[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fangvorrichtung für Aufzüge nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
[0002] Zur Führung des Fahrkorbs bei Aufzügen mit Führungsschienen werden am Fahrkorb angeordnete
Führungsschuhe verwendet, die entweder als Rollen-Führungsschuhe oder als Gleitführungsschuhe
ausgestaltet sind. Im ersten Fall sind Rollen üblicherweise mit sogenannter zweidimensionaler
oder dreidimensionaler Führung vorgesehen, die auf entsprechenden Führungsflächen
der Führungsschiene rollen. Im zweiten Fall gleiten die Gleitbeläge mit geringem Spiel
entlang den Führungsschienen, so dass sie dem Fahrkorb während der vertikalen Förderbewegung
eine Führung in der Horizontalebene verleihen. Physisch getrennt von den Führungsschuhen
sind Fangvorrichtungen am Fahrkorb befestigt, die sich zusammen mit diesem relativ
zur Führungsschiene bewegen.
[0003] Die bekannten Einrichtungen dieser Art arbeiten in der Weise, dass beim Überschreiten
der zulässigen Höchstgeschwindigkeit des Fahrkorbes bzw. bei Übergeschwindigkeit die
Fangvorrichtung durch ein Geschwindigkeitsbegrenzergestänge mechanisch betätigt wird.
[0004] Die üblichen Fangvorrichtungen des Standes der Technik können hinsichtlich ihrer
Bauart entweder der Gruppe der Bremsfangvorrichtungen oder der Gruppe der Keil- oder
Rollensperrfangvorrichtungen zugeordnet werden.
[0005] Aus dem US-Patent mit der Nummer US 6,131,704 ist eine Bremsfangvorrichtung bekannt,
die eine Gleitführung zur Führung des Fahrkorbs entlang der Führungsschiene aufweist.
Diese Fangvorrichtung, bei der die Führungseinrichtung funktionell von der Brems-
bzw. Fangeinrichtung getrennt ist, weist einen Zangenhebelmechanismus und einen verhältnismässig
grossen und schweren Elektromagneten auf. Die Verwendung einer solchen Fangvorrichtung
ist deshalb insbesondere bei kostengünstigen Aufzügen mit geringer Hubhöhe unwirtschaftlich,
das heisst im Falle von Gebäuden mit wenigen Stockwerken und niedrigen Fördergeschwindigkeiten
des Fahrkorbs.
[0006] Bei Keil- oder Rollensperrfangvorrichtungen wird durch das Gestänge des Geschwindigkeitsbegrenzers
auf einer Seite der Führungsschiene ein loser Keil oder eine lose Rolle zum Anliegen
zwischen die ortsfeste Führungsschiene einerseits und ein mitbewegtes Widerlager der
Fangvorrichtung andererseits gebracht, während sich das Fanggehäuse auf der gegenüberliegenden
Seite der Führungsschiene abstützt. Die vorherrschenden Reibungsverhältnisse führen
zu einem weiteren Verklemmen des Klemmkörpers bzw. der Fangrolle und somit zum Abbremsen
des Fahrkorbes. Eine solche Rollensperrfangvorrichtung ist beispielsweise in der europäischen
Offenlegungsschrift EP 0 870 719 A1 beschrieben.
[0007] Konventionelle Fangvorrichtungen werden nur bei Übergeschwindigkeit oder bei Kontrollarbeiten
(typischerweise zweimal pro Jahr) ausgelöst.
Herkömmliche Fangvorrichtungen sind besonders dann von grossem Nachteil, wenn der
Fahrkorb auf der Höhe eines Stockwerks steht und beim Beladen abrutscht bzw. unkontrolliert
absinkt.
[0008] Nach dem Stand der Technik wird das Abrutschen des Fahrkorbs durch eine zusätzliche
sogenannte Absetzeinrichtung verhindert. Dabei wird bei jedem Halt auf einem Stockwerk
ein Bolzen in die Fahrbahn, beispielsweise in entsprechenden Öffnungen der Führungsschiene
geschoben, um so den Fahrkorb jeweils auf dem Stockwerkniveau zu halten. Weitere Einzelheiten
über Aufbau und Funktion einer solchen Absetzvorrichtung sind der europäischen Offenlegungsschrift
EP 1 067 084 A1 zu entnehmen.
[0009] Aufgabe der nachfolgend beschriebenen Erfindung ist es daher, die erwähnten Nachteile
des Standes der Technik zu vermeiden und eine verbesserte Fangvorrichtung zu schaffen.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Fangvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0011] Die vorliegende Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass sie in vorzüglicher Weise
ein Eingreifen der Fangvorrichtung bei Betriebszuständen unterhalb der Übergeschwindigkeit
gestattet, was bei den bekannten Fangvorrichtungen nicht ohne weiteres möglich ist.
Konventionelle Fangvorrichtung werden im normalen Betrieb nie unterhalb der Übergeschwindigkeit
betätigt, was somit auch die frühzeitige Erkennung einer eventuellen Fehlfunktion
der Fangvorrichtung verunmöglicht.
[0012] Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie auch als
eine multifunktionelle Brems- und Führungsvorrichtung für Aufzüge eingesetzt werden
kann, da sie eine Vorrichtung darstellt, welche in ein und derselben Ausführung drei
sonst separat an einem Fahrkorb zu verwendenden Funktionsbaugruppen ersetzen kann:
Es sind dies eine Führungseinrichtung für den Fahrkorb, eine Fangvorrichtung und eine
Absetzvorrichtung.
