EP1550630A2 - Aufzug-Elektromotor - Google Patents

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Publication number
EP1550630A2
EP1550630A2 EP04027095A EP04027095A EP1550630A2 EP 1550630 A2 EP1550630 A2 EP 1550630A2 EP 04027095 A EP04027095 A EP 04027095A EP 04027095 A EP04027095 A EP 04027095A EP 1550630 A2 EP1550630 A2 EP 1550630A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
stator
rotor
shaft
motor according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04027095A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1550630A3 (de
EP1550630B1 (de
Inventor
Hans-Ferdinand Frhr. Von Scholley
Jochen Müller
Uwe Resag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH filed Critical ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH
Priority to EP04027095A priority Critical patent/EP1550630B1/de
Publication of EP1550630A2 publication Critical patent/EP1550630A2/de
Publication of EP1550630A3 publication Critical patent/EP1550630A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1550630B1 publication Critical patent/EP1550630B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/043—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation
    • B66B11/0476—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation with friction gear, e.g. belt linking motor to sheave

Definitions

  • the present invention relates to an elevator electric motor according to the preamble of claim 1.
  • a traction sheave elevator with an elevator car that runs along from Lift guide rails moved, a counterweight that moves along counterweight guide rails, On a set of traction cables to which the elevator car and the counterweight are suspended in the hoistway, and a drive unit, the one with the Drive unit connected and on the elevator ropes acting traction sheave drives, known.
  • the Drive unit arranged in a machine room, in the elevator shaft or in the elevator shaft and his shaft wall is arranged.
  • Elevator drive positioned next to the carriageway is felt to be detrimental that there provided drive units require a lot of space, so that, for example, with the same car size opposite conventional lifts larger shaft widths and / or Depths are required or additional Shaft wall recesses are necessary. In particular, can this lead to the usual shaft cross-sectional dimensions after ISO 4190-1 can not be met.
  • WO 01/27016 A1 is a drive for an elevator with a ropeway car in one vertically extending shaft is movable up and down, and with a traction sheave for the ropes of the car and one parallel to the traction sheave arranged Drive motor known, the drive motor by Transmission belt is connected to a pulley, the is arranged coaxially with the traction sheave.
  • the Drive designed so that the drive motor with a provided on the motor shaft acting braking device is.
  • a disadvantage of this structure is considered that he builds big.
  • the arrangement of Braking device on the motor shaft leads to a very long construction, so that the drive inevitably in the upper or lower area of the shaft in the Projection area of the car must protrude.
  • a generic elevator electric motor is finally off DE 102 19 543 A1.
  • the in the publication described external rotor motor has a windings carrying laminated core as a stator and an outer rotor on.
  • the traction sheave with large axial distance to the stator still behind the Motor rotor mounting arranged on the motor shaft, whereby a relatively large bending load on the stator and the stator carrier acts.
  • the present invention seeks to be a small building electric motor for elevator systems to provide in particular in the shaft at any height next to the Lane of the car can be arranged without the Shaft to enlarge, and without additional Shaft wall recesses is feasible.
  • the the Electric motor acting bending loads should be as low as possible.
  • the elevator electric motor according to the invention is very small, wherein in particular the axial extent of the engine, d. H. the extension in the direction of the motor shaft, minimizable is.
  • the shaft extends through an in Stator formed axial opening and is together with the rotor connected to it only supported by the stator.
  • the rotor and the driven pulley in the axial direction on opposite sides of the To arrange motor shaft are on the engine or the Motor shaft acting bending moments in an effective manner reducible.
  • An external rotor motor is basically cheap Drive lever ratios available, as the effective Drive lever arm in relation to the outer diameter very far out.
  • the one-sided attachment of the stator gives a flying attachment of the engine or the counter gear and further leads to a storage of the rotor or the Axially very close to the Statorbefestist possible is, causing unwanted moments, which leads to bends the motor shaft would lead, can be avoided.
  • a storage facility the shaft in the axial direction substantially at the height is formed of the stator. Because of the relative low bending load of the elevator electric motor according to the invention Such a storage device can be relatively be small in size, reducing the size of the elevator electric motor can be scaled down and costs saved can be.
  • At least one storage device formed between the stator and a hub of the rotor is.
  • a first bearing device between the stator and the rotor and a second bearing device between the stator and to provide the shaft can due to the advantageous embodiment of the invention Elevator electric motor can be made relatively small.
  • the elevator electric motor according to the invention is the rotor pot-like and in its middle area with a invagination educated.
  • motor elements can be positioned, thereby the axial extent of the rotor can be minimized.
  • the central region of the indentation as Hub formed on the outside of an area for Recording a storage facility has, as well as a central opening in which the shaft is received.
  • the elevator electric motor according to the invention is formed with a removable housing, which surrounds the rotor and the encoder and the stator and / or stator is detachably fastened. It proves according to a further embodiment of the invention as particularly favorable that between the stator and / or Statormik and the housing only a sealing joint is provided. With such a housing, the rotor completely encloses and only one wave output has, is the security of an inventive Elevator electric motor advantageously influenced.
  • One Such housing also serves as protection against Pollution.
  • it is especially easy Way sealable, making it both as a water protection as can also serve as explosion protection.
  • the driven pulley is on one end or arranged on an end region of the shaft. It is according to Another embodiment also conceivable that both ends of the shaft, a driven pulley is arranged.
  • the driven pulley can be used in particular as a pulley, Sprocket, brake disc or traction sheave be formed. All of these driven pulleys are according to the invention positioned so that only small bending moments on the Electric motor act. This is the life of a such electric motor in an advantageous manner renewable.
  • the shaft protrudes on both sides of the Electric motor from this before.
  • this measure is a great flexibility of the engine use available posed.
