DE2408722A1 - Aufzugsantriebseinrichtung - Google Patents

Description

• Aufzugsantriebseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Aufzugsantriebseinrichtung mit einem Schneckengetriebe od. dgl. und einem formschlüssig mit der Schneckenwelle verbundenen Außenläufermotor, an dessen einer axialen Seite - vorzugsweise im Bereich eines zwischen der Schnecke und dem Stator gelegenen Wellenlagers, dieses wenigstons teilweise umströmend - die @uftzuführung eines Fremdbelüfters in einen Luftkanal mündet, dessen Luftströmung zum Teil durch Durchbrechungen im wellennahen Bereich des Stators geführt und mittels einer mit der Welle verdrehfest verbundenen, vorzugsweise radiale Rippen aufweisenden Umleiteinrichtung im Bereich der Wickelköpfe der Statorwickll nach außen umgelenkt is-, während ein weiterer Teil der Luftströmung dem Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor zugeführt ist, welch letzterer sich an einer verdrehfest mit der Welle sierundenen Rotoraufnahme befindet, um deren Außenfläche über Stege radial beabstandet ein belüfteter Bremsmantel mit außen liegender Bremsfläche herumgeführt ist.
• Bei einer im Rahmen der DT-PS 1 756 938 bekannt gewordnenn Einrichtung dieser Art ist der Bremsmantel als Fortsetzung der Umleiteinrichtung fiir den Teil der Luftströmung, der durch Durchbrechungen des Stators geführt it, ausgebildet. Dies führt zwangsläufig dazu, daß der von den Stegen durchbrochene Ringraum zwischen dem Bremsmantel und der Rotoraufnahne von diesem i Teil der Luftströmung durchsetzt wird, der bereits den Stator durchströmt und an den Statorwickelköpfen vorbeigeführt wurde.
• Dies führt dazu, daß diesem Luftströmungsteil ein entsprechend großer Strömungswiderstand entgegengesetzt wird, der zu einem verhältnismäßig geringen Kiihiluft(Surchsatz führt. Darüberhinaus ist die zwischen dem Bremsmantel und der Rotoraufnahme entlang geführte Kühlluft bereits durch die vom Stator abgeführte Wärme vorgewärmt. Darunter leidet die auf cten Bremsmantel und die Rotoraufnahme ausgeübte Kühlung;' die Rotoraufnabme wird nach der bekannten Konstruktion darüberhinaus nur etwa zur Hälfte | ihrer axialen Ausdehnung von diesem Kühlluftstrom unmittelbar er | fasst.
• Im Rahmen der DT-AS 1 288 773 ist eine weitere Aufzugsantriebseinrichtung bekannt geworden, bei der der durch den Stator geführte Strömungstoil nach Umlenken im Bereich der Wickelköpfe radial aus der Finrichtung austritt. Der Bremsmantel ist hierbei radial beabstandet an der Rotoraufnahme gehalten, die an der Umlenkeinrichtung ausgebildet ist. An der Einströmseite der Luft sind dabei radiale Öffnungen in der Rotoraufnahme vorgesehen, der einen Austritt von Kühl luft an dieser Seite ermöglicht. Diese Kühlluft soll axial entlang der Rotoraufnahme in den durch schmale Stege unterbrochenen Ringspalt zwischen Rotoraufnahme und Bremsmantel fließen. Dies wird in begrenztem Unifange dadurch möglich, daß der radial ausströmende Teil der Kühlluftströmung, der durch Durchbrechungen des Stators geführt ist, an dem Luftaustrittsende des Ringspaltes vorbeiströmt und damit eine Sogwirkung ausübt. Es handelt sich insoweit nicht um eine Zwangsführung von Kühlluft durch den Ringspalt zwischen Rotoraufnahme und Bremsmantel, weshalb die hier entlangfließende Kühlluft nur eine verhältnismäßig geringe Kühlwirkung auf den Bremsrnantel und die Rotoraufnahme ausübt.
