DE19906727C1 - Gearbox-less machine for lift system, has synchronous external rotor motor with rotor monitoring measurement system arranged inside axial brake and before rotor shaft end - Google Patents

Gearbox-less machine for lift system, has synchronous external rotor motor with rotor monitoring measurement system arranged inside axial brake and before rotor shaft end

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Abstract

The machine has a synchronous external rotor motor with a rotor monitoring measurement system arranged inside the axial brake and before the rotor shaft end The machine has a synchronous external rotor motor with a fixed bearer structure including a stator (1), a wound stator packet (2) and a ventilated axial brake (3). There is a shaft-mounted rotor (5) with a drive rim (17) attached, and a measurement system (15) for monitoring the rotor. The rotor shaft (6) of the pot-shaped rotor is fed from the drive side via a bearing flange (4) of the pot-shaped stator, that is open towards the other side. The outer internal edge of the rotor forms a magnetic rotor (16) opposite the stator packet on the outer edge of the stator with an air gap. The measurement system is arranged inside the axial brake and before the rotor shaft end.

Description

Die Erfindung betrifft eine getriebelose Aufzugsmaschine mit einem Synchron-Außenläufermotor, einer feststehenden Tragkon­ struktion mit einem Stator, einem bewickelten Statorpaket und einer lüftbaren Axialbremse, einem wellengelagerten Rotor, an dem eine Treibscheibe befestigt ist, sowie einem Meßsystem zur Rotorüberwachung.The invention relates to a gearless elevator machine a synchronous external rotor motor, a fixed supporting cone structure with a stator, a wound stator package and a ventable axial brake, a shaft-mounted rotor to which a traction sheave is attached, and a measuring system for rotor monitoring.

In der modernen Antriebstechnik werden von elektronischen Um­ richtern gespeiste Drehstrommotoren eingesetzt. Für den opti­ malen Betrieb mit feldorientierter Regelung sind dabei Meßsy­ steme notwendig, die den augenblicklichen Zustand des Motors ermitteln und deren eine Komponente daher am rotierenden Teil befestigt sein muß. Bei Synchronmotoren muß zusätzlich die absolute Lage des Rotors bekannt sein, was zusätzlich eine sogenannte "Kommutierungsspur" am Meßsystem erfordert. Außer­ dem müssen diese Aufzugsmaschinen mit einer Nothalte-Doppel­ bremse ausgerüstet sein.In modern drive technology, electronic Um rectified three-phase motors. For the opti paint operation with field-oriented control are Meßsy steme necessary the current state of the engine determine and therefore one component on the rotating part must be attached. For synchronous motors, the absolute position of the rotor must be known, which is also a so-called "commutation track" on the measuring system required. Except these elevator machines must have an emergency stop double be equipped with a brake.

Die Hinwendung zu maschinenraumlosen Aufzugsanlagen erfordert sehr schmale Aufzugsmotoren mit dem Ziel, diese im Schacht neben den Gegengewichten unterzubringen, woraus sich der Wunsch ableitet, neben einer platzsparenden Anbindung des Meßsystems auch die Nothalte-Doppelbremse in den Motor zu in­ tegrieren.The move towards machine room-less elevator systems requires very narrow elevator motors with the aim of keeping them in the shaft to accommodate the counterweights, which the Desires, in addition to a space-saving connection of the Measuring system also the emergency stop double brake in the motor too tegrate.

Bei Konstruktionen mit Außenläufern oder Scheibenläufern ist ein direkter Zugang zu den rotierenden Baugruppen oft schwie­ rig oder unmöglich. For constructions with external rotors or disc rotors direct access to the rotating assemblies was often difficult rig or impossible.  

Bekannt ist eine Anordnung, bei der der Rotor mittels zweier Lager auf einem freitragenden Stator gelagert ist. Hierbei ist bei ausreichend großem Abstand der Lagerstellen aller­ dings ein Zugang zum Innenraum des Motors nicht möglich, wes­ halb meist außenliegende Bremsbacken oder Boxerbremsen mit dem damit einhergehenden erhöhten Raumbedarf angebaut werden.An arrangement is known in which the rotor by means of two Bearing is supported on a self-supporting stator. Here is at a sufficiently large distance between the bearings However, access to the interior of the engine is not possible half mostly external brake shoes or boxer brakes with the associated increased space requirements are grown.

