DE102006001154B4

DE102006001154B4 - Elektrisches Hebezeug

Info

Publication number: DE102006001154B4
Application number: DE200610001154
Authority: DE
Inventors: Detlef Dipl.-Ing. Struck (FH)
Original assignee: Columbus McKinnon Industrial Products GmbH
Current assignee: Columbus McKinnon Industrial Products GmbH
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2026-01-07
Also published as: DE102006001154A1

Abstract

Elektrisches Hebezeug mit einem Elektromotor (2), der einen Stator (8) und einen auf einer Rotorwelle (9) angeordneten Rotor (10) umfasst, einem Getriebe (4), dessen Getriebeeingangswelle (12) mit der Rotorwelle (9) über die Rutschkupplung (3) gekoppelt ist, einer Rutschkupplung (3), die durch einen endseitig der Rotorwelle (9) vorgesehenen 1. Kupplungsteller (11) mit einem Reibbelag (14) und einen endseitig der Getriebeeingangswelle (12) vorgesehenen 2. Kupplungsteller (13) mit einem Reibbelag (14) gebildet ist, wobei Vorspannmittel (21) zur Erzeugung einer Vorspannung der Rutschkupplung (3) vorgesehen sind, und einem Lastrad (5), das mit einer Getriebeausgangswelle (33) des Getriebes (4) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (9) getriebeseitig unmittelbar in einem im 2. Kupplungsteller (13) angeordneten 1. Lager (17) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Hebezeug mit den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Hebezeuge werden zum Anheben von schweren Lasten eingesetzt. Es hat sich generell als vorteilhaft erwiesen, wenn die Hebezeuge möglichst kompakt gebaut und einfach zu warten sind.
Aus der DE 33 30 560 C2 ist ein elektrisches Hebezeug bekannt, das einen Elektromotor, ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle, die mit einer Rotorwelle des Elektromotors verbunden ist, einen Reduktionsgetriebezug zum Übertragen der Drehbewegung der Rotorwelle auf ein Lastrad und eine mechanische Bremsanordnung im Reduktionsgetriebezug aufweist. Zur kraftschlüssigen Kopplung der Rotorwelle mit der Getriebeeingangswelle ist eine Überlastsicherungsvorrichtung in Form einer in Absenkrichtung kuppelnden Einwegkupplung vorgesehen. Die Überlastsicherungsvorrichtung ist zwischen der Getriebeeingangswelle und der Rotorwelle des Motors angeordnet. Die Überlastsicherungsvorrichtung umfasst drei Kupplungsscheiben. Die erste ist drehfest mit der Rotorwelle gekoppelt und mit einer dritten über ein Kupplungsgehäuse gekoppelt. Die zweite Kupplungsscheibe ist mittig zwischen den anderen angeordnet und mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Vorspannmittel, die zwischen der Rutschkupplung und dem Getriebe angeordnet sind, erzeugen die erforderliche Vorspannung der Rutschkupplung.
Nachteilig an diesem elektrischen Hebezeug ist vor allem die aufwendige Konstruktion der Rutschkupplung, die sehr viel Bauraum erfordert. Ferner ist die Demontage des Elektromotors kompliziert. Dies ist insbesondere dann unvorteilhaft, wenn lediglich die Vorspannmittel neu zu einzustellen sind, da hierzu zunächst eine komplette Demontage des Motors erforderlich ist.
Aus der DE 102 44 865 B4 geht ebenfalls ein Hebezeug hervor, bei dem eine Rutschkupplung zwischen einer Rotorwelle und eine Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Hierzu ist getriebeseitig der Rotorwelle ein 1. Kupplungsteller vorgesehen, in den ein endseitig an der Getriebeeingangswelle angeordneter 2. Kupplungsteller eingesteckt ist. Der 1. Kupplungsteller ist über ein Lager im Getriebegehäuse gelagert. Am Lager der Getriebeeinganswelle sind Tellerfedern zur Erzeugung einer Vorspannung der Rutschkupplung im Getriebegehäuse vorgesehen. Nachteilig an dieser Konstruktion ist, dass die Rutschkupplung im Getriebegehäuse untergebracht ist. Die Rutschkupplung ist daher nur mit großem Aufwand demontierbar und einstellbar.
