-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Außenläufermotor mit einer Bremseinrichtung. Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf einen Motor für Aufzüge verwendet,
es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Motor
auch in anderen Gebieten Einsatz finden kann.
-
Die
derzeit bekannten Motoren für
Aufzüge verwenden
entweder Backenbremsen oder Scheibenbremsen. So ist es beispielsweise
bekannt, Backenbremsen zu verwenden, die auf dem Rotor eines Außenläufers bzw.
auf dem Umfang des Rotors bremsen. Derartige Bremsen weisen jedoch
nur eine geringe Bremskraft auf. Daneben unterliegen diese Backenbremsen
einen hohen Verschleiß und
damit Wartungskosten. Auch ist das Nachstellen der Backenbremsen
mittels exakter Justage des Bremsluftspalts erforderlich und zeitintensiv.
Dabei ist zu beachten, dass sich jegliche Drücke auf den Rotor auch auf
den Luftspalt auswirken, der zwischen Stator und Rotor angeordnet
ist so dass eine besonders genaue Justage erforderlich ist.
-
Daneben
wird im Aufzugbau oftmals die Redundanz von Bremsen gefordert. Um
dies zu erreichen, werden zwei Backenbremsen eingesetzt, die gegenüberliegend
positioniert werden müssen,
damit sich die ausgeübten
Bremskräfte
nicht auf dem Luftspalt zwischen Rotor und Stator auswirken. Dies schränkt jedoch
die Optionen der Konstruktion des Gesamtsystems Motor/Bremse ein.
-
Daneben
ist bei bestehenden Konstruktionen kein Schutz vor Verschmutzungen
oder Öl
auf der Bremsfläche
möglich,
wodurch auch der sichere Betrieb einer solchen Backenbremse eingeschränkt ist.
-
Weiterhin
sind Systeme bekannt, bei denen der Aufzugsmotor eine Scheibenbremse
verwendet, welche direkt mit der Welle des Motors verbunden ist. Durch
diese Anordnung wird jedoch zusätzlicher Bauraum
in axialer Richtung für
die Bremse benötigt.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Aufzugsmotor
mit betriebsicherer Bremse zur Verfügung zu stellen und dabei gleichzeitig
dem Erfordernis möglichst
geringen Bauraums gerecht zu werden.
-
Dies
wird erfindungsgemäß durch
den Gegenstand von Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Der
erfindungsgemäße Elektromotor
weist einen Stator und einen drehbar gegenüber diesem Stator angeordneten
Rotor auf. Dabei ist der Stator wenigstens teilweise und bevorzugt
vollständig
innerhalb des Rotors angeordnet und weiterhin ist eine Bremseinrichtung
für den
Motor vorgesehen. Erfindungsgemäß weist
der Rotor einen ersten Bremskörper
auf und die Bremseinrichtung wenigstens einen gegen den ersten Bremskörper pressbaren
zweiten Bremskörper,
wobei die Bremseinrichtung wenigstens teilweise außerhalb
des Rotors angeordnet wird. Der Bremskörper greift bevorzugt an einem
radial außenliegenden
Bereich des Rotors an.
-
Unter
einem wenigstens teilweise innerhalb des Stators angeordneten Rotors
wird insbesondere die hier einschlägige Ausführung eines Außenläufermotors
verstanden. Bei der Bremseinrichtung handelt es sich insbesondere
um eine mechanisch wirkende Bremseinrichtung.
-
Während im
Stand der Technik die Bremseinrichtung an der Welle des Motors angeordnet
ist und damit axialen Bauraum benötigt, ist die erfindungsgemäße Bremseinrichtung
wenigstens teilweise außerhalb
des Rotors angeordnet. Damit handelt es ich insbesondere um Bremskörper, die
auf eine auf dem Rotor angeordnete Bremsscheibe wirken. Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung
ist im Vergleich zum der Stand der Technik sicherer, kostengünstiger
und einfacher zu montieren. Daneben gewährleistet diese Bremseinrichtung
eine höhere Sicherheit
und ein geringeres Ausfallrisiko aufgrund von Verschmutzungen. Auch
bei geringen Verölungen
kann eine ausreichende Bremskraft aufgebracht werden. Da die erfindungsgemäße Scheibenbremse direkt
am Außendurchmesser
des Außenläufers befestigt
ist, kann Bauraum in axialer Richtung gespart werden.
