CN106458544B - 升降机构的系统结构和操作所述系统结构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于升降机构的传动系的系统结构，升降机构尤其是起重机升降机构，所述系统结构包括至少一个驱动电机(1，1′)、连接到所述至少一个驱动电机的至少一个缆线卷筒(2，2′)、设置在驱动电机(1，1′)和缆线卷筒(2，2′)之间的减速传动器(3)、自动超限停机装置、以及至少一个安全制动器(4，4′)。为了优化这种传动系，取代至少一个被动操作制动器，设置至少一个主动电机锁定装置(5，5′)，以用于当驱动电机(1，1′)电减速到旋转速度'0'时保持负载。

Description

升降机构的系统结构和操作所述系统结构的方法

技术领域

本发明涉及用于升降机构的传动系的系统结构，所述升降机构尤其是起重机升降机构，所述用于升降机构的传动系的系统结构包括至少一个驱动电机、连接到所述至少一个驱动电机的至少一个缆线卷筒、设置在驱动电机和缆线卷筒之间的减速传动器、自动超限停机装置、以及至少一个安全制动器，且本发明涉及操作所述系统结构的方法。

背景技术

在一种特定类型的已知升降机构(文献EP 1661845B1)中，提供通过减速传动器驱动两个缆线卷筒的两个驱动电机。除操作制动器和安全制动器之外，还在传动系中设置超限停机装置，在超过预先设定负载的过载的条件下，超限停机装置全部或部分地分开电机和缆线卷筒之间的连接。这旨在确保传动系且更特别地尤其减速传动器的各个构件不被损伤或毁坏。

此外，已知一种用于升降机构的传动系(文献DE 2013209361A1)，在所述用于升降机构的传动系中，在紧急停止的制动动作的情况下，通过提供在驱动电机和操作制动器之间的自动超限停机装置而避免损伤。停机装置优选是自由轮的形式，其中，在待承载的负载降低的情况下自由轮代表有效的安全装置。

已知系统已经在实践中证明其价值。已知传动系中的操作制动器和安全制动器是弹簧闭合制动器的形式，所述弹簧闭合制动器以液压、气动、磁性或电子液压的方式打开。在电源故障或紧急停机的条件下，结果是制动电路自动闭合。在这种情况下，每条制动电路自身能够在预先设定参数内停止负载。独立制动电路的构造基本由于下述事实：一方面，在传动器崩溃的条件下，负载不再能够通过操作制动器停止，但是另一方面，需要操作制动器以通过关联的高切换循环在驱动电机的旋转速度'0'下的正常情况中保持负载。依据此时的状态，安全制动器不适于高切换循环且因此仅在传动器崩溃、电源故障、紧急停机等等的条件下闭合。

然而，多个问题由于在紧急情况下实施的所述两个制动电路产生。由于较短的停滞时间，首先安全制动器操作。在这种情况下，由于电机和电机联接件的质量惯性构建的质量也必须被制动。高负载峰值因此在减速传动器中发生。在负载方向上，“下降”情况附加地涉及负载改变或在减速传动器的齿轮处的齿面(tooth flank)改变。这些问题能够导致严重的传动器损伤，尤其在具有尤其频繁的停机情况且涉及高上升速度的起重机升降机构的情况下。此外，由于两个制动电路的操作，不可避免地发生升降机构的“过度制动”，对定子和其它起重机构件产生负面影响。

发明内容

因此，本发明的目的是消除这些缺点。

根据本发明，这个目的通过下述获得：取代至少一个被动操作制动器，设置至少一个主动电机锁定装置，以用于在驱动电机电减速到旋转速度'0'时保持负载。

因此鉴于本发明可以完全免除设置在已知升降机构的传动系中的操作制动器。在电源故障、紧急制动状况或传动器崩溃的情况下，所需的制动操作能够仅仅通过安全制动器实施，而在处于驱动电机的零速度下的正常操作中时，无需安全制动器的操作，电机锁定装置被用于保持负载。

电机锁定装置优选是具有形状锁合式构型。然而，替换性地，电机锁定装置也可以是具有力锁合或摩擦锁合式构型。

与迄今使用的操作制动器相反的，电机锁定装置是主动操作的且例如通过弹簧力保持打开。这确保在电源故障、紧急制动情况或传动器崩溃的情况下，电机锁定装置不自动闭合，但是在旋转速度'0'下被液压或电子液压、气动或磁性地致动。

