EP1607362B1 - Antrieb für eine Aufzugsanlage - Google Patents

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EP1607362B1
EP1607362B1 EP20050104953 EP05104953A EP1607362B1 EP 1607362 B1 EP1607362 B1 EP 1607362B1 EP 20050104953 EP20050104953 EP 20050104953 EP 05104953 A EP05104953 A EP 05104953A EP 1607362 B1 EP1607362 B1 EP 1607362B1
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EP
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drive
motor
shaft
air
air guide
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Daniel Fischer
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Inventio AG
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Inventio AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/043—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation

Definitions

  • the invention relates to a drive for an elevator installation according to the preamble of the independent claim.
  • An elevator system consists of a cabin for receiving cargo or persons and a counterweight or a second cabin, which are connected to each other by means of a supporting and propelling means via a drive.
  • the drive of the elevator system aims at driving the driving and supporting means and thus a mutual lifting and lowering of the car, or the counterweight.
  • the drive consists of the main components traction sheave, motor and brake.
  • the traction sheave receives the carrying and blowing agent and transmits by means of positive or frictional connection driving forces on the carrying and blowing agents.
  • the engine in turn drives the traction sheave and the brake brakes the traction sheave.
  • a drive to an elevator in which a motor drives traction sheaves by means of a drive shaft and the traction sheaves are braked by a brake.
  • the traction sheaves are arranged in a preferred embodiment between the engine and the brake unit.
  • the traction sheaves drive flat belts. This allows the use of small pulley diameters.
  • the drive can be made small and compact.
  • the invention relates to a drive for an elevator system, which drives a car and a counterweight via a support and propellant and the drive includes a traction sheave, which is driven by a drive shaft of a motor and braked by a brake, wherein drive shaft, motor and brake assembled into a single unit.
  • an air guide element is arranged in the areas between the traction sheave and the engine, which cool air from the areas of the carrying and propellant, or the traction sheave on the drive shaft passes along.
  • the flow of cool air is advantageously generated by a fan.
  • the spoiler increases the cooling effect by directing the airflow to the drive shaft portion and shielding the area of the carrying and propellant from warm parts of the engine.
  • the carrying and blowing agents can thereby be operated at lower temperatures, which has an advantageous effect on their life.
  • a drive can be made with smaller dimensions, since the engine and traction sheave can be arranged close to each other.
  • Fig. 1 shows a drive for an elevator installation with the main characteristics of the invention.
  • the drive 1 consists of one or more drive pulley zones 3 and a drive pulley zone 3 comprises at least one traction sheave 2.
  • the traction sheave 2 serves to receive a carrying and propelling means 6 which connects a car of the elevator installation with a counterweight or a second cabin.
  • the traction sheave 2 is integrated in the drive 1 shown in a drive shaft 7.
  • a motor 4 which drives the drive shaft 7 is then arranged on the traction sheave 2.
  • an air guide element 11 is arranged, which cool air L from the region of the support and propellant 6 on the drive shaft 7 passes along.
  • the air guide element 11 is an air guide plate 9.
  • a sheet is suitable for cost-effective production of such a part, it is easy to shape.
  • a cooling effect is optimized by the special shape of the air guide element 11.
  • the air guide element 11 narrows, or the free air flow area, in the direction of the motor 4 continuously to a minimum.
  • the air guide 11 is releasably attached to a support 8.
  • a support 8 forms a support structure of the drive 1 to which, depending on the embodiment, parts of the drive 1 are arranged. It also allows, for example, the attachment of the drive in the building.
  • the support may be an integral part of the motor 4 or the brake 5 or it may be a housing which receives bearings of the drive 1 or the traction sheaves surrounds 2.
  • An attachment of the air guide element 11 to the support 8 allows for easy installation and, accordingly, a cost-effective production.
  • Other embodiments of the air guide 11 are possible. It may be made of a heat-resistant plastic or other materials, it may be manufactured by means of a casting process or it may be made directly as part of the motor 4, the support 8 or another part of the drive 1.
