DE2201145A1 - DRIVE FOR A ROTATING CONNECTION - Google Patents

DRIVE FOR A ROTATING CONNECTION

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DE2201145A1
DE2201145A1 DE19722201145 DE2201145A DE2201145A1 DE 2201145 A1 DE2201145 A1 DE 2201145A1 DE 19722201145 DE19722201145 DE 19722201145 DE 2201145 A DE2201145 A DE 2201145A DE 2201145 A1 DE2201145 A1 DE 2201145A1
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rotary
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Karl-Helmut Sinner
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Description

Hoesch oc 46 Dortmund, Eberhardstraße 12Hoesch oc 46 Dortmund, Eberhardstrasse 12

2201U52201U5

- Antrieb für eine Drehverbindung- Drive for a slewing ring

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Wälzkörper- oder -hydrostatische Drehverbindungen, geeignet zur Aufnahme von Axial, Radial- und Kippkräften.The invention relates to a drive for rolling element or hydrostatic rotary connections, suitable for receiving Axial, radial and tilting forces.

Es sind Antriebe von Drehverbindungen bekannt, bei denen das eine Teil relativ zum anderen über einen Zahnkranz mit dem Durchmesser der Drehverbindung- in Verbindung mit einem Elektromotor, einer Kupplung und einem über ein Ritzel den Zahn-There are drives of rotary joints are known in which one part relative to the other via a ring gear with the Diameter of the slewing ring - in connection with an electric motor, a clutch and a toothed gear via a pinion

j kranz treibenden Getriebe bewegt ist. Diese Bauform ist aufwendig und dem Verschleiß unterworfen.j wreath driving gear is moved. This design is complex and subject to wear.

Es ist der sogenannte Linearmotor bekannt, der aus dem üblichen Drehstrom-Asynchronmotor abgeleitet ist. Der Ständer bildet dann mit seiner Nutung einen Induktorkamm, dem der Läufer, der Sekundärteil , als Platte aus leitfähigem Material gegenübersteht. Das Speisen des Induktorkammes, des Primärteiles, erfolgt durch Mehrphasen-Wechselstrom. An Stelle des Drehfeldes beim Drehstrom-Asynchronmotor entsteht beim Linearmotor ein elektromagnetisches-Wanderfeld, das auf die Sekundärplatte eine Schubkraft ausübt und damit eine gerad-The so-called linear motor is known, which is derived from the usual three-phase asynchronous motor. The stand With its grooves, it then forms an inductor comb, which the rotor, the secondary part, has as a plate made of conductive material facing. The inductor comb, the primary part, is fed by multiphase alternating current. Instead of The rotating field in a three-phase asynchronous motor creates a traveling electromagnetic field in the linear motor, which affects the Secondary plate exerts a thrust force and thus a straight

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2201.H52201.H5

linige Bewegung bewirkt. Statt der Synchrondrehzahl ergibt sich eine Synchrongeschwindigkeit, die von der Polteilung des Induktorkammes und von der Netzfrequenz abhängig ist. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Endgeschwindigkeit über die Frequenz und die Polzahl zu beeinflussen. Der Luftspalt zwischen Induktorkamm und Sekundärschiene beeinflußt wesentlich die Schubkraft und den Schlupf gegenüber der Synchrongeschwindigkeit. Bei Hochgeschwindigkeits-Magnetschienen-Fahrzeugen ist ein Luftspalt bis zu mehreren Millimetern üblich, ebenso wie bei den auf diesem Prinzip beruhenden Stellantrieben. Durch die schlechte Permeabilität des Luftspaltes wird der Wirkungsgrad verringert, was allerdings bei den genannten Bauformen beispielsweise durch Verdoppelung des Primärteils ausgeglichen wird.causes linear movement. Instead of the synchronous speed, the result is a synchronous speed that is dependent on the pole pitch of the inductor comb and the network frequency. This makes it possible to influence the final speed via the frequency and the number of poles. The air gap between the inductor comb and the secondary rail has a significant effect on the thrust and the slip compared to the synchronous speed. In high-speed magnetic rail vehicles, an air gap of up to several millimeters is common, as is the case with actuators based on this principle. Due to the poor permeability of the air gap, the efficiency is reduced, which is, however, compensated for in the above-mentioned designs, for example, by doubling the primary part.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, unter Verzicht auf Verzahnung, Getriebe, Kupplung und herkömmlichen Elektromotor einen verschleißfreien Antrieb mit gutem Wirkungsgrad für Drehverbindungen zu schaffen.The invention has set itself the task, dispensing with toothing, gearing, coupling and conventional Electric motor to create a wear-free drive with good efficiency for rotary joints.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine kreisringförmige, elektrisch hochleitfähige Läuferschiene,This object is achieved in that a circular, electrically highly conductive runner rail,

