FAQ-03A8MW4E, 04/2014 Montage der Einbau … · Welle ist immer geringfügig unter Nennmaß....

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FAQ-03A8MW4E, 04/2014

Montage derEinbau-TorquemotorenSIMOTICS T-1FW6Weiterführende Informationen zum Projektierungshandbuch.

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Dieser Beitrag stammt aus dem Siemens Industry Online Support. Es gelten diedort genannten Nutzungsbedingungen (www.siemens.com/nutzungsbedingungen).

Inhaltsverzeichnis1 Montage Einbau-Torquemotoren SIMOTICS T-1FW6 .................................... 3

1.1 O-Ringe für Kühlmantelmotoren .......................................................... 31.2 Einbautoleranzen und Passungen ....................................................... 41.2.1 Übersicht zur Einbausituation .............................................................. 41.2.2 Passungen beim Einbau des Stators der Kühlmantelmotoren ............ 51.2.3 Passungen beim Einbau des Stators der Motoren mit

integriertem Kühlsystem ....................................................................... 61.2.4 Passungen beim Einbau des Rotors .................................................... 71.3 Motoren mit Befestigung ausschließlich über A-Flansch ..................... 81.4 Position der Transportsicherungen (im Auslieferzustand) ................... 91.5 Distanzfolie ......................................................................................... 111.6 Rotor neu ausrichten .......................................................................... 121.7 Winkeljustierung für den Parallelbetrieb ............................................. 151.8 Kühlsystem-Anschluss der Baugrößen 1FW6050 und 1FW6060...... 16

Abbildung 1-1: Position der O-Ringe im Kühlmantel .................................................... 3Abbildung 1-2: Übersicht zu den Toleranzfeldlagen ..................................................... 4Abbildung 1-3: Einbau des Stators der Kühlmantelmotoren (schematisch) ................. 6Abbildung 1-4: Einbauarten Stator 1FW6050, 060, 160, 190, 230 290 (schematisch) 7Abbildung 1-5: Einbauarten Rotor 1FW6090, 130, 150 (schematisch) ........................ 7Abbildung 1-6: Vergleich der Statorvarianten (schematisch) ....................................... 8Abbildung 1-7: Schematischer Motorquerschnitt und Justierwinkel (nicht

maßstabgerecht) ................................................................................ 16Abbildung 1-8: Lage der Kühlsystem-Anschlussnippel .............................................. 16

Tabelle 1-1: Kühlmantelmotoren und passende O-Ringe ........................................ 3Tabelle 1-2: Toleranzfelder für die beiden Maschinenkörper für jede Baureihe ...... 5Tabelle 1-3: Motorwicklungen mit Motorbefestigung nur über A-Flansch ................ 8Tabelle 1-4: Positionen der Transportsicherungen im Auslieferzustand ................ 10Tabelle 1-5: Abmessungen der passenden Distanzfolien ...................................... 12Tabelle 1-6: Arbeitsgangschritte Rotor neu ausrichten .......................................... 13Tabelle 1-7: Darstellung möglicher Anschlussweisen mit Schnellverbindern. ....... 17

1 Montage Einbau-Torquemotoren SIMOTICS T-1FW6

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1 Montage Einbau-TorquemotorenSIMOTICS T-1FW6

1.1 O-Ringe für KühlmantelmotorenEinbau-Torquemotoren SIMOTICS T-1FW6 mit Kühlmantel werden in kundenseitigvorbereitete Bohrungen in der Kundenmaschine eingesetzt. Die Nuten in derMantelfläche des Stators bilden im Zusammenwirken mit der Innenwand derBohrung das Kühlsystem des Motors. Dieses Kühlsystem wird durch zwei O-Ringe(Materialbezeichnung Fluorkautschuk, Handelsname Viton®) nach außenabgedichtet.Die O-Ringe (Ringschnur) haben im nicht-eingebauten Zustand einenkreisförmigen Querschnitt. Sie werden beim Einfügen des Stators bündig in dieRing-Nut eingepresst. Dabei wird der Querschnitt der O-Ringe deformiert und wirktals Dichtelement.

