DE102004046208A1

DE102004046208A1 - Antriebskomponente

Info

Publication number: DE102004046208A1
Application number: DE200410046208
Authority: DE
Inventors: Michael Dr.-Ing. Christ
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-04-06

Abstract

Antriebskomponente, wobei im Inneren des Gehäuses zumindest ein flüssigkeitsabweisender Oberflächenbereich vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebskomponente.
Aus der EP 0 772 514 B1 ist eine selbstreinigende Oberfläche bekannt, die insbesondere bei Oberflächen aus Resopal oder Polyethylen (Beispiel 1 auf Spalte 5 der EP 0 772 514 B1 ) oder bei PTFE-Oberflächen (Beispiel 1 auf Spalte 5 der EP 0 772 514 B1 ) verwendbar ist und hydrophob ist. Nachteilig ist dabei, dass bei Stahlguss, Aluminium-Druckguss oder bei Kunststoff-Spritzgussteilen keine Verwendung ermöglicht wird. Ebenso ist nicht klar, wie bei geometrisch nicht-eben geformten Objekten die selbstreinigende Oberfläche vorsehbar ist.
Aus der DE 101 18 352 A1 ist eine Oberfläche bekannt, die einen härtbaren Träger aufweist, auf dem Partikel eine zerklüftete Struktur im Nanometerbereich bilden. Des Weiteren sind die Partikel hydrophob ausführbar. Der Lack kann hydrophob ausgeführt werden. Dadurch ist die Oberfläche selbstreinigend ausführbar.
Aus der DE 102 33 829 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer selbstreinigenden Oberflächen mittels Pulverbeschichtung bekannt. Nachteiligerweise werden dort wiederum nur ebene Fliese oder Stoffe als mit dem dort beschriebenen Verfahren beschichtbare Ausführungsbeispiele offenbart (Seite 5 und 6 der DE 102 33 829 A1 ).
Aus der DE 102 10 673 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Werkzeug in einer Kunststoffspritzgussmaschine mit Mikropartikeln beschichtet wird und diese dann beim Spritzgießen auf das Werkstück übertragen werden. Auf diese Weise ist eine selbstreinigende hydrophobe Oberfläche bei Kunststoffspritzgussteilen ermöglicht, jedoch nicht bei Stahlgussteilen.
Bei Getrieben und insbesondere auch Motoren, beispielsweise aus der Seite www.sew-eurodrive.de sind aseptische Ausführungen bekannt. Diese speziellen Getriebe und Motoren sind ohne Kühlrippen, Kühlvorrichtungen oder andere komplex geformte Kühlvorrichtungen am Gehäuse ausgeführt. Nachteiligerweise ist die Wärmeabfuhr an die Umgebung erschwert, da im Vergleich zu üblichen Getriebemotoren keine der genannten Kühlvorrichtungen die Oberfläche vergrößern und somit der Wärmeübergangswiderstand vom Getriebemotor zur Umgebung hin groß ist.
Aus der DE 197 04 226 ist ein Umrichtermotor bekannt, der Kühlfinger aufweist. Jedoch ist dieser Umrichtermotor nicht in aseptischen Bereichen verwendbar, da Schmutz in den Vertiefungen zwischen den Fingern sich festsetzen kann und somit die hygienischen Vorschriften in solchen Fertigungsbereichen nicht einhaltbar sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebskomponente im aseptischen Bereich leistungsfähiger zu gestalten, insbesondere die Wärmeabfuhr zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Antriebskomponente nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei der Antriebskomponente sind, dass sie im Inneren des Gehäuses zumindest ein flüssigkeitsabweisender Oberflächenbereich umfasst.
Somit kann sich Schmierstoff nicht an irgendwelchen Stellen im Innenraum des Gehäuses der Antriebskomponente festsetzen sondern fließt zurück in den Schmierstoffvorrat. Somit sind die restlichen Komponenten innerhalb des Getriebes mit Schmierstoff gut versorgt. Auch bei wenig fließfähigem Schmierstoff, wie hochviskoses Öl oder dergleichen, wird dieser infolge der geringen Haftung und gleichzeitiger Schwingungen beim Betrieb der Antriebskomponente leichter rückgefördert.
Von Vorteil ist außerdem, dass durch die in den gewählten Bereichen schmierstoffabweisenden Bereiche Schmierstoff besser zu den Lagern, in Eingriff stehenden Verzahnungsbereichen und/oder Wellendichtringslaufflächen hinführbar ist. Außerdem benetzt weniger Schmierstoff die drehbar gelagerten Teile an Flächen, die nicht geschmiert werden müssen.
Durch die Flüssigkeitsabweisende Ausführung sind auch andere Flüssigkeiten, wie Wasser, abweisbar und somit abführbar. Somit kann sich auch kein Kondenswasser ansammeln und die Oxidationsgefahr für die flüssigkeitsabweisend ausgeführten Bereiche ist verminderbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antriebskomponente ein Umrichter, ein Motor, ein Getriebe, ein dezentral in der Anlage angeordneter Verteiler, ein Steuergerät und/oder eine Bremse. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung bei industriellen Geräten im Feld, also unter starker Beanspruchung, verwendbar ist. Insbesondere bei Getrieben ist die sparsame Verwendung von Schmierstoff fundamental wichtig für die Aufrechterhaltung der Funktion.