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die an einem Teil der Drehverbindung angeordnet ist, ein oder mehreren durch Mehrphasen-Wechselstrom gespeisten Induktöikämmen gegenübersteht, die an dem anderen Teil der Drehverbindung angeordnet sind und der Luftspalt zwischen ; den Indüktorfcämmen und der Läuferschiene in etwa dem Lagerspiel entspricht.which is arranged on a part of the rotary joint, a or several powered by multiphase alternating current Inductöikämmen faces the other part of the Rotary connection are arranged and the air gap between; the Indüktorfcämmen and the runner rail in about the bearing play is equivalent to.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Induktorkämme an einem Konstruktions-Unterteil und die Läuferschiene an einem relativ dazu be- ; weglichen.Konstruktions-Öberteil außerhalb der Drehverbindung angeordnet sind.According to a further embodiment of the invention it is provided that the inductor combs on a construction lower part and the runner rail on a relative to it; Removable upper part of the construction outside of the slewing ring are arranged.

Um die Schubkraft zu erhöhen ist es vorteilhaft, daß die j Läuferschiene gegen den benachbarten Lagerring durch eine • Zwischenlage aus gefächertem Eisen abgestützt ist.To increase the thrust, it is advantageous that the j Runner rail against the adjacent bearing ring through a • Interlayer made of fanned iron is supported.

Vier Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeich-Four exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing

··

{■ nungen schematisch dargestellt und werden im einzelnen näher beschrieben.{■ nings are shown schematically and will be explained in more detail described.

Es zeigen - 4- -It show - 4- -

309829/0628309829/0628

2201H5 ,2201H5,

Fig. Λ einen Querschnitteusschnitt einer einreihigen Kugeldrehverbindung mit elektromagnetischem Antrieb,Fig. Λ a cross-sectional section of a single-row rotary ball joint with electromagnetic drive,

Fig. 2 einen Querschnittsausschnitt einer dreireihigen Rollendrehverbindung mit elektromagnetischem Antrieb und einer Zwischenlage aus gefächertem Eisen,Fig. 2 is a cross-sectional detail of a three-row Roller slewing ring with electromagnetic drive and an intermediate layer of fanned Iron,

Fig. 3 einen Querschnittsausschnitt einer hydrostatischen Drehverbindung mit elektromagnetischen3 shows a cross-sectional detail of a hydrostatic Rotary connection with electromagnetic

Antriebdrive

Fig. 4 einen Querschnittsausschnitt einer einreihigen Kugeldrehverbindung mit außerhalb der Drehverbindung angeordnetem Antrieb, Fig. 5 einen Ausschnitt des Induktorkammes. In den Fig.. 1, 2, 3 ist der zweiteilige Lagerring Tmit einem oder mehreren Induktorkämmen 3 versehen, welche durch Mehrphasen-Wechselstrom gespeist werden. Der relativ dazubewegliche Lagerring 2 ist mit einer kreisringförmigen Läuferschiene 4 ausgestattet, welche dem Induktorkamm 3 gegen-4 shows a cross-sectional detail of a single row Ball slewing ring with drive arranged outside the slewing ring, 5 shows a section of the inductor comb. In FIGS. 1, 2, 3, the two-part bearing ring is Tmit one or more inductor combs 3 are provided, which are fed by multiphase alternating current. The relatively flexible one Bearing ring 2 is equipped with a circular ring-shaped runner bar 4, which opposes the inductor comb 3.

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_ 5 —_ 5 -

überliegt und von diesem durch den Luftspalt 5 getrennt ist,.der in etwa dem Lagerspiel entspricht. Da der Luftspalt im Zehntel-Millimeterbereich.liegt,ergibt sich ein guter Wirkungsgrad des Antriebes. In allen Fällen bildet die Läuferschiene A- einen" geschlossenen Kreisring. Die Läuferschiene A- besteht aus Kupfer oder Aluminium. Die Verwendung von Werkstoffen mit geringer elektrischer Leitfähigkeit würde die Schubkraft vermindern.and is separated from it by the air gap 5, which corresponds approximately to the bearing play. Since the air gap is in the tenths of a millimeter , the drive is very efficient. In all cases the runner bar A- forms a "closed circular ring. The runner bar A- consists of copper or aluminum. The use of materials with low electrical conductivity would reduce the thrust.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung (siehe Fig. 2) ist es zweckmäßig,,zwischen dem Lagerring 2 und der Läuferschiene 4 eine Zwischenlage 6 aus gefächertem Eisen anzuordnen. Dadurch wird die Schubkraft wesentlich erhöht, weil die Schicht aus gefächertem Eisen· die sich im Lagerring 2 bildenden Wirbelströme abschirmt. Dadurch können die elektromagnetischen Kraftlinien in der Läuferschiene A- voll zur Wirkung gelangen.According to a further embodiment of the invention (see FIG. 2) it is expedient to arrange an intermediate layer 6 made of fanned iron between the bearing ring 2 and the runner rail 4. This significantly increases the thrust because the layer of fanned iron shields the eddy currents that form in the bearing ring 2. As a result, the electromagnetic lines of force in the runner bar A- can take full effect.