Die DE 33 30 539 A1 beschreibt ein elektrisches Hebezeug, das einen Elektromotor, eine mit einer Rotorwelle des Elektromotors verbundenen Antriebswelle, eine Reduktionsgetriebekette zum Übertragen der Drehung der Antriebswelle auf eine Lastscheibe und eine mechanische Bremsanordnung in der Reduktionsgetriebekette umfasst. Zwischen der Antriebswelle und der Rotorwelle des Motors ist eine Überlastsicherung angeordnet, die zwei Kupplungsscheiben und eine Zwischenscheibe aufweist. Zur Einstellung der Überlastsicherungsvorrichtung sind Vorspannmittel vorgesehen. Die Antriebswelle ist gleichzeitig die Getriebeeingangswelle eines Reduktionsgetriebes, mit dessen Getriebeausgangswelle ein Lastrad drehfest verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Hebezeug konstruktiv zu verbessern und eine kompaktere Bauform zu schaffen, die sich zudem einfacher warten lässt.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Es ist vorgesehen, dass die Rutschkupplung durch einen endseitig der Rotorwelle vorgesehenen 1. Kupplungsteller und einen endseitig der Getriebeeingangswelle vorgesehenen 2. Kupplungsteller gebildet ist und die Rotorwelle getriebeseitig in einem im 2. Kupplungsteller angeordneten 1. Lager gelagert ist.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass sie wesentlich kompakter als herkömmliche Hebezeuge baut. Die Rutschkupplung kann so im Motorgehäuse angeordnet werden, wodurch sowohl Motor als auch Rutschkupplung einfach zu warten sind.
Durch die spezielle Anordnung des 1. Lagers im 2. Kupplungsteller können die Rotorwelle und die Getriebeeingangswelle mit einem wesentlich geringeren Durchmesser gefertigt werden. Hierdurch wird Material und Fertigungsaufwand eingespart. Starke Absätze in den Wellen werden vermieden, wodurch die Kerbwirkung reduziert wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 bis 12.
Der Innendurchmesser des 1. Kupplungstellers ist vorzugsweise kleiner als der Innendurchmesser des Stators sein. Durch dieses Merkmal wird die Demontage des Motors vorteilhaft erleichtert. Die Rotorwelle samt Rotor, der 1. Kupplungsteller und das 1. Lager kann dann als zusammenhängende Baugruppe auf einfache Weise aus dem Motorgehäuse herausgezogen werden.
Die Vorspannmittel umfassen zweckmäßigerweise eine Stellschraube und Federkörper. Durch die Stellschraube kann die Vorspannung vorteilhaft eingestellt werden. Die Federkörper erzeugen eine gleichmäßige Vorspannung der Rutschkupplung.
Die Stellschraube ist vorteilhafterweise auf der der Rutschkupplung abgewandten Seite des Elektromotors angeordnet. Die Vorspannung ist dann vorteilhaft nach Entfernung einer Abdeckung des Elektromotors einstellbar.
Eine erste Ausführungsform sieht vor, die Federkörper so anzuordnen, dass sie unmittelbar auf den 1. Kupplungsteller einwirken. Sie stützen sich dann gegenüber einem Absatz der Rotorwelle ab. Der Vorteil dieser Bauform ist, dass die Federkraft der Federkörper ohne etwaige Verluste durch Zwangskräfte und/oder Reibung auf die Rutschkupplung wirkt.
Die Federkörper können aber gemäß einer zweiten Ausführungsform auch auf der der Rutschkupplung abgewandten Seite des Elektromotors angeordnet sein. Bei dieser Anordnung sind sie besonders einfach austauschbar. Die Federkörper wirken auf ein 2. Lager der Rotorwelle. Zweckmäßigerweise drücken sie auf den Außenring des 2. Lagers, so dass die Vorspannmittel und die Tellerfedern nicht mit der Rotorwelle rotieren. Bei Bedarf kann eine Hülse eingesetzt werden, um einen Abstand zwischen den Tellerfedern und dem Außenring des 2. Lagers zu schaffen.
