Die Erfindung betrifft eine getriebelose Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch die EP 0 706 968 ist eine Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug bekannt
geworden, welche einen einfachen Aufbau und eine geringe Baulänge aufweist,
wodurch niedrige Massenkräfte erzeugt werden. Der Motor und das Getriebe
können freitragend an das als Ständer dienende Bremsgehäuse angeflanscht
werden, das damit als einziges Bauteil an dem Fundament festgelegt werden
muß. Diese Lösung hat sich an sich gut bewährt, wünschenswert ist allerdings
eine weitere konstruktive Vereinfachung der Art, daß sieh bei (gegebenenfalls
extrem) kompakter Bauweise kürzere Montagezeiten zum Zusammenbau der
Antriebseinheiten und/oder beim Einbau der Antriebseinheit in einen Aufzug
ergeben und daß Bauteile eingespart werden. Die Erfindung zielt darauf ab, dieses
Problem zu lösen.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Es
wird eine Antriebsvorrichtung geschaffen, die sich gegenüber dem Stand der
Technik dadurch auszeichnet, daß in dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung sowohl
der Motor als auch die Bremseinrichtung (vorzugsweise einschließlich der
Lagerung der durchgehenden Antriebswelle) zusammen untergebracht sind. Dies
ist bei dem Gegenstand der EP 0 706 968 nicht der Fall, denn der Motor wird
hier nebst seinem Gehäuse an ein separates Bremsgehäuse angeflanscht, welches
auch als Ständer der gesamten Antriebseinheit dient. Die Erfindung geht einen
anderen Weg, denn sie
![Figure 00020001](https://patentimages.storage.***apis.com/0b/20/cb/e50e3a36a4bda4/00020001.png)
spart" eines der Gehäuse ein und integriert stattdessen
Bremse und Motor in einer einzigen Konstruktion, wobei in vorteilhafter Weise
die durchgehende Welle nicht mittels des Getriebes gelagert wird, sondern mittels
einer Lagerhülse, der in eine stirnseitige Öffnung des Gehäuses eingesetzt
und an diesem befestigt ist. Der besondere Vorteil dieses Aufbaus ergibt sich aus
der Vereinfachung der Montage der Antriebsvorrichtung im Werk und dem reduzierten
erforderlichen Bauraum in einem Aufzug. Ferner werden Bauteile
eingespart. Im Nachrüstfall ist der vorhandene Einbauraum oftmals sehr beengt.
Bei einem Ersatz eines Schneckengetriebes muß z. B. ein Planetengetriebe in
axialer Richtung der Treibscheibe passen, also 90° zum vorhandenen Getriebe
ausgerichtet sein. Bei der vorliegenden Erfindung entfallen diese Probleme.
Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung integriert ferner Bremse und
Lüfter und/oder Rotorhülse zu einer Einheit. Das Gehäuse kann bei dieser Lösung
nach Art des Anspruchs 1 oder einem der übrigen Unteransprüche oder
nach konventioneller Bauweise ausgestaltet werden. Bremse und Lüfter lassen
sich besonders einfach dadurch zusammenfassen, daß an dem Bremskörper nach
Art einer Trommel oder Scheibe Lüfterflügel angeformt werden. Optional oder
alternativ wird ferner eine (topfartige) Rotorhülse an der Bremstrommel angeordnet
(z. B. angeformt).
Durch die Verlegung der Lüfterflügel nach
außen" ist es möglich, daß die Statorwicklung
wesentlich in den Innenraum der Bremstrommel ragt, um auf diese
Weise die Baulänge zu reduzieren. Die Vereinigung von Bremstrommel und Rotorhülse
zu einem Gußteil/Formteil führt zu einer Verringerung der Bearbeitungs- und Montagekosten und zu einer Verkürzung der Antriebswelle. Bei einigen
Baugrößen kann sogar das Stützlager am Wellenende wegfallen, was zu einer
weiteren Reduzierung der Kosten und der Baulänge beiträgt.