  • a rotor 18 of the motor 4 provided with longitudinal openings 19 which allow air to flow through L
  • the drive 1 is provided with a fan 20, which forcibly sucks air L from the space of the traction sheave 2, and through the longitudinal openings 19 in the rotor 18 of the engine 4 leads away over a motor end 21.
  • the fan is arranged at the end of the motor 4.
  • This embodiment enhances the cooling effect of the air guide element 11 and performs the heat of the motor 4 effectively.
  • Other arrangements of the fan 20 are possible. It can be integrated in a part of the drive 1, such as the motor 4 or the support 8 or it can also be grown as a separate fan unit on the drive 1.
  • the drive 1 in a preferred embodiment, consists of two spaced apart blowing zones 3, wherein a blowing zone 3 may include one or more traction sheaves 2.
  • the motor 4 and / or the brake 5 are arranged outside the two blowing zones 3, and a main bearing 25 is arranged between the two blowing zones 3, so that a main supporting force of the load-bearing force generated by the supporting and driving belts 6, essentially, by means of the main bearing 25 is introduced into a support structure.
  • the drive can be made compact and inexpensive.
  • Flat belts 6 allow the use of small pulley diameters. As a result, a drive 1 with correspondingly high speeds and low torques can be used, which in turn allows the use of drives with small dimensions.
  • the flat belts are flat according to the design of the traction sheave 2, that is smooth, or they have a longitudinal profiling, for example in the form of V-ribs, or they have a transverse profile, for example a tooth shape on.
  • Fig. 1 and Fig. 3 Motor shaft 15, drive shaft 7 and traction sheave 2 are made in one piece. Alternatively, only the motor shaft 15 and the drive shaft 7 may be made in one piece, or the drive shaft 7 and the traction sheave 2 are made in one piece. The production as individual separate parts is of course possible. The choice of suitable embodiment is made at the choice of the manufacturer.
  • An advantageous embodiment of the drive arranges a level adjustment 28 on the drive 1.
  • the level adjustment 28 takes over forces which arise due to unbalanced load-bearing forces. Ideally, this level adjustment 28 is mounted near a support bearing 13. With the adjustable level adjustment 28, a drive 1 can be leveled in a simple manner.
  • the arrangement of the support bearing 13 at the motor end of the drive shaft 7, and the motor shaft 15, allows optimal introduction of supporting forces in the building.
  • a drive 1 for an elevator installation is shown with a further advantageous characteristic of the invention.
  • the motor 4 of the drive 1 is designed as a transverse flux motor 10, ideally with permanent excitation.
  • the transverse flux motor 10 has lower internal losses. He generates accordingly less heat.
  • a transverse flux motor 10 has very good torque characteristics, which are especially suitable for use in elevator construction.
  • the motor shaft 15 is also designed as a hollow shaft 26.
  • the fan 20 is also arranged at the end of the motor 4.
  • the fan draws in air through the optional hollow shaft 26 and, on the other hand, sucks air from the regions of the traction sheave 2 through gaps and optional openings in the rotor 18 and leads the heated air away via the end of the motor 4.
  • the advantage of this invention is the low heat development, which additionally reduces the effect of heat on the carrier and propellant 6. Resulting residual heat can be dissipated through the hollow shaft 26 and through the guided by means of the air guide 11 air flow.
  • the brake may be arranged on the engine-side end of the drive shaft.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Cage And Drive Apparatuses For Elevators (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Aufzugsanlage gemäss Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches.
  • Eine Aufzugsanlage besteht aus einer Kabine zur Aufnahme von Transportgut oder Personen und einem Gegengewicht oder einer zweiten Kabine, welche mittels einem Trag- und Treibmittel über einen Antrieb miteinander verbunden sind. Der Antrieb der Aufzugsanlage bezweckt dabei das Treiben der Treib- und Tragmittel und damit ein wechselseitiges Heben und Senken der Kabine, bzw. des Gegengewichtes.
