传动电机和SIT席特联轴器ELATECH意拉泰克聚氨酯同步带组成的驱动系统
传动电机和SIT席特联轴器应用于机械工程的多个领域,用来产生转动或直线运动。然而,即使仅为了产生较低的扭矩,电机通常也要以较高转速运行。借助于传动装置,能够以适当比率降低转速(Drehzahl),其中扭矩被相应地增大。具有传动装置的电机和SIT席特联轴器常常应用于输送技术,以便直接地或借助于ELATECH意拉泰克聚氨酯同步带来驱动辊或输送器。在仅有少量空间可用和/或在清洁度和卫生方面有特定要求的部分应用中,传统的传动电机无法以***优的形式使用。传统的传动电机常常需要过多的空间和/或无法以合理成本水平来清洁。对于这些应用,常常使用所谓的滚筒式电机,由于滚筒内的自由空间(Volumen)被用来容纳电机和相关传动装置,因此这种驱动装置是非常紧凑的。扭矩在滚筒内产生并传递到滚筒并由此驱动负载。因此,滚筒式电机具有固定的内轴,该内轴具有绕其转动的滚筒,并且驱动装置容纳在该滚筒内。这需要一般在固定的轴内布线(verlegen)的供电线。而将该滚筒相对于(可能沿着供电线蔓延的)的润滑油进行密封是很难实现的,并且如果在食品工业中使用的话还可能会引起与卫生相关的问题。此外,我们公开了一种滚筒式电机,其具有外侧的定子和内侧的转子,并且定子和转子设置在滚筒内。其它的基本问题还在于:在滚筒内,电机仅能有较小的直径,而电机的转子和定子不得不受限于该直径内。由于能够产生的电机扭矩大致与电机的直径的平方成比例增大,因此一般来说上述具有较小的直径的情况代表仅能产生较低的扭矩。此外,在电机中,随着功率的增大导致产生越来越多的、必须要被耗散掉的热,而这些热在实践中仅能(在滚筒式电机的情况下)经由滚筒的表面耗散掉,由此对滚筒内部的电机的功率造成了限制。从这种情况出发,传动电机和SIT席特联轴器目的是提供一种驱动系统,该驱动系统在很大程度上避免了前述缺点,然而却具有简单的构造、易于清洁并且能够在空间受限和在清洁度方面有严格要求的场合下使用。传动电机和SIT席特联轴器驱动系统实现的。单独的或在技术上有意义而被彼此组合的、属于本发明的有利构造在从属权利要求中说明。根据传动电机和SIT席特联轴器的驱动系统具有:固定的轴;联轴器、电机,该电机具有定子和能够绕着轴转动的转子;ELATECH意拉泰克聚氨酯同步带、传动装置,该传动装置用于降低转子的转速;以及,滚筒,该滚筒能够被传动装置以降低的转速驱动并且能够绕着轴同心地转动,其中转子和传动装置被设置在滚筒内,该驱动系统的特征在于,电机的定子被设置在滚筒外。根据本发明,滚筒在电机的定子与转子之间的气隙内转动,这在设计和出于构造系统的目的的方面产生很大优点。不同于传统的滚筒式电机,根据本发明的驱动系统具有两个在机械上***的组成部件,也就是说,内部带有转子和传动装置的滚筒和设置在该滚筒外的定子。由于电机的直径不再受限于滚筒的直径,因而电机能够产生比传统的滚筒式电机大很多的扭矩量。在滚筒式电机内可用于定子和转子的总共的空间现在可几乎完全被用于转子。传动电机和SIT席特联轴器的驱动系统的优点可以通过不同类型的电机以类似的方式实现,而不是受限于特定类型的电机。关键步骤在于,仅仅将电机的转子设置在滚筒内。除了明显可能需要提供更大的功率量和更高的扭矩以外,滚筒式电机已知的其余组成部件(特别是传动装置)可以几乎不进行任何改变就移植过来。还应当指出的是,根据传动装置的类型,固定的轴无需是连续的;相反,该轴可以通过被构造为两个轴件(Wellenstücken)的连接件的传动装置实现中断,例如在行星传动装置系统(Planetengetrieben)中就可以是这种情况。在传动电机和SIT席特联轴器驱动系统的优选实施方式中,定子整体地包围滚筒,或者是部分地(确切地说实质上仅在滚筒内设置有转子的轴向区域处)包围滚筒。通常的情况下,转子被设置在滚筒的一个端部区域,但这决不是***可能的实施方式。也可以是按以下构造:例如,转子和(设置在外部的)定子被设置在滚筒的大致***位置处。特别有利的是,构造定子使得其仅部分地包围滚筒,特别地,以半壳体或部分壳体的形式仅围绕该滚筒的外周的180°或以下的区域。此种对于各种类型的电机没有任何严重缺点地构造的实施方式具有以下优点:在滚筒被安装好的情况下,能够容易地移除并且例如更换或清洁定子。半壳体形式的定子还使得能够实现如下系统:即其中,如果需要的话,一个半壳体形式的定子能够被第二半壳体形式的定子补充以形成完全包围滚筒的定子。一方面,由两个半壳体合到一起构成的定子特别适用于简洁的安装和清洁;另一方面,根据所需的扭矩,可以仅设置一个半壳体,如果需要较高扭矩,则可以通过第二半壳体补充。