-
Zwar
wird geringer Bauraum in radialer Richtung benötigt. Bauraum in radialer Richtung
steht im Gegensatz zu dem Bauraum in axialer Richtung in jedem Fall
zur Verfügung.
Auch hinsichtlich Fertigung und Service ist die erfindungsgemäße Bremseinrichtung
einfacher zu handhaben.
-
Vorzugsweise
ist die Bremseinrichtung fest von einem Gehäuse angeordnet. Dieses Gehäuse besteht
besonders bevorzugt in Verbindung mit dem Stator und ist damit ortsfest.
Damit ist die Bremse insbesondere nicht direkt an der Welle des
Motors angeordnet, sondern in radialer Richtung zu dieser beabstandet.
-
Vorzugsweise
handelt es sich bei dem ersten Bremskörper um eine Bremsscheibe.
Damit findet bei dieser Ausführungsform
eine Scheibenbremse Einsatz, die direkt vom Außenläufer des Motors befestigt ist.
Neben einer Bremsscheibe könnte
auch ein Bremsring, der drehfest mit dem Rotor verbunden ist, vorgesehen
sein.
-
Vorzugsweise
weist die Bremseinrichtung einen weiteren zweiten Bremskörper auf
und beide zweite Bremskörper
sind gegen den zwischen diesen beiden Bremskörpern liegenden ersten Bremskörper pressbar.
Dies bedeutet, dass zur Erzeugung der Bremswirkung die Scheibe von
den beiden zweiten Bremskörpern
eingeklemmt wird, um auf diese Weise die Bremswirkung zu erzeugen.
-
Vorzugsweise
ist die Bremseinrichtung schwenkbar gegenüber dem Elektromotor. Genauer gesagt
ist die Bremseinrichtung schwenkbar gegenüber dem Stator bzw. dem Gehäuse des
Elektromotors oder allgemein schwenkbar gegenüber dem Bauteil, an die sie
angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist die Bremseinrichtung in
der Ebene der Bremsscheibe schwenkbar und insbesondere wenigstens
so weit schwenkbar, dass die Bremseinrichtung vollständig aus
dem Eingriffsbereich der Bremsscheibe ausgeschwenkt werden kann.
Durch diese Vorgehensweise kann, wie unten im Detail erläutert wird,
die Montierbarkeit der Bremseinrichtung verbessert werden.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine weitere
Bremseinrichtung vorgesehen und diese weitere Bremseinrichtung ist
unabhängig
von der ersten Bremseinrichtung steuerbar. Wie oben erwähnt, wird
im Aufzugbau eine Redundanz von Bremssystemen gefordert. Damit ist
es möglich,
diese Redundanz durch den Einsatz einer Bremsscheibe und wenigstens
zwei Bremssätteln
zu erreichen. Ein Vorteil gegenüber
einer Backenbremse besteht darin, dass die Bremssättel nicht
gegenüberliegend
angeordnet werden müssen.
Im Fall von Backenbremsen müssen
die Bremssättel
gegenüber angelegt
werden, um keine Beeinflussung des Luftspalts zwischen dem Stator
und dem Rotor während
des Bremsens zu bewirken. Im Falle der Scheibenbremse wirkt die
Kraft der Bremse nicht in radialer Richtung auf den Rotor sondern
senkrecht hierzu. Dies bedeutet, dass der Luftspalt zwischen den Bremskörpern senkrecht
zu dem Luftspalt zwischen Rotor und Stator steht. Damit wird durch
einen Bremsvorgang der Scheibenbremse der Luftspalt zwischen Rotor
und Stator nicht beeinflusst.
-
Als
Bremssattel können ähnliche
Konstruktionen, wie aus dem Fahrrad- oder Motorradbereich bekannt,
verwendet werden. Auch kann die Bremsscheibe ähnlich wie in den genannten
Fällen
ausgeführt
werden. Vorzugsweise ist auch die weitere Bremseinrichtung in der
oben beschriebenen Art ausgeführt.
