EP1089935A1 - Hoist drive - Google Patents

Hoist drive

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EP1089935A1
EP1089935A1 EP99929286A EP99929286A EP1089935A1 EP 1089935 A1 EP1089935 A1 EP 1089935A1 EP 99929286 A EP99929286 A EP 99929286A EP 99929286 A EP99929286 A EP 99929286A EP 1089935 A1 EP1089935 A1 EP 1089935A1
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EP
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drive
planetary gear
drive unit
gear
housing
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Gerhard Buck
Egon Mann
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ZF Friedrichshafen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B66D1/22—Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation

Definitions

  • the invention relates to a drive for hoists, which is used for lifting loads.
  • Hoist drives are e.g. B. used in lifts or winches.
  • the installation length available for the individual hoist drive is generally limited by the elevator shaft and the maintenance space required therein. Since hoist drives can also be installed between the elevator shaft and the cabin, the radial installation space for the diameter of the traction sheave is limited, which therefore must not exceed a maximum value. Within these limits, the hoist drive with a mechanical reduction gear in the form of a planetary gear with a bearing for the traction sheave, a drive unit and a safety brake is to be accommodated.
  • a hoist drive is a compact drive unit that can be installed and serviced in a confined space. It should be possible to change the traction sheave without much effort.
  • a hoist drive is known from PCT / EP 95/03879, which is assembled from independent, removable units. These consist of a planetary gear with a traction sheave, a brake housing designed as a stand, in which a safety brake is housed, and a drive unit. With this hoist drive, the structure of the planetary gear has a disadvantageous effect on the overall length of the drive, since the drive pulley is mounted next to the planetary stages.
  • the safety brake is housed in a separate housing, which extends the overall length.
  • the invention has for its object to provide a compact hoist drive, which is characterized by a short length, low cost, low weight and a small number of components.
  • a stage with step planets is used for the required gear ratio of approximately 20, in which a higher gear ratio is additionally achieved by the planet carrier of the planetary stage being connected to the drive pulley.
  • the step with step planets can be helically toothed, which improves the vibration or noise behavior. If the toothing of the inner central wheel with the stepped planet has a simultaneous sequence of engagements, the vibration or noise behavior is further improved.
  • the teeth of the planetary stage can be designed as helical teeth, the geometry of which can be selected so that the planetary stage does not generate any axial forces that would have to be absorbed by the planet carrier. Toothing with straight-toothed wheels is also possible.
  • the bearing of the traction sheave is placed above the planetary stage, which further shortens it is, the raceway of the rollers of the bearing is the radially outer edge of the ring gear.
  • An optimal bearing design of the traction sheave bearing enables the bearing arrangement in the middle under the power line of the traction sheave.
  • the bearing can also be attached next to the planetary stage.
  • the outer ring of the bearing can be made in one piece, thereby reducing the number of parts, or in two parts.
  • the housing of the drive unit is designed with a stand that allows the hoist drive to be installed at the location provided, the mechanical transmission and the safety brake are each attached to the drive unit on one side. This eliminates the housing part with stand foot, which would surround the brake.
  • the ring surrounding the traction sheave bearing also serves as a support for the traction sheave. This enables a traction sheave to be changed without having to dismantle the gearbox. It is also possible to form the traction sheave in one piece with the ring, or to form the planet carrier, the ring and the traction sheave in one piece.
  • the single figure shows a cross section through a hoist drive 1.
  • the hoist drive 1 shown consists of a drive unit 2, to which a mechanical planetary gear 4 and a safety brake 11 are connected.
  • the ring gear 6 of the planetary gear 4 is connected in a rotationally fixed manner to the housing 8 of the drive unit 2 by means of a screw connection 7 and Ren edging is a bearing 9, which can be formed with a one-piece outer ring which is arranged between a ring 10 and the rollers of the bearing 9.
  • the traction sheave 12 is arranged, which is rotatably connected to the planet carrier 13, which forms the outer boundary of the planetary gear 4.
  • the ring 10 and the traction sheave 12 can also be made in one piece.
  • the inner central wheel 14 of the planetary gear 4 is rotatably connected to the output shaft 15 of the drive unit 2.
  • the inner shaft 16 of the safety brake 11 is rotatably connected to the output shaft 15 of the drive unit 2.
  • the inner central wheel 14, the inner shaft 16 of the safety brake 11 and the output shaft 15 of the drive unit 2 can also be made in one piece.
  • the radially outer peripheral wall of the ring gear 6 is provided with a sealing ring 17 for liquid-sealing separation.
  • the radially inner peripheral wall of the housing 8 of the drive unit 2 on the side facing the planetary gear 4 is provided with a sealing ring 18 for the liquid-sealing separation of the planetary gear 4 and the drive unit 2.
  • the stand base 3 is either connected in one piece to the drive unit 2 or attached to it.
  • the toothing of the planetary gear 4 is preferably designed as a helical toothing, the planets of which are designed as step planets 5.
  • the helical toothing of the stepped planet 5 can be designed such that the stepped planet 5 does not generate any external axial forces.

