Gegenstand der Erfindung ist ein Aufzugssystem mit einem Antrieb, der über ein Übertragungsmittel mit einer Aufzugskabine und einem Gegengewicht zusammenwirkt, um die Aufzugskabine und das Gegengewicht durch Übertragung einer Kraft in einem Aufzugschacht zu bewegen.
Aufzugssysteme dieser Art weisen üblicherweise eine Aufzugkabine auf, die in einem Aufzugschacht oder frei entlang einer Führungseinrichtung bewegbar ist. Zum Erzeugen der Bewegung weist das Aufzugssystem einen Antrieb auf, der über Übertragungsmittel mit der Aufzugkabine und einem Ausgleichsgewicht (auch Gegengewicht genannt) zusammenwirkt.
Man unterscheidet Aufzugssysteme, bei denen Stahlseile runden Querschnitts als Übertragungsmittel eingesetzt werden und neuere Aufzugssysteme, die flache Riemen als Übertragungsungsmittel aufweisen.
Ein Beispiel eines Aufzugssystems mit flachem Übertragungsmittel ist aus der
Das beschriebene System hat den Nachteil, dass der als Übertragungsmittel verwendete Riemen nicht das mit bestimmten anderen riemenartigen Übertragungsmitteln erreichbare optimale Traktionsverhalten aufweist, und dass die Energiezufuhr zum Antriebsmotor wie auch die Übertragung von Signalen von zugehörigen Steuer- und Regelungseinrichtungen über lange, flexible Kabel erfolgen muss.
Ein weiteres Aufzugssystem mit zahnriemenartigem Übertragungsmittel ist aus der
Dieses System weist dieselben Nachteile auf, wie das vorstehend beschriebene und hat den zusätzlichen Nachteil, dass für die Antriebsfunktion ein Zahnriemen und für die Tragfunktion ein anderes Mittel zum Einsatz kommen. Im Vergleich mit einem System, bei dem Antriebs- und Tragfunktion über dasselbe Mittel erfolgt, ist bei diesem System auch eine grössere Anzahl von Rollen oder Pulleys erforderlich.
Ein andersartiges Aufzugssystem mit zahnriemenartigem Übertragungsmittel ist aus dem
Dieses System weist daher dieselben Nachteile auf, wie das in
Die in den genannten Dokumenten offenbarten Riemen weisen gewisse Nachteile auf. Flachriemen haben in Aufzugseinrichtungen mit im Verhältnis zur Nutzlast leichten Aufzugkabinen eine ungenügende Traktionsfähigkeit. Bei Zahnriemen besteht das Problem, dass diese nicht auf dem Antriebspulley rutschen, wenn die Aufzugkabine oder das Gegengewicht infolge einer Steuerungspanne auf ihren Endlagenpuffern aufliegen. Ausserdem ist die Zentrierung des Riemens auf den Riemenpulleys nicht problemlos zu realisieren. Es müssen gegebenenfalls spezielle Massnahmen an den Pulleys getroffen werden, um zu verhindern, dass der Riemen aus der zentralen Lage heraus läuft.
Aus
Die Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen, eine Weiterentwicklung der Aufzugssysteme der eingangs genannten Art zu schaffen, welche Nachteile der bekannten Systeme reduziert oder vermeidet.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen definiert.
Das erfindungsgemässe Aufzugssystem weist eine Aufzugkabine, einen Antrieb, riemenartige Übertragungsmittel, vorzugsweise einen Keilrippen-Riemen, und ein Gegengewicht auf. Der Antrieb ist stationär und die Übertragungsmittel wirken mit dem Antrieb zusammen, um die Aufzugkabine durch Übertragung einer Kraft zu bewegen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
In den folgenden Ausführungsformen kommen vorzugsweise sogenannte Keilrippen-Riemen - auch Keilrippenriemen genannt - zum Einsatz. Ein solcher Keilrippen-Riemen kann vorteilhafterweise als reibschlüssiges (haftschlüssiges) Trag- und/oder Antriebselement (Übertragungsmittel) für eine Aufzugkabine mit Gegengewicht eingesetzt werden. Der Keilrippen-Riemen ermöglicht, bei ähnlichen Laufeigenschaften wie ein Flachriemen, durch seine Form ein höheres Seilkraftverhältnis. Im Falle eines durch ein Riemenpulley angetriebenen Riemens bedeutet ein hohes Seilkraftverhältnis, dass die Zugkraft im auf das Riemenpulley auflaufenden (gezogenen) Trum des Riemens wesentlich höher sein kann, als im gleichzeitig vom Riemenpulley ablaufenden Trum. Bei der Anwendung eines Keilrippen-Riemen als Übertragungsmittel für eine Aufzugkabine mit Gegengewicht wirkt sich dieser Vorteil darin aus, dass auch eine sehr leichtgebaute Aufzugkabine mit einem viel schwereren Gegengewicht zusammenwirken kann, ohne dass das Übertragungsmittel auf dem Antriebspulley rutscht.
