WO1992003322A1 - Seilbahnantrieb - Google Patents

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WO1992003322A1
WO1992003322A1 PCT/EP1991/001527 EP9101527W WO9203322A1 WO 1992003322 A1 WO1992003322 A1 WO 1992003322A1 EP 9101527 W EP9101527 W EP 9101527W WO 9203322 A1 WO9203322 A1 WO 9203322A1
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WO
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stator
cable car
cable
control unit
car drive
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Application number
PCT/EP1991/001527
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English (en)
French (fr)
Inventor
Götz Heidelberg
Peter Ehrhart
Andreas GRÜNDL
Original Assignee
Magnet-Motor Gesellschaft Für Magnetomotorische Technik Mbh
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Publication date
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Priority to DE59108639T priority patent/DE59108639D1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B12/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups B61B7/00 - B61B11/00
    • B61B12/10—Cable traction drives

Definitions

  • the invention relates to a cable car drive, in which permanent magnets of alternating polarity are arranged on the drive cable pulley of the cable car, a permanent, ring-shaped stator with wound stator poles is provided opposite the permanent magnets, leaving an air gap, and an electrical control unit for timely use Switching the stator poles is provided.
  • the object of the invention is to make a cable car drive with a simple, con igurative structure and significantly better control options available.
  • the permanent magnets, the wound stator poles and the associated electronic control unit form a commutatorless, electronically controlled drive, the control unit preferably receiving control signals from one or more sensors which continuously detect the rotational position of the motor or the pulley relative to the stator. " All sensors are particularly suitable for this. This drive is most likely to be compared with a synchronous motor from the motor function. as will become clearer below.
  • the air gap between the pole faces of the permanent magnets and the pole faces of the stator poles can have an essentially cylindrical or an essentially flat configuration, namely at right angles to the axis of rotation or at an oblique angle to this configuration.
  • the stator poles can be provided radially outside and / or radially inside and / or axially spaced from the permanent magnet poles.
  • the mean diameter of the air gap can be smaller, larger or equal to the diameter on the sheave on which the rope is located.
  • the electronic control offers a variety of control options, of which particularly outstanding are explained in more detail below.
  • stator there are two preferred options for attaching or arranging the stator.
  • the overall substantially ring-shaped stator is arranged on a disk-like support part which is connected to a support column that rotatably supports the rope pulley.
  • the stator is separately supported by the sheave, in particular anchored to the ground, a building or the like.
  • An important characteristic of the cable car drive according to the invention is that - with practically no disadvantages - it is possible to work with significantly larger gap widths or gap thicknesses than with conventional electric motors.
  • the stator poles and the permanent magnets can be arranged with the dimensional tolerances common in steel construction, which is what drives the cable car significantly cheaper.
  • air gap thicknesses of at least 2 mm, preferably 2 to 5 mm, are preferred.
  • the permanent magnets preferably consist of ferrite material, samarium-cobalt material or iron-neodymium material.
  • the last-mentioned permanent magnets in particular are characterized by a high coercive force and insensitivity to opposing fields, i.e. the magnetic fields of the stator coils.
  • the invention further relates to a cable car drive in which a planetary gear is connected to the drive pulley of the cable car; an annular stator with wound stator poles is provided on the fixed, internally toothed ring gear of the planetary gear; with the driving shaft of the planetary gear, a support member for annularly distributed permanent magnets is connected, which are opposite the stator poles with the release of an air gap; and an electronic control unit is provided for timely switching of the stator poles.
  • the drive according to the invention consisting essentially of wound stator poles, permanent magnets and electronic control unit, is connected to the internally toothed ring gear of a planetary gear. arranges instead of the rope pulley.
  • the storage of the rope pulley or the internally toothed ring gear also takes over the rotational mounting of the rotor of the drive.
  • the Tragreii for the permanent magnets is preferably substantially pot-shaped.
  • the electronic control unit preferably has a plurality of converter modules, each of which switches part of the stator coils. In this way, each converter module only has to control a smaller current; the sum of the converter modules is cheaper than a common converter for the entire drive. In addition, the drive remains functional even if individual converter modules fail, albeit with reduced power.
  • Four-quadrant converters or four-quadrant actuators are particularly suitable for the switchable converter modules.
  • the cable car drive preferably has an electrical braking device which, in order to exert a braking force on the cable, switches the converter or converters of the electronic control unit to braking operation and either supplies the current induced in the stator coils via at least one braking chopper or at least one braking resistor the otherwise feeding network returns.
  • the electric braking device causes preferably with the involvement of the electronic control unit, a supply or timely switching of the stator coils such that the drive generates a braking torque in the opposite direction to the drive torque in the case of the drive function. In this case, electrical power is fed from the stator coils to one or more braking resistors or fed back into the otherwise feeding network.
  • the electrical braking device can be integrated in the electronic control unit or can be a separate braking unit that interacts with the control unit.
  • the additional electrical effort for the electric braking device is small; overall, the effort is much less than with a mechanical service brake and the electric brake operates without wear.
  • there is also a mechanical brake system in particular as a safety brake or as a fixed-brake-brake. Feeding back into the power grid is particularly useful when the (transportable) rope transport units are descending in the evening.
  • a memory for a plurality of driving programs, which can be selected selected, is preferably assigned to the electronic control unit.
  • the different driving programs can relate in particular to different driving speeds, different starting accelerations, different braking decelerations or the like.
  • a travel program memory to the electronic control unit, which contains a travel program with periodically higher rope speed and lower rope speed, whereby - 5 -
  • the low rope speed is assigned to those times in which the transport units movable with the rope pass through sections of the route for getting in and out or loading and unloading.
  • the travel speed of the transport units can be increased in times when no transport unit travels through a section of the route for boarding and disembarking or loading and unloading, that is to say overall increasing the capacity of the cable car.
