaube in einem ersten axialen Abschnitt einen zylindrischen Bereich, in einem zweiten axialen Bereich einen abgeschrägten Bereich und in einem dritten axialen Bereich ein Lüfterhaubengitter. Von Vorteil ist dabei, dass weitere schallreduzierende Schlitze vorsehbar sind. Diese sind außerdem kostengünstig herstellbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken die Schlitze sich in axialer Richtung nur teilweise über die Breite des zylindrischen Bereiches. Von Vorteil ist dabei, dass die Stabilität der Lüfterhaube nur geringfügig beeinträchtigt ist. Insbesondere vom Rand aus sich erstrecken oder nur im Inneren der Lüfterhaube vorgesehen sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Verbindungsbereiche, insbesondere Schraubverbindungen, mit dem Motorgehäuse am Umfang einen Winkel von 360° a = zueinander auf. Von Vorteil ist dabei, dass bei der Erfindung eine beliebige Anzahl n von Befestigungspunkten am Umfang vorsehbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist ein jeweils in Umfangsrichtung vor dem Verbindungsbereich angeordneter Schlitz einen Winkel ß zum Verbindungsbereich auf, für
den gilt 0 < ß ≤ — , insbesondere — < ß < — . Ebenso weist ein jeweils in Umfangsrichtung
nach dem Verbindungsbereich angeordneter Schlitz 1 einen Winkel γ zum
Verbindungsbereich auf, für den gilt 0 < γ < — , insbesondere — ≤ γ ≤ — . Von Vorteil ist
dabei, dass eine besonders gute Reduktion der Luftschallemission erreichbar ist, insbesondere bei Elektromotoren mit einer Leistung zwischen 0,3kw und 50OkW und bei einer Drehzahl zwischen 0 und 5000 Umdrehungen pro Minute.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gilt für die axiale Ausdehnung t der Schlitze 0,5 • c ≤ t ≤ 5 ■ c , wobei c der Abstand vom Mittelpunkt des Verbindungsbereiches zum Haubenrand der Lüfterhaube ist. Von Vorteil ist dabei, dass somit bei den Elektromotoren mit einer Leistung zwischen 0,3kw und 50OkW und bei einer Drehzahl zwischen 0 und 5000 Umdrehungen pro Minute eine besonders gute Reduktion der Luftschallemission erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist Winkel γ und Winkel ß betragsmäßig gleich. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Fertigung erreichbar ist und eine besonders gute Reduktion der Luftschallemission erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die jeweils in Umfangsrichtung nach und vor dem Verbindungsbereich angeordneten Schlitze symmetrisch zum Verbindungsbereich angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Anordnung und Ausformung der Schlitze derart ausgeführt, dass die Schallemissionen reduziert sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Ausformungsart keine Kosten erhöht und somit eine kostengünstige Methode zur Emissionsminderung vorgesehen wird. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schlitze am Umfang der Lüfterhaube zwischen Befestigungsschrauben angeordnet, insbesondere um diese herum. Von Vorteil ist dabei, dass dort auftretende große Schwingungsamplituden umlaufender Wellen und auch stehender Wellen verringerbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung führt die Lüfterhaube gehäusebildende Funktion für einen Lüfter und/oder einen mit der Motorwelle verbundenen Winkelsensor aus. Von Vorteil ist dabei, dass die Lüfterhaube ein Gehäuseteil darstellt, das in kostengünstiger Weise wenig Schall-Emission abstrahlt.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antrieb sind, dass er zumindest einen Elektromotor und/oder ein Getriebe umfasst, wobei Schlitze an zumindest einem Gehäuseteil zur Reduzierung der Schallemission angeordnet sind. Beispielsweise ist das Gehäuseteil eine Kühlrippe, ein Anschlusskasten oder eine Lüfterhaube ist. Besonders flache oder dünne flächige Teile, wie Rippen und Hauben tragen ohne die Schlitze erhebliche Anteile an der Schallemission bei.
