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EP2380666B1 - Mühlenantriebssystem - Google Patents

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Info

Publication number
EP2380666B1
EP2380666B1 EP10004127.6A EP10004127A EP2380666B1 EP 2380666 B1 EP2380666 B1 EP 2380666B1 EP 10004127 A EP10004127 A EP 10004127A EP 2380666 B1 EP2380666 B1 EP 2380666B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive system
housing
rotor
motor
mill drive
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
EP10004127.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2380666A1 (de
Inventor
Ali Kemal Kücükyavuz
Friedhelm Pötter
Franz Schmeink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42565063&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2380666(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to ES10004127T priority Critical patent/ES2409115T3/es
Priority to EP10004127.6A priority patent/EP2380666B1/de
Priority to RU2012148807/13A priority patent/RU2522529C2/ru
Priority to EP11708868A priority patent/EP2560764A1/de
Priority to PCT/EP2011/054055 priority patent/WO2011131430A1/de
Priority to CN201180019905.8A priority patent/CN102858459B/zh
Priority to US13/642,384 priority patent/US8834312B2/en
Priority to CN201120171639.8U priority patent/CN202212229U/zh
Publication of EP2380666A1 publication Critical patent/EP2380666A1/de
Publication of EP2380666B1 publication Critical patent/EP2380666B1/de
Application granted granted Critical
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/006—Ring or disc drive gear arrangement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/19679—Spur
    • Y10T74/19684—Motor and gearing

Definitions

  • Known mill drive systems include one or more gear stages for driving power conversion of an electric motor.
  • Gear stages and electric motor are closely linked to a processing process within e.g. a power plant coupled to a bowl mill, a mixing drum, a crusher, a tube mill or a rotary kiln, which is subject to considerable repercussions of the processing process.
  • bevel gear stages are used to connect the electric motor to the drive train.
  • WO 2009/068484 A1 is a spur gear with one or more gear stages for driving a gearwheel enclosed by a work machine described which comprises a gearbox receiving the gear housing and arranged on an output shaft of a driven stage, adjustable movable pinion meshing with the ring gear.
  • the gear housing consists of a first inherently rigid housing part and a second rigid housing part.
  • the first housing part encloses the output stage with the output shaft and the adjustable pinion gear and has the transmission on outstanding side walls, which rest on the foundation.
  • the second housing part is fastened to the first housing part without contact with the foundation on one end face.
  • a mill drive system is described with a can be arranged below a grinding table gear with at least one planetary and / or spur and an integrated in a housing of the transmission electric motor.
  • the mill drive system comprises a converter with an associated control device for non-interlocking speed control of the motor.
  • WO 2010/20287 A1 a mill drive system is described with an integrated engine-transmission unit having a common cooling circuit.
  • the motor-gear unit is supported on a bottom plate of a housing comprising the motor-gear unit.
  • the present invention is therefore based on the object to provide an integrated mill drive system, which allows a simplified assembly of a motor unit and efficient cooling of the motor unit.
  • the mill drive system comprises a can be arranged below a grinding plate transmission with at least one planetary and / or spur gear, which has a vertical shaft position.
  • an electric motor is integrated in a housing of the transmission, the rotor and stator having vertically extending axes.
  • an upper bearing cap and a lower bearing cap are mounted on opposite end faces on the rotor and stator, which include bearing seats for rotor shaft bearings.
  • the upper bearing cap and the lower bearing cap are connected via a stator carrier which has cooling fins on an outer periphery. These fins can be used to align nozzles mounted on the enclosure or embedded in the enclosure. Between the lower bearing cap and a bottom part of the housing, a collecting tray for coolant is formed.
  • coolant can be used for additional cooling of the engine.
  • the motor is supported by a radially inwardly extending flange formed on an inner side of the housing to which the lower and / or upper bearing cap is connected. This allows a simple assembly of a motor unit of the mill drive system by hanging in the housing via the upper and / or lower bearing cap.
  • the engine can essentially be supported only on the flange on the inside of the housing. By a completely vertical arrangement of grinding table, gearbox and engine is also a waiver of relatively expensive bevel gear possible.
  • a cooling of the engine is preferably carried out by means of circulating through the gear lubricant or coolant.
