DE19958545C1 - Elevator direct drive with synchronous external rotor electric motor has dished stator with wound stator laminations packet and dished rotor fitted to rotor shaft supported by stator bearing flange and bearing plate - Google Patents

Elevator direct drive with synchronous external rotor electric motor has dished stator with wound stator laminations packet and dished rotor fitted to rotor shaft supported by stator bearing flange and bearing plate

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Abstract

The external rotor electric motor has a dished stator (1) supporting a wound stator laminations packet (2) and a dished rotor (4) with a permanent magnetic rotor (6) on the inside of its outer edge, fitted to a rotor shaft (5), supported by a bearing flange (3) of the stator and a bearing plate (9) on the inside of the stator. The rotor position is monitored by an internal measuring system (10), the bearing plate providing a large peripheral hollow space between the measuring system and the stator.

Description

Die Erfindung betrifft eine getriebelose Aufzugsmaschine mit einem Synchron-Außenläufermotor mit einem Stator, der ein bewickeltes Statorpaket trägt und einem wellengelager­ ten Rotor, der einen Magnetrotor trägt und an dessen Flansch eine Treibscheibe befestigt ist, sowie einem Meß­ system zur Rotorüberwachung.The invention relates to a gearless elevator machine with a synchronous external rotor motor with a stator that carries a wound stator package and a shaft bearing rotor that carries a magnetic rotor and on its Flange is attached to a traction sheave, as well as a measuring system for rotor monitoring.

Die Hinwendung zu maschinenraumlosen Aufzugsanlagen erfor­ dert sehr schmale Aufzugsmotoren mit dem Ziel, diese im Schacht neben den Gegengewichten unterzubringen. Für die Erzeugung des erforderlichen Drehmomentes ist ein bestimm­ tes aktives Motorvolumen D2L notwendig, dessen Erreichung bei stark verringerter Länge L mit Vergrößerung des Durch­ messers D erzielt werden kann. Hier ist der Übergang zu Scheibenläufermotoren und Außenläufermotoren bekannt.The move towards machine room-less elevator systems requires very narrow elevator motors with the aim of accommodating them in the shaft next to the counterweights. For the generation of the required torque a certain active motor volume D 2 L is necessary, the achievement of which can be achieved with a greatly reduced length L by increasing the diameter D. The transition to disc rotor motors and external rotor motors is known here.

Moderne Antriebsmotoren, insbesondere Aufzugsmaschinen, nutzen die verlustfreie Energie von Permanentmagneten und sind als Synchronmotoren ausgeführt und zwar für den spe­ ziellen Fall einer besonders schmaler Bauart als Synchron- Außenläufermotoren.Modern drive motors, especially elevator machines, use the lossless energy of permanent magnets and are designed as synchronous motors for the spe case of a particularly narrow design as a synchronous External rotor motors.

Im Inneren des Motors ist die notwendige Wellenabstützung durch ein zweites Lager und die Anbindung eines Meßsy­ stems, wie es moderne geregelte Antriebe benötigen, ein­ fach zu bewerkstelligen.Inside the engine is the necessary shaft support through a second warehouse and the connection of a measuring system stems, as required by modern regulated drives subject to accomplish.

Durch die Ausgestaltung als Außenläufer mit großem Durch­ messer entsteht zusätzlich eine Innenraum-Erweiterung. Es ist bekannt, diesen Innenraum für eine integrierte Nothal­ tebremse (DE 198 32 208 C1) oder für Fremdlüfter zu nut­ zen.Due to the design as an external runner with a large through knife also creates an interior extension. It  is known this interior for an integrated Nothal brake (DE 198 32 208 C1) or for external fans Zen.

Bekannt ist ferner eine Anordnung, bei der der Magnetrotor mittels zweier Lager auf einem freitragenden Stator gela­ gert ist (DE 94 22 186 U1). Hierdurch ist der Zugang zum Innenraum des Motors verwehrt, weshalb außenliegende Brems­ backen oder Boxerbremsen angebaut werden.An arrangement is also known in which the magnet rotor by means of two bearings on a self-supporting stator gela device (DE 94 22 186 U1). This gives access to Interior of the engine denied, which is why external brake bake or boxer brakes.