  • the Lift electric motor according to the invention is at a first End of the shaft, which is the second storage is adjacent, in the axial direction in the amount of Stator michs is arranged, a radially loaded Driven or driven wheel arranged, and / or in the area a second end portion of the shaft another Engine component, in particular a pulse generator arranged.
  • the inventive design of the shaft are both End portions of the shaft in a very flexible manner with Engine components or output components can be fitted. It is advantageous with the rotor in the form of a pot form in invaginated floor area, since in by the Invagination formed free area e.g. the pulse generator or other engine or drive components can be without increasing the motor length.
  • the inverted middle floor area forms the hub of the Rotor, on its inside with the motor shaft rotatably connected and on the outside of the first, bearing arranged between rotor and stator bearing.
  • the cumulative axial corresponds Extension of the storage areas of the first and second Bearing on the shaft and the other component, in particular the pulse generator, substantially the width of the rotor. With this dimensioning is a very compact elevator electric motor made available.
  • the Electric motor according to the invention a stator, whose Sheets with outwardly open grooves for receiving coils are formed. With this training are ready-made, wound and pressed coils in a simple manner externally mounted on the stator.
  • This embodiment will sometimes as a tooth winding technique or as Single tooth winding called.
  • the inventive Electric motor is designed with a rotor in the Exterior contains a magnetic return ring, which is equipped on the inside with permanent magnets.
  • This return ring can also with inward open Be formed grooves for receiving permanent magnets. This measure can be particularly cost-effective available, rectangular magnets with a bond be held clearly and reliably in their position.
  • the electric motor according to the invention with a stator formed in which several or all Coils an electrical phase of a wire endlessly are made, which in particular a cheaper Provision of the engine is supported.
  • a single tooth winding For example, every second tooth providable.
  • One Such engine can with a very high number of poles be realized, whereby it is characterized by a high Overload capacity.
  • the rotor on its outdoor area to provide at least one braking surface, in which case one arranged on the stator or stator carrier braking device interacts with this braking surface to the engine to be able to decelerate or to keep it at a standstill
  • the illustrated in Figure 1 preferred embodiment of Lift electric motor according to the invention (in total with 12 designated) has a stator 30 which has a Statorthere or a suspension 32 with a frame 70th an elevator drive 10 is firmly connected.
  • the engine 12 may be formed with a detachable housing 12a, which preferably surrounds the motor sealingly.
  • a detachable housing 12a which preferably surrounds the motor sealingly.
  • only one sealing zone (in Figure 1 and 2 with 12b) formed between the housing 12a and the outside of the stator 30 may be provided. With such a housing or with such a trained sealing zone is a particularly simple, Reliable and reasonably available seal of the Motors 12 against external influences realized.
  • sealing zone 12b it is conceivable, between the housing 12a and the stator 32nd to form a sealing zone.
  • a sealing zone is in Figure 1 denoted by 12c.
  • Electric motor 12 also has a cup-shaped, outside running rotor 34.
  • the rotor 34 is provided with a Rotor hub 35 rotatably connected to a motor shaft 13.
  • the rotor 34 is provided with one on the outside of the rotor hub 35 arranged bearing 38 rotatably within the stator stored.
  • the shaft 13 is via a further engine mount 40th rotatably mounted on the stator. Overall, both the rotor and the motor shaft carried by the stator. Overall, it is in the illustrated here Embodiment to a flying bearing of the motor shaft 13th
  • stator 30 is only in the range of one first motor shaft end 13a on the stator support 32nd held, as can be seen in particular in Figure 1.
  • stator with the above mentioned Motor shaft bearing 40 is formed.
  • forces or Moments effectively compensated as one on the Motor shaft end 13a arranged driven pulley or Traction sheave next to the side next to the Statorarba 32 is arranged.
  • a rotary encoder 46 rotatably applied, which, for example, under a Engine control or to determine a car position or -speed can be used.
  • molding of the rotor it is in advantageously possible, such a rotary encoder 46th to install on the motor shaft 13, without the axial Total extension of the electric motor to enlarge. It be explicitly reiterated that it would also be possible at the second end 13b of the Motor shaft 13 to provide an output device.
  • the stator 30 is equipped with sheets 41, which with are formed outwardly open grooves. In these grooves are coils 42 introduced.
  • the sheets of the rotor 34 or the magnetic return ring 39 are on the inside provided with permanent magnets.
  • the magnetic Return ring can also be with inwardly open grooves be formed, in which magnets 44 are introduced.
  • the drive has as essential components one Electric motor 12 according to the invention, a traction sheave 14, a braking device with a brake disc 16 and Brake calipers 24, 26 and a Riemenvorgelege 18, 20, 21st on.
  • the housing of the electric motor 12 is 12a denotes a frame for supporting the traction sheave with 70th
  • the Riemenvorgelege has a first, on the motor shaft thirteenth attached to the electric motor pulley 18, a second, attached to the traction sheave 14 pulley 20 and one the pulleys 18, 20 with each other coupling Belt 21 on.
  • the belt 21 is preferably as (positively acting) Timing belt formed of the highest strength material.
  • Material are, for example, aramid or with Kevlar fibers or strands reinforced plastics prefers.
  • they are also non-positively acting Belt, for example V-belt, usable.
  • this provides Riemenvorgelege a reduction gear, wherein the Drive torque of the motor 12 expediently to a Factor two to five is reduced. It is too possible, a gear ratio of 1: 1 or one to choose another ratio.
  • the motor 12 is (at the shown in Figure 3 Hoistway wall 50) below the traction sheave 14 and the Braking device arranged, and protrudes in its axial Length does not significantly exceed the cumulative width of Traction sheave and braking device addition. Furthermore, the Brake disk 16 of the brake device rotatably with the Traction sheave 14 connected, so that even in case of failure of the There are no safety risks associated with the belt.
