DD221987A1 - Drehwerksantrieb, insbesondere fuer drehkrane mit grosswaelzlager - Google Patents

Drehwerksantrieb, insbesondere fuer drehkrane mit grosswaelzlager Download PDF

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DD221987A1 DD84261243A DD26124384A DD221987A1 DD 221987 A1 DD221987 A1 DD 221987A1 DD 84261243 A DD84261243 A DD 84261243A DD 26124384 A DD26124384 A DD 26124384A DD 221987 A1 DD221987 A1 DD 221987A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine regelbaren Drehwerksantrieb auf elektromotorischer Basis, insbesondere für Drehkrane mit einem Großwälzlager bei dem eine Schwenk- bzw. Drehbewegung um eine senkrechte Achse erforderlich ist. Ziel ist es, den Aufwand zur Realisierung eines Drehwerksantriebes zu senken und mechanischen Verschleiß zu beseitigen. Die Aufgabe besteht darin, einen direkt wirkenden Drehwerksantrieb zu gestalten, der Raumbedarf für den Antrieb ist durch eine Kompaktbauweise zu reduzieren. Erfindungsgemäß wird die erforderliche Kraftkomponente zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem feststehenden Unterteil und dem drehbaren Oberteil durch ein Linearwanderfeld erreicht. Ein aus mehreren Ringen bestehendes Großwälzlager wird mit einem Sekundärteil fest verbunden. Das Sekundärteil wird von einem Primärteil beeinflusst. Eine Tragkonstruktion, die gleichzeitig magnetischer Rückfluss ist, stellt die Verbindung des Primärteils mit einem aus mehreren Ringen bestehenden Großwälzlager her. Die Erfindung ist verwendbar bei Drehkranen aller Bauarten sowie für andere fördertechnische Geräte. Fig. 1

Description

a) Titel der Erfindung
. .Drehwerksantrieb, insbesondere für Drehkran mit . Großwälzlager-
b) Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen regelbaren Drehwerks·- "antrieb auf elektromotorischer Basis, bei dem eine Schwenk- bzw· Drehbewegung um eine Achse erforderlieh ist, insbesondere für Drehkrane mit einem Großwälzlager zwischen dem feststehenden Unterteil und dem drehbaren Oberteil· Krane, die eine Schwenk- bzw« Drehbewegung um eine Achse ausführen, können freizügig ortsfest bzw« ortsveränderlich sein« ,Die Erfindung ist auch anwendbar bei Drehkranen mit Blocksäulen, sowie bei Baggern und Baumaschinen«
c.) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Schwenk-" bzw« Drehbewegungen eines Oberteils gegenüber einem feststehenden Unterteils sind bei Dreh» ( kränen aller Bauarten wie Auto- und Mobilkranen, Hafenkranen, Raupenkranen sowie anderen fördertechnischen Geräten wie Baggern, Baumaschinen usw0 auszuführen· Die Drehbewegung ist dabei eine für die Erfüllung der Arbeitsäufgabe, z· B0 des Umschlagprozesses bei Drehkranen, wichtige GrUBdbewegungsform« ff
Bekannt sind Drehwerksantriebe für Drehkrane, bei denen die Drehbewegung durch einen Elektret- oder Dieselmotor inWerbindung mit einem Getriebe, einer Kupplung und einer Bremseinrichtung herbeigeführt wird· Die Relativbewegung zwischen dem drehbaren Oberteil und dem feststehenden Unterteil wird über ein Ritzel, welches mit einem Zahnkranz eines Groß-Wälzlagers oder einemTriebstockkranz im Eingriff steht, erzielte siehe: Grundlagen der Förderte ehnik, VSB Verlag Technik, S· 134-ff Die Wesentlichen Mängel dieser Antriebsart liegen in dem hohen mechanischen Verschleiß zvaschen ' Ritzel und Zahnkranz