• Die beiden vorerwähnten Ausführungen sind abgestellt auf eine Drehzahlsteuerung des Motors mittels Polumschaltung, d. h. Umschaltung von Stern in Dreieekbetrieb und umgekehrt. Selbst bei extremer Beanspruchung d. h. großer Schaltwechselzahl, mögen diese Ausführungen den auftretenden Wärmebeanspruchungen genügen. Wi7 1 man aber eine für cRen Betrieb des Aufzugs vorteilhafte stufenlose Drehzahlregelung mit Hilfe stufenlos gesteuerter Spannung sicherstellen, beispielsweise durch das Begrenzen sinusförmiger Spannungen mit Hilfe von Thyristoren, so treten erheblich höhere Stromwärmeverluste auf, die insbesonderte auch den Rotor bzw. dessen Kurzschlusskäfig entsprechend belasten. Bedenkt man weiterhin, daß ß zu einer solchen stufenlosen Drehzahlsteuerung in der eg ein Regeikrei gehört, der den Istzustand der Drehzahl mit Hilfe eines Rotationsmeßwertgebers angibt, und berücksichtigt man, daß ein solcher Rotationsmeßwertgeber, beispielsweise ein Spannungsgenerator mit von der Drehzahl abhängiger Ausgangsgröße, temperaturabhängig arbeitet, so erhebt sich die Forderung nach einer Kühlung die nach Möglichkeit Belastungsspitzen auffängt, ohne daß sich die Temperatur der Einrichtung verändert.
• Vor dem Hintergrund einer solchen stufenlosen Drehzahlsteuerung stellt sich die Aufgabe der Erfindung dahin, ein Aufszugsantriebseinrldhtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Kühlung weiter intensiviert ist und die bessere Voraussetzungen dafür ermöglicht, daß weitestgehend konstante Temperaturverhältnisse erreicht werden können.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil der Luftströmung über den, vorzuasweise ringförmig, bis in den Stirnseitenbereich des Bremsmantels radial erweitert ausgebildeten Luftkanal dem von den Stegen unterbrochenen Ringspalt zwischen dem Bremsmantel und der Rotoraufnahme zugeführt ist Es wird demnach von der Lehre der DT-PS 1 756 938 abgegangen, wonach der zunächst den Stator durchfließende Kühlluftstrom anschließend zur Kiihlung des Bremsmantels und der Rotoraufnahme verwendet wird. Erfindunggemäß begrügt man sich auch nicht mit einem verhältnismäßig geringen Kühlluftanteil, der aufgrung der Sogwirkung des radial austretenden, zunächst den Stator und seine Wickelköpfe umströmenden Kühlluftanteils zustande kommen mag, vielmehr sorgt man erfindungsgemäß dafür, daß ein Teil der angelieferten Kühl luft unmittelbar und zwangsweise den von den Stegen unterbrochenen Ringspalt zwischen dem Bremsmantel und der Rotoraufnahme durchströmt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß nicht nur der Bremsmantel mit kaum vorgewärmter Luft gekühlt wird, auch die Rotoraufnahme erfährt diese Kühlung mit fast unvorgewärmte@ Kühlluft. Die insgesamt angeförderte Kühlluft teilt sich im Bereich der anströmseitigen Wickelköpfe in den Kühlluftanteil, der die Durchbrechungen des Stators durchtritt und den Antc:-il, der den Ringspalt zwischen Bremsmantel und Rotoraufnahme durchströmt. Ein kleiner Teil gelangt nach wie vor durch den Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator Man erhält auf diese Weise nicht ml- eine intensive Kühlung des Stators und seiner Wicklung, sondern auch der Rotoraufnahme und damit des Rotors, dessen Kurzschlußwicklung aufgrund der stufenlosen Steuerung einer besonderen Wärmebelastung ausgesetzt ist.