  • the cable car drive preferably has an electronic holding device which controls the current in the stator coils for a brief standstill of the cable in such a way that the required holding torque is generated.
  • an electronic holding device which controls the current in the stator coils for a brief standstill of the cable in such a way that the required holding torque is generated.
  • Position sensors are preferably connected to the electronic control unit, which are arranged on the route sections for getting on and off or loading and unloading the transport units that can be moved with the cable, so that deceleration, stopping, slow travel, acceleration or the like takes place as a function of position sensor signals .
  • the cable car drive according to the invention is particularly suitable for cable cars for transporting people or loads from a lower to a higher position, very particularly the most varied designs of lifts for the transport of skiers or hikers, such as part lifts, bow lifts, chair lifts, cabin cable cars.
  • other transport systems in which a rope is to be driven can also be equipped with the drive according to the invention, for example in mines with a vertical or oblique direction of movement of transport baskets.
  • the (average) air gap diameter of the cable car drive is preferably larger than the cable trough diameter.
  • Figure 1 a cable car drive in section and partially broken away.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a cable car drive in a schematic representation, likewise in section and partially broken away;
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a cable car drive similar to the embodiment from FIG. 1 with the cover hood omitted;
  • Fig. 5 details of an electronic control for a cable car drive.
  • a vertical, hollow support column 2 having several sections can be seen, to which a horizontal, disk-like support part 4 of large diameter is fastened in the upper end region.
  • the supporting part 4 can have an upper and a lower, circular plate or can be designed with radial struts and a circular circumferential edge part.
  • a generally substantially annular stator 6 is fastened to the outer circumference of the support part 4.
  • the stator 6 offers discrete pole faces 8 pointing radially outwards Stator poles 10 are each wound with a coil 12.
  • a horizontal cable pulley 14 is arranged below the support part 4 and is rotatably mounted on the support column 2.
  • the rope pulley 14 is essentially made up of radial struts, a circumferential rim radially on the outside, a circular rope trough 16, stiffening ribs and an inner bearing sleeve.
  • the circumferential ring 18 projects radially upward radially outside the stator 6 fastened to the supporting part 4.
  • permanent magnets 20 with alternating polarity are attached in a ring-shaped manner.
  • the permanent magnets are attached to a radially outer magnetic return ring 22.
  • the permanent magnets 20 provide permanent magnetic pole faces 24 directed inwards.
  • the stator pole faces 8 and the permanent magnetic pole faces 24 face each other, with an essentially cylindrical air gap 26 with a radial width or thickness of approximately 2 between these pole faces 8, 24 , 5 mm.
  • the diameter of the cable tray 16 is approximately 60 to 90% of the diameter of the air gap 26. However, it is entirely possible to make the diameter of the cable tray 16 smaller or larger, for example larger than the diameter of the air gap 26. In the cable tray 16 this is to be driven rope 28 of the cable car.
  • the electronic control unit ensures that the direction of the current flowing through the individual coils 12 is reversed by a permanent magnet pole pitch after each further rotation of the rope pulley 14, a sensor on the support part 4, which will be explained in more detail later, changing the respective rotational speed - Determines the position of the pulley 14 relative to the support member 4 and gives corresponding control signals to the control unit.
  • stator poles 10 and permanent magnet poles 24 does not exactly match, but for example one, two or three permanent magnet poles 24 are present more or less than stator poles 10. Due to the electronic control, the stator poles 10 can nevertheless be switched over at the correct time, and the drive runs more smoothly.
  • stator 6 is not fastened to a supporting part fastened to the support column 2, but rather to supports 32 which are distributed in a ring and fastened to the ground
  • stator 6 has both radially inward and radially outward facing stator pole faces and that both permanent radially inside and radially outside of the stator 20 are attached to the rotating pulley 14.
  • the cable tray 16 is provided radially outside the stator / permanent magnet arrangement.
  • stator 6 - here radially outside the disk 14 with the permanent magnets - extends only over a partial circumferential area, namely over a circumferential length of approximately 130 "U. This creates between the stator 6 and a radially directed attraction force to those permanent magnets which are located directly opposite the stator 6.
  • the partial circumferential region equipped with the stator 6 is positioned in such a way that this magnetic attraction force 34 is opposed to the cable tensile force, so that the bearing of the rope pulley 14 is relieved results.
  • stator / permanent magnet arrangement is not directly associated with the pulley 14, but with the internally toothed ring gear 36 of a planetary gear 38.
  • a generally substantially annular stator 6 with discrete stator poles wound with coils is attached to the outside of the circumference of the ring gear 36.
  • the permanent magnets 20 sit radially outside of the stator 6 opposite this on the inner circumference of a generally pot-shaped support part 39.
  • the overall also essentially Pot-shaped ring gear 36 is attached to a stationary plate 40 on its open top.
  • the supporting part 39 is rotatably mounted on a downwardly projecting, hollow extension 42 of the ring gear 36.
  • the input shaft 44 of the tarpaulin engetri ⁇ bes 38 is rotatably connected to the support member 39.
  • the input shaft 44 leads through the hollow extension 42 into the interior of the planetary gear 38 and is provided with pinion teeth in the end region there.
  • Several circumferentially distributed planet gears 46 mesh on the inside with this pinion toothing and on the outside with the inner toothing of the ring gear 36.
  • the planet gears 46 are rotatably mounted on a planet carrier 48.
  • the planet carrier 48 has an upwardly projecting, wave-like extension 50, which is mounted in the interior of a vertical, stationary support column 52, which in turn is fastened on top of the previously described plate 40.
  • the horizontal cable pulley 14 is mounted on the outside of the bearing column 52 and is connected to the shaft-like extension by a connecting plate 54 above the upper end of the bearing column 52 in a torque-transmitting manner.