  • the traction sheave 14 drives, as also in Figure 2 recognize a number of elevator ropes 22.
  • FIG. 3 is a sectional view of the drive according to FIG 1 in a defined by the shaft or axle 13 and 15 Level shown.
  • the already with reference to Figure 1 or 2 components described are also in Figure 3 represented and each with the same reference numerals Mistake.
  • a rotary encoder 46 rotatably applied, which, for example, in the context of a motor control or for determining a car position or speed can be used.
  • Rotor 34 and pulley 18th on the shaft 13 are not two-sided, but in axial Direction only provided on one side with bearing means.
  • the housing 12a in which the electric motor 12 is located is z. B. on a shaft wall of a hoistway, here denoted by 50, for example by means of a (not fixed) carrier, or on one or several guide rails or on a shaft frame.
  • a traction sheave 14 arranged.
  • the traction sheave 14 is, for example by means of bolts 62, rotatably with the pulley 20 of the Riemenvorgeleges connected.
  • the storage of the traction sheave or the pulley on the axis 15 by means of two camps 64.
  • the brake disc 16 is also concentric with the axis 15th rotatably connected to the traction sheave 14. These Attachment is for example by means of bolts 66 accomplished.
  • the braking device shown in Figures 2 and 3 is a disc brake with two calipers 24 and 26.
  • the Brake disk 16 is by means of brake calipers 24, 26 in acted upon known manner.
  • the brake calipers 24, 26 For example, have brake shoes 24a and 24b, which for triggering a braking operation with the brake disk 16 can be brought into operative connection.
  • Traction sheave 14 and braking device 24, 26, 16 are over the support assembly 14 a held on a frame 70, the fixed to the housing 12a of the engine 12, for example is connected by screws 73 (see Figure 2), or with the stator support 32nd
  • a cover 74 is provided, the one unwanted engagement in the belt drive prevents and the Noise emission of the drive dampens or reduces.
  • the belt tension is adjusted by a Adjusting screw 72, with the distance between the axis 15th and the shaft 13 can be changed.

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Abstract

Aufzug-Elektromotor für einen Aufzugantrieb für Seilaufzüge, deren Fahrkorb über Tragmittel durch eine mit dem Antrieb verbundene Treibscheibe angetrieben wird, mit einem außenlaufenden Rotor (34), einem innen angeordneten Stator (30) und einer sich durch den Elektromotor hindurch in axialer Richtung erstreckenden Welle (13), mit der der Rotor (34) und eine Abtriebsscheibe (18) drehfest gekoppelt sind, wobei der Stator (30) axial einseitig mit einem Statorträger (32) zur axial einseitigen Aufhängung des Aufzug-Elektromotors ausgebildet ist und der Rotor (34) und die Welle (13) mittels wenigstens einer Lagereinrichtung (38, 40) drehbar am Stator (30) gelagert sind, wobei in axialer Richtung der Rotor (34) und die Abtriebsscheibe (18) auf entgegengesetzten Seiten des Statorträgers (32) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufzug-Elektromotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Triebwerkraumlose Aufzüge finden bereits weite Verwendung. Es wird hierbei angestrebt, Ansätze zur Reduzierung von Schachtabmessungen umzusetzen. Im theoretisch günstigsten Falle ist hierbei die Länge des Schachtes definiert lediglich durch die Summe der Förderhöhe, der Höhe des Fahrkorbs und der erforderlichen Überfahrten und Pufferhübe. Hierzu ist es notwendig, Baugruppen des Aufzugsantriebs und/oder der Aufzugsteuerung, die herkömmlicherweise über oder unter der Fahrbahn des Fahrkorbs angeordnet sind, neben der Fahrbahn des Fahrkorbs zu positionieren.
Aus der EP 0 719 724 B1 ist ein Treibscheibenaufzug mit einer Aufzugkabine, die sich entlang von Aufzugführungsschienen bewegt, einem Gegengewicht, dass sich entlang von Gegengewichtsführungsschienen bewegt, einem Satz von Auf Zugseilen, an denen die Aufzugkabine und das Gegengewicht in dem Aufzugschacht aufgehängt sind, und einer Antriebsmaschineneinheit, die eine mit der Antriebsmaschineneinheit verbundene und auf die Aufzugseile wirkende Treibscheibe antreibt, bekannt. Hierbei ist die Antriebsmaschineneinheit in einem Maschinenraum angeordnet, der in dem Aufzugschacht oder in dem Aufzugschacht und seiner Schachtwand angeordnet ist. Obwohl dort der Aufzugantrieb neben der Fahrbahn des Fahrkorbs positioniert ist, wird als nachteilig empfunden, dass die dort vorgesehenen Antriebseinheiten sehr viel Bauraum benötigen, so dass beispielsweise bei gleicher Fahrkorbgröße gegenüber herkömmlichen Aufzügen größere Schachtbreiten und/oder -tiefen erforderlich sind bzw. zusätzliche Schachtwandaussparungen notwendig sind. Insbesondere kann dies dazu führen, dass übliche Schachtquerschnittsmaße nach ISO 4190-1 nicht eingehalten werden können.
Aus der WO 01/27016 A1 ist ein Antrieb für einen Aufzug mit einem an Seilen gehaltenen Fahrkorb, der in einem sich vertikal erstreckenden Schacht auf und ab verfahrbar ist, sowie mit einer Treibscheibe für die Seile des Fahrkorbs und einem zur Treibscheibe parallelachsig angeordneten Antriebsmotor bekannt, wobei der Antriebsmotor durch Treibriemen mit einer Riemenscheibe verbunden ist, die koaxial zur Treibscheibe angeordnet ist. Hierbei ist der Antrieb so ausgebildet, dass der Antriebsmotor mit einer auf die Motorwelle einwirkenden Bremsvorrichtung versehen ist. Als nachteilig bei diesem Aufbau wird angesehen, dass er groß baut. Insbesondere die Anordnung der Bremsvorrichtung an der Motorwelle führt zu einer sehr langen Konstruktion, so dass der Antrieb zwangsläufig im oberen oder unteren Bereich des Schachtes in den Projektionsbereich des Fahrkorbs ragen muss.
