DE4434373A1

DE4434373A1 - Elektrozug mit drehzahlgeregelter Geschwindigkeit

Info

Publication number: DE4434373A1
Application number: DE4434373A
Authority: DE
Inventors: Juergen Heun; Holger Dipl Ing Freitag; Anton Mueller; Anton Dipl Ing Muenzebrock
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Demag Cranes and Components GmbH
Priority date: 1994-09-15
Filing date: 1994-09-15
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2014-09-16
Also published as: EP0703185A3; EP0703185B1; ES2171499T3; EP0703185A2; DE4434373C2; JPH0891784A; US5632469A; JP3738060B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrozug mit drehzahlgeregelter Hubgeschwindigkeit, insbesondere Elektrokettenzug, bei dem ein Elektromotor, ein Getriebe, ein von dem Zugmittel umschlungenes Rad, das Zugmittel und ein Lastaufnahmemittel antriebsmäßig miteinander verbunden sind, mit einer elektrischen Steuerung für den Elektromotor, die an einen Handsteuerschalter angeschlossen ist.

Derartige Elektrokettenzüge sind mit einem Elektromotor angetriebene Hebezeuge, die als Tragmittel eine Gliederkette verwenden und vorwiegend für den Vertikaltransport von Lasten verwendet werden.

Mit dem erwähnten Handsteuerschalter wird die elektrische Energie aus dem Stromnetz für den Motor direktgeschaltet oder wird über Schütze (Motorschalter) gesteuert. Im letztgenannten Fall gehören zur elektrischen Steuerung neben dem Handsteuerschalter eine entsprechende Anzahl Motorschaltpaare, die geschützt am Kettenzug eingebaut sind. Elektro(ketten)züge weisen im allgemeinen eine einzige Geschwindigkeit für das Heben und Senken der Last entsprechend der Nenndrehzahl des Motors und der gewählten Getriebeübersetzung auf. Bei besonderen Anwendungsfällen ist eine zweite langsamere Geschwindigkeit erforderlich. In diesen Fällen wird ein polumschaltbarer Motor gewählt, der eine Zusatzwicklung für die zweite Motordrehzahl aufweist und mit zusätzlichen Schaltern der elektrischen Steuerung geschaltet wird. Der Anwendungsbereich von Elektro(ketten)zügen und der Bedienungskomfort könnten wesentlich verbessert werden, wenn die Geschwindigkeit, d. h. die Motordrehzahl. Zwischen sehr kleinen Werten und der Nenndrehzahl kontinuierlich verändert werden könnte. Dies wird in bekannter Weise durch einen statischen Frequenzumrichter ermöglicht, der die drehzahlbestimmende feste Netzfrequenz in ein Drehfeld mit variabel steuerbarer Frequenz für den Motor wandelt (EP 0529120 A1).

Die Frequenzumrichter-Steuerung ersetzt die erwähnten elektromechanischen Motorschalter. Dabei entsteht das Problem, daß der Anbauort der Motorschalter für die Aufnahme eines Frequenzumrichters ungeeignet oder der dort zur Verfügung stehende Raum zu klein ist. Insbesondere müssen Verluste als Wärme abgeführt werden und außerdem ist es erforderlich, Mittel für die Drehzahlmessung mit entsprechender Genauigkeit vorzusehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektro(ketten)zug mit drehzahlgeregelter Hubgeschwindigkeit derart aufzubauen, daß ein Einbau einer Steuerungselektronik und eines Drehzahlmessers einfach und platzsparend möglich ist und dabei die Verlustwärme ausreichend abgeführt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund des eingangs bezeichneten Elektrozugs mit drehzahlgeregelter Hubgeschwindigkeit erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrische Steuerung, die eine Steuerungselektronik mit einer Drehzahlsensorik aufweist, in einem auf den Getriebekasten aufgesetzten außenliegenden Schutzgehäuse angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, den Einbau der Steuerungselektronik und der Drehzahlsensorik einfach und platzsparend vorzunehmen und gleichzeitig die Verlustwärme ausreichend abzuführen.

Vorteilhaft ist dabei, daß das Schutzgehäuse die Form einer topfförmigen Haube aufweist. Dadurch wird der erforderliche Raum zur Verfügung gestellt, denn das Schutzgehäuse paßt sich ideal an die übrigen Gehäusebauteile an, so daß eine kompakte Einheit entsteht.

Es ist ferner von Vorteil, daß die topfförmige Haube aus gut wärmeleitendem Werkstoff besteht. Dadurch wird die Wärmeabfuhr gefördert.

Die gewünschte Wärmeabfuhr kann vorteilhaft dadurch gefördert werden, daß auf der Innenseite des Topfbodens ein Träger für Verlustwärme erzeugende Leistungshalbleiter eines Frequenzumrichters befestigt ist.