Weitere vorteilhafte Varianten der Erfindung ergeben sich dadurch, daß eine
durchgehende Welle sowohl zur Lagerung des Motors als auch zur Lagerung des
Bremskörpers am Gehäuse gelagert ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Motor einen Elektromotor mit
wenigstens einem Stator und wenigstens einem Rotor vorzusehen, der (im Verhältnis
zu den sonstigen Abmessungen der Antriebsvorrichtung) in flacher Bauweise
ausgeführt und
gegenüber" von der Bremstrommel (auch stufenlos ausführbar)
auf der Welle angeordnet ist. Dabei wird beispielsweise der Rotor des
Elektromotors auf der (topfartigen) Außenwand der Bremstrommel und der Stator
an der Innenwand des Gehäuses angeordnet. Damit dient die Bremstrommel
als gleichzeitige Trägerhülse für den Rotor, was die Möglichkeit eröffnet, den Gesamtdurchmesser
und die Achshöhe des Antriebes zu verringern. Dies ist beispielsweise
bei Anwendungen vorteilhaft, bei welchen die
Baulänge" der Antriebsvorrichtung
weniger kritisch ist. Realisierbar ist derart vor allem ein hohes
Drehmoment bei kleinem Rotordurchmesser. Die Statorwicklung des Motors
kann dabei in vorteilhafter Weise in die Bremstrommel hineinragen, um Baulänge
zu sparen.
In vorteilhafter Weise können der Elektromotor auf einer axialen Verlängerung
der Bremstrommel, insbesondere in einem stufenartigen Ansatz, und der Stator
radial innerhalb des Ansatzes im Gehäuse angeordnet sein. Ist gewünscht, die
Motorleistung zu erhöhen, ist eine Kombination beider Ausführungen denkbar,
d. h., daß Rotoren an der radialen Außenseite als auch an der radialen Innenseite
der axialen Verlängerung der Bremstrommel und an der Innenseite des Gehäuses
bzw. an einem an einem Gehäusedeckel befestigten Träger gelagerte Statoren
vorgesehen sind.
Zur Befestigung des Gehäuses dient in vorteilhafter Weise eine Montagekonsole,
die an einer geeigneten Unterkonstruktion befestigt ist, und eine konkave Aufnahme
besitzt, in welcher das an seiner Außenseite rotationssymmetrisch ausgebildete
Gehäuse aufgenommen wird. Hierdurch wird die Montage vereinfacht,
da der Motor in der konkaven Aufnahme um seine Längsachse herum drehbar ist
und damit einstellbar, um an die Lage von Kabelanschlüssen angepaßt zu werden.
Zu diesem Zweck besitzt das Gehäuse in einer radialen Ebene der Gehäusewandung
Schlitze, durch welche Beläge bzw. Belagträger der Backenbremshebel
auf die Außenseite der Bremstrommel anstellbar sind. Diese Schlitze besitzen
eine etwas größere Längsstreckung als die Bremsbeläge, so daß das Gehäuse in
gewissen Grenzen um seine Längsachse rotierbar ist. Es ist aber auch denkbar,
daß in der Radialebene des Gehäuses Segmentschlitze vorgesehen sind, in welche
die Bremsbeläge bzw. Bremsbelagträger nach einer entsprechenden Verdrehung
des Gehäuses einführbar sind.
Zusammengefaßt ergibt sich durch die neue Gehäusekonstruktion eine deutliche
Montagezeitverkürzung und eine bauliche Anpassungsfähigkeit und konstruktive
Vereinfachung mit den Folgen einer Materialersparnis und einer Verringerung
der Baugröße (beispielsweise durch Einsparung von Elementen wie Wellenverschraubungen,
Endlager der Antriebswelle und Lüftereinheit sowie Einsparung
der Getriebeeinheit).