Ein gattungsgemäßer Aufzug-Elektromotor ist schließlich aus der DE 102 19 543 A1 bekannt. Der in der Druckschrift beschriebene Außenläufermotor weist ein Wicklungen tragendes Blechpaket als Stator sowie einen äußeren Rotor auf. Bei diesem Außenläufermotor ist die Treibscheibe mit großem axialen Abstand zu dem Statorträger noch hinter der Motorrotorbefestigung auf der Motorwelle angeordnet, wodurch eine relativ große Biegebelastung auf den Stator und den Statorträger einwirkt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, einen klein bauenden Elektromotor für Aufzugsanlagen bereit zu stellen, der insbesondere im Schacht in beliebiger Höhe neben der Fahrbahn des Fahrkorbs angeordnet werden kann, ohne den Schacht zu vergrößern, und der ohne zusätzliche Schachtwandaussparungen realisierbar ist. Die den Elektromotor beaufschlagenden Biegebelastungen sollen möglichst gering sein.
Dieses Ziel wird erreicht mit einem Elektromotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Der erfindungsgemäße Aufzug-Elektromotor baut sehr klein, wobei insbesondere die axiale Erstreckung des Motors, d. h. die Erstreckung in Richtung der Motorwelle, minimierbar ist. Erfindungsgemäß erstreckt sich die Welle durch eine im Stator ausgebildete axiale Öffnung und wird zusammen mit dem mit ihr verbundenen Rotor nur von dem Stator getragen. Zu diesem Zwecke sind in dieser Öffnung zweckmäßigerweise entsprechende Lagermittel ausgebildet. Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung, den Rotor und die Abtriebsscheibe in axialer Richtung auf entgegengesetzten Seiten der Motorwelle anzuordnen, sind auf den Motor bzw. die Motorwelle einwirkende Biegemomente in wirksamer Weise reduzierbar.
Ein Außenläufermotor stellt prinzipiell günstige Antriebshebelverhältnisse zur Verfügung, da der wirksame Antriebshebelarm im Verhältnis zum Außendurchmesser sehr weit außen liegt. Die erfindungsgemäße Ausbildung eines derartigen Außenläufermotors mit fliegender Lagerung des Rotors und einer mit dem außenlaufenden Rotor verbundenen Welle, welche sich durch den Motor hindurch erstreckt, führt zu einer sehr flachen, hochkompakten Bauweise des Motors. Dadurch, dass der außenlaufende Rotor den erzeugten Kraftfluss durch die eigene Mitte herausführt, ist es in besonders günstiger Weise möglich, beispielsweise ein Vorgelege, insbesondere Riemenrad oder eine Treibscheibe, axial versetzt zum Rotor auf der Motorwelle zu befestigen. Die einseitige Befestigung des Stators ergibt eine fliegende Befestigung des Motors bzw. des Vorgeleges und führt ferner dazu, dass eine Lagerung des Rotors bzw. des Vorgeleges axial sehr nah an der Statorbefestigung möglich ist, wodurch unerwünschte Momente, welche zu Biegungen an der Motorwelle führen würden, vermieden werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Aufzug-Elektromotors sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es erweist sich als zweckmäßig, dass eine Lagereinrichtung der Welle in axialer Richtung im Wesentlichen auf der Höhe des Statorträgers ausgebildet ist. Aufgrund der relativ geringen Biegebelastung des erfindungsgemäßen Aufzug-Elektromotors kann eine derartige Lagereinrichtung relativ klein dimensioniert sein, wodurch die Baugröße des Aufzug-Elektromotors verkleinert werden kann und Kosten gespart werden können.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens eine Lagereinrichtung zwischen dem Stator und einer Nabe des Rotors ausgebildet ist. Insbesondere erweist es sich als vorteilhaft, eine erste Lagereinrichtung zwischen dem Stator und dem Rotor und eine zweite Lagereinrichtung zwischen dem Stator und der Welle vorzusehen. Auch diese Lagereinrichtungen können aufgrund der vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Aufzug-Elektromotors relativ klein ausgebildet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzug-Elektromotors ist der Rotor topfartig und in seinem Mittelbereich mit einer Einstülpung ausgebildet. In eine derartige Einstülpung sind in vorteilhafter Weise Motorelemente positionierbar, wodurch die axiale Erstreckung des Rotors minimierbar ist. Zweckmäßigerweise ist der Mittelbereich der Einstülpung als Nabe ausgebildet, die an ihrer Außenseite einen Bereich zur Aufnahme einer Lagereinrichtung aufweist, sowie eine mittlere Öffnung, in welcher die Welle aufgenommen ist. Mit dieser Ausgestaltung ist die Kompaktheit des erfindungsgemäßen Aufzug-Elektromotors weiter optimierbar.
Es erweist sich als besonders vorteilhaft, in der Einstülpung des Rotors einen Drehgeber vorzusehen. Diese Ausbildung erweist sich in der Praxis als robust und zuverlässig, da ein derart positionierter Drehgeber in wirksamer Weise von äußeren Einflüssen geschützt werden kann.