  • a lubricating oil-tight sheath for rotor or stator windings of the motor to seal against circulating within the housing lubricant may be provided.
  • a preferred embodiment of the mill drive system according to the invention comprises a converter with an associated control device for non-interlocking speed control of the motor.
  • an inverter for motor speed control, a decoupling between mains supply and motor torque is achieved. In this way, tooth damage during short interruptions due to a power failure can be avoided, as caused by a power failure due to the inventive speed control of the engine no gear play in the direction of rotation in the transmission.
  • an inverter a variety of application-specific translation variants can be realized with a reduced number of Vernierungsbaumaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinen.
  • the speed control the respective processing process can be operated with the mill drive system according to the invention, moreover, in an optimal operating point. This improves the efficiency of the milling process. This in turn allows a reduction in energy consumption.
  • At least one thrust bearing for the rotor shaft is arranged between a rotor hub and the lower bearing cap.
  • the transmission comprises at least two planetary stages, and this housing is designed at least in two parts.
  • a Gesimousetrennfuge is provided in a region between a first and second planetary stage. In this way, an integrated mill drive system can be subdivided into readily transportable units that can be reassembled quickly at the installation site.
  • the motor is a permanent-magnet synchronous machine whose rotor magnet system is welded into a stainless steel jacket. Since only small thermal losses occur on the rotor in this way, no rotor cooling is required.
  • the motor can also be designed as a separately excited synchronous or asynchronous machine.
  • FIG. 1 Mill drive system shown comprises a can be arranged below a grinding plate transmission 1 with two Planet stages 11, 12, which have a vertical shaft position.
  • an electric motor 2 is integrated, the rotor 21 and stator 22 having vertically extending axes.
  • an upper bearing cap 23 and a lower bearing cap 24 are mounted on rotor 21 and stator 22, the bearing seats for rotor shaft bearings 26, 27 include.
  • the upper bearing cap 23 and the lower bearing cap 24 are connected via a stator 25, which on an outer circumference in FIG. 2 has shown cooling fins 28. On these cooling fins 28 mounted on the housing 3 pointed nozzles 35 are aligned. Between the lower bearing cap 24 and a bottom part of the housing 3, a collecting tray for coolant is formed.
  • the motor 2 is supported by a radially inwardly extending flange 34 formed on an inner side of the housing 3 to which the upper bearing cap 23 is connected.
  • the motor 2 is supported in the present embodiment exclusively via the flange 34 on the inside of the housing 3.
  • Both planetary stages 11, 12 each include a ring gear 111, 121, a planetary carrier 114, 124 with planetary gears 112, 122 and a sun gear 113, 123 mounted therein.
  • the ring gears 111, 121 of the planetary stages 11, 12 are fixedly connected to the housing 3.
  • the planet carrier 124 of a driven-side planetary stage 12 is supported by means of an axial bearing 125.
  • the sun gear 113 of the drive-side planetary stage 11 is connected to a rotor shaft of the motor 2.
  • Rotor shaft and sun gear shaft of the drive-side planetary stage 11 are preferably connected via a coupling arranged below or above the motor 2.
  • the planet carrier 114 of the drive-side planetary stage 11 and the sun gear 123 of the output-side planetary stage 12 connected to each other.
  • the engine 2 is connected to a lubricant supply or coolant circuit of the transmission 1. In this way, a cooling of the engine 2 by means of circulating through the gear 1 lubricant can take place.
  • a lubricating oil-tight sheath for sealing relative to inside the housing 3 circulating lubricant is provided.
  • a lubricating oil-tight sheathing of a stator core which includes windings of the stator 22.
  • a sleeve is provided for encapsulation of the stator 22.
  • the stator 22 has a clamping flange, a clamping element and an elastic seal. With the help of the clamping element, the elastic seal is pressed onto the clamping flanges and the sleeve.
  • any suitable stator housing part may be used by the elastic seal exerting a pressure by a bias on this. Further details on the encapsulation of rotor 21 and stator 22 are the older German patent application DE 10 2009 034 158.7 , the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
  • a plurality of axially extending openings for a lubricant outlet from the gearbox 1 are provided in the sump below the motor 2.
  • the sump may be divided into an inner region for transmission lubricant and an outer region for engine coolant.
