DE3840281C2 - Hebezeugantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hebezeugantrieb mit koaxial angeordnetem Elektromotor, Planetengetriebe und Bremse nach dem Oberbegriff des ersten Anspruches.

Bewegungen von Aufzügen in der Hebezeugtechnik laufen mit relativ niedrigen Geschwindigkeiten - in den meisten Fällen unter etwa 4 m/sec - ab. Entsprechend niedrige Drehzahlen werden am Abtrieb des Hebezeugantriebs benötigt, wie sie von Elektromotoren mit günstigem Wirkungsgrad nicht direkt zur Verfügung gestellt werden können. Diesen Elektromotoren muß daher ein Untersetzungsgetriebe nachgeschaltet werden, das zur Vereinfachung des Anbaus und aus Platzgründen zweckmäßig mit dem Motor zu einer Einheit integriert ist.

Hebezeugantriebe für z. B. Personen- oder Lastenaufzüge müssen oftmals unter schwierig zugänglichen Bedingungen auf engstem Raum installiert und gewartet werden. Als vorteilhaft für die Unterbringung und Wartung hat sich erwiesen, die Hebezeugantriebe aus selbständigen, demontablen Einheiten zusammenzusetzen, die zusammengefügt einen kompakten Block ergeben.

So ist z. B. aus der DE-OS 15 06 554 ein Hebezeugantrieb (Elektroseilzug) bekannt, der u. a. sowohl ein zweistufiges Planetengetriebe als auch einen Elektromotor als selbständig demontable Baueinheiten enthält. Diese Baueinheiten sind koaxial auf gegenüberliegenden Seiten eines Seilzuggehäuses angeflanscht. Die Anordnung der Bremse nach der DE-OS 15 06 554 ist jedoch für Personen- und Lastenaufzüge ungeeignet. Bei Aufzügen muß die Bremsscheibe aus Sicherheitsgründen zwischen Motor und Getriebe auf die Getriebewelle aufgezogen werden.

Elektromotoren erzeugen Verlustwärme, die abgeführt werden muß. Insbesondere Elektromotoren, die häufig an- und ausge­ schaltet werden und daher häufig die besonders verlustbe­ haftete Anlaufphase mit hohem Strombedarf durchlaufen, sind thermisch hochbelastet. Die thermische Belastung von Elek­ tromotoren steigt, je geringer deren Baugröße und je höher deren Leistung ist. Zusätzlich können ungünstige Unterbrin­ gungsverhältnisse, wie z. B. Zwischenwände, Abdeckungen oder andere Verbauungen um den Hebezeugantrieb, den Ab­ transport der Abwärme des Elektromotors behindern, zu einer unzulässigen Erhöhung der Betriebstemperatur führen und damit die Funktionsfähigkeit des Hebezeugantriebes gefähr­ den und dessen Lebensdauer verkürzen.

Ein Hebezeugantrieb mit einer Bremse und einem Elek­ tromotor, der über eine Antriebswelle ein Planetengetriebe antreibt und bei dem eine Treibscheibe mit dem Gehäuseman­ tel des Planetengetriebes verbunden ist, ist aus dem DE-GM 16 84 759 bekanntgeworden. Diese Konstruktion zeich­ net sich insbesondere durch eine große axiale Baulänge und einen nicht unerheblichen Aufwand zur Lagerung der einzel­ nen Komponenten aus.

Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, das Getriebe, den Elektromotor und die Bremse so anzuordnen und aufeinander abzustimmen, daß der Raumbedarf gering ist. Insbesondere soll der Transport der Abwärme aus dem Elektromotor und dem Bremsgehäuse wirkungsvoll sein, um bei geringer Geräuschemission einen guten Wirkungsgrad zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Treibscheibe am Gehäusemantel des Planetengetriebes zwischen zwei Kegelrollenlagern angeflanscht oder angegos­ sen ist, und daß ein offenes Bremsgehäuse als Ständer für den Elektromotor ausgebildet ist, und daß die demontierbare Bremse koaxial zwischen Elektromotor und Planetengetriebe innerhalb des Bremsgehäuse angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Kombination eines Planetengetriebes, dessen Gehäusemantel als Treibscheibe dient, oder an dessen Gehäusemantel eine Treibscheibe angeflanscht oder angegossen ist, und einem offenen Bremsgehäuse, das gleichzeitig zum Anflanschen des Elektromotors und des Planetengetriebes und als Ständer ausgebildet ist, ergibt eine besonders kompakte Bauform. Das offene Bremsgehäuse ermöglicht freie Luftzirkulation an der Bremse und am Elektromotor und damit bessere Wärmeabfuhr, verbesserten Zugang zur inspektionsbedürftigen Bremsanlage bei gleichzeitigem Schutz der Bremse und damit verbundener Teile.

Die Kombination der hohen Übersetzungsverhältnisse mehrstufiger Planetengetriebe mit Elektromotoren ermöglichen einen Hebezeugantrieb, der besonders kostengünstig ist, einen guten Wirkungsgrad aufweist und kompakt baut.

Gemäß Anspruch 2 wird eine Scheibenbremse in den Hebezeugantrieb eingebaut, die, koaxial zwischen Elektromotor und Planetengetriebe auf der Getriebewelle angeordnet, aufgrund ihrer geringen axialen und radialen Erstreckung zur kompakten Bauweise des Hebezeugantriebes beiträgt und zusätzliche Funktionen zur Steuerung des Elektromotors übernehmen kann.

Gemäß Anspruch 3 ist der Elektromotor ein eintouriger oder polumschaltbarer Drehstrommotor, der mit niedriger Polzahl, in schnellaufender Ausführung einen guten Wirkungsgrad aufweist, kompakt baut und kostengünstig ist.

Gemäß Anspruch 4 ist der Drehstrommotor nicht mit Bürsten und Schleifringen versehen, wodurch dessen Wartung erheblich verringert werden kann.

Gemäß den Ansprüchen 5 und 6 unterstützen Belüftungs­ einrichtungen in der Trennwand zwischen Drehstrommotor und Bremsgehäuse und auf der Antriebswelle die Kühlung des Elektromotors. Die hohe Drehzahl der Antriebswelle führt zur Verwirbelung der Luft an der Antriebswelle. Die Verwir­ belung unterstützt den Abtransport der Verlustwärme aus dem Bremsgehäuse, verhindert Wärmestau und damit erhöhte Be­ triebstemperaturen des Hebezeugantriebs.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Sensoren gemäß den Ansprüchen 7 und 8 ergibt Raumersparnis in axialer und ra­ dialer Richtung, verbessert die Regelung des Elektromotors und damit dessen Wirkungsgrad.

Die Ansprüche enthalten eine sinnvolle Kombination der Lösungsmerkmale, allerdings sind für den Fachmann im Rahmen der Erfindung weitere Kombinationen ohne weiteres möglich. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Hebezeugantrieb und

Fig. 2 eine Variante einer Treibscheibe nach Fig. 1.

Der erfindungsgemäße Hebezeugantrieb besteht im we­ sentlichen aus einem Elektromotor 1 einer Bremse 2 und einem Planetengetriebe 3. Das Bremsgehäuse 4 ist gleichzei­ tig als Ständer ausgebildet und wird mittels Schrauben 5 befestigt. An das Bremsgehäuse 4 sind an gegenüberliegenden Stirnseiten der Motor 1 bzw. das Planetengetriebe 3 an­ geflanscht. Eine durch das Bremsgehäuse 4 hindurchgeführte Antriebswelle besteht aus zwei Teilen 6 und 7 oder aus drei Teilen 6, 7 und 8, die durch eine Kupplung 10 oder durch Kupplungen 9 und 10 miteinander verbunden sind. Eine Bremsscheibe 11 ist über eine Kupplung 12 axial verschieblich, drehfest am mittleren Teil 7 montiert. Die magnetische und hilfsweise manuelle Bremsbetätigungsvorrichtung 15 ist mittels Schrauben 13 an einem Flansch 14 des Bremsgehäuses 4 angeflanscht.

