具有永磁同步電機(jī)的提升/滑動(dòng)裝置的制造方法
【專利摘要】描述了一種提升/滑動(dòng)裝置(1)，包括電機(jī)(8)、聯(lián)接至所述電機(jī)(8)的齒輪(14)、以及聯(lián)接至所述齒輪(14)的提升/滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)，其中所述電機(jī)(8)實(shí)施為永磁同步電機(jī)。另外，公開了提升/滑動(dòng)裝置(1)的用于提升/滑動(dòng)海上結(jié)構(gòu)的用途。
【專利說明】
具有永磁同步電機(jī)的提升/滑動(dòng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及一種提升/滑動(dòng)(skidding)裝置，其包括電機(jī)、聯(lián)接至所述電機(jī)的齒輪以及聯(lián)接至所述齒輪的提升/滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，本發(fā)明涉及上述類型的提升/滑動(dòng)裝置的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]前面提到的提升/滑動(dòng)裝置及其使用是普遍公知的。電驅(qū)動(dòng)卷?yè)P(yáng)或抬升系統(tǒng)通常用來降低、提升/卷?yè)P(yáng)(豎直運(yùn)動(dòng))和/或牽拉或拖曳(水平運(yùn)動(dòng))物體。例如，齒輪齒條式抬升驅(qū)動(dòng)器或繞從動(dòng)卷?yè)P(yáng)筒纏繞的卷?yè)P(yáng)繩可以用于該目的。特別地，在高負(fù)載情況下，具有相對(duì)較大的齒輪比的齒輪用來彌補(bǔ)小齒輪或筒與標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)電機(jī)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(shí)現(xiàn)期望的齒輪比。產(chǎn)生的電機(jī)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(diǎn)的提升/滑動(dòng)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題可以實(shí)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(shí)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(dòng)裝置，其中所述電機(jī)實(shí)施為永磁同步電機(jī)，所述電機(jī)和所述齒輪的輸出同軸地布置，并且所述電機(jī)和所述齒輪布置在單個(gè)殼體中，或者所述電機(jī)/齒輪布置在所述齒輪/電機(jī)的殼體中。
[0006]另外，提供了上述類型的提升/滑動(dòng)裝置的用于提升和/或滑動(dòng)海上結(jié)構(gòu)用途，SP豎直地和/或水平地移動(dòng)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(jī)(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(dòng)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(duì)于提升/滑動(dòng)裝置在海上環(huán)境(例如，鉆機(jī)、風(fēng)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(jī)在每公里扭矩和效率這兩方面都優(yōu)于感應(yīng)電機(jī)。另外，相對(duì)較小的永磁同步電機(jī)的使用提供了以下優(yōu)點(diǎn):旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減小，機(jī)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(dú)的附加直齒輪。應(yīng)當(dāng)注意，該永磁同步電機(jī)可以通過不同的方式來構(gòu)造以適合提升/滑動(dòng)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(dòng)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(jī)和所述齒輪的輸出同軸地布置這一事實(shí)提供了產(chǎn)生的電機(jī)齒輪單元的非常有利的形狀，并且可以獲得提升/滑動(dòng)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(shí)施方式，如果齒輪實(shí)施為行星齒輪，則是有利的，其中行星齒輪是已經(jīng)得到驗(yàn)證的用于實(shí)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(shí)施方式，如果所述行星齒輪是位于所述電機(jī)與所述提升/滑動(dòng)機(jī)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(jī)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(jī)和所述齒輪布置在單個(gè)殼體中或者所述電機(jī)/齒輪布置在所述齒輪/電機(jī)的殼體中這一事實(shí)，獲得了緊湊的電機(jī)齒輪單元。另外，一個(gè)或多個(gè)殼體還可以用作熱傳遞體，即分別用作電機(jī)與齒輪之間的熱傳遞體。因此，通過僅僅一個(gè)加熱器/冷卻器就可以完成電機(jī)齒輪單元的加熱/冷卻。組合式電機(jī)齒輪單元的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于減少了部件的數(shù)量。例如，軸承和密封件可以對(duì)電機(jī)和齒輪兩者是共用的。