Unter voneinander unabhängigen
Bremseinrichtungen wird verstanden, dass die Bremsen unabhängig voneinander
betätigt
werden können und
sich ein eventueller Ausfall einer Bremseinrichtung nicht auf die
weitere Bremseinrichtung auswirkt.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Rotor
eine Rotorscheibe bzw. einen Rotorkörper auf und die Bremsscheibe
ist in dieser Rotorscheibe eingegossen. Auch ist es möglich, die
Bremsscheibe mit dem Rotor in anderer Weise einteilig einzuführen. Es
ist jedoch auch möglich,
die Bremsscheibe mit dem Rotor zu verschrauben um die drehfeste
Anordnung zu erreichen.
-
Vorzugsweise
ist wenigstens eine Bremseinrichtung eine elektrisch haltende Bremseinrichtung. Mit
anderen Worten kann ein elektrischer Bremssattel eingesetzt werden,
der elektrisch lösend
ausgeführt
wird, wobei die Bremskraft durch eine Feder erzeugt wird. Bevorzugt
ist die Bremseinrichtung auch manuell über eine Notfallvorrichtung
zu lösen,
um kontrollierte Bewegungen des Aufzugssystems zu ermöglichen.
Im stromlosen Zustand wirkt diese Bremseinrichtung eine Bremskraft
auf die Bremsscheibe aus.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist wenigstens
eine Bremseinrichtung eine Federeinrichtung auf, mit der wenigstens
ein zweiter Bremskörper
gegenüber
dem ersten Bremskörper
pressbar ist, Besonders bevorzugt werden zwei zweite Bremskörper gegen
den ersten Bremskörper
bzw. Bremsscheibe von zwei unterschiedlichen Seiten gepresst.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Bremseinrichtung mit dem Gehäuse verschraubt. Es sind jedoch
auch andere Anordnungen der Bremseinrichtung an dem Gehäuse möglich, wie
ein Verschweißen,
ein Vernieten und dergleichen.
-
Die
vorliegende Erfindung ist weiterhin auf einen Aufzug mit wenigstens
einem Elektromotor, der oben beschriebenen Art gerichtet.
-
Weitere
Vorteile und Ausführungsformen
ergeben sich aus den beigefügten
Zeichnungen:
Darin zeigen:
-
1 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors;
-
2 eine
Detailansicht aus 1.
-
3 eine
Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Elektromotor; und
-
4 eine
Detailansicht des Elektromotors aus 3
-
1 zeigt
eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1.
Dieser Elektromotor weist einen innenliegenden Stator 3 auf,
dem gegenüber
drehbar ein Rotor 4 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 5 bezieht
sich dabei auf eine Schraube bzw. einen Bolzen mit dem der Stator 3 an einem
Gehäuse 30 befestigt
ist. Der Stator weist einen Statorkörper 31 auf, der radial
innerhalb des Rotors angeordnet ist.
-
Über ein
zweireihiges Wälzlager
ist der Rotor 4 drehbar gegenüber dem Stator 3 gelagert.
Die beiden Wälzlagerreihen
weisen dabei jeweils Außenringe 44,
Wälzkörper 45 und
Innenringe 46 auf.
-
Der
Rotor 4 weist einen Umfangskörper 42 auf, um den
beispielsweise ein Aufzugsseil aufgewickelt werden kann. An diesem
Umfangskörper 42 ist ein
Rotorkörper 41 bzw.
eine Rotorscheibe 41 mit einer Schraubverbindung 18 fest
angeordnet. An dem Rotorkörper 41 wiederum
ist eine Scheibe 6 bzw. Bremsscheibe 6 drehfest
angeordnet. Daneben ist an dem Rotorkörper 41 ein Ausleger 48 mit
einer Vielzahl von Permanentmagneten 47 vorgesehen. Die Bremsscheibe 6 ist
mit einer Verschraubung 32 an dem Rotor 4 befestigt.
-
An
dem Stator 3 bzw. an dem Statorgehäuse 3 ist ein Blechpaket 34 vorgesehen,
um welches herum wenigstens eine Spule 35 gewickelt ist.
