DE3743905C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Antriebsein­ richtung für Hebemaschinen wie Kräne, gemäß Anspruch 1.

Für Hebezeug und Hebemaschinen, wie Kräne, sind bereits relativ kompakte Antriebsaggregate bekannt. Beispielsweise ist in dem US-Patent 40 96 404 ein elektrischer Windenan­ trieb bekannt, in dem ein Elektromotor, ein Untersetzungs­ getriebe und eine Bremse zusammen in einem Kühlkanal unter­ gebracht sind, so daß die Abwärme dieser Funktionselemente gut abgeführt werden kann. Allerdings ist nicht offenbart, wo die elektronische Ausrüstung des Motors, z. B. ein Fre­ quenzwandler, dessen Leistungsendstufe gleichfalls gekühlt werden muß, untergebracht werden soll. In der Regel ist daher die Unterbringung der Elektronikkomponenten in eigenen Instrumentenkästen erforderlich, die gleichfalls viel Raum einnehmen. Außerdem macht es die getrennte Anordnung der Elektronik erforderlich, längere Verbindungskabel vorzuse­ hen.

In der Auslegeschrift DE 22 00 770 ist eine mantelgekühlte Elektromaschine beschrieben, bei der Leistungshalbleiter unter der Lüfterhaube der Maschine angeordnet sind, so daß diese in dem Luftstrom mitgekühlt werden. Dagegen ist nicht offenbart, wo der Kleinleistungsteil der Elektronik unterge­ bracht werden soll. Gegebenenfalls müßte zu deren Unterbrin­ gung gleichfalls ein eigener Instrumentenkasten vorgesehen werden. Zudem ist in DE 22 00 770 nicht beschrieben, wie ein Untersetzungsgetriebe und eine Bremse in der Antriebs­ einheit untergebracht werden sollen, die für eine Hebema­ schine unerläßlich sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung für Hebemaschinen zu schaffen, in der alle mechanischen und elektrischen Funktionsgruppen zu einer kompakten Einheit zusammengefügt sind, und dabei wirksam gekühlt werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Eine elektromechanische Antriebseinrichtung gemäß der Erfin­ dung zeichnet sich dadurch aus, daß sie einen Kühltunnel aufweist, in welchem Motor und Bremse untergebracht sind, wobei die Steuereinheit und die Halbleiterschalter der Lei­ stungsstufe des Frequenzwandlers an den Außenwänden des Tunnels angebracht sind, und das Getriebe im Tunnel oder in dessen Nähe untergebracht ist. In der Antriebseinheit gemäß der Erfindung sind alle wärmeerzeugenden Bauelemente im In­ nern des gleichen Kühltunnels oder um denselben herum ange­ ordnet. Mit dem Getriebe wird die Drehgeschwindigkeit auf das benötigte Niveau herabgesetzt, so daß die Antriebsein­ heit einen Motor ersetzen kann, der durch die Netzfrequenz gesteuert wird. Da es der Frequenzwandler ermöglicht, ein niedriges Motordrehmoment zu benutzen, ist auch die für den Motor benötigte Bremse klein. Die Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung hat ein kleineres Volumen als ein Normalfre­ quenzmotor. Die Tatsache, daß der gleiche Motor innerhalb eines großen Leistungsbereichs einsetzbar ist, hat Vorteile im Hinblick auf die Wartung und Ersatzteile. Ferner sind die Kabel- und Drahtverbindungen kurz.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der elektromechani­ schen Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Antrieb mit einem Gebläse versehen ist, welches einen Luftstrom durch den Tunnel erzeugt, um das Getriebe, den Motor, die Bremse sowie die Steuereinheit und die Halbleiterschalter der Leistungsstufe des Frequenz­ wandlers zu kühlen.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der elektro­ mechanischen Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel mit Kühlrippen im Innern versehen ist.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Hebemotoreinheit gemäß der Erfindung;

Fig. 2 den Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 durch die erfindungsgemäße Hebemotoreinheit.