Aus der älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patent­ schrift DE 199 06 727 C1 ist eine gattungsgemäße Aufzugsma­ schine bekannt, bei der das Gegenlager mit Hilfe eines Spannrohres und einer Wellfeder gesichert wird. Das Spann­ rohr wiederum ist nach außen hin mit einem scheiben- oder ringförmigen Flansch gesichert, der das Meßsystem trägt und mit einer Axialbremse, die in radialer Richtung den Raum bis zum Stator ausfüllt, fest verschraubt.From the older, unpublished German patent Document DE 199 06 727 C1 is a generic type of elevator known machine, in which the counter bearing with the help of a Clamping tube and a corrugated spring is secured. The instep tube in turn is facing the outside with a disc or secured annular flange which carries the measuring system and with an axial brake that moves up the space in the radial direction filled to the stator, screwed tight.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 299 09 565 U1 ist fer­ ner ein elektrischer Antrieb für Extruder oder Spritzgießma­ schinen bekannt. Der Antrieb besteht aus einer Synchron-Au­ ßenläufermaschine mit einem topfartigen Stator und einem topfartigen, wellengelagerten Rotor. Der Rotor wird dabei in einem am Stator angeformten Lagerflansch in einem Doppella­ ger einseitig gelagert. Die Motorwelle fluchtet mit einem Planetengetriebe, dessen Abtriebswelle im Lagerschild des Motors, ebenfalls in einem Doppellager, gelagert ist. Das Planetengetriebe befindet sich somit in einem Hohlraum im Stator, der durch den Lagerflansch und das Lagerschild be­ grenzt wird.From the German utility model DE 299 09 565 U1 is fer an electric drive for extruders or injection molding machines seem known. The drive consists of a synchronous Au ßrunner machine with a pot-like stator and a pot-like, shaft-bearing rotor. The rotor is in a bearing flange molded onto the stator in a doppella ger stored on one side. The motor shaft is aligned with one Planetary gear, whose output shaft in the bearing plate of the Motors, also in a double bearing, is stored. The Planetary gear is thus in a cavity in the Stator that be through the bearing flange and the end shield is bordered.

Schließlich ist aus Fig. 5 der französischen Patentanmeldung 2 536 222 A1 noch ein Synchron-Außenläufer bekannt, bei dem das Statorpaket an einem topfförmigen Flansch, der ein er­ stes Lager trägt, befestigt ist. Den topfartigen Rotor um­ greift ein ebenfalls topfartiges Lagerschild, das das Gegen­ lager trägt. Bei dieser Anordnung besteht keine Möglichkeit, einen Treibkranz direkt am Rotorflansch oder Rotorboden an­ zubringen.Finally, from Fig. 5 of French patent application 2 536 222 A1 a synchronous external rotor is also known, in which the stator package is attached to a cup-shaped flange which carries a stes bearing. The pot-like rotor is encompassed by a pot-like end shield that supports the counter bearing. With this arrangement there is no possibility of attaching a driving ring directly to the rotor flange or rotor base.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, getriebelose Aufzugsmaschinen der eingangs erwähnten Gattung mit beson­ ders stabiler Konstruktion für große Aufhängelasten an der Treibscheibe, mit am rotierenden Wellentrakt angebundenem Meßsystem und mit externer Nothaltebremsen so zu verbes­ sern, daß ein Maximum an Drehmoment und damit an Leistungs­ volumen unter Nutzung des peripheren Innenraumes ausgebeu­ tet wird.The object of the invention is gearless Elevator machines of the type mentioned at the beginning with particular sturdy construction for large hanging loads on the Traction sheave, with attached to the rotating shaft section Measuring system and with external emergency holding brakes sern that maximum torque and therefore power volume expanded using the peripheral interior is tested.

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

Indem das Lagerschild, welches die notwendige zweite Lager­ stelle stützt, ohne Einbuße an Tragkraft der Aufzugsmaschi­ ne der ersten Lagerstelle, also der Hauptlagerstelle, an­ genähert ist, kann der periphere Innenraum im Inneren des bewickelten Ständerpaketes, in dessen Wicklung und Blech­ paket fast die ganze Verlustwärme entsteht, nach außen völ­ lig geöffnet werden und außerhalb der Zweitlagerstelle das Meßsystem sowie ggf. weitere Maschinenkomponenten angeord­ net werden.By placing the end shield, which is the necessary second bearing place supports, without loss of load capacity of the elevator machine ne of the first depository, i.e. the main depository is approached, the peripheral interior inside the wrapped stand package, in its winding and sheet Package almost all of the heat is generated, völ outwards open and outside of the secondary depository Measuring system and possibly other machine components arranged be net.