Das Bremsgehäuse 4 weist getriebeseitig den Flansch 14 auf, in dem der Teil 7 der Antriebswelle axial fest mittels eines Rillenkugellagers 16 gelagert ist. Die Lagerbohrung 17 ist zur Bremsscheibe 11 hin durch eine Wellendichtung 18 abgedichtet.

Das Planetengetriebe 3 ist zweistufig, wobei ein Eingangsplanetensatz von einem Sonnenrad 19, einem Hohlrad 20 und Planeten 21, die in einem Planetenträger 22 gelagert sind, gebildet werden, während ein zweiter Planetensatz mit einem Sonnenrad 23, einem Hohlrad 24 und Planeten 25 eine zweite Planetenstufe bildet.

Die Planeten 25 sind auf einem Planetenträger 26 gelagert, der gleichzeitig einen stirnseitigen Abschluß eines Getriebegehäuses 27 bildet und an das Bremsgehäuse 4 angeflanscht ist. Ein Gehäusemantel 28 eines Getriebegehäuses 27 ist gleichzeitig als Treibscheibe 57 (Variante "A") ausgebildet oder hat einen angegossenen Befestigungsflansch für eine Treibscheibe 57 oder eine angegossene Treibscheibe 57. Der Befestigungsflansch 29 oder die angegossene Treibscheibe 57 liegt axial zwischen zwei Kegelrollenlagern 30 und 31 des Gehäusemantels 28. In dem Gehäusemantel 28 sind die Hohlräder 20 und 24 befestigt. Ein Deckel 32, der von einem Sprengring 33 im Gehäusemantel 28 gehalten wird, verschließt den Gehäusemantel 28 an seiner freien Stirnseite.

Das äußere Teil 7 oder 8 der Antriebswelle ist mittels eines Kugellagers 34, das durch Sprengringe 35 axial festgelegt ist, im Planetenträger 26 gelagert. An das äußere Teil 7 oder 8 der Antriebswelle ist das Sonnenrad 19 einstückig angeformt. Es kann sich innerhalb des Lagerspiels des Kugellagers 34 und innerhalb des freien Schwenkwinkels des äußeren Teiles 8 der Antriebswelle frei zwischen den Planeten 21 des Eingangsplanetensatzes einstellen. Der Planetenträger 22 des Eingangsplanetensatzes ist mit dem Sonnenrad 23 des zweiten Planetensatzes verbunden und stützt sich über Kugellager axial sowohl am Deckel 31 als auch über das Sonnenrad 23 am Planetenträger 26 des zweiten Planetensatzes ab. Um eine axiale Vorspannung zu erzeugen, ist zwischen dem Planetenträger 22 und dem Kugellager 36 eine Wellscheibe 37 eingefügt.

Während der zweite Planetensatz geradverzahnt ist und für die Aufnahme hoher Kräfte und Momente einer entsprechenden Wärmebehandlung unterzogen wurde, sind die Zahnräder des Eingangsplanetensatzes schrägverzahnt und äußerst präzise gefertigt, wobei zur Vermeidung von Verzügen auf eine Wärmebehandlung verzichtet werden kann oder die Wärmebehandlung nur bei geringen Temperaturen erfolgt. Die dadurch erzielte hohe Genauigkeit ergibt eine große Laufruhe des Eingangsplanetensatzes trotz der hohen Drehzahlen, während die hohen Momente im zweiten Planetensatz gut ertragen werden, ohne daß zusätzliche axiale Kräfte erzeugt werden.

