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Die
Erfindung betrifft eine Aufzuganlage mit einem Fahrkorb, mindestens
einem Gegengewicht, und einem Seiltrieb.
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Bei
herkömmlichen
Aufzügen
zur Beförderung
von Personen und Lasten werden der Fahrkorb und ein Gegengewicht
durch einen Antriebsmotor mit einer Antriebsscheibe bewegt, wobei
die Kraftübertragung
mittels eines Seiltriebs erfolgt. Der Seiltrieb umfasst dabei wenigstens
zwei Aufzugseile, die Antriebsscheibe sowie mehrere Umlenkrollen.
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Die
Aufzugseile sind beispielsweise an einem oberen Fixpunkt befestigt,
werden über
unten an der Aufzugskabine befestigte Umlenkrollen geführt, verlaufen
dann um eine ortsfest befestigte Treibscheibe und um eine am Gegengewicht
befestigte Umlenkrolle zu einem zweiten oberen Fixpunkt.
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In
Krankenhäusern,
Baumärkten
oder Flughäfen
werden häufig
Aufzuganlagen benötigt,
mit denen auch größere Lasten
befördert
werden können. Diese
Aufzüge,
die z.B. für
Lasten bis zu 2000–10000 kg
ausgelegt sein sollen, müssen
mit einem entsprechend stärkeren
Motor als übliche
Aufzüge
versehen werden. Es stellt sich jedoch das Problem, dass Motoren
für den
Aufzugbau, die entsprechend große Drehmomente
liefern, nicht handelsüblich
verfügbar sind.
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Entsprechend
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Aufzuganlage
bereitzustellen, die für
die Beförderung
hoher Lasten geeignet ist, wobei verfügbare Komponenten, z.B. Antriebsmotoren,
wie sie bei Aufzügen
für niedrigere Lasten
eingesetzt werden, verwendet werden sollen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Dem
gemäß wird eine
Aufzuganlage bereitgestellt, die einen Fahrkorb, mindestens ein
Gegengewicht, und einen Seiltrieb umfasst, wobei die Aufzuganlage
mindestens zwei Antriebe mit jeweils einer Antriebsscheibe aufweist.
Der Seiltrieb umfasst eine Ausgleichsrolle zur Synchronisation der
Antriebe. Der Vorteil besteht darin, dass kleinere, leistungsschwächere Motoren
eingesetzt werden können.
Insbesondere ist es nicht notwendig, spezielle, an die zu befördernden
Höchstlasten
angepasste Motoren bereitzustellen.
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Die
Ausgleichsrolle zur Synchronisation der Antriebe bewirkt, dass beim
Einsatz mehrerer Motoren diese möglichst
synchron arbeiten, da ja jeder der Motoren für ein ihm zugeordnetes Gegengewicht
und für
den Fahrkorb innerhalb geringer Toleranzen die gleiche Seillänge fördern muss.
Dazu werden die Motoren in der Regel Synchronmotoren sein, die über einen
großen
Momentenbereich einigermaßen
gleichmäßig laufen.
Die Synchronisation der Motoren mittels der Ausgleichsrolle wird
insbesondere durch geringfügige
Anweichungen der Ausgleichsrolle aus ihrer Fixposition und/oder
ein Verdrehen der Rolle um einen kleinen Winkel gegenüber ihrer
Achse korrigiert, ohne dass weitere Synchronisierungsvorrichtungen
vorgesehen sein müssen.
Außerdem
kompensiert die Ausgleichsrolle Abweichungen in den geometrischen
Abmessungen der Komponenten des Seiltriebs der Komponenten, die
innerhalb bestimmter Toleranzen unvermeidlich sind. So weisen beispielsweise
die Antriebsscheiben einen leicht unterschiedlichen Umfang auf.
Dies kann dazu führen, dass
der Sicherheitsabstand der Gegengewichte zum Puffer nach einer bestimmten
Anzahl von Fahrten nicht mehr eingehalten wird. Ein „Korrigieren" von mit der Zeit
durch die Belastung der Komponenten des Aufzugs entstandenen Abweichungen
ist über die
Ausgleichsrolle durch eine Korrekturfahrt nur eines Antriebs möglich. Die
Ausgleichsrolle ist im wesentlichen ortsfest gelagert.
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Des
weiteren wird der Seiltrieb einen Satz Aufzugseile sowie weitere
am Fahrkorb, vorzugsweise oben oder unten am Fahrkorb befestigte
Umlenkrollen umfassen, über
die der Satz Aufzugseile geführt
ist. Der Satz Aufzugseile weist vorzugsweise zwei oder mehr Aufzugseile
auf. Jedes der Seile läuft über alle
Rollen und die beiden Antriebsscheiben.