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 zeigtIn the accompanying drawing shows

Fig. 1: einen Schnitt durch eine Aufzugsmaschine mit einem auf einer Welle befestigten Rotor und innen ange­ bautem Meßsystem, Fig. 1: a section through an elevator machine with an attached on a shaft and rotor internally bautem measuring system,

Fig. 2: eine durch einen Innenlüfter erweiterte Ausführung nach Fig. 1 und FIG. 2 shows an expanded by an internal fan embodiment of FIG 1 and.

Fig. 3: eine durch eine Umrichterelektronik erweiterte Aus­ führung nach Fig. 1 oder Fig. 2. FIG. 3 shows an expanded by an inverter electronics From guide according to Fig 1 or Fig. 2..

Gemäß Fig. 1 ist ein im wesentlichen topfartiger Stator 1 mit einem bewickelten Statorpaket 2 in nicht näher darge­ stellter Weise auf einem Fußteil in einem Aufzugsschacht befestigt. Die Treibkranzseite des Stators 1 läuft in ei­ nen Lagerflansch 3 für die Lagerung eines gleichfalls im wesentlichen topfartigen Rotors 4 aus, der von der Treib­ kranzseite her durch die im wesentlichen geschlossene Sei­ te des Stators 1 hindurchgesteckt ist. Der Rotor 4 ist auf einer Rotorwelle 5 drehfest befestigt. Rotor und Rotorwel­ le können aber auch einstückig ausgebildet sein. Der Rotor 4 trägt auf der Innenseite seines äußeren Umfangs einen Magnetrotor 6, bestehend aus hochenergetischen Dauermagne­ ten. Diese stehen dem bewickelten Statorpaket 2 auf Luft­ spaltabstand gegenüber. Die Rotorwelle 5 verjüngt sich stufenweise in Richtung ihres freien Endes. Sie trägt ne­ ben dem kräftiges Festlager 7 auf der Treibkranzseite ein zweites Lager 8 auf der Gegenseite. Dieses Gegenlager 8 stützt ein Lagerschild 9 ab, dessen in radialer Richtung gesehenes Ende am Lagerflansch 3 des Stators 1 befestigt ist. In axialer Richtung gesehen stützt sich dieses Ende des Lagerschildes 9 zwischen dem Festlager 7 und dem Ge­ genlager 8 ab, und zwar möglichst nahe dem Festlager 7, wodurch auf der Gegenseite ein großer ringförmiger Hohl­ raum im Inneren der Aufzugsmaschine entsteht. Im Beispiel erfolgt die Abstützung etwa mittig zwischen dem Festlager 7 und dem Gegenlager 8 und erlaubt damit sowohl große Auf­ hängelasten als auch ein hohes Drehmoment.Referring to FIG. 1, a substantially pot-shaped stator 1 is secured with a wound stator lamination stack 2 in unspecified Darge imputed manner on a base part in an elevator shaft. The driving rim side of the stator 1 runs in egg NEN bearing flange 3 for the storage of a likewise substantially pot-like rotor 4 , which is inserted from the driving rim side through the substantially closed side of the stator 1 . The rotor 4 is fixed in a rotationally fixed manner on a rotor shaft 5 . Rotor and Rotorwel le can also be formed in one piece. The rotor 4 carries on the inside of its outer circumference a magnetic rotor 6 , consisting of high-energy permanent magnets. These are opposite the wound stator pack 2 to the air gap distance. The rotor shaft 5 tapers gradually in the direction of its free end. It carries ne ben the strong fixed bearing 7 on the driving rim side, a second bearing 8 on the opposite side. This counter bearing 8 supports a bearing plate 9 , whose end seen in the radial direction is fastened to the bearing flange 3 of the stator 1 . Seen in the axial direction, this end of the end shield 9 is supported between the fixed bearing 7 and the counter bearing 8 from Ge, and as close as possible to the fixed bearing 7 , which on the opposite side creates a large annular cavity inside the elevator machine. In the example, the support takes place approximately in the middle between the fixed bearing 7 and the counter bearing 8 and thus allows both large suspension loads and high torque.