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die lipophobe, und auch oleophobe, Oberfläche beim Urformen erzeugt. Von Vorteil ist dabei, dass die Oberfläche einfach und kostengünstig erzeugbar ist. Viele lipophoben Stoffe sind auch oleophob und umgekehrt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Oberfläche eine zerklüftete Struktur im Bereich von 5 bis 250 μm auf. Insbesondere weist die Oberfläche Erhebungen im Bereich von 5 bis 250 μm auf und die Oberfläche weist Vertiefungen im Bereich von 5 bis 150 μm auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Struktur mit verschiedenen Methoden erzeugbar ist, wie beispielsweise auch Sandstrahlen oder Prägen oder Ätzen. Insbesondere beim Sandstrahlen sind die Spitzen der zerklüfteten Struktur abgerundet und somit ist der Lotuseffekt der selbstreinigenden Oberfläche noch weiter verbessert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Oberfläche oleophobe, lipophobierte und/oder lipophobe Partikel und/oder Bereiche. Von Vorteil ist dabei, dass ölabweisende und/oder fettabweisende Oberflächen erzeugbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die lipophobe innere Oberfläche mittels einer Grundierung mit einem beim Herstellen verdampfenden Lösungsmittel enthaltenden Lack, mittels Aufkleben von Partikeln und/oder mittels Beschichten mit Partikeln hergestellt. Von Vorteil ist dabei, dass die Auftragung der Grundierung schnell und einfach ist. Insbesondere in tiefen Tälern der Oberfläche des Bauteils ist eine gute Versorgung mit Grundierung automatisch vorhanden und somit auch eine sehr gute Qualität der Beschichtung. Genau hier ist also die Abfuhr von Schmierstoff, wie Öl oder dergleichen, aus Mulden und Tälern verbesserbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind sowohl Kunststoffbereiche als auch metallische Gehäusebereiche mit der schmiermittelabweisenden Oberflächen versehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Oberfläche für verschiedene Werkstoffe verwendbar ist und somit auch dann und insbesondere bei den Übergängen zwischen den Werkstoffen die bereichsweise lipophobe Beschichtung vorsehbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Pulverbeschichten angewendet. Von Vorteil ist dabei, dass wiederum in den Tälern eine gute Qualität an Beschichtung erreichbar ist und in den steilen Bereichen eine wenigstens ausreichende Qualität erreichbar ist. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun näher erläutert:
In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Antrieb schematisch gezeigt. Der Elektromotor 1 treibt ein Flachstirnradgetriebe 2 an, dessen Abtriebswelle 3 mittels Passfeder mit einer anzutreibenden Maschine verbindbar ist. Der Elektromotor 1 weist Kühlrippen 4 auf. Das Getriebe 2 weist auch Gehäusewellen 5 auf, die nicht nur ein angenehmes Design bewirken sondern auch eine Vergrößerung der Oberfläche des Gehäuses und somit eine Verringerung des Wärmeübergangswiderstandes vom Inneren des Gehäuses zur Umgebung hin, also auch eine Verbesserung der Wärmeabfuhr.
In der 2 umfasst das Winkelgetriebe 20, beispielhaft ein Kegelgetriebe, eine Abtriebswelle 21 und auf dem Gehäuse wiederum Gehäusewellen 22, also leichte Erhebungen und Vertiefungen, die zu einem schöneren Design führen. Gleichzeitig wird wiederum die Wärmeabfuhr verbessert.
In der 3 umfasst das Stirnradgetriebe 30 eine Abtriebswelle 31 und auf dem Gehäuse wiederum Gehäusewellen 32, also leichte Erhebungen und Vertiefungen, die zu einem schöneren Design führen. Gleichzeitig wird wiederum die Wärmeabfuhr verbessert.
In der 4 umfasst das Winkelgetriebe 40, beispielhaft ein Schneckengetriebe, eine Abtriebswelle 41 und auf dem Gehäuse wiederum Gehäusewellen 42, also leichte Erhebungen und Vertiefungen, die zu einem schöneren Design führen. Gleichzeitig wird wiederum die Wärmeabfuhr verbessert.
Ein Antrieb umfasst Antriebskomponenten, wie Getriebe, Elektromotor, Umrichter und dergleichen. Der Umrichter dient zur Versorgung des Elektromotors. Der Elektromotor treibt das Getriebe an, wenn ein solches vorhanden ist. Ansonsten wird das Drehmoment nicht von der abtriebsseitigen Welle des Getriebes sondern von der abtriebsseitigen Welle des Motors an die anzutreibende Vorrichtung geliefert.
Die Erfindung bezieht sich auf den Innenraum der Antriebskomponenten und weist als eines der wesentlichen Merkmale lipophobe Beschichtungsbereiche der Innenfläche auf, also schmierstoffabweisende Beschichtungsbereiche. Schmierstoffe können Fette, Schmierfette, Fließfette oder Öle sein.
Besonders vorteilhaft ist es, schon beim Urformen der Oberfläche eine im Mikrometerbereich oder Nanometerbereich zerklüftete Struktur an der Oberfläche zu bilden und mit oleophoben, lipophobierte oder lipophoben Partikeln zu versehen. Dies kann in der Werkzeuggießform schon erfolgen, indem die Partikel an der Form aufgebracht werden und beim Gießvorgang die Partikel sich mit dem Werkstück verbinden.
Eine weitere Art der Herstellung ist das Aufbringen eines Lacks, der nach dem Verdampfen des Lösungsmittels zu einer lipophoben Oberfläche heranbildbar ist. Bei einer ersten Verfahrensart werden dabei oleophobe, lipophobierte oder lipophobe Partikel dem Lack beigemischt und bilden nach Verdampfen des Lösungsmittels die im Nanometer oder Mikrometerbereich zerklüftete Struktur, also die ölabweisende Struktur.
Eine andere Verfahrensart ist das Aufbringen eines Lackes, auf den dann nachträglich die genannten Partikel aufgebracht werden.
Die im Stand der Technik, insbesondere in den Beschreibungsteilen der obengenannten Schutzrechte, bekannten Verfahrensarten sind für die Antriebskomponenten entsprechend modifiziert bei der Erfindung anwendbar.
Wesentlich ist auch bei der Erfindung, dass wenig Schmierstoff innerhalb der Vorrichtung verloren geht, weil die lipophob beschichteten Bereiche verhindern, dass Schmierstoff sich dort ansammelt. Außerdem kann durch die schmierstoffabweisende Oberflächenbereiche und deren Ausformung der Schmierstoff an die Stellen verstärkt hinzugeleitet werden, an denen er erforderlich ist, wie beispielsweise Verzahnungsbereiche, Lagersitz und Wellendichtringsitz.
Statt des Begriffes „lipophob" ist auch stets der Begriff „oleophob" in der vorliegenden Schrift mitzulesen.