Abbildung 1-1: Position der O-Ringe im Kühlmantel

Tabelle 1-1: Kühlmantelmotoren und passende O-Ringe

Achtung: Bestellmenge und Liefereinheit = 1 Stück.Für einen kompletten Tausch werden zwei O-Ringe benötigt.

Baugröße MLFB für O-Ring Länge Neuzustand

1FW6090 1FW6090–1EA00–0AA0 703 mm

1FW6130 1FW6130–1EA00–0AA0 950 mm

1FW6150 1FW6150–1EA00–0AA0 1180 mm

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1.2 Einbautoleranzen und Passungen

Die Komponenten der Einbau-Torquemotoren SIMOTICS T-1FW6 werden erst imeingebauten Zustand in der Maschine in der vorgeschriebenen Lage zueinandergehalten. Der Rotor wird hierzu auf einer Maschinenwelle oder an einemWellenstummel befestigt. Der Stator wird in eine vorbereitete Bohrung in derMaschine eingesetzt (bei Motoren mit Kühlmantel) oder an den Maschinenkörperangeflanscht (bei Motoren mit integrierter Kühlung).Hinsichtlich Rundlauf und Exzentrizität sind die Angaben und Hinweise imaktuellen Projektierungshandbuch 1FW6 zu beachten.

1.2.1 Übersicht zur Einbausituation

Die folgende Abbildung zeigt, für welche Maße der Maschinenherstellerverantwortlich ist. Dies sind zum einen der Durchmesser der Maschinenwelle undzum anderen der Durchmesser der Maschinenbohrung. Bei Motoren mitintegrierter Kühlung ist zwar keine Maschinenbohrung erforderlich, jedoch geltendann die entsprechenden Durchmesserangaben für einen Zentrierbund (sieheHinweis im nachfolgenden Abschnitt).Abbildung 1-2: Übersicht zu den Toleranzfeldlagen

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Tabelle 1-2: Toleranzfelder für die beiden Maschinenkörper für jede Baureihe

MLFB MaschinenwelleD in mm

Toleranzfeldin m

MaschinenbohrungD in mm

Toleranzfeldin m

1FW6050 64 -10 … -29 159 +0 … +631FW6060 92 -12 … -34 184 +0 … +721FW6090 140 -14 ... -39 230 +0 …+721FW6130 220 -15 … -44 310 +0 … +811FW6150 265 -17 … -49 385 +0 … +891FW6160 282 -17 … -49 440 +0 … +971FW6190 344 -18 … -54 502 +0 … +1101FW6230 418 -20 … -60 576 +0 … +1101FW6290 522 -22 … -66 730 +0 … +125

1.2.2 Passungen beim Einbau des Stators der Kühlmantelmotoren

Der Stator des Einbau-Torquemotors SIMOTICS T-1FW6 mit Kühlmantel(Baureihen 1FW6090, 130, 150) weist an beiden Flanschen je einen Zentrierbundauf, der werkseitig mit Toleranzklasse f8 zum Nennmaß gefertigt wird. DerAußendurchmesser ist immer geringfügig unter Nennmaß. Aufgrund dermagnetischen Kräfte zwischen Stator und Rotor ist dies, im nicht eingebautenZustand, nicht messbar.Für die kundenseitige Maschinenbohrung, in die der Stator eingesetzt wird, ist dieToleranzklasse H8 dringend empfohlen. Der Bohrungsdurchmesser hat immerNennmaß oder ist geringfügig größer.Kundenseitige Bohrung und 1FW6-Stator bilden immer eine Spielpassung.Die Maschinenbohrung muss sich über die gesamte Statorlänge erstrecken.Um die Beschädigung der O-Ringe beim Einsetzen des Stators zu vermeiden, wirdfür die kundenseitige Bohrung eine Oberflächengüte RZ = 3,2 empfohlen, jedochdarf sie keinesfalls schlechter als RZ = 4,0 sein. Aus gleichem Grund muss dieBohrung mit einer Einführschräge (Winkel 15° - 20°) versehen sein. HinsichtlichBeschaffenheit der kundenseitigen Maschinebohrung sind die Angaben undHinweise im aktuellen Projektierungshandbuch SIMOTICS T-1FW6 zu beachten.

