PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69518032T2 21.12.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0676357
Titel Aufzugsmotor
Anmelder KONE Corp., Helsinki, FI
Erfinder Hakala, Harri, SF-05830 Hyvinkää, FI;
Mustalahti, Jorma, SF-05620 Hyvinkää, FI;
Aulanko, Esko, SF-04230 Kerava, FI
Vertreter Zipse & Habersack, 80639 München
DE-Aktenzeichen 69518032
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.03.1995
EP-Aktenzeichen 951048420
EP-Offenlegungsdatum 11.10.1995
EP date of grant 19.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.12.2000
IPC-Hauptklasse B66B 11/08
IPC-Nebenklasse B66B 11/04   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufzugsmotor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die baulichen Abmessungen einer Aufzugsmaschine beeinflussen die Größe des Aufzugschachtes und/oder des Gebäudes, je nachdem, wo die Maschine angeordnet wird. Wenn die Aufzugsmaschine in oder neben dem Aufzugschacht oder in einem Maschinenraum angeordnet ist, hat die Tiefe der Maschine eine wesentliche Bedeutung hinsichtlich der erforderlichen Größe.

In der Patentbeschreibung der US 5,018,603 sind verschiedene Typen einer Aufzugsmaschine dargestellt. Der Motor der Fig. 8 in der Beschreibung ist ein scheibenförmiger Motor. Die in der Beschreibung dargestellten Motoren sind deutlich kompakter und haben in der axialen Richtung des Schachtes eine flachere Konstruktion als herkömmliche mit Getriebe versehene Aufzugsmaschinen. Die in der Beschreibung dargestellten Maschinen sind jedoch ganz klar für eine Anordnung in einem Aufzugsmaschinenraum bestimmt. Der Rotor in diesen Maschinen ist ein an der Rotorscheibe befestigtes separates Eisenpaket mit darin eingebetteten Rotorwicklungen.

Über die in der Beschreibung dargestellten getriebelosen Aufzugmaschinen muß bemerkt werden, dass das erforderliche Motordrehmoment sehr hoch ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der Treibscheibe, die den äußersten Teil darstellt, ist höher als die Umfangsgeschwindigkeit der Rotorwicklungen, so dass diese Maschine in gewissem Sinn eine Übersetzung beinhaltet, die die Geschwindigkeit der Aufzugseile erhöht, was für die meisten Aufzugsantriebe ein Nachteil ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Motorstruktur für einen scheibenförmigen Aufzugsmotor unter Verwendung von Permanentmagneten zur Rotoranregung zu schaffen, der in der Axialrichtung der Motorwelle, d. h. in der Tiefe des Motors weniger Raum erfordert. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufzugsmotor so einfach und kompakt wie möglich herzustellen.

Der erfindungsgemäße Motor für eine Aufzugsmaschine ist durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gekennzeichnet. Andere Ausführungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen aufgezeigten Merkmale gekennzeichnet.

Die Erfindung macht es möglich, eine sehr flache Aufzugsmaschine zu erhalten. Obwohl die Maschine eine sehr flache und kompakte Konstruktion besitzt, enthält sie die gesamte gewöhnliche Ausrüstung, die zu einer Aufzugsmaschine gehört, beispielsweise eine Treibscheibe und eine Bremse, Der Durchmesser der Treibscheibe der Maschine ist kleiner als der Durchmesser des Außenumfangs der Permanentmagnete, so dass der Motor eine Art Untersetzung besitzt.

Die Konstruktion des Motors der Erfindung ist sehr einfach, da er eine Treibscheibe und eine in der Rotorscheibe integrierte Bremsscheibe besitzt und weil die Metallteile des Rotors sowohl den Rotor unterstützen als auch einen Teil des Magnetkreises bilden.

Die Maschine ist sehr leistungsfähig und die Erfindung kann ebenso bei Motoren angewendet werden, die bei einer sehr geringen Geschwindigkeit laufen (und einen sehr großen Durchmesser besitzen).