  • the rope pulley 14 has the rope trough 16 on the outer circumference. From below, the rotating support part 4 is covered by a hood 56.
  • the control unit 66 has several — in the example shown six — electric converter modules 70, each of which switches a group of stator poles or stator coils.
  • the signals from the sensor 68 are processed in a converter control 72 of the control unit 66, and the converter control 72 in turn controls the converter modules 70. In this way, the individual stator coils are supplied with current pulses in the correct time and with the correct sign.
  • the control unit 66 also contains a memory 74 for a plurality of driving programs, a driving control 76 and interfaces or connections 78 for external detectors, which are collectively designated 80 and peripheral devices.
  • An operating unit is designated by 82, and 84 collectively denotes signal units.
  • One of the driving programs can be selected from the memory 74 by means of the operating unit 82.
  • the selected drive program acts on the converter control 72 via the drive control 76.
  • Commands given by hand such as “stop”, “forward”, “reverse” or “slow travel”, are also transmitted to the converter control 72 via the drive control 76. Examples of possible, different driving programs have been given ahead.
  • External detectors 80 are, in particular, position sensors which deliver signals such as "a transport unit is currently passing point A" or "no transport unit is currently at point B", or temperature sensors in the area of the stator, which determine an overload or emergency switch, for example in response to the failure of a cooling fan for the control electronics or to faults on the cable car route.
  • the signal units 84 are, in particular, displays for the operator, for example for the current driving speed, the distance traveled by transport units or the like.
  • a brake chopper is designated by 86, which is connected to the power connection between the rectifier unit 64 and the control unit 66 (DC voltage intermediate circuit). If the control unit 66 is given a "brake" command by hand or from the drive program, the drive modules 76 are controlled with the cooperation of the drive control 76 and the converter control 72 so that the stator coils 12 are supplied with current at such times in such a current direction that the Drive delivers a braking torque instead of a driving torque. This is accompanied by an electrical power flow from the stator coils 12, which is either supplied to the braking resistors 88 via the braking chopper 86 and / or is fed back into the network 60. In the latter case, the rectifier unit 64 is designed as a reversing converter.
  • control unit 66 can be connected not only to external position sensors, but also to other external sensors, for example proximity sensors. It is possible to use the control unit 66 to record the cable route covered and to use this as a feedback signal for the driving programs or the manual control.
  • the control unit 66 normally regulates to a specific drive torque. 3If a specific set target speed is specified manually or by the drive programs, this is converted internally to a required drive torque.
  • the control unit 66 is preferably constructed with microprocessors.
  • the rope pulley 14 can be rotatably mounted on a larger diameter than shown in FIGS. 1, 2 and 4.
  • the rail track drive is preferably a unit which is mounted as a whole on foundations.

Abstract

Seilbahnantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebs-Seilscheibe (14) der Seilbahn ringförmig verteilt Dauermagnete (20) wechselnder Polung angeordnet sind; daß den Dauermagneten (20) unter Freilassung eines Luftspalts (26) gegenüberliegend ein ortsfester, ringförmiger Stator (6) mit bewickelten Statorpolen (10) vorgesehen ist; und daß eine elektronische Steuereinheit (66) zum zeitgerechten schalten der Statorpole (10) vorgesehen ist.

Description

Seilbahnantrieb
Gegenstand der Erfindung ist ein Seilbahnantrieb, bei dem an der Antriebs-Seilscheibe der Seilbahn ringförmig verteilt Dauermagnete wechselnder Polung angeordnet sind, den Dauermagneten unter Freilassung eines Luft- spalts gegenüberliegend ein ortsfester, ringförmiger Stator mit bewickelten Statorpolen vorgesehen ist, und eine elektrische Steuereinheit zum zeitgerechten Schal¬ ten der Statorpole vorgesehen ist.
Bisher hat man Seilbahnen mittels eines konventioneilen Elektromotors über ein zwischengeschaltεtes Getriebe an¬ getrieben. Die Elektromotoren sind schwer und teuer. Außerdem sind nur beschränkte Steuerungsmöglichkeiten, beispielsweise für die Geschwindigkeit des Seils oder die Anfahrbeschleunigung des Seils, gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Seil¬ bahnantrieb mit einfachem, kon igurativem Aufbau und wesentlich besseren Steuerungsmöglichkeiten verfügbar zu machen.
Die Dauermagnete, die bewickelten Statorpole und die zugehörige, elektronische Steuereinheit bilden einen kommutatorlosen, elektronisch gesteuerten Antrieb, wobei die Steuereinheit vorzugsweise Steuersignale von einem oder mehreren Sensoren erhält, die laufend die Drehposition des Mo o s bzw. der Seilscheibe relativ zu dem Stator erfassen. Besonders geeignet hierfür sind "all-Sensoren. Dieser Antrieb ist von der Motorfunktion .ιer am ehesten mit einem Synchronmotor zu vergleichen, wie weiter unten noch deutlicher werden wird.
Der Luftspalt zwischen den Polflächen der Dauermagnete und den Polflächen der Statorpole kann eine im wesent¬ lichen zylindrische oder eine im wesentlichen ebene, und zwar rechtwinklig zur Rotationsachse oder schräg¬ winklig zu dieser, Konfiguration haben. Die Statorpole können radial außerhalb und/oder radial innerhalb und/ oder axial beabstandet von den Dauermagnetpolen vorge¬ sehen sein. Der mittlere Durchmesser des Luftspalts kann kleiner, größer oder gleich demjenigen Durchmesser auf der Seilscheibe sein, auf dem sich das Seil befindet.
Die elektronische Steuerung bietet vielfältige Steue¬ rungsmöglichkeiten, von denen besonders herausragende weiter unten noch näher erläutert werden.