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Abbildung 1-3: Einbau des Stators der Kühlmantelmotoren (schematisch)

1.2.3 Passungen beim Einbau des Stators der Motoren mit integriertemKühlsystem

Der Stator des Einbau-Torquemotors SIMOTICS T-1FW6 mit integrierter Kühlung(Baureihen 1FW6050, 060, 160, 190, 230, 290) hat an beiden Flanschen je einenZentrierbund, der werkseitig mit Toleranzklasse f8 zum Nennmaß gefertigt wird.Der Außendurchmesser ist immer geringfügig unter Nennmaß.Für den kundenseitigen Zentrierbund, in den der Stator eingesetzt wird, ist dieToleranzklasse H8 dringend empfohlen. Der Bunddurchmesser hat immerNennmaß oder ist geringfügig größer.Bei Motoren mit integrierter Kühlung genügt ein maschinenseitiger Zentrierbund alsGegenfläche zum motorseitigen Zentrierbund. Die Bereitstellung einesmaschinenseitigen Zentrierbundes ist optional, wird aber dringend empfohlen.Motoren mit integrierter Kühlung dürfen nur an demjenigen Flansch, der zurBefestigung genutzt wird, in einen Zentrierbund eingefügt werden. Es ist nichterforderlich, den Stator in eine Maschinenbohrung (Einhausung) einzusetzen.Sofern der Stator dennoch in eine Maschinenbohrung eingebaut wird, muss diesean der gesamten Stator-Mantelfläche und am freien Flansch einen Ringspalt vonmindestens 1,5 mm für die thermische Ausdehnung des Stators freilassen.

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Abbildung 1-4: Einbauarten Stator 1FW6050, 060, 160, 190, 230 290 (schematisch)

Einbau mit Umhausung Einbau ohne Umhausung

1.2.4 Passungen beim Einbau des Rotors

Der Rotor des Einbau-Torquemotors SIMOTICS T-1FW6 wird werkseitig mitToleranzfeldlage H8 zum Nennmaß gefertigt. Der Innendurchmesser desRotorringes hat immer Nennmaß oder ist größer.Die kundenseitige Maschinenwelle, auf die der Rotor aufgeschoben wird, soll mitToleranzfeldlage g6 zum Nennmaß gefertigt werden. Der Außendurchmesser derWelle ist immer geringfügig unter Nennmaß.Kundenseitige Welle und Rotor bilden immer eine Spielpassung.Die Rotoren der Baugrößen 1FW6050, 060, 160, 190, 230, 290 haben an beidenEnden der Innenfläche einen Zentrierbund.Für die Zentrierung des Rotors auf der Welle ist es ausreichend, wenn die Welleoder das Wellenende einen Zentrierbund am Ende des Rotorsitzes aufweist.Abbildung 1-5: Einbauarten Rotor 1FW6090, 130, 150 (schematisch)

Einbau auf durchgehender Welle Einbau auf Wellenende

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1.3 Motoren mit Befestigung ausschließlich überA-FlanschEinbau-Torquemotoren SIMOTICS T-1FW6 weisen – je nachBemessungsdrehzahl – unterschiedlich hohe Dauerströme auf.Motoren, die besonders hohe Dauerströme (Datenblattwert) aufweisen, habenaufwändigere Wicklungen und benötigen einen vergrößerten Verschaltungsraumauf der B-Seite (Flansch mit Leitungsabgang) im Inneren des Motors. Deshalb istder B-Flansch bei diesen Wicklungen nur über Stützelemente sowie verlängerteBefestigungsschrauben verbunden.Diese Verbindung kann somit nicht das volle Drehmoment übertragen. Das volleDrehmoment ist nur über den A-Flansch (Flansch ohne Leitungsabgang)verfügbar. Die Befestigung des Motors am B-Flansch ist daher nicht zugelassen.Abbildung 1-6: Vergleich der Statorvarianten (schematisch)

Tabelle 1-3: Motorwicklungen mit Motorbefestigung nur über A-FlanschBestellbezeichnungStandardausführungen

