DE102022125718A1

DE102022125718A1 - Elektromotorvorrichtung mit mehrstufig geschränkt angeordneten Rotorblechen sowie entsprechend ausgestatteter Rotor und dessen Verwendung insbesondere in Aufzugsanlagen

Info

Publication number: DE102022125718A1
Application number: DE102022125718.5A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wölfel; Andreas Wilhelm; Florian Otto; Aleksandr Gentner
Original assignee: TK Elevator Innovation and Operations GmbH
Current assignee: TK Elevator Innovation and Operations GmbH
Priority date: 2022-10-05
Filing date: 2022-10-05
Publication date: 2023-12-14

Abstract

Für eine geschränkte Anordnung von Rotorblechen eines Rotors eines Elektromotors war bisher ein vergleichsweise aufwändiger Herstellungsprozess erforderlich, insbesondere zur individuellen Anpassung der Rotorbleche in Abhängigkeit von deren jeweiliger Schränkungsposition. Erfindungsgemäß kann eine Rotorkonstruktion durch einheitliche Rotorbleche bereitgestellt werden, mittels welchen sich eine Schränkung auf sehr einfache Weise und auch bei mehreren möglichen Varianten hinsichtlich der Ausgestaltung der Schränkung realisieren lässt, indem die Rotorbleche jeweils mehrere Welle-Nabe-Verbindungen in Form von Nuten aufweisen. Die Nuten des jeweiligen Rotorblechs können dabei vorteilhaft durch einen (einzigen) Stanzvorgang eingebracht werden. Hierdurch kann auch ein vorteilhaftes konstruktives Konzept in Abstimmung mit einem schlanken und kostengünstigen Herstellungsprozess bereitgestellt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromotorvorrichtung mit einem Stator und mit einem Rotor mit mehrstufig geschränkt drehfest an einer Welle angeordneten Rotorblechen, wobei die stufenweise Schränkung durch um die Welle bzw. Rotorachse in Umfangsrichtung versetzte drehfeste Anordnung der Rotorbleche oder einzelner Rotorblechpakete realisiert ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen entsprechend ausgestatteten Rotor, insbesondere mit gestanzten Rotorblechen bzw. Rotorblechpaketen und wenigstens zwei Schränkungsstufen. Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung von Rotorblechen mit allesamt derselben (bevorzugt gestanzten) Rotorblechgeometrie zum Bereitstellen des Rotors einer solchen Elektromotorvorrichtung, insbesondere in Aufzugsanlagen, sowie eine entsprechend ausgestattete Aufzugsanlage. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei vielen Elektromotoren ist ein möglichst ruhiger Lauf wünschenswert. Dies kann bekanntermaßen durch eine Schränkung erzielt bzw. zumindest unterstützt werden, also durch eine um die Längsachse des Motors herum versetzte Anordnung von Magneten. Gemäß dem Stand der Technik wird eine Schränkung wahlweise am Rotor oder am Stator des Elektromotors vorgesehen. Es besteht Interesse an einer verbesserten Ausgestaltung der für diese Schränkung erforderlichen Komponenten und auch eines damit einher gehenden Herstellungs- bzw. Montageprozesses.
Beispielhaft kann die Veröffentlichung WO 2019/122074 A1 genannt werden, welche die mit einer solchen Schränkung einher gehenden Vorteile hinsichtlich der Wirkungsweise des jeweiligen Elektromotors beschreibt, und welche z.B. auch ein mechanisches wellenfestes Fügen von Rotorblechpaketen zum Vordefinieren des gewünschten Schränkungswinkels beschreibt sowie auf die damit verbundenen Herausforderungen hinsichtlich Montageungenauigkeiten hinweist.
Ausgehend vom Stand der Technik ist ein Bedarf an einem möglichst schlanken und effizienten Gesamtkonzept für die Realisierung einer solchen Schränkung zu spüren. Nicht zuletzt besteht insbesondere hinsichtlich der Vermeidung hohen Herstellungs- oder Montageaufwandes auch Interesse an einem vorteilhaften Prozess für involvierte Rotorbleche.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe ist, eine konstruktive Ausgestaltung eines Rotors eines Elektromotors derart zu realisieren, dass eine Schränkung von Rotorblechen auf möglichst zweckdienliche Weise realisiert werden kann und bevorzugt auch eine variierbare Ausgestaltung der Schränkung ermöglicht wird, bei möglichst geringem Fertigungsaufwand. Insbesondere besteht die Aufgabe auch darin, eine bei vielen Rotoren technisch notwendige konstruktive Ausgestaltung (Schränkung) durch Rotorbleche auf derartige Weise zu realisieren, dass keine aufwändigen Stanzvorrichtungen bzw. -prozesse für die konstruktive bzw. geometrische Anpassung der Rotorbleche benötigt werden. Auch ist es Aufgabe, Rotorbleche oder Rotorblechpakete derart für wenigstens eine zu realisierende Schränkung konstruktiv auszulegen, dass deren Fertigung auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisiert werden kann. Nicht zuletzt besteht die Aufgabe auch darin, eine vorteilhafte Einbindung eines solchen Rotors an einer Welle einer Triebstranganordnung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Elektromotorvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Rotor gemäß dem entsprechenden nebengeordneten Vorrichtungsanspruch sowie durch Verwendungen gemäß dem nebengeordneten Verwendungsanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den jeweiligen Unteransprüchen erläutert. Die Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern dies nicht explizit verneint ist.
Bereitgestellt wird eine Elektromotorvorrichtung mit einem Stator und mit einem Rotor mit mehrstufig geschränkt drehfest an einer Welle angeordneten Rotorblechen (mit Magneten), wobei die stufenweise Schränkung durch um die Welle bzw. Rotorachse in Umfangsrichtung versetzte drehfeste Anordnung der Rotorbleche oder einzelner Rotorblechpakete realisiert ist; Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Rotorbleche im Bereich einer/der Nabe jeweils eine Mehrzahl von Passfedernuten aufweisen, welche entsprechend der Anzahl der realisierten/realisierbaren Schränkungsstufen und gemäß dem zu realisierenden Schränkungswinkel in Umfangsrichtung versetzt im jeweiligen Rotorblech eingebracht sind, insbesondere durch Stanzen, wobei mittels jeweils einer der Passfedernuten die drehfeste Welle-Nabe-Verbindung sichergestellt ist. Dies ermöglicht eine freie Auswahl der jeweiligen Umfangsposition gemäß einer der vordefiniert angeordneten Passfedernuten, so dass je nach Anzahl der Passfedernuten und gegebenenfalls vor/rückseitiger Anordnung auch eine Variation hinsichtlich der erzielbaren Schränkung ermöglicht wird. Dabei umfasst die eigentliche (tatsächlich wirkende) Welle-Nabe-Verbindung wie gewohnt nur eine einzige Passfeder, welche für alle Rotorbleche bzw. alle Rotorblechpakete genutzt wird. Mit anderen Worten ist seitens der Rotorbleche eine mehrfache Nut-Redundanz vorgesehen, um jeweils eine Variation der Umfangsposition zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft auch für Riementriebseinheiten bzw. Triebstränge insbesondere von Aufzugsanlagen implementiert sein/werden. Zwecks leichteren Verständnisses werden die folgenden Definitionen speziell im Zusammenhang mit einer vorteilhaft einsetzbaren Welle des Triebstrangs gegeben:

Als „Schulter“ ist eine seitliche Abgrenzung der gesamten Treibzone zu verstehen, welche bevorzugt integral-einstückig an der Welle ausgestaltet ist, „(Wellen-)Schulter“, oder welche wahlweise auch im Sinne einer zusätzlichen Scheibe (Anbaukomponente) mit der Welle verbunden sein kann (vergleiche dazu so genannte Bordscheiben bei Standardriementrieben). Sofern hier nicht ausdrücklich anders beschrieben, ist die Schulter bevorzugt integral-einstückig an der Welle ausgestaltet, also durch Materialbearbeitung an der Welle herausgebildet.
Als „Steg“ ist eine Erhebung zur Unterteilung der Treibzone in einzelne Treibzonenabschnitte zu verstehen, insbesondere für eine Kopplung mit mehreren Riemen, die jeweils durch den Steg getrennt voneinander auf nur einem der Treibzonenabschnitte laufen sollen. Auch der jeweilige Steg ist, sofern hier nicht ausdrücklich anders beschrieben, bevorzugt integral-einstückig an der Welle ausgestaltet, „(Wellen-)Steg“.

