具有永磁同步電機的提升/滑動裝置的制造方法
【專利摘要】描述了一種提升/滑動裝置(1)，包括電機(8)、聯(lián)接至所述電機(8)的齒輪(14)、以及聯(lián)接至所述齒輪(14)的提升/滑動機構(gòu)(7)，其中所述電機(8)實施為永磁同步電機。另外，公開了提升/滑動裝置(1)的用于提升/滑動海上結(jié)構(gòu)的用途。
【專利說明】
具有永磁同步電機的提升/滑動裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及一種提升/滑動(skidding)裝置，其包括電機、聯(lián)接至所述電機的齒輪以及聯(lián)接至所述齒輪的提升/滑動機構(gòu)。另外，本發(fā)明涉及上述類型的提升/滑動裝置的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]前面提到的提升/滑動裝置及其使用是普遍公知的。電驅(qū)動卷揚或抬升系統(tǒng)通常用來降低、提升/卷揚(豎直運動)和/或牽拉或拖曳(水平運動)物體。例如，齒輪齒條式抬升驅(qū)動器或繞從動卷揚筒纏繞的卷揚繩可以用于該目的。特別地，在高負載情況下，具有相對較大的齒輪比的齒輪用來彌補小齒輪或筒與標準感應(yīng)電機之間的速度差。通常，行星齒輪與直齒輪(spur gear)的組合被用來實現(xiàn)期望的齒輪比。產(chǎn)生的電機齒輪單元的尺寸和重量及其形狀是不利的，特別是在海上環(huán)境中。
[0003]因此，需要提供一種克服了上述缺點的提升/滑動裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的主題可以實現(xiàn)該要求。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的有利的實施方式。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了在開篇的段落中公開的提升/滑動裝置，其中所述電機實施為永磁同步電機，所述電機和所述齒輪的輸出同軸地布置，并且所述電機和所述齒輪布置在單個殼體中，或者所述電機/齒輪布置在所述齒輪/電機的殼體中。
[0006]另外，提供了上述類型的提升/滑動裝置的用于提升和/或滑動海上結(jié)構(gòu)用途，SP豎直地和/或水平地移動海上結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的這些方面基于下述理念，S卩:永磁同步電機(PMSM)在較低速度下輸送高扭矩，從而顯著地減小了所需的齒輪箱減速比。繼而，這允許了提升/滑動裝置的緊湊結(jié)構(gòu)，并且具有減小的重量、尺寸和有利的形狀，這對于提升/滑動裝置在海上環(huán)境(例如，鉆機、風車安裝船、吊船等)中的使用是特別有利的。
[0008]該永磁同步電機在每公里扭矩和效率這兩方面都優(yōu)于感應(yīng)電機。另外，相對較小的永磁同步電機的使用提供了以下優(yōu)點:旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減小，機械損失減小，繼而提高了效率并且減少了單元部分的數(shù)量。通常，在大多數(shù)應(yīng)用中，可以省略單獨的附加直齒輪。應(yīng)當注意，該永磁同步電機可以通過不同的方式來構(gòu)造以適合提升/滑動裝置的要求。例如，轉(zhuǎn)子可以布置在定子的內(nèi)側(cè)。然而，取決于提升/滑動裝置的構(gòu)造，轉(zhuǎn)子也可以布置在定子的外側(cè)。
[0009]所述電機和所述齒輪的輸出同軸地布置這一事實提供了產(chǎn)生的電機齒輪單元的非常有利的形狀，并且可以獲得提升/滑動裝置的非常有利的形狀。
[0010]在本文中，根據(jù)本發(fā)明的其他可能的實施方式，如果齒輪實施為行星齒輪，則是有利的，其中行星齒輪是已經(jīng)得到驗證的用于實現(xiàn)齒輪輸入和輸出的同軸布置的裝置。然而，直齒輪的使用也是可以想到的。
[0011]在本文中，根據(jù)本發(fā)明的又一些其他可能的實施方式，如果所述行星齒輪是位于所述電機與所述提升/滑動機構(gòu)之間的唯一齒輪，則是更有利的。通過這種方式，可以獲得產(chǎn)生的電機齒輪單元的更有利的形狀(基本為圓筒形)。
[0012]根據(jù)所述電機和所述齒輪布置在單個殼體中或者所述電機/齒輪布置在所述齒輪/電機的殼體中這一事實，獲得了緊湊的電機齒輪單元。另外，一個或多個殼體還可以用作熱傳遞體，即分別用作電機與齒輪之間的熱傳遞體。因此，通過僅僅一個加熱器/冷卻器就可以完成電機齒輪單元的加熱/冷卻。組合式電機齒輪單元的另一個優(yōu)點在于減少了部件的數(shù)量。例如，軸承和密封件可以對電機和齒輪兩者是共用的。