Für die Anbringung bzw. Anordnung des Stators gibt es zwei bevorzugte Möglichkeiten. Entweder ist der insge¬ samt im wesentlichen ringförmige Stator an einem schei- benartigen Tragteil angeordnet, welches mit einer die Seilscheibe drehbar lagernden Tragsäule verbunden ist. Oder der Stator ist gesondert von der Seilscheibe orts¬ fest abgestützt, insbesondere am Erdboden, einem Gebäude oder dergleichen verankert.
Ein wichtiges Charakteristikum des erfindungsgemäßen Seilbahnantriebs liegt darin, daß man - praktisch ohne Nachteile - mit deutlich größeren Spaltweiten bzw. Spaltdicken des Luftspalts als bei konventionellen Elektromotoren arbeiten kann. Infolgedessen kann man die Statorpole und die Dauermagnete mit den im Stahlbau üblichen Maßtoleranzen anordnen, was den Seilbahnantrieb deutlich verbilligt. Konkret sind Luftspaltdicken von mindestens 2 mm, vorzugsweise 2 bis 5 mm, bevor¬ zugt.
Vorzugsweise bestehen die Dauermagnete aus Ferritwerk¬ stoff, Samarium-Kobalt- erkstoff oder Eisen-Neodym- Werkstoff. Insbesondere die letztgenannten Dauerma¬ gnete zeichnen sich durch eine hohe Koerzitivkraft und Unempfindlichkeit gegenüber Gegenfeldern, d.h. die Magnetfelder der Statorspulen, aus.
Es ist als günstig bevorzugt, nur einen Teil-U fangs- bereich des Antriebs mit dem Stator zu besetzen, derart, daß sich eine der Seilzugrichtung entgegenge¬ richtete, die Lagerung der Seilscheibe entlastende Anziehungskraft ergibt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Seilbahnantrieb, bei dem an die Antriebs- Seilscheibe der Seilbahn ein Planetengetriebe angeschlossen ist; an dem ortsfesten, innenverzahnten Hohlrad des Planetengetriebes ein ring¬ förmiger Stator mit bewickelten Statorpolen vorgesehen ist; mit der eintreibenden Welle des Planetengetriebes ein Tragteil für ringförmig verteilte Dauermagnete ver¬ bunden ist, die den Statorpolen unter Freilassung eines Luftspalts gegenüberliegen; und eine elektronische Steuereinheit zum zeitgerechten Schalten der Statorpole vorgesehen ist.
In diesem Fall ist also der erfindungsgemäße Antrieb, im wesentlichen bestehend aus bewickelten Statorpolen, Dauermagneten und elektronischer Steuereinheit, dem innenverzahnten Hohlrad eines Planetengetriebes zuge- ordnet statt der Seilscheibe. Auch hierbei bleiben die Vorteile der Einsparung eines konventionellen Elektro¬ motors und der verbesserten und erweiterten Steuerungs- öglichkeiten. Die Lagerung der Seilscheibe oder des innenverzahnten Hohlrads übernehmen zugleich die Rota- tionslagerung des Rotors des Antriebs. Das Tragreii für die Dauermagnete ist vorzugsweise im wesentlichen topfförmig ausgebildet.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen der elektronischen Steuerung des erfindungsgemäßen Antriebs angesprochen.
Die elektronische Steuereinheit weist vorzugsweise mehrere Stromrichtermodule auf, die jeweils einen Teil der Statorspulen schalten. Auf diese Weise muß jedes Stromrichtermodul nur einen kleineren Strom steuern; die Summe der Stromrichtermodule ist preisgünstiger als ein gemeinsamer Stromrichter für den gesamten Antrieb. Außerdem bleibt der Antrieb auch bei Ausfall einzelner Stromrichtermodule noch funktionstüchtig, wenn auch mit reduzierter Leistung. Für die schaltbaren Stromrichter¬ module eignen sich ganz besonders Vierquadranten-Strom¬ richter bzw. Vierquadranten-Steller.
Vorzugsweise weist der Seilbahnantrieb eine elektrische Bremseinrichtung auf, die zum Ausüben einer Bremskraft auf das Seil den bzw. die Stromrichter der elektroni¬ schen Steuereinheit auf Bremsbetrieb schaltet und den in den Statorspulen induzierten Strom entweder über mindestens einen Bremschopper mindestens einem Brems¬ widerstand zuleitet oder in das sonst speisende Netz zurückleitet. Die elektrische Bremseinrichtung bewirkt vorzugsweise unter Beteiligung der elektronischen Steuereinheit eine Speisung bzw. zeitgerechte Schaltung der Statorspulen derart, daß der Antrieb ein Bremsmoment erzeugt gegensinnig zu dem Antriebsmoment bei Anrriebs- funktion. Hierbei wird elektrische Leistung von den Statorspulen einem oder mehreren Bremswider- ständen zugeleitet oder in das sonst speisende Netz zurückgeleitet. Die elektrische Bremseinrichtung kann in die elektronische Steuereinheit integriert sein oder eine mit der Steuereinheit zusammenwirkende, separate Bremseinheit sein. Der elektrische Zusatzaufwand für die elektrische Bremseinrichtung ist klein; insgesamt ist der Aufwand sehr viel geringer als bei einer mechani¬ schen Betriebsbremse und arbeitet die elektrische Bremse verschleißfrei. In der Regel ist zusätzlich ein mechani¬ sches 3remssystem, insbesondere als Sicherheitsbremse oder als Fes-ts-fc-ellbremse vorhanden. Die Rückspeisung in das Stromnetz ist insbesondere bei (abendlicher) Tal¬ fahrt der mit dem Seil bewegbaren Transporteinheiten sinnvoll.
