DE4433059A1 - Kühlanlage zur Kühlung eines Antriebsmotors für Schachtwinden - Google Patents
Kühlanlage zur Kühlung eines Antriebsmotors für SchachtwindenInfo
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- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/08—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium circulating wholly within the machine casing
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage zur Kühlung eines An
triebsmotors für Schachtwinden gemäß dem Oberbegriff des An
spruches 1.
Schachtwinden und insbesondere sogenannte Zugseilwinden un
terscheiden sich von den sogenannten Trommelwinden dadurch,
daß sie ein oder normalerweise mehreren parallele, Seile
tragen, die in je einer Umfangsnut der Seiltrommel liegen
und die Seiltrommel nur um 180° umschlingen. Trommelwinden
dagegen arbeiten mit einem oder mehreren Zugseilen, die mit
mehreren Windungen auf die Trommel gewickelt werden können.
Zugseilwinden als auch Trommelwinden besitzen einen Antrieb
mit einem elektrischen Motor. Dabei kann der Antriebsmotor
in der Seiltrommel der Winde untergebracht und mit dieser
integriert sein.
Es gibt bereits viele verschiedene Ausführungen der Kombina
tion von Seiltrommel und Antriebsmotor. Die bis vor einigen
Jahren üblichste Kombination bestand aus einem getrennten
Motor, dessen Welle an die Welle der Seiltrommel gekuppelt
ist. Der Antriebsmotor wird dabei in bekannter Weise durch
seinen eigenen Lüfter oder durch eine Fremdkühlanlage ge
kühlt. Eine solche Kombination stellt erhöhte Anforderungen
an die Montage und die Ausrichtung von Seiltrommel und Mo
tor.
Eine ähnliche Konstruktion ist aus der ABB-Broschüre
3ASMO1C200, Juni 1993, bekannt. Bei dieser Kombination haben
Antriebsmotor und Seiltrommel eine gemeinsame Welle. Die
Welle ist jedoch lediglich in den beiden Stirnwänden der
Seiltrommel gelagert, so daß die drehbaren Teile des An
triebsmotors keine äußere Lagerung haben. Im übrigen besteht
diese Kombination aus separaten Seiltrommel- und Motorkon
struktionen. Die Kühlung des Antriebsmotors bietet hierbei
keine speziellen Probleme.
Eine Weiterentwicklung der Kombination von Antriebsmotor und
Seiltrommel bestand darin, den Antriebsmotor innerhalb der
Seiltrommel anzuordnen. Eine solche Kombination wurde bei
spielsweise bereits in der Mitte der Fünfziger Jahre be
schrieben, beispielsweise in den DE-PS 10 95 485. Da der
Stand der Technik zu diesem Zeitpunkt keine zufriedenstel
lenden Lösungen erlaubte, wurde dies Kombination nicht ver
wendet.
Im Zusammenhang mit der Entwicklung von Frequenzwandlern zur
Steuerung von Wechselstromsynchronmotoren hat die Ausführung
mit einem in der Seiltrommel integrierten Motor erneute Ak
tualität erlangt. Die nächstliegende Gestaltung eines Syn
chronmotors für diesen Zweck besteht darin, die Motorpole am
inneren Umfang der Seiltrommel anzubringen und den Stator
auf einer nicht-rotierenden Welle anzuordnen. Die Stator
wicklungen werden dabei über Leiter gespeist, die durch die
hohl ausgebildete Welle geführt werden. Die Speisung der Mo
torpole erfolgt über Schleifringe, die am Innenumfang der
Seiltrommel montiert sind. Die Seiltrommel ist hierbei mit
tels Lager auf der nicht-rotierenden Welle gelagert. Diese
Kombinationslösung wird beispielsweise beschrieben in dem
Bericht "Second international Conference MINE HOISTING 93",
Seiten 9.3.1 bis 9.3.10, vorgestellt an der Royal School of
Mines in London am 28.-30. Juni 1993.
Da die elektrische Dimensionierung und Gestaltung eines An
triebs mit frequenzgesteuerten Synchronmotoren allgemein be
kannt ist, bietet dieser Teil bei der Verwendung in Schacht
winden keine besonderen Probleme. Dagegen sind die bei die
ser Antriebsgestaltung auftretenden Kühlprobleme zwar be
kannt, aber verhältnismäßig schwer zu beherrschen. Dies gilt
besonders bei niedrigen Drehzahlen und vor allem bei nicht
drehendem, aber unter Strom stehendem Motor zur Erzeugung
eines Drehmoments. Letzteres kommt besonders häufig bei fre
quenzgesteuerten Antrieben für Schachtwinden vor. Es wurden
daher auch verschiedene Anordnungen zur Kühlung dieser Syn
chronmotoren entwickelt. Auf einige dieser Anordnungen wird
in dem oben genannten Bericht Bezug genommen.
