DE10136030A1

DE10136030A1 - Trommelantrieb

Info

Publication number: DE10136030A1
Application number: DE2001136030
Authority: DE
Inventors: Klaus Fichtner; Klaus Franzke
Original assignee: SYSTEM ANTRIEBSTECHNIK DRESDEN
Current assignee: SYSTEM ANTRIEBSTECHNIK DRESDEN
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: DE10136030B4

Abstract

Bei einem Trommelantrieb innerhalb des Umkehrbereiches einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges, wobei an den Trommelenden mitdrehende Antriebsräder für die Stufen- oder Palettenzugmittel und gegebenenfalls Handlaufzugmittel angeordnet sind und wobei innerhalb der Trommel ein elektrischer Antriebsmotor und ein drehzahlreduzierendes Umlaufrädergetriebe angeordnet sind, ruht ein bewickeltes Ständerpaket (4) eines Drehstrom-Synchronmotors (3, 4) in einem aus zwei Stützen (11, 12) gebildeten Tragwerk, wobei ein Permanentmagnet-Innenläufer (4) des Motors (3, 4) beiderseits eine Motorwelle (2) ausbildet, die einerseits (B-Seite) in einem Lagerschild (8) des Motors (3, 4) gelagert ist, welches von der Stütze (12) auf dieser Seite (B-Seite) abgestützt wird und andererseits (A-Seite) in einem Umlaufrädergetriebe (1) gelagert ist und dieses beaufschlagt, welches seinerseits an der anderen Stütze (11) des Tragwerks (11, 12) befestigt ist und die Trommel (10) antreibt, welche ihrerseits auf beiden Seiten (A-Seite, B-Seite) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trommelantrieb innerhalb des Umkehrbereiches einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteigs, wobei an den Trommelenden mitdrehende Antriebsräder für die Stufen- oder Palettenzugmittel und gegebenenfalls Handlaufzugmittel angeordnet sind und wobei innerhalb der Trommel ein elektrischer Antriebsmotor und ein drehzahlreduzierendes Umlaufrädergetriebe angeordnet sind.

Ein Antrieb gemäß dieser Gattung ist aus der Schweizer Patentschrift CH 335 283 C1 bekannt. Bei diesem Antrieb ist außerdem noch eine Bremse in die Trommel eingebaut, die rein mechanisch in Abhängigkeit vom Motordrehmoment betätigt wird.

Diese Lösung kommt ohne einen zweiten in Reihe liegenden Zugmitteltrieb aus, der üblicherweise die Motordrehzahl des Motors auf das Stufen- oder Palettenantriebsrad untersetzt und zwar preiswert, jedoch unerwünscht geräuschbildend ist.

Weiterhin sind Personenförderanlagen bekannt, bei denen die Motordrehzahl mittels Stirnradgetrieben (DE 874 206 C1), Schneckenradgetrieben (DE 25 41 397 A1, US 3 191 743 C1), Kegelradgetrieben (DE 32 32 580 A1, DE 44 13 759 A1) oder Umlaufrädergetrieben (DE 35 26 905 A1, DE 43 01 512 A1, DE 199 52 168 A1) auf eine Antriebswelle untersetzt wird.

Ferner sind für Handläufe (DE 198 37 914 A1) und Stufenbänder (WO 97/31 854 A1) auch schon Motordirektantriebe bekannt. Während erstere Lösungen einen relativ hohen Bauaufwand erfordern und zum Teil einen schlechten Übertragungswirkungsgrad aufweisen, bringen Direktantriebsmotoren ohne Getriebe und damit auch flache Motoren großen Durchmessers für Personenförderer funktionsbedingt nur eine geringes Drehmoment auf und müssen deshalb häufig mehrfach eingesetzt werden.

Aber auch der Trommelantrieb nach der CH 335 283 C1 lässt noch Wünsche offen. Nicht nur, dass sich der Läufer mit hoher Motordrehzahl dreht, sondern auch das bewickelte Ständerpaket dreht sich entsprechend der "Stufengeschwindigkeit" des Umlaufrädergetriebes mit der Trommel um eine ortsfeste Tragachse mit. Das heißt, der elektrische Anschluss muss von außen über Schleifringe oder ähnliches zugeführt werden. Weiterhin wirkt sich die Bremsenbetätigung und die Übertragung des gesamten Drehmoments über einen Bolzen und eine Anschlagrolle sehr ungünstig auf den Verschleiß des Antriebs aus. Die Bremse ist auch nicht als Zweikreisbremse ausführbar, deren Bremsen vorschriftgemäß unabhängig voneinander funktionieren.