Die in Fig. 1 dargestellte Hebemotoreinheit, die für einen Kran oder dergleichen bestimmt ist, weist als Motor 1 einen Käfigankermotor auf, der mit einer Scheibenbremse 2 verse­ hen ist. An den Motor 1 ist ein Untersetzungsgetriebe 3 an­ gekoppelt, um eine niedrigere Drehgeschwindigkeit zu erzeu­ gen. Der Motor 1 ist in einem Kühltunnel 5 untergebracht, und die Bremse 2 ist am Motor 1 angebracht. Um die Luftzir­ kulation zu verbessern, wie durch Pfeile in Fig. 1 angedeu­ tet, ist der Kühltunnel 5 mit einem Gebläse 4 versehen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist das Untersetzungsgetriebe 3 an der Öffnung des Kühltunnels 5 angeordnet. Das Getriebe ist an einem Flansch 6 angebracht, mit dem die Hebemotoreinheit an einem Kran oder dergleichen befestigt ist.

Fig. 2 zeigt die Hebemotoreinheit im Schnitt längs der Li­ nie A-A in Fig. 1. Zur Verbesserung des Kühlwirkungsgrades ist der Kühltunnel 5 im Innern mit Kühlrippen 7 versehen.

Diese Kühlrippen können beispielsweise aus extrudiertem Aluminiumprofil bestehen. Die Kühlrippen 7 bieten eine große Kühlfläche. Der Frequenzwandler, der aus einer Lei­ stungsstufe und einer Steuereinheit 9 besteht, liefert dem Motor eine Frequenz, die die Netzfrequenz übersteigt, z. B. 70-300 Hz oder darüber. Die vom Motor zur Verfügung ge­ stellte Leistung steigt im Verhältnis mit der Frequenz. So liefert der Motor bei einer Frequenz von 300 Hz eine Lei­ stung, die etwa das Sechsfache der bei einer Frequenz von 50 Hz erhaltenen ausmacht. Mit dem in Fig. 1 gezeigten Un­ tersetzungsgetriebe 3 wird die Drehgeschwindigkeit auf einen Wert innerhalb des Bereichs von 1000-1500 U/Min. re­ duziert, bei dem es sich um den normalen Geschwindigkeits­ bereich eines Käfigänkermotors handelt, der von einem Netz mit 50 Hz oder 60 Hz versorgt wird. Die Hebemotoreinheit ist folglich gegen einen netzbetriebenen Käfigankermotor austauschbar. Wie Fig. 2 zeigt, ist die Steuereinheit 9 ebenso wie Transistoren 8a-8f der Leistungsstufe des Fre­ quenzwandlers an den Außenwänden des Kühltunnels 5 ange­ bracht, wobei sich die Steuereinheit 9 an der einen Wand befindet, während die Transistoren 8a-8f des Dreiphasen- Frequenzwandlers an den anderen drei Wänden untergebracht sind.

Zusätzlich zur Bremse 2 kann am Motor zur Geschwindigkeits­ rückkopplung auch ein Tachometer 10 angebracht sein. Wenn das Untersetzungsgetriebe 3 in der Nähe der Öffnung des Kühltunnels 5 angeordnet ist, wie Fig. 1 zeigt, befinden sich alle wärmeerzeugenden Bauelemente in der Nähe des Kühltunnels. So entsteht ein konzentriertes Kühlsystem, welches das Untersetzungsgetriebe 3, den Motor 1, die Bremse 2 ebenso wie die Leistungsstufe und die Steuerein­ heit 9 des Wandlers wirksam kühlt. Die Anordnung des Fre­ quenzwandlers macht es möglich, ein stufenloses Geschwin­ digkeitssteuersystem vorzusehen, welches dann auch in der gleichen Einheit mit dem Motor 1 untergebracht ist.

Claims (4)

1. Elektrische Antriebseinrichtung für Hebemaschinen wie Kräne, mit einem Wechselstrommotor (1) mit Bremse (2) und Untersetzungsgetriebe (3), einem den Wechselstrommotor versorgenden Frequenzwandler mit einer Steuereinheit (9) und Leistungstransistoren (8a-8f), sowie mit einem Kühltunnel (5), der in seinem Innern den Wechselstrommotor (1) mit Bremse (2) aufnimmt, während das Untersetzungsgetriebe (3) im Innern oder an der Öffnung des Kühltunnels (5) angeordnet ist und an dessen Außenwände die Steuereinheit (9) sowie die Leistungstransistoren (8a-8f) angebracht sind.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kühltunnel (5) mit einem Gebläse (4) versehen ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühltunnel (5) im Innern mit Kühlrippen (7) versehen ist.

4. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit (9) an der einen Außenwand, und die Leistungstransistoren (8a-8f) des Dreiphasenfrequenzwandlers an den anderen drei Außenwänden des Kühltunnels (5) angebracht sind.