einerseits und der großen Anzahl von direkt im mechanischen Eingriff stehenden Elementen,wie z. B. Zahnräder im Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie dem hohen Raumbedarf· Daraus resultieren eine begrenzte Lebensdauer des Antriebes Und hohe Kosten für die Sicherung der Betriebsfähigkeit und Erhaltung der Funktion· Außerdem ist der Wirkungsgrad zum Übertragen des erforderlichen Drehmomentes, bedingt durch die hohe Anzahl erforder-Iieher Zwischenelemente, wie Ritzel, Getriebe, Kupplung, gering und damit der Energieaufwand durch energetische Verluste hoch· Hinzu kommt, daß die Regelbarkeit und Anpaßbarkeit dieses Antriebes für den jeweiligen Anwendungsfall einen hohen Kostenaufwand verlangt*
Bekannt ist auch ein Antrieb für «Kabel- und Seiltrommeln , Scheiben oder andere Rotationskörper, bei denen der Antrieb nach dem Prinzip des Linearmotors erfolgt« Dabei ist der bewegliche Teil des Motors am Umfang oder nahe dem Umfang des Rotationskörpers angeordnet· Der stehende Teil des Motors ist in Form eines oder mehrerer fest zur Drehachse angeordneter Ständer ausgeführt· siehe: DE-OS 2058 803 Und
DD-IP 90853
Ferner ist auch ein elektrischer Antrieb für Hebezeuge und Fördermittel bekannt, bei dem zur Erreichung eines Scheibenantriebes am Umfang einer Antriebsscheibe ein Stator als Linearmotor angeordnet ist β siehe: DS^-OS 2233 593 Diese Antriebsarten haben den Nachteil, daß sie zu keiner kompakten geschlossenen Baueinheit mit einer Kugel- oder Rollendrehverbindung ausgebildet sind, sehr aufwendige Konstruktionsformen zur Sicherung eines konstanten Luftspaltes zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil erfordern und auf herkömmliche Drehwerksantriebsformen wie z· ,B» Drehrollen» Triebstockkränze orientieren,, die bezüglich Laufeigenschaften, Verschleiß, Lebensdauer sowie Reparatur- und War tungs aufwand wesentlich schlechtere Gebrauchseigenschaften aufweisen als solche mit Großwälzlagern«
d) Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand und Baumbedarf zur Realisierung eines regelbaren Drehwerksantriebes wesentlich zu senken und den Verschleiß vollständig zu beseitigen» Es soll die Möglichkeit gegeben sein, den Standardisierungsgrad und die Lebensdauer wesentlich zu erhöhen und den Antrieb als Kompaktbaueinheit in Verbindung mit dem Konstruktionselement Großwälzlager zu gestalten·
e) Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe besteht darin, einen direkt wirkenden Drehwerksantrieb für die Realisierung einer Drehbewegung ohne rotorisch angetriebene Elemente und zwischengeschaltete Kraftübertragungselemente zu gestalten» Die konstruktive Lösung so^.1 eine
v-
kostengünstige, gut regelbare sowie eine energieökonomische und moderne Antriebskonzeption auf der Basis elektronischer und mikroelektronischer Bauelemente ermöglichen und eine Anpaßbarkeit an alle erforderlichen Drehgeschwindigkeiten und Kraft- , komponenten an beliebigen Antriebskonzeptionen und für beliebige Antriebskräfte sichern. Gleichzeitig sollen sich die Vorteile hinsichtlich der Laufeigenschaften eines Großwälzlagers positiv auf die An- ' schiußkonstrüktion des Kranes und die Gebrauchseigenschaften der Erzeugnisse auswirken«» Der Raumbedarf für den Antrieb soll durch eine Kompaktbauweise reduziert werden·
