Die Erfindung betrifft eine Treibscheiben-Schachtfördermaschine mit einem elektrischen Motor, dessen Rotor mit einem Zylindermantel der Treibscheibe verbunden ist und dessen Stator an einer in Lagerböcken gelagerten Achse angeordnet ist, wobei der Motor innerhalb des Zylindermantels und zwischen den seitlichen Schilden der Treibscheibe in einem Hohlraum angeordnet ist, der zur Kühlung des Motors mit Kühlluft über axiale Kühlluftdurchtrittsöffnungen beaufschlagbar ist.
Aus der
Nachteilig bei der bekannten Treibscheiben-Schachtfördermaschine ist die aufwendige Befestigung des Stators an den beiden angeschmiedeten Flanschen über lösbare Klemmringverbindungen.
Außerdem benötigt die Befestigung des Stators an den beiden Klemmringen relativ viel Raum innerhalb der durch den Zylindermantel und die seitlichen Schilde begrenzten Treibscheibe. Der hohe Raumbedarf der Statorbefestigung kann Wartungs- und Prüfungsarbeiten beeinträchtigen.
Die Fertigung des Stators muss auf die Herstellung der einteiligen Achse abgestimmt werden, um die Toleranzen der beiden Flansche, der Klemmringe sowie an den Anschlüssen für den Stator zu berücksichtigen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Treibscheiben-Schachtfördermaschine besteht darin, dass die einteilige Achse an ihren beiden Enden als Vierkant ausgebildet ist. Diese Vierkante greifen in entsprechende Aufnahmen in den Lagerböcken. An die Vierkante werden Klemmstücke mit Klemmschrauben angepresst, die wiederum in die Lagerböcke eingreifen. Diese Achsbefestigung in den Lagerböcken ist aufwendig. Des Weiteren kommt es bei Lastwechseln zu Bewegungen der Vierkante in den Aufnahmen der Lagerböcke sowie gelegentlich zu Geräuschentwicklungen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, eine Treibscheiben-Schachtfördermaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die unter Beibehaltung der Vorteile einer aus Vollmaterial bestehenden Achse eine weniger aufwendige Konstruktion erfordert, bei der sich der Stator einfacherer und günstiger ausführen und an der Achse befestigen lässt und Bewegungen der Achse in den Lagerböcken und damit eine Geräuschentwicklung nicht auftreten.
Diese Aufgabe wird bei einer Treibscheiben-Schachtfördermaschine der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass die Achse aus zwei Teilachsen gebildet ist, die jeweils aus Vollmaterial bestehen, an jeder Teilachse stirnseitig ein äußerer Flansch und ein innerer Flansch ansetzt, zwischen den beiden inneren Flanschen ein Haltelement eingeklemmt ist, an dem der Stator befestigt ist, und die beiden äußeren Flansche an den Lagerböcken befestigt sind.
Die Achse besteht aus zwei, vorzugsweise übereinstimmend aufgebauten Teilachsen aus Vollmaterial. Durch die Ausführung der Teilachsen vorzugsweise als Schmiedeteile werden die herstellungsbedingten Risiken von Gießteilen vermieden. Der Stator wird über das zwischen den beiden inneren Flanschen eingeklemmte Halteelement, insbesondere in Form eines Stegbleches, fixiert. Die nach dem Stand der Technik bisher erforderliche Verbindung des Stators über zwei Klemmringe und die damit verbundenen Nachteile entfallen vollständig. Die beiden inneren Flansche, die die Teilachsen mit Schrauben und Muttern zusammenfügen, klemmen auch das Halteelement für den Stator ein, so dass die Montage erheblich vereinfacht ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Halteelement für den Stator und die Teilachsen unabhängig voneinander ausgelegt und hergestellt werden können. Die Herstellung erfordert nicht die Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen von an der Achse im Abstand zueinander angeordneten Flanschen und Klemmringen; es sind lediglich noch die Toleranzen der Lochkreise in den inneren Flanschen und der damit fluchtenden Bohrungen in dem insbesondere als Stegblech ausgeführte Halteelement zu berücksichtigen.