Das 2. Lager ist in einem Flansch axial verschiebbar gelagert.
Der Flansch sollte am Motorgehäuse schraubbefestigt sein. Durch diese Gestaltung kann der Elektromotor durch Lösen der Schrauben auf besonders einfache Weise demontiert werden, weil nunmehr der Flansch, die Vorspannmittel, die Rotorwelle, der Rotor, der 1. Kupplungsteller und die Lager der Rotorwelle als zusammenhängende Baugruppe ausgeführt sind.
Das 1. Lager ist in der Praxis ein Rillenkugellager. Rillenkugellager können Axialkräfte in begrenztem Umfang übertragen. Durch die Verwendung eines Rillenkugellagers ist vorteilhaft sichergestellt, dass das 1. Lager mit der Rotorwelle bei einer Demontage aus dem Elektromotor vollständig herausziehbar ist.
Eine Bremse wirkt auf die Getriebeeingangswelle. Bei Reduktionsgetrieben sind die Drehmomente auf der Getriebeeingangswelle am geringsten, so dass eine auf eine Getriebeeingangswelle angeordnete Bremse kleiner ausgeführt sein kann.
Die Erfindung ist nachfolgend von einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform des elektrischen Hebezeuges und
2 eine zweite Ausführungsform des elektrischen Hebezeuges.
Gleiche Merkmale in den Zeichnungen haben identische Bezugszeichen.
In der 1 ist eine erste Ausführungsform eines elektrisches Hebezeuges 1 im Querschnitt dargestellt, das einen Elektromotor 2 mit Rutschkupplung 3, ein Getriebe 4 und ein Lastrad 5 aufweist.
Der Elektromotor 2 ist, in der Bildebene oben links, seitlich am Getriebegehäuse 6 in einem Motorgehäuse 7 angeordnet. Er umfasst einen innen am Motorgehäuse 7 befestigten Stator 8 und einen auf einer Rotorwelle 9 angeordneten und mit der Rotorwelle 9 drehfest verbundenen Rotor 10.
Zwischen dem Elektromotor 2 und dem Getriebe 4 ist die Rutschkupplung 3 angeordnet. Diese ist durch einen endseitig drehfest auf der Rotorwelle 9 befestigten 1. Kupplungsteller 11 und einen endseitig der Getriebeeingangswelle 12 vorgesehenen 2. Kupplungsteller 13 gebildet. Die Kupplungsteller 11, 13 weisen jeweils Reibbeläge 14 auf, die einander kontaktieren. Der 1. Kupplungsteller 11 ist auf einen Absatz 15 der Rotorwelle 9 aufgesteckt und wird durch einen Sicherungsring 16 und eine nicht näher dargestellte Passfeder in Position gehalten. Der Außendurchmesser A des 1. Kupplungstellers 11 ist kleiner als der Innendurchmesser I des Stators 8. Die Rotorwelle 9 ist durch ein 1. Lager 17 im 2. Kupplungsteller 13 gelagert. Der 2. Kupplungsteller 13 ist seinerseits in einem Lager 19 im Getriebehäuse 6 gelagert und mit der Getriebeeingangswelle 12 drehfest verbunden.
Auf der dem Getriebe 4 abgewandten Seite 20 des Elektromotors 2 sind Vorspannmittel 21 zur Erzeugung einer Vorspannung der Rutschkupplung 3 vorgesehen. Die Vorspannmittel 21 umfassen eine Stellschraube 22 und Federkörper in Form von Tellerfedern 23 sowie eine Hülse 24, so dass die Vorspannmittel 21 auf den Außenring eines 2. Lagers 25 der Rotorwelle 9 wirken. Neben den Vorspannmitteln 21 ist das 2. Lager 25 axial verschiebbar in einem zentrischen Loch 26 eines Flansches 27 angeordnet. Die Stellschraube 22 ist in ein Innengewinde 28 im Loch 26 eingeschraubt. Der Flansch 27 ist mit vier Einsteckschrauben am Motorgehäuse 7 befestigt. Auf dem herausragenden Ende 29 der Rotorwelle 9 sitzt, duch eine Passfeder gesichert, ein Kühlluft erzeugender Lüfter 30, der durch einen mit Schlitzen versehenen Motordeckel 31 abgedeckt ist.