LängeStator

Bestellbezeichnungbetroffene Typen

LängeStator

1FW6160-xxx10-xxxx 160 mm 1FW6160-xxx10-2Pxx 170 mm

1FW6160-xxx15-xxxx 210 mm1FW6160-xxx15-2Pxx

220 mm1FW6160-xxx15-0Wxx

1FW6160-xxx20-xxxx 260 mm1FW6160-xxx20-2Pxx

270 mm1FW6160-xxx20-0Wxx

1FW6190-xxx10-xxxx 160 mm 1FW6190-xxx10-2Pxx 170 mm

1FW6190-xxx15-xxxx 210 mm1FW6190-xxx15-2Pxx

220 mm1FW6190-xxx15-0Wxx

1FW6190-xxx20-xxxx 260 mm1FW6190-xxx20-2Pxx

270 mm1FW6190-xxx20-0Wxx

1FW6230-xxx15-xxxx 210 mm 1FW6230-xxx15-0Wxx 220 mm1FW6230-xxx20-xxxx 260 mm 1FW6230-xxx20-0Wxx 270 mm

1FW6290-xxx07-xxxx 140 mm 1FW6290-xxx07-2Pxx 160 mm1FW6290-xxx11-xxxx 180 mm 1FW6290-xxx11-2Pxx 200 mm1FW6290-xxx15-xxxx 220 mm 1FW6290-xxx15-2Pxx 240 mm

1FW6290-xxx20-xxxx 260 mm1FW6290-xxx20-2Pxx

280 mm1FW6290-xxx20-0Wxx

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1.4 Position der Transportsicherungen (imAuslieferzustand)Die Transportsicherungen des Einbau-Torquemotors SIMOTICS T-1FW6 haltenden Rotor vom Stator ab (Motor im nicht eingebauten Zustand) und verhindern denKontakt der Komponenten untereinander. Position und Anzahl derTransportsicherungen im Auslieferzustand unterscheiden sich je nach Baugrößeund teilweise auch nach Baulänge.Um das Entfernen der Transportsicherungen nach Einbau des Motors möglichst zuvereinfachen, sollte bei der Maschinenkonstruktion die Position der Sicherungenbeachtet werden. Folgende Übersichten zeigen die jeweilige Lage derTransportsicherungen.

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Tabelle 1-4: Positionen der Transportsicherungen im Auslieferzustand

MLFB Blickrichtung auf A-Flansch(Flansch ohne Leitungsabgang)

Blickrichtung auf B-Flansch(Flansch mit Leitungsabgang)

1FW60501FW6060

1FW60901FW61301FW6150

1FW6160

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1.5 DistanzfolieBei den Einbau-Torquemotoren SIMOTICS T-1FW6 werden Stator und Rotor erstdurch die Montage in die Kundenmaschine in der vorgesehenen konzentrischenLage zueinander festgehalten. Im Auslieferzustand – vor dem Einbau – werden siedurch die Transportsicherungen so zusammengehalten, dass eine Berührung vonStator-Innenfläche und Rotor-Außenfläche verhindert wird.Im Auslieferzustand ist werkseitig im Luftspalt des Einbau-Torquemotors 1FW6eine Distanzfolie lose eingelegt, um im Falle eines Handhabungsfehlers beiEinbau oder Ausbau (alle Transportsicherungen wurden entfernt) die Berührungvon Stator und Rotor sicher zu verhindern.Die Distanzfolie muss aus dem Luftspalt entfernt werden, bevor der Rotor erstmalsin Drehung versetzt wird.Daten zum werkseitig eingesetzten Folienmaterial:

Anbieter: SAHLBERG GmbH & Co. KGFriedrich-Schüle-Str. 20DE-85622 Feldkirchen / MünchenSahlberg Bestellcenter: Folie PA-6, naturMaterial: Polyamid (PA-6).Folienstärke und Einsatzbereich:D = 0,5 mm Artikelnummer 412401e (für Baugrößen 1FW6050 – 1FW6150)D = 1,0 mm Artikelnummer 412402e (für Baugrößen 1FW6160 – 1FW6290)

Alternativ kann Folienmaterial gleicher Stärke und Festigkeit auch von anderenAnbietern bezogen werden.Die folgende Tabelle zeigt für jede Motorgröße die Abmessungen der passendenDistanzfolie. Für das nachträgliche Einfügen einer Distanzfolie in denasymmetrischen Luftspalt eines nicht mehr zentrischen Motors muss ein gekürztesFolienstück verwendet werden. Die Längen hierzu sind ebenfalls in der Tabelleaufgeführt (Spalte „Länge Zuschnitt“).