SrfindungsgemäB wird bei einem Drehwerksantrieb eines Drehkranes oder dgl· ein Ring eines aus mehreren Singen bestehenden Großwälzlagers mit einem Sekundärteil fest verbunden· Das Sekundärteil wird von einem Primärteil, welches ein Linearmotor oder ein Wicklungsbaustein sein kann, beeinflußt· Bine Tragkonstruktion, die gleichzeitig magnetischer Rückfluß ist, dient als Aufnahme- und Verbindungselement des Primärteils mit einem weiteren Ring des Großwälzlagers · Die Relativbewegung der Ringe des Großwälzlagers gegeneinander^wird durch eine Kraftkomponente eines an sich bekannten Linearmotors bzw· eines Wicklungsbausteines infolge des sich ausbildenden Linearwanderfeldes erreicht· Das Primärteil kann"je nach Antriebskonzeption am gesamten Umfang verteilt angeordnet sein. Die Anordnung kann innerhalb und außerhalb des Großwälzlagers erfolgen· Das Primärteil kann in Einfach- oder Doppelstatorausführung ausgeführt sein, wobei die Ausführung selbst in borizpntaler oder vertikaler Ebene erfolgte Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Wicklungen des; Primärteils direkt in einem der Ringe (Nasenring) des
GroßwäXzlagers eingelassen sind· Auch ist es möglich, die Wicklungen des Primärteils als Wicklungsbausteine in dafür vorgesehene Aufnahmen lösbar anzuordnen«
Der erforderliche konstante Luftspalt A L zwischen dem Sekundär- und Primärteil ist durch entsprechende Maßnahmen am Großwälzlager zu sichern· Je nach Größe des zu erreichenden Drehmomentes können mehrere Primärteile (Iiinearmotore) hintereinander angeordnet bzw, in einem Ring des Großwälzlagers beliebige Wicklungseinheiten eingesetzt werden· Es besteht auch die Möglichkeit, daß auf dem oberen und unteren Hing des Großwälzlagers entgegengesetzt wirkende Primärteile angebracht sind· Dadurch kann eine höhere Antriebskraft gesichert werden«, Das Großwälzlager selbst kann einreihig oder mehrreihig als Kugel-, Draht- oder !Rollenlager ausgebildet sein*
Die Abbremsung erfolgt direkt mittels Gegenstrom bis zu einem bestimmten Grenzwert der Drehgeschwindigkeit und dann durch die Erregung des Primär-'teiles mit Gleichstrom als Gleichstrombremsung· Damit wird eine der Drehgeschwindigkeit proportionale Bremskraft erreicht· .
Die elektrische Steuerung des Antriebes kann im Pulsbetrieb erfolgen*
Andere Ausführungsarten des Drehwerksantriebes sind bei Beibehaltung des Erfindungsprinzips durchaus möglich« Mit dem erfindungsgemäßen Drehwerksantrieb kann sowohl die Beschleunigungs- als auch die Bremsphase energieökonomisch optimal gestaltet werden» Die z* B· bei Drehkranen erforderliche Peststellung des drehbaren Oberteils in einer bestimmten Position bzw· nach Realisierung eines bestimmten
Drehwinkels ist bei geringem Aufwand mit bekannten Mitteln zu verwirklichen«, ν
Der Drehwerksantrieb arbeitet ohne rotorische Bauelemente wie Getriebe9 Zahnräder, Ritzel/ Kupplungen, ist stufenlos regelbar, benötigt geringen Baum, hat eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer« Der energetische Wirkungsgrad wird wesentlich verbessert, der Aufwand für die Steuerung und Regelung des.Antriebes sowie der Platzbedarf ist klein. Besonders vorteilhaft ist es, daß durch die vorgeschlagene Lösung ein geschlossener kompakter Antrieb erreicht wird, der integrierender Bestandteil universell einsetzbar und ermöglicht eine materialökonomische Bauform der Erzeugnisse mit geringstem Raumbedarf»