Aus DE-Z: Lift-Report 1998 Heft 5 Seiten 44 u. 46 ist eine Bauweise für Aufzugsmaschinen bekannt, bei denen der Rotor als Außenläufer ausgebildet ist und die Treibscheibe trägt. An seinem inneren Umfang sind Permanentmagnete angebracht. Das Statorgehäuse ist mit zwei ringförmigen Naben ausgebil­ det. Die äußere trägt das Blechpaket mit der Wicklung und die innere dient zur Aufnahme der Lagerung sowie als Einbauraum für einen Lagegeber. Rotor und Stator sind mit den offenen Seiten ineinandergesteckt. Die geschlossenen Seiten sind die Maschinenaußenseiten. Somit muß der Lagegeber auf der Treib­ scheibenseite eingebaut werden, die bei eingebauter Maschine höchst unzugänglich im Schachtinneren liegt.From DE-Z: Lift-Report 1998 issue 5 pages 44 u. 46 is one Known construction for elevator machines in which the rotor is designed as an external rotor and carries the traction sheave. Permanent magnets are attached to its inner circumference. The stator housing is designed with two annular hubs det. The outer one carries the laminated core with the winding and the interior serves to accommodate storage as well as installation space for a position encoder. The rotor and stator are with the open ones Nested pages. The closed sides are the Machine outsides. Thus, the position encoder on the drive disc side to be installed with the machine installed is extremely inaccessible inside the shaft.

Nach DE 94 22 186 U1 bilden Seitenplatten, die durch eine Achse verbunden sind, ein Rahmenteil für eine extem schmal­ bauende Aufzugsmaschine. Eine Seitenplatte trägt den Stator. Auf der Achse ist ein Außenläufer befestigt. Im freien Raum zwischen dem Stator und dem Außenläufer ist eine Axialbremse angeordnet. Ein äußerer Zugang für einen Geber an rotierende Teile ist nicht vorhanden. Auch die Bremse liegt unzugänglich zwischen den Seitenplatten. Diese erschweren auch eine Wär­ meabfuhr.According to DE 94 22 186 U1 form side plates through a Axis connected, a frame part for an extremely narrow building elevator machine. A side plate carries the stator. An external rotor is attached to the axis. In free space There is an axial brake between the stator and the external rotor arranged. An external access for a encoder on rotating Parts are not available. The brake is also inaccessible between the side plates. These also complicate heat removal.

In US 5 018 603 wird eine Innenläufer-Aufzugsmaschine be­ schrieben, die in eine Seiltrommel eingebaut ist. Eine dop­ peltwirkende Bremse ist aufgesetzt und wirkt auf die Seil­ trommel. Stator und Läufer sind wiederum mit ihren offenen Seiten ineinandergesteckt, weshalb von außen kein Angriff für einen Rotorbeobachter gefunden werden kann. In US 5 018 603 an internal rotor elevator machine is described wrote, which is built into a rope drum. A dop pelt-acting brake is attached and acts on the rope drum. The stator and rotor are again with their open ones Pages inserted into each other, which is why no outside attack for a rotor observer can be found.  

In DE 195 00 589 A1 wird ferner ein Radnabenmotor mit außen­ laufendem Rotor und innenliegender elektromagnetischer Bremse und in DE-AS 12 03 373 ein Außenläufer-Bremsmotor beschrie­ ben, dessen Rotor auf die Antriebswelle einer Arbeitsvorrich­ tung aufgesetzt ist und zugleich als Bremsfläche dient. Ro­ torlagegeber sind für beide Antriebe nicht erforderlich.DE 195 00 589 A1 also describes a wheel hub motor with an outside running rotor and internal electromagnetic brake and in DE-AS 12 03 373 described an external rotor brake motor ben, whose rotor on the drive shaft of a work jig tion is attached and also serves as a braking surface. Ro Gate position sensors are not required for both drives.

Ferner sind vollkommen geschlossene rotierende Maschinenkon­ zeptionen mit Innenbremse bekannt geworden, die neben dem schlechten zugang zum Inneren "lang bauen".There are also completely closed rotating machines zeps with internal brake, which in addition to the bad access to the inside "build long".

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, getriebelose Auf­ zugsmaschinen der eingangs erwähnten Gattung derart zu ver­ bessern, daß die Aufzugsmaschine bei stabiler Konstruktion möglichst kurz wird, daß eine Bremse platzsparend integrier­ bar ist und ein von außen zugängliches Meßsystem im Inneren angekoppelbar ist, wobei besonderer Wert auf Montage- und De­ montagefreundlichkeit gelegt wird.The invention has for its object to gearless tractors of the type mentioned at the beginning to ver improve that the elevator machine with stable construction is as short as possible that a brake integrates space-saving bar and an externally accessible measuring system inside can be coupled, with special emphasis on assembly and De easy to install.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 an­ gegebenen Merkmale gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen geben die begleitenden Unteransprüche an.The object is achieved by the in claim 1 given characteristics solved, give advantageous developments the accompanying subclaims.