• Soweit der Motor unmittelbar an der Schneckenwelle angeordnet ist und sich ein stark belastetes Schneckenwellenlager zwischen der Schnecke und dem @ tor befindet, kann dieses Lager, wie vom Stande der Technik her hekannt, intensiv umströmt und damit gekühlt werden. In besonders bevorzugter Ausführung ist nahe am Luftaustrittsende des Ringspaltes zwischen dem Bremsmantel und der Rotoraufnahrne eine etwa radial ahragende Luftableitausbildung vorgesehen. Der den von den Stegen unterbrochenen | Ringspalt zwischen dem Bremsmantel und der Rotoranfnahme durchströmende Kühlluftanteil prallt demnach gegen diese Ableitausbildung und kühlt damit intensiv die Rotoraufnahme.
• In weiterhin bevorzugter Ausführung ist die Umleiteinrichtung für den den Stator Durchströmenden Kühlluftanteil derart ge-| krümmt ausgebildet, daß sie bis in den Bereich der Luftableitausbildung für die den Rinc3spalt: zwischen dem Bremsmantel und der Rotoraufnahme durchströmende Kühlluft hineinragt, und zwar derart, daß die insgesamt aus dem Gehäuse austretende Kühlluft den Bereich unmittelbar außerhal@ der Biemsfläche Bestreicht.
• Damit wird die Bremsfläche auch von der Angriffs. seite der Bremseinrichtung her gekühlt. Über entsprechende Stegausbildungen istr dabei die Rotoraufnahme durch die Umleiteinrichtung an der 1 Welle gehalten.
• in In weiterhin bevorzugter Ausführung ist der Rotor bzw. unmittelbar der Kurzschlußkäfig des Rotors mit axial abstehenden Kühlflächen versehen. Diesc Kühlflächen können grundsätzlich etwa in in Umfangsrichtung verlaufend ausgebildet sein, da eine Relativgeschwindigkeit zwischen Kühlluft und diesen Küiilflächen durch die FrendbelüEtung sichergestellt ist. Es kann aber auch derart vorgegangen werden, daß sich die Kühlflächen in etwa radialen Ebenen erstrecken.
• Weiterhin im Sinne einer intensiven Kühlung kann hinsichtlich der Ausbildung der Wickelköpfe derart vorgegangen werden, daß ziehen den in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Wickelköpfen radiale Luftdurchtrittsöffnungen freigelassen sind Wie Bereits im Ranmen der Aurgabe erwannt, soll die Kuniung derart intensiv sein, daß illS Gewicht fallende Temperaturschwankungen im Rahmen der Einrichtung nicht auftreten. Es ist daher möglich, einen Rotationsmeßwertgeber vorteilhafterweise unmittelbar an der Diotor- bzw. Schneckenwelle anzuordnen, ohne daß der Ausgangswert des Rotationsmeßwertgebers durch nennenswerte Temperaturänderungen verfälscht wird. Die mechanisch direkte Ankupplung hat den Vorteil, daß Verfälschuiigen des Ausgangswertes dGs Rotationsmeßwertgebers aufgrund mechanischen Spiels vermieden werden können. Trägheiten bzw. Resonanzerscheinungen des Regelkreises werden damit leichter beherrs'-chbar. In besonders bevorzugter Ausführung ist daher der Rotationsmeßwertgeber in koazialer Wellenanordnung an das dem Motor abgewandte Ende der Motor- bzw. Schneckerwelle angekuppelt.
• Da der Durchmesser der Welle des Rotationsmeßwertgebers im allgemeinen wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der Schneckenwelle, ist die Ankupplung vorzugsweise derart gestaltet, daß der Rotationsmeßwertgeber über eine möglichst spielfreie Nut-Feder-Ausbildung mit einem Nabendeckel in Verbindung steht, der an der Schneckenwelle festgelegt ist.
• Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles im folgender. näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 einen axialen Qierschiiitt durch das Ausführungsbeispiel der Aufzugsantriebseinrichtung; Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt gemäß vlg. 1; Fig. 3 eine Ansicht nach der Linie III-III in Fig. 2.