  • the motor 2 is a permanent-magnet synchronous machine whose rotor magnet system is welded into a stainless steel jacket. This allows particularly low electrical losses.
  • the rotor magnet system can be encased with a non-conductive or non-magnetic material.
  • mill drive system shown further comprises an inverter 4 with an associated control device for Vernierungsspiel990 speed control of the motor 2, so that there is no play between tooth flanks of the transmission 1 in the direction of rotation.
  • Mechanical natural frequencies of a mill-gear-motor system become uncritical when using the inverter 4 due to a system component decoupling. Tooth flanks of the transmission 1 are held by applying a minimum torque under constant adhesion. As a result, direction-changing loads on the tooth flanks are largely prevented.
  • the housing 3 is configured in two parts in the present embodiment and comprises a driven-side housing part 31 and a drive-side housing parts 32.
  • a housing separation joint 33 is provided in a region between the output-side planetary stage 12 and the drive-side planetary stage 11.
  • the outer diameter of the motor 2 is smaller than the inner diameter of the ring gears 111, 121 of the planetary stages 11, 12. In this way results in a production engineering simple construction of the mill drive system.
  • the stator 22 is made of a plurality of circumferentially extending segments.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Description

  • Bekannte Mühlenantriebssysteme umfassen eine oder mehrere Getriebestufen zur Antriebsleistungswandlung eines Elektromotors. Getriebestufen und Elektromotor bilden dabei einen eng an einen Verarbeitungsprozeß innerhalb z.B. einer Schüsselmühle, einer Mischtrommel, eines Brechers, einer Rohrmühle oder eines Drehrohrofens gekoppelten Antriebsstrang, der erheblichen Rückwirkungen des Verarbeitungsprozesses ausgesetzt ist. Üblicherweise werden Kegelradstufen zur Anbindung des Elektromotors an den Antriebsstrang verwendet.
  • In DE 39 31 116 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Mühle in Vertikalbauweise beschrieben, bei der ein Gehäuse eines Vorsatzgetriebes fest mit der Mühle verschraubt ist. Hierbei ist eine exakte Ausrichtung von weit auseinander liegenden Achsen von Antriebsritzel und Zahnkranz erforderlich. Darüber hinaus bewirkt eine Einleitung axialer Mühlenkräfte über ein Axial-Drucklager in ein gemeinsames Getriebegehäuse erhebliche Belastungen für einen Verzahnungseingriff im Vorsatzgetriebe. Durch einen gemeinsamen großen Getriebe- und Mühlenlagerinnenraum wird eine schnelle Verschmutzung von Schmieröl für die Antriebsvorrichtung begünstigt. Außerdem erweist sich eine mechanische Leistungsverzweigung im Vorsatzgetriebe angesichts einer fehlenden Kompensation überzähliger Zwangskräfte als problematisch.
  • Aus JP 2005 052799 A ist eine Antriebsvorrichtung für einen vertikalen Brecher bekannt, der entweder über einen Zahnkranz an einer drehbaren Bodenscheibe oder über ein mehrstufiges Kegelradgetriebe angetrieben wird. Bedingt durch eine fehlende Einstellbeweglichkeit an einer Abtriebsstufe der Antriebsvorrichtung werden Stoßbelastungen aus dem Verarbeitungsprozeß in die Antriebsvorrichtung übertragen, insbesondere in deren Verzahnung.
  • In WO 2009/068484 A1 ist ein Stirnradgetriebe mit einer oder mehreren Getriebestufen zum Antrieb einer von einem Zahnkranz umschlossenen Arbeitsmaschine beschrieben, das ein die Getriebestufen aufnehmendes Getriebegehäuse und ein auf einer Abtriebswelle einer Abtriebsstufe angeordnetes, einstellbewegliches Zahnritzel umfaßt, das mit dem Zahnkranz kämmt. Das Getriebegehäuse besteht aus einem ersten in sich steifen Gehäuseteil und aus einem zweiten starren Gehäuseteil. Der erste Gehäuseteil umschließt die Abtriebsstufe mit der Abtriebswelle und dem einstellbeweglichen Zahnritzel und weist das Getriebe überragende Seitenwände auf, die auf dem Fundament aufruhen. Der zweite Gehäuseteil ist ohne Berührung mit dem Fundament an einer Stirnseite an dem ersten Gehäuseteil befestigt.