Das in einem Getriebegehäuse 6 angeordnete Getriebe 4 ist als Reduktionsgetriebe ausgeführt. Die Getriebeeingangswelle 12 ist hierzu als Ritzel konfiguriert. Über weitere Ritzel 32 werden Drehbewegungen der Getriebeeingangswelle 12 auf die Getriebeausgangswelle 33, die sich in der Bildebene im unteren Bereich befindet, übertragen. Die Getriebewellen 12, 33 sind in Lagern 19, 34–36 gelagert. Das Getriebe 4 ist ölgeschmiert. Wellendichtungringe 37–39 in Form von Simmeringen und Deckel 40 sowie eine mit Schrauben 41 befestigte Abdeckung 42 sind zur Verhinderung von Ölaustritt aus dem Getriebegehäuse 6 vorgesehen.
Mit der Getriebeausgangswelle 33 ist das Lastrad 5 drehfest verbunden. Das Lastrad 5 weist eine Struktur auf, um die Führung der, hier nicht näher Bargestellen, Lastkette zu gewährleisten und die Kraft optimal vom Lastrad 5 auf die Lastkette zu übertragen. Außen am Lastrad 5 ist eine Lastkettenführung 43 vorgesehen.
Eine Bremse 44, die als mechanische Scheibenbremse ausgeführt ist, ist in der Bildebene oben rechts dargestellt und wirkt auf die Getriebeeingangswelle 12. Rechts neben der Bremse 44 ist die Steuereinheit 45 des Hebezeuges 1 angeordnet.
In der Bildebene rechts neben der Getriebeausgangswelle 33 sind Schütze 46 angeordnet.
Das Lastrad 5, die Steuereinheit 45 und die Schütze 46 sowie eine Seite 47 des Hebezeuges 1 sind jeweils durch Deckel 48, 49, 50 vor Umgebungseinflüssen geschützt untergebracht.
Das erfindungsgemäße elektrische Hebezeug 1 ist aufgrund der integrierten Konstruktion der Rutschkupplung 3 außerordentlich kompakt. Durch den geringen Außendurchmesser A des 1. Kupplungstellers 11 ist der Elektromotor 2 besonders einfach demontierbar und damit wartbar. Die Anordnung der Vorspannmittel 21 auf der der Rutschkupplung 3 gegenüberliegenden Seite 20 des Elektormotors 2 ermöglicht es, die Vorspannung einzustellen, ohne den Elektormotor 2 zuvor demontieren zu müssen.
Die zweite Ausführungsform des Hebezeuges 51 der 2 unterscheidet sich von dem der 1 im Wesentlichen dadurch, dass die Tellerfedern 23 auf der der Rutschkupplung 3 zugewandten Seite 52 des Elektromotors 2 positioniert sind. Die Tellerfedern 23 sind dazu auf einen Absatz 53 der Rotorwelle 9 gesteckt und wirken unmittelbar auf den 1. Kupplungsteller 11 ein.
Die Stellschraube 22 drückt nunmehr direkt auf den Außenring des 2. Lagers 25. Bei einer Verstellung der Stellschraube 22 wird die Rotorwelle 9 insgesamt verschoben.
Zur Abdichtung des Elektormotors 2 sind zwischen der Stellschraube 22 und dem Flansch 27 ein O-Ring 54 und zwischen der Stellschraube 22 und der Rotorwelle 9 eine Wellendichtung 55 vorgesehen. Die Gegenlauffläche 56 der Wellendichtung 55 an der Oberfläche der Rotorwelle 9 ist poliert und weist keine Riefen auf.