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Insbesondere
umfasst der Seiltrieb weitere Umlenkrollen, die an wenigstens einem
Gegengewicht der Aufzuganlage befestigt sind.
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Vorzugsweise
jedoch weist die Aufzuganlage zwei Gegengewichte auf, wobei der
Seiltrieb zwei weitere Rollen umfasst, von denen mindestens eine an
je einem der Gegengewichte befestigt ist.
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In
der Regel werden die Antriebe des Aufzugs Synchronantriebe sein.
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Die
Antriebe der Aufzuganlage können
auch im Master-Slave-Betrieb arbeiten. Diese Maßnahme verbessert die Synchronisation
der Antriebe. Bei Verwendung eines einzigen Gegengewichts empfiehlt sich
der Master-Slave-Betrieb besonders. Der Einsatz der oben beschriebenen
Ausgleichsrolle kann mit dem Master-Slave-Betrieb kombiniert werden, um
eine bestmögliche
Korrektur unerwünschter
Effekte zu erreichen.
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Der
Satz Aufzugseile ist insbesondere von einem fixierten Ende um eine
an einem Gegengewicht befestigte Umlenkrolle geführt, läuft um eine erste Antriebsscheibe, über am Fahrkorb
befestigte Umlenkrollen, über
die Ausgleichsrolle, über
weitere am Fahrkorb befestigte Umlenkrollen zu einer zweiten Antriebsscheibe,
und wird von dort aus um eine der weiteren an einem Gegengewicht
befestigten Rollen geführt,
um mit seinem zweiten Ende fixiert zu sein.
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Der
Satz Aufzugseile kann alternativ von einem fixierten Ende ausgehend
um eine an einem Gegengewicht befestigte erste Umlenkrolle geführt sein, um
eine erste Antriebsscheibe verlaufen, über am Fahrkorb befestigte
Umlenkrollen, über
die Ausgleichsrolle, über
weitere am Fahrkorb befestigte Umlenkrollen zu einer zweiten Antriebsscheibe
und von dort aus um eine an dem Gegengewicht befestigte zweite Umlenkrolle
geführt
werden, und mit seinem zweiten Ende fixiert sein.
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Zudem
kann die Aufzuganlage eine Kontrolleinrichtung aufweisen, die die
Höhe der
Gegengewichte in einer definierten Haltestelle des Fahrkorbs überprüft.
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Außerdem kann
eine Kontrolleinrichtung, die den Drehwinkel mindestens einer der
Rollen des Seiltriebs bzw. die Veränderungen des Drehwinkels überprüft, vorgesehen
sein.
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Die
Aufzuganlage kann zudem eine Steuerungseinrichtung umfassen, die
die beispielsweise von einer Kontrolleinrichtung erfassten Abweichungen
der Ist- von den Sollwerten ausgleicht. Dies kann in regelmäßigen Abständen und/oder
beim Überschreiten
eines bestimmten Toleranzbereichs durchgeführt werden. Beispielsweise
soll die Abweichung der Abstände
der Gegengewichte von den Puffern oder eine unerwünschte Höhendifferenz
der Gegengewichte in einer definierten Haltestelle des Fahrkorbs
ausgeglichen werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
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1a Komponenten einer Aufzuganlage gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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1b einen Seiltrieb der Aufzuganlage
gemäß 1a;
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2 eine Draufsicht auf einen
erfindungsgemäßen Aufzug,
und 3 einen Seiltrieb
mit einem Gegengewicht.
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1a zeigt eine Aufzuganlage 1 mit
einem Fahrkorb 2, der in üblicher Weise mit Hilfe von
Führungsschienen
etwa in einem Aufzugschacht geführt wird.
Der Antrieb des Fahrkorbs 2 erfolgt über zwei Antriebsmotoren 3a und 3b,
die in dem oben dargestellten Ausführungsbeispiel als scheibenförmige Flachmotoren
ausgebildet sind. Die Motoren 3a, 3b kön nen vorteilhaft
auch als Synchronmotoren ausgebildet sein oder sogar im Master-Slave-Betrieb arbeiten.
Bei letzterem gibt etwa der Motor 3a als sog. „Master" ein bestimmtes Drehmoment
oder eine bestimmte Drehzahl vor, die dann vom Motor 3b,
der als sog. „Slave" eingesetzt wird, übernommen
wird. Die Motoren 3a und 3b sind auf einem Längs- oder
Querträger 4 im
oberen Bereich des Aufzugschachts gelagert. Es handelt sich in dem
Ausführungsbeispiel
um einen maschinenraumlosen Aufzug.
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Die
Motoren 3a, 3b treiben jeweilige Antriebsscheiben 5a bzw. 5b an,
welche Teil eines Seiltriebs der Aufzuganlage 1 sind, mit
dessen Hilfe der Fahrkorb 2 und zwei separate Gegengewichte 6a, 6b bewegt
werden.