Die hier beschriebenen Schultern und Stege können dabei unter anderem auch die Funktion erfüllen, eine Anlage-/Anschlag-/Abrollfläche für eine Riemenniederhalteeinheit bereitzustellen.
Als „(absolute) Riemenbreite“ ist dabei die kumulierte Breite der zum Einsatz kommenden Riemen zu verstehen, also bei z.B. drei Riemen dreifach die Breite des einzelnen Riemens (unter der Annahme dass alle Riemen exakt gleich breit ausgestaltet sind).
Als „Riementriebseinheit“ ist hier insbesondere eine Traktionsmaschine zu verstehen, mittels welcher eine Kraftübertragung von einem/dem Motor auf wenigstens ein als Riemen ausgestaltetes Zugmittel erfolgen kann, wobei die Riementriebseinheit eingerichtet ist zur Aufnahme, Lagerung und Abstützung einer mit dem wenigstens einen Zugmittel interagierenden Welle. Zwar kann die Welle auch als Bestandteil der Riementriebseinheit angesehen werden, gemäß einem der Ausführungsbeispiele ist die Riementriebseinheit jedoch eingerichtet zur Aufnahme unterschiedlicher Wellen (z.B. leistungsstufenabhängig oder in Abhängigkeit von einer vordefinierten oder gewünschten Anzahl von Riemen), so dass die Riementriebseinheit auch ohne Welle bereitstellbar ist. Die Riementriebseinheit umfasst zumindest das die Welle und den Motor bzw. Antrieb aufnehmende oder zumindest haltende Gehäuse.
Als „Triebstranganordnung“ sind hier insbesondere die drehmomentübertragenden Komponenten zu verstehen, welche mit dem wenigstens einen Riemen interagieren, insbesondere auch Passfeder und/oder wenigstens eine Verzahnung (Welle-Nabe-Verbindungen im Allgemeinen); je nach Ausgestaltung der Welle und der Lager und je nach gewünschter Montagereihenfolge kann die Triebstranganordnung dabei auch Lagerkomponenten oder die gesamten Lager umfassen. Je nach Definition kann die Triebstranganordnung dabei auch den Motor bzw. Antrieb der Riementriebseinheit umfassen.
Als „Treibzonendurchmesser“ ist hier der maximale Durchmesser einer Mantelfläche der Treibzone bzw. des entsprechenden Treibzonenabschnitts (bei mehreren Riemen) zu verstehen, auf welcher der Riemen mit der Welle bestimmungsgemäß zusammenwirkt. Üblicherweise ist die Mantelfläche der Treibzone nicht streng zylindrisch, sondern leicht ballig ausgeführt (Zentrierfunktion für den Riemen); demnach ist hier als Treibzonendurchmesser derjenige Durchmesser zu verstehen, welcher den größten Durchmesser üblicherweise im mittigen Bereich der Treibzone bzw. des entsprechenden Treibzonenabschnitts kennzeichnet.
Personifizierte Begriffe, soweit sie hier nicht im Neutrum formuliert sind, können im Rahmen der vorliegenden Offenbarung alle Geschlechter betreffen. Etwaige hier verwendete englischsprachige Ausdrücke oder Abkürzungen sind jeweils branchenübliche Fachausdrücke und sind dem Fachmann in englischer Sprache geläufig.
Bevorzugt werden die Rotorbleche durch Stanzen hergestellt, bzw. die Rotorblechgeometrie und die Kontur der Nuten wird durch Stanzen vordefiniert. Insofern basiert die vorliegende Erfindung auch auf dem Konzept, wenigstens ein Rotorblechpaket mit Rotorblechen derart auszugestalten, dass ein (einziges) Stanzwerkzeug (bzw. Gesenk) für eine Vielzahl der zu verwendenden Rotorbleche, insbesondere für alle Rotorbleche, genutzt werden kann. Anders ausgedrückt: Die einzelnen Rotorbleche sind/werden unabhängig von deren intendierter Schränkungsposition bevorzugt allesamt als deckungsgleiche Stanzstücke bereitgestellt. Durchgängige Nuten für die Passfeder können dabei derart ausgestaltet sein/werden, dass je nach Anzahl von Rotorblechen und Anzahl von Nuten individuell anwendungsspezifisch unterschiedliche Schränkungen realisiert werden können, insbesondere allein durch eine entsprechend angepasste Montage, ohne weitere Materialbearbeitung.
Dabei kann erleichternd auch mittels einer/der hier beschriebenen optional/ergänzend vorsehbaren Indexnut eine/die Montage insbesondere dahingehend erleichtert werden, dass die Rotorbleche optisch (für einen Monteur oder einen entsprechenden Roboter sichtbar) auf einfache Weise überprüfbar sind hinsichtlich deren Anordnung betreffend Vor- und Rückseite (vordere/hintere Stirnfläche).
Im Folgenden wird die Erfindung zwecks umfassenderen Verständnisses noch allgemeiner erläutert: Für einen ruhigen Motorlauf muss für viele Anwendungsfälle entweder der Rotor oder der Stator geschränkt werden. Beispielsweise wird der Rotor geschränkt; dafür wird der Rotor auf der Welle um wenige Grad in sich verdreht. Die vorliegende Erfindung ermöglicht, eine Schränkung so umzusetzen, dass keine weiteren oder keine aufwändigen Stanzvorrichtungen benötigt werden. Insbesondere wenn der Rotor mit quaderförmigen Magneten bestückt werden soll, erfolgt eine solche Schränkung in Stufen, beispielsweise in drei Stufen, beispielsweise von außen ersichtlich an drei zueinander um die Längsachse verdreht angeordneten Rotorsegmenten. Die Position der Rotorsegmente kann über eine Passfeder zur Welle hin sichergestellt werden. Üblicherweise sind dafür nun drei verschiedene Stanzwerkzeuge erforderlich, bei denen jeweils die Passfedernut um wenige Grad versetzt angeordnet ist; insofern wurden bisher für diesen hier beschriebenen Anwendungsfall auch drei verschiedene Rotorbleche bzw. Rotorblechpakete erstellt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun, einen derartigen konstruktiven Rotoraufbau bei Verwendung nur eines einzigen Stanzwerkzeugs bzw. mittels nur eines Typs Rotorblech zu realisieren, wobei das eine (einzige) Stanzwerkzeug demnach alle Rotorsegmente abdecken bzw. bedienen kann. Dazu werden in konstruktiver Hinsicht weitere Passfedernuten in allen Rotorblechen vorgesehen/eingebracht, welche bezüglich der Magnetpole jeweils um wenige Grad um die Längsachse in Umfangsrichtung versetzt sind. So kann für das erste Rotorsegment (bzw. Rotorblechpaket) die erste Passfedernut verwendet werden, für das zweite Segment die zweite Passfedernut und für das dritte Segment die dritte Passfedernut (weitere Abstufung realisierbar).
Für eine Skalierung hinsichtlich unterschiedlicher (Motor-)Leistungen bzw. für mehr oder weniger der hier beispielhaft beschriebenen drei Segmente können weitere Passfedernuten (vier, fünf, oder mehr) eingefügt werden, so dass mehrere (möglichst viele) Kombinationen (zwei Stufen, drei Stufen, vier Stufen ...) mit nur einer Stanzgeometrie bzw. nur einem Typ Rotorblech realisiert werden können. Dabei können die Passfedernuten auch derart verteilt sein/werden (und/oder durch weitere Aussparungen ergänzt werden), dass keine nennenswerte Unwucht im Rotor entsteht, also derart dass sich die durch die Materialausnehmung entstehende Gewichtsungleichverteilung über den Umfang kompensiert. Die für die Passfedernuten gewählte/realisierte Umfangsverteilung kann dabei z.B. auch für Bohrungen realisiert werden, welche z.B. Niete oder dergleichen Befestigungsmittel aufnehmen (sollen), die den Rotor zusammenhalten, bis dieser auf der Welle montiert wird. Auch diese Bohrungen können zur Realisierung der Montage in den einzelnen Teilpaketen fluchtend angeordnet werden, insbesondere ebenfalls durch Stanzen oder zumindest in Verbindung mit einem Stanzvorgang. Insofern kann das hier bezüglich der Nuten beschriebene Redundanz-Konzept auch für beliebige weitere Aussparungen in den Rotorblechen realisiert sein/werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ferner kann wenigstens eine insbesondere durch eine spezifische (von jener der Passfedernuten abgewandelte) Querschnittsgeometrie gekennzeichnete Indexnut die Montage insoweit noch weiter erleichtern, als die Ausrichtung des jeweiligen Rotorblechs schnell und einfach optisch erkannt/erfasst werden kann, so dass für den Montageprozess trotz vergleichsweise hoher Variationsmöglichkeiten (jede Passfedernut des jeweiligen Rotorblechs kann für die eine bzw. für die entsprechend vorgesehene Passfeder verwendet werden) eine besonders praktikable Sichtprüfung erfolgen kann. Voreilhaft ist auch eine zweite bevorzugt „asymmetrische“ (bzw. wiederum für sich geometrisch abgewandelte) Indexnut im jeweiligen Rotorblech eingebracht, insbesondere um ein Schwenken (seitenverkehrte Anordnung) des entsprechenden Rotorblechs um 180° leichter erkennen zu können; durch das optionale Schwenken des entsprechenden Rotorblechs beim relativen Anordnen der Rotorbleche zum Bilden der Rotorpakete ergeben sich weitere Kombinationsmöglichkeiten hinsichtlich der Anordnung der Rotorbleche, insbesondere da ein spiegelverkehrter Versatz der Passfedernuten realisiert werden kann. Auf diese Weise kann mittels einer vergleichsweise kleinen Anzahl redundanter Passfedernuten eine hohe Variationsmöglichkeit geliefert werden.