电机锁定装置能够与在相应驱动电机和减速传动器之间的电机联接件结合地设置。

然而，替换性的，电机锁定装置也可以设置在驱动电机的远离电机联接件或减速传动器的一侧上。

驱动电机也能够经法兰直接安装(flange-mounted)到减速传动器，无需电机联接件的介入。

当使用形状锁合式构型的电机锁定装置时，优选选择器移位齿构造的形式。

为了实施这种移位齿构造，在朝向驱动电机的方向上突伸且具有外侧齿构造的定子齿轮能够设置在减速传动器的壳体上，而也具有外侧齿构造的转子齿轮不可旋转地设置在电机轴或传动器的输入轴上，其中，移位元件设置用于连接或分开电机锁定装置，移位元件设有内侧齿构造且定子齿轮和转子齿轮能够与移位元件选择性联接。

如果电机锁定装置设置在驱动电机的后侧处，则可以在驱动电机的壳体上设置定子环形齿轮，定子环形齿轮固定地连接到壳体且具有在轴向方向上操作的端齿构造，而转子环形齿轮设置在电机轴上，转子环形齿轮在电机轴上轴向可移位且不可旋转地设置、以及转子环形齿轮在其平面处具有等同的端齿构造且能够与固定连接到电机壳体的定子环形齿轮联接以用于锁定驱动电机。

在这种情况下，转子环形齿轮能够借助于压缩弹簧保持处于解除联接位置，而为了电机锁定装置的致动，转子环形齿轮在朝向定子环形齿轮的方向上移位到联接位置。

超限停机装置优选是自由轮的形式。超限停机装置能够整合在减速传动器中，在这种情况下，超限停机装置选择性设置在减速传动器的输入轴、中间轴或输出轴上。

由于负载方向在上升和下降模式中维持相同，所以整合在传动器中的自由轮在正常操作中永久锁定，这允许升降机构的正常操作。如果在下降模式中，则升降机构的制动借助于安全制动器发生，而后旋转质量自由旋转到自由轮以使得对传动器或其它构件没有损伤发生。此外，由此负载的制动行程也缩短，因为没有加速质量也必须被制动。

另外的结构选项提供的是，缆线卷筒接头连接件设置在减速传动器的输出轴和缆线卷筒之间，自由轮整合在缆线卷筒接头连接件中。

为了附加的安全性，安全制动器能够分成两个独立的控制电路，以使得存在冗余资源作为储备。以这种方式，尤其旨在用于起重机升降机构的根据本发明的传动系能够被仍进一步地优化。这种附加优化对于运输危险物品也具有特别有利的效果。

根据本发明的方法大体提供的是，电机锁定装置在驱动电机或电机电减速到旋转速度'0'之后即刻启动。

附图说明

本发明通过图例示出且在后文中参考附图详细描述，其中：

图1示出本发明的第一实施方式，

图2示出本发明的第二实施方式，

图3示出本发明的第三实施方式，

图4示出本发明的第四实施方式，

图5示出电机锁定装置的特定构型的放大比例图，以及

图6示出电机锁定装置的另一实施方式。

具体实施方式

参照附图，尤其旨在用于起重机升降机构的根据本发明的传动系包括两个驱动电机1、1′、两个缆线卷筒2、2′、布置在驱动电机1、1′和缆线卷筒2、2′之间的减速传动器3、自动超限停机装置以及装配到缆线卷筒2、2′的两个安全制动器4、4′。

此外，根据本发明的传动系具有主动电机锁定装置5、5′，主动电机锁定装置用于在驱动电机1、1′被电减速到旋转速度'0'的情况下保持负载且能够被主动致动。以这种方式可以免除通常设置在驱动电机1、1′和减速传动器3之间本身已知的被动操作制动器。

假若超限停机装置是自由轮6，所述自由轮通过图1至4中示出的示例在每个实施方式中整合在减速传动器3中。在示出的示例中，自由轮6设置在减速传动器3的输入轴7上。然而，替换性的，自由轮6也可以设置在减速传动器3的中间轴8或输出轴9上。

在根据本发明的传动系的所有四个实施方式中，存在分别在减速传动器3的输出轴9和相应缆线卷筒2或2′之间的缆线卷筒接头连接件10和10′。在图4中示出的结构中，自由轮6分别整合在缆线卷筒接头连接件10和10′中。

