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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Druckschrift
DE 197 39 001 C1 offenbart einen Aufzugsantrieb mit elektrischem Antriebsmotor, bei dem eine Bremseinrichtung in radialer Richtung auf den Läufer des Motors einwirkt.
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In der Druckschrift
DE 199 05 390 C1 ist ein weiterer Aufzugsantrieb mit elektrischem Antriebsmotor beschrieben. Dabei ist ein Innenläufermotor mit einer Bremseinrichtung versehen, wobei die Bremseinrichtung mit einer an den Rotor angebrachten Scheibe zusammenwirkt um eine Bremswirkung erzeugen zu können.
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Aus der Druckschrift
EP 0 970 912 A2 ist eine Aufzugsvorrichtung mit einem Außenläufermotor mit einer Trommelbremse bekannt.
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Die Druckschrift
US 4 960 186 A beschreibt einen Aufzug mit Außenläufermotor. Dabei kann der Motor durch eine Trommelbremse abgebremst werden.
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In der Druckschrift
DE 1 259 453 B ist ein drezahlregelbarer asynchroner Bremsmotor beschrieben. Dieser weist einen Außenläufermotor mit Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf, wobei ein Stator mit einem drehbar gegenüber diesem Stator angeordneter Rotor vorgesehen ist und der Rotor einen ersten Bremskörper aufweist, gegen den ein zweiter Bremskörper einer wenigstens teilweise außerhalb des Rotors angeordneten Bremseinrichtung pressbar ist. Die Bremseinrichtung ist dabei fest in einem Fuß des Motors integriert.
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Aus der Druckschrift
JP 2000050569 A ist ein Außenläufermotor mit einer Bremse bekannt. Die Bremse ist dabei an einer radartigen Ausnehmung, die an einem Ende eines Stators angeordnet ist, befestigt. Des Weiteren ist eine frei bewegbare Platte, sowie ein Federelement beschrieben, die zwischen der Bremsscheibe und einem weiteren Bereich des Motors angeordnet sind, um das Anordnen und das Entfernen der Bremsscheibe zu erleichtern.
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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.
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Aus der
DE 298 23 327 U1 ist eine Hebevorrichtung mit einem Elektromotor bekannt. Bei diesem Elektromotor handelt es sich um einen Außenläufermotor, wobei dieser Motor eine Bremse aufweist, die teilweise in radialer Richtung außerhalb des Motors angeordnet ist. Aus der
DE 100 43 013 C2 ist ein Aufzugsantrieb mit einer Bremsvorrichtung bekannt, wobei mehrere unabhängig voneinander wirkende Bremsen vorgesehen sind, die jeweils an einer Bremsscheibe des Motors angreifen und dabei teilweise außerhalb dieser Bremsscheibe angeordnet sind.
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Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand von Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Elektromotor in der Art eines Außenläufermotors 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 in Form einer Bremsscheibe 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. Die Bremseinrichtung ist erfindungsgemäß in der Ebene des ersten Bremskörpers schwenkbar gegenüber dem Elektromotor.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Erfindungsgemäß 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf einen Aufzug mit wenigstens einem Elektromotor, der oben beschriebenen Art gerichtet.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
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Darin zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors;
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2 eine Detailansicht aus 1.
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3 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Elektromotor; und
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4 eine Detailansicht des Elektromotors aus 3
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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.
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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.
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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 ein erster Bremskörper 6 in Form einer Scheibe bzw. Bremsscheibe drehfest angeordnet. Daneben ist an dem Rotorkörper 41 ein Ausleger 48 mit einer Vielzahl von Permanentmagneten 47 vorgesehen. Der erste Bremskörper 6 in Form einer Bremsscheibe ist mit einer Verschraubung 32 an dem Rotor 4 befestigt.
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An dem Stator 3 bzw. an dem Statorgehäuse 3 ist ein Blechpaket 34 vorgesehen, um welches herum wenigstens eine Spule 35 gewickelt ist.
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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 den ersten Bremskörper 6 in Form einer Bremsscheibe 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 den jeweils gleichen ersten Bremskörper 6 in Form einer Bremsscheibe zugreifen. Da es sich jedoch bei dem ersten Bremskörper 6 in Form einer Bremsscheibe selbst um kein ausfallkritisches Teil handelt, es dies nicht problematisch.
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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.
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Dadurch, dass die Bremse am Außenumfang des Gehäuses 30 angeordnet ist, ist ein Ersatz der Bremse in kurzer Zeit und ohne spezielle Werkzeuge möglich.
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Die Bezugszeichen 22, 23 beziehen sich auf zweite Bremskörper, die an den ersten Bremskörper 6 in Form einer Scheibe von zwei Seiten gepresst werden. Dabei werden die beiden Bremskörper mittels Federn 25 gegen den ersten Bremskörper 6 in Form einer Bremsscheibe gepresst.
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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.
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Das Bezugszeichen 26 bezieht sich auf den Luftspalt zwischen den zweiten Bremskörpern 22, 23 und dem ersten Bremskörper 6 in Form einer Bremsscheibe. 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.
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Das Bezugszeichen 29 bezieht sich auf eine Öse. Diese Öse dient zum Einbringen des Aufzugsmotors, beispielsweise in den Aufzugsschacht.
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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.
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3 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Elektromotor. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 6 wiederum auf den ersten Bremskörper in Form einer 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.
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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. Der erste Bremskörper 6 in Form einer Bremsscheibe 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 des ersten Bremskörpers 6 in Form einer Bremsscheibe ausgeschwenkt ist. Dadurch ist es möglich, die Bremseinrichtung 20 nach dem Ausschwenken in axialer Richtung zu demontieren.
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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).
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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.
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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.
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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.
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotor
- 3
- Stator
- 4
- Rotor
- 5
- Schraube
- 6
- erste Bremskörper
- 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