Die Erfindung wird im Folgenden mit Hilfe eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesem zeigen:

Fig. 1 eine Aufzugsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Motor,

Fig. 2 einen Schnitt der Aufzugsmaschine,

Fig. 3 eine andere Aufzugsmaschine,

Fig. 4 einige der rechteckigen Permanentmagnete, die in der Rotorscheibe befestigt sind,

Fig. 5 Permanentmagnete, die aus zwei Teilmagneten zusammengesetzt sind, und

Fig. 6 die Magnetkreise in der Rotorscheibe.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer getriebelosen Aufzugsmaschine 1 mit einem scheibenförmigen Motor 2, einer Scheibenbremse 3 und einer Treibscheibe 4. Die Aufzugseile 5 sind um die Treibscheibe 4 geführt. Die Aufzugsmaschine ist mittels Verbindungselementen 8 zusammengesetzt, die zwischen Löchern angeordnet sind, die in der Statorscheibe 18 und einem daran befestigten Träger 6 vorgesehen sind. Es gibt ein anderes Verbindungselement 10 im Zentrum der Maschine, um den Träger 6 und die Statorscheibe 18 miteinander zu verbinden. Die Bremse 3 ist an dem Träger 6 und der Statorscheibe 18 befestigt. Die Linie A-A stellt einen Schnitt in Form einer unterbrochenen Linie dar, und dieser Schnitt ist in Fig. 2 gezeigt. Der Motor kann beispielsweise ein Synchronmotor oder ein kommutierender Gleichstrommotor sein. Die Maschine kann einen sehr hohen Wirkungsgrad von ca. 85% haben, was bedeutet, dass die Maschine und ihr Motor während des Betriebes kühler bleiben.

Fig. 2 zeigt die Aufzugsmaschine 1 aus Fig. 1 entlang der Linie A-A geschnitten. Die Maschine 1 umfaßt einen Motor 2, eine Scheibenbremse 3 mit einer Bremsscheibe 16 und eine Treibscheibe 4. Die Figur zeigt die Maschine in der Axialrichtung der Welle 15 vergrößert, um die Figur lesbarer zu machen. Die Hauptteile des Motors 2 sind der Rotor 13, die Statorscheibe 18 mit einer daran befestigten Trägerplatte 6 und eine Welle 15. Der Rotor 13 umfaßt eine Rotorscheibe 12 mit Permanentmagneten und eine daran befestigte Treibscheibe.

Die Permanentmagnete 30 sind in Folge montiert, um einen kreisförmigen Ring auf der Oberfläche 36 der Rotorscheibe 12 zu bilden. Der Teil der Rotorscheibe 12, der unter den Permanentmagneten 30 liegt, bildet einen Teil sowohl des Magnetkreises 38 als auch der Trägerstruktur 37 der Rotorscheibe 12. Die Permanentmagnete können in der Form variieren und in zwei Teilmagnete 31 unterteilt sein, die nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind. Diese Teilmagnete können beispielsweise eine rhombische Form (Fig. 5) haben.

Die Permanentmagnete 30 sind gegen äußere Partikel durch eine ringförmige Kapsel geschützt, die durch die Statorscheibe 18 gebildet und mit einer Dichtung 26a auf einer ihrer Wände versehen ist. Die Treibscheibe 4 ist in der Rotorscheibe 12 integriert oder sie kann ebenso ein separates Teil sein, das an der Rotorscheibe befestigt ist. Der Durchmesser der Treibscheibe 4 ist geringer als der des Außenumfanges der Permanentmagnete 30. Die Rotorscheibe ist mit einer ringförmigen Bremsscheibe 16 versehen, die an der Rotorscheibe als eine Erweiterung ihres Außenumfanges ausgebildet ist. Folglich ist die Bremsscheibe eine im Wesentlichen unmittelbare Verlängerung der Rotorscheibe, jedoch mit einem engen Ringbereich für eine Abdichtung zwischen den Rotorstegen und der Bremsscheibe.

Die Rotorscheibe ist vorteilhafterweise als eine integrierte Struktur hergestellt, umfassend die Rotorscheibe, die Treibscheibe und die Bremsscheibe in einer einzigen Einheit. Die Bremsscheibe 3 ist mittels Befestigungen auf beiden Seiten der Bremsscheibe 16 befestigt, um so der Bremse eine Verschiebebewegung in der Längsrichtung der Welle 15 zu ermöglichen. Die verschiebbare Befestigung der Scheibenbremse wird unter Verwen dung lösbarer Bremstrageelemente 23 und 24 ausgeführt, mittels denen die Scheibenbremse auf der einen Seite an der Statorscheibe 18 und auf der anderen Seite an dem an der Statorscheibe 18 befestigten Träger 6 befestigt ist. Der Träger 6 und die Statorscheibe 18 sind zusammen mittels der Verbindungselemente 8 zwischen den Vorsprüngen 7 und mit einem anderen Verbindungselement 10 in dem Bereich der Welle befestigt.