[0013] Die Position eines Bremselements der Fangvorrichtung ist gesteuert veränderbar. Durch
Vorgabe verschiedener Positionen des Bremselements lässt sich die Fangvorrichtung
in verschiedene Betriebszustände versetzen, denen jeweils unterschiedliche Funktionen
der Fangvorrichtung zuzuordnen sind. Ein die Positionierung des Bremselementes bestimmender
Mechanismus erlaubt es, in einem Normalzustand das Bremselement von der Führungsfläche
der Führungsschiene entfernt zu halten. In diesem Normalzustand entfaltet die Fangvorrichtung
keine Bremswirkung. Dieser Normalzustand der Fangvorrichtung ist angemessen bei einer
normalen ungestörten Fahrt des Fahrkorbs. Die Position des Bremselementes kann gesteuert
derart verändert werden, dass das Bremselement die Führungsfläche an der Führungsschiene
berührt und zusätzlich gegenüber einem Widerlager so positioniert ist, dass das Bremselement
zwischen der Führungsfläche und dem Widerlager nicht eingeklemmt ist. In dieser Anordnung
befindet sich die Bremse in Bremsbereitschaft, d.h. einem zustand der Bereitschaft
zum Bremsen. Ist die Fangvorrichtung in diesen Zustand versetzt, dann kann eine weitere
Bewegung des Fahrkorbs in einem gewissen Rahmen möglich sein, da die Fangvorrichtung
in diesem Zustand nicht blockiert ist. Im Zustand der Bremsbereitschaft ist allerdings
eine Wechselwirkung des Bremselementes mit der Führungsschiene möglich, beispielsweise
durch Reibung. Diese Wechselwirkung zwischen Bremselement und Führungsschiene macht
es möglich, dass das Bremselement - im Zustand der Bremsbereitschaft - bei einer weiteren
Bewegung des Fahrkorbes relativ zu den übrigen Komponenten der Fangvorrichtung und
entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Fahrkorbes bewegt wird. Bei geeigneter Anordnung
des Widerlagers kann die Position des Bremselements derart verändert werden, dass
das Bremselement selbsttätig zusätzlich in Kontakt mit dem Widerlager gerät und zwischen
der Führungsfläche der Führungsschiene und dem Widerlager eingeklemmt wird. Diese
Stellung des Bremselements wird Bremsstellung genannt. In dieser Position ist das
Bremselement blockiert und die Fangvorrichtung befindet sich in der Fangstellung,
in der eine weitere Fahrt des Fahrkorbs dadurch verhindert wird, dass die Führungsschiene
zwischen dem Bremselement und einem Halteelement der Fangvorrichtung gehalten wird.
[0014] Diese Fangvorrichtung kann als Absetzvorrichtung bzw. als Abrutschsicherung realisiert
werden, indem die Fangvorrichtung bei einem Halt in den Zustand der Bremsbereitschaft
versetzt wird. Sollte unter dieser Vorraussetzung der Fahrkorb zusätzlich belastet
werden, so dass die Tragorgane des Fahrkorbs gedehnt werden und sich der Fahrkorb
absenkt, so würde das Bremselement relativ zur Fangvorrichtung bewegt. Wie zuvor beschrieben,
kann die Fangvorrichtung dabei in die Fangstellung gebracht werden, wenn sich der
Fahrkorb um ein definiertes Mindestmass absenkt. Bei einer geeigneten Anordnung des
Widerlagers kann somit ein Abrutschen des Fahrkorbes verhindert werden, wenn der Fahrkorb
aufgrund einer Überlast um ein nicht tolerierbares Mass abzusinken droht.
[0015] Bei dieser Fangvorrichtung können gesteuert beliebige reversible Übergänge zwischen
dem Normalzustand und dem Zustand der Bremsbereitschaft realisiert werden.
[0016] Diese Fangvorrichtung kann auch als Führungseinrichtung für den Fahrkorb entlang
der Führungsschiene dienen. Das Halteelement der Fangvorrichtung ist nämlich derart
angeordnet, dass es im Normalzustand der Fangvorrichtung als Führungselement zur Führung
des Fahrkorbs längs der Führungsschiene wirkt. Durch weitere Führungselemente kann
der Bewegungsspielraum in einer Ebene senkrecht zur Fortbewegungsrichtung des Fahrkorbs
beliebig eingeschränkt werden. Auf diese Weise kann durch eine geeignete Ausgestaltung
der Fangvorrichtung eine Führung für den Fahrkorb längs der Führungsschiene funktionell
in die Fangvorrichtung integriert werden. Eine solche Führung wird in konventionellen
Aufzugssystemen gewöhnlich mit Hilfe separater Führungsschuhe unabhängig von einer
Fangvorrichtung realisiert. Die Kombination einer Fangvorrichtung und einer Führungseinrichtung
bzw. das Integrieren einer Führung in eine Fangvorrichtung ist besonders kostengünstig
und bringt eine vorteilhafte Gewichts- und Platzeinsparung mit sich. Die Fangvorrichtung
ermöglicht eine Realisierung in einer besonders kompakten Form. Beispielsweise können
das Halteelement und/oder ein oder mehrere Führungselemente und/oder das Widerlager
als Teil der Wandungen eines Gehäuses für die Fangvorrichtung ausgebildet sein. Dieses
Gehäuse kann auch einstückig aufgebaut sein und bietet die Grundlage für einen einfachen
modularen Aufbau der erfindungsgemässen Fangvorrichtung.
[0017] Für die Fangvorrichtung ergibt sich eine konstruktiv einfache Ausführungsform, wenn
das Bremselement als Fangrolle ausgebildet ist. Diese Ausführungsform ermöglicht einen
zuverlässigen Übergang der Fangvorrichtung vom Zustand der Bremsbereitschaft in die
Fangstellung. Dieser Übergang ist mit einer Rollbewegung der Fangrolle, die einfach
kontrollierbar ist und selbst bei zunehmendem Verschleiss des Halteelements und/oder
der Fangrolle selbsttätig ablaufen kann, verbunden.
[0018] Der Betätigungsmechanismus zur Positionierung des Bremselements kann auf eine einfache
Weise mit Hilfe eines Elektromagneten verwirklicht werden. Durch eine geeignete Vorgabe
des durch den Elektromagneten fliessenden Stroms können Kräfte variiert werden, mit
deren Hilfe das Bremselement in die jeweils erwünschte Position gebracht werden kann.
Ein solcher Betätigungsmechanismus kann auf einfache Weise elektronisch gesteuert
werden.
[0019] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur
aus den abhängigen Ansprüchen und den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich
und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele.