Die Federdruck-Sicherheitsbremse ist eine Einscheibenbremse 2, die durch die konstruktive Gestaltung die gleichen Funktionen erfüllt wie ein Zweikreis- Bremssystem und somit die Sicherheitsbedürfnisse im Personenaufzugbau erfüllt. Die Bremse ist durch Druckfedern 39, 40 betrieben. Die Ankerscheibe 41 und 42 wird durch die geführten Druckfedern 39, 40 gegen die umlaufende Bremsscheibe 11 gepreßt und somit gegen das feststehende Bremsgehäuse 4 ein Bremsmoment erzeugt. Durch Anlegen eines Gleichstromes wird die Ankerscheibe 41 und 42 an das Magnetteil 43 gezogen und die Bremsscheibe 11 dreht frei.

Durch die Teilung der Ankerscheibe in den äußeren Druckring 41 und den inneren Druckring 42, die unabhängig voneinander in der Lage sind, das für einen Notstoppfall erforderliche Bremsmoment zu erzeugen, ist die Einkreisbremse in eine Zweikreisbremse umgewandelt worden, wobei bei Ausfall eines Bremskreises der andere die Funktion der Bremse noch ausreichend gewährleistet.

Die Möglichkeit eines mechanischen Lösens der Bremse bei Stromausfall oder Defekt des Antriebsmotors ist durch die einfache und robuste Handlüfteinrichtung 44 gegeben. Die Antriebswelle 6 ist mit der Elektromotorwelle 38 durch eine Kupplung 54 verbunden.

Vom Elektromotor 1 sind der Ständer 47 mit Gehäuse 55, Ständerblechpaket 49 und Ständerwicklung 50, der Läufer 48 mit Welle 38, und Läuferblechpaket 52, die Lager 53, der Anschlußkasten 46 und die Fremdbelüftung 45 schematisch dargestellt.

Der Motor 1 ist mit Wälzlagern 53 oder Gleitlagern (nicht dargestellt) ausgeführt.

Die Motorkühlung erfolgt einflutig oder zweiflutig mit oder ohne Fremdbelüftung 45. Bei einflutiger Kühlung strömt die Kühlluft von einer Seite in Achsrichtung durch den gesamten Motor. Bei zweiflutiger Kühlung gelangt die Kühlluft von beiden Seiten durch den Motor und wird in der Gehäusemitte abgeführt.

Das Motorgehäuse kann Öffnungen 56 oder Kühlluftschächte (nicht dargestellt) aufweisen, so daß von der Fremdbelüftung 45 oder von Motorbelüftungseinrichtungen (nicht dargestellt) Kühlluft in das Bremsgehäuse gelangt.

Im Bremsgehäuse wird die Luft von der schnelldrehenden Antriebswelle 6 und der Bremsscheibe 11 verwirbelt. Auf der Antriebswelle 6 können Luftanfachelemente (nicht dargestellt) angebracht sein. Im Betrieb wird die Luft durch die Öffnung 59 aus dem Bremsgehäuse geschleudert.

An der Antriebswelle 6 und der Bremseinrichtung sind Sensoren 58 befestigt. Die Sensoren 58 nehmen Meßwerte, z. B. Drehzahl, Temperatur etc., auf. Die ausgewerteten Meßwerte dienen zur Steuerung des Elektromotors 1 der Federdruck-Sicherheitsbremse 15, der Fremdbelüftung 45 und der Aufzuganlage.

Der Elektromotor 1 kann sein

• - ein Drehstromaufzugmotor nach Loher-Liste LN 14 der Loher AG, D-8399 Ruhstorf oder
• - ein Drehstrom-Normmotor mit deren Modifikationen oder
• - ein Spezialmotor für den Aufzugbetrieb nach Vortrag: Schörner, J.

"Technische Merkmale stromrichtergespeister Aufzugmotoren", Messe Interlift 88, München.

