[0001] Die Erfindung geht aus von einer Direktantriebsanordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Aus der EP-846646 ist eine Linearmotoranordnung für einen Aufzug bekannt, bei der
der bewegliche Teil des Linearmotors neben dem Gegengewicht angeordnet ist und über
eine horizontale nichtleitende Verbindung mit dem Gegengewicht verbunden ist. Hierbei
ist der bewegliche Teil des Linearmotors horizontal beweglich mit dem Gegengewicht
verbunden, sodass horizontale Kräfte zwischen Motor und Gegengewicht nicht übertragen
werden. Das Gegengewicht wird an einer Führungsschiene und der bewegbare Teil auf
einer benachbarten Ebene geführt. Das elastische Verbindungselement zwischen dem Gegengewicht
und dem bewegbaren Teil dient dazu, Überbestimmungen, die aufgrund der verschiedenen
Führungen des beweglichen Teils und des Gegengewichtes auftreten können, zu vermeiden.
[0003] Bei dieser bekannten Lösung werden die in Fahrrichtung entstehenden Schwingungen
und Vibrationen durch die beschriebene Ausbildung des Verbindungselementes nicht gedämpft.
[0004] Die erfindungsgemässe Direktantriebsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die in Fahrrichtung
entstehende Schwingungen und Vibrationen bedeutend reduziert und gedämpft werden.
Vorteilhaft werden durch den Antrieb keine störenden Vibrationen im Kabinenkörper
verursacht.
[0005] Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Direktantriebsanordnung
möglich.
[0006] Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Dämpfungseigenschaften der Zug-Druckstange
grob und fein eingestellt werden können.
[0007] Die Zug-Druckstange ist vorteilhaft mit Materialsprüngen versehen, um neben einer
Schwingungsdämpfungs-Funktion auch eine Körperschallisolations-Funktion zu übernehmen.
[0008] Vorteilhaft ist weiter das richtungsunabhängige Federverhalten der Zug-Druckstange.
Dieses ist gleich in beiden Belastungsrichtungen.
[0009] Ein Vorteil ist weiter darin zu sehen, dass sowohl die Kabine als auch das Gegengewicht
als angetriebener Körper des Aufzuges verwendet werden kann.
[0010] Alle erläuterten Merkmale sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination,
sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen.
[0011] Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den schematischen Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze der Direktantriebsanordnung gemäss einer Ausführungsform
der Erfindung
Fig. 2 eine axiale Schnittansicht einer Zug-Druckstange gemäss einer Ausführungsform
der Erfindung
[0012] In Fig. 1 ist eine Aufzugskabine 1 als angetriebener Körper eines Aufzugs dargestellt,
die mittels eines Direktantriebs, beispielsweise eines Linearmotors 2, auf einer in
einem Aufzugsschacht 3 befestigten Führung 4, z.B. Führungsschiene, mittels beispielsweise
Führungsschuhen geführt wird. Eine Führung durch Führungsrollen ist auch möglich.
Die Kabine kann üblicherweise über nicht gezeigte Seile und Seilrollen mit einem ebenfalls
nicht gezeigten Gegengewicht verbunden sein. Der bewegliche Teil 2.1 des Linearmotors
2 wird seinerseits auf einer im Aufzugsschacht 3 angeordneten Führungsstruktur 5 geführt,
auf der sich der nicht gezeigte feststehende Teil des Linearmotors 2 befindet. Die
Führung kann beispielsweise mit Hilfe von Führungsschuhen oder Führungsrollen erfolgen.
Die zwischen dem feststehenden Teil und dem beweglichen Teil 2.1 des Linearmotors
2 entstehenden Vortriebskräfte setzen die Kabine 1 in Bewegung. Der feststehende Teil
2.1 des Linearmotors 2 und die Führungsstruktur 5 erstrecken sich im Aufzugsschacht
3 über den gesamten Fahrweg des Linearmotors 2. Die Anordnung der Führungen der Kabine
1 und der Führungsstruktur 5 des Motors 2 im Aufzugsschacht 3 kann frei nach Zweck
und Anlage gewählt werden. In Fig. 1 ist nur eine mögliche Anordnung gezeigt, bei
der die Führung 4 der Kabine 1 gegenüber der Führungsstruktur 5 des Motors 2 liegt.
[0013] Die der Aufzugskabine 1 zugewandte Seite des beweglichen Teils 2.1 des Linearmotors
2 ist mit einer Seite der Kabine 1 mittels einer elastischen, dämpfenden Zug-Druckstange
6 verbunden, die zur Übertragung von Druck und Zug in Fahrrichtung des Aufzugs dient.
In der gezeigten Variante ist die Zug-Druckstange 6 über Kugelgelenke 7 an einem ersten
Ansatz 8 des beweglichen Teils 2.1 und an einem zweiten Ansatz 9 der Kabine 1 befestigt.