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel für eine getriebelose
Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug ist vorgesehen, daß der oder die Motoren
direkt auf der Antriebswelle gelagert sind und daß die Bremstrommel an der
Treibscheibe angeformt ist, wobei sie das Motorgehäuse an der Außenseite teilweise
übergreift. Diese Konstruktion bietet eine besonders kompakte Bauweise
der Antriebsvorrichtung.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung. Darin zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Teilschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung;
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß
der Erfindung;
- Fig. 3
- eine Darstellung der Bremstrommel gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1;
- Fig. 4
- eine Darstellung der Bremstrommel aus gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2;
- Fig. 5
- eine Teilschnittansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß
der Erfindung;
- Fig. 6
- eine Schnittansicht entlang der Linie A - B nach Fig. 5,
- Fig. 7
- eine Teilschnittansicht A - B nach Fig. 8 einer besonders kompakt aufgebauten
getriebelosen Antriebsvorrichtung, und
- Fig. 8
- eine Stirnseitenansicht der in Fig. 7 gezeigten Antriebsvorrichung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Antriebseinheit 1 für einen Aufzug mit den Grundbauteilen
Treibscheibe 2, Bremse 4, Motor 6, die gleichachsig auf einer Antriebswelle
7 angeordnet sind. Das Gehäuse 8 umschließt die Bremse 4 und den Motor
6 und trägt die Treibscheibe 2 für die nicht dargestellten Seile eines Aufzuges.
Das Gehäuse 8 ist auf einem nicht dargestellten Fundament verankert. Die
Treibscheibe 2 ist auf dem Abtriebsflansch 3 der Welle 7 gelagert.
Die Bremse 4 weist einen Bremskörper 10 nach Art einer gegossenen Bremstrommel
auf, an der die Lüfterflügel 12 und eine Rotorhülse 14 für den Rotor 16
des Elektromotors (mit Rotor 16 und Stator 18) angeformt sind (siehe auch Fig.
3). Die Statorwicklungen greifen in die Bremstrommel 4 ein, welche beispielsweise
an ihrer axialen Außenfläche Lüftungsöffnungen 19 aufweist (siehe Fig. 3).
Dreht sich der Rotor 16 mit der Welle 7, dann dreht sich auch die Bremstrommel
10 nebst Lüfterflügeln 12, und die angeformten Lüfterflügel 12 realisieren in unkomplizierter
Weise die Kühlung des Elektromotors 6, was durch Pfeile schematisch
angedeutet ist. Der Luftstrom kann durch Schlitze 5 aus dem Gehäuse austreten.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Elektromotor 6 einen Permanentmagnetmotor
einzusetzen, der in besonders flacher Bauweise nach Art eines
Scheibenmotors ausgeführt ist. Eine derartige Lösung ist in Fig. 2 dargestellt.
Die entspricht in ihrer Funktion dem Gegenstand der Fig. 1, erlaubt aber eine
kürzere Baulänge (in Richtung der Antriebswelle) bei gleichzeitiger Vergrößerung
des Motordurchmessers. Der Rotor 16 des Permanentmagnetmotors ist hier
auf einem stufenartig nach außen versetzten Ansatz 20 mit größerem Durchmesser
als dem Durchmesser der Trommel 10 auf das Außenwandung der Bremse 4'
und der Stator wiederum auf der Innenwandung des Gehäuses 8 angeordnet. Das
Gehäuse weist eine deutliche Stufung 22 auf, um den Motor unterzubringen, ist
aber im Brems- und Motorbereich einstückig ausgebildet. Ein Fußelement 23 ermöglicht
die Montage auf dem nicht dargestellten Fundament.
Im unteren Teil der Fig. 2 ist eine weitere Motoreinheit aus Rotor 16a und Stator
18a vorgesehen, die entweder alternativ zu der im oberen Bereich der Fig. 2 gezeigten
Motoreinheit oder zusätzlich vorgesehen sein kann. Dabei ist der Rotor
16a auf einer axialen Verlängerung 20a der Bremse 4' (ähnlich dem Ansatz 20)
gelagert, während der Stator 18a auf einem Träger 32 befestigt ist, welcher seinerseits
am Gehäusedeckel 25 des Gehäuses 8 montiert ist.
Mit der Bezugsziffer 33 ist ein Tachometer bezeichnet, der entweder an der Innenseite
des Gehäusedeckels 25 bzw. an der Außenseite befestigt sein kann. Er
hat keine tragende Funktion für die durchgehende Welle 7, welche ausschließlich
mittels einer Lagerhülse 27 und Lagern 34 bzw. 35 in einer stirnseitigen Gehäuseöffnung
36 des Gehäuses 8 gelagert ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind auf der Rotorhülse 26 bzw. an der
Inneseite des Gehäuses 8 zwei Motoren hintereinander gelagert, um eine Leistungssteigerung
zu erzielen. Die Statorwicklung des in Bezug auf die Fig. 5
rechten Stators greift wiederum in die Bremstrommel der Bremse 4 ein.