Wie in den Fig. 13 bis 15 gezeigt, weist der Keilrippen-Riemen 13 mehrere in Längsrichtung parallel angeordnete keilförmige Rillen 5 und Keilrippen 6 auf. Diese keilförmigen Rillen 5 und Keilrippen 6 ermöglichen durch ihre Keilwirkung ein Seilkraftverhältnis von mehr als 2 bei einem Umschlingungswinkel von 180 Grad.
Es ist ein weiterer Vorteil des Keilrippen-Riemens 13, dass er sich auf den ihn antreibenden oder führenden Pulleys selbst zentriert. Vorzugsweise wird der Keilrippen-Riemen 13 auf der Rückseite (d.h. auf der Seite, die keine keilförmigen Rillen 5 bzw. Keilrippen 6 aufweist) mit einer Führungsrippe 2 versehen, wie in Fig. 15 gezeigt. Diese Führungsrippe 2 hat die Aufgabe, bei einer Gegenbiegung des Keilrippen-Riemens, d. h. , wenn dieser ein Pulley mit gegen das Pulley gerichteter Riemen-Rückseite umläuft, den Keilrippen-Riemen in einer in der Lauffläche des Pulleys vorhandenen Führungsrille zu führen.
Für die erfindungsgemässe Anwendung ist es von Vorteil, wenn die keilförmigen Rillen 5 der Keilrippen-Riemen 13 einen Rillenwinkel b von 80 Grad bis 100 Grad aufweisen. Vorzugsweise beträgt der Rillenwinkel b ca. 90 Grad. Dieser Rillenwinkel b ist wesentlich grösser als bei herkömmlichen Keilrippen-Riemen. Durch den grösseren Rillenwinkel b erreicht man eine Reduktion des Laufgeräusches. Die selbstzentrierende Eigenschaft wie auch ein (vorstehend definiertes) erhöhtes Seilkraftverhältnis bleiben aber erhalten.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Keilrippen-Riemen 13 auf der Rückseite, wie in Fig. 13 gezeigt, mit einer Schicht 4 versehen, die vorzugsweise gute Gleiteigenschaften hat. Diese Schicht 4 kann zum Beispiel eine Gewebeschicht sein. Bei mehrfach umgehängten Aufzugssystemen erleichtert dies die Montage.
Ein weiterer Keilrippen-Riemen 13 ist in Fig. 14 gezeigt. Dieser Keilrippen-Riemen hat sowohl keilförmige Rillen 5 und Rippen 6, die in Längsrichtung angelegt sind, als auch Querrillen 3. Diese Querrillen 3 verbessern die Biege-Flexibilität des Keilrippen-Riemens, so dass dieser mit Riemenpulleys mit reduziertem Durchmesser zusammenwirken kann.
In den Fig. 13, 14 und 15 ist auch zu erkennen, dass das Übertragungsmittel (Keilrippen-Riemen 13) in dessen Längsrichtung orientierte Zugträger 1 enthält, die aus metallischen Litzen (z.B. Stahllitzen) oder nicht-metallischen Litzen (z.B. aus Chemiefasern) bestehen. Solche Zugträger 1 verleihen den erfindungsgemässen Übertragungsmitteln die erforderliche Zugfestigkeit und/oder Längssteifigkeit. Eine bevorzugte Ausführungsform der Übertragungsmittel enthält Zugträger 1 aus Zylonfasern. Zylon ist ein Handelsname der Firma Toyobo Co. Ltd., Japan, und betrifft Chemiefasern aus Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) (PBO). Diese Fasern übertreffen in den für die erfindungsgemässe Anwendung entscheidenden Eigenschaften diejenigen von Stahllitzen und von anderen bekannten Fasern. Die Längsdehnung und das Metergewicht des Übertragungsmittels können durch die Verwendung von Zylon-Fasern reduziert werden, wobei die Bruchkraft gleichzeitig höher ausfällt.