Von Vorteil ist dabei, dass der Antrieb durch einfache und kostengünstige Maßnahmen, wie Schlitzen von Teilen, schallvermindernd ausführbar ist. In jedem Fall ist der vom Motor und/oder Getriebe erzeugte Körperschall, welcher in das Gehäuseteil an dessen jeweiligen Befestigungsbereichen und/oder Verbindungsbereichen zur Verbindung mit dem Motor und/oder Getriebe eingekoppelt wird, in seiner Ausbreitung innerhalb des Gehäuseteils verhinderbar oder zumindest ist die Ausbreitung erschwerbar. Somit tritt dann im Gehäuseteil nur wenig Körperschall auf und es wird dann infolgedessen nur wenig Luftschall erzeugt und abgestrahlt. Von diesem erfindungsbezogenen Luftschall ist derjenige Luftschall zu unterscheiden, der durch Luftströmungen an den Lüfterflügeln und/oder an Ausnehmungen der Lüfterhaube erzeugt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Gehäuseteil eine Kühlrippe, ein Anschlusskasten oder eine Lüfterhaube. Von Vorteil ist dabei, dass die Schlitze in verschiedenen
Komponenten vorsehbar sind, wobei nicht unbedingt ein Blechteil sondern auch ein Gussteil verwendbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Verbindungsbereiche, insbesondere umfassend Befestigungsschrauben, welche in Gewindebohrungen des Motorgehäuses einschraubbar sind, vorgesehen sind zur Verbindung der Lüfterhaube mit dem Motorgehäuse, insbesondere wobei Körperschall vom Motorgehäuse über die Verbindungsbereiche in den Lüfterhaube. Von Vorteil ist dabei, dass zwar Körperschall über den Verbindungsbereich eingekoppelt werden darf, jedoch dann einfache Mittel, wie Schlitze verwendet werden zur Reduktion der Ausbreitung des Körperschalls in das Gehäuseteil hinein. Somit ist dann auch von diesem Gehäuseteil, insbesondere Lüfterhaube, weniger aus dem Körperschall erzeugter Luftschall abstrahlbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Schlitze in Bereichen der Lüfterhaube mit geringer Steifigkeit oder Festigkeit angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass genau in diesen Bereichen ohne die Schlitze große Amplituden auftreten würden. Dadurch, dass die Schlitze nur klein, also kurz, ausgeführt werden, ist dann die Festigkeit nur unwesentlich verringert, die Schwingungsfähigkeit jedoch verringert, insbesondere wird durch die Schlitze das Ausbilden und Ausbreiten umlaufender und pulsierender Wellen verhindert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Schlitze im zweiten oder dritten axialen Bereich der Lüfterhaube angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass entsprechende Schwingungen unterdrückbar oder zumindest verringerbar sind.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bezugszeichenliste
1 Schlitz 5 2 Ausnehmung für Befestigungsschrauben
3 Lüfterhaube
4 Lüfterhaubengitter
5 zylindrischer Bereich
6 abgeschrägter Bereich 10 30 Befestigungsschraube
31 Lagerflansch
40 U-förmiger oder C-förmiger Schlitz
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Lüfterhaube für den Antrieb.
Die Lüfterhaube 3 ist mittels Befestigungsschrauben, die an den Ausnehmungen 2 vorgesehen sind, mit dem Motorgehäuse des Antriebs verbunden. Es sind vier Ausnehmungen 2 am Umfang vorgesehen.
Die Lüfterhaube 3 weist ein Lüfterhaubengitter 4 auf, das zum Durchleiten des Kühlluftstroms des Lüfters vorgesehen ist, welcher von der Lüfterhaube 3 zum Schutz und zur
Beeinflussung des Kühlluftstromes vorgesehen ist. Dabei ist der Lüfter an einen axialen Endbereich des Motors montiert, vorzugsweise einen Lagerflansch. Der zylindrische Bereich 5 ist axial orientiert angeordnet. Der abgeschrägte Bereich 6 schließt sich an diesen Bereich 5 an und endet im Bereich des Lüfterhaubengitters 4.
Am Umfang der Lüfterhaube 3 sind acht Schlitze 1 vorgesehen, die in axialer Richtung orientiert sind. Vorzugsweise sind je zwei nahe um die jeweilige Ausnehmung 2 vorgesehen.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind acht oder eine andere Anzahl von Ausnehmungen 2 vorgesehen. Auch die Anzahl der Schlitze und die Ausformung, insbesondere Länge, der Schlitze sind anpassbar und zur Verringerung der Schallemissionen entsprechend anpassbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch andere Orientierungen der Schlitze 1 vorteilhaft, wie beispielsweise radiale oder schräge Anordnung der Schlitze. Die Schlitze können also auch im abgeschrägten Bereich oder sogar im Lüfterhaubengitter vorgesehen werden. Besonders vorteilhaft ist es, die Schlitze in Bereichen anzubringen, wo ohne die Schlitze eine große oder sogar eine lokal maximale Schwingungsamplitude auftritt.