Letztlich ist auch schon eine Motor-Getriebeeinheit zwischen Antriebswellenbereichen für die Antriebsräder gesetzt, wobei die Antriebseinheit selbst nicht näher ausgeführt ist (DE 197 25 068 C2).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Trommelantrieb funktionell und aufwandmüßig deutlich zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen geben die begleitenden Unteransprüche an.

Gemäß der Erfindung ruht ein bewickeltes Ständerpaket eines Drehstrom-Synchronmotors in einem aus zwei Stützen gebildeten Tragwerk, wobei ein Permanentmagnet-Innenläufer des Motors beiderseits eine Motorwelle ausbildet, die einerseits (B- Seite) in einem Lagerschild des Motors gelagert ist, welches von der Stütze auf dieser Seite (B-Seite) abgestützt wird und andererseits (A-Seite) in einem Umlaufrädergetriebe gelagert ist und dieses beaufschlagt, welches seinerseits in der anderen Stütze des Tragwerks gelagert ist und die Trommel antreibt, die ihrerseits beidseitig (A-Seite, B-Seite) gelagert ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das bewickelte Ständerpaket in einem Motorgehäuse befestigt und das Motorgehäuse stützt sich einerseits (B-Seite) über ein Lagerschild auf der Stütze auf dieser Seite ab und andererseits (A-Seite) über ein Lagerschild auf einem Lager auf der Trommel oder der Motorwelle.

Gemäß einem anderen Merkmal ist der Motor gehäuselos und das Ständerpaket stützt sich unmittelbar über am Ständerpaket befestigte Lagerschilde ab.

Gemäß einem anderen Merkmal ist die Trommel einerseits (B- Seite) auf einem Lagerschild des Motors gelagert, welches auf einer Stütze des Tragwerks befestigt ist, und andererseits (A-Seite) auf dem Umlaufrädergetriebe oder der anderen Stütze des Tragwerks.

Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Fortbildung ist eine Zweikreis-Nothaltebremse im Motorgehäuse auf der B-Seite im Raum zwischen der Gehäusewand des Motorgehäuses und der Motorwelle einerseits und zwischen den aktiven Teilen des Motors und dem Lagerschild des Motors andererseits angeordnet.

Gemäß einer Ausprägung ist die Bremse eine Scheibenbremse und in spezieller Ausführung eine Lamellenbremse.

Gemäß einer weiteren Ausprägung stützt sich der Ständer auf der B-Seite über die Bremse am Lagerschild auf dieser Seite ab.

Gemäß einer weiteren Ausprägung bildet die Bremse zugleich das Lagerschild auf der B-Seite aus.

Gemäß einer Fortbildung weist die Trommel umfänglich und/oder stirnseitig Belüftungsöffnungen auf.

Gemäß einer weiteren Fortbildung weist auch das Motorgehäuse umfänglich und/oder stirnseitig Belüftungsöffnungen auf.

Gemäß einer weiteren Fortbildung sind außerhalb der Trommel Ventilatoren angeordnet, die temperaturabhängig Kühlluft durch die Belüftungsöffnungen der Trommel und gegebenenfalls des Motorgehäuses drücken.

Gemäß einer weiteren Fortbildung ist zwischen der Motorwelle und dem Lagerschild auf der B-Seite ein Mess-System angeordnet, und das Lagerschild besitzt nach außen hin eine Montageöffnung.

Gemäß einer weiteren Fortbildung trägt die Trommel an ihren Trommelenden Antriebsscheiben oder Antriebskränze für die Zugmittel.

Nach einer weiteren Ausbildung sind auf der Trommel umfänglich Kühlrippen angeordnet.

Nach einer weiteren Ausbildung ist die Trommel länger als ihr Durchmesser, insbesondere länger als der zweifache Trommeldurchmesser.

Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausprägung ist das Umlaufrädergetriebe zweistufig ausgeführt.

Nach einer weiteren Ausführung wird die Motorwelle durch das Umlaufrädergetriebe hindurchgeführt und direkt in der Stütze des Tragwerks gelagert.