Die Stahlkonstruktion des vorzugsweise einteilig mit dem Halteelement ausgeführten Stators kann aufgrund der einteiligen Ausführung vor Einbau komplett bearbeitet werden, da eine Berücksichtigung der Toleranzen mehrerer an den Blechpaketen des Stators angreifender Halteelemente nicht erforderlich ist. Befinden sich die Blechpakete des Stators indes zwischen zwei im Abstand zueinander angeordneten Halterungen, die mit der Achse verbunden werden, verändert sich beim Verschrauben der Blechpakete der Abstand der Halterungen zueinander, was zu Anschlussproblemen der Halterungen an der Achse führt.
Zum Luftspaltausgleich ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Stator an dem Halteelement radial justiert werden kann.
Die beiden Teilachsen sind jeweils mit ihren äußeren Flanschen an den Lagerböcken befestigt. Durch diese Verbindung entfällt bei der Herstellung der Teilachsen die Notwendigkeit, endseitig einen Vierkant zu fräsen. Des Weiteren tragen die Schrauben an den beiden äußeren Flanschen zu einer gleichmäßigeren Lastabtragung in die Stützböcke bei. Relativbewegungen zwischen den Teilachsen und den Stützböcken werden vermieden. In Folge dessen treten auch keine störenden Betriebsgeräusche und technisch nachteilige Bewegungen auf. Insbesondere bei einem Motorkurzschlussmoment werden die auftretenden Lasten durch Scherbeanspruchung sämtlicher Schrauben der Flansche abgetragen. Ein weiterer konstruktiver Vorteil der Flanschverbindungen zwischen den Teilachsen und den Stützböcken besteht in deren guter Berechenbarkeit und Überprüfbarkeit zu Wartungszwecken.
Das Zurückgreifen auf bewährte Flanschbindungen an beiden Seiten jeder Teilachse hat eine deutliche Vereinfachung der Konstruktion, eine gleichzeitig verbesserte Lastabtragung sowie eine optimierte Anbindung an den Stator zur Folge.
Um auf einfache und wirtschaftliche Art Kühlluft zum in die Treibscheibe integrierten Motor zu bringen, umgibt jede Teilachse ein Lagersockel, wobei mindestens eine axiale Kühlluftdurchtrittsöffnung in jedem der beiden Lagersockel angeordnet ist. Die Kühlluft wird an einem der beiden Lagersockel zugeführt, durchströmt den Luftspalt zwischen Rotor und Stator und entweicht aus dem Hohlraum über Kühlluftdurchtrittsöffnungen in dem anderen der beiden Lagersockel.
Auf jedem Lagersockel ist jeweils eines der seitlichen Schilde der Treibscheibe mittels eines Wälzlagers drehbar gelagert. Sofern die beiden Lagersockel mindestens zweiteilig ausgeführt sind, können die Teilachsen als massive Schmiedeteile ausgeführt sein. Die Lagersockel werden nach dem Schmieden der Teilachsen an dem Achskörper angebracht. Grundsätzlich ist eine Teilung der Lagersockel in zwei, die Achse jeweils auf einem Umfang von 180 Grad umgebene Teile ausreichend. Werden die Lagersockel einteilig ausgeführt, ist es erforderlich, einen der beiden Flansche jeder Teilachse nachträglich anzubringen, beispielsweise durch aufschrumpfen, was jedoch produktionstechnisch unvorteilhaft ist.
Um die Lagersockel in axialer Richtung auf den Teilachsen zu fixieren, ist jeder Lagersockel vorzugsweise formschlüssig mit einer der beiden Teilachsen verbunden. Der Formschluss kann beispielsweise durch einen den Achskörper jeder Teilachse umgebenden Bund erfolgen, der in eine korrespondierende umlaufende Nut in dem Lagersockel eingreift.