Andere Befestigungsarten der Stange 6 an der Kabine 1 und am Motor 2 sind auch möglich.
[0014] In Fig. 2 sind die Einzelheiten der Zug-Druckstange 6 gezeigt. Die Zug-Druckstange
6 weist vorzugsweise einen ersten Stab 10.1 und einen zweiten Stab 10.2, die auf der
Längsachse 11 der Zug-Druckstange 6 liegen, eine beispielsweise rohrförmige Hülse
12, ein erstes Fixierungselement 13.1 und ein zweites Fixierungselement 13.2, ein
erstes Federelement 14.1, ein zweites Federelement 14.2 und ein mittleres Federelement
15 sowie einen ersten Federteller 16.1 und einen zweiten Federteller 16.2.
[0015] In einer bevorzugten Variante sind das erste und das zweite Fixierungselement 13.1,
13.2 als Muttern ausgebildet und werden als erste Mutter 13.1 und zweite Mutter 13.2
bezeichnet.
[0016] An jedem Ende der Hülse 12, d.h. an den dem angetriebenen Körper 1 und dem beweglichen
Teil 2.1 des Linearmotors 2 zugewandten Enden der Hülse 12, sind die erste und die
zweite Mutter 13.1, 13.2 eingeschraubt. Die Hülse 12 ist mit Innengewinde vorgesehen,
die mit entsprechenden Aussengewinden der ersten bzw. der zweiten Mutter 13.1, 13.2
zusammenpassen. Die erste und die zweite Mutter 13.1, 13.2 sind mit durchgehenden
Bohrungen versehen, in die der erste und der zweite Stab 10.1, 10.2 eintauchen. Zwischen
den beiden Muttern 13.1 und 13.2 sind das erste, das zweite und das mittlere Federelement
14.1, 14.2, 15 angeordnet, die ihrerseits durch den ersten und den zweiten Federteller
16.1, 16.2 getrennt sind. Das erste, das zweite und das mittlere Federelement 14.1,
14.2, 15 sowie der erste und der zweite Federteller 16.1,16.2 sind ebenfalls mit durchgehenden
Bohrungen versehen, die durch Extremitäten des ersten und des zweiten Stabs 10.1,
10.2 durchquert werden.
[0017] Innerhalb der Hülse 12 liegen auf dem ersten Stab 10.1 die erste Mutter 13.1, das
erste Federelement 14.1, der erste Federteller 16.1 und Teil des mittleren Federelementes
15. Das erste Federelement 14.1 liegt zwischen der ersten Mutter 13.1 und dem ersten
Federteller 16.1, wobei eine Seite des ersten Federelementes 14.1 mit einer Seite
der ersten Mutter 13.1 und die andere Seite des ersten Federelementes 14.1 mit einer
Seite des ersten Federtellers 16.1 zusammenwirkt. Die gleiche Ausbildung gilt auch
für den zweiten Stab 10.2. In Bezug auf die mittlere Querachse des mittleren Federelementes
15 ist die Struktur der Zug-Druckstange 6 symmetrisch.
[0018] Auf den dem ersten und dem zweiten Federelement 14.1, 14.2 zugewandten Seiten der
ersten und der zweiten Mutter 13.1, 13.2 sind Auflagen 17 vorhanden, die als Anschläge
für das erste und das zweite Federelement 14.1, 14.2 dienen.
[0019] Das mittlere Federelement 15 wird zwischen dem ersten und dem zweiten Federteller
16.1, 16.2 angeordnet und umschliesst die Extremitäten des ersten und des zweiten
Stabs 10.1, 10.2. Der erste und der zweite Federteller 16.1, 16.2 sind jeweils mit
dem ersten und dem zweiten Stab 10.1, 10.2, beispielsweise mit Hilfe von Gewinden,
fest verbunden. Der erste und der zweite Federteller 16.1, 16.2 liegen unmittelbar
gegen entsprechende auf der äusseren Oberfläche des ersten und des zweiten Stabs 10.1,
10.2 vorhandene Anschläge 18, die beispielsweise durch eine plötzliche Verkleinerung
der Stabsdurchmesser entstehen können. Der erste und der zweite Stab 10.1, 10.2 sind
in den Bohrungen der ersten bzw. der zweiten Mutter 13.1, 13.2 sowie in den Bohrungen
des ersten, des zweiten und des mittleren Federelementes 14.1, 14.2, 15 frei beweglich.