Abstract

A hoist drive (1), in particular for driving a lift, consists of a driving unit (2), a planetary gear (4) and a safety brake (11), the planetary gear (4) being arranged on one side of the driving unit (2) and the safety brake (11) at the opposite side. The planetary gear (4) consists of a planetary drive with step planets (5) having a helical gear, so that the step planets (5) do not generate any outer axial forces, and of a ring gear (6) secured against rotation to the housing (8) of the driving unit (2). The inner central wheel (14) of the planetary drive is driven by the output shaft (15) of the driving unit (2), the planet carrier (13) is secured against rotation to the driving disk (12), the driving disk (12) is arranged on a ring gear (6), a bearing (9) with an outer ring in one piece, and the planet carrier (13) represents the outer limit of the planetary gear (4). The housing (8) of the driving unit (2) has a stand (3) and the safety brake (11) is secured against rotation to the housing (8) of the driving unit (2).

Description

Hebezeugantrieb Hoist drive
Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für Hebezeuge, welcher zum Heben von Lasten eingesetzt wird. Hebezeugantriebe werden z. B. in Aufzügen oder Seilwinden eingesetzt.The invention relates to a drive for hoists, which is used for lifting loads. Hoist drives are e.g. B. used in lifts or winches.
Der Einbauraum z. B. in Aufzugsschächten, im besonderen die Einbaulänge für den Antrieb sowie der radiale Bauraum für die Treibscheibe, sind begrenzt.The installation space z. B. in elevator shafts, especially the installation length for the drive and the radial space for the traction sheave are limited.
Die für den einzelnen Hebezeugantrieb zur Verfügung stehende Einbaulänge wird in der Regel durch den Aufzugsschacht und den darin benötigten Wartungsraum begrenzt. Da Hebezeugantriebe auch zwischen Aufzugsschacht und Kabine eingebaut sein können ist der radiale Bauraum für den Durchmesser der Treibscheibe begrenzt, welche deshalb einen Maximalwert nicht übersteigen darf. Innerhalb dieser Begrenzungen soll der Hebezeugantrieb mit einem mechanischen Untersetzungsgetriebe in Form eines Planetengetriebes mit einer Lagerung für die Treibscheibe, einer Antriebseinheit und einer Sicherheitsbremse untergebracht werden.The installation length available for the individual hoist drive is generally limited by the elevator shaft and the maintenance space required therein. Since hoist drives can also be installed between the elevator shaft and the cabin, the radial installation space for the diameter of the traction sheave is limited, which therefore must not exceed a maximum value. Within these limits, the hoist drive with a mechanical reduction gear in the form of a planetary gear with a bearing for the traction sheave, a drive unit and a safety brake is to be accommodated.
Ein Hebezeugantrieb stellt eine kompakte Antriebseinheit dar, die auf engstem Raum installiert und auch gewartet werden kann. Ein Wechsel der Treibscheibe sollte ohne größeren Aufwand möglich sein.A hoist drive is a compact drive unit that can be installed and serviced in a confined space. It should be possible to change the traction sheave without much effort.
Aus der PCT/EP 95/03879 ist ein Hebezeugantrieb bekanntgeworden, der aus selbständigen, demontablen Einheiten zusammengefügt ist. Diese bestehen aus einem Plantetengetriebe mit einer Treibscheibe, einem als Ständer ausgebildeten Bremsgehäuse, in dem eine Sicherheitsbremse untergebracht ist, und aus einer Antriebseinheit. Bei diesem Hebezeugantrieb wirkt sich der Aufbau des Planetengetriebes nachteilig auf die Baulänge des Antriebes aus, da die Lagerung der Treibscheibe neben den Planetenstufen angebracht ist.A hoist drive is known from PCT / EP 95/03879, which is assembled from independent, removable units. These consist of a planetary gear with a traction sheave, a brake housing designed as a stand, in which a safety brake is housed, and a drive unit. With this hoist drive, the structure of the planetary gear has a disadvantageous effect on the overall length of the drive, since the drive pulley is mounted next to the planetary stages.