Vorzugsweise ist dεr elektronischen Steuereinheit ein Speicher für mehrere Fahrprogramme zugeordnet, die aus¬ gewählt abrufbar sind. Die unterschiedlichen Fahrpro¬ gramme können sich insbesondere auf unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten, unterschiedliche Anfahrbeschleu¬ nigungen, unterschiedliche Bremsverzögerungen oder dergleichen beziehen.
Ferner ist es bevorzugt, der elektronischen Steuerein¬ heit einen Fahrprogrammspeicher zuzuordnen, der ein Fahrprogramm mit periodisch größerer Seilgeschwindig- keit und kleiner Seilgeschwindigkeit beinhaltet, wobei - 5 —
die kleine Seilgeschwindigkeit denjenigen Zeiten zu¬ geordnet ist, in denen die mit dem Seil bewegbaren Transporteinheiten Streckenabschnitte zum Ein- und Aus¬ steigen bzw. Be- und Entladen durchfahren. Auf diese Weise kann man die Fahrgeschwindigkeit der Transport¬ einheiten in den Zeiten erhöhen, in denen keine Trans¬ porteinheit einen Streckenabschnitt zum Ein- und Aus¬ steigen bzw. Be- und Entladen durchfährt, also insge¬ samt die Beförderungskapazität der Seilbahn steigern.
Vorzugsweise weist der Seilbahnantrieb eine elektro¬ nische Halteeinrichtung auf, die für kurzzeitigen Stillstand des Seils den Strom in den Statorspulen so steuert, daß das erforderliche Haltemoment erzeugt wird. Infolgedessen ist es möglich, für kurzzeitiges Halten ohne ein Aktivieren einer mechanischen Bremse zu arbei¬ ten. Dies ist besonders günstig in der Situation, wenn sich eine Transporteinheit der Seilbahn in einem Strek- kenabschnitt zum Ein- und Aussteigen bzw. Be- und Ent¬ laden befindet. Der Grenzwert der Zeitspanne, unterhalb welchem das mechanische Bremssystem nicht aktiviert wird, ist vorzugsweise einstellbar.
Vorzugsweise sind an die elektronische Steuereinheit Positionssensoren, die an den Streckenabschnitten zum Ein- und Aussteigen bzw. Be- und Entladen der mit dem Seil bewegbaren Transporteinheiten angeordnet sind, angeschlossen, so daß Verzögern, Halten, Langsamfahrt, Beschleunigen oder dergleichen in Abhängigkeit von Positionssensorsignalen erfolgt. Der erfindungsgemäße Seilbahnantrieb eignet sich ganz besonders für Seilbahnen zum Befördern von Personen oder Lasten von einer niedrigeren zu einer höheren Po¬ sition, ganz besonders die verschiedensten Ausführungs- formen von Liften zum Transport von Skifahrern oder Berwanderern, wie Teilerlifte, Bügellifte, Sessellifte, Kabinenseilbahnen. Aber auch andere Transportsyste e, bei denen ein Seil anzutreiben ist, können mit dem er- findungsgemäßen Antrieb ausgerüstet werden, beispiels¬ weise bei Bergwerken mit senkrechter oder schräger Be- wegungsrichtung von Transportkörben.
Es wird darauf hingewiesen, daß die in den Ansprüchen 7 bis 12 angegebenen, bevorzugten Steuerungsausgestai- tungen erfindungsgemäß auch bei Seilbahnantrieben ver¬ wirklichbar sind, die ansonsten nicht die Merkmale min¬ destens eines der Ansprüche 1 bis 6 aufweisen. Als Bei¬ spiel sei ein elektronisch kommutierter Dauermagnet- Elektromotor zum Antrieb einer Seilbahn genannt, der an¬ sonsten konventionell in der Nachbarschaft dar Seil¬ scheibe steht und diese direkt oder über ein Getriebe antreibt.
Vorzugsweise ist der (mittlere) Luftspaltdurchmesser des Seilbahnantriebs größer als der Seilrinnendurchmesser.
Die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand von teilweise schematisch darge¬ stellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Seilbahnantrieb im Schnitt und teilweise weggebrochen;
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform eines Seilbahn- antriebs in schematisierter Darstellung, eben¬ falls im Schnitt und teilweise weggebrochen;
Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht auf einen Seil¬ bahnantrieb ähnlich der Ausführungsform von Fig. 1 bei weggelassener Abdeckhaube;
Fig. 4 eine alternative Ausführungsform eines Seilbahn¬ antriebs im Schnitt;
Fig. 5 Einzelheiten einer elektronischen Steuerung für einen Seilbahnantrieb.
Bei der ersten Ausführungsform des Seilbahnantriebs ge¬ mäß Fig. 1 erkennt man eine vertikale, hohle, mehrere Abschnitte aufweisende Tragsäule 2, an der im oberen Endbereich ein horizontales, scheibenartiges Tragteil 4 großen Durchmessers befestigt ist. Das Tragteil 4 kann eine obere und eine untere, kreisförmige Platte auf¬ weisen oder mit radialen Streben und einem kreisförmigen U fangsrandteil ausgebildet sein. Am Außenumfang des Tragteils 4 ist ein insgesamt im wesentlichen ringförmi¬ ger Stator 6 befestigt.- Der Stator 6 bietet radial nach außen weisende, diskrete Polflächen 8 dar. Die einzelnen Statorpole 10 sind jeweils mit einer Spule 12 bewickelt.
Unterhalb des Tragteils 4 ist eine waagerechte Seil¬ scheibe 14 angeordnet, die drehbar auf der Tragsäule 2 gelagert ist. Die Seilscheibe 14 ist im wesentlichen aus radialen Streben, einem Umfangskranz radial außen, einer kreisförmigen Seilrinne 16, Versteifungsrippen und einer inneren Lagerungshülse aufgebaut. Der Umfangskranz 18 ragt radial außerhalb des am Tragteil 4 befestigten Stators 6 axial nach oben. Am Innenumfang des Umfangs- kranzes 18 sind ringförmig verteilt Dauermagnete 20 wechselnder Polung befestigt. Die Dauermagnete sind auf einem radial äußeren Magnetrückschlußring 22 befestigt.