Weitere die Wärmeabfuhr unterstützende Maßnahmen bestehen darin, daß die Innenseite des Schutzgehäuses zur Verbesserung des Wärmeübergangs mit einer schwarzen Oberfläche versehen ist.

Die gewünschte Raumausnutzung wird nach weiteren Erfindungsmerkmalen dadurch unterstützt, daß in einem Unterkasten zwischen Schutzgehäuse und Getriebekasten ein Wellen-Ende des Getriebes bzw. des Elektromotors ragt, auf dem ein Impulsrad der Sensorik fest angeordnet ist. Das Impulsrad kann mit der Motordrehzahl oder einer nur gering untersetzten Drehzahl drehen und z. B. aus einem Magnetring und einer entsprechenden Anzahl von Nord- und Südpolen für einen magnetischen Sensor oder aus einer Strichscheibe für einen optischen Sensor bestehen.

Die weitere Raumaufteilung bzw. Raumausnutzung ist nunmehr dahingehend gestaltet, daß in den Unterkasten eine elektronische Leiterplatine eingebaut ist, die nach Abnehmen des Schutzgehäuses um ein Scharnier, das im Unterkasten bzw. im Getriebekasten befestigt ist, herausschwenkbar ist. Vorteilhafterweise wird dadurch nach Abnehmen des Schutzgehäuses nicht nur die Zugänglichkeit zu der elektronischen Leiterplatine erhöht, sondern auch eine Zugänglichkeit zum Impulsrad geschaffen.

Diese Anordnung kann dabei so ausgeführt sein, daß die Abtasteinheit der Sensorik auf der herausschwenkbaren Leiterplatine befestigt ist und das Impulsrad gegenüberliegend auf der Getriebe- bzw. Motorwelle.

Die mit dieser Raumaufteilung verbundenen Eigenarten der Anordnung der Sensorik werden dadurch ermöglicht bzw. ausgeglichen, daß zur exakten Positionierung der Abtasteinheit ein Zentrierdorn im gleichen Abstand zur Getriebe- bzw. Motorwelle durch den Unterkasten und durch die Leiterplatine verlaufend angeordnet und befestigt ist. Beim Einschwenken der Leiterplatine kann daher über den Zentrierdorn ein genauer Abstand zwischen Impulsrad und Abtasteinheit erzielt werden.

Das im Hinblick auf den erforderlichen Staubschutz geschlossene Gehäuse der kompakten Einheit des Elektrozuges kann nunmehr dahingehend weitergehend gekühlt werden, indem auf dem zum Wellen-Ende der Sensorik gegenüberliegenden Wellen-Ende des Elektromotors ein Lüfterrad drehfest angeordnet ist und daß das Schutzgehäuse, der Unterkasten, der Getriebekasten und das Elektromotorgehäuse jeweils von außen verschlossen, im Innern miteinander verbundene Innenräume bilden. Der Kühlluftstrom des Lüfterrades wird daher durch den Elektromotor, das Getriebe, die Sensorik bis zur Umrichtereinheit hindurch und dort aus dem Schutzgehäuse austretend geführt.

Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, daß auf der Leiterplatine die Bauteile für die Verarbeitung des Steuerbefehls vom Handsteuerschalter, die Drehzahlerfassung, die Drehzahlregelung des Elektromotors und die Steuerung des Frequenzumrichters angeordnet sind.

Ferner ist der im Schutzgehäuse eingebaute Frequenzumrichter über Leitungsverbindungen an das Stromnetz, den Elektromotor und die Leiterplatine angeschlossen.

Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß zwischen Schutzgehäuse und Unterkasten, sowie um eine Leitungsdurchführung Dichtungen eingelegt sind. Dadurch wird der Schutz des Frequenzumrichters, der Drehzahlsensorik, des Getriebes, des Elektromotors und weiterer Bauteile gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die gesamte Einheit des Elektrozuges und

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt des Schutzgehäuses mit Unterkasten sowie mit dem Handsteuerschalter.

Der Elektrozug mit drehzahlgeregelter Hubgeschwindigkeit ist im Ausführungsbeispiel als Elektrokettenzug 1 dargestellt. Der Elektrozug besteht in Hauptgruppen aus einem Elektromotor 2 mit einem Elektromotorgehäuse 2a, aus einem Getriebe 3, das mehrere Getriebestufen aufweisen kann. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Getriebestufen mit Zahnrädern dargestellt. Die letzte Getriebestufe trägt als Rad 4 ein Kettenrad 4a und das Zugmittel 5 besteht hier aus einer Kette 5a, an der ein Lastaufnahmemittel 6, wie z. B. ein Kranhaken, eine Unterflasche u. dgl. befestigt sind.