Der 1. Kupplungsteller 11 sitzt auf einem Abschnitt 57 der Rotorwelle, der mit einem Zahnwellenprofil versehen ist. Diese Anordnung lässt es zu, dass sich der 1. Kupplungsteller 11 in Anpassung an den 2. Kupplungsteller 13 ausrichten kann, so dass die Effizienz der Rutschkupplung 3 verbessert ist.
Der untere Deckel 49 ist einstückig ausgeführt und klemmend an der unteren Seite 47 des Getriebegehäuses 6 gehalten.

1: Hebezeug
2: Elektromotor
3: Rutschkupplung
4: Getriebe
5: Lastrad
6: Getriebegehäuse
7: Motorgehäuse
8: Stator
9: Rotorwelle
10: Rotor
11: 1. Kupplungsteller
12: Getriebeeingangswelle
13: 2. Kupplungsteller
14: Reibbelag
15: Absatz
16: Sicherungsring
17: 1. Lager
19: Lager
20: Seite v. 2
21: Vorspannmittel
22: Stellschraube
23: Tellerfedern
24: Hülse
25: 2. Lager
26: Loch
27: Flansch
28: Innengewinde
29: Ende v. 9
30: Lüfter
31: Motordeckel
32: Ritzel
33: Getriebeausgangswelle
34: Lager
35: Lager
36: Lager
37: Wellendichtungsring
38: Wellendichtungsring
39: Wellendichtungsring
40: Deckel
41: Schraube
42: Abdeckung
43: Lastkettenführung
44: Bremse
45: Steuereinheit
46: Schütze
47: Seite v. 1
48: Deckel
49: Deckel
50: Deckel
51: Hebezeug
52: Seite v. 2
53: Absatz v. 9
54: O-Ring
55: Wellendichtung
56: Gegenlauffläche
57: Abschnitt v. 9
A: Außendurchmesser
I: Innendurchmesser

Claims

Elektrisches Hebezeug mit einem Elektromotor (2), der einen Stator (8) und einen auf einer Rotorwelle (9) angeordneten Rotor (10) umfasst, einem Getriebe (4), dessen Getriebeeingangswelle (12) mit der Rotorwelle (9) über die Rutschkupplung (3) gekoppelt ist, einer Rutschkupplung (3), die durch einen endseitig der Rotorwelle (9) vorgesehenen 1. Kupplungsteller (11) mit einem Reibbelag (14) und einen endseitig der Getriebeeingangswelle (12) vorgesehenen 2. Kupplungsteller (13) mit einem Reibbelag (14) gebildet ist, wobei Vorspannmittel (21) zur Erzeugung einer Vorspannung der Rutschkupplung (3) vorgesehen sind, und einem Lastrad (5), das mit einer Getriebeausgangswelle (33) des Getriebes (4) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (9) getriebeseitig unmittelbar in einem im 2. Kupplungsteller (13) angeordneten 1. Lager (17) gelagert ist.
Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (A) des 1. Kupplungstellers (11) kleiner als der Innendurchmesser (I) des Stators (8) ist.
Hebezeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannmittel (21) eine Stellschraube (22) und Federkörper (23) umfassen.
Hebezeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube (22) auf der der Rutschkupplung (3) abgewandten Seite (20) des Elektromotors (2) angeordnet ist.
Hebezeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkörper (23) unmittelbar auf den 1. Kupplungsteller (11) einwirken.
Hebezeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkörper (23) auf der der Rutschkupplung (3) abgewandten Seite (20) des Elektromotors (2) angeordnet sind.
Hebezeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkörper (23) auf ein 2. Lager (25) der Rotorwelle (9) wirken.
Hebezeug nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkörper (23) als Tellerfedern ausgeführt sind.
Hebezeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das 2. Lager (25) in einem Flansch (27) axial verschiebbar gelagert ist.
Hebezeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (27) am Motorgehäuse (7) schraubbefestigt ist.
Hebezeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das 1. Lager (17) ein Rillenkugellager ist.
Hebezeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremse (44) auf die Getriebeeingangswelle (12) wirkt.