Die Dauermagnete 20 bieten nach radial innen gerichtete Dauermagnetpolflachen 24 dar. Die Statorpolflächen 8 und die Dauermagnetpolflächen 24 sind einander zuge¬ wandt, wobei zwischen diesen Polflächen 8, 24 ein insge¬ samt im wesentlichen zylindrischer Luftspalt 26 mit einer radialen Weite oder Dicke von etwa 2,5 mm besteht.
Der Durchmesser der Seilrinne 16 beträgt etwa 60 bis 90% des Durchmessers des Luftspalts 26. Es ist jedoch durchaus möglich, den Durchmesser der Seilrinne 16 kleiner oder auch größer zu machen, beispielsweise größer als den Durchmesser des Luftspalts 26. In der Seilrinne 16 ist das anzutreibende Seil 28 der Seilbahn eingezeichnet.
Es ist alternativ möglich, die Polflächen 8 des Stators 6 nach unten und die Polflächen 24 der Dauermagnete 20 nach oben weisend vorzusehen, wodurch ein ringförmiger, ebener Luftsnalt 26 entsteht. Ferner ist es alternativ möglich, die Dauermagnete 20 radial innerhalb des Stators 6 vorzusehen. Schließlich ist es alternativ möglich, die Seilscheibe 14 oberhalb des Tragteils 4 zusehen. Die Stromzuleitungen 30 zu dem Stator 6 sind an dem stillstehenden Tragteil 4 radial nach innen und dann durch die hohle Tragsäule 2 nach unten geführt. Eine Abdeckhaube 56 deckt den Antrieb von oben her ab.
Die weiter unten noch genauer erläuterte, elektronische Steuereinheit sorgt dafür, daß die Richtung des durch die einzelnen Spulen 12 fließenden Stroms jeweils nach Weiterdrehung der Seilscheibe 14 um eine Dauermagnet¬ polteilung umgedreht wird, wobei ein später noch genauer erläuterter Sensor am Tragteil 4 die jeweilige Drehpo- sition der Seilscheibe 14 relativ zum Tragteil 4 fest¬ stellt und entsprechende Steuersignale an die Steuerein¬ heit gibt.
Es wird darauf hingewiesen, daß vorzugsweise die Anzahl der Statorpole 10 und der Dauermagnetpole 24 nicht exakt übereinstimmt, sondern beispielsweise ein, zwei oder drei Dauermagnetpole 24 mehr oder weniger als Statorpole 10 vorhanden sind. Aufgrund der elektronischen Steuerung können die Statorpole 10 dennoch zeitrichtig umge¬ schaltet werden, und es ergibt sich ein gleichmäßigerer Lauf des Antriebs.
Der wesentlichste Unterschied der zweiten Ausführungs- for des Seilbahnantriebs gemäß Fig. 2 verglichen mit der ersten Ausführungsform besteht darin, daß der Stator 6 nicht an einem an der Tragsäule 2 befestigten Tragteil befestigt ist, sondern.auf ringförmig verteilten, auf dem Erdboden befestigten Stützen 32. Außerdem ist die Variante eingezeichnet, daß der Stator 6 sowohl nach radial innen weisende als auch nach radial außen weisen¬ de Statorpolflächen aufweist und daß sowohl radial inner¬ halb als auch radial außerhalb des Stators Dauermagnete 20 an der rotierenden Seilscheibe 14 befestigt sind. Schließlich erkennt man, daß bei dieser Ausführungsform die Seilrinne 16 radial außerhalb der Stator/Dauermagnet- Anordnung vorgesehen ist.
Durch Fig. 2 ist die Möglichkeit veranschaulicht, daß sich der Stator 6 - hier radial außerhalb der Seiischeibe 14 mit den Dauermagneten - nur über einen Teil-Umfangs- berεich erstreckt, nämlich über etwa 130" U fangslänge. Dadurch entsteht zwischen dem Stator 6 und denjenigen Dauermagneten, die sich gerade gegenüber dem Stator 6 befinden, eine radial gerichtete Anziehungskraft. Der mit dem Stator 6 ausgestattete Teil-Umfangsbereich ist so gelegt, daß diese magnetische Anziehungskraft 34 der Seilzugkraft entgegengerichtet ist, so daß sich eine Entlastung der Lagerung der Seilscheibe 14 ergibt.
