DE2849406A1 - Elektroantrieb mit doppellaeufergetriebe, insbesondere fuer ein hebewerk - Google Patents

Description

SCHIFF ν. FDNER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Elektroantrieb mit Doppelläufergetriebe, mit Hilfe dessen in Hebewerken die Geschwindigkeit sstufen geschaltet und die Geschwindigkeit fein geregelt werden kann.

Nach einer bekannten Lösung spielt die richtige Auswahl der entsprechenden Antriebsmethode besonders bei Hafentorkranen eine große Rolle.

Ferner ist es auch bekannt, daß bei den üblichen Hubeinrichtungen die Drehzahlregelung - sowohl bei durch kurzgeschlossene als auch Induktionsmotoren mit Schleifringen angetriebenen Triebwerken - eine spezielle und komplizierte Einrichtung erfordert.

Bei derartigen Steuereinrichtungen kann die Drehzahlregelung mit einer gegebenen und begrenzten Drehzahl durchgeführt werden. Bei niedrigeren Drehzahlen ist die Drehzahlregelung sprunghaft stufenartig. Eine beinahe stufenlose Regelung läßt sich nur durch eine bedeutende Erhöhung der Stufenzahlen erreichen, wordurch aber der Platzbedarf der Steuereinrichtung wesentlich erhöht, sie komplizierter und ihre. Instandhaltung kostspielig wird.

Unter den zur Zeit bekannten und angewandten unterschiedlichen Antriebsarten sind die nachfolgend angegebenen Drehzahlregelungsmethoden - insbesondere bei Hafentorkranen - am meisten verbreitet.

Die Antriebe 'bestehen im allgemeinen aus einem Planeten-

909820/088 1

getriebe und zwei Asynchronmotoren. Was diese Ausführungsart anbelangt, kann von einer Drehzahlregelung nicht gesprochen werden, da bei der Verbreitetesten Ausführung nur zwei Drehzahlwerte eingestellt werden können. Bei einer eingestellten Drehzahl läuft nur der eine, bei der anderen nur der andere Motor.

Obwohl Untersuchungen auch an Antrieben mit drei bis vier Drehzahlwerten durchgeführt worden sind, wurden diese Lösungen in der Praxis jedoch nicht verwirklicht.

Bei der Anwendung der einstellbaren und regelbaren Drehzahl und Drehrichtung ist statt der herkömmlichen Ward-Leonard-Antriebsmethode das Stromrichtergetriebe verbreitet.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß hier der Platzbedarf kleider und der Wirkungsgrad höher ist als bei der Ward·;-, Leonard-Methode.

Neben diesen Vorteilen sind auch erhebliche Nachteile zu erwähnen, z.B. ist der cos X immer höher als 1, und dieser Wert erweist sich immer als induktiv. Bei den über gesteuerte Gleichrichter gespeisten Gleichstrommotoren treten Kommutierungsschwierigkeiten auf, was die Anwendung von Spezialmotoren erfordert, die weitere und nicht vernachlässigbare Nachteile verursachen.

Als eine Antriebs-Entwicklungsart tritt die Stromwechsel-/ Thyristoren-/Drehzahlregelung von Asynchronmotoren, die servicefreundlich und von robustem Aufbau sind, immer mehr in den Vordergrund. Im Bereich der Kranantriebe ist auch die Antiduktor-Drehstromschaltung in Halbleiter-Ausführung eine verbreitete Lösung. Bei dieser Schaltungsart wird die Speisespannung des Motors durch die Speiseeinheit abgesetzt.

909820/0881

Als eine Regelungsart ist ferner die Wirbelstrombremse bekannt. Im Sinne dieser Methode liefert die mit dem Antriebsmotor mechanisch verbundene Bremse ein Bremsmoment, das von der Antriebsdrehzahl, der Belastung und der Erregung abhängig ist* Dieses Verfahren wird in großem Maße eingesetzt.

Ein Nachteil dieser Methode ist, daß das Bremsmoment bei niedrigen Drehzahlen nicht ausreicht, da wegen des Funktionsprinzips die Wirbelstrombremse kein ausreichendes Bremsmament liefert.

Nachteilig wirkt es sich noch aus, daß die Bremse ebenso groß ist wie der Antriebsmotor.