Als Anwendungsfälle für eine besonders vorteilhafte Implementierung der Erfindung können allgemein Elektromotoren mit geblechtem Rotor und (Permanent-)Magneten genannt werden, z.B. Elektromotoren, welche im Zusammenhang mit Elektromobilität zum Einsatz kommen, oder auch im allgemeinen Maschinenbau, Aufzugsbau, oder bei Werkzeugmaschinen oder Servomotoren.
Auch prozessuale/verfahrenstechnische Aspekte können dabei durch die Art und Weise der Anordnung der einzelnen Rotorblechpakete berücksichtigt werden, z.B. hinsichtlich Montageprozesses, beispielsweise durch die hier beschriebene Ausgestaltung mit wenigstens einer Indexnut.
Insofern ermöglicht die vorliegende Erfindung die Schränkung allein durch drehfeste Montage gemäß dem bisher genutzten Konzept einer Verdrehsicherung mittels Passfeder; insofern sind auch keine weiteren Montagehilfsmittel oder Rotorkomponenten erforderlich, und der konstruktive Aufbau des Rotors sowie der Montageprozess bleiben so schlank wie möglich.
Im Gegensatz dazu lehrt beispielsweise die WO 2019/122074 A1 , benachbarte Rotorblechpakete formschlüssig in einer geschränkten Orientierung zueinander mittels eines Zwischenrings zu halten. Ein derartiger Zwischenring ist gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch entbehrlich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind je Rotorblech wenigstens drei Passfedernuten eingebracht, insbesondere eingestanzt. Dies ermöglicht eine vorteilhaft einfache Realisierung von wenigstens zwei Schränkungsstufen. Dabei können die Passfedernuten mit zumindest annähernd vergleichbarem Umfangswinkelversatz in Abhängigkeit von der Anzahl der über den Umfang verteilten Magnete (Magnetpole) angeordnet sein, und ein/der jeweilige Schränkungswinkel kann durch unterschiedlich großen Versatz relativ zum Lot vom Magnetpol zur Mittenlängsachse vordefiniert sein.
Anders ausgedrückt: Die Passfedernuten können mit einem Umfangswinkelversatz in Abhängigkeit von der Anzahl der über den Umfang verteilt angeordneten Magnete angeordnet sein, beispielsweise im wiederkehrenden Umfangsabstand von zumindest annähernd jeweils zwei Magneten, wobei ein/der jeweilige Schränkungswinkel durch unterschiedlich großen Versatz relativ zum Lot vom jeweiligen Magnet zur Mittenlängsachse des Rotors vordefiniert sein kann.
Beispielsweise sind über den Umfang gleichverteilt zehn Magnete vorgesehen (insbesondere je Rotorblechpaket), und es sind fünf Nuten vorgesehen (eine Nut jeweils zumindest annähernd im Umfangswinkelabstand von zwei Magneten), insbesondere drei Passfedernuten und zwei Indexnuten.
Beispielsweise sind die an den Rotorblechen vorgesehenen Magnete quaderförmig.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Rotorbleche jeweils wenigstens eine Indexnut auf, welche eine Querschnittsgeometrie aufweist, welche von einer/der Querschnittsgeometrie der Passfedernuten abweicht. Diese (erste) Indexnut erleichtert z.B. das optische erfassen der jeweils gewählten Umfangsposition. Dies erleichtert nicht zuletzt die relative Anordnung der einzelnen Rotorbleche auf der Welle und relativ zueinander.
Beispielsweise weisen die Passfedernuten eine rechteckförmige Querschnittsgeometrie auf, und eine erste Indexnut weist eine im Boden (am Umfangsabschnitt) wellenförmige oder an zumindest einer Stelle mit einem Radius versehene Querschnittsgeometrie auf, und eine zweite Indexnut weist eine im Boden (am Umfangsabschnitt) in einem seitlichen Bereich (asymmetrische Anordnung) angeordnete Rundung (Radius) auf, also eine in axialer Richtung gut optisch erfassbare asymmetrische Querschnittsgeometrie.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Rotorbleche jeweils wenigstens eine weitere Indexnut auf, welche eine Querschnittsgeometrie aufweist, welche sowohl von einer/der Querschnittsgeometrie der Passfedernuten als auch von der Querschnittsgeometrie der (ersten) Indexnut abweicht. Dies erleichtert nicht zuletzt auch ein optisches Erfassen der stirnseitigen Ausrichtung (Vor-/Rückseite) des jeweiligen Rotorblechs bei dessen Anordnung auf der Achse, so dass die hier beschriebenen Variationsmöglichkeiten weiter vereinfacht werden auch hinsichtlich der Handhabung/Montage der einzelnen Rotorbleche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind wenigstens drei Passfedernuten und wenigstens eine Indexnut im jeweiligen Rotorblech vorgesehen, insbesondere drei im Querschnitt deckungsgleiche Passfedernuten, wobei die Passfedernuten und wahlweise auch die wenigstens eine Indexnut um einen Umfangswinkel von zumindest annähernd 60Grad oder 72Grad (zuzüglich einer je Passfedernut individuell vorgegebene/realisierten Schränkung) versetzt sind. Diese Anzahl liefert bereits die Möglichkeit einer vorteilhaft hohen Variation der Anordnung. Bevorzugt sind in der Summe wenigstens fünf Nuten (abgesehen von der jeweils realisierten Schränkung) gleichverteilt über den Umfang vorgesehen (Passfedernuten und Indexnuten zusammen). Insofern ist hier speziell im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als Schränkung auch ein zusätzlicher Umfangswinkelversatz zu verstehen, welcher in Bezug auf einen Standardumfangswinkelversatz von z.B. 60° oder 72° realisiert ist, im Sinne einer Abweichung von einer durch die gewählte Anzahl von Nuten (bzw. durch die Anzahl oder Größe oder Verteilung der Magnete) vordefinierten Umfangsgleichverteilung der Nuten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel bilden jeweils eine Mehrzahl von Rotorblechen ein von mehreren (bevorzugt wenigstens drei) Rotorblechpaketen, welche jeweils als Paket gemäß einer der vordefiniert angeordneten Passfedernuten (bzw. Nuten) drehfest auf der Welle montiert/montierbar sind. Anders ausgedrückt: Die hier beschriebene vorteilhafte Anordnung und drehfeste Verbindung der einzelnen Rotorbleche kann freilich auch für eine Mehrzahl von Rotorblechpaketen realisiert werden, die jeweils gemäß einer der durch die Nuten vordefinierten Umfangspositionen mittels der Passfeder drehfest mit der Welle verbunden sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine/die (jeweilige) Indexnut im Bereich der radialen Flanken bzw. Schenkel deckungsgleich mit den Passfedernuten ausgestaltet und in Umfangsrichtung um denselben Winkel versetzt angeordnet wie die Passfedernuten. Dies begünstigt auch eine Verwendung/Nutzung der wenigstens einen Indexnut als Welle-Nabe-Verbindung bzw. zum Definieren der Umfangsposition des Rotorbleches bezüglich der Passfeder (die Passfeder greift bei diesem Rotorblech also in eine/die Indexnut ein, und die Passfedernuten sind allesamt ohne Eingriff).