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An
den Gegengewichten 6a, 6b sind Rollen 7a bzw. 7b,
die in den Seiltrieb integriert sind, befestigt. In einer alternativen
Ausführungsform
nach 3 können die
zwei Gegengewichte 6a, 6b durch ein einziges Gegengewicht 6 ersetzt
werden, wobei beide Rollen 7a', 7b' am Gegengewicht 6 befestigt sind.
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1b zeigt den Seiltrieb,
dargestellt ohne Gegengewichte 6a, 6b und ohne
Fahrkorb 2. Hier wird der Verlauf der Aufzugseile 8 des
Seiltriebs deutlich. Die Enden 8a, 8b der Seile 8 sind
am Träger 4 fixiert.
Von dem ersten fixierten Ende 8a verlaufen die Seile vertikal
nach unten zu der ersten Rolle 7a, die mit dem ersten Gegengewicht 6a verbunden
ist. Von der Rolle 7a werden die Seile umgelenkt und laufen nach
oben zur Antriebsscheibe 5a. Von der Antriebsscheibe 5a umgelenkt,
werden die Seile über
weitere Umlenkrollen 9 geführt, die unter dem Fahrkorb 2 oder über dem
Fahrkorb angeordnet sein können. Den
Antriebsscheiben 5a, 5b im Schacht gegenüberliegend
ist eine freilaufende Ausgleichsrolle 10 im wesentlichen
ortsfest im Aufzugschacht bzw. an der Schachtwand angebracht. Die
Ausgleichsrolle 10 könnte
ebenso an einem Träger
befestigt sein. Die Aufzugseile 8 werden durch die Ausgleichsrolle 10 umgelenkt,
laufen über
weitere Umlenkrollen 9 unter oder über dem Fahrkorb 2 zur
zweiten Antriebsscheibe 5b, werden von dieser zur Umlenkrolle 7b des zweiten
Gegengewichts 6b geleitet, und laufen über diese Umlenkrolle 7b nach
oben weiter, wo sie mit seinem zweiten Ende 8b am Träger 4 fixiert
sind.
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Die
freilaufende Ausgleichsrolle 10 hat die Aufgabe, die Antriebe 3a und 3b mechanisch
zu synchronisieren und Toleranzen in den geometrischen Abmessungen
der Komponenten des Seiltriebs sowie Toleranzen und Abweichungen
der Ausgangsparameter der Motoren 3a, 3b, insbesondere
ihrer Drehzahlen, auszugleichen. Selbst wenn die Motoren Synchronmotoren
sind, die über
einen großen Momentenbereich
einigermaßen
gleichmäßig laufen, können doch
die Drehzahlen, insbesondere bei sehr großen Momenten, voneinander abweichen.
Eine elektrische Kopplung in Form einer elektronischen Gleichlaufeinrichtung
mit zwei Antrieben und zwei Umrichtern im „Master-Slave-Betrieb", verbessert den
Gleichlauf der Motoren zwar, ist jedoch bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht
generell notwendig.
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Hinzu
kommt, dass auch die Antriebsscheiben geometrische Toleranzen aufweisen
und zudem abweichende und sich verändernde Reibungskräfte im Seiltrieb
auftreten können.
So kann es beispielsweise nach mehreren Fahrten aufgrund der Belastung
zu einer Veränderung
der Seillänge
kommen. Werden nun, wie im ersten Ausführungsbeispiel, zwei Gegengewichte 6a, 6b verwendet,
so kann es in einer vorgegebenen Haltestelle des Fahrkorbs 2 zu Abweichungen
bzw. zu Verschiebungen der Position der Unterkanten der Gegenlasten 6a, 6b kommen. Dies
kann dazu führen,
dass der Sicherheitsabstand zum Puffer nicht mehr eingehalten wird.
Hinzu kommt, dass die Gegenlasten 6a, 6b selbst
innerhalb eines Toleranzbereichs nicht gleich lang sind. Derartige
Abweichungen müssen
in einer Korrekturhaltestelle des Fahrkorbs 2 korrigiert
werden. Eine Korrektur der Höhe
der Gegengewichte 6a, 6b kann bei Verwendung des
Seiltriebs der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise durch über die
Ausgleichsrolle 10 laufende Seile 8 durchgeführt werden
Zur Kontrolle des Sicherheitsabstands ist in der dargestellten Aufzuganlage 1 eine
Kontrolleinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, die Abweichungen
und Überschreitungen
des Sicherheitsabstands erfasst, und ein entsprechendes Signal ausgibt
bzw. entsprechende Maßnahmen,
wie ein Abschalten des Aufzugs, ergreift. Eine Kontrolle kann in
regelmäßigen Abständen, aber
auch in bestimmten Situationen, beispielsweise beim Einfahren des
Fahrkorbs in eine Haupthaltestelle, und zudem automatisch oder wahlweise,
durchgeführt
werden.