Es ist ferner bevorzugt, dass der erfindungsgemäße Aufzug-Elektromotor mit einem abnehmbaren Gehäuse ausgebildet ist, welches den Rotor und den Drehgeber umgibt und am Stator und/oder Statorträger lösbar befestigbar ist. Es erweist sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als besonders günstig, dass zwischen dem Stator und/oder Statorträger und dem Gehäuse lediglich eine Dichtfuge vorgesehen ist. Mit einem derartigen Gehäuse, das den Rotor vollständig einschließt und nur einen Wellenausgang aufweist, ist die Sicherheit eines erfindungsgemäßen Aufzug-Elektromotors vorteilhaft beeinflußbar. Ein derartiges Gehäuse dient gleichzeitig als Schutz gegen Verschmutzung. Zusätzlich ist es in besonders einfacher Weise abdichtbar, so dass es sowohl als Wasserschutz als auch als Explosionsschutz dienen kann.
Zweckmäßigerweise ist die Abtriebsscheibe auf einem Ende bzw. an einem Endbereich der Welle angeordnet. Es ist gemäß einer weiteren Ausführungsform ebenfalls denkbar, dass auf beiden Enden der Welle eine Abtriebsscheibe angeordnet ist.
Die Abtriebsscheibe kann insbesondere als Riemenscheibe, Kettenrad, Bremsscheibe oder Treibscheibe ausgebildet sein. Sämtliche diese Abtriebsscheiben sind erfindungsgemäß derart positioniert, dass nur kleine Biegemomente auf den Elektromotor wirken. Hierdurch ist die Lebensdauer eines derartigen Elektromotors in vorteilhafter Weise verlängerbar.
Zweckmäßigerweise ragt die Welle auf beiden Seiten des Elektromotors aus diesem vor. Mit dieser Maßnahme ist eine große Flexibilität des Motoreinsatzes zur Verfügung gestellt. Beispielsweise ist es möglich, beide Seiten des Elektromotors bzw. wahlweise eine der beiden Seiten des Elektromotors mit einem Abtriebsmechanismus, beispielsweise einer Treib- oder Riemenscheibe, zu versehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzug-Elektromotors ist an einem ersten Endbereich der Welle, welcher der zweiten Lagerung benachbart ist, die in axialer Richtung in Höhe des Statorträgers angeordnet ist, ein radial belastetes Abtriebs- oder Treibrad angeordnet, und/oder im Bereich eines zweiten Endbereiches der Welle eine weitere Motorkomponente, insbesondere ein Impulsgeber, angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Welle sind beide Endbereiche der Welle in sehr flexibler Weise mit Motorkomponenten bzw. Abtriebskomponenten bestückbar. Es ist vorteilhaft den Rotor in Form eines Topfes mit eingestülptem Bodenbereich auszubilden, da in dem durch die Einstülpung gebildeten freien Bereich z.B. der Impulsgeber oder andere Motor- oder Antriebskomponenten angeordnet werden können, ohne die Motorlänge zu vergrößern. Dabei bildet der eingestülpte mittlere Bodenbereich die Nabe des Rotors, die auf ihrer Innenseite mit der Motorwelle drehfest verbunden ist und auf ihrer Außenseite die erste, zwischen Rotor und Stator angeordnete Lagerung trägt.
Zweckmäßigerweise entspricht die kumulierte axiale Erstreckung der Lagerungsbereiche der ersten und zweiten Lager auf der Welle und des weiteren Bauteils, insbesondere des Impulsgebers, im wesentlichen der Breite des Rotors. Mit dieser Dimensionierung ist ein sehr kompakter Aufzug-Elektromotor zur Verfügung gestellt.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung weist der erfindungsgemäße Elektro-Motor einen Stator auf, dessen Bleche mit nach außen offenen Nuten zur Aufnahme von Spulen ausgebildet sind. Mit dieser Ausbildung sind vorgefertigte, gewickelte und gepresste Spulen in einfacher Weise von außen auf den Stator montierbar. Diese Ausgestaltung wird bisweilen auch als Zahnwickeltechnik bzw. als Einzelzahnbewicklung bezeichnet.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, dass der erfindungsgemäße Elektro-Motor mit einem Rotor ausgebildet ist, der im Außenbereich einen magnetischen Rückschlussring enthält, der auf der Innenseite mit Permanentmagneten bestückt ist. Dieser Rückschlussring kann auch mit nach innen offenen Nuten zur Aufnahme von Permanentmagneten ausgebildet sein. Mit dieser Maßnahme können insbesondere kostengünstig verfügbare, rechteckige Magnete mit einer Verklebung eindeutig und zuverlässig in ihrer Lage gehalten werden.
Zweckmäßigerweise ist der erfindungsgemäße Elektromotor mit einem Stator ausgebildet, bei dem mehrere oder sämtliche Spulen einer elektrischen Phase aus einem Draht endlos gefertigt sind, womit insbesondere eine kostengünstigere Bereitstellung des Motors unterstützt wird.
In besonders vorteilhafter Weise ist bei dem erfindungsgemäßen Motor eine Einzelzahnbewicklung beispielsweise jedes zweiten Zahnes vorsehbar. Ein derartiger Motor kann mit einer sehr hohen Polzahl realisiert werden, wobei er sich durch eine hohe Überlastbarkeit auszeichnet.
Auch ist es möglich, den Rotor an seinem Außenbereich mit mindestens einer Bremsfläche zu versehen, wobei dann eine am Stator bzw. Statorträger angeordnete Bremseinrichtung mit dieser Bremsfläche zusammenwirkt, um den Motor abbremsen zu können oder im Stillstand zu halten
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. In dieser zeigt:
Figur 1
eine seitliche Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektromotors,
Figur 2
eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Verwendung des erfindungsgemäßen Elektromotors gemäß Figur 1 im Rahmen eines Aufzugantriebs, und
Figur 3
eine seitliche Schnittansicht des Aufzugantriebs gemäß Figur 2.