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Tabelle 1-5: Abmessungen der passenden DistanzfolienBaugröße Achslänge Breite der Folie

in mmOriginallänge der

Folie in mmLänge Zuschnitt

ca. in mm

1FW6 050

xxx03 45

300 150xxx05 65xxx07 85xxx10 115xxx15 165

1FW6060

xxx03 45

380 190xxx05 65xxx07 85xxx10 115xxx15 165

1FW6090

xxx05 50

530 260xxx07 70xxx10 100xxx15 150

1FW6130

xxx05 50

800 400xxx07 70xxx10 100xxx15 150

1FW6150

xxx05 50

940 460xxx07 70xxx10 100xxx15 150

1FW6160

xxx05 60

1030 500xxx07 80xxx10 110xxx15 160xxx20 210

1FW6190

xxx05 60

1220 600xxx07 80xxx10 110xxx15 160xxx20 210

1FW6230

xxx05 60

1450 720xxx07 80xxx10 110xxx15 160xxx20 210

1FW6290

xxx07 90

1820 900xxx11 130xxx15 170xxx20 210

1.6 Rotor neu ausrichtenHinsichtlich Rundlauf und Exzentrizität sind die Angaben und Hinweise imaktuellen Projektierungshandbuch für Einbau-Torquemotoren SIMOTICS T-1FW6zu beachten.Folgende unsachgemäßen Handlungen können dazu führen, dass im nicht-eingebauten Zustand die Achsen von Rotor und Stator nicht mehr konzentrisch

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sind und der Rotor infolge der magnetischen Anziehungskraft direkt an derInnenfläche des Stators anhaftet:

a. alle Transportsicherungen wurden entfernt, bevor der Motor in dieMaschine eingebaut wurde.

b. der Motor wurde aus der Maschine ausgebaut, obwohl zuvor dieTransportsicherungen nicht angebracht wurden.

Die folgende Tabelle zeigt die Arbeitsschritte die durchzuführen sind, um den Rotorerneut im Stator zu zentrieren.

Tabelle 1-6: Arbeitsgangschritte Rotor neu ausrichten

Nr. Arbeitsgangschritte

1 Ausgangszustand:der Rotor ist nicht mehrausgerichtet und haftetmagnetisch direkt an der Stator-Innenseite an.(Kontaktpunkt: siehe Pfeil)

2 Die (mitgelieferte original-)Distanzfolie wird passend gekürzt(ca. Hälfte der originalen Länge).Die Abmessungen der passendenZuschnitte sind im KapitelDistanzfolie angegeben.

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3 Die passend zugeschnittene Foliewird in den verbliebenenvergrößerten Luftspalt eingesetzt,der gegenüberliegend zumKontaktpunkt (sh. Markierung)entstanden ist.

4 Der Kontaktpunkt zwischen Rotorund Stator wird mit einerSchraubzwinge auf die Folieverlagert.Die Stator-Außenfläche istunbedingt mittels großflächiger,kraftverteilender Unterlage gegenVerformungen zu schützen.Für den Schutz der Rotor-Innenfläche genügt ein StückSchutzfolie aus der originalenDistanzfolie.

5 Der Kontaktpunkt zwischen Rotorund Stator auf der Schutzfolie wirdmit einer zweiten Schraubzwingeund schützender Unterlage darangehindert, zurück zu wandern.Beim abwechselndenWeitersetzen der Schraubzwingen,um den Kontaktpunkt weiter in dieMitte der Folie zu verlegen, sinddie Schraubzwingen nur schonendanzuspannen.