Die Vorteile der Erfindung umfassen eine insgesamt kostengünstige und langlebige Antriebseinheit, einen einfachen und schnellen Einbau der Antriebseinheit in eine Fahrtreppen- oder Fahrsteiganlage vor Ort, einen ruckfreien und geräuscharmen Lauf der Anlage, einen geringen Raumbedarf für den Einbau und niedrige Wartungsforderungen aufgrund des in sich geschlossenen Aufbaus und des Fortfalls der Motorkette. Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Trommelantrieb mit eingebauter Bremse,
Fig. 2 einen Trommelantrieb ohne interne Bremse und
Fig. 3 eine Abwandlung nach Fig. 2.
Die Bauform des beispielhaft dargestellten Trommelantriebes ist geeignet, zwischen der auf- und ablaufenden Stufenkette einer Fahrtreppe direkt in die Hauptantriebswelle der Stufenkette einzutreiben. Die Hauptvorteile liegen in der günstigen Nutzung des vorhandenen Freiraumes in diesem Umlenkbereich und dem Fortfall eines Motorkettentriebes bzw. eines separaten Getriebekastens.
Gemäß Fig. 1 ist eine Trommel 10 zwischen Stützen 11, 12 eines Tragwerks positioniert. Die Trommel 10 hat eine solche Länge und einen solchen Umfang, dass nicht näher dargestellte Zahnkränze, die auf ihrem Außenmantel oder an ihren Außenrändern angeschraubt sind, unmittelbar die Stufenketten der Fahrtreppe treiben. Es versteht sich, dass anstelle von Ketten auch andere Zugmittel verwendet sein können, beispielsweise Riemen oder Bänder. An die Trommel oder an die Zahnkränze für die Stufenketten können außerdem weitere Treibkränze für Handläufe montiert sein. Hierdurch laufen die Stufen und Handläufe absolut synchron.
Innerhalb der Trommel 10 sind wesentliche Komponenten des Fahrtreppenantriebs, wie E-Motor, Untersetzungsgetriebe, Bremse, elektronische Baugruppen und elektrische Anschlussmittel untergebracht.
Im weiteren soll die Seite, auf der sich die Stütze 11 befindet, traditionsgemäß als A-Seite ("Antriebsseite") und die Seite, auf der sich die Stütze 12 befindet, als B-Seite ("Bürstenseite") bezeichnet werden.
Die Trommel 10 ist auf der A-Seite auf einem Rollenlager 13 eines Umlaufrädergetriebes 1 gelagert. Das Umlaufrädergetriebe 1 ist vorzugsweise als zweistufiges Planetengetriebe ausgeführt und mit der Stütze 11 verschraubt. Alternativ kann die Trommel 1 auch direkt auf der Stütze 11 gelagert sein. Das andere Rollenlager 13 des Umlaufrädergetriebes 1 bildet das A-Lager für eine Motorwelle 2. Die Motorwelle 2 kann eine an ihren Enden stufenweise abgesetzte Vollwelle sein. Das andere Wellenende der Motorwelle 2 ist in einem Rollenlager 15 im Lagerschild 8 des Motors mit gelagert. Das Lagerschild 8 bildet demnach das B-Lager für die Motorwelle 2. Es ist mit der Stütze 12 fest verschraubt. Auf dem Lagerschild 8 ist außerdem mittels des Rollenlagers 16 die Trommel 10 B-seitig gelagert. Auf dem nicht abgesetzten Bereich der Motorwelle 2 sind Permanentmagnete umfänglich aufgeklebt. Dieser Bereich bildet einen Permanentmagnet-Läufer 3 aus. Permanentmagnetläufer sind verlustarm und benötigen keine Stromzufuhr. Um den Permanentmagnet-Läufer 3 herum ist auf Luftspaltabstand ein feststehendes, bewickeltes Ständerpaket 4 angeordnet. Die nicht näher ausgeführte elektrische Zuleitung zu den Wicklungen erfolgt von der B-Seite durch das Lagerschild 8 hindurch. Permanentmagnet-Läufer 3 und bewickeltes Ständerpaket 4 sind die aktiven Teile eines Drehstrom-Synchronmotors.