1: Elektromotor
2: Flachstirnradgetriebe
3: Abtriebswelle
4: Kühlrippen
5: Gehäusewellen
20: Winkelgetriebe
21: Abtriebswelle
22: Gehäusewellen
30: Stirnradgetriebe
31: Abtriebswelle
32: Gehäusewellen
40: Winkelgetriebe
41: Abtriebswelle
42: Gehäusewellen

Claims

Antriebskomponente dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Gehäuses zumindest ein flüssigkeitsabweisender Oberflächenbereich vorgesehen ist.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssigkeitsabweisende Oberflächenbereich lipophob vorgesehen ist, insbesondere also eine schmiermittel-, öl- und/oder fettabweisende Oberflächenbeschichtung aufweist, und/oder hydrophob.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskomponente ein Umrichter, ein Motor, ein Getriebe, ein dezentral in der Anlage angeordneter Verteiler, ein Steuergerät und/oder eine Bremse und/oder eine Kombination dieser Komponenten ist.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lipophobe und/oder hydrophobe Oberfläche beim Urformen erzeugt ist.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche eine zerklüftete Struktur im Bereich von 5 bis 250 μm aufweist.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche Erhebungen im Bereich von 5 bis 250 μm aufweist.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche Vertiefungen im Bereich von 5 bis 150 μm aufweist.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche oleophobe, lipophobierte und/oder lipophobe Partikel und/oder hydrophobe Bereiche umfasst.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zerklüftete Struktur mittels Sandstrahlen, Prägen und/oder Ätzen hergestellt ist.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lipophobe und/oder hydrophobe Oberfläche mittels einer Grundierung mit einem beim Herstellen verdampfenden Lösungsmittel enthaltenden Lack, mittels Aufkleben von Partikeln und/oder mittels Beschichten mit Partikeln hergestellt ist.
Antriebskomponente nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Kunststoffbereiche als auch metallische Bereiche mit der lipophoben und/oder hydrophoben Oberfläche versehen sind.
Verfahren zum Herstellen einer Antriebskomponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskomponente hergestellt wird und danach in zumindest einem Teilbereich der Innenfläche eine lipophobe und/oder hydrophobe Oberfläche vorgesehen, erzeugt und/oder aufgebracht wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahren zu Herstellung ein Pulverbeschichten angewendet wird.