[0020] Um die Stabilität der Zug-DruckStange 6 zu verbessern, sind in einer möglichen Variante
auf den inneren Flächen der Muttern 13.1, 13.2 nicht gezeigte Gleitführungen vorgesehen,
auf denen die Stäbe 10.1, 10.2 stabil und gegen hohe Knicklasten gesichert, geführt
werden können. Die Extremitäten des ersten und des zweiten Stab 10.1, 10.2 tauchen
in das mittlere Federelement 15 mit einer vorbestimmten Länge ein. Eine Zentrierung
der Stäbe 10.1, 10.2 ist damit gewährleistet, auch wenn die Stäbe aus dem mittleren
Federelement 15 über einen vorbestimmten kritischen Punkt herausgezogen werden.
[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen das erste, das zweite und das mittlere
Federelement 14.1, 14.2, 15 aus Polymer bzw. Elastomere und werden im folgenden als
erste, zweite und mittlere Polymerfeder bezeichnet. Die erste, zweite und mittlere
Poymerfeder 14.1, 14.2 und 15 weisen die gleiche Eigenschaften auf, wobei die mittlere
Polymerfeder 15 die doppelte Länge gegenüber der ersten bzw. der zweiten Polymerfeder
14.1, 14.2 aufweist. Dies gewährt das gleiche Federverhalten der Stange in beiden
Belastungsrichtungen, d.h. im Druck- und Zugzustand. Die Federteller 16.1, 16.2 bestehen
aus einem anderen Material als die Polymerfeder 14.1, 14.2, 15, und zwar bestehen
die Federteller 16.1, 16.2 vorzugsweise aus Stahl. Auf diese Weise erzeugt die Kombination
Stahl-Polymerfeder einen Materialsprung in axialer Richtung der Zug-Druckstange 6,
d.h. parallel zur Längsachse 11.
[0022] Mit Materialsprung ist ein Materialwechsel zu verstehen.
[0023] Zwischen dem ersten Stab 10.1 und der ersten Mutter 13.1 und in der gleichen Weise
zwischen dem zweiten Stab 10.2 und der zweiten Mutter 13.2 sowie auch um jede der
Federteller 16.1, 16.2 herum sind Ringe, vorzugsweise Neoprenringe 19, vorhanden,
um durch die Kombination Neoprenringe-Stahl einen Materialsprung auch in radialer
Richtung der Zug-Druckstange 6, d.h. quer zur Längsachse 11, zu erzeugen.
[0024] Die erwähnten Materialsprünge innerhalb der Zug-Druckstange 6 führen dazu, eine genügende
und wirksame Körperschallisolation bei hochfrequenten Schwingungen in axialer sowie
in radialer Richtung zu erhalten.
[0025] Die niedrigfrequenten Schwingungen werden durch die drei gegeneinander verspannten
Polymerfedern 14.1, 14.2 und 15 gedämpft. Durch den jeweiligen Einsatz von Polymerfederelementen
mit unterschiedlichen Federkennlinien kann die Schwingungsdämpfung grob voreingestellt
werden. Da die Polymerfedern 14.1, 14.2, 15 vorzugsweise nichtlineare Federkennlinien
aufweisen, kann die Schwingungsdämpfung durch die Verstellung der Vorspannung dieser
Polymerfeder fein eingestellt werden.
[0026] Im folgenden wird das Funktionsprinzip der Zug-Druckstange 6 beschrieben:
[0027] Im unbelasteten Zustand der Stäbe 10.1, 10.2 sind die Polymerfedern 14.1, 14.2, 15
über die Federteller 16.1, 16.2 durch die Muttern 13.1, 13.2 in der Hülse 12 mit einer
vorbestimmten Kraft vorgespannt. Durch die nicht linearen Kennlinien der Polymerfedern
14.1, 14.2, 15 kann die Federrate eingestellt werden.
[0028] Im Druckzustand wirken die Stäbe 10.1, 10.2 jeweils auf die Federteller 16.1 bzw.
16.2 und weiter über Formschluss auf die mittlere Polymerfeder 15. Die mittlere bzw.
innere Polymerfeder 15 wird somit komprimiert und die zwei anderen, äusseren Polymerfedern
14.1, 14.2 entlastet.
[0029] Im Zugzustand wirken die Stäbe 10.1, 10.2 auf die Federteller 16.1, 16.2 und weiter
über Formschluss auf die äusseren Polymerfedern 14.1, 14.2. Die innere Polymerfeder
15 wird entlastet und die äusseren Polymerfedern erzeugen eine Druckkraft auf die
Muttern 13.1, 13.2. Schliesslich entsteht eine Zugkraft auf die Hülse 12. Die Federrate
ist gleich wie im Druckzustand.
[0030] Mit einer solchen Ausbildung der Zug-Druckstange 6 wird die Schwingungs- und Körperschallisolation
bei einem Direktantrieb an einer Aufzugskabine optimiert.
[0031] Die Stäbe 10.1, 10.2 sowie die Hülse 12 weisen vorzugsweise einen zylinderförmigen
Querschnitt auf, aber andere Formen, wie z.B. rechteckige, usw. sind ebenfalls denkbar.