  • Der Antrieb besteht aus den Hauptkomponenten Treibscheibe, Motor und Bremse. Die Treibscheibe nimmt die Trag- und Treibmittel auf und überträgt mittels Form- oder Reibschluss Treibkräfte auf die Trag- und Treibmittel. Der Motor treibt seinerseits die Treibscheibe und die Bremse bremst die Treibscheibe.
  • Aus EP 1'400'477 ist ein Antrieb zu einem Aufzug bekannt bei welchem ein Motor mittels einer Antriebswelle Treibscheiben treibt und die Treibscheiben von einer Bremse gebremst werden. Die Treibscheiben sind dabei in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen dem Motor und der Bremseinheit angeordnet. Die Treibscheiben treiben Flachriemen. Dies erlaubt die Verwendung von kleinen Treibscheibendurchmessern. Der Antrieb kann dadurch klein und kompakt gebaut werden.
  • Der gezeigte Antrieb beinhaltet jedoch Nachteile.
    • Ein üblicher Motor wie beispielsweise ein Asynchronmotor erzeugt Wärme, welche zumindest teilweise über die Antriebswelle abgeleitet wird. Dadurch erhitzen sich die Treibscheiben stark und dies beeinträchtigt die Lebensdauererwartung üblicher Trag- oder Flachriemen.
    • Die Montage und im Besonderen die Ausrichtung der Treibscheibenachse zur Laufrichtung der Trag- und Treibmittel sind aufwändig.
  • Ein weiterer Aufzugsantrieb ist aus der DE-A-4323361 bekannt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antrieb zu einer Aufzugsanlage bereitzustellen, welcher die erwähnten Nachteile behebt. Er soll im Besonderen:
    • geringe äussere Abmessungen aufweisen,
    • die Wärmeentwicklung im Bereiche der Treibscheiben gering halten,
  • Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gemäss der Definition des unabhängigen Patentanspruches gelöst.
  • Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Aufzugsanlage, welcher über ein Trag- und Treibmittel eine Kabine und ein Gegengewicht treibt und der Antrieb eine Treibscheibe beinhaltet, welche mittels einer Antriebswelle von einem Motor getrieben und von einer Bremse gebremst wird, wobei Antriebswelle, Motor und Bremse zu einer Einheit zusammengebaut sind.
  • Erfindungsgemäss ist im Bereiche zwischen Treibscheibe und Motor ein Luftleitelement angeordnet, welches kühle Luft aus dem Bereiche des Trag- und Treibmittels, bzw. der Treibscheibe an der Antriebswelle entlang leitet. Der Strom kühler Luft wird vorteilhafterweise durch einen Ventilator erzeugt. Dadurch wird kühle Luft aus dem Bereiche der Trag- und Treibmittel, bzw. aus dem Bereiche der Treibscheibe, zur Antriebswelle und zu dem anschliessenden Motor geführt, welches einerseits ein Eindringen erwärmter Motorluft in die Zone der Trag- und Treibmittel verhindert und zugleich die Antriebswelle wirksam kühlt. Das Luftleitelement erhöht den Kühleffekt indem der Luftstrom auf den Antriebswellenbereich geleitet wird und indem der Bereich der Trag- und Treibmittel von warmen Teilen des Motors abgeschirmt wird. Die Trag- und Treibmittel können dadurch bei tieferen Temperaturen betrieben werden, was sich vorteilhaft auf deren Lebensdauer auswirkt. Zudem kann ein Antrieb mit geringeren Abmessungen ausgeführt werden, da Motor und Treibscheibe nahe beieinander angeordnet werden können.
  • In den folgenden Figuren Fig. 1 bis Fig. 3 sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindung beispielhaft dargestellt.