Der Hauptunterschied zwischen der in Fig. 4 darge¬ stellten, dritten Ausführungsform und den bisher be¬ schriebenen Ausführungsformen steht darin, daß die Stator/Dauermagnet-Anordnung nicht unmittεlbar der Seil¬ scheibe 14 zugeordnet ist, sondern dem innenverzahnten Hohlrad 36 eines Planetengetriebes 38. Ein insgesamt in wesentlichen ringförmiger Stator 6 mit diskreten und mit Spulen bewickelten Statorpolen ist außen am Umfang des Hohlrads 36 befestigt. Die Dauermagnete 20 sitzen radial außerhalb des Stators 6 diesem gegenüberliegend am Innenumfang eines insgesamt im wesentlichen topfformigen Tragteils 39. Das insgesamt ebenfalls im wesentlichen topfförmige Hohlrad 36 ist an seiner offenen Oberseite an einer stationären Platte 40 befestigt. Auf einem nach unten ragenden, hohlen Fortsatz 42 des Hohlrads 36 ist das Tragteil 39 drehbar gelagert. Mit dem Tragteil 39 ist die Eingangswelle 44 des Plane engetriεbes 38 dreh¬ fest verbunden. Die Eingangswelle 44 führt durch den hohlen Fortsatz 42 in das Innere des Planetengetriebes 38 und ist im dortigen Endbereich mit einer Ritzelver¬ zahnung versehen. Mehrere umfangsmäßig verteilte Plane¬ ten-Zahnräder 46 kämmen innen mit dieser Ritzelverzah¬ nung und außen mit der Innenverzahnung des Hohlrads 36. Die Planeten-Zahnräder 46 sind drehbar auf einem Plane¬ ten-träger 48 gelagert. Der Planetenträger 48 hat einen nach oben ragenden, wellenartigen Fortsatz 50, der im Inneren einer vertikalen, stationären Lagerungssäule 52 gelagert ist, die ihrerseits oben auf der früher be¬ schriebenen Platte 40 befestigt ist. Die horizontale Seilscheibe 14 ist außen auf der Lagerungssäule 52 ge¬ lagert und durch eine Verbindungsplatte 54 oberhalb des oberen Endes der Lagerungssäule 52 mit dem wellenartigen Fortsatz drehmomentübertragend verbunden. Die Seilscheibe 14 weist am Außenumfang die Seilrinne 16 auf. Von unten her ist das rotierende Tragteil 4 durch eine Haube 56 abgedeckt.
Man erkennt die erreichte enge Integration des Antriebs in das Planetengetriεbe 38 und die daraus resultierende, kompakte Bauweise. Aufgrund der erheblichen Drehzahl- Untersetzung mittels des Planetengetriebes 38 ergibt sich - gemessen an einem erforderlichen Drehmoment zum Antrieb des Seils 28 - eine geometrisch kleinere Stator/Dauer¬ magnet-Anordnung. Anhand von Fig. 5 wird eine bevorzugte Ausgestaltung der elektronischen Steuerung erläutert.
Strom aus einem Stromnetz 60 fließt über eine Netzein- speisung 62 zu einem Netzstrom-Gleichrichter 64 und von dort zu einer insgesamt mit 66 bezeichneten elektroni¬ schen Steuereinheit. Mittels mindestens eines Sensors 68 wird die Drehstellung des Rotors des Antriebs, d.h. der Seilscheibe 14 oder des Tragteils 39, in Relation zu dem Stator 6 anfaßt. Die Steureinheit 66 weist mehre¬ re - im dargestellten Beispiel sechs - Ξtromrichtermodu- le 70 auf, die jeweils eine Gruppe von Statorpolen bzw. Statorspulen schalten. Die Signale des Sensors 68 werden in einer Stromrichtersteuerung 72 der Steuereinheit 66 verarbeitet, und die Stromrichtersteuerung 72 steuert ihrerseits jeweils die Ξtromrichtermodule 70 an. Auf diese Weise werden die einzelnen Statorspulen zeitrichtig und vorzeichenrichtig mit Strompulsen beaufschlagt.
Die Steuereinheit 66 enthält ferner einen Speicher 74 für mehrere Fahrprogramme, eine Fahrsteuerung 76 und Schnitt¬ stellen bzw. Anschlüsse 78 für externe Melder, die summarisch mit 80 bezeichnet sind und Peripheriegeräte. Mit 82 ist eine Bedieneinheit bezeichnet, und 84 be¬ zeichnet summarisch Signaleinheiten.
Mittels der Bedienungseinheit 82 kann eines der Fahrpro¬ gramme aus dem Speicher 74 gewählt werden. Das gewählte Fahrprogramm wirkt über die Fahrsteuerung 76 auf die Stromrichtersteuerung 72. Auch von Hand gegebene Befehle wie "Stopp", "Vorwärts", "Rückwärts" oder "Langsamfahrt" werden über die Fahrsteuerung 76 auf die Stromrichter¬ steuerung 72 gegeben. Beispiele für mögliche, unter- schiedliche Fahrprogramme sind weiter vorn gegeben worden.
Bei den externen Meldern 80 handelt es sich insbesondere um Positionssensoren, die Signale wie "eine Transport¬ einheit passiert gerade Punkt A" oder "keine Transport¬ einheit ist zur Zeit an Punkt B" liefern, oder Tempera¬ turfühler im Bereich des Stators, die eine Überlastung feststellen, oder Notschalter, beispielsweise ansprechend auf den Ausfall eines Kühllüfters für die Steuerelektro¬ nik oder auf Störungen an der Seilbahnstrecke. Bei den Signaieinheiten 84 handelt es sich insbesondere um An¬ zeigen für die Bedienungsperson, beispielsweise für die momentane Fahrgeschwindigkeit, den zurückgelegten Weg von Transporteinheiten oder dgl.
Mit 86 ist ein Bremschopper bezeichnet, der an die Strom¬ verbindung zwischen der Gleichrichterεinheit 64 und der Steuereinheit 66 (Gleichspannungszwischenkreis) ange¬ schlossen ist. Wenn der Steuereinheit 66 von Hand oder vom Fahrprogramm her ein Befehl "Bremsen" gegeben wird, werden unter Mitwirkung der Fahrsteuerung 76 und der Stromrichtersteuerung 72 die Stromrichtermodule 70 so gesteuert, daß den Statorspulen 12 in derartigen Zeiten Strom mit derartiger Stromrichtung zugeführt wird, daß der Antrieb ein Bremsmoment statt eines Antriebsmoments liefert. Dies geht einher mit einem elektrischen Leistungsfluß von den Statorspulen 12, der entweder über den Bremschopper 86 den Bremswiderständen 88 zuge¬ leitet und/oder in das Netz 60 zurückgespeist wird. Im letztgenannten Fall ist die Gleichrichtereinheit 64 als Umkehr-Stromrichter ausgebildet. Wie weiter vorn bereits angesprochen, kann die Steuerein¬ heit 66 nicht nur an externe Positionssensoren, sondern an andere externe Sensoren angeschlossen sein, beispiels¬ weise Näherungssensoren. Es ist möglich, mittels der Steuerεinheit 66 den zurückgelegten Seilweg zu erfassen und diesen als Rückmeldesignal für die Fahrprogramme oder die Handsteuerung zu nutzen. Die Steuereinheit 66 regelt normalerweise auf ein bestimmtes Antriebsdrehmoment. 3ei Vorgabe einer bestimmten Ξollgeschwindigkeit von Hand oder durch die Fahrprogramme wird dies intern auf ein erforderliches Antriebsdrehmoment umgerechnet. Vorzugs¬ weise ist die Steuereinheit 66, abgesehen von den Strom¬ richtermodulen 70, mit Mikroprozessoren aufgebaut.