Wie aus Fig. A-.hervorgeht,' ist es möglich, den elektromagnetischen Antrieb'getrennt von der Drehverbindung anzuordnen. Dabei sind die Induktorkämme 3 fest mit dem Konstruktiöns-Unterteil 11 verbunden. Die Läuferschisne A- ist außerhalb der Drehverbindung an dem relativ zum Unterteil 11 beweglichen Konstruktions-Oberteil 21 angeordnet.As shown in Fig. A-. it can be seen that 'it is possible to arrange the electromagnetic drive' separately from the rotary joint. The inductor combs 3 are firmly connected to the lower part 11 of the construction. The rotor blade A- is arranged outside the rotary connection on the upper structural part 21 which is movable relative to the lower part 11.

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Für die Geschwindigkeitssteuerung, Positionierung und für sonstige Wegregelungen werden an sich bekannte mechanische, elektrische und/oder elektronische Geräte verwendet, welche jedoch für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung sind.Known ones are known per se for speed control, positioning and other path control mechanical, electrical and / or electronic equipment used, however, for the present invention are not important.

Bei den geringen Axial- und Radialspielen der beschriebenen Lagerungen führt der erfindungsgemäße Einsatz des für eine geradlinige Bewegung entwickelten Linearmotors zur Erzielung einer Drehbewegung zu einer ausgezeichneten Lösung für den Antrieb von Drefrverbindungen. The use according to the invention leads to the low axial and radial play of the bearings described of the linear motor developed for a linear movement to achieve a rotary movement an excellent solution for driving rotary joints.

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Claims (1)

Hoesch Aktiengesellschaft, 4-6 Dortmund. EberhardstraßeHoesch Aktiengesellschaft, 4-6 Dortmund. Eberhardstrasse PatentansprücheClaims Antrieb für Wälzkörper- oder hydrostatische Drehverbindungen, geeignet zur Aufnahme von Axial-, \ " Radial- und Kippkräften, dadurch gekennzeichnet, . daß eine kreisringförm-ige, elektrisch hochleit- · fähige Läufer schiene (4-), die an dem einen TeilDrive for rolling element or hydrostatic rotary connections, suitable for absorbing axial, radial and tilting forces, characterized in that an annular, electrically highly conductive runner rail (4-) attached to one part (2) der Drehverbindung 'angeordnet ist, ein oder mehreren durch Mehrphasen-Wechselstrom gespeisten(2) the rotary joint 'is arranged, one or more fed by polyphase alternating current / ' Induktorkämmen (3) gegenübersteht, die an dem anderen Teil (1) der Drehverbindung angeordnet sind, und der Luftspalt (5) zwischen den Induktorkämmen / ' Opposite inductor combs (3) which are arranged on the other part (1) of the rotary joint, and the air gap (5) between the inductor combs (3) "Und der Läuferschiene (4·) in etwa dem Lagerrspiel der Drehverbindung entspricht.(3) "And the runner rail (4 ·) roughly the same as the bearing play corresponds to the slewing ring. 2'./ Elektromagnetischer Antrieb für Drehverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktorkämme (3) an einem Konstruktions-Unterteil (11) und die Lauf er schiene (4) an einem relativ dazu beweglichen Konstruktions-Oberteil (21) außerhalb der Drehverbindung (1,2) angeordnet sind.2 './ Electromagnetic drive for rotary joints according to claim 1, characterized in that the Inductor combs (3) on a construction lower part (11) and the run he rail (4) on a relative to it movable construction upper part (21) are arranged outside of the rotary joint (1,2). 309829/0628309829/0628 3·/ Elektromagnetischer Antrieb für Drehverbindungen nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferschiene (4) gegen den benachbarten lagerring (2) durch eine Zwischenlage (6) aus gefächertem Eisen abgestützt ist.3 · / Electromagnetic drive for slewing rings according to spoke 1, characterized in that the Runner rail (4) against the adjacent bearing ring (2) through an intermediate layer (6) made of fanned iron is supported. 309829/0628309829/0628
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4771199A (en) * 1986-05-10 1988-09-13 Hoesch Aktiengesellschaft Center-free large antifriction bearing with integrated electrical direct drive

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US4771199A (en) * 1986-05-10 1988-09-13 Hoesch Aktiengesellschaft Center-free large antifriction bearing with integrated electrical direct drive

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