Das verjüngte Ende der Rotorwelle 5 endet unmittelbar im Bereich des Gegenlagers 8, wodurch sich die Möglichkeit eröffnet, vor die Rotorwelle 5 ein Meßsystem 10 nach Art eines Rotorlagegebers anzuordnen. Dieses Meßsystem 10 ist somit optimal von der Gegenseite zugänglich und kann aus einem handelsüblichen, kleinen Meßsystem bestehen, das un­ ter Nutzung bekannter Wirkprinzipien die Rotordrehzahl di­ rekt oder indirekt beobachtet.The tapered end of the rotor shaft 5 ends directly in the area of the counter bearing 8 , which opens up the possibility of arranging a measuring system 10 in front of the rotor shaft 5 in the manner of a rotor position sensor. This measuring system 10 is thus optimally accessible from the opposite side and can consist of a commercially available, small measuring system, which uses the known rotational principles to directly or indirectly observe the rotor speed.

Der Rotor 4 trägt auf seiner geschlossenen Seite einen an­ geflanschten Treibkranz 18, dessen Mitte etwa mit der Mit­ te des Festlagers 7 fluchtet, wodurch auch größere Aufzugs- Aufhängelasten optimal abgefangen werden.The rotor 4 carries on its closed side to a flanged drive ring 18 , the center of which is approximately aligned with the center of the fixed bearing 7 , as a result of which even larger lift suspension loads are optimally intercepted.

Für eine optimale Belüftung des Statorpaketes 2 sind in den Stator 1 und den Rotor 4 Öffnungen 11, 12 so einge­ bracht, daß das Statorpaket 2 mitsamt der Wicklung hochef­ fektiv mit Kühlluft umspült wird. Insbesondere fließt die Verlustwärme nicht nach innen in die Maschine ab. Ein nach einer speziellen Ausführung auf der Außenseite des abge­ kröpften Statorendes sitzender Fremdlüfter 15 kann die Küh­ lung unterstützen.For optimal ventilation of the stator 2 , openings 11 , 12 are introduced into the stator 1 and the rotor 4 so that the stator 2 together with the winding is effectively washed with cooling air. In particular, the heat loss does not flow inside the machine. A forced cooling fan 15 sitting on the outside of the cranked stator end according to a special design can support the cooling.

In Fig. 2 ist eine in Vergleich zu Fig. 1 modifizierte Aufzugsmaschine dargestellt, bei der zwischen die beiden Lager 7, 8 auf die Rotorwelle 5 ein Eigenlüfterrad 14 ge­ setzt ist. Das Eigenlüfterrad 14 kann ohne oder zusätzlich zu dem Fremdlüfter 15 wirksam werden. Drehrichtungsunab­ hängige Luftleitbleche 16 und Öffnungen 13 im Lagerschild 9 sorgen für eine optimale Umspülung mit Kühlluft im Be­ reich der Maschinenlagerung und transportieren somit even­ tuell sich bildende Stauwärme fort. Ebenso kann es - bei entsprechender Stellung der Lüfterflügel - Kühlluft tran­ sportieren. In Fig. 2, a modified in comparison to Fig. 1 elevator machine is shown, in which between the two bearings 7 , 8 on the rotor shaft 5, a self-ventilator 14 is GE. The self-ventilating wheel 14 can be effective without or in addition to the external ventilator 15 . Air baffles 16 which are independent of the direction of rotation and openings 13 in the end shield 9 ensure optimum washing with cooling air in the area of the machine bearing and thus transport any accumulated heat build-up. Likewise, if the fan blades are in the appropriate position, it can train cooling air.

Fig. 3 zeigt eine weitere Modifikation der Aufzugsmaschine nach Fig. 1 oder Fig. 2, bei der der ringförmige freie Raum auf der Gegenseite der Aufzugsmaschine eine Umrich­ terelektronik 17 oder Steuerungskomponenten aufnimmt. Ein Eigenlüfter 14 sorgt im Zusammenwirken mit Luftleitblechen 16 für ausreichende Kühlung der Umrichterelektronik 17. Zu­ sätzlich wird durch die Öffnungen 11 im Stator 1 Kühlluft auf die Umrichterelektronik 17 geführt. Fig. 3 shows a further modification of the elevator machine according to Fig. 1 or Fig. 2, in which the annular free space on the opposite side of the elevator machine accommodates a converter electronics 17 or control components. In cooperation with air baffles 16, a self-ventilator 14 ensures sufficient cooling of the converter electronics 17 . In addition, cooling air is passed through the openings 11 in the stator 1 to the converter electronics 17 .