Die in Figur 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzug-Elektromotors (insgesamt mit 12 bezeichnet) weist einen Stator 30 auf, der über einen Statorträger bzw. eine Aufhängung 32 mit einem Rahmen 70 eines Aufzugantriebs 10 fest verbindbar ist. Der Motor 12 kann mit einem abnehmbaren Gehäuse 12a ausgebildet sein, welches den Motor vorzugsweise dichtend umgibt. Vorzugsweise ist nur eine Dichtzone (in Figur 1 und 2 mit 12b bezeichnet) ausgebildet, welche zwischen dem Gehäuse 12a und der Außenseite des Stators 30 vorgesehen sein kann. Mit einem derartigen Gehäuse bzw. mit einer derart ausgebildeten Dichtzone ist eine besonders einfache, zuverlässige und preiswert bereitstellbare Dichtung des Motors 12 gegenüber äußeren Einflüssen realisierbar.
Alternativ oder zusätzlich zu der Dichtzone 12b ist es denkbar, zwischen dem Gehäuse 12a und dem Statorträger 32 eine Dichtzone auszubilden. Eine derartige Dichtzone ist in Figur 1 mit 12c bezeichnet.
Der als Synchron-Motor (z. B. PPSM-Motor) ausgebildete Elektromotor 12 weist ferner einen topfartig ausgebildeten, außenlaufenden Rotor 34 auf. Der Rotor 34 ist mit einer Rotornabe 35 drehfest mit einer Motorwelle 13 verbunden. Der Rotor 34 ist mit einem auf der Außenseite der Rotornabe 35 angeordneten Lager 38 drehbar innerhalb des Stators gelagert. Die Welle 13 ist über ein weiteres Motorlager 40 drehbar am Stator gelagert. Insgesamt werden somit sowohl der Rotor als auch die Motorwelle vom Stator getragen. Insgesamt handelt es sich bei der hier dargestellten Ausführungsform um eine fliegende Lagerung der Motorwelle 13.
Zweckmäßigerweise ist der Stator 30 nur im Bereich eines ersten Motorwellenendes 13a an dem Statorträger 32 gehalten, wie insbesondere in Figur 1 zu erkennen ist. Auf dieser Seite ist der Stator mit der oben erwähnten Motorwellenlagerung 40 ausgebildet. Durch diese Ausbildung ist eine sehr kompakte Bauweise des Stators 30 realisierbar, andererseits werden auftretende Kräfte bzw. Momente effektiv kompensiert, da eine auf dem Motorwellenende 13a angeordnete Abtriebscheibe oder Treibscheibe direkt seitlich anschließend neben dem Statorträger 32 angeordnet ist.
Wie in Figur 1 zu erkennen ist, erfolgt die Lagerung des Rotors 34 am Stator 30 in etwa im mittleren Bereich der Längserstreckung der Motorwelle 13. Diese Anordnung wird durch die schüsselartige Einformung bzw. Einstülpung mit einer schräg verlaufenden Seitenwand 34a und einem Bodenbereich 34b des Rotors 34 mit anschließender Rotornabe 35 realisiert. Durch diese Einformung des Rotors ist es möglich, an beiden Enden der Motorwelle 13 Abtriebseinrichtungen (in Figur 1 ist nur Drehgeber 46 dargestellt) anzubringen. Andererseits erhält man durch eine derartige Ausbildung des Rotors die Möglichkeit, eine Abtriebseinrichtung optional an einem der beiden Enden der Motorwelle 13 vorzusehen.
Wie in Figur 1 zu erkennen, erfolgt die Lagerung des Rotors 34 an dem Stator 30 unter dem Mittelbereich des äußeren Rückschlussringes 39.
Neben der in Figur 1 dargestellten, mit schräg verlaufenden Wänden ausgebildeten Einformung ist auch eine stufenförmige Einformung denkbar.
In der Darstellung der Figur 1 ist, zur Vereinfachung der Darstellung, an dem ersten Ende 13a der Motorwelle 13 keine Abtriebseinrichtung dargestellt. Es ist in einfacher Weise möglich, ein Zahnrad, Kettenrad, Riemenrad oder auch eine Treibscheibe oder andere geeignete Komponenten auf der Motorwelle vorzusehen. Eine derartige Ausgestaltung wird weiter unten unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrieben werden.
An dem zweiten Ende 13b der Motorwelle 13 ist in der Ausführungsform gemäß Figur 1 ein Drehgeber 46 drehfest aufgebracht, welcher beispielsweise im Rahmen einer Motorsteuerung oder zur Ermittlung einer Fahrkorbposition oder -geschwindigkeit verwendet werden kann. Durch die erfindungsgemäße Einformung des Rotors ist es in vorteilhafter Weise möglich, einen derartigen Drehgeber 46 auf der Motorwelle 13 anzubringen, ohne die axiale Erstreckung des Elektromotors insgesamt zu vergrößern. Es sei explizit noch einmal darauf hingewiesen, dass es ebenfalls möglich wäre, an dem zweiten Ende 13b der Motorwelle 13 eine Abtriebseinrichtung vorzusehen.
Wie in Figur 1 ebenfalls zu erkennen ist, erfolgt somit die Lagerung des Rotors 34 am Stator 30 in etwa im Schwerpunktbereich des Elektromotors 12. Mit einer derartigen Lagerung werden die zwischen Stator und Rotor auftretenden Kräfte optimal aufgenommen. Die Motorbreite, d. h. die Erstreckung entlang der Motorwelle 13, ist in der dargestellten Ausführungsform nicht bzw. nur unwesentlich größer als der Rotorradius.