Indem die Rotorwelle eines topfartigen Rotors von der Treib­ seite der Aufzugsmaschine her durch einen Lagerflansch eines zur Gegenseite offenenen, topfartigen Stators hindurchgeführt ist, läßt sich eine Axialbremse in den von der Rotorwelle be­ lassenen Freiraum des topfartigen Stators platz- und montage­ freundlich einsetzen, in die im weiteren ein einfach zugäng­ liches Meßsystem so integriert ist, daß die Drehbewegung der Rotorwelle gut erfaßt werden kann.By the rotor shaft of a pot-like rotor from the drive side of the elevator machine through a bearing flange passed through to the opposite side, pot-like stator is, can be an axial brake in the rotor shaft free space of the pot-like stator space and assembly use in a friendly way, which is easily accessible Lich measuring system is integrated so that the rotational movement of the Rotor shaft can be detected well.

Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens und deren Vorteile sollen anhand eines Ausführungsbeispiels näher er­ läutert werden.Further refinements of the inventive concept and their Advantages are to be explained in more detail using an exemplary embodiment to be refined.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt In the accompanying drawing shows  

Fig. 1: einen Schnitt durch eine Aufzugsmaschine mit einem auf einer Welle befestigten Rotor und Fig. 1: a section through an elevator machine with a rotor attached to a shaft and

Fig. 2: einen Schnitt durch eine weitere Ausführung mit einem Vollguß-Rotor. Fig. 2: a section through a further embodiment with a full cast rotor.

Ein topfartiger Stator 1 mit einem bewickelten Statorpaket 2 und eine Axialbremse 3 bilden eine Tragkonstruktion, die über ein nicht näher dargestelltes Fußteil im Aufzugsschacht befe­ stigt ist. Die geschlossene Seite des Stators läuft in einen Lagerflansch 4 für die Lagerung eines Rotors 5 aus. Der gleichfalls topfartige Rotor 5 ist auf einer Rotorwelle 6 drehfest befestigt. Die Rotorwelle 6 verjüngt sich stufenwei­ se in Richtung ihres freien Endes. Sie trägt ein kräftiges Festlager 7 auf der Treibseite D der Aufzugsmaschine und eine Mitnehmernabe 8 für das Zusammenwirken mit der Axialbremse 3. Beim Zusammenbau wird der Rotor 5 mit der Rotorwelle 6, dem Festlager 7 und der Mitnehmernabe 8 von der Treibseite D der Aufzugsmaschine her durch den Lagerflansch 4 gesteckt, wobei das verjüngte Ende der Rotorwelle 6 das vorzugsweise bereits mit der Axialbremse 3 im Stator 1 montierte Lager 9 auf der Gegenseite N findet. Durch eine Lagerdeckelöffnung 10 im Ro­ tor 5 hindurch kann ein Lagerdeckel 11 auf den Lagerflansch 4 des Stators 1 geschraubt werden, der das Festlager 7 sichert. Auf der Gegenseite N wird das Lager 9 mit Hilfe eines Spann­ rohres 12 und einer Wellfeder 13 gesichert. Das Spannrohr 12 wiederum ist nach außen hin mit einem scheiben- oder ringför­ migen Flansch 14 gesichert, der ein Meßsystem 15 trägt und mit der Axialbremse 3 fest verschraubt ist. Auf diese Weise entsteht ein innerer Raum, in dem das feststehende Meßsystem 15 dem Ende der Rotorwelle 6 gegenübersteht, wodurch unter Nutzung bekannter Wirkprinzipien die Rotordrehzahl direkt oder indirekt beobachtbar ist.A pot-like stator 1 with a wound stator 2 and an axial brake 3 form a supporting structure which is BEFE Stigt via a foot part not shown in the elevator shaft. The closed side of the stator ends in a bearing flange 4 for the bearing of a rotor 5 . The likewise pot-like rotor 5 is fixed in a rotationally fixed manner on a rotor shaft 6 . The rotor shaft 6 tapers gradually in the direction of its free end. It carries a strong fixed bearing 7 on the drive side D of the elevator machine and a driving hub 8 for interaction with the axial brake 3 . When assembling, the rotor 5 with the rotor shaft 6 , the fixed bearing 7 and the driving hub 8 is inserted from the drive side D of the elevator machine through the bearing flange 4 , the tapered end of the rotor shaft 6 preferably being already mounted with the axial brake 3 in the stator 1 9 finds N on the opposite side. Through a bearing cap opening 10 in the ro tor 5 through a bearing cap 11 can be screwed onto the bearing flange 4 of the stator 1 , which secures the fixed bearing 7 . On the opposite side N, the bearing 9 is secured by means of a tensioning tube 12 and a wave spring 13 . The tensioning tube 12 is in turn secured to the outside with a disk-shaped or ring-shaped flange 14 which carries a measuring system 15 and is firmly screwed to the axial brake 3 . In this way, an inner space is created in which the stationary measuring system 15 faces the end of the rotor shaft 6 , whereby the rotor speed can be observed directly or indirectly using known operating principles.