[0020] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung mit einer
Fangrolle als Bremselement und einem Elektromagneten zum Betätigen der Fangvorrichtung,
- Fig. 2
- eine weitere perspektivische Darstellung dieser Fangvorrichtung,
- Fig. 3
- eine Draufsicht dieser Fangvorrichtung,
- Fig. 4
- eine Ansicht dieser Fangvorrichtung von unten,
- Fig. 5
- eine Ansicht dieser Fangvorrichtung von oben,
- Fig. 6
- eine Darstellung der Fangvorrichtung im Normalzustand, d.h. mit dem Magneten unter
Strom,
- Fig. 7
- eine Darstellung der Fangvorrichtung in Bremsbereitschaft mit einem Halteelement ohne
Verschleiss,
- Fig. 8
- dieselbe Darstellung bei Verschleiss des Halteelements,
- Fig. 9
- eine Darstellung der Fangvorrichtung in Bremsbereitschaft mit einem Halteelement ohne
Verschleiss, jedoch bei einer Dehnung der Tragorgane des Fahrkorbs,
- Fig. 10
- eine Darstellung der Fangvorrichtung in der Fangstellung mit einem Halteelement ohne
Verschleiss,
- Fig. 11
- eine Darstellung der Fangvorrichtung in der Fangstellung bei Verschleiss des Halteelements,
- Fig. 12
- eine schematische Darstellung einer Ausführung der Aufhängung der Fangrolle einer
solchen Fangvorrichtung,
- Fig. 13
- eine schematische Darstellung einer einfacheren Ausführung der Aufhängung der Fangrolle,
- Fig. 14
- eine schematische Darstellung einer Führungsschiene mit einem Führungsflansch im Querschnitt,
- Fig.15
- eine stark schematisierte Darstellung einer weiteren erfindungsgemässen Fangvorrichtung.
[0021] Fig. 1 zeigt eine Grundplatte 1, auf der ein Fanggehäuse 2 und ein Elektromagnet
3 der Fangvorrichtung fest montiert sind. Das Fanggehäuse 2 weist einen Bereich mit
einem durch zwei Schenkel 4 und 5 gebildeten u-förmigen Querschnitt auf, wobei die
Innenseite des Schenkels 4 mit einem Führungs- und Bremsbelag 6 versehen ist. Die
Fangvorrichtung ist in einem Aufzugssystem an einen Fahrkorb montiert und dabei an
eine Führungsschiene 30 (siehe Fig. 14), die zur Führung des Fahrkorbs dient, derart
angepasst, dass sich ein Führungsflansch 31 (siehe Fig. 4 und 14) der Führungsschiene
30 zwischen einem Bremselement, das im vorliegenden Fall als Fangrolle 7 ausgebildet
ist, und dem Führungs- und Bremsbelag 6 befindet.
[0022] Im Betrieb berührt der Führungs- und Bremsbelag 6 eine Führungsfläche 32 des Führungsflanschs
31. Der Schenkel 4 bildet zusammen mit dem Führungs- und Bremsbelag 6 ein längliches
Halteelement für den Führungsflansch 31. Mit der Fangvorrichtung kann der Fahrkorb
am Führungsflansch 31 gehalten bzw. abgebremst werden, indem der Führungsflansch 31
zwischen dem Führungs- und Bremsbelag 6 und der Fangrolle 7 gehalten wird. Der andere
Schenkel 5 ist schief angeordnet und stellt somit ein Widerlager für die Fangrolle
7 dar. Damit der Fahrkorb entgegen einer Fahrtrichtung abgebremst werden kann, ist
der Raum zwischen dem Schenkel 5 und dem Belag 6 entgegen der Fahrtrichtung derart
verengt, dass die Fangrolle 7 zwischen dem Schenkel 5 und dem Führungsflansch 31 eingeklemmt
werden kann. Wie es sich deutlich aus Fig. 1 ergibt, ist im vorliegenden Fall der
Raum zwischen dem Schenkel 5 und dem Führungs- und Bremsbelag 6 nach oben verjüngt.
Die in Fig. 1 dargestellte Fangvorrichtung ist deshalb geeignet, einem Absinken des
Fahrkorbs entgegenzuwirken.
[0023] Durch den Elektromagneten 3 wird ein Hebelmechanismus 8 betätigt, der schwenkbar
um eine parallel zu einer Längsfläche des Führungs- und Bremsbelags 6 und senkrecht
zur Bewegungsrichtung des Fahrkorbs angeordnete Achse 9 gelagert ist. Vorzugsweise
ist ein freies Ende des Hebelmechanismus 8 mit dem Elektromagneten 3 gekoppelt. Dadurch
kann die Lage der Fangrolle 7 im erwähnten Zwischenraum je nach Betriebszustand verändert
werden, vorzugsweise dadurch, dass die Position einer Achse 10 der Fangrolle 7 entlang
einer Führung 11 des Hebelmechanismus 8 veränderbar ist, beispielsweise durch Rollen
der Achse 10 längs der Führung 11.
[0024] Das Fanggehäuse 2 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, anderenfalls sind der
als Halteelement wirkende Schenkel 4 und der als Widerlager wirkende Schenkel 5 derart
starr miteinander verbunden, dass beim Verklemmen der Fangrolle 7 der Schenkel 4 zusammen
mit dem Führungs- und Bremsbelag 6, vom Schenkel 5 gezogen, von der Gegenseite gegen
den Führungsflansch gepresst wird.
[0025] Der Hebelmechanismus 8 weist beispielsweise einen Teil auf, der als Aufhängung 12
für die Fangrolle 7 dient. Diese Aufhängung 12 umfasst die Führung 11, in der die
Achse 10 der Fangrolle 7 beweglich gelagert ist. Die Führung 11 kann als Nut bzw.
als längliche Aussparung ausgeführt sein. Um den Hebelmechanismus 8 zu betätigen,
weist der Elektromagnet 3 einen mit dem freien Ende des Hebelmechanismus 8 verbundenen
Zugbolzen 13 auf, der mittels eines mit dem Elektromagneten 3 erzeugbaren magnetischen
Feldes in seiner Längsrichtung relativ zum Elektromagneten 3 bewegt werden kann, wie
in Fig. 1 und 6 durch Doppelpfeile angedeutet.