• In einem Gehäuse 1 ist ein Schneckengetriebe angeordnet, dessen Schneckenrad mit 2 bezeichnet ist. Auf der Schneckenradwelle 3 ist eine nicht dargestellte Seilscheibe festgelegt, auf die das Hubseil eines Auf zuges auf- und abwickelbar ist. Das Schneckenrad 2 kämmt mit einer Schnecke 4, die auf der Schneckenwelle 5 festgelegt ist, welche in Gleitlagern 6 und 7 des Gehäuses läuft Diese Lager können auch Rollenlager sein. Weitere Lager 8 und 9 dienen als Drucklager. Einstückig an dem Getriebegehäuse 1 ist eine Statoraufnahme 10 ausgebildet, die das Statorpaket 12 mit den Wickelköpfen 12' und 12'' trägt; das Rotorpaket 13 wird von einer als Außhohlzylinder ausgebildeten Rotoraufnahme 15 getragen. An ihrem der Schnecke 4 abgewandten axialen Ende ist die Rotoraufnabme 15 mit einer @@dial nach außen verspringenden kreisringförmigen Nase versehen, die als Luftableitausbildung 11 dient. An der Rotoraufnahme 15 ist über Stege 14 ein Bremsmantel 16 radial beabstandet ausgebildet, an dessen radial außen liegender Bremsfläche eine Doppelbackenbremse 17 angreift, die mit Hilfe eines Spreizmagneten 18 betätigbar ist.
• Die Rotoraufnahme 15 ist ihrerseits über eine Vielzahl radial verlaufender Rippen 19 mit einer zugleich eine Schutzhaube bildenden Umleiteinrichtung 20 verbunden, die verdrehfest mit der Schneckenwelle 5 Verbunden und in dieser Lage mit Hilfe einer Schraubverbindung 21 festgelegt ist. Die Umleiteinrichtung bildet zugleich ein Handrad. , Die Teile 15, 11, 14, 16, 19 und 20 bilden ein Gußstück.
• Der Motor 12, 13 und das Lager 7 werden mit Hilfe eines Fremdbelüfters 22 gekühlt. Dieser Fremdbelüfter 22 ist in das Gehause 1 mit einer Luftzuführung 23 eingeführt, die in einen Luftkanal 24 mündet. Dieser Luftkanal 24 umfasst das Lager 7 in einem Umfangswinkel von etwa 300°, Die Wandungen des Luftkanals 24 sind - wie die Statoraufnahme 10 - einstückig mit dem Getriebegehäuse 1 ausgebildet. Der Luftkanal 24 mündet einerseits in Durchbrechungen 25, die im wellennahen Bereich des Statorpaketes vorgesehen sind. Andererseits ist der Luftkanal 24 radial derart ausgedehnt, daß er mit seinem äußeren Bereich 24' bis an den Bremsmuntel 16 heranreicht. Der Luftkanal 24, 24' ist damit bis auf den für die Beweglichkeit des Rotors notwendigen Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Bremsmantel 16 ringsum geschlossen. aus diesem Grunde stellen sich zwei getrennte Teile der Luftströmung ein, nämlich einer, der an den Wickelköpfen 12' vorbeistreicht, die Durchbrechungen 25 des Stators durchströmt und dann mit Hilfe der Umleiteinrichtung 20 durch die Rippen 19 herumgewirbelt im Bereich der Wickelköpfe 12'' radial nach außen und dann mit eine@ @u@ätzli@@@@ axialen Komponente in Gegen@ichtung umgelenkt wird, und ein zweiter, ebenso zwangsläufiger, der an den Wickelköpfen 12' vorbeistreichend in den Bereich 24' des Luftkanals 24 gelangt und von dort aus durch den Ringspalt strömt, der zwischen der Rotoraufnahme 15 und dem Bremsmantel 16 unterbrochen von den Stegen 14 gebildet ist. fig. 3 lässt erkennen, daß dieser Ringspalt aus einer Vielzahl von durch die Stege 14 unterteilten Öffnungen 26 besteht. Im Strömungsweg dieses Strömungsteils liegt noch die Umlaufbahn von Kühlflächen 27, die am Rotor bzw.