Die Sicherheitsbremse ist in einem separaten Gehäuse untergebracht, welches die Baulänge zusätzlich verlängert.The safety brake is housed in a separate housing, which extends the overall length.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakten Hebezeugantrieb zu schaffen, der sich durch eine kurze Baulänge, niedrige Kosten, ein geringes Gewicht und eine geringe Anzahl von Bauteilen auszeichnet.The invention has for its object to provide a compact hoist drive, which is characterized by a short length, low cost, low weight and a small number of components.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß für die erforderliche Übersetzung von ca. 20 eine Stufe mit Stufenplaneten verwendet wird, bei der zusätzlich eine größere Übersetzung erreicht wird indem der Planetenträger der Planetenstufe mit der Treibscheibe verbunden ist. Durch die Verwendung einer Planetenstufe mit Stufenplaneten wird die Anzahl der Teile reduziert, welches sich durch eine geringere Anzahl von Zahneingriffen vorteilhaft auf den Wirkungsgrad auswirkt. Die Stufe mit Stufenplaneten kann schrägverzahnt sein, wodurch das Schwingungs- bzw. Geräuschverhalten verbessert wird. Wenn die Verzahnung des inneren Zentralrades mit dem Stufenplaneten eine gleichzeitige Eingriffsfolge aufweist, wird das Schwingungs- bzw. Geräuschverhalten noch verbessert. Die Verzahnung der Planetenstufe kann als Schrägverzahnung ausgeführt sein, deren Geometrie so gewählt werden kann, daß der Stufenplanet keine axialen Kräfte, welche vom Planetenträger aufgenommen werden müßten, erzeugt. Eine Verzahnung mit geradverzahnten Rädern ist ebenfalls möglich.This is achieved according to the invention in that a stage with step planets is used for the required gear ratio of approximately 20, in which a higher gear ratio is additionally achieved by the planet carrier of the planetary stage being connected to the drive pulley. By using a planetary step with step planets, the number of parts is reduced, which has a beneficial effect on the efficiency due to a smaller number of tooth engagements. The step with step planets can be helically toothed, which improves the vibration or noise behavior. If the toothing of the inner central wheel with the stepped planet has a simultaneous sequence of engagements, the vibration or noise behavior is further improved. The teeth of the planetary stage can be designed as helical teeth, the geometry of which can be selected so that the planetary stage does not generate any axial forces that would have to be absorbed by the planet carrier. Toothing with straight-toothed wheels is also possible.
Die Lagerung der Treibscheibe wird über die Planetenstufe gestellt, durch welches eine weitere Verkürzung erreicht wird, die Laufbahn der Rollen der Lagerung ist hierbei die radial äußere Berandung des Hohlrades. Eine optimale Lagerauslegung der Treibscheibenlagerung ermöglicht die Lageranordnung mittig unter der Krafteileitung der Treibscheibe. Die Lagerung kann ebenfalls neben der Planetenstufe angebracht werden. Der Außenring der Lagerung kann einteilig, womit eine Reduzierung der Teile erreicht wird, oder zweiteilig ausgeführt sein.The bearing of the traction sheave is placed above the planetary stage, which further shortens it is, the raceway of the rollers of the bearing is the radially outer edge of the ring gear. An optimal bearing design of the traction sheave bearing enables the bearing arrangement in the middle under the power line of the traction sheave. The bearing can also be attached next to the planetary stage. The outer ring of the bearing can be made in one piece, thereby reducing the number of parts, or in two parts.
Das Gehäuse der Antriebseinheit ist mit einem Ständer ausgeführt, welcher die Montage des Hebezeugantriebes am dafür vorgesehenen Ort erlaubt, das mechanische Getriebe und die Sicherheitsbremse sind jeweils an einer Seite an der Antriebseinheit angebaut. Dadurch entfällt das Gehäuseteil mit Ständerfuß, welches die Bremse umgeben würde. Der die Treibscheibenlagerung umgebende Ring dient gleichzeitig als Auflager für die Treibscheibe. Damit läßt sich ein Treibscheibenwechsel vornehmen, ohne das Getriebe demontieren zu müssen. Ebenfalls besteht die Möglichkeit die Treibscheibe mit dem Ring einstückig auszubilden, oder den Planetenträger, den Ring und die Treibscheibe einstückig auszubilden.The housing of the drive unit is designed with a stand that allows the hoist drive to be installed at the location provided, the mechanical transmission and the safety brake are each attached to the drive unit on one side. This eliminates the housing part with stand foot, which would surround the brake. The ring surrounding the traction sheave bearing also serves as a support for the traction sheave. This enables a traction sheave to be changed without having to dismantle the gearbox. It is also possible to form the traction sheave in one piece with the ring, or to form the planet carrier, the ring and the traction sheave in one piece.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which is explained in more detail below.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Hebezeugantrieb 1.The single figure shows a cross section through a hoist drive 1.