Die Seilscheibe 14 kann auf größerem Durchmesser drehbar gelagert sein als in den Fig. 1, 2 und 4 eingezeichnet. Der Seiibahnantrieb ist vorzugsweise eine Einheit, die als Ganzes auf Fundamenten angebracht ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Seilbahnantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebs-Seilscheibe (14) der Seilbahn ring¬ förmig verteilt Dauermagnete (20) wechselnder Polung an¬ geordnet sind; daß den Dauermagnetεn (20) unter Freilassung eines Luft¬ spalts (26) gegenüberliegend ein ortsfester, ringförmi¬ ger Stator (6) mit bewickeltεn Statorpolen (10) vorge¬ sehen ist; und daß eine elektronischε Stεuεreinheit (66) zum zeit¬ gerechten Schalten, der Statorpole (10) vorgesehen ist.
2. Seilbahnantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilscheibe (14) auf einer Tragsäule (2) dreh¬ bar gelagert ist und daß der Stator (6) an einem schei- benartigen, mit der Säulε verbundenεn Tragteil (4) an¬ geordnet ist.
3. Seilbahnantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) gesondert von der Seilscheibe (14) ortsfest abgestützt ist.
4. Seilbahnantrieb nach einem dεr Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Luftspalts (26) mindestens 2 mm, vor¬ zugsweise 2 bis 5 mm, beträgt.
5. Seilbahnantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stator (6) nur über einen Teil-Umfangsbe- reich erstreckt derart, daß sich eine der
Seilzugrichtung entgegengerichtete, die Lagerung der Seilscheibe (14) entlastende Anziehungskraft ergibt.
6. Seilbahnantrieb , dadurch gekennzeichnet, daß an die Antriebs-Seilscheibe (14) der Seilbahn ein Planetengetriebe (38) angeschlossen ist; daß an dem ortsfesten, innenverzahnten Hohlrad (36) des Planetengetriebes (38) ein ringförmiger Stator (6) mit bewickelten Statorpolen (10) vorgesehen ist; daß mit der eintreibenden Welle (44) des Planetengetrie¬ bes (38 ) ein Tragteil (39) mit ringförmig verteilten Dauermagneten (20) verbunden ist, die dεn Ξtatorpolen (10) unter Freilassung eines Luftspalts (26) gegenüber¬ liegen; und daß einε elektronischε Steuerεinhεit ( 66 ) zum zeit¬ gerechten Schalten der Statorpole (10) vorgesεhεn ist.
7. Seilbahnantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuεreinheit (66) mehrere Strom- richtεrmodulε (70) aufwεist, diε jεwεils εinen Teil der Statorspulen (12) schalten.
8. Seilbahnantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine elektrische Bremseinrichtung (66, 86, 88), die zum Ausüben einer Bremskraft auf das Seil (28) den bzw. diε Stromrichtεr (70) dεr elek- tronischεn Stεuereinheit (66) auf Bremsbetrieb schaltet und dεn in dεn Statorspulεn (12) induziεrtεn Strom ent¬ weder über mindestens einen Bre schoppεr (86) mindεstens einem Bremswiderstand (88) zuleitet oder in das sonst spεisεnde Netz (60) zurückleitεt.
9. Seilbahnantrieb nach einεm dεr Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elεktronischen Steuereinhεit (66) εin Spεichεr (74) für mεhrεrε Fahrprogramme zugeordnet ist, die aus¬ gewählt abrufbar sind.
10. Seilbahnantriεb nach εinε dεr Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzεichnεt, daß der εlektronischen Stεuereinheit (66) ein Fahrpro- grammspeicher (74) zugeordnεt ist, der ein Fahrprogramm mit periodisch größerεr Sεilgeschwindigkeit und klεinεr Seilgeschwindigkεit bεinhaltet, wobei die kleine Seil¬ geschwindigkeit denjenigen Zeiten zugeordnet ist, in denen die mit dεm Sεil bεwegbaren Transporteinheiten Streckenabschnitte zum Ein- und Ausstεigen bzw. Be- und Entladen durchfahren.
11. Seilbahnantrieb nach einεm dεr Ansprüchε 1 bis
10, gεkennzeichnet durch einε εlεktronischε Haltεeinrich- tung (66) , die für kurzzeitigen Stillstand des Sεils (28) den Strom in den Statorspulen (12) so steuert, daß das er orderliche Haltemoment erzeugt wird.
12. Seilbahnantrieb nach einεm dεr Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß an die elektronischε Stεuεreinheit (66) Positions¬ sensoren (80) an den Streckεnabschnittεn zum Ein- nd Aussteigen bzw. Be- und Entladen der mit dem Seil (28) bewegbaren Transporteinheiten angeschlossen sind, so daß Verzögεrn, Haltεn, Langsamfahrt, Beschleunigen oder dεrglεichen in Abhängigkeit von Positionssensorsignalεn erfolgt.
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