Im Beispiel nach Fig. 1 ist das bewickelte Ständerpaket 4 mit einem Motorgehäuse 5 verschraubt und wird von diesem getragen. Auf der A-Seite ist am Motorgehäuse 5 das A- Lagerschild 6 befestigt. Es wird von einem A-seitigen Stützlager 14 abgestützt, das von der Trommel 10 getragen wird.
Hierzu ist an der an sich zylinderartig ausgebildeten Trommel 10 ein kreisringartiger Stützring 20 für das Stützlager 14 vorgesehen. Auf der B-Seite wird das Motorgehäuse 5 von einer elektromagnetischen Bremse 7 abgestützt. Die Bremse 7 ist eine Scheibenbremse und als Zweikreis-Nothaltebremse ausgeführt und ausgelegt. Die Scheiben bzw. Lamellen der Bremse 7 wirken mit Gegenscheiben bzw. Gegenlamellen zusammen, die auf der Welle 2 sitzen. Die Betätigung der Bremse 7 erfolgt in bekannter Weise über einen nicht näher ausgeführten Elektromagneten. Die Bremse 7 stützt sich am B-Lagerschild 8 ab. Somit werden das Motorgehäuse 5 und das bewickelte Ständerpaket 4 auf der A-Seite über das Lagerschild 6 von der Trommel 10 getragen und auf der B-Seite über die Bremse 7 und das Lagerschild 8 von der Stütze 12. Auf diese Weise sind undefinierte Lagerstellen vermieden. Das Lagerschild 8 hat einen Durchbruch 19, durch den hindurch ein Mess-System 9 an das B-Ende der Welle 2 eingesetzt werden kann. Beispielsweise erfasst das Mess-System 9 die Rotorlage und eventuell die Drehzahl des Synchronmotors. Diese Daten werden zum Ansteuern mittels elektronischer Umrichter und für zusätzliche Regelungen benötigt.
In der Trommel 1 sind umfänglich und/oder stirnseitig Belüftungsöffnungen 17 vorgesehen. Weitere Belüftungsöffnungen 18 sind im Motorgehäuse 5 angeordnet. Sie dienen der Kühlung des Motors 3, 4, der Bremse 7 und des Getriebes 1. Bedarfsweise können nicht näher dargestellte externe Ventilatoren die Kühlung verbessern. Außerdem kann der Trommelumfang mit Kühlrippen besetzt sein.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 2 und 3 werden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.
Der Trommelantrieb gemäß der Fig. 2 unterscheidet sich im wesentlichen von dem Trommelantrieb nach Fig. 1 dadurch, dass keine Bremse eingebaut ist. Die Bremse ist in nicht näher ausgeführter Weise extern angeordnet. Außerdem ist in die Trommel 10 ein gehäuseloser Synchronmotor 3, 4 eingebaut. Die Lagerschilde 6 und 8 sind direkt mit dem bewickelten Ständerpaket 4 verbunden und tragen dieses. In Fortfall der Innenbremse ist außerdem das Lagerschild 8 auf der B-Seite direkt mit der Stütze 12 verschraubt.
Selbstverständlich könnte auch bei Fortfall der Innenbremse ein Gehäusemotor verwendet werden. In diesem Falle wäre nicht das Ständerpaket 4, sondern das Gehäuse (Bezugszeichen 5 in Fig. 1) am Lagerschild 8 direkt befestigt.
Der Trommelantrieb nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Darstellung nach Fig. 2 dadurch, dass das A-seitige Stützlager 14 für das Motor-A-Lagerschild 6 gleichwohl wie das B- Lagerschild 8 von der Motorwelle 2 getragen wird. Hierdurch entfällt der Stützring 20 nach Fig. 1 und Fig. 2.
In beiden letztgenannten Ausführungen ist außerdem beispielhaft die Trommel 10 A-seitig direkt in der Stütze 11 gelagert. Bezugszeichen 1 Umlaufrädergetriebe
2 Motorwelle
3 Permanentmagnet-Läufer
4 Ständerpaket
5 Motorgehäuse
6 Lagerschild
7 Bremse
8 Lagerschild
9 Mess-System
10 Trommel
11 Stütze
12 Stütze
13 Rollenlager
14 Stützlager
15 Rollenlager
16 Rollenlager
17 Belüftungsöffnung in Trommel
18 Belüftungsöffnung im Motorgehäuse
19 Durchbruch
20 Stützring