  • Aus der älteren europäischen Patentanmeldung mit dem Anmeldeaktenzeichen 09011589.0 ist ein Mühlenantriebssystem mit einem unterhalb eines Mahltellers anordenbaren Getriebe mit zumindest einer Planeten- und/oder Stirnradstufe sowie einem in ein Gehäuse des Getriebes integrierten elektrischen Motor beschrieben. Außerdem umfaßt das Mühlenantriebssystem einen Umrichter mit einer zugeordneten Regelungseinrichtung zur verzahnungsspielfreien Drehzahlregelung des Motors.
  • Aus WO 2010/20287 A1 ist ein Mühlenantriebssystem mit einer integrierten Motor-Getriebeeinheit beschrieben, die einen gemeinsamen Kühlkreislauf aufweist. Die Motor-Getriebeeinheit ist auf einer Bodenplatte eines die Motor-Getriebeeinheit umfassenden Gehäuses abgestützt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein integriertes Mühlenantriebssystem zu schaffen, das eine vereinfachte Montage einer Motoreinheit und eine effiziente Kühlung der Motoreinheit ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Mühlenantriebssystem mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Mühlenantriebssystem umfaßt einen unterhalb eines Mahltellers anordenbares Getriebe mit zumindest einer Planeten- und/oder Stirnradstufe, das eine vertikale Wellenlage aufweist. Außerdem ist in ein Gehäuse des Getriebes ein elektrischer Motor integriert, dessen Rotor und Stator sich vertikal erstreckende Achsen aufweisen. Darüber hinaus sind an gegenüberliegenden Stirnseiten an Rotor und Stator ein oberer Lagerdeckel und ein unterer Lagerdeckel montiert, die Lagersitze für Rotorwellenlager umfassen. Der obere Lagerdeckel und der untere Lagerdeckel sind über einen Statorträger verbunden, der an einem Außenumfang Kühlrippen aufweist. Auf diese Kühlrippen können am Gehäuse montierte bzw. in das Gehäuse eingebettete Düsen ausgerichtet werden. Zwischen dem unteren Lagerdeckel und einem Bodenteil des Gehäuses ist eine Auffangwanne für Kühlmittel gebildet. In der Auffangwanne befindliches Kühlmittel kann so zur zusätzlichen Kühlung des Motors verwendet werden. Der Motor ist über einen an einer Innenseite des Gehäuses gebildeten, sich radial nach Innen erstreckenden Flansch abgestützt, mit dem der untere und/oder obere Lagerdeckel verbunden sind bzw. ist. Dies ermöglicht eine einfache Montage einer Motoreinheit des Mühlenantriebssystems durch Einhängen in das Gehäuse über den oberen und/oder unteren Lagerdeckel. Der Motor kann dabei im wesentlichen ausschließlich über den Flansch an der Innenseite des Gehäuses abgestützt sein. Durch eine komplett vertikale Anordnung von Mahlteller, Getriebe und Motor ist außerdem ein Verzicht auf verhältnismäßig teuere Kegelradgetriebe möglich.
  • Eine Kühlung des Motors erfolgt vorzugsweise mittels durch das Getriebe zirkulierenden Schmierstoffs bzw. Kühlmittels. Bei einer Integration des Motors in einen Schmierstoffkreislauf des Getriebes kann auf aufwendige Belüftungsmaßnahmen zur ausreichenden Kühlung des Motors verzichtet werden. Darüber hinaus kann eine schmieröldichte Ummantelung für Rotor- bzw. Statorwicklungen des Motors zur Abdichtung gegenüber innerhalb des Gehäuses zirkulierendem Schmierstoff vorgesehen sein.