Die gleiche Überlegung gilt auch für die Polymerfedern 14.1, 14.2, 15, die Federteller
16.1, 16.2 und die Muttern 13.1, 13.2.
[0032] Die Federelemente 14.1, 14.2, 15 können nicht nur aus Polymer bzw. Elastomere, sondern
auch aus irgendeinem federnden Material bestehen.
[0033] Die Stäbe 10.1, 10.2, die Hülse 12, die Muttern 13.1, 13.2 und die Federteller 16.1,
16.2 bestehen vorzugsweise aus Stahl. Andere Metalle oder Materialien, die für die
in dieser Erfindung vorgesehene Funktion zweckmässig und geeignet sind können ebenfalls
eingesetzt werden.
[0034] Mit diesem Aufbau der Zug-Druckstange lassen sich hohe Knicklasten auf kleinstem
Bauraum aufnehmen. D.h. man erhält somit eine kompakte Bauweise bei hohen statischen
und dynamischen Lasten. Die Zug-Druckstange benötigt nur einen kleinen Bauraum, insbesondere
in Bezug auf seinen Durchmesser.
1. Direktantriebsanordnung für einen Aufzug mit einem beweglichen Teil (2.1), wobei der
bewegliche Teil (2.1) des Direktantriebs (2), insbesondere eines Linearmotors, mit
einem angetriebenen Körper (1) des Aufzuges durch ein Verbindungselement verbunden
ist und zusammen mit dem angetriebenen Körper (1) in einem Aufzugsschacht (3) geführt
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement zur Übertragung von Druck
und Zug in Fahrrichtung als Zug-Druckstange (6) ausgebildet ist.
2. Direktantriebsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druckstange
(6) Stäbe aufweist, die zueinander federnd angeordnet sind.
3. Direktantriebsanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zug-Druckstange (6) auf einer gemeinsamen Achse (11) liegende Stäbe (10.1, 10.2)
und eine Hülse (12) aufweist, wobei innerhalb der Hülse (12) mindestens ein Federelement
(14.1, 14.2, 15) vorhanden ist.
4. Direktantriebsanordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug-Druckstange
(6) innerhalb der Hülse (12) mindestens ein Fixierungselement (13.1, 13.2) aufweist.
5. Direktantriebsanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zug-Druckstange (6) zwei auf einer gemeinsamen Achse (11) liegende Stäbe
(10.1, 10.2), eine Hülse (12) und mindestens zwei in der Hülse (12), vorzugsweise
an jedem Ende der Hülse (12), angeordnete Fixierungselemente (13.1, 13.2), vorzugsweise
Muttern, aufweist, wobei innerhalb der Hülse (12) zwischen den Fixierungselementen
(13.1, 13.2) ein erstes Federelement (14.1), ein zweites Federelement (14.2) und ein
mittleres Federelement (15) vorhanden sind, zwischen denen mindestens ein Federteller
(16.1, 16.2), angeordnet ist und wobei das mittlere Federelement (15) die gleichen
Eigenschaften, aber mit doppelter Länge wie das erste Federelement (14.1) und das
zweite Federelement (14.2) aufweist.
6. Direktantriebsanordnung nach einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (14.1, 14.2, 15) oder die Federelemente (14.1, 14.2, 15) nichtlineare
Federkennlinien aufweisen, wobei zum Einstellen der Federrate eine verstellbare Vorspannung
durch das Fixierungselement (13.1, 13.2) oder die Fixierungselemente (13.1, 13.2)
realisierbar ist.
7. Direktantriebsanordnung nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (14.1, 14.2, 15) oder die Federelemente (14.1, 14.2, 15) aus
einem weichen Material bestehen, insbesondere Polymerfedern sind und der Federteller
(16.1, 16.2) aus einem starren Material, insbesondere aus Stahl besteht, um in Längsrichtung
der Zug-Druckstange einen Materialsprung zu erzeugen.
8. Direktantriebsanordnung nach einem der Patentansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen mindestens einem der Stäbe (10.1, 10.2) und dem Fixierungselement (13.1,
13.2) oder den Fixierungselementen (13.1, 13.2) und/oder um den Federteller (16.1,
16.2) herum Ringe, vorzugsweise Neoprenringe (19), angeordnet sind, um einen Materialsprung
quer zur Längsachse (11) der Zug-Druckstange (6) zu erzeugen.
9. Direktantriebsanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zug-Druckstange (6) bei Zug- und bei Druckbelastung die gleiche Federcharakteristik
aufweist.
10. Direktantriebsanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass der angetriebene Körper (1) die Aufzugskabine oder das Gegengewicht ist.
11. Zug-Druckstange (6) für eine Aufzug-Direktantriebsanordnung nach einem der Patentansprüche
1 bis 9.