[0013]根據(jù)又一個實施方式，所述電機和所述齒輪包括公共潤滑回路。通過這種方式，齒輪箱的潤滑油用作電機的熱傳遞介質(zhì)。
[0014]在本文中，如果提升/滑動裝置包括在潤滑回路中的加熱器，則是有利的。通過這種方式，潤滑油加熱器用作電機的間接靜止式(standstill)加熱器。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，提升/滑動機構(gòu)包括聯(lián)接至所述齒輪的小齒輪和與所述小齒輪嚙合的齒條。例如，平臺可以連接至多個提升/滑動裝置的齒條，并且可以通過啟動電機而向上和向下運動以及水平地運動。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方式，提升/滑動機構(gòu)包括聯(lián)接至所述齒輪的卷揚筒。例如，連接至纏繞在所述卷揚筒上的繩的平臺可以通過啟動電機而向上和向下運動以及水平地運動。
[0017]通常，如果提升/滑動裝置及其電機是扭矩受控的，則是有利的，這將導(dǎo)致機械部件的更平順的操作和更長的壽命。
[0018]需要注意，已經(jīng)參照不同的主題描述了本發(fā)明的實施方式。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從前文和后文的描述中獲知，除非另有說明，否則，除了屬于一種類型的主題的特征的任何組合之外，屬于不同主題的特征之間的任何組合也被認為被本文公開了。
[0019]前面限定的方面以及本發(fā)明的其他方面從下面將描述的實施方式的示例將顯而易見，并且參照實施方式的示例進行了論述。下面將參照實施方式的示例更詳細地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些示例。
【附圖說明】
[0020]圖1示出了具有齒條和小齒輪的示例性提升/滑動裝置的示意性斜視圖。
[0021 ]圖2示出了電機齒輪單元的內(nèi)部運轉(zhuǎn)的分解圖。
[0022]圖3示出了具有卷揚筒的示例性提升/滑動裝置的示意性斜視圖。
【具體實施方式】
[0023]附圖中的圖示是示意性的。應(yīng)當注意，在不同的圖中，類似的或相同的元件或特征設(shè)置有相同的附圖標記，或設(shè)置有與相應(yīng)的附圖標記僅在第一數(shù)字位不同的附圖標記。為了避免不必要的重復(fù)，已經(jīng)關(guān)于前面描述的實施方式闡釋過的元件或特征將不在后文的描述中繼續(xù)闡釋。
[0024]圖1示出了示例性的提升/滑動裝置I的示意性斜視圖，其包括具有殼體3和齒輪輸出軸4的電機齒輪單元2。殼體3為圓筒形。齒輪輸出4從電機齒輪單元2的殼體3軸向地突出。另外，提升/滑動裝置I包括小齒輪5和與所述小齒輪5嚙合的齒條6，其中小齒輪5通過齒輪輸出4聯(lián)接至電機齒輪單元2。小齒輪5和齒條6是提升/滑動機構(gòu)7的一部分。例如，平臺(未示出)可以連接至多個提升/滑動裝置I的齒條6，并且通過啟動電機齒輪單元2而水平地分別向上和向下移動。在圖1中，小齒輪5從齒輪輸出4脫離。然而，在提升/滑動裝置I的工作狀態(tài)下，小齒輪5當然是安裝在齒輪輸出4上的。
[0025]圖2當前示出了電機齒輪單元2的內(nèi)部運轉(zhuǎn)的分解圖。具體地，圖2示出了電機8，電機8包括位于非從動端的軸承9、電機定子芯10、電機轉(zhuǎn)子11、軸承12和太陽輪13。另外，圖2示出了齒輪14，齒輪14包括行星齒輪15、軸承16、組合的行星架和軸承17、以及固定至行星架17的齒輪輸出4。在前面所列各項中，軸承12和太陽輪13與電機8相關(guān)聯(lián)。然而，軸承12和太陽輪13也可以與齒輪14相關(guān)聯(lián)，或者與電機8和齒輪14兩者相關(guān)聯(lián)。另外，非從動端上的軸承9也可以省略。圖2的布置在其運行狀態(tài)下構(gòu)建在圖1所示的電機齒輪單元2的殼體3中。
[0026]因此，圖1和圖2示出了提升/滑動裝置I，其包括電機8、聯(lián)接至所述電機8的齒輪14以及聯(lián)接至所述齒輪14的提升/滑動機構(gòu)7。電機8實施為永磁同步電機，其以相對較低的速度輸送高扭矩，因而相比于包括標準感應(yīng)電機的已知裝置顯著地減小了所需的齒輪箱減速比。另外，在效率方面，永磁同步電機8優(yōu)于感應(yīng)電機。
[0027]在圖1和圖2所示的示例中，電機8和所述齒輪14的輸出4同軸地布置。這是通過使用行星齒輪14而完成的。在本示例中，行星齒輪14是位于所述電機8和所述提升/滑動機構(gòu)7之間的唯一齒輪。行星齒輪也可以具有附加的減速級。最后，可以使用其他附加的齒輪，例如可以是直齒輪的情況。