    • Fig. 1:
    Beispiel eines ausgeführten erfindungsgemässen Antriebes
    Fig. 2:
    Beispiel eines eingebauten Luftleitbleches
    Fig. 3:
    Beispiel eines Antriebes mit einem Transversalflussmotor
  • Fig. 1 zeigt einen Antrieb für eine Aufzugsanlage mit den Hauptcharakteristiken der Erfindung. Der Antrieb 1 besteht aus einer oder mehreren Treibscheibenzonen 3 und eine Treibscheibenzone 3 umfasst mindestens eine Treibscheibe 2. Die Treibscheibe 2 dient der Aufnahme eines Trag- und Treibmittels 6 welches eine Kabine der Aufzugsanlage mit einem Gegengewicht, bzw. einer zweiten Kabine verbindet.
    Die Treibscheibe 2 ist beim gezeigten Antrieb 1 in eine Antriebswelle 7 integriert. Ein Motor 4 welcher die Antriebswelle 7 antreibt ist anschliessend an die Treibscheibe 2 angeordnet.
    Im Bereich zwischen Motor 4 und Treibscheibe 2 ist, wie in Fig. 2 im Detail dargestellt, ein Luftleitelement 11 angeordnet, welches kühle Luft L aus dem Bereich des Trag- und Treibmittels 6 an der Antriebswelle 7 entlang leitet.
  • Durch die Anordnung des Luftleitelementes 11 wird der Bereich der Antriebswelle 7, welcher die Treibscheibe 2 enthält, von den warmen Teilen des Motors 4 abgeschirmt und zugleich wird die Antriebswelle 7 im kritischen Bereich durch einen kühlen Luftstrom L, welcher entlang der Antriebswelle 7 geleitet wird, gekühlt. Die Wärmebelastung, welche die Trag- und Treibmittel 6 ertragen müssen, ist dadurch reduziert.
  • Vorteilhafterweise ist das Luftleitelement 11 ein Luftleitblech 9. Ein Blech eignet sich für eine kostengünstige Herstellung eines derartigen Teiles, es ist einfach formbar. Eine Kühlwirkung wird durch die besondere Form des Luftleitelementes 11 optimiert. Das Luftleitelement 11 verengt sich, bzw. die freie Luft-Durchströmfläche, in der Richtung des Motors 4 kontinuierlich bis zu einem Minimum.
  • Motors 4 kontinuierlich bis zu einem Minimum. Dies erhöht die Geschwindigkeit des Luftstroms L in diesem engsten Querschnitt. Dies bewirkt eine optimale Kühlung der Antriebswelle.
    Im ausgeführten Beispiel ist das Luftleitelement 11 an einem Support 8 lösbar befestigt. Ein Support 8 bildet eine Tragstruktur des Antriebes 1 an den je nach Ausführungsart, Teile des Antriebes 1 angeordnet sind. Er ermöglicht beispielsweise auch die Befestigung des Antriebes im Gebäude. Der Support kann dabei ein integrierter Bestandteil des Motors 4 oder der Bremse 5 sein oder er kann ein Gehäuse sein, welches Lagerstellen des Antriebs 1 aufnimmt oder die Treibscheiben 2 umschliesst. Eine Befestigung des Luftleitelementes 11 an dem Support 8 ermöglicht eine einfache Montage und dementsprechend eine kostengünstige Herstellung.
    Andere Ausführungen des Luftleitelements 11 sind möglich. Es kann aus einem wärmebeständigen Kunststoff oder anderen Materialien hergestellt sein, es kann mittels eines Giessverfahrens hergestellt sein oder es kann direkt als Teil des Motors 4, des Supports 8 oder eines anderen Teiles des Antriebs 1 ausgeführt sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist wie in Fig 1 ersichtlich ein Rotor 18 des Motors 4 mit Längsöffnungen 19 versehen, welche ein Durchströmen von Luft L ermöglichen, und der Antrieb 1 ist mit einem Ventilator 20 versehen, welcher Luft L zwangsweise aus dem Raum der Treibscheibe 2 ansaugt, und durch die Längsöffnungen 19 im Rotor 18 des Motors 4 über ein Motorende 21 wegführt. Im dargestellten Beispiel ist der Ventilator am Ende des Motors 4 angeordnet.