在图1中示出的实施方式中，电机锁定装置5或5′在相应驱动电机1或1′和减速传动器3之间与电机联接件11或11′设置在一起。

图5示出在电机锁定装置5的放大比例上的部分剖视图。在这个实施方式中，电机锁定装置5是形状锁合式构型，更特别地是选择器移位齿构造的形式。电机锁定装置包括定子齿轮13，定子齿轮设置在减速传动器3的壳体12上且在朝向驱动电机1的方向上从壳体12突伸，以及设有外侧齿构造14。移位齿构造还包括转子齿轮16，转子齿轮在电机轴15或传动器的输入轴7上不可旋转地设置且也设有外侧齿构造17。移位元件18用于联接或解除联接两个齿轮13和16，移位元件18设有与齿轮13和16的外侧齿构造14和17装配的内侧齿构造。

在图5的上部分示出解除联接状况，在所述状况下，移位元件18仅仅承载在定子齿轮13上，以使得不存在到转子齿轮16的连接。在图5的下部分中，移位元件18在两个齿轮13和16的外侧齿构造14和17之上延伸，以使得电机轴15借助于电机锁定装置5被阻断。

在图5中示出的实施方式中，转子齿轮16的不可旋转式安装通过装配键19实现，所述装配键装配到减速传动器3的输入轴7和转子齿轮16中的对应凹槽中。此外，转子齿轮16通过电机联接件11不可旋转且轴向不可动地连接到电机轴15。

在升降机构的操作中，移位元件18借助于弹簧元件(图中未示出)被保持在其解除接合或解除联接的位置。为了产生接合或联接的位置，施加主动力，所述主动力以与弹簧力的相反关系产生且能够通过例如液压或电子液压、气动或同样磁性的最宽泛变化的手段产生。

在图2至4中示出的实施方式中，电机锁定装置5和5′设置在驱动电机1或1′的远离于减速传动器3的一侧上。

如图3所示，通过这种结构，驱动电机1或1′能够分别经法兰直接安装到减速传动器3，而无需电机联接件11或11′的介入。

图6示出如图2至4所示的这种电机锁定装置的特定构型。如能够详细看见的，定子环形齿轮20设置在驱动电机1的壳体上，定子环形齿轮固定地连接到壳体且具有在轴向方向上操作的端齿构造21。转子环形齿轮22设置在电机轴15上，转子环形齿轮在电机轴上轴向可移位且不可旋转地设置，且具有等同的端齿构造23。在转子环形齿轮22和电机轴15之间的轴向可移位且非旋转的连接能够借助于装配键或锥形物型廓(在图中未更详细地示出)实现。

在图6的上部分中，两个环形齿轮20和22示出为处于解除接合或解除联接位置。那个位置借助于压缩弹簧24产生，所述压缩弹簧在升降机构的操作中保持两个环形齿轮20和22分开。

在图6的下部分中，两个环形齿轮20和22示出为处于接合或联接位置。为了达到那个锁定状况，设置致动装置(图中未示出)，所述致动装置与压缩弹簧24相反地将转子环形齿轮22压靠定子环形齿轮20。为了解除联接目的，致动装置移动返回，以使得转子环形齿轮22借助于压缩弹簧24再次解除接合。

因此在正常操作中，在驱动电机1和1′的分别旋转速度'0'下，负载能够借助于电机锁定装置5和5′保持，而无需必须操作安全制动器以使得安全制动器不受迫于高切换循环。根据本发明的传动系因此不仅更可靠且更牢固地操作，而且实现更长的使用寿命。

在图4中示出的实施方式中，存在两个附加安全制动器25、25′。四个安全制动器4、4′和25、25′能够通过分开的控制电路26、27以配对关系被致动，以使得这提供冗余资源作为附加安全方面。

附图标记列表

1、1′ 驱动电机

2、2′ 缆线卷筒

3 减速传动器

4、4′ 安全制动器

5、5′ 电机锁定装置

6 自由轮

7 减速传动器的输入轴

8 中间轴

9 输出轴

10、10′ 缆线卷筒接头连接件

11、11′ 电机联接件

12 减速传动器的壳体

13 定子齿轮

14 外侧齿构造

15 电机轴

16 转子齿轮

17 外侧齿构造

18 移位元件

19 装配键

20 定子环形齿轮

21 端齿构造

22 转子环形齿轮

23 端齿构造

24 压缩弹簧

25、25′ 附加安全制动器

26 控制电路

27 控制电路

Claims (15)