Bei einer dieser Ausführungen der Kühlanlage ist die nicht
rotierende Welle über einen konischen Zwischenstück mit ei
ner wesentlichen Verdickung versehen mit einem Durchmesser
an der Stelle, an der das Statorblechpaket sitzen soll, der
größeren ist als der Durchmesser an den Stirnwänden der
Seiltrommel. Die Welle ist mit Kühlkanälen versehen, die so
angeordnet sind, daß die Kühlluft an der einen Stirnwand der
Seiltrommel der Welle zugeführt wird und an der anderen
Stirnwand der Seiltrommel zur Außenkühlung aus der Welle
herausgeführt wird. Diese Kühlkanäle weisen Öffnungen auf,
die im konischen Zwischenstück zum verdickten Wellenteil
münden. Die einströmende Kühlluft wird in zwei parallele
Kühlluftströme aufgeteilt. Der eine dieser Ströme wird durch
den Luftspalt zwischen Stator und Läuferpolen zurück auf die
andere Seite der Verdickung geleitet und kann dort über Öff
nungen aus der Welle herausgeführt werden. Der andere Kühl
luftstrom wird über den Stator und Öffnungen in der Welle am
verdickten Teil geführt und vereint sich danach mit dem über
den Luftspalt austretenden Kühlluftstrom. Diese Ausführungs
form ist sehr kostspielig, insbesondere mit Rücksicht auf
die komplizierte Wellenform und die großen Lagerabmessungen.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die Stirnwände der
Seiltrommel mit je einer Kappe versehen. Voraussetzung für
diese Ausführung ist, daß beide Stirnwände der Seiltrommel
Inspektionsluken haben. Somit kann eine geschlossene Kühlan
lage gebildet werden, in der gekühlte Luft über den Raum un
ter der Kappe durch Inspektionsluken in das Innere der Seil
trommel geleitet werden kann. Die Kühlluft in der Seiltrom
mel wird hier auf zwei parallele Kühlluftströme verteilt.
Der eine leitet Kühlluft durch den Luftspalt zwischen Stator
und Rotor und der andere leitet Kühlluft durch den Stator.
Die beiden Kühlluftströme vereinen sich anschließend, um
über die Inspektionsluken in der anderen Stirnwand unter der
anderen Kappe auszuströmen. Von hier wird die Luft weiter zu
einem unter der Seiltrommel liegenden Kühlaggregat geführt.
Bei dieser Ausführung wirken verhältnismäßig große Seiten
kräfte auf die Seiltrommel, die bei der Dimensionierung der
Lager berücksichtigt werden müssen. Da die Kühlluft die sich
drehenden Inspektionsluken passieren muß, können außerdem
störende Geräusche auftreten, die mit kräftigen Kappen zu
dämpfen sind.
Um die Schachtwinden mechanisch bremsen zu können, sind die
Seitenwände der Seiltrommel mit je einer Bremsscheibe verse
hen. Diese Bremsscheibe ist Teil einer Scheibenbremse, an
die von beiden Seiten Bremsklötze anpressbar sind. Diese
Kühlanlage hat den Nachteil, daß eine Undichtigkeit der Öl
schmieranlage für die Lager zur Ausbildung eines Ölfilms auf
den Bremsscheiben führen kann, wodurch die Bremssicherheit
gefährdet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanlage zur
Kühlung eines Antriebsmotors für Schachtwinden der eingangs
genannten Art zu entwickeln, die in ihrem Aufbau einfach ist
und zuverlässig und effizient arbeitet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kühlanlage zur Kühlung
eines Antriebsmotors für Schachtwinden gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im
kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale
hat.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen genannt.
Die Erfindung geht aus von einem auf einer nicht-rotierenden
Welle befestigten Stator eines Antriebsmotors, dessen Läu
ferpole am inneren Umfang der Seiltrommel befestigt sind.
Der Stator ist mit eigenen Stirnwänden versehen, die im fol
genden Statorstirnwände genannt werden und zwischen denen
ein offener Innenraum vorhanden ist. Die Statorstirnwände
sind miteinander gegenüberliegenden Öffnungen, die vorzugs
weise alle den gleichen radialen Abstand von der Statormit
tellinie haben, versehen. Vorzugsweise sind die Öffnungen
kreisförmig. In jeder Öffnung der einen Statorstirnwand ist
je ein Kühlgebläse angeordnet.