[0026] In Fig. 2 ist die Grundplatte 1 mit dem Fanggehäuse 2 und dem Elektromagneten 3 derart
dargestellt, dass ein erster Bereich mit dem u-förmigen Querschnitt zwischen den beiden
Schenkeln 4 und 5 und ein zweiter Bereich mit einem L-förmigen Querschnitt sowie eine
Oberflächenstruktur 14 des Führungs- und Bremsbelags 6 deutlich sichtbar sind. In
dem gezeigten Bespiel weist die Oberflächenstruktur 14 ein X-förmig angelegtes Profil
auf. Über eine mit der Grundplatte 1 verbundene Stütze 15 auf der von de Fangrolle
7 abgewandten Seite des Schenkels 5 können Kräfte, die beim Bremsen auf den Schenkel
5 wirken, von der Grundplatte 1 aufgenommen werden.
[0027] Aus den Figuren 3, 4 und 5 ist der für den Führungsflansch 31 der Führungsschiene
30 reservierte freie Raum 16 deutlich ersichtlich. In Fig. 4 und 5 ist ein Teil des
Führungsflansches 31 im Schnitt angedeutet.
[0028] Wie Fig. 1-3 und 6-11 zeigen, ist am Elektromagneten 3 eine Feder 17 angeordnet und
ist der Elektromagnet 3 von einer Auslöseeinrichtung elektrisch ansteuerbar. Bei einer
geeigneten elektrischen Ansteuerung des Elektromagneten 3 kann der Zugbolzen 13 bewegt
und das freie Ende des Hebelmechanismus 8 gegen eine Rückstellkraft der Feder 17 ausgelenkt
werden. Dabei wird der Hebelmechanismus 8 um einen entsprechenden Stellwinkel um die
Drehachse 9 geschwenkt und die Position der Fangrolle 7 im Zwischenraum zwischen dem
Schenkel 5 und dem Führungsflansch 31 gesteuert verändert. Im Normalbetrieb (Fahrbetrieb)
ist der Elektromagnet 3 bestromt und der Zugbolzen 13 gegen die Federkraft in einer
oberen Extremposition gehalten, um so die Fangrolle 7 von dem Führungsflansch 31 entfernt
zu halten. In dieser Anordnung ist die Feder 17 demnach gespannt. Bei unbestromtem
Elektromagneten 3 befindet sich der Zugbolzen 13 unter der Wirkung der Feder 17 in
einer Position, die derart nach unten verschoben ist, dass die Fangrolle 7 mit dem
Führungsflansch 31 in Berührung gebracht wird (Fig. 7). Wenn die Fangrolle 7 den Führungsflansch
31 berührt, dann ist die Voraussetzung dafür geschaffen, dass die Fangvorrichtung
durch eine Wechselwirkung mit dem Führungsflansch 31 eine Bremswirkung erzielt. Die
Fangvorrichtung befindet sich dann entweder im Zustand der Bremsbereitschaft, solange
die Fangrolle 7 nicht zwischen dem Führungsflansch 31 und dem Schenkel 5 eingeklemmt
ist, oder in der Fangstellung, wenn die Fangrolle 7 zwischen dem Führungsflansch 31
und dem Schenkel 5 eingeklemmt sein sollte.
[0029] Bei einem Stromausfall oder einer entsprechenden Ansteuerung des Elektromagneten
3 ist die Fangvorrichtung demnach aufgrund der Wirkung der Feder 17 entweder im Zustand
der Bremsbereitschaft oder in der Fangstellung.
[0030] In Fig. 6 ist der Betriebszustand skizziert, bei dem der Aufzug ungestört fährt (Normalfahrt)
und sich die Fangbremse im Normalzustand befindet. Der Elektromagnet 3 ist bestromt
und der Hebelmechanismus 8 derart ausgelenkt, dass die Fangrolle 7 ohne Kontakt zur
Führungsschiene 30 ist. In dieser Stellung ruht die Achse 10 der Fangrolle 7 unter
Wirkung der Gewichtskraft am unteren Ende 27 der Führung 11 des Hebelmechanismus 8.
[0031] Fig. 7 entspricht dem Betriebszustand, bei dem der Aufzug, beispielsweise auf einem
Stockwerkshalt steht, so dass zwischen der Führungsschiene und dem Fahrkorb bzw. der
Fangvorrichtung keine Relativbewegung stattfindet. Die Stromzufuhr zum Elektromagneten
3 ist unterbrochen, worauf der Hebelmechanismus 8 soweit geschwenkt wird, dass die
Fangrolle 7 an einer Zone 20 des Führungsflansches 31 der Führungsschiene anliegt.
Die Fangvorrichtung ist in Bremsbereitschaft, und keine zusätzliche Beladung des Fahrkorbs
ist erfolgt. Die Fangrolle 7 ruht unverändert am unteren Ende 27 der Führung 11. Fig.
8 entspricht demselben Fall, jedoch bei einem Verschleiss des Führungs- und Bremsbelags
6 von beispielsweise 2 mm im Bereich 21. In diesem Fall ist der Bolzen 13 etwas weiter
ausgefahren und die Fangrolle 7 kommt dadurch näher an den Schenkel 4 heran, da der
Führungs- und Bremsbelag 6 verschleissbedingt dünner geworden ist. Die Achse 10 der
Fangrolle 7 liegt immer noch - wie im Fall der Fig. 7 - am unteren Ende 27 der Führung
11.