Idealerweise sollten die Zugträger 1 so im Keilrippen-Riemen eingebettet sein, dass sich benachbarte Fasern oder Litzen nicht berühren. Als ideal hat sich ein Füllungsgrad, d. h. ein Verhältnis zwischen dem Gesamtquerschnitt aller Zugträger und dem Querschnitt des Riemens, von mindestens 20% erwiesen.
Fig. 16 zeigt eine als Übertragungsmittel für Aufzugssysteme ebenfalls geeignete Ausführungsform des Keilrippen-Riemens 13. Anstelle der im Zusammenhang mit Fig. 13-15 erwähnten Zugträger aus metallischen oder nichtmetallischen Litzen, bildet hier eine flächige Zugschicht 51 den Kern des Keilrippen-Riemens 13, wobei diese Zugschicht 51 sich im Wesentlichen über die gesamte Riemenlänge und die gesamte Riemenbreite erstreckt. Die Zugschicht 51 kann aus einer unverstärkten Materialschicht, beispielsweise aus einer Polyamidfolie, bestehen, oder aus einer mit Chemiefasern verstärkten Folie gebildet sein. Eine solche verstärkte Folie könnte beispielsweise die vorstehend genannten Zylon-Fasern, eingebettet in eine geeignete Kunststoff-Matrix, enthalten.
Die Zugschicht 51 verleiht dem Flachriemen die erforderliche Zug- und Kriechfestigkeit, ist aber auch genügend flexibel, um eine ausreichend hohe Zahl von Biegevorgängen beim Umlenken um ein Riemenpulley ertragen zu können.
Die Keilrippen-Schicht 53 kann beispielsweise aus Polyurethan oder aus einem NBR-Elastomer (Nitrile Butadiene Rubber) bestehen und ist ganz- oder teilflächig, direkt oder über eine Zwischenschicht mit der Zugschicht 51 verbunden. Die Rückseite des Keilrippen-Riemens weist eine wie die Keilrippen-Schicht mit der Zugschicht 51 verbundene Deckschicht 54 auf, die vorteilhafterweise als Gleitbelag ausgeführt ist. Zwischen den genannten Haupt-Schichten können Zwischenschichten (hier nicht dargestellt) vorhanden sein, die die erforderliche Haftung zwischen den genannten Schichten vermitteln und/oder die Flexibilität des Übertragungsmittels erhöhen. Dieser mit einer ganzflächigen Zugschicht versehene Keilrippen-Riemen kann auch eine wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 15 beschriebene Führungsrippe aufweisen.
In Fig 17 ist ein weiteres in Aufzugssystemen anwendbares Übertragungsmittel dargestellt, das sich zur Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe eignet. Es handelt sich dabei um einen aus mehreren Schichten unterschiedlicher Materialien aufgebauten Flachriemen 50. Der Flachriemen enthält im Kern wenigstens eine flächige Zugschicht 51, die beispielsweise aus einer unverstärkten Polyamidfolie besteht, oder aus einer Kunststoff-Folie, die mit in die Kunststoffmatrix eingebetteten Chemiefasern verstärkt ist. Diese Zugschicht 51 verleiht dem Flachriemen die erforderliche Zug- und Kriechfestigkeit, ist aber auch genügend flexibel, um eine ausreichend hohe Zahl von Biegevorgängen beim Umlenken um ein Riemenpulley ertragen zu können. Der Flachriemen 50 weist ausserdem eine äussere, vorderseitige Reibschicht 55, beispielsweise aus einem NBR-Elastomer (Nitrile Butadiene Rubber) auf, sowie eine äussere, rückseitige Deckschicht 54, die, je nach Aufzugssystem, als Reib- oder Gleitbelag ausgeführt ist. Zwischen den genannten Haupt-Schichten können Zwischenschichten 56 vorhanden sein, die die erforderliche Haftung zwischen den genannten Schichten vermitteln und/oder die Flexibilität des Flachriemens erhöhen. Zwecks Optimierung des vorerwähnten Seilkraftverhältnisses sind Reibschichten mit Reibwerten von 0,5 bis 0,7 gegenüber Stahlpulleys verfügbar, die zudem sehr abriebbeständig sind. Die seitliche Führung des Flachriemens 50 wird üblicherweise, wie in Fig. 18 dargestellt, durch an den Pulleys 16 angebrachte Bordscheiben 57 gewährleistet, eventuell in Kombination mit einer Bombierung der Pulley-Laufflächen.