[0013]根據(jù)又一個(gè)實(shí)施方式，所述電機(jī)和所述齒輪包括公共潤(rùn)滑回路。通過這種方式，齒輪箱的潤(rùn)滑油用作電機(jī)的熱傳遞介質(zhì)。
[0014]在本文中，如果提升/滑動(dòng)裝置包括在潤(rùn)滑回路中的加熱器，則是有利的。通過這種方式，潤(rùn)滑油加熱器用作電機(jī)的間接靜止式(standstill)加熱器。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，提升/滑動(dòng)機(jī)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(tái)可以連接至多個(gè)提升/滑動(dòng)裝置的齒條，并且可以通過啟動(dòng)電機(jī)而向上和向下運(yùn)動(dòng)以及水平地運(yùn)動(dòng)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，提升/滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接至所述齒輪的卷?yè)P(yáng)筒。例如，連接至纏繞在所述卷?yè)P(yáng)筒上的繩的平臺(tái)可以通過啟動(dòng)電機(jī)而向上和向下運(yùn)動(dòng)以及水平地運(yùn)動(dòng)。
[0017]通常，如果提升/滑動(dòng)裝置及其電機(jī)是扭矩受控的，則是有利的，這將導(dǎo)致機(jī)械部件的更平順的操作和更長(zhǎng)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(shí)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(rèn)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(shí)施方式的示例將顯而易見，并且參照實(shí)施方式的示例進(jìn)行了論述。下面將參照實(shí)施方式的示例更詳細(xì)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(dòng)裝置的示意性斜視圖。
[0021 ]圖2示出了電機(jī)齒輪單元的內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)的分解圖。
[0022]圖3示出了具有卷?yè)P(yáng)筒的示例性提升/滑動(dòng)裝置的示意性斜視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]附圖中的圖示是示意性的。應(yīng)當(dāng)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(biāo)記，或設(shè)置有與相應(yīng)的附圖標(biāo)記僅在第一數(shù)字位不同的附圖標(biāo)記。為了避免不必要的重復(fù)，已經(jīng)關(guān)于前面描述的實(shí)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(dòng)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(jī)齒輪單元2。殼體3為圓筒形。齒輪輸出4從電機(jī)齒輪單元2的殼體3軸向地突出。另外，提升/滑動(dòng)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(jī)齒輪單元2。小齒輪5和齒條6是提升/滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7的一部分。例如，平臺(tái)(未示出)可以連接至多個(gè)提升/滑動(dòng)裝置I的齒條6，并且通過啟動(dòng)電機(jī)齒輪單元2而水平地分別向上和向下移動(dòng)。在圖1中，小齒輪5從齒輪輸出4脫離。然而，在提升/滑動(dòng)裝置I的工作狀態(tài)下，小齒輪5當(dāng)然是安裝在齒輪輸出4上的。
[0025]圖2當(dāng)前示出了電機(jī)齒輪單元2的內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)的分解圖。具體地，圖2示出了電機(jī)8，電機(jī)8包括位于非從動(dòng)端的軸承9、電機(jī)定子芯10、電機(jī)轉(zhuǎn)子11、軸承12和太陽(yáng)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(xiàng)中，軸承12和太陽(yáng)輪13與電機(jī)8相關(guān)聯(lián)。然而，軸承12和太陽(yáng)輪13也可以與齒輪14相關(guān)聯(lián)，或者與電機(jī)8和齒輪14兩者相關(guān)聯(lián)。另外，非從動(dòng)端上的軸承9也可以省略。圖2的布置在其運(yùn)行狀態(tài)下構(gòu)建在圖1所示的電機(jī)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(dòng)裝置I，其包括電機(jī)8、聯(lián)接至所述電機(jī)8的齒輪14以及聯(lián)接至所述齒輪14的提升/滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7。電機(jī)8實(shí)施為永磁同步電機(jī)，其以相對(duì)較低的速度輸送高扭矩，因而相比于包括標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)電機(jī)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(jī)8優(yōu)于感應(yīng)電機(jī)。