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Wahlweise
kann auch eine Kontrolleinrichtung vorgesehen sein, die in regelmäßigen Abständen oder
wahlweise den Drehwinkel bzw. die Drehwinkelveränderungen einer oder mehrerer
Rollen erfasst. Die Informationen können dazu genutzt werden, die
Antriebsmotoren entsprechend zu steuern, um so Abweichungen der
Drehzahlen der Motoren entgegenzuwirken.
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Da
beide Motoren möglichst
synchron die gleiche Seillänge
auf die Gegenlasten fördern
sollen, ist insbesondere für
den Fall einer einzigen Gegenlast, an der zwei Umlenkrollen 7a, 7b befestigt
sind, eine zusätzliche
Steuerung zur Synchronisierung der beiden Motoren 3a, 3b,
beispielsweise durch Master-Slave-Betrieb, vorgesehen.
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2 zeigt eine Aufzuganlage 1 in
einer Draufsicht. Hier ist der Aufzugschacht 11 dargestellt. Im
Aufzugschacht 11 können
Fahrkorbrahmen oder ein Trägergerüst vorgesehen
sein. Auf einem Träger 4 sind
die scheibenförmigen
Flachantriebe 3a, 3b angeordnet. Die Antriebe
können
jedoch auch andere Motorbauarten sein. Zudem können die Antriebsmotoren z.B.
im Triebwerksraum eines Aufzugs angeordnet sein. Die Antriebsmotoren 3a, 3b treiben
die Antriebsscheiben 5a, 5b in der oben beschriebenen Weise
an. Der Fahrkorb 2 wird, ebenso wie die beiden Gegengewichte 6a, 6b,
durch Führungsschienen 12 bzw. 13 im
Schacht geführt.
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Die
Ausgleichsrolle 10 befindet sich auf der den Antrieben 3a, 3b gegenüberliegenden
Seite des Schachts und ist an diesem im wesentlichen ortsfest befestigt.
Der Fahrkorb ist bei dieser Konstruktion in vorteilhafter Weise
relativ symmetrisch in bezug auf die Schachtachse ausgerichtet.
Die Ausgleichsrolle 10 sowie die Antriebsscheiben 5a, 5b sind
Teile eines Seiltriebs wie in den 1a, 1b gezeigt. Die Ausgleichsrolle 10 sorgt
für eine
Synchronisation der innerhalb bestimmter Toleranzen nicht mit exakt
gleicher Drehzahl arbeitender Antriebe 3a, 3b.
Zudem sind Unregelmäßigkeiten
und Abweichungen in der Geometrie der Antriebsscheiben 5a und 5b,
beispielsweise ihres Durchmessers, innerhalb bestimmter Grenzen
vorhanden. Die Korrektur der Unregelmäßigkeiten in der Arbeitsweise
der Antriebe 3a, 3b und Abweichungen in der Scheibengeometrie
werden durch die Ausgleichsrolle 10, insbesondere durch
eine geringfügige
relative Bewegung gegenüber
ihrem Fixpunkt und/oder ein Verdrehen der Rolle um einen kleinen
Winkel gegenüber
ihrer Drehachse, kor rigiert, ohne dass weitere Synchronisierungsvorrichtungen,
beispielsweise Master-Slave-Betrieb, vorgesehen
sein müssen.
Durch die Verwendung der Ausgleichsrolle 10 ist die Seilspannung
an beiden Treibscheiben stets gleich groß. Zulässige Toleranzen in den Ausgangsparametern
der Aufzugsmaschinen können
durch den Einsatz der Ausgleichsrolle 10 relativ einfach
kompensiert werden.
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Die
bereits genannten Kontrolleinrichtungen, die beispielsweise den
Sicherheitsabstand zwischen Puffer und Gegengewicht oder den Unterschied
der Position der Unterkante der beiden Gegengewichte erfassen, veranlassen
beim Überschreiten
eines bestimmten Sollwerts eine Zwangsabschaltung des Aufzugs.
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Die
Aufzuganlage kann außerdem
mit einer Steuerungseinrichtung ausgestattet sein, die die von einer
der Kontrolleinrichtungen erfassten Abweichungen von einem oder
mehreren bestimmten Sollwerten ausgleicht.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass im Fall einer Störung oder
eines Ausfalls eines Antriebs das System in diesem Ausführungsbeispiel wie
eine Übersetzung
4:1 wirkt. Die Reibung, das Drehmoment und die Bremskraft der noch
funktionierenden Aufzugsmaschine sind in diesem Fall ausreichend,
um den Aufzug anzuhalten.