Das Motorgehäuse koppelt über die Befestigungsschrauben im Bereich der Ausnehmungen 2 Körperschall ein. Bei axialer Orientierung der Schlitze 1 neben den Ausnehmungen 2 ist eine Ausbreitung des eingekoppelten Körperschalls in Umfangsrichtung verhindert oder zumindest vermindert. Es ist sozusagen die Schwingungswellenausbreitung in Umfangsrichtung unterbrochen. Durch die Schlitze werden die Schwingungsamplituden und somit auch die Schallabstrahlung, also auch Geräuschentwicklung des Antriebs , stark reduziert. Dabei ist auch wichtig, dass in Umfangsrichtung in denjenigen Bereichen, in welchen zwischen den Schlitzen keine Befestigungsschrauben vorgesehen sind, eine niedrige Spannung im Material herrscht. Somit wird hier ähnlich zu einer ungespannten Saite eines Streichinstruments kein oder nur wenig Körperschall in Luftschall verwandelbar und abstrahlbar. Als Material für die Lüfterhaube 3 ist somit auch Metall wählbar, das einen besseren Schutz bietet als Kunststoff, aber bei gespannter Befestigung einen hohen Anteil des Körperschalls als Luftschall abstrahlt. Mittels der Schlitze wird aber der wesentliche Bereich entspannt und somit die Abstrahlung reduziert oder sogar verhindert.
Selbstverständlich strahlen andere Gehäusebereiche, wie Motorgehäuse, Kühlrippen des Motorgehäuses, Anschlusskasten am Motorgehäuse und dergleichen, ebenfalls Schall ab. Auch dort ist das Anbringen von Schlitzen in Bereichen der geringsten Steifigkeit vorteilhaft und emissionsmindernd.
Wenn der vom Motorgehäuse eingekoppelte Körperschall einen wesentlichen Anteil von Schwingungen aufweist, die in axialer statt wie oben beschrieben in Umfangsrichtung ausgeprägt sind, wird vorzugsweise in Schlitz in Umfangsrichtung axial hinter der Befestigungsschraube vorgesehen.
In Figur 4 ist eine Kombination zweier axialen Schlitze und eines Schlitzes in Umfangsrichtung gezeigt, bei dem die Schlitze zusammengefasst sind als U-förmiger oder C- förmiger Schlitz 40 innerhalb des Blechmaterials der Lüfterhaube. Somit sind Ausbreitung und Schwingungen des Körperschalls in Umfangsrichtung reduziert und in axialer Richtung völlig verhindert. Nur über die beiden schmalen Stege in Umfangsrichtung wird noch etwas Körperschall übertragen. Die schmalen Stege haben aber zum Vorteil, dass auch beim Anziehen der Befestigungsschrauben keine wesentlichen Verformungen des axialen Bereiches der Lüfterhaube erfolgt, in welchem diese am Lagerschild und/oder Motorgehäuse vorgesehen ist. Selbst wenn also Kühlrippen oder andere Welligkeiten am Motorgehäuse vorgesehen sind, ist auch beim Anziehen der Befestigungsschrauben eine möglichst nur kleine und geringe Verformung erreichbar, so dass der Berührschutz aufrecht erhalten bleibt. Insbesondere ist kein gemäß Norm definierter Finger zwischen Lüfterhaube und Lagerflansch oder Motorgehäuse ins Innere des Motors einführbar. Die Sicherheit ist somit erhöht. In Figur 3b ist hierzu erläuternd dargestellt, wie sich die Lüfterhaube 3 verformt, wenn die Befestigungsschrauben ins Lagerschild 31 des Motors eingeschraubt werden und keine Schlitze vorhanden sind. Bei großen Motoren kann die Verformung derart erheblich sein, dass die Sicherheit gefährdet ist, weil ein Finger zwischen Lagerschild und Lüfterhaube ins Motorinnere einführbar ist, obwohl er vor Anziehen der Schrauben nicht einführbar war. Beim Betrieb des Motors kommt noch zusätzlich der Effekt der schwingungsbedingten Bewegung der Lüfterhaube hinzu.