[0032] Fig. 9 dient zur Erläuterung des Betriebszustands, bei dem der Aufzug steht und der
Fahrkorb beladen wurde und sich infolgedessen im Rahmen der elastischen Nachgiebigkeit
der Aufhängung bzw. der Tragmittel abgesenkt hat, worauf eine Bewegung der Fangvorrichtung
relativ zum ortsfesten Führungsflansch 31 der Führungsschiene 30 auftrat. Bei der
Absenkung des Fahrkorbs ist die bereits gemäss Fig. 7 an der Führungsschiene anliegende
Fangrolle 7 unter Wirkung der Reibung mit der Führungsschiene 30 in eine Drehung gegen
den Uhrzeigersinn versetzt worden und ist entlang der Führung 11 abgerollt. Die Drehachse
10 der Fangrolle 7 hat dabei eine neue (in Fig. 9 durch den untersten Punkt der Drehachse
10 definierte) Position 22 eingenommen, die entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung
des Fahrkorbs versetzt ist. Dabei ist die Fangrolle 7 näher an den Schenkel 5 gerückt,
jedoch noch nicht zwischen diesem und der Führungsschiene eingeklemmt. Dass die Fangrolle
7 bei der beschriebenen Absenkung des Fahrkorbs ihre Position selbsttätig längs der
Führung 11 verändert hat, ist eine Folge der Überlagerung aller auf die Fangrolle
7 einwirkenden Kräfte. Dies sind insbesondere: (i) die Reibung zwischen der Fangrolle
7 und der Führungsschiene 30, (ii) die Reibung zwischen der Achse 10 der Fangrolle
7 und der Führung 11, (iii) die Gewichtskraft der Fangrolle 7 und (iv) die Kraft,
die von der Führung 11 infolge der Wirkung der Kräfte des Elektromagneten 3 und der
Feder 17 auf die Fangrolle 7 ausgeübt werden. Wenn sich die Fangvorrichtung wie beschrieben
im Zustand der Bremsbereitschaft befindet, dann befindet sich die Fangrolle 7 in einer
Gleichgewichtslage, die sich lediglich verändert, wenn der Fahrkorb seine Position
verändert. Die Gleichgewichtslage ist dadurch charakterisiert, dass sich bei einer
geeigneten Ausrichtung der Führung 11 relativ zur Führungsschiene 30 ein Gleichgewicht
der Kräfte derart einstellt, dass nur bei einer Absenkung des Fahrkorbs und somit
des Fanggehäuses 2 der Hebelmechanismus 8 unter Wirkung der Kraft der Feder 17 relativ
zur Führungsschiene 30 geschwenkt wird (bei einer Absenkung der Fangvorrichtung relativ
zur Führungsschiene 30 dehnt sich die Feder 13 in ihrer Längsrichtung aus) und während
dieser Schwenkbewegung die Fangrolle 7 längs der Führung 11 abrollt und dabei relativ
zum Fanggehäuse 2 eine Bewegung ausführt, die parallel zur Führungsschiene 30 und
entgegengesetzt zur Fahrtrichtung der Fahrkorbs gerichtet ist. Auf diese Weise nimmt
die Fangrolle 7 im Zustand der Bremsbereitschaft nach jeder Absenkung des Fahrkorbs
eine neue Gleichgewichtslage ein, die eine verringerte Distanz zum Schenkel 5 aufweist.
Demnach durchläuft die Fangrolle 7 beim Absenken des Fahrkorbs eine Folge von Gleichgewichtslagen,
bis die Fangrolle 7 schliesslich zwischen Schenkel 5 und dem Führungsflansch 31 eingeklemmt
wird und somit in die Bremsstellung gebracht ist. Die Vorspannung der Feder 17 und
die Form der Führung 11 können zu Optimierungszwecken aufeinander abgestimmt werden,
um die beschriebene Änderung der Position der Fangrolle 7 relativ zur Führung 11 und
dem Schenkel 4 in Raum und Zeit zuverlässig zu kontrollieren.
[0033] Ist der Fahrkorb fertig zur Weiterfahrt, wird der Elektromagnet 3 bestromt und dadurch
der Hebelmechanismus 8 und die Fangrolle 7 unter Wirkung des Elektromagneten 3 und
der Schwerkraft so bewegt, dass die Fangvorrichtung wieder in die Normalstellung gelangt.
Der beschriebene Ablauf wiederholt sich bei jedem "Halt". Die Nachgiebigkeit der Aufhängung
und der Tragmittel des Fahrkorbs und die geometrischen Verhältnisse der Fangvorrichtung
sind dabei in einer Weise aufeinander abgestimmt, dass bei Beladung des Fahrkorbs
über das zulässige Maximalgewicht hinaus die Fangrolle 7 so weit längs der Führung
11 abrollt, dass die Fangrolle 7 zwischen dem schiefen Schenkel 5 und der Führungsschiene
eingeklemmt und die Fangvorrichtung in die Fangstellung versetzt wird. Auf diese Weise
ist mit der Fangvorrichtung die Funktion einer Absetzvorrichtung realisiert.
[0034] Fig. 10 zeigt den Zustand, bei dem die Fangvorrichtung in die Fangstellung versetzt
ist. Infolge einer Relativbewegung zwischen der Fangvorrichtung und der dem Führungsflansch
31 der Führungsschiene 30, deren Betrag den im Zusammenhang mit Fig. 9 beschriebenen
Nutzlastbereich übersteigt, ist die Fangrolle 7 die Führung 11 entlang bis zu einer
Lage 23 gewandert und ist nun zwischen der Führungsschiene und dem Schenkel 5 eingeklemmt.
Die vorherrschenden Reibungsverhältnisse in einem Bereich 24 führen bei einer weiterhin
auftretenden Relativbewegung zu einem weiteren Verklemmen der Fangrolle 7. Dabei wird
schliesslich der Schenkel 5 von der Fangrolle 7 in einer Richtung weg (links in Fig.
10) von der Führungsschiene gedrängt bzw. die Fangrolle 7 gegen den Führungsflansch
31 gepresst. Fig. 11 zeigt den Zustand beispielsweise bei 2 mm Verschleiss des Führungs-
und Bremsbelags 6 mit einer starken Reibung im Bereich 25. Im letzteren Fall nimmt
die Achse 10 eine extreme Position 26 im oberen Bereich der Führung 11 ein.