f) Ausführungsbeispiele
Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· Bs zeigt:
Figo 1 Einen Drehwerksantrieb in Doppelstatorausführung außen an einem mit zwei Kugelreihen versehenen Großwälzlager
2 Einen Drehwerksantrieb in Doppelstatorausführung innen an einem mit zwei Kugelreihen versehenen Großwälzlager
3 Einen Drehwerksantrieb in Einfachstatorausführung außen an einem mit zwei Kugelreihen versehenen Großwälzlager
Fig. 4 Einen Drehwerksantrieb in Einfachstatorausführung innen an einem mit zwei Kugelrethen versehenen Großwälzlager
Fig«, 5 Einen Drehwerksantrieb in Einfachstator« ausführung hängend an einem mit zwei Kugelreihen versehenen Großwälzlager
Fig, 6 Einen Drehwsrksantrieb in JSinfachstatorausfiihrung außen an einem mit einer Kugelreihe versehenen Großwälzlager
Fig· 7 Einen DrehwerksantriöD in Einfachstatorausführung seitlich an einem mit einer Kugelreihe versehenen Großwälzlager
Fig· S Einen Drehwerksantrieb in Doppelstatorausführung oberhalb an einem mit einer Kugelreihe versehenen Großwälzlager
Fig. 9 Die Draufsicht auf einen Drehwerksantrieb für Drehkrane in Blocksäulenbauweise bei Anwendung einer Scheibenbauweise
Fig#1O Einen Schnitt durch einen Drehwerksantrieb für Drehkrane in Blocksäulenbauweise bei Anwendung einer Scheibenbauweise
' Fig· 11 Einen Schnitt durch ein mit zwei Kugelreihen versehenes Großwälzlager mit im Nasenring angeordneten Wicklungsbaustein
Fig.12 Einen Schnitt durch ein mit drei Rollenreihen versehenes Großwälzlager mit im Nasenring angeordneten Wicklungsbaustein
~ 8
Die Figuren 1 und 2 zeigen Drehwerksantriebe in Doppelstatorausführung der Primärteile 1 für eine Anordnung außer- und innerhalb des Großwälzlage rs«, Die Primärteile 1 sind mit Tragkonstruktionen 3» die gleichzeitig als magnetischer Rückschluß dienen, fest verbunden· Zwischen Tragring 12 und Haltering des Großwälzlagers ist an dem Nasenring 11 das Sekundärteil 2 fest angeordnet* Damit wird der geforderte konstante LuftspaltAI» zwischen Primärteil 1 und Sekundärteil 2 gesicherte Die Tragkonstruktionen 3 für den magnetischen Rückschluß können den speziellen Forderungen des Drehwerksantriebes angepaßt werden.
Die Figuren 3> 4 und 5 zeigen Drehwerksantriebe in Binfachstatorausfuhrung derPrimärteile 1 hängend mit einer Anordnung außerhalb und innerhalb des Großwälzlagers.
Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen Anordnungen der Primärteile 1 in Einfach- bzw* Doppelstatorausführung mit einem einreihigen Großwälzlager* Die Figuren 9 und 10 zeigen einen Drehwerksantrieb bei Drehkranen in Blocksäulenbauweise bei Anwendung einer Scheibenbauweisee Die Primärteile 1 können als Einfach- oder Doppelstatorausführung auf den Umfang entsprechend des erforderlichen Drehmomentes verteilt werden; Die Primärteile 1 sind am Stützring 5 befestigt. Die zur Abstützung der Säule 6 notwendigen Drehrollen V stützen sich auf der Laufschiene 4 ab. Bedingt durch Deformationen der Säule 6 treten im Betrieb ständig sich ändernde LüftspalteAL auf, die sich in einer ständigen Änderung des Neigungswinkels
der Säule 6 gegenüber einer idealen senkrechten Achse äußern* Ein Ausgleich durch zusätzliche Maßnahmen ist mit hohem Aufwand verbunden und ver-
..·. ... .. -·9.- , . ' ' .