In Figur 3a ist gezeigt, das bei Vorhandensein der erfindungsgemäßen Schlitze sich die Lüfterhaube 3 nicht oder zumindest nicht sichtbar verformt sondern in ihrer zylindrischen Form im Wesentlichen verbleibt, wenn die Befestigungsschrauben ins Lagerschild 31 des Motors eingeschraubt werden.
In der Figur 2 ist noch gezeigt, wie eine optimale Dimensionierung der Schlitze für einen Industrie-Elektromotor vorgesehen ist. Dabei beziehen sich die Angaben auf die axialen Schlitze 1 nach Figur 1 , wobei der jeweils links neben der Befestigungsschraube 30 vorgesehen Schlitz 1 einen Winkel ß zur Befestigungsschraube aufweist und der jeweils rechts neben der Befestigungsschraube 30 vorgesehene Schlitz 1 einen Winkel γ zur Befestigungsschraube aufweist. Bei n gleichmäßig am Umfang angeordneten
Befestigungsschrauben beträgt der Winkel zwischen diesen Schrauben a = . n
Somit sind ist möglich: 0 < /? < — , O ≤ γ ≤ — . Es hat sich aber herausgestellt, dass bei:
— ≤ ß ≤ — , — ≤ γ ≤ — sehr gute Reduktion von Schallabstrahlung erzielbar ist. 20 5 20 5
Außerdem ist die axiale Ausdehnung t der Schlitze vorzugsweise derart, dass 0,5 • c ≤ t ≤ 5 • c gilt, wobei c der Abstand von Schraubenachse zum Haubenrand der Lüfterhaube 3 ist.
Es ist nicht notwendig, dass Winkel γ und Winkel ß betragsmäßig gleich ist, jedoch ist eine im Rahmen der Fertigungstoleranzen symmetrische Anordnung vorteilhaft.
Für die U- oder C-förmigen Schlitze nach Figur 4 gilt Entsprechendes, wobei das U oder C im Wesentlichen aus den beiden axial ausgerichteten Schlitzen 1 , für die die genannten Beziehungen gelten, und einem verbindenden Schlitz besteht, der beispielhaft in Umfangsrichtung orientiert ist.
Vorzugsweise ist die Lüfterhaube 3 mittels Bajonettverschluss mit dem Lagerflansch beziehungsweise Motorgehäuse verbindbar, wobei hierzu die Befestigungsschrauben im Lagerflansch beziehungsweise Motorgehäuse eingeschraubt sind. Hierzu sind die Ausnehmungen für Befestigungsschrauben entsprechend geformt. Auf diese Weise ist die Lüfterhaube schnell und einfach verbindbar.
Das Blech der Lüfterhaube ist vorzugsweise als Stahlblech gewählt. Statt vier
Befestigungsschrauben am Umfang haben sich auch drei als besonders vorteilhaft erwiesen. Wichtig ist bei der Erfindung auch, dass die durch die Montage mittels der Befestigungsschrauben bewirkte Verspannung der Lüfterhaube durch die Schlitze reduziert ist, wobei die Schlitze beidseitig der jeweiligen Schraubverbindungen angebracht sind. Die Reduzierung der Verspannung bewirkt dann eine Reduzierung der Luftschallabstrahlung aus den entspannten Bereichen heraus.
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Lüfterhaube zumindest zum Motor hin, also axialen Bereich, in welchem die Verbindungsbereiche angeordnet sind, im Wesentlichen rund oder als gerundetes Vieleck ausgeführt. Je nach art der Ausführung sind zwar verschieden hohe Eigenfrequenzen erzeugbar und somit verschieden starke Ausbreitungen bewirkbar, jedoch ist das der Erfindung zugrundeliegende Wirkprinzip ähnlich. Dabei breiten sich die vom Motor eingekoppelten radialen Schwingungsanteile vorzugsweise in Umfangsrichtung aus von den Verbindungsbereichen ausgehend. Vom Getriebe eingekoppelte Schwingungsanteile breiten sich auch in axialer Richtung aus von den Verbindungsbereichen ausgehend. Entsprechend sind die Schlitze als Schallhindernis angeordnet, insbesondere jeweils quer orientiert zu den Ausbreitungsrichtungen. Dabei sind mehrere Schlitze auch miteinander verbindbar.

Claims

Patentansprüche:
1. Lüfterhaube dadurch gekennzeichnet, dass
Schlitze zur Reduzierung der Schallemission am Umfang der Lüfterhaube angeordnet sind,
wobei die Schlitze derart angeordnet sind, dass sie der Ausbreitung eingekoppelter Schwingungsanteile, insbesondere im Verbindungsbereich eingekoppelter Schwingungsanteile, hinderlich sind.