Die Kühlgebläse können auf der den Innenraum zwischen den
beiden Statorstirnwänden begrenzenden Seite der Statorstirn
wand liegen oder auf deren Außenseite. Die Gebläse fördern
somit Luft in den Innenraum zwischen den beiden Statorstirn
wänden. Von dort verläßt die Luft über die Öffnungen in der
anderen Statorstirnwand und dort positionierte Kühlaggregate
den Raum zwischen den beiden Statorstirnwänden und strömt
dann durch den Luftspalt zwischen Stator und Rotorpolen zu
rück zu den Kühlgebläsen.
Die Zufuhr und Abfuhr des die Kühlaggregate kühlenden Kühl
mediums erfolgt über Rohre, die in der hohl ausgebildeten
Welle angeordnet sind.
Die Kühlanlage gemäß der Erfindung hat gegenüber den bekann
ten Kühlanlagen folgende Vorteile:
- - einfache Gestaltung der Welle
- - kleine Abmessungen für die Lager der Seiltrommel
- - kein Bedarf an Kappen
- - kein Bedarf an äußeren Kühltrommeln
- - Beseitigung der Gefahr, daß Undichtigkeiten des Ölsystems für die Lagerschmierung zu einem Ölfilm auf den Brems scheiben führen können.
Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels soll
die Erfindung näher erläutert werden.
Die Figur zeigt eine komplette Seiltrommel mit integriertem
Antriebsmotor. Die Trommel ist mit 1 bezeichnet und die
Seile sind mit 2 bezeichnet. In den Stirnwänden 3 der Seil
trommel sind Inspektionsluken vorhanden, die mit einem auf
schraubbaren Deckel 4 verschlossen sind. 5 und 6 bezeichnen
Bremsscheiben, die mit Bremsklötzen 7 zusammenarbeiten, wel
che von einem Ständer 8 getragen werden. Die nicht-rotie
rende Welle 9 der Seiltrommel ruht in Lagerböcken 10, die
sich auf dem Fundament 11 abstützen. Die Seiltrommel ist
mittels der Lager 12 drehbar auf der Welle 9 gelagert. Der
Antriebsmotor für die Schachtwinde ist in der Seiltrommel
untergebracht. Der nicht-rotierende Stator ist mit 13 be
zeichnet, und der Läufer wird von der Seiltrommel selbst und
den an ihren inneren Umfang angebrachten Läuferpolen 14 ge
bildet.
Gemäß der Erfindung sind in den Statorstirnwänden 15 und 16
Öffnungen 17 und 18 vorgesehen. Gemäß einem bevorzugten Aus
führungsbeispiel sind beide Statorstirnwände mit je vier auf
einem konzentrischen Kreis um die Statormittellinie liegen
den und in Umfangsrichtung um 90° gegeneinander versetzten
Öffnungen versehen. Vorzugsweise fluchtet je eine Öffnung in
der einen Statorstirnwand mit einer Öffnung in der anderen
Statorstirnwand. In jede Öffnung der einen Statorstirnwand
15 ist je ein Gebläse 19 eingesetzt, welches im Betrieb
einen Kühlluftstrom in den freien Raum zwischen den beiden
Statorstirnwänden bläst. An den Öffnungen in der gegenüber
liegenden Statorstirnwand 16 angebracht, die in dem in der
Figur gezeigten Ausführungsbeispiel an der Außenseite dieser
Statorstirnwand angeordnet sind. Der von den Gebläsen er
zeugte Luftstrom passiert zunächst die Öffnungen in der ge
genüberliegenden Statorstirnwand 16 und danach die Kühlag
gregate 20, die hinter diesen Öffnungen angeordnet sind. Der
gekühlte Luftstrom wird dann über den Luftspalt zwischen
Stator und Läuferpolen hindurch von den Kühlgebläsen ange
saugt. Auf diese Weise entstehen im gezeigten Ausführungs
beispiel vier geschlossene Kühlluftbahnen. Das Kühlmedium
zur Kühlung der Kühlaggregate wird durch Kühlrohre 21, 22
zu- beziehungsweise abgeführt, die durch die Welle der Seil
trommel geführt sind.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind mehrere alternative
Aus führungsformen für die verschiedenen zu der Kühlanlage
gehörenden Teile sowie deren Anordnung möglich. Wie bereits
angedeutet, können anstelle der bevorzugten Ausführung mit
vier Gebläsen und vier Kühlaggregaten anderer Kombinationen
gleichmäßig verteilter Kühlluftbahnen vorgesehen werden. Die
Gesamtkühlluftmenge ist abhängig von mehreren Parametern,
wie zum Beispiel der Verlustleistung des Motors, dem Ar
beitsprogramm oder dem Arbeitszyklus. Das gleiche gilt ent
sprechend für die Kühlkapazität der Kühlanlage, die zum Bei
spiel von der Ansaug-/Förderkapazität der Kühlgebläse, der
Konstruktion der Kühlaggregate oder dem Kühlmedium abhängig
ist. Alternativ können die Kühlgebläse und/oder die Kühlag
gregate auch auf der Innenseite der jeweiligen Statorstirn
wand angeordnet sein.