Zur Drehzahlregelung und damit zur Regelung der Hubgeschwindigkeit dient eine elektrische Steuerung 7, die aus einer Steuerungselektronik 7a besteht, die mittels eines Handsteuerschalters 26 bedient wird.

Die elektrische Steuerung 7 in Form der Steuerungselektronik 7a weist eine Drehzahlsensorik 8 auf, mit einem Impulsrad 8a, das im Beispiel der Fig. 2 auf einer Getriebe- bzw. Motorwelle 17 angeordnet ist und weist ferner eine Abtasteinheit 8b auf.

Das Impulsrad 8a besteht z. B. aus einem umlaufenden Magnetring mit einer entsprechenden Anzahl von Nord- und Südpolen für einen magnetischen Sensor oder aber aus einer Strichscheibe für einen optischen Sensor.

Die Drehzahlsensorik 8 ist zusammen mit der Steuerungselektronik 7a in einem an einen Getriebekasten 9 anschließenden Schutzgehäuse 10 angeordnet und dementsprechend einer Kühlung günstig zugänglich.

Hierzu weist das Schutzgehäuse 10, das außen liegt, die Form einer topfförmigen Haube 10a auf. Die Kühlung kann z. B. durch einen gut wärmeleitenden Werkstoff, durch Kühlschlitze, also auf dem Prinzip der Wärmeströmung und/oder der Wärmeleitung aufgebaut werden. Vorteilhaft ist dafür auf einer Innenseite 11 des Topfbodens 10b ein Träger 12 für Verlustwärme erzeugende Leistungshalbleiter 13 eines Frequenzumrichters 14 untergebracht. Dabei ist die Innenseite 11 des Schutzgehäuses 10 zur Verbesserung des Wärmeübergangs mit einer schwarzen Oberfläche 15 versehen.

Ein Wellen-Ende 17a des Getriebes 3 bzw. des Elektromotors 2 ragt in einen Unterkasten 16 zwischen dem Schutzgehäuse 10 und dem Getriebekasten 9. Auf diesem Wellen-Ende 17a ist ein Impulsrad 8a der Sensorik 8 drehfest angeordnet.

In den Unterkasten 16 ist eine elektronische Leiterplatine 19 eingebaut. Nach Abnehmen des Schutzgehäuses 10 kann diese Leiterplatine 19 um ein Scharnier 20 nach außen geschwenkt werden (nach Lösen gegenüberliegender Schrauben) zwecks verbesserter Zugänglichkeit und Zugriff auf das Impulsrad 8a. Dabei ist eine Anordnung der Sensorik 8 der Art vorgesehen, daß die Abtasteinheit 8b der Sensorik 8 auf der herausschwenkbaren Leiterplatine 19 befestigt ist und das Impulsrad 8a gegenüberliegend auf der Getriebe- bzw. Motorwelle 17.

Die dadurch einzuhaltende genaue Positionierung der Abtasteinheit 8b wird durch einen Zentrierdorn 21 erzielt, der in gleichem Abstand 22 parallel verlaufend zur Getriebe- bzw. Motorwelle 17 durch den Unterkasten 16 verläuft und außerdem durch die Leiterplatine 19 und in dieser Lage durch eine Schraube befestigt ist.

Die Kühlung kann ferner durch in Umlauf gebrachte Kühlluft erfolgen. Hierzu ist auf einen dem Wellen-Ende 17a gegenüberliegenden Wellen-Ende 17b des Elektromotors 2 ein Lüfterrad 23 drehfest angeordnet. Der Kühlluftstrom des Lüfterrades 23 wird durch im Innern 24 miteinander verbundene, nach außen verschlossene Innenräume 24a des Elektromotors 2 sowie 24b des Getriebekastens 9 und 24c des Unterkastens 16 bzw. des Schutzgehäuses 10 geführt, wobei am Ende des Schutzgehäuses 10 nicht näher dargestellte Kühlluftschlitze angebracht sind.

Im Schutzgehäuse 10 sind wie ersichtlich auf der Leiterplatine 19 Bauteile 25 für die Verarbeitung des Steuerbefehls von dem Handsteuerschalter 26 (Fig. 2) die Drehzahlerfassung, die Drehzahlregelung des Elektromotors 2 und für die Steuerung des Frequenzumrichters 14 angeordnet.

Der im Schutzgehäuse 10 eingebaute Frequenzumrichter 14 ist über Leitungsverbindungen 27 an das Stromnetz, den Elektromotor 2 und die Leiterplatine 19 angeschlossen. Zwischen dem Schutzgehäuse 10 und dem Unterkasten 16 sowie um die Leitungsdurchführung 28 sind jeweils Dichtungen 29 eingelegt.