Die Zwischenräume zwischen der Rotorscheibe 12 und den Permanentmagneten 30 auf ihrer Oberfläche, genauso wie die Ecken 32 zwischen der Rotorscheibe und den Permanentmagneten sind zumindest teilweise mit unmagnetischem Füllmaterial 33 gefüllt, wie beispielsweise mit polymerisiertem Harz, das an der Rotorscheibe 12 und den Permanentmagneten 30 befestigt ist. Magnetische Partikel genauso wie gewöhnliche Verunreinigungen können sich in Ecken ansammeln, und der Zweck der Füllung ist es, sicherzustellen, dass keine scharfen Ecken oder Winkel in dem Magnetkreis auftauchen. Partikel können leichter von flachen Oberflächen und von Flächen mit runden Ecken entfernt werden.

Die Statorscheibe 18 besitzt einen ringförmigen Hohlraum 19a mit einer offenen Seite. Die äußere ringförmige Wand 28a des Hohlraumes 19a ist in Richtung der Rotorscheibe 12 gerichtet und die Innenwand 28b schließt sich an der Welle 15 an. Zwischen den Wänden 28a und 28b ist eine Wand 25, die in Richtung und senkrecht zur Welle ausgerichtet ist. Der Hohlraum mit seinen Wänden kann mit den Wörtern Kapsel, kapselförmig bezeichnet werden. Der Stator 9 umfaßt ein Statorkernpaket mit Wicklungen 17. Der Stator besitzt eine ringförmige Gestalt und ist nahe der äußeren (ringförmigen) Wand 28a angeordnet. Falls nötig, kann der Stator auch in separate Sektoren unterteilt sein. Der Stator ist an der Hohlraumwand 25 senkrecht zur Welle mittels Befestigungselementen 20, vorzugsweise Schrauben, befestigt. Bei Bedarf kann der Stator an jeder der Hohlraumwände befestigt sein.

Die Permanentmagnete 30 und der Stator 9 sind durch einen Luftspalt 14 getrennt, der in einer im Wesentlichen zur Welle 15 des Motors 2 senkrechten Ebene liegt. Folglich kann die Ebene des Luftspaltes auch eine leichte konische Form haben.

Die äußere ringförmige Wand 28a ist mit einer ringförmigen Dichtung 26a versehen, die die Rotorscheibe 12 leicht berührt, wodurch der Hohlraum 19a zu einem geschlossenen Raum wird, der sowohl den Stator 9 als auch die Permanentmagnete 30 des Rotors 13 enthält. Die Dichtungsanschlagfläche in der Rotorscheibe 12 liegt zwischen der Bremsscheibe 16 und dem durch die Permanentmagnete 30 gebildeten Kreis. Das zur Befestigung der Dichtung 26a erforderliche Befestigungselement ist als ein Schlitz in der axial orientierten Wand 28a des Hohlraums 19a in der Statorscheibe 18 ausgeführt. Die Dichtung 26a kann beispielsweise eine Filzdichtung, eine Läppscheibendichtung oder eine Bürstendichtung sein. Die Dichtung schützt den Magnetkreis gegen schädliche Partikel, wie beispielsweise Magnetstaub.

Die Statorscheibe 18 und die Welle 15 sind ebenso zusammen als ein einzelnes Teil integriert, wobei sie jedoch natürlich genauso als zusammengefügte separate Teile ausgeführt sein können. Zwischen der Statorscheibe 18 und der Rotorscheibe 12 sind Lager 22 vorgesehen.

Der Motor in Fig. 3 ist im Aufbau mit dem Motor in Fig. 2 identisch mit der Ausnahme, dass der Stator 9 jetzt in einem ringförmigen Hohlraum 19b angeordnet ist, der durch zwei sich in Richtung der Rotorscheibe 12 erstreckende Wände 28a und 28c gebildet ist, und einer Wand 25, die sich zwischen ihnen in Richtung auf die Welle erstreckt. Eine ringförmige Abdichtung 26a ist an der Außenwand 28a des Hohlraumes und eine andere ringförmige Dichtung 26b an seiner Innenwand 28c befestigt, die näher an der Welle 15 liegt. Die Innenwand 28c des Hohlraumes 19b ist an der Welle 15 mittels Tragstreben 35 befestigt. Zwischen der Welle und der Tragstrebe kann ein Tragelement, wie beispielsweise ein Zwischenring vorgesehen sein. Der in Fig. 3 gezeigte Motoraufbau ist für Motoren mit einem besonders großen Durchmesser geeignet.