-
Weiterhin
ist an dem Gehäuse 30 eine
Bremseinrichtung 20 vorgesehen. Weitere Bremseinrichtungen
können
an anderen Stellen des Außenumfangs
des Gehäuses 30 angeordnet
sein, sind jedoch nicht in 1 dargestellt.
Diese Bremseinrichtung 20 weist einen Bremssattel 28 auf,
der die Bremsscheibe 6 teilweise umgibt. Der Bremssattel 28 ist
dabei teilweise außerhalb
des Rotors angeordnet. Der Bremssattel ist teilweise radial außerhalb
des Rotors angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass auch voneinander
unabhängige
Bremssysteme auf die jeweils gleiche Bremsscheibe 6 zugreifen.
Da es sich jedoch bei der Bremsscheibe 6 selbst um kein
ausfallkritisches Teil handelt, es dies nicht problematisch.
-
Die
Bremseinrichtungen können
als Haltebremse im Falle eines Stillstandes verwendet werden, als
Notfallbremse und als Bremseinrichtung zum Verhindern zu hoher Beschleunigung
des Aufzugs bei Abwärtsbewegungen.
Weiterhin verhindert die Bremseinrichtung auch zu hohe Beschleunigungen
bei Aufwärtsbewegungen
aufgrund des Gegengewichts. Daneben können die Bremseinrichtungen zum
Halten des Aufzugs bei einer vorgegebenen Servicegeschwindigkeit
vorgesehen werden, jedoch werden die Bremsen bevorzugt nicht als
reguläre Haltebremsen
im Normalbetrieb verwendet.
-
Dadurch,
dass die Bremse am Außenumfang
des Gehäuses 30 angeordnet
ist, ist ein Ersatz der Bremse in kurzer Zeit und ohne spezielle
Werkzeuge möglich.
-
Die
Bezugszeichen 22, 23 beziehen sich auf zweite
Bremskörper,
die an die Scheibe 6 von zwei Seiten gepresst werden. Dabei
werden die beiden Bremskörper
mittels Federn 25 gegen die Bremsscheibe 6 gepresst.
-
Aufgrund
der Anordnung auch der Bremskörper 22, 23 können Ausfälle desselben
innerhalb kurzer Zeit festgestellt werden und auch ein Austausch
der Bremskörper
kann in kurzer Zeit vorgenommen werden. Bevorzugt können Lackierungen aufgetragen
werden, um die Abnutzung der Bremskörper zu kennzeichnen. Auch
die Einstellung des Luftspalts 26 zwischen den Bremskörpern und
der Bremsscheibe kann ohne Spezialwerkzeuge innerhalb kürzester
Zeit eingestellt werden wobei vorzugsweise die Bremsen beim Hersteller
vorjustiert werden.
-
Das
Bezugszeichen 26 bezieht sich auf den Luftspalt zwischen
den zweiten Bremskörpern 22, 23 und
der Bremsscheibe 6. Es ist zu beachten, dass dieser Bremsspalt
senkrecht zu dem Luftspalt 43 steht, der zwischen dem Rotor
und dem Stator bzw. den Permanentmagneten 47 des Rotors
und dem Stator gebildet wird.
-
Das
Bezugszeichen 29 bezieht sich auf eine Öse. Diese Öse dient zum Einbringen des
Aufzugsmotors, beispielsweise in den Aufzugsschacht.
-
2 zeigt
eine größere Darstellung
der Querschnittdarstellung aus 1. Man erkennt,
dass der Ausleger 48 bei dieser Ausführungsform mit einer Schraubverbindung 49 an
dem Rotorkörper 41 befestigt
ist, es sind jedoch auch andere Arten der Befestigung denkbar. Die
Scheibenbremse ist ebenfalls mit der Schraubverbindung an dem Rotorkörper 41 angeordnet.
Es sind jedoch hier andere Arten der Befestigung möglich.
-
3 zeigt
eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Elektromotor. Dabei bezieht
sich das Bezugszeichen 6 wiederum auf die Bremsscheibe.
In diesem Fall sind zwei voneinander unabhängige Bremseinrichtungen 20 und 21 vorgesehen,
die eine Bremsung der Bremsscheibe und damit des Rotors bewirken.