[0035] Nachdem die Fangvorrichtung in die Fangstellung gesetzt ist, reicht die Kraft des
Elektromagneten 3 nicht mehr aus, um die Fangrolle 7 aus der Verklemmung zu lösen
und die Bewegung des Fahrkorbs wieder freizugeben, sondern die Fangvorrichtung ist
in einer sogenannten Umkehrfahrt aus der Fangstellung zu befreien, bevor der Fahrkorb
wieder abwärts bewegt werden kann.
[0036] Der Schenkel 4 ist, wie aus den Figuren ersichtlich, flächig ausgebildet. Der Führungs-
und Bremsbelag 6 besteht vorzugsweise aus einem Material, das vorzugsweise bei kleiner
Flächenpressung einen kleinen Reibwert und bei grosser Flächenpressung einen grossen
Reibwert aufweist. Derartige Materialien sind beispielsweise von Lamellenkupplungen
oder von Bremsbelägen aus der Automobilindustrie her bekannt. Die Charakteristik des
Reibwertes des Führungs- und Bremsbelags 6 weist demzufolge eine möglichst steile
Übergangszone zwischen einem Bereich mit einem tiefen Reibwert und einem Bereich mit
einem sehr hohen Reibwert auf. Dies ermöglicht die Verwendung des Führungs- und Bremsbelags
6 zum Zwecke des Bremsens (bei einer grossen Anpresskraft) und zum Zwecke des Führens
(bei einer kleinen Anpresskraft) in Abhängigkeit von der Grösse der Anpresskraft zwischen
dem Führungs- und Bremsbelag 6 und dem Führungsflansch 31. Durch geeignete Materialwahl
ist es deshalb möglich, die erfindungsgemäss vorgesehene funktionelle Kombination
von Bremsfang- und Führungseinrichtungen in einer einzigen multifunktionellen Bremse
in Gestalt der vorliegenden Fangvorrichtung vorzunehmen und deren Anwendungen als
Bremse oder als Führungsvorrichtung für den Fahrkorb unabhängig voneinander zu optimieren.
[0037] Wie insbesondere aus den Figuren 6 bis 12 ersichtlich, weist die Führung 11 für die
Achse 10 der Rolle 7 keine geradlinige Form auf, sondern sie ist mit einem mittleren
Bereich 28 versehen, in dem sie zuerst einen Bogen nach links und dann einen Bogen
nach rechts macht. Dieser Krümmungsverlauf kann je nach Anwendung optimiert werden.
Der detaillierte Verlauf der Führung 11 zwischen dem unteren Ende 27 und der oberen
extremen Position 26 bestimmt, in welchem Mass die Fangrolle 7 ihre Position relativ
zum Schenkel 5 verändert, wenn dass Fanggehäuse 2 um ein vorgegebenes Mass längs der
Führungsschiene 30 bewegt wird. Diese Veränderung ist jedenfalls nichtlinear als Funktion
des Weges längs der Führungsschiene 30, wenn die Führung 11 einen gekrümmten Verlauf
aufweist.
[0038] Eine auf den speziellen Verlauf der Krümmung der Führung 11 zurückzuführende Besonderheit
ist in Fig. 12 dargestellt. Die Krümmung der Führung ist dabei übertrieben dargestellt
aus Gründen der Anschaulichkeit. Die Aufhängung 12 des Hebelmechanismus 8 ist gemäss
Fig. 12 derart ausgebildet, dass sich je nach Betriebszustand die Lage der Achse 10
der Fangrolle 7 entlang der Führung 11 an zwei Stellen zumindest angenähert diskontinuierlich
verändern kann. Die durchschnittliche Längsrichtung dieser Nuten oder länglichen Aussparungen
bildet vorzugsweise einen Winkel mit der Fahrtrichtung des Fahrkorbs. Die Führung
11 weist wegen ihres krummlinigen Verlaufs mehrere Stellen auf, an denen die Fangrolle
7 aufgrund ihrer Form eine stabile Position - im folgenden Rastposition genannt -
einnehmen kann, wenn die Fangrolle aufgrund der zuvor beschriebenen Mechanismen längs
der Führung 11 an eine dieser Rastpositionen befördert wurde. Ist die Fangrolle 7
längs der Führung 11 an eine dieser Rastpositionen gelangt, dann nimmt der Hebelmechanismus
8 unter der Wirkung der Feder 17 eine Stellung ein, bei der die Führung 11 die Fangrolle
7 in einer Lage stützt, die relativ unempfindlich durch kleine Veränderungen in der
Auslenkung des Hebelmechanismus 8 beeinflusst wird und deshalb stabilisiert ist, insbesondere
gegen den Einfluss der Gewichtskraft der Fangrolle 7. Die Aufhängung 12 hat eine untere
Rastposition am unteren Ende 27 der Führung 11 für den Normalbetrieb im Normalzustand
der Fangvorrichtung bei bestromten Elektromagneten 3, eine mittlere Rastposition im
Bereich 28 oder oberhalb des Bereichs 28 der Führung 11 für den Betrieb als Absetzvorrichtung
bzw. den Betrieb der Fangvorrichtung in der Fangstellung jeweils bei unbestromtem
Elektromagneten 3, und eine obere Rastposition an der Position 26' am oberen Ende
der Führung 11.
[0039] Fig. 13 zeigt eine Führung 29, die als vereinfachte Alternative zur Führung 11 in
der Fangvorrichtung verwendet werden kann und einen linearen Verlauf aufweist. Im
Beispiel nach Fig. 13 weist die Führung 29 keinen Richtungswechsel auf. In diesem
Fall ist keine Rastposition im mittleren Bereich der Führung 29 ausgebildet, um die
Stellung der Fangrolle 7 beim Betrieb als Absetzvorrichtung präziser zu kontrollieren,
im Unterschied zum Beispiel gemäss Fig. 12.