Claims (9)
1. Kühlanlage zur Kühlung eines Antriebsmotors für Schacht
winden, deren Antriebsmotor in der rotierenden Seiltrommel
(1) der Schachtwinde angeordnet und mit dieser integriert
ist, wobei der Stator (13) des Antriebsmotors auf einer
nicht-rotierenden Welle befestigt ist und die Läuferpole des
Antriebsmotors am inneren Umfang der Seiltrommel befestigt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der
Stator des Antriebsmotors mit Statorstirnwänden (15, 16) ver
sehen ist, in denen Öffnungen (17, 18) angeordnet sind, und
daß in oder an den Öffnungen der einen Statorstirnwand Kühl
gebläse (19) angeordnet sind und in oder an den Öffnungen
der anderen Statorstirnwand Kühlaggregate (20) angeordnet
sind.
2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzahl der Öffnungen in beiden Statorstirnwänden gleich
groß ist.
3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Öffnungen in den Stator
stirnwänden auf einem konzentrischen Kreis um die Längsachse
des Stators angeordnet sind, und vorzugsweise gleichmäßig
über den Umfang verteilt sind.
4. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnun
gen in der einen Statorstirnwand mit den entsprechenden Öff
nungen in der anderen Statorstirnwand in axialer Richtung
des Stators fluchten.
5. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlag
gregate (20) in dem freien Innenraum zwischen den Stator
stirnwänden angeordnet sind.
6. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1-5, da
durch gekennzeichnet, daß die Kühlanlage
(20) und/oder die Kühlgebläse (19) an der Außenseite der be
treffenden Statorstirnwand angeordnet sind.
7. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl
der Öffnungen (17, 18) in den Statorstirnwänden vier beträgt.
8. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlme
dium für die Kühlaggregate (20) über in der Welle verlegte
Kühlrohre (21, 22) zugeführt, beziehungsweise abgeführt wird.
9. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnun
gen (17, 18) in den Statorstirnwänden kreisförmig sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9303049A SE501574C2 (sv) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Kylsystem för kylning av drivmotorn hos gruvspel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=20391144
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4433059A1 (de) |
SE (1) | SE501574C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0919512A2 (de) * | 1997-11-24 | 1999-06-02 | FÜRSTLICH HOHENZOLLERNSCHE WERKE LAUCHERTHAL GMBH & CO. | Seilwinde mit flüssigkeitsgekühlten elektromotor |
DE102004044911B4 (de) | 2004-09-14 | 2018-11-22 | Siemag Tecberg Gmbh | Treibscheiben-Schachtfördermaschine mit verbesserter Kühlluftführung |
-
1993
- 1993-09-20 SE SE9303049A patent/SE501574C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-09-16 DE DE19944433059 patent/DE4433059A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0919512A2 (de) * | 1997-11-24 | 1999-06-02 | FÜRSTLICH HOHENZOLLERNSCHE WERKE LAUCHERTHAL GMBH & CO. | Seilwinde mit flüssigkeitsgekühlten elektromotor |
EP0919512A3 (de) * | 1997-11-24 | 2004-08-11 | FÜRSTLICH HOHENZOLLERNSCHE WERKE LAUCHERTHAL GMBH & CO. | Seilwinde mit flüssigkeitsgekühltem Elektromotor |
DE102004044911B4 (de) | 2004-09-14 | 2018-11-22 | Siemag Tecberg Gmbh | Treibscheiben-Schachtfördermaschine mit verbesserter Kühlluftführung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9303049L (sv) | 1995-03-13 |
SE9303049D0 (sv) | 1993-09-20 |
SE501574C2 (sv) | 1995-03-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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