  • Des weiteren umfaßt eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mühlenantriebssystems einen Umrichter mit einer zugeordneten Regelungseinrichtung zur verzahnungsspielfreien Drehzahlregelung des Motors. Durch Verwendung eines Umrichters zur Motordrehzahlregelung wird eine Entkopplung zwischen Netzversorgung und Motordrehmoment erzielt. Auf diese Weise können Verzahnungsschäden bei Kurzunterbrechungen infolge eines Netzausfalls vermieden werden, da durch einen Netzausfall aufgrund der erfindungsgemäßen Drehzahlregelung des Motors kein Verzahnungsspiel in Drehrichtung im Getriebe hervorgerufen wird. Darüber hinaus kann durch Verwendung eines Umrichters kann eine Vielzahl anwendungsspezifischer Übersetzungsvarianten bei reduzierter Anzahl von Verzahnungsbauteiletypen realisiert werden. Durch die Drehzahlregelung kann der jeweilige Verarbeitungsprozeß mit dem erfindungsgemäßen Mühlenantriebssystem darüber hinaus in einem optimalen Arbeitspunkt betrieben werden. Hierdurch wird die Effizienz des Mahlprozesses verbessert. Dies ermöglicht wiederum eine Energieverbrauchsreduktion.
  • Vorzugsweise ist zwischen einer Rotornabe und dem unteren Lagerdeckel zumindest ein Axiallager für die Rotorwelle angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauform. Darüber hinaus umfaßt das Getriebe entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zumindest zwei Planetenstufen, und das ist Gehäuse zumindest zweiteilig ausgestaltet. Außerdem ist in einem Bereich zwischen einer ersten und zweiten Planetenstufe eine Gehäusetrennfuge vorgesehen. Auf diese Weise läßt sich ein integriertes Mühlenantriebssystem in problemlos transportierbare Einheiten unterteilen, die am Installationsort wieder schnell zusammengesetzt werden können.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Motor eine permanenterregte Synchronmaschine ist, deren Rotor-Magnetsystem in einen Edelstahlmantel eingeschweißt ist. Da am Rotor auf diese Weise nur geringe thermische Verluste entstehen, ist keine Rotorkühlung erforderlich. Alternativ zu einer permanenterregten Synchronmaschine kann der Motor auch als fremderregte Synchron- oder Asynchronmaschine ausgestaltet sein.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Figur 1
    ein erfindungsgemäßes Mühlenantriebssystem in einer Schnittdarstellung,
    Figur 2
    ein erfindungsgemäßes Mühlenantriebssystem in einer perspektivischen Schnittdarstellung.
  • Das in Figur 1 dargestellte Mühlenantriebssystem umfaßt einen unterhalb eines Mahltellers anordenbares Getriebe 1 mit zwei Planetenstufen 11, 12, die eine vertikale Wellenlage aufweisen. In ein Gehäuse 3 des Getriebes 1 ist ein elektrischer Motor 2 integriert, dessen Rotor 21 und Stator 22 sich vertikal erstreckende Achsen aufweisen. An gegenüberliegenden Stirnseiten sind an Rotor 21 und Stator 22 ein oberer Lagerdeckel 23 und ein unterer Lagerdeckel 24 montiert, die Lagersitze für Rotorwellenlager 26, 27 umfassen. Der obere Lagerdeckel 23 und der untere Lagerdeckel 24 sind über einen Statorträger 25 verbunden, der an einem Außenumfang in Figur 2 dargestellte Kühlrippen 28 aufweist. Auf diese Kühlrippen 28 sind am Gehäuse 3 montierte Spitzdüsen 35 ausgerichtet. Zwischen dem unteren Lagerdeckel 24 und einem Bodenteil des Gehäuses 3 ist eine Auffangwanne für Kühlmittel gebildet.
  • Der Motor 2 ist über einen an einer Innenseite des Gehäuses 3 gebildeten, sich radial nach Innen erstreckenden Flansch 34 abgestützt, mit dem der obere Lagerdeckel 23 verbunden ist. Der Motor 2 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausschließlich über den Flansch 34 an der Innenseite des Gehäuses 3 abgestützt.
  • Beide Planetenstufen 11, 12 umfassen jeweils ein Hohlrad 111, 121, einen Planetenträger 114, 124 mit darin gelagerten Planetenrädern 112, 122 und ein Sonnenrad 113, 123. Die Hohlräder 111, 121 der Planetenstufen 11, 12 sind fest mit dem Gehäuse 3 verbunden. Der Planetenträger 124 einer abtriebsseitigen Planetenstufe 12 ist mittels eines Axiallagers 125 gelagert. Das Sonnenrad 113 der antriebsseitigen Planetenstufe 11 ist mit einer Rotorwelle des Motors 2 verbunden.