• dessen Kurzschlußkäfig axial abragend ausgebildet sind und sich in radialen Ebenen erstrecken. Auf der anderen Rotorstirnseite sind ebensolche Kühlflächen 27 ausgebildet, die von der anderen Teilströmung erfasst werden. Nach Verlassen des Ringspaltes 26 zwischen der Rotoraufnahme 15 und dem Bremsmantel 16 prallt der Kühlluftstrom gegen die Ableitausbildung 11, wodurch in diesem Bereich eine intensive Kühlung der Rotoraufnahme 15 und damit des Rotors 13 hervorgerufen wird, so daß der Rotor insgesamt durch die Kühlflächen, durch den an der Außenfläche entlangstreichenden Strömungsteil der Kühlluft im Ringspalt 26 und durch das Auftreffen dieses Strömungstells an der Ableitausbildung 11 gekühlt wird. Natürlich durchsetzt auch hier in bekannter Weise ein geringer Kühlluftanteil den Spalt zwischen dem Rotor 13 und dem Stator 12, der für die Beweglichkeit des Rotors 13 erforderlich ist.
• Der Bremsmantel 16 wird zum einen intensiv durch den den Ringspalt 26 durchströmenden Kühlluftanteil und zum anderell durch eine gewisse Direktbelüftung der Bremsfläche selbst gekühlt, und zwar dadurch, daß der die Umlciteinrichtung 20 verlassende Kühlluftanteil und der an der Ableiteinrichtung 11 abprallende Kühlluftanteil in den Grenzraum radial außerhalb der Bremsfläche einwirbeln.
• In den vergrößerten Teildarstellungen der Figuren 2 und 3 sind die Strömungswege bzw. die dafür vorgesehenen baulichen Ausgestaltungen genauer erkennbar. Die in den Luftkanal 24 eingeblasene Kühlluft teilt sich auf in einen Teil, der die Durchbrechungen 25 des Stators durchströmt und um die Wickelköpfe 12'' herumgeführt wird. Der andere Strömungsteil der Kühlluft gelangt in den radial äußeren Bereich 24' des Luftkanals und durchströmt den Ringspalt aus den Öffnungen 26. Im Bereich des Austrittes aus der Umleiteinrichtung 20 und der Luftableitein-| richtung 11 treffen sich beide Strömungsteile und gelangten in den Grenzraum radial außerhalb der Bremsf] äche des Bremsmantels 16. Zu berücksichtigen ist, daß die für die Bremse erforderlichen Halterungen, oben für den Spreizmagneten und unten für die Backen, auf relativ kleine Umfangsbereiche beschränkt sind.
• In Fig. 3 ist unter Weglassen des Gehäuses eine Ansicht auf den Stator 14, den Rotor 13 und die mit ihm drehenden Teile wiedergegeben; lediglich im Bereich der Welle i.st ein etwas nach links versetzter Schnitt dargestellt. Man erkennt aus Fig. 3 insbesondere die Anordnung der Rippen 19 und der Stege 14 mit deii dazwischen gebildeten Öffnungen 26, deren Summe den Ringspalt zwischen dem Bremsmantel 16 und der Rotoraufnahme 15 ergibt.
• Weiterhin sind die axial abragenden und sich in radialen Ebenen erstreckenden Kühlflächen 27 des Rotors ersichtlich; schließlich erkennt man die Anordnung der Durchbrechungen 25 im Stator.
• Wie Fig. 1 erkennen lässt, ist an das dem Motor algewandte @@@@ der Schneckenwelle 5 ein Rotationsmeßwertgeber 28 in koaxialer Wellenzuordnung angeschlossen. Das Gehäuse des Rotationsmeßwertgebers ist über ein Flanschteil an dem Ge@äuse 1 festgelegt, während der Antriebswellenstumpf über eine Nut-Feder-Ausbildung 29 in eine entsprechend geformte Ausnehmung eines Nabendeckels 30 verdrehfest einsetzbar ist. Der Nabendeckel 30 ist an der Schneckenwelle 5 verdrehfest angeordnet. Auf diese Weise kann man eine spielfreie, oder zumindest doch schr spielarme Kupplung zwischen der Schneckenwelle und der Meßvertgeberwelle herbeiführen, so daß der Meßwertgeber die genaue Drehzahl des Motors wiedergibt; aufgrung der guten Kühlung treten nennenswerte Temperaturschwankungen nicht auf, so daß der Ausgang des Meßwertgebers auch dadurch nicht verfälscht wird, was dem Aufbaudes Regelkreises für die stufenlose Drebzahlsteuerung zugute kommt.