Der Rotor 5 trägt über seinen äußeren Umfang einen Magnetro­ tor 16, in dem sich hochenergetische Dauermagnete befinden. The rotor 5 carries over its outer circumference a Magnetro tor 16 , in which there are high-energy permanent magnets.

Diese stehen der auf dem Stator 1 befestigten bewickelten Statorpaket 2 auf Luftspaltabstand gegenüber.These face the wound stator packet 2 fastened on the stator 1 at an air gap distance.

Außerdem trägt der Rotor 5 einen angeflanschten Treibkranz 17, dessen Mitte etwa mit der Mitte des Festlagers 7 fluch­ tet, damit auch größere Aufzugs-Aufhängelasten von den Lagern und den Bauteilen der Aufzugsmaschine optimal abgefangen wer­ den können.In addition, the rotor 5 carries a flanged driving ring 17 , the middle of which is approximately aligned with the center of the fixed bearing 7 , so that even larger elevator suspension loads can be optimally intercepted by the bearings and the components of the elevator machine.

Es ist auch möglich, zunächst den Rotor 5 mit der Rotorwelle 6 in den Lagerflansch 4 des Stators 1 einzuführen und erst dann von der der Treibseite D entgegengesetzten Seite N her die Axialbremse 3 mit dem bereits an der Axialbremse 3 befe­ stigten Lager 9 einzusetzen.It is also possible to first insert the rotor 5 with the rotor shaft 6 into the bearing flange 4 of the stator 1 and only then to use the axial brake 3 with the bearing 9 already attached to the axial brake 3 from the opposite side N of the drive side D.

In Fig. 2 ist eine Aufzugsmaschine dargestellt, bei der die Rotorwelle 6 mit dem Rotor 5 ein einstückiges Gußteil bildet. Die Rotorwelle 6 ist dann eine Hohlwelle.In FIG. 2, an elevator machinery is shown in which the rotor shaft 6 forms a one-piece casting with the rotor 5. The rotor shaft 6 is then a hollow shaft.

Die im Ausführungsbeispiel schematisch dargestellte innenlie­ gende Axialbremse 3 kann selbstverständlich durch eine belie­ bige Außenbremse ersetzt werden, wobei dann das Lager 9 und der Ringflansch 14 beispielsweise unmittelbar am Stator 1 be­ festigt werden. The axial lie 3 shown schematically in the exemplary embodiment can of course be replaced by an external brake, where the bearing 9 and the annular flange 14 are fastened, for example, directly to the stator 1 .

BezugszeichenReference numerals

11

Stator
stator

22nd

Statorpaket
Stator package

33rd

Axialbremse
Axial brake

44th

Lagerflansch
Bearing flange

55

Rotor
rotor

66

Rotorwelle
Rotor shaft

77

Festlager
Fixed camp

88th

Mitnehmernabe
Drive hub

99

Lager
camp

1010th

Lagerdeckelöffnung
Bearing cover opening

1111

Lagerdeckel
Bearing cap

1212th

Spannrohr
Tension tube

1313

Wellfeder
Corrugated spring

1414

Ringflansch
Ring flange

1515

Meßsystem
Measuring system

1616

Magnetrotor
Magnet rotor

1717th

Treibkranz
D Treibseite
N Gegenseite
Driving ring
D drive side
N opposite side

Claims (10)