Eine nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform eines Aufzugssystems 10 ist in Fig. 1A und 1B dargestellt. Fig. 1A zeigt einen Schnitt durch das Kopfende des Aufzugschachtes 11. Die Aufzugkabine 12 wie auch ein Gegengewicht 15 werden über ein Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 innerhalb des Schachtes 11 bewegt. Zu diesem Zweck ist ein stationärer Antrieb 14 vorgesehen, der über ein Antriebspulley 16.1 auf das Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 einwirkt. Der Antrieb 14 ist auf einer Konsole 9 montiert, die auf oder an einer oder mehreren Führungsschienen 18 des Aufzugssystems abgestützt ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Konsole 9 in oder an der Schachtwand abgestützt sein. Das Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 ist an seinem einen Ende im Bereich der Konsole 9 fixiert, führt von diesem Fixpunkt aus abwärts zu einem Aufhängungspulley 16.2 eines Gegengewichts 15, umschlingt dieses Aufhängungspulley 16.2, führt aufwärts zum Antriebspulley 16.1, umschlingt dieses, führt abwärts zu einem unterhalb der Aufzugkabine 12 an dieser angebrachten ersten Umlenkpulley 16.3, von dort aus horizontal unter der Aufzugkabine 12 hindurch zu einem zweiten unterhalb der Aufzugkabine 12 an dieser angebrachten Umlenkpulley 16.3 und anschliessend wieder aufwärts zu einem zweiten, als Supportstruktur 8 bezeichneten Fixpunkt. Je nach Drehrichtung des Antriebes 14 wird die Kabine 12 über das Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 auf- oder abwärts bewegt.
Die durch die beiden Kabinenführungsschienen 18 gebildete Führungsebene 20 ist, wie in Fig. 1B gezeigt, gegenüber dem unter der Aufzugkabine 12 hindurchführenden Strang des Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13, d. h. gegenüber der Querachse der Aufzugkabine 12, um einem Winkel a von 15 bis 20 Grad verdreht angeordnet. Dadurch können die Kabinenführungsschienen ausserhalb des vom Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 und den Riemenpulleys beanspruchten Raums platziert werden, wodurch erreicht wird, dass einerseits die Achse des unter der Aufzugkabine 12 hindurchführenden Strangs des Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 unterhalb des Kabinenschwerpunkts S angeordnet werden kann, wenn dieser in der durch die Kabinenführungsschienen 18 gebildete Führungsebene 20 liegt. Ausserdem wird damit die beanspruchte Schachtbreite minimiert.
Mit der Anordnung des unter der Aufzugkabine 12 hindurchführenden Strangs des Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittels 13 unterhalb des Kabinenschwerpunkts S werden die zwischen Aufzugkabine 12 und Kabinenführungsschienen 18 auftretenden Führungskräfte im Normalbetrieb so gering wie möglich gehalten, und dadurch, dass der Schwerpunkt S in der Führungsebene 20 liegt, werden die Führungskräfte minimiert, wenn Fangbremsen an den Kabinenführungsschienen 18 angreifen.
Bei der dargestellten Anordnung des Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittels 13, des Aufhängungspulleys 16.2 und der unterhalb der Aufzugkabine 12 angebrachten Umlenkpulleys 16.3 ergibt sich ein Verhältnis von Keilrippen-Riemen-Geschwindigkeit zu Kabinen- und Gegengewichtsgeschwindigkeit von 2:1 (2:1-Umhängung). Dadurch wird gegenüber einer 1:1-Umhängung das vom Antrieb 14 aufzubringende Drehmoment auf die Hälfte reduziert.
Da der bei Keilrippen-Riemen erforderliche Mindestradius an Antriebs- und Umlenkpulleys wesentlich geringer ist als bei den im Aufzugbau bisher üblichen Stahldraht-Tragseilen, ergeben sich mehrere Vorteile. Dank entsprechend reduziertem Durchmesser des Antriebspulleys 16.1, reduzieren sich das am Antrieb 14 erforderliche Drehmoment und somit die Abmessungen des Antriebs. Dadurch, und dank den ebenfalls in ihren Durchmessern reduzierten Umlenkpulleys 16.2 und 16.3, ist die in Fig. 1 und 2 dargestellte Art der Ausführung und Anordnung des Aufzugs relativ kompakt und kann wie gezeigt im Schacht 11 untergebracht werden. Die geringe Grösse der an der Kabine 12 angebrachten Umlenkpulleys 16.3 erlaubt, den üblicherweise als Unterflasche 17 bezeichneten Unterbau unterhalb der Aufzugkabine 12, in welchem diese Umlenkpullevs 16.3 eingebaut sind, mit geringen Abmessungen auszuführen. Vorzugsweise kann diese Unterflasche 17 mit den Umlenkpulleys 16.3 sogar in den Kabinenboden integriert werden.