Der Erfindung liegt zur Beseitigung der vorgenannten Nachteile die Aufgabe zugrunde _t einen elektrischen Antrieb an-2UgSbGIi, bei dem eine spezielle und komplizierte Einrichtung zur Drehzahlregelung überflüssig wird.

Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Antrieb können mehrere Geschwindigkeitsstufen eingestellt werden. Ferner kann die Geschwindigkeit stufenlos verstellt werden, was seine Anwendung in unterschiedlichsten Kranantrieben ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß, wenn im Falle der Befriedigung eines gegebenen Anspruches die zwei Achsenden eines Planetengetriebes von je einem Motor angetrieben werden, zwei Geschwindigkeitsstufen erzielt werden können.

Da aber die beiden Motoren eine konstante Drehzahl haben, müßte die Drehzahl beider Motoren geregelt werden. Von dieser Tatsache ausgehend kann das Ziel der Erfindung durch einen Elektroantrieb erreicht werden, der zwei Läufer aufweist, wobei die beiden Läufer gleiche Drehzahl haben und je nach der Verstellung der Drehzahl des einen Läufers auch

9 09820/0881

die Drehzahlverhältnisse der Eingangswelle des Getriebes bedeutend verändert werden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektroantrieb mit Doppe Häuf er ge triebe, insbesondere für ein Hebewerk, der aus einem inneren Läufer mit Schleifring, einem äußeren Läufer mit Schleifring und einem den äußeren und den inneren Läufer umfassenden Läufergehäuse, einer mit der Rohrachse des äußeren Läufers verbundenen Bremsscheibe, einer auf der inneren Läuferachse angeordneten Bremsscheibe und mindestens einer Kupplung sowie einem mit der Rohrachse des äußeren Läufers und der inneren Läuferachse mechanisch verbundenen Getriebe zusammengesetzt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der innere Läufer pro Getriebe je eine Kupplung, die je eine Bremsscheibe aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Elektroantrieb pro Getriebe je eine Seiltrommel und eine mechanische Schwinge.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen elektrischen Antrieb mit Getriebe und Seiltrommel, teilweise im Querschnitt,

Fig. 2 einen elektrischen Antrieb mit zwei Getrieben, zwei Seiltrommeln und einer Schwinge,

Fig. 3 eine Skizze eines Hebewerk-Antriebes mit einem Getriebe.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäß mehrstufig, mit einem zweckgemäß ausgebildeten Planetengetriebe 16 verbundenen Antrieb, wobei der innere Schleifringläufer 1 und der äußere Schleifringläufer 2, die in das Läufergehäuse 5 eingebaut sind, durch den elektrischen Strom im Verhältnis zueinander mit einer sich aus dem Aufbau des Elektromotors ergebenden Drehzahl angetrieben werden. Bei dieser Ausfüh-

909820/0881

2849A06

rungsform ist das Lauf er gehäuse 5 mit einem Anschlußelement 12 befestigt.

Die Seiltrommel 13 und das Getriebe 16 sind ebenfalls mit dem Anschlußelement 12 befestigt. Der äußere Läufer 2 ist in den Lagern 4 des Laufergehäuses 5, und der innere Läufer 1 in den Lagern 14 in der Rohrachse 15 des äußeren Läufers gelagert* Der Strom wird über die Schleifringe 8 zugeführt. Wird der innere Läufer 1 mit Hilfe der Bremsscheibe 6 festgelegt, so dreht sich der äußere Läufer 2 im Läufergehäuse mit einer sich aus dem Aufbau des Motors ergebenden Drehzahl, und dreht das Planetengetriebe 9 im Getriebe 16 mit einer Drehzahl über die Rohrachse des Planetengetriebes 9. Wird aber mit Hilfe der Bremsscheibe 7 der äußere Läufer festgelegt, so treibt der innere Läufer 1 das Planetengetriebe 9 über die Kupplung 3 ebenfalls mit einer sich aus dem Aufbau des Motors ergebenden Drehzahl und mit Hilfe der Achse 11 des inneren Läufers mit einer davon abweichenden Drehzahl an, die sich aus dem Aufbau des Planetengetriebes ergibt.