Bezugszeichenliste

1 Elektrokettenzug
2 Elektromotor
2a Elektromotorgehäuse
3 Getriebe
4 Rad
4a Kettenrad
5 Zugmittel
5a Kette
6 Lastaufnahmemittel
7 elektrische Steuerung
7a Steuerungselektronik
8 Drehzahlsensorik
8a Impulsrad
8b Abtasteinheit
9 Getriebekasten
10 Schutzgehäuse
10a topfförmige Haube
10b Topfboden
11 Innenseite
12 Träger
13 Leistungshalbleiter
14 Frequenzumrichter
15 schwarze Oberfläche
16 Unterkasten
17 Getriebe- bzw. Motorwelle
17a Wellen-Ende
17b Wellen-Ende
18
19 Leiterplatine
20 Scharnier
21 Zentrierdorn
22 Abstand
23 Lüfterrad
24 Inneres
24a Innenraum
24b Innenraum
24c Innenraum
25 Bauteile
26 Handsteuerschalter
27 Leitungsverbindungen
28 Leitungsdurchführung
29 Dichtungen

Claims

1. Elektrozug mit drehzahlgeregelter Hubgeschwindigkeit, insbesondere Elektrokettenzug, bei dem ein Elektromotor, ein Getriebe, ein von dem Zugmittel umschlungenes Rad, das Zugmittel und ein Lastaufnahmemittel antriebsmäßig miteinander verbunden sind , mit einer elektrischen Steuerung für den Elektromotor, die an einen Handsteuerschalter angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuerung (7), die eine Steuerungselektronik (7a) mit einer Drehzahlsensorik (8) aufweist, in einem auf den Getriebekasten (9) aufgesetzten außenliegenden Schutzgehäuse (10) angeordnet ist.

2. Elektrozug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse (10) die Form einer topfförmigen Haube (10a) aufweist.

3. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmige Haube (10a) aus gut wärmeleitendem Werkstoff besteht.

4. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite (11) des Topfbodens (10b) ein Träger (12) für Verlustwärme erzeugende Leistungshalbleiter (13) eines Frequenzumrichters (14) befestigt ist.

5. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite (11) des Schutzgehäuses (10) zur Verbesserung des Wärmeübergangs mit einer schwarzen Oberfläche (15) versehen ist.

6. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Unterkasten (16) zwischen Schutzgehäuse (10) und Getriebekasten (9) ein Wellen-Ende (17a) des Getriebes (3) bzw. des Elektromotors (2) ragt, auf dem ein Impulsrad (8a) der Sensorik (8) drehfest angeordnet ist.

7. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Unterkasten (16) eine elektronische Leiterplatine (19) eingebaut ist, die nach Abnehmen des Schutzgehäuses (10) um ein Scharnier (20), das im Unterkasten (16) bzw. im Getriebekasten (9) befestigt ist, herausschwenkbar ist.

8. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (8b) der Sensorik (8) auf der herausschwenkbaren Leiterplatine (19) befestigt ist und das Impulsrad (8a) gegenüberliegend auf der Getriebe- bzw. Motorwelle (17).

9. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur exakten Positionierung der Abtasteinheit (8b) ein Zentrierdorn (21) in gleichem Abstand (22) zur Getriebe- bzw. Motorwelle (17) durch den Unterkasten (16) und durch die Leiterplatine (19) verlaufend angeordnet und befestigt ist.

10. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zum Wellen-Ende (17a) der Sensorik (8) gegenüberliegenden Wellen-Ende (17b) des Elektromotors (2) ein Lüfterrad (23) drehfest angeordnet ist und daß das Schutzgehäuse (10), der Unterkasten (16), der Getriebekasten (9) und das Elektromotorgehäuse (2a) jeweils nach außen verschlossene,im Innern (24) miteinander verbundene Innenräume (24a, 24b, 24c) bilden.

11. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiterplatine (19) die Bauteile (25) für die Verarbeitung des Steuerbefehls vom Handsteuerschalter (26), die Drehzahlerfassung, die Drehzahlregelung des Elektromotors (2) und die Steuerung des Frequenzumrichters (14) angeordnet sind.

12. Elektrozug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der im Schutzgehäuse (10) eingebaute Frequenzumrichter (14) über Leitungsverbindungen (27) an das Stromnetz, den Elektromotor (2) und die Leiterplatine (19) angeschlossen ist.

13. Elektrozug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schutzgehäuse (10) und Unterkasten (16), sowie um eine Leitungsdurchführung (28) Dichtungen (29) eingelegt sind.