  • Diese Ausführungen verstärkt die Kühlwirkung des Luftleitelementes 11 und führt die Wärme des Motors 4 wirksam ab.
    Andere Anordnungen des Ventilators 20 sind möglich. Er kann in einen Teil des Antriebes 1, wie beispielsweise dem Motor 4 oder dem Support 8 integriert sein oder er kann auch als eigene Lüftereinheit am Antrieb 1 angebaut sein.
  • Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt besteht der Antrieb 1, in einer bevorzugten Ausführung, aus zwei voneinander beabstandeten Treibzonen 3, wobei eine Treibzone 3 ein oder mehrere Treibscheiben 2 beinhalten kann. Der Motor 4 und /oder die Bremse 5 sind ausserhalb der beiden Treibzonen 3 angeordnet, und ein Hauptlager 25 ist zwischen den beiden Treibzonen 3 angeordnet, so dass eine Hauptstützkraft der durch die Trag- und Treibriemen 6 erzeugten Tragkraft, im wesentlichen, mittels dem Hauptlager 25 in eine Tragstruktur eingeleitet wird.
    Damit ist eine direkte und optimale Einleitung der Tragkräfte des Antriebes 1 in eine Tragstruktur ermöglicht. Der Antrieb kann dadurch kompakt gebaut und kostengünstig ausgeführt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Flachriemen als Trag- und Treibmittel 6. Flachriemen 6 erlauben die Verwendung von kleinen Treibscheibendurchmessern. Dadurch kann ein Antrieb 1 mit entsprechend hohen Drehzahlen und geringen Drehmomenten verwendet werden, was wiederum den Einsatz von Antrieben mit geringen Abmessungen erlaubt.
  • Die Flachriemen sind dabei entsprechend der Ausführung der Treibscheibe 2 flach, das heisst glatt, oder sie weisen eine Längsprofilierung, beispielsweise in der Form von Keilrippen, auf oder sie weisen ein Querprofil, beispielsweise eine Zahnform, auf.
  • In den gezeigten Beispielen der Fig. 1 und Fig. 3 sind Motorwelle 15, Antriebswelle 7 und Treibscheibe 2 einstückig ausgeführt. Alternativ können lediglich die Motorwelle 15 und die Antriebswelle 7 einstückig ausgeführt sein, oder die Antriebswelle 7 und die Treibscheibe 2 sind aus einem Stück hergestellt. Auch die Herstellung als einzelne separate Teile ist selbstverständlich möglich. Die Wahl der geeigneten Ausführungsform erfolgt nach Wahl des Herstellers.
    Eine vorteilhafte Ausführung des Antriebes ordnet eine Niveaueinstellung 28 an dem Antrieb 1 an. Die Niveaueinstellung 28 übernimmt Kräfte welche durch unsymmetrisch eingeleitete Tragmittelkräfte entstehen. Idealerweise ist diese Niveaueinstellung 28 in der Nähe eines Stützlagers 13 angebracht. Mit der einstellbaren Niveaueinstellung 28 kann ein Antrieb 1 in einfacher Art und Weise nivelliert werden. Eine im Gehäuse des Antriebes 1 angebrachte Wasserwaage 29 vereinfacht dabei die Kontrolle der Einstellung. Die Anordnung des Stützlagers 13 am Motorseitigen Ende der Antriebswelle 7, bzw. der Motorwelle 15, ermöglicht eine optimale Einleitung von Stützkräften in das Gebäude.