Fig. 4 zeigt den Schnitt A-A aus Fig. 1 und veranschaulicht einen Teil des durch die rechteckigen Permanentmagnete gebildeten Kreises.

In Fig. 5 besteht jeder Permanentmagnet 30 aus zwei Teilmagneten 31 mit rhombischer Gestalt, wobei einer über dem anderen angeordnet ist. Die Teilmagnete sind gleichpolig, d. h. dass ihr N- und S-Pol in jedem Magnet 30 gleich ausgerichtet ist. Natürlich kann die Anzahl der Teile in jedem Magnet anders als zwei sein. Bei der Verwendung von Teilmagneten ist es möglich die Form des Magnetfeldes zu beeinflussen und die Magnete können leichter gehandhabt und montiert werden, als wenn ein einziger größerer Magnet 30 verwendet wird.

Fig. 6 zeigt den Schnitt C-C aus Fig. 4 in eine Ebene gestreckt. Die Figur zeigt auch einen Teil der Statorwicklungen 17. Das Magnetfeld 38 ist von dem N- oder S-Pol eines Permanentmagneten über den Luftspalt 14 zum Stator 9 ausgerichtet, kehrt über den Luftspalt 14 in Richtung eines entgegengesetzt orientierten Permanentmagneten 30 zurück und verläuft dann innerhalb der Rotorscheibe 12 zurück zum anderen S- oder N-Pol des Permanentmagneten. Der Teil der Rotorscheibe, durch den das Magnetfeld strömt, fungiert ebenso zusätzlich zur Bildung eines Teils des Magnetkreises als eine Tragstruktur 37 der Rotorscheibe 12, die das Drehmoment der Bremsscheibe 16 auf die Treibscheibe 4 überträgt. Wenn die Treibscheibe mit der Bremsscheibe integriert ist, kann ein Teil der Treibscheibe auch als ein Teil des Magnetkreises wirken, wenn die Treibscheibe nahe der Permanentmagnete angeordnet ist.

Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die Ausführungen der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt sind, sondern dass sie statt dessen innerhalb des Umfangs der nachfolgenden Ansprüche variieren können.


Anspruch[de]

1. Aufzugsmotor (2), umfassend einen ringförmigen Stator (9), der in eine Statorscheibe (18) gebaut und mit Wicklungen (17) versehen ist, und einen in eine Rotorscheibe (12) gebauten Rotor (13), wobei die Anregung des Rotors (13) unter Verwendung von Permanentmagneten (30) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (30) an der Oberfläche (36) der Rotorscheibe (12) befestigt sind und dass die Tragstruktur (37) der Rotorscheibe (12) einen Teil des Magnetkreises (38) des Rotors (13) bildet.

2. Aufzugsmotor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Magnetkreis (38) bildende Permanentmagnet (30) in gleichpolige Teilmagnete (31) unterteilt ist, die nebeneinander oder aufeinanderfolgend angeordnet sind.

3. Aufzugsmotor (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmagnete (31) eine rhombische Form haben.

4. Aufzugsmotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Räume zwischen der Rotorscheibe (12) und den Permanentmagneten (30) auf ihrer Oberfläche, genauso wie die Ecke (32) zwischen der Rotorscheibe und den Permanentmagneten zumindest teilweise mit einem unmagnetischen Füllmaterial (33) gefüllt sind, vorzugsweise polymerisiertem Harz, das an dem Permanentmagneten (30) befestigt ist.

5, Aufzugsmotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er eine im Wesentlichen ringförmige Dichtung (26a) besitzt, die an der Statorscheibe (18) befestigt ist und sich außerhalb des durch die Permanentmagnete (30) gebildeten Kreises entgegen der Oberfläche (36) der Rotorscheibe (12) erstreckt.

6. Aufzugsmotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche (36) der Rotorscheibe (12) im Wesentlichen ringförmige Dichtungen (26a, 26b) vorgesehen sind, die an dem Stator sowohl außerhalb des durch die Permanentmagnete (30) gebildeten Kreises als auch auf der Seite der Welle (15) des Aufzugsmotors (2) befestigt sind.

7. Aufzugsmotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Treibscheibe (4) besitzt, die mit der Rotorscheibe (12) integriert oder an dieser befestigt ist und einen Teil des Magnetkreises (38) des Rotors (13) bildet.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com