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1.7 Winkeljustierung für den ParallelbetriebFür den elektrisch parallelen Betrieb von zwei Einbau-TorquemotorenSIMOTICS T-1FW6 ist es notwendig, dass die beiden Motoren elektrisch (Hinweis:nicht mechanisch) möglichst genau zueinander ausgerichtet sind. Ein Kriteriumhierfür sind die Gegen-EMK-Verläufe beider Motoren. Diese dürfen nicht mehr als10° elektrisch voneinander abweichen.Bei elektrischem Parallelbetrieb von n Motoren gilt dies entsprechend für jedenMotor in Bezug zu einem frei wählbaren Motor der Parallelschaltung.Um etwaige durch Fertigungstoleranzen bedingte Abweichungen minimieren zukönnen, müssen bei einem Motor (bzw. bei n-1 Motoren) für den Stator oder denRotor eine Justierbarkeit des Einbauwinkels vorgesehen werden.Unabhängig von der jeweiligen Baugröße genügt es, einen mechanischenVerstellwinkel amech von +/-1° entsprechend einem Bogen b von ca. +/-1,5 mm vorzusehen (siehe Darstellung im nachfolgenden Bild). Dadurch ist dererforderliche Einstellbereich immer vollständig abgedeckt.Da die Justierung grundsätzlich sowohl durch Verdrehen des Stators oder aberVerdrehen des Rotors vorgenommen werden kann, wird der maximal erforderlicheBogen am Ort des Luftspalts angegeben (somit gültig für beide Justiermethoden).

6 Der Rotor liegt vollständig auf derFolie auf und hat keinen direktenKontakt mehr zum Stator. Nunkann auch die zweite Folienhälftein den Spalt eingelegt werden, umeinen erneuten direkten Kontakt zuverhindern.Die Transportsicherungen werdenauf der oberen Seite aufgelegt, dieBefestigungsschrauben werdeneingesetzt und von Handeingeschraubt (Verkanten derGewinde unbedingt vermeiden!).

7 Die Befestigungsschraubenwerden handfest angezogen,wodurch der Rotor in RichtungSollposition gezogen wird.Die Distanzfolie muss im Luftspaltverbleiben, bis der Motor in dieMaschine eingebaut ist.Die Distanzfolie muss entferntwerden, bevor der Rotor inBewegung versetzt wird.

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Abbildung 1-7: Schematischer Motorquerschnitt und Justierwinkel (nichtmaßstabgerecht)

1.8 Kühlsystem-Anschluss der Baugrößen 1FW6050 und1FW6060Abbildung 1-8: Lage der Kühlsystem-Anschlussnippel

Das Kühlsystem der Einbau-Torquemotoren SIMOTICS T-1FW6 der Baugrößen050 und 060 ist mit Anschlussnippeln der Größe 8 mm ausgeführt für denAnschluss mittels einfach-lösbarem Steck-Schnellverbinder („push-in-fitting“).

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Je nach Einbausituation kann eine Schlauch-Zuführung mit abgewinkeltenSteckverbindern oder geraden Steckverbindern von Vorteil sein.

Tabelle 1-7: Darstellung möglicher Anschlussweisen mit Schnellverbindern.

Kühlsystem-Anschluss mitgewinkelten Schlauch-Steckverbindern

Bezugsquelle z.B.AVS Ing. J.C. Römer GmbH

Typ 955X4-8F (Edelstahl)Typ 955P-8 (Kunststoff)

Kühlsystem-Anschluss mitgeraden Schlauch-Steckverbindern.

Bezugsquelle z.B.AVS Ing. J.C. Römer GmbH

Typ 958M-8 (Messing)Typ 958P-8 (Kunststoff)

Die Steckverbinder müssen soweit auf die Anschlussnippel aufgeschoben werdenkönnen (mindestens 8 mm), dass die enthaltenen Ringkrallen in die Ringnut derAnschlussnippel einrasten können.Achtung: nicht alle am Markt erhältlichen Produkte sind hierzu geeignet!

Zum Lösen der Steckverbinder muss deren Entriegelungsring eingedrückt werden,während gleichzeitig der Steckverbinder nicht auf Zug belastet sein darf (sieheauch das jeweilige Produktdatenblatt). Andernfalls kann die Ringkralle nichtentriegelt werden.