Claims (8)

P A T E N T A N 5. P P R ti C H E

1. Aufzugsantriebseinrichtung mit einem Schneckengetriebe od.

dgl. und einem formschlüssig mit der Schneckenwelle verbundenen Außenläufermotor, an dessen einer axialen Seitevorzugsweise im Bereich eines zwischen der Schnecke und dem Stator gelegenen Wellenlagers, dieses wenigstens teilweise umströmend - die Luftzuführung eines Fremdbelüfters in einen Luftkanal mündet, dessen Luftströmung zum Teil durch Durchbrechungen im wellennahen Bereich des Stators geführt und mittels einer mit der Welle verdrehfest verbundenen, , vorzugsweise radiale Rippen aufweisenden Umleiteinrichtung im Bereich der Wickelköpfe der Statorwicklung nach außen umgelenkt ist, während ein weiterer Teil der Luftströmung dem Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor zugeführt ist, welch letzterer sich an einer verdrehfest mit der Welle verbundenen Rotoraufnahme befindet, um deren Außenfläche über Stege radial beabstandet ein belüfteter Bremsmantel mit außenliegender Bremsfläche herumgeführt ist, d a d u x c h g e k e n n z c i c h n e t , daß ein Teil der Luftströmung über den, vorzugsweise ringförmig, bis in den Stirnseitenbereich des Bremsmantels (16) radial erweitert ausgebildeten Luftkanal (24r 24') dem von den Stegen (14) unterbrochenen Ringspalt (E 26) zwischen dem Bremsmantel und der Rotoraufnahme (15) zugeführt ist.

2, Aufzugsantriebseinrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k zu e n n z e i c h n e t , daß nahe am Luftaustrittsende des Ringspaltes (# 26) eine etwa radial abragende Luftableitausbildung (11) vorgesehen ist.

3. Aufzugsantriebseinrichtung nach Anspruch 2, d a d ur c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umleiteinrichtung (20) für den die Durchbrechungen (25) des Stators ,12) durchtretenden Teil der Luftströmung bis in den Bereich der Luftableitausbildung (11) geführt und etwa auf den Grenzraum @adial a@ßer@alb de@ @@@rsfläche des Bre@@@@@tels (16) gerichtet ist.

4. Aufzugsantriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n n e t t daß der Rotor (13) bzw. der Kurzschlußkäfig mit axial abstehenden Kühlflächen (27) versehen ist.

5. Aufzugsantriebseinrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daf sich die Kühlflächen (27) in etwa radialen Ebenen erstrecken.

6. Aufzugsantriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, r3 a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwischen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Wickelköpfen radiale Luftdurchtrittsöffnungen freigelassen sind.

7. Aufzugsantriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u ~ c h @ e k e n n z e i c h n c' t daß an das dem Motor (12, 13) abgewandte Ende der Schneckenwelle (5) ein Rotationsmeßwertgeber (28) in koaxialer Wellenzuordnung angekuppelt ist.

8. Aufzugsantriebseinrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c 11 g e k e n n z e 7 c h n e t , daß der Rotationsmeßwertgeber (28) über eine spielfreie Nut-Feder-Ausbildung (29) mit einem Nabendeckel (30) in Verbindung steht, der an der Schneckenwelle (5) festgelegt ist.