Der Stator 30 ist mit Blechen 41 ausgestattet, welche mit nach außen offenen Nuten ausgebildet sind. In diesen Nuten sind Spulen 42 eingebracht. Die Bleche des Rotors 34 bzw. der magnetische Rückschlussring 39 sind auf der Innenseite mit Permanentmagneten versehen. Der magnetische Rückschlussring kann auch mit nach innen offenen Nuten ausgebildet sein, in welche Magnete 44 eingebracht sind.
Anhand der Figuren 2 und 3 wird nun eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Elektromotors im Rahmen eines Antriebs für Seilaufzüge beschrieben. Der Antrieb ist in den Figuren 2 und 3 insgesamt mit 10 bezeichnet.
Der Antrieb weist als wesentliche Komponenten einen erfindungsgemäßen Elektromotor 12, eine Treibscheibe 14, eine Bremseinrichtung mit einer Bremsscheibe 16 und Bremszangen 24, 26 sowie ein Riemenvorgelege 18, 20, 21 auf. Das Gehäuse des Elektromotors 12 ist mit 12a bezeichnet, ein Rahmen zum Tragen der Treibscheibe mit 70.
Das Riemenvorgelege weist eine erste, an der Motorwelle 13 des Elektromotors befestigte Riemenscheibe 18, eine zweite, an der Treibscheibe 14 befestigte Riemenscheibe 20 und einen die Riemenscheiben 18, 20 miteinander koppelnden Riemen 21 auf.
Der Riemen 21 ist bevorzugt als (formschlüssig wirkender) Zahnriemen aus höchstfestem Material ausgebildet. Als Material sind beispielsweise mit Aramid- bzw. mit Kevlarfasern oder -strängen verstärkte Kunststoffe bevorzugt. Es sind ferner auch kraftschlüssig wirkende Riemen, beispielsweise Keilriemen, verwendbar.
In Figur 2 erkennt man, dass der Elektromotor 12 und die Treibscheibe 14 bzw. die Bremseinrichtung 16, 24, 26 derart übereinander angeordnet sind, dass die Welle 13 des Elektromotors 12 und die Achse 15 der Treibscheibe 14 parallel zueinander verlaufen. Mit dieser Maßnahme ist die horizontale Erstreckung des Antriebs 10, d. h. die Erstreckung in Richtung der Welle oder Achse 13 bzw. 15, minimierbar.
Wie in Figur 2 ebenfalls zu erkennen ist, stellt das Riemenvorgelege ein Untersetzungsgetriebe dar, wobei das Antriebsmoment des Motors 12 zweckmäßigerweise um einen Faktor zwei bis fünf reduziert wird. Es ist ebenfalls möglich, ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 oder ein anderes Verhältnis zu wählen.
Der Motor 12 ist (an der in Figur 3 dargestellten Aufzugschachtwand 50) unterhalb der Treibscheibe 14 und der Bremseinrichtung angeordnet, und ragt in seiner axialen Länge nicht wesentlich über die kumulierte Breite von Treibscheibe und Bremseinrichtung hinaus. Ferner ist die Bremsscheibe 16 der Bremseinrichtung drehfest mit der Treibscheibe 14 verbunden, so dass auch bei Ausfall des Riemenvorgeleges keine Sicherheitsrisiken entstehen.
Die Treibscheibe 14 treibt, wie ebenfalls in Figur 2 zu erkennen ist, eine Anzahl von Aufzugseilen 22 an.
In Figur 3 ist eine Schnittansicht des Antriebs gemäß Figur 1 in einer durch die Welle bzw. Achse 13 und 15 definierten Ebene dargestellt. Die bereits unter Bezugnahme auf Figur 1 bzw. 2 beschriebenen Komponenten sind auch in Figur 3 dargestellt und jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
Auf einem ersten Ende ist die Welle 13 mit dem bereits unter Bezugnahme auf Figur 2 beschriebenen Riemenrad 18 drehfest verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite ist auf die Welle 13 ein Drehgeber 46 drehfest aufgebracht, welcher beispielsweise im Rahmen einer Motorsteuerung oder zur Ermittlung einer Fahrkorbposition oder -geschwindigkeit verwendet werden kann.
Insgesamt ist die Lagerung des Rotors und des Riemenrades 18 fliegend ausgebildet, d. h. Rotor 34 und Riemenrad 18 auf der Welle 13 sind nicht zweiseitig, sondern in axialer Richtung lediglich einseitig mit Lagermitteln versehen.
Das Gehäuse 12a, in dem sich der Elektromotor 12 befindet, ist z. B. an einer Schachtwand eines Aufzugschachtes, hier mit 50 bezeichnet, beispielsweise mittels eines (nicht dargestellten) Trägers befestigt, oder auch an einer oder mehreren Führungsschienen oder an einem Schachtgerüst.
Oberhalb des Elektromotors 12 ist, wie bereits unter Bezugnahme auf Figur 2 erläutert wurde, eine Treibscheibe 14 angeordnet. Die Treibscheibe 14 ist, beispielsweise mittels Bolzen 62, drehfest mit der Riemenscheibe 20 des Riemenvorgeleges verbunden. Die Lagerung der Treibscheibe bzw. der Riemenscheibe an der Achse 15 erfolgt mittels zweier Lager 64.
Wie bereits unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben, ist auch die Riemenscheibe 20 zusammen mit der Treibscheibe 14 fliegend gelagert, da die Achse 15 einseitig in der Trägeranordnung 14a gehalten ist.
Auch in Figur 3 erkennt man die bereits unter Bezugnahme auf Figur 2 erwähnten Aufzugseile 22, welche durch die Treibscheibe 14 angetrieben werden.
Die Bremsscheibe 16 ist ebenfalls konzentrisch zur Achse 15 drehfest mit der Treibscheibe 14 verbunden. Diese Befestigung wird beispielsweise mittels Bolzen 66 bewerkstelligt.