Ein Querschnitt durch eine ähnliche ebenfalls nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform ist in Fig. 2 gezeigt. Die Aufzugkabine 12 wird über ein Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 innerhalb des Schachtes 11 bewegt. Zu diesem Zweck ist ein stationärer Antrieb 14 vorgesehen, der das Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 antreibt. Es sind mehrere Pulleys vorgesehen, um das Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 entsprechend zu führen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 14 stationär über der oberen Endlage des Gegengewichtes 15 angebracht. Der Antrieb 14 ist auf einer Konsole 9 montiert, die auf oder an einer oder mehreren Führungsschienen 18 des Aufzugssystems 10 abgestützt ist. In dem gezeigten Beispiel liegt die Unterflasche 17 rechtwinklig zu den Seitenwänden des Aufzugschachtes 11 in der Zeichnungsebene. Durch die Anordnung des Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittels 13 unterhalb des Kabinenschwerpunkts S, treten an den Kabinenführungsschienen 18 nur geringe Führungskräfte auf. Im übrigen gleicht diese zweite Ausführungsform im wesentlichen der ersten Ausführungsform. Die Kabinenführungsschienen 18 sind exzentrisch angeordnet, d.h. die Führungsebene 20 befindet sich zwischen der Kabinentüre 7 und dem Schwerpunkt S der Aufzugkabine 12, der im gezeigten Fall auf der Mittelachse des Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittels 13 liegt. In der gezeigten Ausführung ist das Gegengewicht 15 mit dem Umlenkpulley 16.2 und die Kabine 12 mit den Umlenkpulleys 16.3 2:1 aufgehängt (2:1 - Umhängung).
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Ausführungsform eines Aufzugssystems 10. Der Antrieb 14 ist auf den Gegengewichtschienen 19 und auf einer der Kabinenschienen 18 abgestützt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Fixpunkt des Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittel 13 auf der zweiten Kabinenschiene 18 abgestützt. Auch in dieser Ausführungsform sind Kabine 12 und Gegengewicht 15 2:1 aufgehängt. Der diagonale Verlauf des Keilrippen-Riemen-Übertragungsmittels 13 ermöglicht eine in Bezug auf den Kabinenschwerpunkt S zentrisch geführte und zentrisch aufgehängte Kabine 12 mit den im Zusammenhang mit Fig 2 beschriebenen Vorteilen.
Eine weitere nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform ist in Fig. 11 gezeigt. Der Antrieb 14 befindet sich bei dem gezeigten Beispiel zwischen der Aufzugkabine 12 und der Wand des Schachtes 11. Die Aufzugkabine 12 und das Gegengewicht 15 werden auf gemeinsamen Führungsschienen 18 geführt. Zu diesem Zweck weisen diese Schienen ein spezielles Profil auf. Es können entweder Antriebspulleys 16.1 auf beiden Seiten des Antriebs 14 oder nur auf einer Seite des Antriebs 14 vorgesehen werden.
Ein weiterer kompakter Antrieb 14 ist in Fig. 12 gezeigt. Dieser Antrieb 14 zeichnet sich dadurch aus, dass er zwei Antriebspulleys 16.1 aufweist. Der Antrieb 14 umfasst weiterhin einen Motor 40, eine Bremse 41 und eine durchgehende Welle 45. Die beiden Antriebspulleys 16.1 sitzen je an einem Ende der Welle 45. Der Antrieb 14 ist besonders für den seitlich oberhalb der Kabine 12 liegenden Einbau ausgelegt.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Keilrippen-Riemen Zähne auf, die hochverschleissfest ausgeführt sind.
Gemäss Erfindung ist der stationäre Antrieb entweder in einem Maschinenraum untergebracht, oder der Antrieb befindet sich im bzw. am Aufzugschacht.
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