Der dargestellte Hebezeugantrieb 1 besteht aus einer Antriebseinheit 2, mit welcher einerseits ein mechanisches Planetengetriebe 4, und andererseits eine Sicherheitsbremse 11 verbunden ist. Das Hohlrad 6 des Planetengetriebe 4 ist über eine Schraubverbindung 7 mit dem Gehäuse 8 der Antriebseinheit 2 drehfest vebunden und an der radial äuße- ren Berandung befindet sich eine Lagerung 9, welche mit einen einstückigen Außenring ausgebildet sein kann, welcher zwischen einem Ring 10 und den Rollen des Lagers 9 angeordnet ist. Über dem Ring 10 ist die Treibscheibe 12 angeordnet, welche drehfest mit dem Planetenträger 13 verbunden ist, welcher die äußere Abgrenzung des Planetengetriebes 4 bildet. Der Ring 10 und die Treibscheibe 12 können auch einstückig ausgeführt sein. Das innere Zentralrad 14 des Planetentriebes 4 ist drehfest mit der Ausgangswelle 15 der Antriebseinheit 2 verbunden. Die innere Welle 16 der Sicherheitsbremse 11 ist drehfest mit der Ausgangswelle 15 des Antriebseinheit 2 verbunden. Das innere Zentralrad 14, die innere Welle 16 der Sicherheitsbremse 11 und die Ausgangswelle 15 des Antriebseinheit 2 können auch einstückig ausgeführt sein. Die radial äußeren Umfangswand des Hohlrad 6 ist mit einem Dichtring 17 zur flüssigkeitsdichtenden Trennung versehen. Die radial inneren Umfangswand des Gehäuses 8 der Antriebseinheit 2 auf der dem Planetengetriebe 4 zugewanten Seite, ist mit einem Dichtring 18 zur flüs- sigkeitsdichtenden Trennung von Planetengetriebe 4 und Antriebseinheit 2 versehen. Der Ständerfuß 3 ist entweder einstückig mit der Antriebseinheit 2 verbunden, oder an diese angebaut. Die Verzahnung des Planetengetriebes 4 ist vorzugsweise als Schrägverzahnung, dessen Planeten als Stufenplaneten 5 ausgebildet sind, ausgeführt. Die Schrägverzahnung der Stufenplaneten 5 kann dergestalt ausgelegt sein, daß die Stufenplaneten 5 keine äußeren Axialkräfte erzeugen. BezugszeichenThe hoist drive 1 shown consists of a drive unit 2, to which a mechanical planetary gear 4 and a safety brake 11 are connected. The ring gear 6 of the planetary gear 4 is connected in a rotationally fixed manner to the housing 8 of the drive unit 2 by means of a screw connection 7 and Ren edging is a bearing 9, which can be formed with a one-piece outer ring which is arranged between a ring 10 and the rollers of the bearing 9. Over the ring 10, the traction sheave 12 is arranged, which is rotatably connected to the planet carrier 13, which forms the outer boundary of the planetary gear 4. The ring 10 and the traction sheave 12 can also be made in one piece. The inner central wheel 14 of the planetary gear 4 is rotatably connected to the output shaft 15 of the drive unit 2. The inner shaft 16 of the safety brake 11 is rotatably connected to the output shaft 15 of the drive unit 2. The inner central wheel 14, the inner shaft 16 of the safety brake 11 and the output shaft 15 of the drive unit 2 can also be made in one piece. The radially outer peripheral wall of the ring gear 6 is provided with a sealing ring 17 for liquid-sealing separation. The radially inner peripheral wall of the housing 8 of the drive unit 2 on the side facing the planetary gear 4 is provided with a sealing ring 18 for the liquid-sealing separation of the planetary gear 4 and the drive unit 2. The stand base 3 is either connected in one piece to the drive unit 2 or attached to it. The toothing of the planetary gear 4 is preferably designed as a helical toothing, the planets of which are designed as step planets 5. The helical toothing of the stepped planet 5 can be designed such that the stepped planet 5 does not generate any external axial forces. Reference numerals
1 Hebezeugantrieb1 hoist drive
2 Antriebseinheit2 drive unit
3 Standerfuß3 stand feet
4 Planetengetriebe4 planetary gears
5 Stufenplaneten5 step planets
6 Hohlrad6 ring gear
7 SchraubVerbindung7 screw connection
8 Gehäuse8 housing
9 Lagerung9 storage
10 Ring10 ring
11 Sicherheitsbremse11 safety brake
12 Treibscheibe12 traction sheave
13 Planetenträger13 planet carriers
14 inneres Zentralrad14 inner central wheel
15 Ausgangswelle15 output shaft
16 inere Welle16 inner wave
17 Dichtring17 sealing ring
18 Dichtring 18 sealing ring