[0027]在圖1和圖2所示的示例中，電機(jī)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(jī)8和所述提升/滑動(dòng)機(jī)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(jí)。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(jī)8允許了提升/滑動(dòng)裝置I的緊湊構(gòu)造。其由相對(duì)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(jī)8和所述齒輪14布置在單個(gè)殼體3中。然而，具有專用殼體的電機(jī)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(jī)8的殼體中。通常，在所提出的緊湊設(shè)計(jì)中，齒輪14的殼體用作電機(jī)8的熱傳遞體。
[0029]在有利的實(shí)施方式中，提升/滑動(dòng)裝置I包括用于所述電機(jī)8和所述齒輪14的公共潤(rùn)滑回路。通過這種方式，齒輪箱的潤(rùn)滑油用作電機(jī)8的熱傳遞介質(zhì)。在本文中，如果提升/滑動(dòng)裝置I包括在所述潤(rùn)滑回路中的加熱器，則具有特別的優(yōu)點(diǎn)。這樣，潤(rùn)滑油加熱器用作電機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)7的唯一的可能性。提升/滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7也可以包括例如聯(lián)接至所述齒輪14的卷?yè)P(yáng)筒，如圖3所示。纏繞在卷?yè)P(yáng)筒18上的卷?yè)P(yáng)繩19然后可以用來移動(dòng)物體。
[0031]應(yīng)用包括但不限于:提升/滑動(dòng)裝置I能夠用于提升/滑動(dòng)海上結(jié)構(gòu)(例如，鉆機(jī)、風(fēng)車安裝船、吊船等)。所提出的提升/滑動(dòng)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(dòng)裝置I是扭矩受控的，這帶來了機(jī)械部件的更平順的運(yùn)行和更長(zhǎng)的壽命。
[0033]一般地，永磁同步電機(jī)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(jī)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(dāng)注意，用語(yǔ)“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(gè)。另外，關(guān)于不同實(shí)施方式描述的元件可以進(jìn)行組合。還應(yīng)當(dāng)注意，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)被理解為限制權(quán)利要求的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提升/滑動(dòng)裝置(I)，包括: 電機(jī)(8); 聯(lián)接至所述電機(jī)(8)的齒輪(14);以及 聯(lián)接至所述齒輪(14)的提升/滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)， 其中，所述電機(jī)(8)實(shí)施為永磁同步電機(jī)，所述齒輪(14)的輸出(4)和所述電機(jī)(8)同軸地布置，并且所述電機(jī)(8)和所述齒輪(14)布置在單個(gè)殼體(3)中，或者所述電機(jī)(8)/齒輪(14)布置在所述齒輪(14)/電機(jī)(8)的殼體中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升/滑動(dòng)裝置(I)，其中，所述齒輪(14)實(shí)施為行星齒輪。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提升/滑動(dòng)裝置(I)，其中，所述行星齒輪(14)是位于所述電機(jī)(8)與所述提升/滑動(dòng)機(jī)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(xiàng)所述的提升/滑動(dòng)裝置(I)，其中，所述電機(jī)(8)和所述齒輪(14)包括公共潤(rùn)滑回路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提升/滑動(dòng)裝置(I)，還包括在所述潤(rùn)滑回路中的加熱器。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的提升/滑動(dòng)裝置(I)，其中，所述提升/滑動(dòng)機(jī)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(xiàng)所述的提升/滑動(dòng)裝置(I)，其中，所述提升/滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)包括聯(lián)接至所述齒輪(14)的卷?yè)P(yáng)筒(18)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的提升/滑動(dòng)裝置(I)的用于提升/滑動(dòng)海上結(jié)構(gòu)的用途。
【文檔編號(hào)】B66F9/24GK106061886SQ201480076592
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)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(qǐng)人】西門子股份公司