Claims

1. Trommelantrieb innerhalb des Umkehrbereiches einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges, wobei an den Trommelenden mitdrehende Antriebsräder für die Stufen- oder Palettenzugmittel und gegebenenfalls Handlaufzugmittel angeordnet sind und wobei innerhalb der Trommel ein elektrischer Antriebsmotor und ein drehzahlreduzierendes Umlaufrädergetriebe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein bewickeltes Ständerpaket (4) eines Drehstrom- Synchronmotors (3, 4) in einem aus zwei Stützen (11, 12) gebildeten Tragwerk ruht, dass ein Permanentmagnet-Innenläufer (4) des Motors (3, 4) beiderseits eine Motorwelle (2) ausbildet, die einerseits (B-Seite) in einem Lagerschild (8) des Motors (3, 4) gelagert ist, welches von der Stütze (12) auf dieser Seite (B-Seite) abgestützt wird und andererseits (A- Seite) in einem Umlaufrädergetriebe (1) gelagert ist und dieses beaufschlagt, welches seinerseits an der anderen Stütze (11) des Tragwerks (11, 12) befestigt ist und die Trommel (10) antreibt, welche ihrerseits auf beiden Seiten (A-Seite, B-Seite) gelagert ist.

2. Trommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ständerpaket (4) in einem Motorgehäuse (5) befestigt ist und das Motorgehäuse (5) sich einerseits (B-Seite) über ein Lagerschild (8) auf der Stütze (12) abstützt und andererseits (A-Seite) über ein Lagerschild (6) auf einem Lager (14) auf der Trommel (10) oder auf der Motorwelle (2).

3. Trommelantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (3, 4) gehäuselos ist und sich das Ständerpaket (4) unmittelbar über am Ständerpaket (4) befestigte Lagerschilde (6, 8) abstützt.

4. Trommelantrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (10) einerseits (B-Seite) auf einem Lagerschild (8) des Motors (3, 4) gelagert ist, welches auf einer Stütze (12) des Tragwerks (11, 12) befestigt ist, und andererseits (A-Seite) auf dem Umlaufrädergetriebe (1) oder der anderen Stütze (11) des Tragwerks (11, 12).

5. Trommelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zweikreis-Nothaltebremse (7) im Motorgehäuse (5) auf der B-Seite im Raum zwischen der Gehäusewand des Motorgehäuses (5) und der Motorwelle (2) einerseits und zwischen den aktiven Teilen des Motors (3, 4) und dem Lagerschild (8) des Motors (3, 4) andererseits angeordnet ist.

6. Trommelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (7) eine Scheibenbremse ist.

7. Trommelantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (7) eine Lamellenbremse ist.

8. Trommelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ständer (4) auf der B-Seite über die Bremse (7) am Lagerschild (8) abstützt.

9. Trommelantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (7) zugleich das Lagerschild (8) auf der B- Seite ausbildet.

10. Trommelantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (10) umfänglich und/oder stirnseitig Belüftungsöffnungen (17) aufweist.

11. Trommelantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (5) umfänglich und/oder stirnseitig Belüftungsöffnungen (18) aufweist.

12. Trommelantrieb nach Anspruch 10 oder 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb der Trommel (10) Ventilatoren angeordnet sind, die temperaturabhängig Kühlluft durch die Belüftungsöffnungen (17, 18) drücken.

13. Trommelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Motorwelle (2) und dem Lagerschild (8) auf der B-Seite ein Mess-System (9) angeordnet ist und das Lagerschild (8) nach außen hin eine Montageöffnung (19) aufweist.

14. Trommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trommelenden Zahnkränze oder Zahnscheiben für Ketten oder Zahnriemen befestigt sind.

15. Trommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Trommel (10) umfänglich Kühlrippen angeordnet sind.

16. Trommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (10) länger ist als ihr Durchmesser.

17. Trommelantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Trommel (10) größer/gleich dem doppelten Durchmesser der Trommel (10) ist.

18. Trommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlaufrädergetriebe (1) zweistufig ausgeführt ist.

19. Trommelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (2) durch das Umlaufrädergetriebe (1) hindurchgeführt und direkt in der Stütze (11) des Tragwerks (11, 12) gelagert ist.