Dabei können die Indexnuten auch als Passfedernuten genutzt werden. Dabei Sind die Indexnuten geometrisch bevorzugt derart ausgelegt, dass sie auch als Passfedernuten genutzt werden können. Insofern kann die jeweilige Indexnut als Passfedernut mit zusätzlicher Indexmarkierung vorgesehen sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Rotorbleche eine Mehrzahl von Bohrungen oder dergleichen Aussparungen auf, welche entsprechend der Anzahl der Schränkungsstufen und gemäß dem zu realisierenden Schränkungswinkel in Umfangsrichtung versetzt im jeweiligen Rotorblech eingebracht sind (gemäß dem Versatz der Nuten). Hierdurch kann auch die Realisierung von Rotorblechpaketen vereinfacht werden, insbesondere ohne spürbaren zusätzlichen Fertigungsaufwand. Beispielsweise wird ein Umfangsversatz von 60Grad oder 72Grad zuzüglich Schränkungswinkel auch bei diesen Bohrungen/Aussparungen realisiert.
Die Rotorblechpakete können jeweils eine Mehrzahl von über den Umfang gleichverteilt angeordneter Magneten halten, bezüglich derer die jeweilige Passfedernuten mit einem die jeweilige Schränkung vorgebenden Umfangsversatz angeordnet ist. Der Versatz wird dabei z.B. bezüglich des radialen Lots vom jeweiligen Magnetpol auf die Mittenlängsachse definiert.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch einen Rotor für eine hier beschriebene Elektromotorvorrichtung, wobei der Rotor die hier beschriebenen Rotorbleche bzw. Rotorblechpakete in geschränkter Anordnung umfasst. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Triebstranganordnung mit einer hier beschriebenen Elektromotorvorrichtung, insbesondere durch eine Triebstranganordnung eingerichtet zum Koppeln der Elektromotorvorrichtung an eine anzutreibende Komponente einer Aufzugsanlage. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile insbesondere auch bei einer Anwendung der hier beschriebenen Technologie für Triebstränge von Aufzugsanlagen, insbesondere mit der hier beschriebenen spezifischen vorteilhaften Ausgestaltung der Welle für weitere drehmomentübertragende Komponenten oder Abschnitte auch umfassend den/die Riemen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Triebstranganordnung die in einem Gehäuse gelagerte Welle zur Anordnung des Rotors, an welcher wenigstens ein Befestigungsabschnitt zur drehfesten Befestigung des Rotor insbesondere mittels Passfederverbindung ausgestaltet ist, wobei der Befestigungsabschnitt ohne Wellenschulter (bzw. ohne Wellenabsatz) ausgestaltet ist, insbesondere vollständig eben/zylindrisch, wobei der Befestigungsabschnitt in Bezug auf wenigstens einen Positionsreferenzpunkt derart längen-/wegbezogen definiert ist, insbesondere bezüglich einer Stirnseite bzw. eines freien Endes der Welle, dass der Rotor durch Bezugnahme auf diesen wenigstens einen Positionsreferenzpunkt montierbar und axial positionierbar ist (also ohne dass durch eine Wellenschulter ein Axialanschlag definiert ist/wird). Die begünstigt die Implementierung des hier beschriebenen Rotors auch für die hier beschriebene Triebstranganordnung.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch Verwendung eines Rotors für eine hier beschriebene Elektromotorvorrichtung, bei welchem die Rotorbleche allesamt mit einheitlicher Rotorblechgeometrie umfassend die Mehrzahl von im Bereich einer/der Nabe der Rotorbleche ausgebildeten Passfedernuten bereitgestellt werden, wobei eine drehfeste Anordnung des jeweiligen Rotorblechs (bzw. Rotorblechpakets) um die Welle an jeweils einer der bevorzugt gestanzten (bzw. durch einen Stanzvorgang ausgebildeten) Passfedernuten erfolgt, zum Anordnen von wenigstens zwei oder drei (bzw. mehreren) Rotorblechen (bzw. Rotorblechpaketen) um den gemäß den Umfangspositionen der Passfedernuten vorgegebenen Schränkungswinkel versetzt zueinander, wobei mittels der Anzahl der Passfedernuten je Rotorblech die Anzahl der realisierten/realisierbaren Schränkungsstufen vordefiniert ist/wird. Hierdurch lassen sich zuvor genannte Vorteile realisieren, insbesondere in Hinblick auf ein möglichst kostengünstiges und fertigungstechnisch und logistisch einfach zu handhabendes Bereitstellen der Rotorbleche (insbesondere auch vereinfachte Kommissionierung bei Rotorblechpaketen).
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch einen Rotor für eine hier beschriebene Elektromotorvorrichtung, hergestellt durch Stanzen einer einheitlichen Rotorblechgeometrie umfassend die Mehrzahl von Passfedernuten (und wahlweise auch der hier beschriebenen wenigstens einen Indexnut) in alle Rotorbleche und durch drehfestes Anordnung des jeweiligen Rotorblechs um die Welle an einer der gestanzten Passfedernuten (Welle-Nabe-Verbindung), wobei wenigstens zwei oder drei Rotorbleche (bzw. Rotorblechpakete) um den durch die Umfangspositionen der Passfedernuten vorgegebenen Schränkungswinkel versetzt zueinander angeordnet sind/werden.
Hierdurch lassen sich zuvor genannte Vorteile realisieren, insbesondere in Hinblick auf sehr effizientes Bereitstellen von Rotorblechen/Rotorblechpaketen (dank standardisierter Rotorblechgeometrie) bei weiterhin bestehenden Variationsmöglichkeiten.
Die vorliegende Erfindung kann hinsichtlich einer vorteilhaften Schnittstelle zwischen Rotor und Welle ferner auch die folgenden weiteren Merkmale umfassen:

Bereitgestellt wird eine Triebstranganordnung insbesondere für eine Antriebseinheit einer Aufzugsanlage, mit einer in einem Gehäuse gelagerten Welle, an welcher wenigstens ein Befestigungsabschnitt zur drehfesten Befestigung eines Rotor insbesondere mittels Passfederverbindung ausgestaltet ist, insbesondere eines/des weiter oben beschriebenen Rotors, wobei die Welle wenigstens zwei Lagerabschnitte aufweist, an welchen die Welle in Lagern im Gehäuse abstützbar ist, insbesondere mit der Antriebseinheit in Ausgestaltung als Riementriebseinheit und mit dem Rotor in drehfester Verbindung an der Welle seitlich neben den eine Treibzone begrenzenden Lagerabschnitten;
In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass der Befestigungsabschnitt ohne Wellenschulter (bzw. ohne Wellenabsatz) ausgestaltet ist, insbesondere vollständig eben/zylindrisch, wobei der Befestigungsabschnitt in Bezug auf wenigstens einen Positionsreferenzpunkt derart längen-/wegbezogen definiert ist, insbesondere bezüglich einer Stirnseite bzw. eines freien Endes der Welle, dass der Rotor durch Bezugnahme auf diesen wenigstens einen Positionsreferenzpunkt montierbar und axial positionierbar ist (also ohne dass durch eine Wellenschulter ein Axialanschlag definiert ist/wird). Dies begünstigt nicht zuletzt auch eine durch vergleichsweise schlanke Bearbeitungsmaßnahmen bereitstellbare Welle, bei welcher auch Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Axialposition des Rotors vorgesehen sein können (z.B. für eine standardisierte Verwendung für unterschiedliche Anwendungsfälle).

Dabei basiert diese Ausgestaltung der Welle auch auf dem Konzept, die axiale Positionierung des Rotors durch Bezugnahme auf je nach Konstruktion oder Ausgestaltung des Triebstrangs (beispielsweise auch des verwendeten Gehäuses) vordefinierbare Referenzpunkte zu nutzen und dadurch einen durch Nachbearbeitung zu erstellenden Absatz an der Welle entbehrlich werden zu lassen; dies kann sogar Festigkeitsvorteile mit sich bringen, insbesondere da keine Durchmesserschwächung bzw. kein Radius vor einem solchen Absatz eingearbeitet werden muss. Mit anderen Worten wird ein einheitlicher Durchmesser im Bereich der Drehmomenteinleitung und damit auch eine sehr saubere und gleichförmige Kraft-/Drehmomententfaltung und -weiterleitung ermöglicht.