Zur Abtragung von Querkräften zwischen den inneren Flanschen der Teilachsen sowie zwischen den äußeren Flanschen jeder Teilachse und den Lagerböcken sind die beiden Teilachsen mit den Lagerböcken und an den inneren Flanschen zusätzlich über Achszapfen miteinander verbunden. Die Achszapfen an den beiden inneren Flanschen greifen in einen Durchgang in dem Stegblech ein, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser der Achszapfen entspricht. Die Länge der beiden Zapfen ist kleiner als die Dicke des Stegblechs im Bereich des Durchgangs. Die Schraubverbindungen an den Flanschen übertragen sämtliche Momente des Motors sowie alle Biegemomente aufgrund von Eigengewicht, Seilbetriebslast und Seilbruchlast.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels einer Fördermaschine, hier mit nur einem Seil, näher erläutert. Es zeigen:
Auf dem Zylindermantel (1) der Treibscheiben-Schachtfördermaschine (2) ist eine Seilrille (3) für ein Förderseil (4) angeordnet. Der Zylindermantel (1) wird über seitliche Schilde (5a,5b), die mit mit Deckeln verschließbaren Mannlöchern (6) ausgerüstet sind, auf Wälzlagern (7) abgestützt, die wiederum auf ortsfesten Lagersockeln (8a,8b) gelagert sind.
An dem inneren Umfang des Zylindermantels (1) ist mittig ein umlaufendes Stegblech (9) angebracht, an dem der Rotor (12) des innenliegenden Motors angebracht ist. Der Rotor (12) wird von einem Polträgerblech (10) sowie den daran angeordneten Magnetpolen (11) gebildet. Gegenüber dem Rotor (12) befindet sich durch einen Luftspalt (13) getrennt der Stator (14), der über ein mehrfach abgewinkeltes, umlaufendes Stegblech (15) lösbar mit der aus zwei Teilachsen (16a,16b) gebildeten Achse verbunden ist. Die umlaufenden Stegbleche (9,15) unterteilen den Hohlraum innerhalb des Zylindermantels (1) und zwischen den seitlichen Schilden (5a,5b) in zwei Bereiche, die durch den Luftspalt (13) miteinander verbunden sind.
Die beiden Teilachsen (16a,16b) sind als Schmiedeteile ausgeführt. An jeder Teilachse (16a,16b) setzt stirnseitig ein äußerer Flansch (18a,18b) und ein innerer Flansch (19a, 19b) an. Zwischen den beiden inneren Flanschen (19a,19b) wird das umlaufende Stegblech (15) eingeklemmt, wenn die beiden Teilachsen (16a,16b) miteinander verschraubt werden. Die beiden äußeren Flansche (18a,18b) werden mit Lagerböcken (20a,20b) verschraubt, die die Kräfte und Drehmomente auf Fundamentrahmen (21a,21b) übertragen. Die Fundamentrahmen (21a,21b) stützen sich auf dem Fundament (22) ab. Zur Abtragung von Querkräften sind die beiden Teilachsen (16a,16b) mit den Lagerböcken (20a,20b) und an den inneren Flanschen (19a,19b) zusätzlich über Achszapfen (26a,26b,27a,27b) miteinander verbunden. Die Achszapfen an den beiden inneren Flanschen greifen in einen Durchgang (28) in dem umlaufenden Stegblech (15) ein, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser der Achszapfen entspricht.
Die Lagersockel (8a,8b) sind formschlüssig mit den Teilachsen (16a,16b) verbunden. Hierzu greift ein an die Teilachsen (16a,16b) angeschmiedeter umlaufender Bund (23a,23b) in eine umlaufende Nut (24a,24b) der Lagersockel (8a,8b) ein.
Die Kühlluft zur Kühlung des innenliegenden Motors tritt von außen durch Kühlluftdurchtrittsöffnungen (25a) in dem Lagersockel (8a) in den Hohlraum (17) ein und wird zwangsweise durch den Luftspalt (13) zwischen Rotor (12) und Stator (14) geführt und verlässt den Hohlraum (17) durch die auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Kühlluftdurchtrittsöffnungen (25b) in dem Lagersockel (8b).
Die Kühlluftzufuhr erfolgt über nicht dargestellte Kanäle und Lufthauben. Die Abfuhr der erwärmten Luft zu einer ebenfalls nicht dargestellten Luftkühlanlage erfolgt ebenfalls über nicht dargestellte Kanäle und Lufthauben.
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.