Bezugszeichenliste

1 Drehstrommotor
2 Bremse
3 Planetengetriebe
4 Bremsgehäuse
5 Schrauben
6 Antriebswelle
7 Antriebswelle
8 Antriebswelle
9 Kupplung
10 Kupplung
11 Bremsscheibe
12 Kupplung
13 Schrauben
14 Flansch
15 Bremsbetätigungsvorrichtung
16 Radialkugellager
17 Lagerbohrung
18 Wellendichtung
19 Sonnenrad
20 Hohlrad
21 Planeten
22 Planetenträger
23 Sonnenrad
24 Hohlrad
25 Planeten
26 Planetenträger
27 Getriebegehäuse
28 Gehäusemantel
29 Befestigungsflansch
30 Kegelrollenlager
31 Kegelrollenlager
32 Deckel
33 Sprengring
34 Kugellager
35 Sprengring
36 Kugellager
37 Tellerfeder
38 Elektromotorwelle
39 Druckfeder
40 Druckfeder
41 Ankerscheibe
42 Ankerscheibe
43 Magnetteil
44 Handlüfteinrichtung
45 Fremdbelüftung
46 Anschlußkasten
47 Ständer
48 Läufer
49 Ständerblechpaket
50 Ständerblechpaket
51 Kurzschlußkäfig
52 Läuferblechpaket
53 Wälzlager
54 Kupplung
55 Gehäuse
56 Kühlluftöffnung
57 Treibscheibe
58 Sensoren
59 Öffnung

Claims (8)

1. Hebezeugantrieb mit einer Bremse (2) und einem Elektromotor (1), der über eine Antriebswelle (6, 7) ein mehrstufiges Planetengetriebe (3) antreibt, wobei der Ge­ häusemantel (28) des Planetengetriebes (3) als Treibschei­ be (57) dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibscheibe (57) am Gehäusemantel (28) des Plane­ tengetriebes (3) zwischen zwei Kegelrollenlagern (30, 31) angeflanscht oder angegossen ist, und daß ein offenes Bremsgehäuse (4) als Ständer für den Elektromotor (1) aus­ gebildet ist, und daß die demontierbare Bremse (2) koaxial zwischen Elektromotor (1) und Planetengetriebe (3) inner­ halb des Bremsgehäuses (4) angeordnet ist.

2. Hebezeugantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bremse (2) eine Schei­ benbremse ist.

3. Hebezeugantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Elektromotor (1) ein eintouriger Drehstrommotor mit einer Polzahl gleich oder größer zwei oder ein polumschaltbarer Drehstrommotor hoch­ tourig mit einer Polzahl 2, 4, 6 oder 8 und niedertourig mit einer Polzahl 8 ist.

4. Hebezeugantrieb gemäß Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Elektromotor (1) ein Drehstrom-Asynchronmotor mit Käfigläufer ist.

5. Hebezeugantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (6, 7) innerhalb des Bremsgehäuses (4) und/oder innerhalb des Elektromotors (1) Belüftungseinrichtungen vorgesehen sind und die Bremsscheibe (11) die Kühlwirkung unterstützt.

6. Hebezeugantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gehäuse (55) des Elek­ tromotors (1) Öffnungen (56) oder Kühlluftschächte auf­ weist, die das Innere des Bremsgehäuses (4) mit dem Motor­ lüfter und/oder der Fremdbelüftung (45) (Fremdkühlung) ver­ binden.

7. Hebezeugantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antriebswelle (6) oder die Bremse (2) Sensoren (58) enthält, die Meßwerte aufneh­ men und elektrische Stellsignale für die Drehstromregelein­ richtung erzeugen.

8. Hebezeugantrieb gemäß Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßwerte zu Ermittlun­ gen von Wegbeschleunigung und/oder Drehrichtung und/oder Drehzahl und/oder Drehmoment und/oder Temperatur an der Scheibenbremse (2) und an Teilen des Elektromotors (1) die­ nen.