2. Lüfterhaube, umfassend Verbindungsbereiche zur Befestigung der Lüfterhaube an einer Körperschall aufweisenden Komponente, wobei Schlitze zur Reduzierung der aus über die Verbindungsbereiche eingekoppelten Körperschall bewirkten Luftschallabstrahlung vorgesehen sind.
3. Lüfterhaube, umfassend Verbindungsbereiche zur Befestigung der Lüfterhaube an einer Körperschall aufweisenden Komponente, wobei Schlitze als Schallbremse für über die Verbindungsbereiche eingekoppelten Körperschall vorgesehen sind.
4. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Weglassen der Schlitze der wesentliche Anteil der eingekoppelten Schwingungsanteile in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung sich ausbreiten würde.
5. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze in axialer und/oder in Umfangsrichtung Richtung orientiert sind.
6. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze bogenförmig, U-förmig und/oder C-förmig die Einkoppelungsbereiche umgeben, 5 insbesondere wobei die Öffnung des Bogens, des U oder des C in axialer Richtung orientiert ist.
7. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
10 die Einkoppelungsbereiche Verbindungsbereiche, insbesondere Schraubverbindungen, mit dem Motorgehäuse, insbesondere mit einem Lagerschild des Motorgehäuses, umfassen.
8. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
15 die Lüfterhaube in einem ersten axialen Abschnitt einen zylindrischen Bereich, in einem zweiten axialen Bereich einen abgeschrägten Bereich und in einem dritten axialen Bereich ein Lüfterhaubengitter umfasst.
9. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze sich in axialer Richtung nur teilweise über die Breite des zylindrischen Bereiches erstrecken, insbesondere vom Rand aus sich erstrecken oder nur im Inneren der Lüfterhaube vorgesehen sind.
25 10. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang die Verbindungsbereiche, insbesondere Schraubverbindungen, mit dem
Motorgehäuse einen Winke, von « - ^zueinander aufweisen. n
11. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweils in Umfangsrichtung vor dem Verbindungsbereich angeordneter Schlitz 1 einen
Winkel ß zum Verbindungsbereich aufweist, für den gilt 0 ≤ ß ≤ —, insbesondere
20 5
12. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweils in Umfangsrichtung nach dem Verbindungsbereich angeordneter Schlitz 1 einen
Winkel γ zum Verbindungsbereich aufweist, für den gilt 0 < γ ≤ — , insbesondere
a a
— < γ ≤ —
20 5
und/oder
für die axiale Ausdehnung t der Schlitze 0,5 • c ≤ t ≤ 5 • c gilt, wobei c der Abstand vom Mittelpunkt des Verbindungsbereiches zum Haubenrand der Lüfterhaube 3 ist
und/oder
Winkel γ und Winkel ß betragsmäßig gleich ist.
13. Lüfterhaube nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils in Umfangsrichtung nach und vor dem Verbindungsbereich angeordneten Schlitze symmetrisch zum Verbindungsbereich angeordnet sind
und/oder
Anordnung und Ausformung der Schlitze derart ausgeführt sind, dass die Schallemissionen reduziert sind
und/oder
die Schlitze am Umfang der Lüfterhaube zwischen Befestigungsschrauben angeordnet sind, insbesondere um diese herum
und/oder
die Lüfterhaube gehäusebildende Funktion für einen Lüfter und/oder einen mit der Motorwelle verbundenen Winkelsensor ausführt.
14. Antrieb, umfassend zumindest einen Elektromotor und/oder ein Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass
Schlitze an zumindest einem Gehäuseteil zur Reduzierung der aus Körperschall bewirkten an die Umgebungsluft abgegebenen Schallemission angeordnet sind.
15. Antrieb nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseteil eine Kühlrippe, ein Anschlusskasten oder eine Lüfterhaube ist
und/oder Verbindungsbereiche, insbesondere umfassend Befestigungsschrauben, welche in Gewindebohrungen des Motorgehäuses einschraubbar sind, vorgesehen sind zur Verbindung der Lüfterhaube mit dem Motorgehäuse, insbesondere wobei Körperschall vom Motorgehäuse über die Verbindungsbereiche in den Lüfterhaube.
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