Dabei sind die beiden Bremseinrichtungen jeweils fest an Trägern 50 angeordnet.
Diese Träger wiederum
sind fest mit dem Stator 3 des Elektromotors verbunden.
-
4 zeigt
eine Detaildarstellung des Elektromotors aus 3 entlang
der Linie X aus 3. Man erkennt, dass hier die
Bremseinrichtung 20 an dem Träger 50 angeordnet
ist. Die Bremsscheibe 6 wird von den beiden zweiten Bremskörpern 22, 23 umgriffen,
um im Bedarfsfall eingeklemmt zur werden. Die gesamte Bremseinrichtung 20 ist
hier schwenkbar bzw. von dem Träger 50 demontierbar. Bei
der gezeigten Ausführungsform
ist die Bremseinrichtung 20 derart schwenkbar, dass die
Bremseinrichtung nach dem Schwenken vollständig aus dem Eingriffsbereich
der Bremsscheibe 6 ausgeschwenkt ist. Dadurch ist es möglich, die
Bremseinrichtung 20 nach dem Ausschwenken in axialer Richtung
zu demontieren.
-
In
der rechten axialen Richtung, d.h. in Richtung des Statorkörpers 31 befindet
sich üblicherweise
eine (nicht gezeigte) Aufzugswand. In der radialen Richtung, insbesondere
in der radialen Richtung nach oben befinden sich entweder die Decke
des Aufzugs oder weitere mechanische Komponenten des Aufzugs (wobei
in der Regel der Aufzugsmotor sehr weit oben im Aufzugsschacht montiert
wird).
-
Die
oben erwähnte
Schwenkbarkeit der Bremseinrichtung erlaubt es daher, dass die Bremse demontiert
und wieder montiert werden kann, ohne dass hierfür der Aufzugsmotor (teilweise)
demontiert werden muss und ohne dass die Aufzugsseile von der Trommel
genommen werden müssen.
-
Aufgrund
ihres Aufbaus ist eine Scheibenbremse im Gegensatz zur Backenbremse
weniger anfällig
gegen Verschmutzung. Bei einer Verölung der Bremsscheibe wird
es nie möglich
sein, die Bremskraft vorherzusagen. Allerdings ist auch im letzteren
Fall die Scheibenbremse gegenüber
der Backenbremse vorteilhaft, da das Öl besser von der Bremsfläche entfernt
werden kann und trotz Öl
von einer besseren Bremskraft ausgegangen werden kann. Dadurch wird
die Sicherheit die Bremse entscheidend gesteigert.
-
Neben
der hier schematisch gezeigten elektrischen Bremse können auch
elektrohydraulische Bremsen eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung
ist sowohl hinsichtlich Bremsleistung als auch hinsichtlich Lebensdauer,
Verfügbarkeit
und Geräuschentwicklung
sehr vorteilhaft gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Bremseinrichtungen. Daneben
sind auch eine schwimmende Aufhängung
des Bremssattels 28 bzw. schwimmend gelagerte Bremsen möglich. Die schwimmende
Lagerung der Bremseinrichtung hat den Vorteil, dass durch diese
die Notwendigkeit einer Justage des Bremsenluftspalts entfällt. Dadurch
wird die Bremsenmontage sowohl in der Produktion als auch im Servicefall
stark vereinfacht.
-
Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.
-
- 1
- Elektromotor
- 3
- Stator
- 4
- Rotor
- 5
- Schraube
- 6
- Bremsscheibe
- 18
- Schraubverbindung
- 20,
21
- Bremseinrichtung
- 22,
23
- zweite
Bremskörper
- 25
- Feder
- 26
- Luftspalt
zwischen den Bremskörpern
- 28
- Bremssattel
- 29
- Öse
- 30
- Gehäuse
- 31
- Statorkörper
- 32
- Verschraubung
- 34
- Blechpaket
- 35
- Spule
- 41
- Rotorkörper
- 42
- Umfangskörper
- 43
- Luftspalt
- 44
- Außenring
- 45
- Wälzkörper
- 46
- Innenring
- 47
- Permanentmagneten
- 48
- Ausleger
- 49
- Schraubverbindung
- 50
- Träger