  • Rotorwelle und Sonnenradwelle der antriebsseitigen Planetenstufe 11 sind vorzugsweise über eine unterhalb oder oberhalb des Motors 2 angeordnete Kupplung verbunden. Darüber hinaus sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Planetenträger 114 der antriebsseitigen Planetenstufe 11 und das Sonnenrad 123 der abtriebsseitigen Planetenstufe 12 miteinander verbunden.
  • Der Motor 2 ist an einen Schmierstoffversorgungs- bzw. Kühlmittelkreislauf des Getriebes 1 angeschlossen. Auf diese Weise kann eine Kühlung des Motors 2 mittels durch das Getriebe 1 zirkulierenden Schmierstoffs erfolgen. Am Rotor 21 ist eine schmieröldichte Ummantelung zur Abdichtung gegenüber innerhalb des Gehäuses 3 zirkulierendem Schmierstoff vorgesehen. Vorzugsweise schließt sich in entsprechender Weise an einen Luftspalt zwischen Rotor 21 und Stator 22 in radialer Richtung eine schmieröldichte Ummantelung eines Ständerblechpakets an, das Wicklungen des Stators 22 umfaßt.
  • Zur Kapselung des Stators 22 ist eine Hülse vorgesehen. Neben der Hülse weist der Stator 22 einen Klemmflansch, ein Klemmelement und eine elastische Abdichtung auf. Mit Hilfe des Klemmelementes wird ist die elastische Abdichtung auf den Klemmflansche und die Hülse gepreßt. Zur Kapselung des Stators 22 kann jedes geeignete Statorgehäuseteil verwendet werden, indem die elastische Abdichtung einen Druck durch eine Vorspannung auf dieses ausübt. Weitere Details zur Kapselung von Rotor 21 und Stator 22 sind der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 034 158.7 zu entnehmen, deren Offenbarung hiermit referenziert wird.
  • Im Rotor 21 sind mehrere sich axial erstreckende Öffnungen für einen Schmierstoffablauf vom Getriebe 1 in die Auffangwanne unterhalb des Motors 2 vorgesehen. Die Auffangwanne kann beispielsweise in einen inneren Bereich für Getriebeschmierstoff und in einen äußeren Bereich für Motorkühlmittel unterteilt sein.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motor 2 eine permanenterregte Synchronmaschine, deren Rotor-Magnetsystem in einen Edelstahlmantel eingeschweißt ist. Dies ermöglicht besonders geringe elektrische Verluste. Alternativ dazu kann das Rotor-Magnetsystem mit einem nichtleitenden bzw. nichtmagnetischen Werkstoff ummantelt sein.
  • Das in Figur 1 dargestellte Mühlenantriebssystem weist ferner einen Umrichter 4 mit einer zugeordneten Regelungseinrichtung zur verzahnungsspielfreien Drehzahlregelung des Motors 2 auf, so daß zwischen Zahnflanken des Getriebes 1 in Drehrichtung kein Spiel besteht. Mechanische Eigenfrequenzen eines Mühle-Getriebe-Motor-Systems werden bei Verwendung des Umrichters 4 unkritisch infolge einer Systemkomponenten-Entkoppelung. Zahnflanken des Getriebes 1 werden dabei durch Aufschaltung eines Mindestdrehmoments unter ständigem Kraftschluß gehalten. Hierdurch werden richtungsändernde Belastungen der Zahnflanken weitgehend unterbunden.
  • Bei dem in Figur 2 dargestellten Mühlenantriebssystem ist zwischen einer Nabe des Rotors 21 und dem unteren Lagerdeckel 24 ein Axiallager 27 für die Rotorwelle angeordnet. Darüber hinaus ist das Gehäuse 3 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgestaltet und umfaßt einen abtriebsseitigen Gehäuseteil 31 und einen antriebsseitigen Gehäuseteile 32. Dabei ist in einem Bereich zwischen der abtriebsseitigen Planetenstufe 12 und der antriebsseitigen Planetenstufe 11 eine Gehäusetrennfuge 33 vorgesehen.
  • Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Motors 2 kleiner als der Innendurchmesser der Hohlräder 111, 121 der Planetenstufen 11, 12. Auf diese Weise ergibt sich ein fertigungstechnisch einfacher Aufbau des Mühlenantriebssystems. Alternativ dazu ist lediglich der Außendurchmesser des Rotors 21 kleiner als der Innendurchmesser der Hohlräder 111, 121, und der Stator 22 ist aus mehreren sich in Umfangsrichtung erstreckenden Segmenten gefertigt.
  • Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims (12)

  1. Mühlenantriebssystem mit
    - einem unterhalb eines Mahltellers anordenbaren Getriebe (1) mit zumindest einer Planeten- und/oder Stirnradstufe (11, 12), das eine vertikale Wellenlage aufweist,
    - einem in ein Gehäuse (3) des Getriebes (1) integrierten elektrischen Motor (2), dessen Rotor (21) und Stator (22) sich vertikal erstreckende Achsen aufweisen, gekennzeichnet durch
    - einen oberen Lagerdeckel (23) und einen unteren Lagerdeckel (24), die an gegenüberliegenden Stirnseiten an Rotor (21) und Stator (22) montiert sind und Lagersitze für Rotorwellenlager (26, 27) umfassen,
    - einen den oberen Lagerdeckel (23) und den unteren Lagerdeckel (24) verbindenden Statorträger (25), der an einem Außenumfang Kühlrippen (28) aufweist, auf die am Gehäuse (3) montierte und/oder in das Gehäuse (3) eingebettete Düsen (35) ausrichtbar sind,
    - eine zwischen dem unteren Lagerdeckel (24) und einem Bodenteil des Gehäuses (3) gebildete Auffangwanne für Kühlmittel,
    - einen an einer Innenseite des Gehäuses (3) gebildeten, sich radial nach Innen erstreckenden Flansch (34), mit dem der untere und/oder obere Lagerdeckel (23, 24) verbunden sind/ist und über den der Motor (2) abgestützt ist.
  2. Mühlenantriebssystem nach Anspruch 1,
    blei dem der Motor (2) im wesentlichen ausschließlich über den Flansch (34) an der Innenseite des Gehäuses (3) abgestützt ist.
  3. Mühlenantriebesystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    bei dem zwischen einer Rotornabe und dem unteren Lagerdeckel (24) zumindest ein Axiallager (27) für die Rotorwelle angeordnet ist.
  4. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    bei dem das Gehäuse (3) zumindest zweiteilig ausgestaltet ist und das Getriebe (1) zumindest zwei Planetenstufen (11, 12) umfaßt, und bei dem in einem Bereich zwischen einer ersten (11) und zweiten Planetenstufe (12) eine Gehäusetrennfuge (33) vorgesehen ist.
  5. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    bei dem der Motor (2) an einen Schmierstoffversorgungs-und/oder Kühlmittelkreislauf des Getriebes (1) angeschlossen ist.
  6. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    bei dem ein Umrichter (4) mit einer zugeordneten Regelungseinrichtung zur verzahnungsspielfreien Drehzahlregelung des Motors (2) vorgesehen ist.
  7. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    bei dem für Rotor- und/oder Statorwicklungen zur Abdichtung gegenüber innerhalb des Gehäuses (3) zirkulierende Schmierstoff eine schmieröldichte Ummantelung vorgesehen ist.
  8. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    bei dem der Außendurchmesser des Motors (2) kleiner als der Innendurchmesser eines Hohlrads (111, 121) der zumindest einen Planetenstufe (11, 12) ist.
  9. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    bei dem lediglich der Außendurchmesser des Rotors (21) kleiner als der Innendurchmesser eines Hohlrads (111, 121) der zumindest einen Planetenstufe (11, 12) ist, und bei dem der Stator (22) aus mehreren sich in Umfangsrichtung erstreckenden Segmenten gefertigt ist.
  10. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    bei dem der Motor (2) eine permanenterregte Synchronmaschine ist, deren Rotor-Magnetsystem in einen Edelstahlmantel eingeschweißt ist.
  11. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    bei dem der Motor (2) ein Rotor-Magnetsystem aufweist, das dichtungsfrei in einen Edelstahlmantel eingeschweißt ist.
  12. Mühlenantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    bei dem der Motor (2) ein Rotor-Magnetsystem aufweist, das mit zumindest einem nichtleitenden und/oder nichtmagnetischen Werkstoff ummantelt ist.
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