1.一种用于升降机构的系统结构，其包括至少一个驱动电机(1，1′)、连接到所述至少一个驱动电机的至少一个缆线卷筒(2，2′)、设置在驱动电机(1，1′)和缆线卷筒(2，2′)之间的减速传动器(3)、形式为自由轮(6)的自动超限停机装置、以及至少一个安全制动器(4，4′)，其特征在于，取代至少一个被动操作制动器，设置至少一个主动电机锁定装置(5，5′)，以用于当处于驱动电机(1，1′)的旋转速度为0下的正常操作中时，无需安全制动器的操作而保持负载；

定子环形齿轮(20)设置在驱动电机(1，1′)的壳体上，所述定子环形齿轮固定地连接到壳体且具有在轴向方向上操作的端齿构造(21)，且转子环形齿轮(22)设置在电机轴(15)上，所述转子环形齿轮在电机轴上轴向可移位且不可旋转地设置，以及所述转子环形齿轮具有等同的端齿构造(23)，所述转子环形齿轮能够与固定地连接到电机壳体的定子环形齿轮(20)联接，以用于锁定所述驱动电机(1，1′)。

2.根据权利要求1所述的系统结构，其特征在于，电机锁定装置(5，5′)是具有形状锁合式构型。

3.根据权利要求1所述的系统结构，其特征在于，电机锁定装置(5，5′)是具有力锁合或摩擦锁合式构型。

4.根据权利要求2或3所述的系统结构，其特征在于，电机锁定装置(5，5′)可被液压或电子液压、气动或磁性地致动。

5.根据权利要求1至3中任一所述的系统结构，其特征在于，电机锁定装置(5，5′)与在驱动电机(1，1′)和减速传动器(3)之间的电机联接件(11，11′)结合地设置。

6.根据权利要求1至3中任一所述的系统结构，其特征在于，电机锁定装置(5，5′)设置在驱动电机(1，1′)的背离减速传动器(3)的一侧上。

7.根据权利要求1至3中任一所述的系统结构，其特征在于，驱动电机(1，1′)经法兰直接安装到减速传动器(3)而无需电机联接件的介入。

8.根据权利要求1至3中任一所述的系统结构，其特征在于，电机锁定装置(5，5′)是选择器移位齿构造的形式。

9.根据权利要求8所述的系统结构，其特征在于，具有外侧齿构造(14)且在朝向驱动电机(1，1′)的方向上突伸的定子齿轮(13)设置在减速传动器(3)的壳体(12)上，同样具有外侧齿构造(17)的转子齿轮(16)不可旋转地固定设置在电机轴(15)或传动器(3)的输入轴(7)上，且设置移位元件(18)，所述移位元件设有内侧齿构造，且定子齿轮(13)和转子齿轮(16)能够与所述移位元件选择性联接。

10.根据权利要求1所述的系统结构，其特征在于，转子环形齿轮(22)借助于压缩弹簧(24)保持处于解除联接位置，且为了致动电机锁定装置(5，5′)，转子环形齿轮(22)在朝向定子环形齿轮(20)的方向上移位到联接位置。

11.根据权利要求1所述的系统结构，其特征在于，自由轮(6)整合在减速传动器(3)中。

12.根据权利要求11所述的系统结构，其特征在于，自由轮(6)选择性设置在减速传动器(3)的输入轴(7)、中间轴(8)或输出轴(9)上。

13.根据权利要求11或12所述的系统结构，其特征在于，缆线卷筒接头连接件(10，10′)设置在减速传动器(3)的输出轴(9)和缆线卷筒(2，2′)之间，且自由轮(6)整合在缆线卷筒接头连接件(10，10′)中。

14.根据权利要求1至3中任一所述的系统结构，其特征在于，安全制动器(4，4′)设置在两个独立控制电路(26，27)中。

15.一种操作根据权利要求1至14中任一所述的系统结构的方法，其特征在于，电机锁定装置在所述驱动电机(1，1′)被电减速到旋转速度为0之后即刻启动。