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Hebezeugantrieb (1), bestehend aus einer Antriebseinheit (2), einer Sicherheitsbremse (11) und einem Planetengetriebe (4) mit einem innerem Zentralrad (14) , Planeten, einem Hohlrad (6) und einem Planetenträger (13), eine auf einem Planetengetriebe befestigte Treibscheibe (12) , einer Lagerung (9) der Treibscheibe und einem Ständerfuß1. hoist drive (1), consisting of a drive unit (2), a safety brake (11) and a planetary gear (4) with an inner central wheel (14), planet, a ring gear (6) and a planet carrier (13), one a traction sheave (12) fastened to a planetary gear, a bearing (9) of the traction sheave and a stand foot
(3) zur Befestigung eines Hebezeugantriebes (1) , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Planetengetriebe(3) for attaching a hoist drive (1), characterized by the fact that the planetary gear
(4) ein Getriebe mit Stufenplaneten (5) ist, dessen Hohlrad (6) drehfest mit einem Gehäuse (8) einer Antriebseinheit (2) verbunden ist, dessen inneres Zentralrad (14) von einer(4) is a gear with stepped planet (5), the ring gear (6) is rotatably connected to a housing (8) of a drive unit (2), the inner central wheel (14) by a
Ausgangswelle (15) einer Antriebseinheit (2) angetrieben wird, dessen Planetenträger (13) drehfest mit einer Treibscheibe (12) verbunden ist und dessen Treibscheibe (12) über eine Lagerung (9) auf einem Hohlrad (6) gelagert ist.Output shaft (15) of a drive unit (2) is driven, the planet carrier (13) is rotatably connected to a traction sheave (12) and the traction sheave (12) is mounted on a ring gear (6) via a bearing (9).
2. Hebezeugantrieb (1) nach Anspruch 1. dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Gehäuse (8) einer Antriebseinheit (2) mit Ständerfuß (3) ausgebildet ist und eine Sicherheitsbremse (11) drehtest mit einem Gehäuse (8) einer Antriebseinheit (2) verbunden ist.2. Hoist drive (1) according to claim 1, characterized in that a housing (8) of a drive unit (2) with a stand base (3) is formed and a safety brake (11) rotates test with a housing (8) of a drive unit (2) connected is.
3. Hebezeugantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Gehäuse (8) einer Antriebseinheit (2) auf der einem Planetengetriebe (4) zugewanten Seite auf seiner radial inneren Umfangswand mit einem Dichtring (18) zur flüssigkeitsdichtenden Trennung von Planetengetriebe (4) und Antriebseinheit (2) versehen ist.3. Hoist drive (1) according to claim 1, characterized in that a housing (8) of a drive unit (2) on the side facing a planetary gear (4) on its radially inner peripheral wall with a sealing ring (18) for liquid-sealing separation of planetary gear ( 4) and drive unit (2) is provided.
4. Hebezeugantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verzahnung eines Planetengetriebes (4) als Schrägverzahnung ausgeführt ist, deren Auslegung Axialkräfte von Stufenplaneten (5) verhindert.4. hoist drive (1) according to claim 1, characterized characterized in that the toothing of a planetary gear (4) is designed as a helical toothing, the design of which prevents axial forces from step planets (5).
5. Hebezeugantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Lagerung (9) einen einstückigen Außenring aufweist, die Laufbahn der Rollen auf der radial äußeren Berandung eines Hohlrades (6) ist.5. hoist drive (1) according to claim 1, characterized in that a bearing (9) has a one-piece outer ring, the raceway of the rollers on the radially outer edge of a ring gear (6).
6. Hebezeugantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verzahnung der Stufenplaneten (5) sich mit einem inneren Zentralrad (14) im Eingriff befindet und eine gleichzeitige Eingriffsfolge aufweist. 6. Hoist drive (1) according to claim 1, characterized in that the toothing of the stepped planet (5) is in engagement with an inner central wheel (14) and has a simultaneous sequence of engagements.
EP99929286A 1998-06-25 1999-06-19 Hoist drive Expired - Lifetime EP1089935B1 (en)

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DE (2) DE19828213A1 (en)
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