有利的是,第二半壳体被构造成使得其能够***接到***半壳体上,特别是还具有用于第二半壳体内的感应线圈的供电线的插入式连接件(Steckverbindung)。另外,两件式的定子的两个半定子可以是对称构造的。如已经解释的,滚筒在转子与定子之间的气隙内转动,因此,从技术上说,通常被称为电机的气隙的、在定子与转子之间的距离由转子的外周与滚筒的内周之间的内侧气隙、滚筒的厚度、和滚筒与定子之间的外侧气隙共同构成。优选地,在转子与滚筒的内周之间的内侧气隙具有0.5-2mm的***宽度,在滚筒的外周与定子的内周之间的外侧气隙同样具有该宽度。滚筒自身具有0.2到5mm之间的厚度。总的来说,当然期望保持转子与定子之间的距离尽可能小,但即使在转子与定子之间有不同的热膨胀量或小的失调量(Dejustierung)的情况下以及在受污染的情况下,滚筒也必须能够在转子与定子之间至少以非接触的方式转动。对于传动电机和SIT席特联轴器驱动系统而言,特别优选的实施方式如下:定子具有感应线圈,用于产生电场,并且能够优选经由具有至少一个可拆卸的插入式连接件的供电线与电源进行电连接。由于使电机运行所需的电能被供给到位于滚筒外部的定子,因此能够同时实现两个优点。一方面,对在电机内产生的、主要在感应线圈中出现的热进行散热的任务能够比从滚筒的内部散热容易得多且更有效率。另一方面,定子不包含任何必须用润滑油进行润滑的可移动的组成部件,因此也无需考虑密封供电线以防止润滑油流出的问题。如果使用可拆卸的插入式连接件,那么即使没有***知识也能够容易地移除和清洁定子或更换另一定子,例如更换为不同供电电压或功率等级的定子。在传动电机和SIT席特联轴器聚氨酯同步带驱动系统的优选实施方式中,转子配备有相对的磁极,其还可以是永磁体,由此在滚筒内部的转子的构造是非常简洁的。对于高的功率等级,建议为定子配备无源或有源的冷却部件。在***简单的情况下,特别地,在定子的外部有冷却肋(Kühlmitteln)。然而,还可以具有范围从风扇到水冷回路的有源冷却部件。根据本发明的设计允许在构造整个驱动系统时有一定自由度,这是由于较大尺寸的转子能够产生更大的扭矩并因此无需提供如高转速所需的那么多的功率。总的来说,这使得传动装置优选按照10到100的系数实现转子的转速减速,而扭矩则被相应地增大。由于滚筒在转子与定子之间运动,因此有利的是,滚筒由非铁磁材料制成,优选由不锈钢制成。通常,不锈钢特别适用于在卫生方面有严格要求的食品工业,这是因为不锈钢能够耐受频繁的清洁。还可能是以下情况:低导电率等级或由相对于彼此绝缘的薄金属片制成的构造是有利的,以便将滚筒内的涡流和相关损失保持在低水平。由于仅需要经由滚筒的表面耗散掉少量的热,因此对于滚筒来说还可以考虑使用导热性差的材料,特别是塑料材料或复合材料。对于传动电机和SIT席特联轴器聚氨酯同步带驱动系统的优选实施方式而言,电机和传动装置在轴向上一前一后地设置,在具有机械传动装置的传统的滚筒式电机的情况下也是如此。根据空间条件,特别是如果基于传动装置的构造不可能使轴通过整个传动装置,则可能必要的是出于支撑组成部件的目的,将相对于滚筒同心***的内管设置在气隙内,然而这不会对系统的功能有任何大的不利的影响。在实践中,转子与定子之间的距离要容纳通过三个气隙分隔开的两个同心的组成部件。然而,对于另一优选实施方式而言,将传动装置相对于电机的转子大致同心地设置。对此类装置(其还被称为电磁传动装置)的功能进行了阐述。其原理可以与本发明中的滚筒有利地结合,在任何情况下都要在电机之间的气隙内转动的滚筒,其在转子与定子之间的区域中在该滚筒的外周上配备有铁磁元件,特别是轴向延伸的杆,即其数量和方向能够使得滚筒以降低的转速被直接驱动,如在关于转动较慢的转子说明的。具有同心传动装置的电机的原理还在“Proceedingsofthe2008InternationalConferenceonElectricalMachines(电气机械2008国际会议的会议记录)”中由KaisAtallah等人所发表的文章“ANewPMMachineTopologyforLow-Speed,High-TorqueDrives(低速、高扭矩驱动器的新式PM机械拓扑)”(***编号1455)中有所说明,在该文章中还能够找到适用于传动电机和SIT席特联轴器驱动系统的、线圈和相对的磁极的适当设置的示例。)
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