Diese Ausgestaltung der Welle ermöglicht auch, einen drehfest an der Welle anzuordnenden Rotor auf einfache Weise in der vorgesehenen Relativposition an der Welle anzuordnen und gleichzeitig eine aufwändige Materialbearbeitung der Welle zu vermeiden. Der Triebstrang einer/der Aufzugsanlage kann dabei so ausgelegt werden, dass das Koppeln eines Rotors einer Antriebseinheit der Aufzugsanlage mit wenigstens einer weiteren Triebstrangkomponente auf möglichst variable Weise bei schlanker Konstruktion der Welle erfolgen kann, insbesondere mit der Welle als koppelndes Maschinenelement zwischen wenigstens einem Riemen und dem Rotor der Antriebseinheit.
Bei Traktionsmaschinen für Aufzugsanlagen ist unter anderem auch eine materialeffiziente und platzsparende Konstruktionsweise von Interesse; dies gilt auch für Traktionsmaschinen mit Riementrieb, hier allgemein als Riemenantrieb oder Riementrieb bezeichnet. Ein Riementrieb für eine Aufzugsanlage weist eine in einem Gehäuse gelagerte Welle mit Treibzone auf, über welche der Riemen geführt wird und das zu übertragende Drehmoment an der Welle aufbringt bzw. überträgt. Ein Rotor eines Motors kann dabei in einem Befestigungsabschnitt z.B. mittels Passfederverbindung drehfest an der Welle angeordnet sein und die Drehmomentübertragung einleiten, insbesondere in einer Anordnung an einem der Endabschnitte der Welle. Die Welle ist beidseitig der Treibzone in Lagern gelagert bzw. abgestützt, und der Befestigungsabschnitt für den Rotor liegt beispielsweise unmittelbar axial vor einem der Lager. Die gewünschte Axialposition des Rotors war dabei bisher üblicherweise durch eine Wellenschulter vorgegeben. Dabei galt, eine jeweils zweckdienliche Konstruktionsweise der Welle bzw. des Triebstrangs einerseits hinsichtlich Montage und Lagerung der Welle, andererseits auch hinsichtlich Materialeinsatz und Platzbedarf zu ermitteln, sei es allgemein, sei es anwendungsspezifisch.
Davon grenzt sich die hier beschriebene bevorzugte Ausgestaltung der Welle im Bereich der Rotorverbindung nun ab.
Als Wellenschulterabsatz bzw. Wellenabsatz ist hier insbesondere die gemäß herkömmlicher Konstruktionsweise üblicherweise im Bereich des Befestigungsabschnitts vorgesehene Stufe zur Axialpositionierung des Rotors zu verstehen, also ein als Axialanschlag für die Rotornabe dienender Wellenschulterabsatz. In Abgrenzung davon ist eine hier an anderer Stelle beschriebene „Schulter“ im Bereich der Treibzone als Begrenzung der Lauffläche des wenigstens einen Riemens zu verstehen. Üblicherweise sind Wellenschulterabsätze zur Begrenzung/Definition der Axialposition des Rotors deutlich kleiner/niedriger ausgestaltet als die für die Riemen vorgesehenen Schultern. Die hier beschriebene Ausgestaltung der Welle ermöglicht demgegenüber einen Verzicht auf einen derartigen Axialanschlag insbesondere im Bereich der Welle-Nabe-Verbindung.
Die hier beschriebene Ausgestaltung der Welle bietet auch spürbare Montageerleichterungen; so kann der Rotor beispielsweise mittels einer Hülse montiert und in die vordefinierte Axialposition gebracht werden (insbesondere auf Position gepresst werden), welche an einer Stirnseite der Welle anschlägt bzw. zur Anlage gebracht wird (indirekte Positionierung mittels Montagehilfsmittel insbesondere im Sinne eines „weggesteuerten“ Aufpressens).
Wahlweise kann auch eine Bezugnahme auf einen Referenzpunkt am/im Gehäuse und/oder weiteren Anbauteilen erfolgen, beispielsweise auch unter Bezugnahme auf temporär vorgesehene Montagehilfsmittel.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist/wird der wenigstens eine Positionsreferenzpunkt unabhängig von der Ausgestaltung der im Befestigungsabschnitt ausgebildeten Mantelfläche der Welle durch Bezugnahme auf einen Abschnitt der Welle außerhalb des Befestigungsabschnitts und/oder durch Bezugnahme auf das Gehäuse bereitgestellt. Dies ermöglicht auch eine vollständig zylindrische Ausgestaltung des Befestigungsabschnitts, was nicht zuletzt hinsichtlich Montage und auch hinsichtlich Leistungsstufenskalierung oder hinsichtlich unterschiedlicher (axialer) Rotorabmessungen eine schlankere Konstruktionsweise ermöglicht und etwaige erforderliche Nachbearbeitungen der Welle weiter verringern kann.
Beispielsweise ist der Rotor zusätzlich zu einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung insbesondere mittels Passfeder zusätzlich (auch) kraft-/reibschlüssig mit der Welle verbunden; dies kann z.B. durch eine Presspassung realisiert sein/werden.
Der Befestigungsabschnitt stellt beispielsweise eine Welle-Nabe-Verbindung mittels Passfeder bereit und kann abgesehen von einem/dem größten Lagerabschnittsdurchmesser und etwaiger eine/die Treibzone begrenzender Schultern/Stege den größten Wellendurchmesser aufweisen. Bevorzugt nehmen die Wellendurchmesser von der „Wellenmitte“ aus gesehen zu den Wellenenden hin ab, insbesondere derart dass ein Fügen der Lager/des Rotors vom Wellenende her erleichtert wird. Die Treibzonen und deren Schultern/Stege sind bevorzugt zentrisch zwischen den Lagerstellen angeordnet, und der Rotor ist außerhalb der Lagerstellen vorgesehen. Der Durchmesser der Rotor-Nabe-Verbindung ist kleiner als der Durchmesser des rotorseitigen Lagers, kann jedoch größer sein als alle weiteren Durchmesser.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein Positionsreferenzpunkt für den Befestigungsabschnitt durch wenigstens eines der Enden der Welle bereitgestellt, insbesondere durch die Stirnseite des freien Endes, über welches der Rotor montiert wird/montierbar ist. Dies begünstigt auch die Anwendung vorteilhafter Montagetechniken.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein Positionsreferenzpunkt für den Befestigungsabschnitt durch das Gehäuse bereitgestellt, insbesondere im Bereich einer entsprechenden Stirnseite des Gehäuses, wahlweise im Bereich eines/des entsprechenden benachbarten Lagersitzes. Dies begünstigt nicht zuletzt auch eine stirnseitige Abstandsmessung bzw. die Verwendung der Gehäusestirnseite oder einer entsprechend geeigneten stirnseitigen Referenzfläche als Axialanschlag. Dabei kann die Referenzierung bzw. die Axialpositionierung indirekt insbesondere über das wenigstens eine Lager erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein Positionsreferenzpunkt für den Befestigungsabschnitt durch indirektes Positionieren mittels einer Hülse bereitgestellt bzw. nutzbar, insbesondere durch axiales Aufschieben der Hülse gegen eine/die Stirnseite der Welle. Dies optimiert eine/die für die Montage des Rotors vorteilhafte Zugänglichkeit zum Triebstrang noch weiter.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Welle einen für ein erstes Lager (insbesondere Festlager) vorgesehenen ersten Lagerabschnitt und einen für ein zweites Lager (insbesondere Loslager) vorgesehenen zweiten Lagerabschnitt auf, wobei die Lagerabschnitte eine Treibzone begrenzen, wobei der Befestigungsabschnitt in axialer Richtung vor den Lagerabschnitten angeordnet ist, insbesondere im Bereich des entsprechenden Wellenendes. Hierdurch kann auch ein kompakter und dank schlanker Auslegung der Welle und vorteilhaft einfacher Montage des Rotors auch leicht zusammenbaubarer Triebstrang für Riementriebe bereitgestellt werden.
Erwähnenswert ist, dass die hier beispielhaft beschriebenen Funktionalitäten bzw. Lagerstellen von Fest- und Loslager auch gegeneinander vertauscht sein können.