[0040] Fig. 14 zeigt ein Beispiel einer einfachen Führungsschiene 30 mit einem Führungsflansch
31, dessen Dicke so ausgelegt ist, dass er in den freien Raum 16 (vgl. Figuren 3 und
5) passt. Die Führungsschiene 30 mit dem Führungsflansch 31 ist vertikal im Aufzugsschacht
angeordnet. Vorzugsweise befinden sich zwei Führungsschienen mit Führungsflansch seitlich
des Fahrkorbs. Der Fahrkorb trägt in diesem Fall zwei oder vier Fangvorrichtungen,
die mit den Führungsschienen in Wechselwirkung stehen. Das Prinzip der vorliegenden
Erfindung ist jedoch unabhängig von der Dicke oder Form dieses Führungsflansches,
sofern wenigstens eine Führungsfläche 32 vorhanden ist.
[0041] Die momentane Position des Elektromagneten 3 und damit der Zustand der Fangvorrichtung
wird in dem gezeigten Beispiel von zwei Schaltern 18 und 19 ermittelt, die die Position
des Zugbolzen 13 bzw. die Auslenkung des Hebelmechanismus 8 und somit auch den Betriebszustand
der Fangvorrichtung überwachen. Der eine Schalter 18 ist vorgesehen, um anzuzeigen,
ob die Fangvorrichtung der Aufzugsanlage in Bereitschaft ist und der andere Schalter
19 (auch "Bremsein-Eingriff-Schalter" genannt), um anzuzeigen, ob sich die Fangvorrichtung
in der Fangstellung befindet. Der Bremse-in-Eingriff-Schalter befindet sich zweckmässigerweise
im Sicherheitskreis der Aufzugsanlage.
[0042] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Fangvorrichtung eine zweidimensionale
oder sogar eine dreidimensionale Führung für den Fahrkorb am Fanggehäuse aufweisen.
Ein derartiges Beispiel ist in Fig. 15 stark schematisiert dargestellt. Die Fangvorrichtung
gemäss Fig. 15 weist neben der längs der Führung 29 geführten Fangrolle 67 ein Halteelement
64 mit einem Führungs- und Bremsbelag 66 und ein Widerlager 65 auf. Es ist ein (Hebel-)
Mechanismus 68 vorhanden, der schwenkbar gelagert ist, wie durch den Doppelpfeil 61
angedeutet. Durch den (Hebel-) Mechanismus 68 ist die Fangrolle 67 in eine Bremsstellung
bringbar, bei der die Fangrolle 67 zwischen einer Führungsfläche 63 eines im Aufzugsschacht
montierten länglichen Führungsflansches 62 und dem Widerlager 65 eingeklemmt wird.
Die Fangvorrichtung umfasst einen Betätigungsmechanismus (z.B. ein Elektromagnet,
oder ein mechanisches, oder druckgesteuertes Mittel), der derart angeordnet ist, dass
über diesen Betätigungsmechanismus und den (Hebel-) Mechanismus 68 auf die Fangrolle
67 eingewirkt werden kann, um deren Position in Bezug auf den länglichen Führungsflansch
62 zu verändern. Die Fangvorrichtung gemäss Fig. 15 zeichnet sich dadurch aus, dass
ein zusätzliches Führungselement 69 vorgesehen ist, dessen Führungsfläche mit einem
Führungsbelag 70 versehen ist. Der Führungsbelag 70 kann anders ausgeführt sein als
der Führungs- und Bremsbelag 66, beispielsweise als verschleissarmer Belag mit geringem
Reibwert. Letzteres ist sinnvoll, da das Führungselement 69 ausschliesslich eine Führungsfunktion
hat und im Gegensatz zum Halteelement 64 keine Bremswirkung entfalten muss.
[0043] Ferner kann ein geeigneter Sicherheitsschalter vorgesehen sein, der den Verschleiss
des Führungsbelags misst bzw. überwacht und bei übermässiger Abnützung die Aufzugsanlage
stilllegt.
[0044] Die multifunktionelle Fangvorrichtung wird gemäss Erfindung im regulären Fahrbetrieb
des Aufzugs bei jedem Halt in den Zustand der Bremsbereitschaft gebracht, indem der
Strom des Elektromagneten abgeschaltet wird. Die Ausführung der Fangvorrichtung erlaubt
das Absenken des Fahrkorbs in der Haltestelle beim Beladen, ohne dass die Fangorgane
mit der Führungsschiene verklemmen. Durch das Bewegen der Fangorgane bei jedem Halt,
findet quasi eine automatische Kontrolle der Funktionstüchtigkeit der multifunktionellen
Schienenbremse statt.
[0045] Es sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung denkbar, die aus Modifikationen
der beschriebenen Fangvorrichtungen hervorgehen. Als Bremselement kommen anstelle
der beschriebenen Fangrolle auch Keile, Ellipsoide oder andere Objekte in Frage, sofern
sie aufgrund ihrer Form einklemmbar sind. Anstelle des beschriebenen Hebelmechanismus
kommt jeder Mechanismus in Frage, mit dem die Position des Bremselements kontrolliert
verändert werden kann, um die beschriebene Funktionalität der Fangvorrichtung zu gewährleisten.
Der beschriebene Elektromagnet könnte durch einen anderen Betätigungsmechanismus ersetzt
werden, der dafür geeignet ist, durch eine gesteuerte Krafteinwirkung die Position
des Bremselements derart zu verändern, dass die Fangvorrichtung aus dem Normalzustand
in den Zustand der Bremsbereitschaft übergeht und umgekehrt. Offensichtlich können
die beschriebenen Schalter 18 und 19 auch durch einen Sensor ersetzt werden, der geeignet
ist, die momentane Position des Bremselements bzw. deren Veränderung zu charakterisieren,
um den momentanen Betriebszustand der Fangvorrichtung zu erfassen und gegebenenfalls
daraus Signale zum Steuern der Aufzugsanlage abzuleiten. Die Fangvorrichtung kann
auch zum Bremsen für eine beliebige Fahrtrichtung längs einer Führungsschiene ausgebildet
sein. Das Widerlager muss lediglich entsprechend dem jeweiligen Zweck geeignet relativ
zur Führungsschiene ausgerichtet sein, um ein Einklemmen des Bremselements zu ermöglichen.