Das Motorgehäuse 8, welches an seiner Außenseite rotationssymmetrisch ausgebildet
ist, wird mittels einer Montagekonsole 29 auf einem nicht dargestellten
Fundament abgestützt. Diese Montagekonsole 29 besitzt eine konkave Aufnahme
28, die es ermöglicht, daß das Gehäuse 8 um seine Längsachse verdrehbar ist,
wodurch die Montage von Anschlußkabeln wesentlich erleichtert wird.
Aus Fig. 5 ist zu entnehmen, daß die Bremsbackenhebel 30 Bremsbeläge 31 tragen,
welche durch Schlitze 37 im Gehäuse hindurchgreifen und somit gegen den
Außenumfang der Bremstrommel der Bremse 4 anstellbar sind. Die Schlitze 37
sind dabei in ihrer Längserstreckung etwas größer als die entsprechenden
Bremsbeläge 31 der Bremsbackenhebel 30 ausgebildet, so daß das Gehäuse in
gewissen Grenzen um seine Längsachse verdrehbar ist. Es ist aber auch denkbar,
daß Schlitzsegmente vorgesehen sind, welche den entsprechenden Bremsbelagsegmenten
der Bremsbackenhebel nach Verdrehung des Gehäuses in eine geeignete
Position zugeordnet werden können. In der Fig. 6 ist die Treibscheibe 2
nicht dargestellt.
In den Fig. 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine besonders kompakt
aufgebaute getriebelose Antriebsvorrichtung dargestellt. Wie zu erkennen
ist, sind die Motoren 6' unmittelbar auf der Antriebswelle 7' angeordnet, während
die Bremstrommel 10' der Bremse 4' an die Treibscheibe 2' unmittelbar angeformt
ist, und das Gehäuse 8' bzw. 8'' teilweise übergreift. Der Bremsbackenhebel
30' wirkt mit seinem Bremsbelag 31' unmittelbar auf die Bremstrommel
10' ein.
In der Fig. 7 ist das Gehäuse 8' mit ausgezogenen Linien dargestellt, während
das Gehäuse 8'' gestrichelt dargestellt ist. Das heißt, daß bei gleicher Lagerungskonstruktion
unterschiedliche Motordurchmesser zum Einsatz kommen können.
Aus der Fig. 7 ist ferner zu entnehmen, daß auf die Rotorhülse verzichtet wurde.
Durch den Wegfall der Rotorhülse mit den Lüfterblättern und durch die Überlagering
der Bremstrommel über dem Gehäuse wird axial erheblicher Raum gespart.
Auf die Lüfterflügel 12 kann bei sehr niedrigen Drehzahlen (etwa 150 bis
400 U/min) verzichtet werden, da die Wirkung, wenn nicht eine entsprechende
Flügelfläche zur Verfügung steht, gering ist. Soll sehr kompakt gebaut werden,
würde die Flügelfläche verhältnismäßig klein ausfallen und hätte kaum Wirkung.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 wurde daher auf den Einsatz
der Rotorhülse verzichtet.
Bezugszeichenliste
- Antriebsvorrichtung
- 1
- Treibscheibe
- 2, 2'
- Antriebsflansch
- 3, 3'
- Bremse
- 4, 4'
- Schlitze
- 5
- Motor
- 6, 6'
- Antriebswelle
- 7, 7'
- Gehäuse
- 8, 8', 8''
- Bremstrommel
- 10, 10'
- Lüfterflügel
- 12
- Rotorhülse
- 14
- Rotor
- 16, 16a
- Stator
- 18, 18a
- Lüftungsöffnungen
- 19
- Ansatz
- 20
- Verlängerung
- 20a
- Stufung
- 22
- Fußelement
- 23
- Gehäusedeckel
- 25
- Rotorhülse
- 26
- Lagerhülse
- 27, 27'
- Aufnahme
- 28, 28'
- Montagekonsole
- 29, 29'
- Bremsbackenhebel
- 30, 30'
- Bremsbelag
- 31, 31'
- Träger
- 32
- Tachometer
- 33
- Lager
- 34, 35
- Gehäuseöffnung
- 36
- Schlitze
- 37