Die zuvor genannte Aufgabe wird hinsichtlich einer/der vorteilhaften Schnittstelle zur Welle auch gelöst durch Verwendung einer Welle für eine Triebstranganordnung einer Aufzugsanlage, insbesondere in einer hier beschriebenen Triebstranganordnung, zum Koppeln wenigstens eines Antriebs einer/der Antriebseinheit der Aufzugsanlage mit wenigstens einer anzutreibenden Komponente der Aufzugsanlage, insbesondere mittels wenigstens eines in einer Treibzone der Welle geführten Riemens, wobei die Welle einen Befestigungsabschnitt zum drehfesten Anordnen eines Rotors der Antriebseinheit (z.B. mittels Passfeder) auf der Welle aufweist, insbesondere im Bereich des entsprechenden Wellenendes, wobei der Befestigungsabschnitt ohne Wellenschulter ausgestaltet ist, insbesondere vollständig eben/zylindrisch, wobei die bestimmungsgemäße Axialposition des Rotors im Befestigungsabschnitt in Bezug auf wenigstens einen Positionsreferenzpunkt derart längen-/wegbezogen definiert/definierbar ist, insbesondere bezüglich einer Stirnseite bzw. eines freien Endes der Welle, dass der Rotor durch Bezugnahme auf diesen wenigstens einen Positionsreferenzpunkt montierbar und im Befestigungsabschnitt axial positionierbar ist (also ohne dass durch eine Wellenschulter ein Axialanschlag definiert ist/wird). Hierdurch lassen sich zuvor genannte Vorteile realisieren, insbesondere auch in Hinblick auf eine dank konstruktiver Optimierung der Welle vorteilhaft realisierbare Montage.
Zusammenfassung: Für eine geschränkte Anordnung von Rotorblechen eines Rotors eines Elektromotors war bisher ein vergleichsweise aufwändiger Herstellungsprozess erforderlich, insbesondere zur individuellen Anpassung der Rotorbleche in Abhängigkeit von deren jeweiliger Schränkungsposition. Erfindungsgemäß kann eine Rotorkonstruktion durch einheitliche Rotorbleche bereitgestellt werden, mittels welchen sich eine Schränkung auf sehr einfache Weise und auch bei mehreren möglichen Varianten hinsichtlich der Ausgestaltung der Schränkung realisieren lässt, indem die Rotorbleche jeweils mehrere Welle-Nabe-Verbindungen in Form von Nuten aufweisen. Die Nuten des jeweiligen Rotorblechs können dabei vorteilhaft durch einen (einzigen) Stanzvorgang eingebracht werden. Hierdurch kann auch ein vorteilhaftes konstruktives Konzept in Abstimmung mit einem schlanken und kostengünstigen Herstellungsprozess bereitgestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung noch näher beschrieben, wobei für Bezugszeichen, die nicht explizit in einer jeweiligen Zeichnungsfigur beschrieben werden, auf die anderen Zeichnungsfiguren verwiesen wird. Es zeigen:

1, 2, 3 in perspektivischer Ansicht und in zwei Stirnseitenansichten einen Rotor eines Antriebs einer Elektromotorvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen insbesondere eingerichtet für eine Triebstranganordnung einer Aufzugsanlage;
4, 5 jeweils in perspektivischer Seitenansicht eine Welle eingerichtet für eine Elektromotorvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen insbesondere für eine Triebstranganordnung einer Aufzugsanlage;
6 in geschnittener Seitenansicht eine Welle eingerichtet für eine Elektromotorvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen insbesondere für eine Triebstranganordnung einer Aufzugsanlage;
7 in schematischer Darstellung eine an eine Aufzugsanlage gekoppelte Riementriebseinheit mit einer Elektromotorvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen;
8A, 8B jeweils in perspektivischer Seitenansicht eine Riementriebseinheit mit einer Elektromotorvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen insbesondere für eine Triebstranganordnung einer Aufzugsanlage;

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird zunächst unter allgemeiner Bezugnahme auf alle Bezugsziffern und Figuren erläutert. Besonderheiten oder Einzelaspekte oder in der jeweiligen Figur gut sichtbare/darstellbare Aspekte der vorliegenden Erfindung werden individuell im Zusammenhang mit der jeweiligen Figur thematisiert.
Bereitgestellt wird eine Elektromotorvorrichtung 20 insbesondere in Ausgestaltung als Riementriebseinheit (Traktionsmaschine) oder zumindest umfassend die wesentlichen Antriebskomponenten der Riementriebseinheit, nämlich wenigstens einen Motor 23 (Antrieb) mit einem Rotor 23.1 mit einer Vielzahl von Rotorblechen 24 mit Magneten 24.1, wobei die Rotorbleche 24 im Bereich einer Nabe 24.2 zu einer Welle 13 kuppelbar sind, insbesondere zu einer hier im Detail beschriebenen Welle einer Triebstranganordnung 10 für einen Riementrieb. Anmerkung: Der Stator des Motors 23 wird hier in den Figuren nicht dargestellt, insbesondere da sich die Erfindung auf Maßnahmen im Zusammenhang mit dem Rotor bezieht.
Die Rotorbleche 24 können zu mehreren Rotorsegmenten bzw. Rotorblechpaketen 26 gruppiert werden und jeweils individuell oder als Paket geschränkt mit einem vordefinierten/vordefinierbaren Winkelversatz in Umfangsrichtung (Schränkungswinkel α) angeordnet sein/werden, so dass eine Anordnung 25 mehrstufig geschränkter Rotorbleche (stufenweise Schränkung) um die Welle realisiert ist. In den Rotorblechen 24 sind Bohrungen 27 oder dergleichen Aussparungen vorgesehen, welche z.B. zum Bilden von Rotorblechpaketen dienen können.
Die Rotorbleche 24 weisen eine Mehrzahl von Passfedernuten 28 auf, welche für die zu realisierende Schränkung (einfach/mehrfach redundant) jeweils in einer vordefinierten Umfangsposition über den Umfang der Nabe verteilt angeordnet sind, insbesondere jeweils mit unterschiedliche großem Versatz (Schränkungswinkel α) zum Lot vom Magnetpol zum Achsmittelpunkt bzw. zur Mittenlängsachse des Rotors (3). Im hier näher beschriebenen Ausführungsbeispiel sind drei Passfedernuten 28 vorgesehen, von denen je nach gewählter Schränkungsposition (nur) eine die Welle-Nabe-Verbindung an einer Passfeder der Welle (6) sicherstellt. Die Passfedernuten 28 sind bevorzugt allesamt durch einen (einzigen) Stanzvorgang im jeweiligen Rotorblech ausgestaltet.
Vorteilhaft ist im jeweiligen Rotorblech 24 wenigstens eine Indexnut 29 (wenigstens eine weitere Nut mit von den Passfedernuten abweichender Funktion) ausgestaltet, insbesondere durch einen Stanzvorgang. Aus 3 ist ersichtlich, dass die Indexnut 29 eine zumindest im Boden der Nut abweichende Querschnittsgeometrie aufweist (abweichend von der rechteckförmigen Geometrie herkömmlicher Passfedernuten).
Vorteilhaft ist im jeweiligen Rotorblech 24 wenigstens eine weitere (zweite) Indexnut 29a (wenigstens eine weitere Nut mit von den Passfedernuten abweichender Funktion) ausgestaltet, insbesondere durch einen Stanzvorgang. Aus 3 ist ersichtlich, dass die weitere Indexnut 29s eine zumindest im Boden der Nut abweichende Querschnittsgeometrie aufweist (abweichend von der rechteckförmigen Geometrie herkömmlicher Passfedernuten und bevorzugt auch abweichend von derjenigen der erste Indexnut 29).
Die hier beschriebenen Indexnuten 29, 29a können dabei auch zentrisch unter dem Lot des jeweiligen Magnetpols angeordnet sein.