Die Seiltrommel 13 wird den zwei Drehzahlen entsprechend angetrieben. Wenn sich der innere Läufer 1 und der äußere Läufer 2 unbegrenzt drehen, so wird das Planetengetriebe 9 durch die Rohrachse 10 und die Innenachse 11 den Momentverhältnissen entsprechend angetrieben, woraus sich auf der Seiltrommel 13 eine dritte Drehzahl ergibt.

Die Drehzahl der Seiltrommel 13 kann also - abhängig von den unterschiedlichen Bremswirkungen - durch die Betätigung der Bremsscheibe 6 des inneren Läufers 1 und der Bremsscheibe 7 des äußeren Läufers 2 beliebig verstellt bzw. geregelt werden.

Fig. 2 zeigt den Antrieb eines Hebewerkes mit Parallelausführung, wobei die Seiltrommeln 13 durch die Getriebe 16 mit

SO 9820/088 1

Hilfe des beschriebenen elektrischen Doppelläufermotors angetrieben werden. Die Seile auf den Seiltrommeln 13» die parallel angeordnet sind, sind mit einer mechanischen Schwinge 18 verbunden. Durch die mechanische Schwinge 18 wird erreicht, daß der innere Läufer 1 und der äußere Läufer 2, mit einer festen Basis verglichen, beinahe mit gleicher Drehzahl umlaufen.

Fig. 3 zeigt den Antrieb eines Hebewerkes mit Einzelgetriebe, wobei die Seiltrommel 13 über das Getriebe 16 mit Hilfe der Bremsscheibenkupplung 19 durch den äußeren Läufer 2 angetrieben wird. Bei dieser Anordnung wird die Drehzahl durch die Verstellung der sich aus der Bremsscheibenwirkung 9 ergebenden Drehzahl geregelt, und zwar so, daß nach dem Bremsen der Bremsscheibe 6 der äußere Läufer 2 verglichen mit dem inneren Läufer 1 mit einer sich aus dem Aufbau des ΜΰΙυχ·α ergebenden Drehzahl umläuft, woraus sich die Maximaldrehzahl der Seiltrommel 13 ergibt.

Im Falle einer Teilabbremsung der Bremsscheibe 6 treibt der äußere Läufer 2 die Seiltrommel 13 mit der Drehzahldifferenz des gebremsten inneren Läufers 1 an, und zwar mit stufenloser Geschwindigkeitsregelung im Bereich zwischen Stillstand und maximaler Drehzahl.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist also geeignet, die Aufgabe zu lösen. Sie ermöglicht bei unterschiedlichen Antriebssystemen von Hebewerken eine solche Antriebsmethode, die kostspielige,serviceaufwendige und komplizierte Regelungssysteme und deren Anwendung erübrigt.

9 0 9 8 2 0/0881

Claims (2)

P.VTEN'TANWÄ LTE SCHIFF v.FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95 PROFESSIONAL REPRESENTATIVES ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE Magyar Hajo- es Darugyar KARL LUDWIG SCHIFF DIPL. CHEM. OR. ALEXANDER V. FÜNER DIPL. INS. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. INQ. DIETER EBBINGHAUS DR. ING. DIETER FINCK TELEFON (OSS) 4S2O64 TELEX 5-23 565 AURO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN DEA-18886 14. November 1978 ELEKTROANTRIEB MIT DOPPELLÄUFERGETRIEBE, INSBESONDERE FÜR EIN HEBEWERK Patentansprüche

1.) Elektrischer Antrieb mit Doppelläufergetriebe, insbesondere für Hebewerke, gekennzeichnet durch einen Schleifringinnenläufer (1), einen Schleifringaußenläufer (2) und ein den Außen- und den Innenläufer (1, 2) umfassendes Läufergehäuse (5), eine mit der Rohrachse (10) des Außenläufers (2) verbundene Bremsscheibe (7), eine auf der inneren Läuferachse (11) angeordnete Bremsscheibe (6) und mindestens eine Kupplung (3) sowie ein mit der Rohrachse (10) des Außenläufers (2) und der inneren Läuferachse (11) mechanisch verbundenes Getriebe (16).

H 0 9 B 2 Π / Π 8 8 i

2. Elektrischer Antrieb nach Anspruch ..1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenläufer (1) pro Getriebe (16) je eine Kupplung (3) und diese je eine Bremsscheibe aufweist.

3· Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er pro Getriebe (16) je eine Seiltrommel (13) und eine mechanische Schwinge (18) aufweist.

909820/0881