1. Getriebelose Aufzugsmaschine mit einem Synchron-Außenläu­ fermotor, mit einer feststehenden Tragkonstruktion mit einem Stator, einem bewickelten Statorpaket und einer lüftbaren Axialbremse, einem wellengelagerten Rotor, an dem ein Treib­ kranz befestigt ist, sowie einem Meßsystem zur Rotorüberwa­ chung, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (6) eines topfartigen Rotors (5) von der Treibsseite (D) der Aufzugsma­ schine her durch einen Lagerflansch (4) eines zur Gegenseite (N) offenenen, topfartigen Stators (1) hindurchgeführt ist, wobei der äußere Innenrand des Rotors (5) als Magnetrotor (16) ausgebildet ist, der dem am Außenrand des Stators (1) befestigten Statorpaket (2) auf Luftspaltbreite gegenüber­ steht, daß der Treibkranz (17) radial zum Lagerflansch (4) des Stators (1) auf dem Rotor (5) angeordnet ist, daß die Axialbremse (3) in den auf der Gegenseite (N) befindlichen und von der Rotorwelle (6) belassenen Freiraum des Stators (1) eingesetzt ist, und daß innerhalb der Axialbremse (3) und vor dem Wellenende der Rotorwelle (6) das Meßsystem (15) an­ geordnet ist.1. Gearless elevator machine with a synchronous external rotor motor, with a fixed support structure with a stator, a wound stator package and a releasable axial brake, a shaft-mounted rotor to which a driving ring is attached, and a measuring system for rotor monitoring, characterized in that the rotor shaft ( 6 ) of a pot-like rotor ( 5 ) is guided from the drive side (D) of the elevator machine through a bearing flange ( 4 ) of a pot-like stator ( 1 ) which is open to the opposite side (N), the outer inner edge of the rotor ( 5 ) is designed as a magnetic rotor ( 16 ), which is opposite the stator core ( 2 ) attached to the outer edge of the stator ( 1 ) over the air gap width, that the driving ring ( 17 ) radially to the bearing flange ( 4 ) of the stator ( 1 ) on the rotor ( 5 ) is arranged that the axial brake ( 3 ) in the free space of the stator ( 1 ) located on the opposite side (N) and left by the rotor shaft ( 6 ) is set, and that within the axial brake ( 3 ) and in front of the shaft end of the rotor shaft ( 6 ) the measuring system ( 15 ) is arranged. 2. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotor (1) und die Rotorwelle (6) zwei­ teilig ausgeführt sind.2. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that the rotor ( 1 ) and the rotor shaft ( 6 ) are made in two parts. 3. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotor (1) und die Rotorwelle (6) ein­ teilig ausgeführt sind.3. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that the rotor ( 1 ) and the rotor shaft ( 6 ) are made in one piece. 4. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Axialbremse (3) ein Lager (9) für die Rotorwelle (6) trägt.4. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that the axial brake ( 3 ) carries a bearing ( 9 ) for the rotor shaft ( 6 ). 5. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Lagerdeckelöffnung im Rotor (10) den Zugang zu einem Lagerdeckel (11) für das Festlager (7) ge­ währt.5. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that a bearing cover opening in the rotor ( 10 ) gives access to a bearing cover ( 11 ) for the fixed bearing ( 7 ) GE. 6. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Rotorwelle (6) eine Mitnehmernabe (8) für das Eingreifen in die Axialbremse (3) befestigt ist.6. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that on the rotor shaft ( 6 ) a driver hub ( 8 ) for engaging in the axial brake ( 3 ) is attached. 7. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rotorwelle (6) mitsamt dem Festlager (7) und der Mitnehmernabe (8) durch den Lagerflansch (4) des Stators (1) hindurch einsetzbar ist.7. Gearless elevator machine according to claim 6, characterized in that the rotor shaft ( 6 ) together with the fixed bearing ( 7 ) and the driving hub ( 8 ) through the bearing flange ( 4 ) of the stator ( 1 ) can be used. 8. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das der Treibseite (D) entgegengesetzte La­ ger (9) mittels eines Spannrohrs (12) und einer Wellfeder (13) gesichert ist und ein an der Axialbremse (3) befestigter Ringflansch (14) zum einen das Spannrohr (12) sichert und zum anderen das Meßsystems (15) trägt.8. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that the drive side (D) opposite La ger ( 9 ) is secured by means of a tension tube ( 12 ) and a wave spring ( 13 ) and an on the axial brake ( 3 ) attached ring flange ( 14 ) on the one hand secures the tensioning tube ( 12 ) and on the other carries the measuring system ( 15 ). 9. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stator (1) wulstartig den Magnetrotor (16) umfängt und Teil des Tragkonstruktion ist.9. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that the stator ( 1 ) bulges like the magnet rotor ( 16 ) and is part of the supporting structure. 10. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Axial-Innenbremse durch eine beliebige Außenbremse ersetzt ist, wobei deren Tragfunktionen unmittel­ bar vom Stator (1) übernommen wird.10. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that the axial inner brake is replaced by any external brake, the supporting functions of which are taken over directly by the stator ( 1 ).
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