Die hier beschriebene vorteilhafte Ausgestaltung des Rotors bzw. der Rotorbleche kann vorteilhaft auch in einem Antrieb für einen Triebstrang mit Riementrieb insbesondere zum Antreiben einer Aufzugskabine 1 einer Aufzugsanlage 100 realisiert werden. Bereitgestellt wird demnach auch eine Triebstranganordnung 10 für eine Riementriebseinheit (Traktionsmaschine) 20 insbesondere zum Antreiben einer Aufzugskabine 1 einer Aufzugsanlage 100, wobei ein Antrieb 23 über eine Welle 13 an wenigstens einen Riemen 21 gekoppelt ist. Die Welle 13 ist dabei vorteilhaft als Kupplungsteil für die Welle-Nabe-Verbindung zum hier beschriebenen Rotor 23.1 vorgesehen bzw. dazu eingerichtet. Die Welle 13 ist in einem ersten Lager 11 (insbesondere Festlager) und einem zweiten Lager 12 (insbesondere Loslager) in einem ersten Lagerabschnitt 13.1 und einem zweiten Lagerabschnitt 13.2 in einem Gehäuse 19 gelagert, wobei der wenigstens eine Riemen 21 in einer Treibzone 13.4 geführt ist, die wahlweise mehrere Abschnitte 13.5 umfasst, jeweils abgegrenzt durch wenigstens eine Schulter 13.3 bzw. durch einen Steg 13.3a. An einem der Wellenenden kann ein Verzahnungsabschnitt 13.6 insbesondere für eine drehfeste Anordnung einer Komponente einer Bremseinheit 17 vorgesehen sein, und am anderen Wellenende kann ein/der Passfederabschnitt 13.7 oder eine vergleichbare drehfeste Kupplung zum hier beschriebenen Rotor 23.1 des Antriebs 23 vorgesehen sein.
Die folgenden Bezugsziffern bezeichnen im Detail einzelne Größen- oder Positionsangaben, wobei auf die radiale Richtung (r) und auf die Längsrichtung x (axiale Richtung) Bezug genommen wird; B13 Breite bzw. Längenabschnitt (absolut) zwischen Lagersitzen/Lagerflächen; b13.3 Breite einer einzelnen Schulter; b13.3a Breite des einzelnen Mittelstegs; B13.4 absolute Treibzonenbreite umfassend alle Treibzonenabschnitte und auch die zur Begrenzung vorgesehenen Stege/Schultern; b13.5 Breite des einzelnen Treibzonenabschnitts (mit gemitteltem Anteil von Steg/Schulter); b21 Breite des einzelnen Riemens, B21 absolute Riemenbreite aller zum Einsatz kommenden Riemen; Wellendurchmesser D0 am ersten Ende der Welle (insbesondere im Verzahnungsabschnitt); Wellendurchmesser D1 im ersten Lagerabschnitt insbesondere unmittelbar angrenzend zur Treibzone, abgesehen von einer Schulter; (erster) Schulterdurchmesser D2 (bzw. Wellendurchmesser im Bereich einer ersten Schulter); Treibzonendurchmesser D3 (bzw. Wellendurchmesser im Bereich der Treibzone); (Mittel-)Stegdurchmesser D4 (bzw. Wellendurchmesser im Bereich eines Stegs); (zweiter) Schulterdurchmesser D5 (bzw. Wellendurchmesser im Bereich einer zweiten Schulter); Wellendurchmesser D6 im zweiten Lagerabschnitt insbesondere unmittelbar angrenzend zur Treibzone, abgesehen von einer Schulter; Wellendurchmesser D7 am zweiten Wellenende (insbesondere im Passfederabschnitt, Rotorkupplungsabschnitt, Welle-Nabe-Verbindung zum hier beschriebenen Rotor 23.1); die absolute Länge der Welle wird hier mit L13 bezeichnet.
Erwähnenswert ist, dass die jeweilige (Wellen-)Schulter 13.3 gemäß der vorliegenden Offenbarung als einseitig abgrenzender Absatz zum Begrenzen der Riemenbewegung (axialer Bewegungsfreiheitsgrad) ausgestaltet ist, und dass ein/der (Wellen-)Steg 13.3a in Ausgestaltung als Mittelsteg vorliegt, also beidseitig abgrenzend wirkt und demnach auch einen Axialanschlag für jeweils zwei Riemen bereitstellt (insofern ist auch die hier gewählte begriffliche Unterscheidung zu verstehen). Wahlweise kann auch eine axiale Begrenzung 13.8 des Passfederabschnitts insbesondere durch einen Wellenschulterabsatz vorgesehen sein, welcher jedoch deutlich flacher ausgestaltet sein mag als die hier beschriebenen Schultern zur Begrenzung der Treibzone. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann auch auf einen Wellenschulterabsatz verzichtet werden, wodurch weitere Vorteile für die Rotoranordnung bei der hier beschriebenen Elektromotorvorrichtung 20 bzw. einer entsprechenden Triebstranganordnung realisiert werden können.
Am Gehäuse können Führungen, Blenden oder derartige Leitbleche 19.9 zum sauberen Ein-/Auskoppeln des/der Riemen vorgesehen sein.
Im Folgenden werden Besonderheiten der Erfindung unter Bezugnahmen auf einzelne Figuren bzw. Ausführungsbeispiele erläutert.
In 1 ist ein/der Rotor 23.1 mit drei Rotorblechpaketen 26 gezeigt, welche jeweils eine Vielzahl von über den Umfang gleichverteilt angeordneter Magnete 24.1 halten. Durch Umfangsversatz der Magnete bzw. der Pakete kann die gewünschte Schränkung realisiert werden.
In 2 ist ein einzelnes Rotorblech 24 stirnseitig gezeigt (Vorderseite). Die fünf Nuten 28, 29, 29a sind nicht exakt gleichverteilt über den Umfang angeordnet, sondern mit einem Schränkungswinkel α versetzt angeordnet, insbesondere unter Bezugnahme auf das Radial-Lot vom entsprechenden Magnetpol (3). Die erste Indexnut 29 weist im Boden zwei Radien auf, und die zweite Indexnut 29a weist im Boden nur einen Radius auf, so dass eine optische Überprüfung der optional variablen Ausrichtung des Rotorblechs 24 (Vorderseite, Rückseite) erleichtert wird.
In 3 sind zwei unterschiedliche Schränkungswinkel α unter Bezugnahme auf das jeweilige Radial-Lot veranschaulicht. In diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Indexnut 29 symmetrisch (zentrisch) zum entsprechenden Radial-Lot R24 angeordnet.
In 4 ist ein erster Typ Welle aufweisend die erfindungsgemäßen Merkmale gezeigt (Riemen nicht dargestellt); die Treibzone 13.4 weist zwei Treibzonenabschnitte 13.5 auf, die durch einen Steg 13.3a voneinander abgegrenzt sind.
In 5 ist ein zweiter Typ Welle aufweisend die erfindungsgemäßen Merkmale gezeigt (Riemen nicht dargestellt); die Treibzone 13.4 weist drei Treibzonenabschnitte 13.5 auf.
Die in den 4, 5 gezeigte axiale Begrenzung 13.8des Passfederabschnitts insbesondere durch einen Wellenschulterabsatz kann wahlweise auch entfallen, indem dieser Abschnitt der Welle komplett ohne Schulter oder dergleichen Absatz ausgestaltet wird. Hierzu kann auch auf 6 verwiesen werden.
In 6 ist eine Welle aufweisend die erfindungsgemäßen Merkmale mit in der Treibzone anliegenden Riemen 21 gezeigt, wobei die einzelnen Größen- und Positionsangaben im Detail erläutert werden. Im Zusammenhang mit dem Bezugszeichen D7 wird veranschaulicht, dass der entsprechende Wellendurchmesser identisch zum Wellendurchmesser D6 im Bereich des Lagers 12 sein kann, d.h., eine Wellenschulter oder dergleichen Absatz ist nicht vorgesehen.
In 7 ist grob schematisch eine Interaktion zwischen Aufzugskabine 1 und Triebstranganordnung 10 veranschaulicht. Die Lagebeziehung der gezeigten Komponenten ist hier bewusst nicht konkretisiert; diesbezüglich kann der Fachmann eine anwendungsspezifische Implementierung vorsehen.
In 8A ist die Riementriebseinheit 20 seitens des Motors 23 gezeigt; in 8B ist die gegenüberliegende Seite sichtbar, welche zur Anordnung der Bremseinheit 17 vorgesehen ist. Aus den 8 geht hervor, dass die Treibzone weitgehend mittig angeordnet ist und die gesamte Riementriebseinheit 20 vergleichsweise kompakt baut.