  • In Fig. 3 ist ein Antrieb 1 für eine Aufzugsanlage mit einer weiteren vorteilhaften Charakteristik der Erfindung dargestellt. Der Motor 4 des Antriebes 1 ist als Transversalflussmotor 10, idealerweise mit Permanenterregung, ausgeführt. Der Transversalflussmotor 10 weist geringere innere Verluste auf. Er erzeugt dementsprechend weniger Wärme. Zudem weist ein Transversalflussmotor 10 sehr gute Drehmomentverläufe auf, welche speziell für die Anwendung im Aufzugsbau geeignet sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Motorwelle 15 zudem als Hohlwelle 26 ausgeführt. Bei diesem Beispiel ist der Ventilator 20 ebenfalls am Ende des Motors 4 angeordnet. Der Ventilator saugt einerseits Luft durch die optionale Hohlwelle 26 an und saugt andererseits Luft aus dem Bereiche der Treibscheibe 2 durch Spalten und optionale Öffnungen im Rotor 18 an und führt die erwärmte Luft über das Ende des Motors 4 weg.
    Vorteilhaft ist bei dieser Erfindung die geringe Wärmeentwicklung, was die Wärmeeinwirkung auf die Trag- und Treibmittel 6 zusätzlich reduziert. Entstehende Restwärme kann durch die Hohlwelle 26 und durch den mittels des Luftleitelements 11 geleiteten Luftstrom abgeführt werden.
  • Die dargestellten Ausführungsformen sind Beispiele. So kann beispielsweise die Bremse am motorseitigen Ende der Antriebswelle angeordnet sein.

Claims (9)

  1. Antrieb für eine Aufzugsanlage,
    welcher über Trag- und Treibmittel (6) eine Kabine und ein Gegengewicht treibt, wobei der Antrieb (1) eine Antriebswelle (7) und eine Treibscheibe (2) beinhaltet, und ein Motor (4) links oder rechts der Treibscheibe (2) angeordnet ist
    dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen Motor (4) und Treibscheibe (2) ein Luftleitelement (11) angeordnet ist, welches Luft (L) aus dem Bereich des Trag- und Treibmittels (6) an der Antriebswelle (7) entlang leitet.
  2. Antrieb nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) mit einem Ventilator (20) versehen ist, welcher Luft (L) aus dem Raum der Treibscheibe (2) ansaugt und vorteilhafterweise über ein Entgegengesetztes Motorende (21) wegführt.
  3. Antrieb nach einem der vorgehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitelement (11) ein Luftleitblech (9) ist, welches vorzugsweise derart geformt ist, dass die freie Luft-Durchströmfläche zum Motor hin kontinuierlich bis zu einem Minimum abnimmt und das Luftleitelement (11) vorteilhafterweise an einem Support (8) befestigt ist.
  4. Antrieb nach einem der vorgehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (18) des Motors (4) mit Längsöffnungen (19) versehen ist, welche ein Durchströmen von Luft (L) ermöglichen.
  5. Antrieb nach einem der vorgehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) mindestens zwei voneinander beabstandete Treibzonen (3) mit jeweils mindestens einer Treibscheibe (2) enthält und dass ein Hauptlager (25) zwischen den Treibzonen (3) angeordnet ist und dass ein Motor (4) und /oder eine Bremse (5) ausserhalb der beiden Treibzonen (3) angeordnet ist.
  6. Antrieb nach einem der vorgehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass das Trag- und Treibmittel (6) ein Riemen ist, wobei die Traktionsfläche flach, längsprofiliert oder querprofiliert ist.
  7. Antrieb nach einem der vorgehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass Motorwelle (15) und Antriebswelle (7) einstückig ausgeführt ist und / oder dass die Treibscheiben (2) und die Antriebswelle (7) einstückig ausgeführt ist.
  8. Antrieb nach einem der vorgehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützlager (13) am motorseitigen Ende der Antriebswelle (7) angeordnet ist und dass an der Antriebsmaschine (1) eine Niveaueinstellung (28) angebracht ist.
  9. Antrieb nach einem der vorgehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (1) ein Transversalflussmotor (10) ist und der Transversalflussmotor (10) eine Motorwelle (15) enthält welche vorzugsweise als Hohlwelle (26) ausgeführt ist.
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