Die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Bremseinrichtung ist eine Scheibenbremse mit zwei Bremszangen 24 und 26. Die Bremsscheibe 16 ist mittels der Bremszangen 24, 26 in an sich bekannter Weise beaufschlagbar. Die Bremszangen 24, 26 weisen beispielsweise Bremsbacken 24a und 24b auf, welche zur Auslösung eines Bremsvorgangs mit der Bremsscheibe 16 in Wirkverbindung bringbar sind.
Anstelle der Ausbildung der Bremseinrichtung als Scheibenbremse kann diese auch z. B. als Backenbremse ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft erweist sich hierbei, dass der Durchmesser der Bremsscheibe 16 größer als der Durchmesser der Treibscheibe 14 ist. Somit können die Bremszangen 24, 26 an der Bremsscheibe 16 radial außerhalb des Ortes angreifen, an dem der bereits unter Bezugnahme auf Figur 2 erläuterte Riemen 21 an der Riemenscheibe 20 angreift, bzw. die Aufzugseile 22 die Treibscheibe 14 beaufschlagen. Vorteilhaft ist, dass die Bremszange 24 zwischen den Tragseilen angeordnet ist (siehe insbesondere Figur 2) und die Bremszange 26 entgegengesetzt dazu auf der Seite Richtung Motor, so dass weder in Axialrichtung der Achse 15 noch in der Breite des Antriebs ein zusätzlicher Raumbedarf besteht.
Treibscheibe 14 und Bremseinrichtung 24, 26, 16 sind über die Trägeranordnung 14a an einem Rahmen 70 gehalten, der fest mit dem Gehäuse 12a des Motors 12 beispielsweise mittels Schrauben 73 verbunden ist (siehe Figur 2), oder mit dem Statorträger 32.
Schachtseitig ist eine Abdeckhaube 74 vorgesehen, die einen ungewollten Eingriff in den Riementrieb verhindert und die Geräuschemission des Antriebs dämpft bzw. reduziert.
Die Einstellung der Riemenspannung erfolgt durch eine Stellschraube 72, mit der der Abstand zwischen der Achse 15 und der Welle 13 verändert werden kann.

Claims (16)

  1. Aufzug-Elektromotor für einen Aufzugantrieb für Seilaufzüge, deren Fahrkorb über Tragmittel durch eine mit dem Antrieb verbundene Treibscheibe angetrieben wird, mit einem außenlaufenden Rotor (34), einem innen angeordneten Stator (30) und einer sich durch den Elektromotor hindurch in axialer Richtung erstreckenden Welle (13), mit der der Rotor (34) und eine Abtriebsscheibe (18) drehfest gekoppelt sind, wobei der Stator (30) axial einseitig mit einem Statorträger (32) zur axial einseitigen Aufhängung des Aufzug-Elektromotors ausgebildet ist und der Rotor (34) und die Welle (13) mittels wenigstens einer Lagereinrichtung (38, 40) drehbar am Stator (30) gelagert sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in axialer Richtung der Rotor (34) und die Abtriebsscheibe (18) auf entgegengesetzten Seiten des Statorträgers (32) angeordnet sind.
  2. Aufzug-Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lagereinrichtungen der Welle (13) in axialer Richtung im Wesentlichen auf der Höhe des Statorträgers (32) vorgesehen ist.
  3. Aufzug-Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lagereinrichtungen zwischen dem Stator (30) und einer Nabe des Rotors (34) vorgesehen ist.
  4. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der Lagereinrichtungen (38) zwischen dem Stator (30) und dem Rotor (34) vorgesehen ist und eine zweite der Lagereinrichtungen (40) zwischen dem Stator (30) und der Welle (13) vorgesehen ist.
  5. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (34) topfartig ausgebildet ist und in seinem Mittelbereich eine Einstülpung (34a, 34b) aufweist, die in ihrer Mitte als Rotornabe (35) ausgebildet ist.
  6. Aufzug-Elektromotor nach 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotornabe (35) an ihrer Außenseite zur Aufnahme der Lagereinrichtung (38) ausgebildet ist und eine mittlere Öffnung aufweist, in der die Welle (13) aufgenommen ist.
  7. Aufzug-Elektromotor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einstülpung (34a, 34b) des Rotors (34) ein Drehgeber (46) angeordnet ist.
  8. Aufzug-Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass er ein abnehmbares Gehäuse (12a) aufweist, welches den Rotor (34) und den Drehgeber (46) umgibt und am Stator (30) und/oder am Statorträger (32) lösbar befestigbar ist.
  9. Aufzug-Elektromotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stator (30) und/oder Statorträger (32) und dem Gehäuse (12a) lediglich eine Dichtfuge (12b, 12c) vorgesehen ist.
  10. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsscheibe (18) auf einem Ende der Welle (13) angeordnet ist.
  11. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Enden (13a, 13b) der Welle eine Abtriebsscheibe (18) angeordnet ist.
  12. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsscheibe als Riemenscheibe und/oder Kettenrad und/oder Bremsscheibe und/oder Treibscheibe ausgebildet ist.
  13. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (13) in axialer Richtung auf beiden Seiten des Elektromotors vorragt.
  14. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kumulierte axiale Erstreckung der Lagereinrichtungen (38, 40) auf der Welle (13) und des Drehgebers in axialer Richtung im Wesentlichen der axialen Länge des Rotors (34) entspricht.
  15. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator Bleche mit nach außen offenen Nuten zur Aufnahme von Spulen aufweist und/oder der Rotor (34) an seiner Innenseite mit nach innen offenen Nuten zur Aufnahme von Permanentmagneten (44) ausgebildet ist.
  16. Aufzug-Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder sämtliche Spulen einer elektrischen Phase des Stators (30) aus einem Draht endlos gefertigt sind.
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