Claims (7)

1. Getriebelose Aufzugsmaschine mit einem Synchron-Außen­ läufermotor mit einem topfartigen Stator, der ein bewic­ keltes Statorpaket trägt, und einem wellengelagerten topf­ artigen Rotor, der einen Magnetrotor trägt und an dessen Flansch ein Treibkranz radial zum Lagerflansch des Stators befestigt ist, sowie mit einem im Inneren angeordneten Meßsystem zur Rotorüberwachung, wobei der Rotor und die Rotorwelle von der Treibkranzseite her durch den Lager­ flansch des auf der Gegenseite offenen Stators hindurchge­ führt sind und wobei sich im Stützabstand ein Gegenlager zur Lagerung der Rotorwelle im Stator befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (8) über ein Lager­ schild (9) realisiert ist, welches mit seiner in radialer Erstreckung gesehener äußeren Zentrierung und Befestigung in axialer Richtung so zwischen dem Festlager (7) auf der Treibkranzseite und dem Gegenlager (8) liegt, daß ein gro­ ßer peripherer Hohlraum zwischen dem Meßsystem (10) und dem Stator (1) entsteht.1.Gearless elevator machine with a synchronous external rotor motor with a pot-like stator, which carries a confined stator package, and a shaft-mounted pot-like rotor, which carries a magnetic rotor and on the flange of which a driving ring is attached radially to the bearing flange of the stator, and with one measuring system arranged inside for rotor monitoring, the rotor and the rotor shaft leading from the driving rim side through the bearing flange of the open stator on the opposite side and a counter bearing for supporting the rotor shaft in the stator is located in the support distance, characterized in that the Counter bearing ( 8 ) via a bearing plate ( 9 ) is realized, which, with its outer centering and attachment seen in the radial extent, lies in the axial direction between the fixed bearing ( 7 ) on the driving ring side and the counter bearing ( 8 ) such that a large one peripheral cavity between the measuring system ( 10 ) and the stat or ( 1 ) arises. 2. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Stator (1) abstützende Ende des Lagerschildes (9) in axialer Richtung gesehen angenä­ hert mittig zwischen dem Festlager (7) und dem Gegenlager (8) liegt.2. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that the stator ( 1 ) supporting end of the end shield ( 9 ) seen in the axial direction is approximately centered between the fixed bearing ( 7 ) and the counter bearing ( 8 ). 3. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mittels eines aufgesetz­ ten Fremdlüfters (15) sowie um das Statorpaket (2) ange­ ordneter Öffnungen (11, 12) im Stator (1) und/oder Rotor (12) belüftet wird.3. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that the machine is ventilated by means of a superimposed external fan ( 15 ) and around the stator package ( 2 ) arranged openings ( 11 , 12 ) in the stator ( 1 ) and / or rotor ( 12 ) becomes. 4. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lagerschild (9) axiale Lüftungsöff­ nungen (11) angeordnet sind. 4. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that in the bearing plate ( 9 ) axial ventilation openings ( 11 ) are arranged. 5. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mittels eines integrier­ ten Eigenlüfterrades (14), das sich zwischen dem Festlager (7) und dem Lagerschild (9) auf der Rotorwelle (5) befin­ det, und Öffnungen (12, 13) im Stator (1) und/oder Lager­ schild (9) belüftet wird.5. Gearless elevator machine according to claim 4, characterized in that the machine by means of an integrat th self-ventilating wheel ( 14 ), which is between the fixed bearing ( 7 ) and the bearing plate ( 9 ) on the rotor shaft ( 5 ), and openings ( 12 , 13 ) in the stator ( 1 ) and / or bearing plate ( 9 ) is ventilated. 6. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der äußeren Befestigung des Lagerflansches (9) Luftleitbleche (16) befestigt sind.6. Gearless elevator machine according to claim 5, characterized in that in the area of the outer attachment of the bearing flange ( 9 ) air baffles ( 16 ) are attached. 7. Getriebelose Aufzugsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem freien Raum zwischen Stator (1) und Rotorwelle (5) sowie Lagerflansch (9) und der Maschi­ nenaußenlinie auf der Gegenseite eine Elektronik (17) an­ geordnet ist.7. Gearless elevator machine according to claim 1, characterized in that in the free space between the stator ( 1 ) and rotor shaft ( 5 ) and the bearing flange ( 9 ) and the machine nenaußenlinie on the opposite side, an electronics ( 17 ) is arranged.
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