[0028]永磁同步電機8允許了提升/滑動裝置I的緊湊構(gòu)造。其由相對較少的部分構(gòu)成并且能夠集成為齒輪箱本身的結(jié)構(gòu)的一部分。因此，在圖1和圖2所示的示例中，所述電機8和所述齒輪14布置在單個殼體3中。然而，具有專用殼體的電機8也可以布置在所述齒輪14的殼體中，或者，所述齒輪14也可以布置在所述電機8的殼體中。通常，在所提出的緊湊設(shè)計中，齒輪14的殼體用作電機8的熱傳遞體。
[0029]在有利的實施方式中，提升/滑動裝置I包括用于所述電機8和所述齒輪14的公共潤滑回路。通過這種方式，齒輪箱的潤滑油用作電機8的熱傳遞介質(zhì)。在本文中，如果提升/滑動裝置I包括在所述潤滑回路中的加熱器，則具有特別的優(yōu)點。這樣，潤滑油加熱器用作電機8的間接靜止式加熱器。
[0030]在前面所公開的示例中，提升/滑動機構(gòu)7包括聯(lián)接至齒輪14的小齒輪5以及與所述小齒輪5嚙合的齒輪6。然而，這不是提升/滑動機構(gòu)7的唯一的可能性。提升/滑動機構(gòu)7也可以包括例如聯(lián)接至所述齒輪14的卷揚筒，如圖3所示。纏繞在卷揚筒18上的卷揚繩19然后可以用來移動物體。
[0031]應(yīng)用包括但不限于:提升/滑動裝置I能夠用于提升/滑動海上結(jié)構(gòu)(例如，鉆機、風車安裝船、吊船等)。所提出的提升/滑動裝置I的減小的尺寸和重量以及其有利形狀使得其特別適用于海上環(huán)境。
[0032]有利地，提升/滑動裝置I是扭矩受控的，這帶來了機械部件的更平順的運行和更長的壽命。
[0033]一般地，永磁同步電機8的使用提供了:
[0034]-減小的尺寸和重量；
[0035]-有利的形狀；
[0036]-減小的機械損失并且由此帶來的提高的效率；
[0037]-減少的部件數(shù)量；
[0038]-減小的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，尤其是在可以省略附加的直齒輪的情況下。
[0039]最后，應(yīng)當注意，用語“包括”并不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一”的使用并不排除多個。另外，關(guān)于不同實施方式描述的元件可以進行組合。還應(yīng)當注意，權(quán)利要求中的附圖標記不應(yīng)被理解為限制權(quán)利要求的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種提升/滑動裝置(I)，包括: 電機(8); 聯(lián)接至所述電機(8)的齒輪(14);以及 聯(lián)接至所述齒輪(14)的提升/滑動機構(gòu)(7)， 其中，所述電機(8)實施為永磁同步電機，所述齒輪(14)的輸出(4)和所述電機(8)同軸地布置，并且所述電機(8)和所述齒輪(14)布置在單個殼體(3)中，或者所述電機(8)/齒輪(14)布置在所述齒輪(14)/電機(8)的殼體中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升/滑動裝置(I)，其中，所述齒輪(14)實施為行星齒輪。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升/滑動裝置(I)，其中，所述行星齒輪(14)是位于所述電機(8)與所述提升/滑動機構(gòu)(7)之間的唯一齒輪。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的提升/滑動裝置(I)，其中，所述電機(8)和所述齒輪(14)包括公共潤滑回路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提升/滑動裝置(I)，還包括在所述潤滑回路中的加熱器。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的提升/滑動裝置(I)，其中，所述提升/滑動機構(gòu)(7)包括聯(lián)接至所述齒輪(14)的小齒輪(5)和與所述小齒輪(5)嚙合的齒條(6)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的提升/滑動裝置(I)，其中，所述提升/滑動機構(gòu)(7)包括聯(lián)接至所述齒輪(14)的卷揚筒(18)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的提升/滑動裝置(I)的用于提升/滑動海上結(jié)構(gòu)的用途。
【文檔編號】B66F9/24GK106061886SQ201480076592
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年11月24日
【發(fā)明人】R·霍伊曼斯, T·范德多伊斯, R·范德格羅伊普
【申請人】西門子股份公司