ursacht vor allem hohe Fertigungskosten«, Die !Figuren 11 und 12 zeigen spezielle kompakte Ausführungen eines Drehwerksantriebes· Die zur Erzeugung des Drehmomentes notwendigen Wicklungen des Primärteiles 1 sind direkt in den Nasenring 11 des mit zwei Kugel- oder Bollenreihen versehenen Großwälzlagers eingearbeitet bzw· als Wicklungsbaustein fest mit dem Nasenring 11 verbunden· Die Tragkonstruktion, die gleichzeitig als magnetischer Rückfluß dient, wird mit dem Haltering 10 fest verbunden, der das Sekundärteil 2 enthält· Dadurch wird gleichzeitig der konstante Luftspalt Δ L gesichert· Die Stützkonstruktionen 8, 9 am drehbaren Oberteil bzw. am feststehenden Unterteil des Drehkranes sind erzeugnisspezifisch auszubilden. Je nach Erfordernis kann durch Dichtungselemente 13 und 15 eine saubere Abdichtung erfolgen· Die Stromzuführung erfolgt über den Stromanschluß 14.
Die Figur 12 zeigt die sinngemäße Anwendung des erfindungsgemäßen Drehwerksantriebes bei einem Großwälzlager mit Bollen·
Mit diesem Drehwerksantrieb in Kompaktbauweise wird das Großwälzlager als selbständig wirkende Drehwerksantriebsgruppe ausgebildet und bietet dadurch besondere Vorzüge hinsichtlich des erforderlichen Baumbedarfs, der Zuverlässigkeit und Lebensdauer Diese Vorteile lassen sich direkt in ein modernes Baukonzept eines Drehkranes oder Baggers umsetzen·

Claims (5)

AC Erfindungsansprüche
1· Drehwerksantrieb auf elektromotorischer Basis, insbesondere für Drehkrane aller Bauarten zur Realisierung einer Schwenk·· bzw* Drehbewegung um eine senkrechte Achse zwischen dem feststehenden Unterteil und dem drehbaren Oberteil, zwischen denen ein Großwälzlager liegt, gekennzeichnet dadurch^ daß ein Eing (10) des Großwälzlagers mit einem Sekundärteil (2) fest verbunden ist, welcher von einem Primärteil (1) eines an sich bekannten Linearmotors oder einem Wicklungsbaustein durch ein magnetisches Feld beeinflußt wird und eine Tragkonstruktion (3)t die gleichzeitig magnetischer Rückfluß ist, als Aufnahme- und Verbindungselement des Primärteils (1) mit einem weiteren Ring (11) des Großwälzlagers angeordnet ist»
2, Drehwerksantrieb nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß das Primärteil (1) in Einfach- oder Doppelstatorausführung in horizontaler/vertikaler Ebene angeordnet ist»
3· Drehwerksantrieb nach Punkt 1 und 2 gekennzeichnet
* '
dadurch, daß die Wicklungen des Primärfceils (1) und das Sekundärteil (2) direkt in jeweils einem der Ringe des Großwälzlagers eingelassen sind,
4. Drehwerksantrieb nach Punkt 1, 2 und 3 gekennzeichnet dadurch, daß die Wicklungen des Primärteils (1) als Wicklungsbausteine in dafür vorgesehene Aufnahmen austauschbar angeordnet sind«
- 5 Blatt Zeichnungen -
DD84261243A 1984-03-27 1984-03-27 Drehwerksantrieb, insbesondere fuer drehkrane mit grosswaelzlager DD221987A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011004248A1 (en) * 2009-07-09 2011-01-13 Clipper Windpower, Inc. Motor yaw drive system for a wind turbine
WO2014101910A3 (de) * 2012-12-31 2015-06-18 Imo Holding Gmbh Antriebsvorrichtung zur verdrehbaren kopplung eines anlagen- oder maschinenteils

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US9793776B2 (en) 2012-12-31 2017-10-17 Imo Holding Gmbh Drive mechanism for rotatably coupling a system part or a machine part

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