Weiterhin muss das Bremselement entsprechend geführt sein, um einen selbsttätigen
Übergang zwischen der Normalstellung der Fangvorrichtung in den Zustand der Bremsbereitschaft
und von dort in die jeweilige Fangstellung zu ermöglichen. Bei geeigneter Führung
des Bremselements und geeigneter Anordnung entsprechender Widerlager kann eine einzige
erfindungsgemässe Fangvorrichtung zum Bremsen längs jeder der beiden Fahrtrichtungen
ausgebildet werden, die längs einer Führungsschiene realisiert werden können.
1. Fangvorrichtung für Aufzüge zum Abbremsen eines Fahrkorbs in einem Aufzugssystem mit
wenigstens einer mindestens eine längliche Führungsfläche (32; 63) aufweisenden Führungsschiene
(30, 62), wobei die Fangvorrichtung ein Halteelement (4, 6; 64, 66) und ein Widerlager
(5; 65) umfasst, zwischen denen ein Bremselement (7; 67) an der Führungsfläche (32;
63) positioniert wird, und wobei ein Mechanismus (8; 68) vorhanden ist, durch den
zum Bremsen des Fahrkorbs das Bremselement (7; 67) in eine Bremsstellung bringbar
ist, bei der das Bremselement (7; 67) zwischen der Führungsfläche (32; 63) und dem
Widerlager (5; 65) eingeklemmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangvorrichtung einen Betätigungsmechanismus (3, 17) umfasst, der derart angeordnet
ist, dass er über den Mechanismus (8; 68) auf das Bremselement (7; 67) einwirkt und
dieses gesteuert von der Führungsfläche (32; 63) entfernt hält.
2. Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (7; 67) als eine Fangrolle ausgebildet ist.
3. Fangvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (5; 65) in Bezug auf das Halteelement (4, 6; 64, 66) so angeordnet
ist, das zwischen dem Halteelement (4, 6; 64, 66) und dem Widerlager (5; 65) ein Zwischenraum
besteht, der sich entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Fahrkorbs verengt.
4. Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (8; 68) derart schwenkbar um eine Achse (9) oder verschiebbar gelagert
ist, dass das Bremselement (7; 67) in Kontakt mit der Führungsfläche (32; 63) bringbar
ist.
5. Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Bremselements (7; 67) entlang einer Führung (11; 29) des Mechanismus
(8; 68) veränderbar ist.
6. Fangvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Kraft (3, 17) umfasst
und das Bremselement (7; 67) unter der Wirkung der Kraft in Kontakt mit der Führungsfläche
(32; 63) bringbar und in Gleichgewichtslagen haltbar ist, wobei die Führung (11; 29)
und die Kraft derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich das Bremselement (7) selbsttätig
bei einer Bewegung des Fahrkorbs relativ zum Widerlager (5, 65) und entgegengesetzt
zur Fahrtrichtung des Fahrkorbs bewegt.
7. Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Führung (11, 29) für die Achse (10) der Fangrolle (7; 67) durch Nuten oder
längliche Aussparungen in einer Aufhängung (12) der Fangrolle gebildet ist.
8. Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus einen Elektromagnet (3) umfasst, der in einem strombeaufschlagten
Zustand über den Mechanismus (8; 68) auf das Bremselement (7; 67) einwirkt und dieses
von der Führungsfläche (32; 63) entfernt hält.
9. Fangvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (3) einen Zugbolzen (13) und eine Feder (17) umfasst und von einer
Auslöseeinrichtung elektrisch ansteuerbar ist und der Zugbolzen (13) mittels eines
mit dem Elektromagneten erzeugbaren magnetischen Feldes bewegbar ist, so dass sich
das Bremselement (7; 67) bei unbestromtem Elektromagneten (3) in einer Bereitschaftsstellung
befindet, wobei der Zugbolzen (13) unter der Wirkung der Feder (17) so positioniert
ist, dass das Bremselement (7; 67) die Führungsfläche (32; 63) berührt, und dass im
Fahrbetrieb der Elektromagnet (3) bestromt und der Zugbolzen (13) gegen die Federkraft
der Feder (17) in einer Position gehalten ist, für die das Bremselement (7; 67) von
der Führungsfläche (32; 63) entfernt positioniert ist.
10. Fangvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (17) eine Vorspannung aufweist und die Vorspannung und die Führung (11)
derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Fangrolle (7) bei unbestromtem Elektromagneten
(3) selbsttätig bei einer Bewegung des Fahrkorbs relativ zum Widerlager (5, 65) und
entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Fahrkorbs bewegt.
11. Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung so ausgelegt ist, dass das Bremselement (7; 67) in einer Rastposition
gehalten ist.
12. Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (4, 6; 64, 66) als ein erstes Führungselement zur Führung des Fahrkorbes
längs der Führungsfläche (32; 63) ausgebildet ist.
13. Fangvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Führungselement (69) beabstandet zum ersten Führungselement angeordnet
ist zur Führung des Fahrkorbes längs eines Führungsflansches (63) der Führungsschiene
(30), der die Führungsfläche (32, 63) umfasst.
14. Fangvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (4, 6; 64, 66) und das zweite Führungselement (69) Teile eines Fanggehäuses
(2) bilden.
15. Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (4, 6; 64, 66) und das Widerlager (5; 65) zumindest teilweise durch
je einen Schenkel eines Fanggehäuses (2) gebildet und zusammen mit dem Betätigungsmechanismus
(3) auf einer Grundplatte (1) montiert sind, dass in einem Bereich des Fanggehäuses
(2) diese Schenkel einen u-förmigen Querschnitt aufweisen, und dass der Zwischenraum
zwischen dem als Widerlager wirkenden Schenkel (5; 65) und der Führungsfläche (32;
63) entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Fahrkorbs verengt ist.
16. Fangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (4, 6; 64, 66) flächig ausgebildet und mit einem Führungs- und Bremsbelag
(6) versehen ist, welcher aus einem Material besteht, das bei kleiner Flächenpressung
einen kleinen Reibwert und bei grosser Flächenpressung einen grossen Reibwert aufweist.