Bezugszeichenliste

1: Aufzugskabine
10: Triebstranganordnung
11: erstes Lager, insbesondere Festlager
12: zweites Lager, insbesondere Loslager
13: Welle
13.1: erster Lagerabschnitt
13.2: zweiter Lagerabschnitt
13.3: (Wellen-)Schulter, insbesondere einseitig abgrenzend
13.3a: (Wellen-)Steg in Ausgestaltung als Mittelsteg, beidseitig abgrenzend
13.4: Treibzone, gegebenenfalls umfassend mehrere Abschnitte
13.5: einzelner Treibzonenabschnitt, abgegrenzt durch Steg bzw. Schulter
13.6: Verzahnungsabschnitt insbesondere für Bremseinheit
13.7: Passfederabschnitt (drehfeste Verbindung zum Rotor)
13.8: axiale Begrenzung des Passfederabschnitts insbesondere durch Wellenschulterabsatz
17: Bremseinheit
19: Gehäuse
19.9: Führung, Blende, Leitblech
20: Elektromotorvorrichtung, insbesondere Riementriebseinheit (Traktionsmaschine)
21: Riemen
23: Motor, Antrieb
23.1: Rotor
24: Rotorblech
24.1: Magnet(e)
24.2: Nabe (Kupplungsbereich zur Welle)
25: mehrstufig geschränkt angeordnete Rotorbleche (stufenweise Schränkung)
26: Rotorsegment, Rotorblechpaket
27: Bohrungen oder dergleichen Aussparungen
28: Passfedernut(en) für Schränkung (einfach/mehrfach redundant)
29: Indexnut (wenigstens eine weitere Nut)
29a: weitere (zweite) Indexnut
100: Aufzugsanlage
B13: Breite bzw. Längenabschnitt (absolut) zwischen Lagersitzen/Lagerflächen
b13.3: Breite einer Schulter
b 13.3a: Breite des einzelnen Mittelstegs
B 13.4: (absolute) Treibzonenbreite
b 13.5: Breite des einzelnen Treibzonenabschnitts
b21: Breite des einzelnen Riemens
B21: (absolute) Riemenbreite
D0: Wellendurchmesser am ersten Ende (insbesondere Verzahnungsabschnitt)
D1: Wellendurchmesser im ersten Lagerabschnitt
D2: (erster) Schulterdurchmesser (Wellendurchmesser im Bereich einer ersten Schulter)
D3: Treibzonendurchmesser (Wellendurchmesser im Bereich der Treibzone)
D4: (Mittel-)Stegdurchmesser (Wellendurchmesser im Bereich eines Stegs)
D5: (zweiter) Schulterdurchmesser (Wellendurchmesser im Bereich einer zweiten Schulter)
D6: Wellendurchmesser im zweiten Lagerabschnitt
D7: Wellendurchmesser am zweiten Ende (insbesondere Passfederabschnitt, Rotorkupplung)
L13: absolute Länge der Welle
R24: Radial-Lot vom entsprechenden Magnetpol zur Mittenlängsachse des Rotors
α: Schränkungswinkel
r: radiale Richtung
x: Rotorachse bzw. Längsrichtung (axiale Richtung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2019/122074 A1 [0003, 0024]

Claims

Elektromotorvorrichtung (20) mit einem Stator und mit einem Rotor (23.1) mit mehrstufig geschränkt drehfest an einer Welle (13) angeordneten Rotorblechen (24), wobei die stufenweise Schränkung durch um die Welle (13) in Umfangsrichtung versetzte drehfeste Anordnung der Rotorbleche (24) oder einzelner Rotorblechpakete (26) realisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorbleche (24) im Bereich einer/der Nabe jeweils eine Mehrzahl von Passfedernuten (28) aufweisen, welche entsprechend der Anzahl der realisierten/realisierbaren Schränkungsstufen und gemäß dem zu realisierenden Schränkungswinkel in Umfangsrichtung versetzt im jeweiligen Rotorblech (24) eingebracht sind, wobei mittels jeweils einer der Passfedernuten (28) die drehfeste Welle-Nabe-Verbindung sichergestellt ist.
Elektromotorvorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei je Rotorblech (24) wenigstens drei Passfedernuten (28) eingebracht sind, insbesondere eingestanzt sind.
Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Passfedernuten (28) mit einem Umfangswinkelversatz in Abhängigkeit von der Anzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Magneten (24.1) des Rotors angeordnet sind, wobei ein/der jeweilige Schränkungswinkel durch unterschiedlich großen Versatz relativ zum Lot (R24) vom jeweiligen Magnet (24.1) zur Mittenlängsachse des Rotors (23.1) vordefiniert ist.
Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotorbleche (24) jeweils wenigstens eine Indexnut (29) aufweisen, welche eine Querschnittsgeometrie aufweist, welche von einer/der Querschnittsgeometrie der Passfedernuten (28) abweicht.
Elektromotorvorrichtung (20) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Rotorbleche (24) jeweils wenigstens eine weitere Indexnut (29a) aufweisen, welche eine Querschnittsgeometrie aufweist, welche sowohl von einer/der Querschnittsgeometrie der Passfedernuten (28) als auch von der Querschnittsgeometrie der (ersten) Indexnut (29) abweicht.
Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens drei Passfedernuten (28) und wenigstens eine Indexnut (29, 29a) im jeweiligen Rotorblech (24) vorgesehen sind, insbesondere drei im Querschnitt deckungsgleiche Passfedernuten (28).
Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils eine Mehrzahl von Rotorblechen (24) ein von mehreren Rotorblechpaketen (26) bilden, welche jeweils als Paket gemäß einer der vordefiniert angeordneten Passfedernuten (28) drehfest auf der Welle (13) montiert/montierbar sind, wobei die Rotorblechpakete (26) jeweils eine Mehrzahl von über den Umfang gleichverteilt angeordneter Magneten (24.1) halten, bezüglich derer die jeweilige Passfedernuten (28) mit einem die jeweilige Schränkung vorgebenden Umfangsversatz angeordnet ist.
Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotorbleche (24) eine Mehrzahl von Bohrungen (27) oder dergleichen Aussparungen aufweisen, welche entsprechend der Anzahl der Schränkungsstufen und gemäß dem zu realisierenden Schränkungswinkel in Umfangsrichtung versetzt im jeweiligen Rotorblech (24) eingebracht sind.
Rotor (23.1) für eine Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Triebstranganordnung (10) mit einer Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere Triebstranganordnung (10) eingerichtet zum Koppeln der Elektromotorvorrichtung (20) an eine anzutreibende Komponente einer Aufzugsanlage (100).
Triebstranganordnung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Triebstranganordnung die in einem Gehäuse gelagerte Welle (13) zur Anordnung des Rotors (23.1) umfasst, an welcher wenigstens ein Befestigungsabschnitt zur drehfesten Befestigung des Rotors (23.1) insbesondere mittels Passfederverbindung ausgestaltet ist, wobei der Befestigungsabschnitt ohne Wellenschulter ausgestaltet ist, insbesondere vollständig eben/zylindrisch, wobei der Befestigungsabschnitt in Bezug auf wenigstens einen Positionsreferenzpunkt derart längen-/wegbezogen definiert ist, insbesondere bezüglich einer Stirnseite der Welle (13), dass der Rotor (23.1) durch Bezugnahme auf diesen wenigstens einen Positionsreferenzpunkt montierbar und axial positionierbar ist.
Aufzugsanlage (100) mit einer Triebstranganordnung (10) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche.
Rotor (23.1) für eine Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der Vorrichtungsansprüche 1 bis 8, hergestellt durch Stanzen einer einheitlichen Rotorblechgeometrie umfassend die Mehrzahl von Passfedernuten (28) in alle Rotorbleche (24) und durch drehfestes Anordnung des jeweiligen Rotorblechs (24) um die Welle (13) an einer der gestanzten Passfedernuten (28), wobei wenigstens zwei Rotorbleche (24) um einen/den jeweiligen durch die Umfangspositionen der Passfedernuten (28) vorgegebenen Schränkungswinkel versetzt zueinander angeordnet sind/werden.
Verwendung eines Rotors (23.1) für eine Elektromotorvorrichtung (20) nach einem der Vorrichtungsansprüche 1 bis 8, bei welchem die Rotorbleche (24) allesamt mit einheitlicher Rotorblechgeometrie umfassend die Mehrzahl von im Bereich einer/der Nabe der Rotorbleche (24) ausgebildeten Passfedernuten (28) bereitgestellt werden, wobei eine drehfeste Anordnung des jeweiligen Rotorblechs (24) um die Welle (13) an jeweils einer der Passfedernuten (28) erfolgt, zum Anordnen von wenigstens zwei Rotorblechen (24) um den gemäß den Umfangspositionen der Passfedernuten (28) vorgegebenen Schränkungswinkel versetzt zueinander, wobei mittels der Anzahl der Passfedernuten (28) je Rotorblech (24) die Anzahl der realisierten/realisierbaren Schränkungsstufen vordefiniert ist/wird.