[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage mit einer geregelten Neigungskontrolle
und ein Verfahren zur Regelung der Neigung einer Kabine.
[0002] Aufzugssysteme dienen in der Regel dazu, Personen oder Gegenstände in vertikaler
Richtung zu transportieren. Um die Kabine vertikal zu verfahren hängt die Kabine dabei
meistens an einem oder mehreren Tragmitteln. Die Tragmittel leiten dabei die Haltekraft
derart auf die Kabine ein, dass sie entsprechend den Bedürfnissen verfahren wird.
Dabei können die Tragmittelkräfte gedanklich zu einer Resultierenden zusammengefasst
werden, die an einem Kraftangriffspunkt der Resultierenden konzentriert eingeleitet
wird. Nur wenn der Schwerpunkt der Kabine und der darin befindlichen Last sich genau
unter dem Kraftangriffspunkt der Resultierenden befindet, hängt die Kabine von sich
aus senkrecht ausgerichtet. Damit die Kabine aber immer senkrecht ausgerichtet ist,
muss die Kabine durch Führungsschienen in der vertikalen Ausrichtung gehalten werden.
Sobald sich die Last oder die Passagiere in der Kabine derart verschieben, dass der
gemeinsame Schwerpunkt nicht mehr unterhalb des Kraftangriffspunktes liegt, so bewirken
die Führungsschuhe an den Schienen Kräfte, die der Neigung der Kabine entgegenwirken.
Ein solches Schienensystem ist sowohl in der Herstellung, als auch in der Installation
teuer. Auch verursachen die Führungsschuhe häufig Geräusche und Vibrationen im Aufzugssystem.
Ebenso müssen die Führungsschuhe regelmässig gewartet werden.
[0003] Die
WO 2013/073645A1 zeigt ein Aufzugssystem, das auf die Führungsschienen verzichten kann. Die Kabine
wird aufrecht gehalten, indem die Kabine an ihren Ecken gehalten wird. Unter der Annahme,
dass die Seile an dem einzigen Antrieb immer alle um dieselbe Länge verschoben werden,
ergibt sich eine vertikale Stabilisation der Kabine. Es gibt aber nur einen Fahrantrieb
im Aufzugssystem. Falls die Seile zum Beispiel im Laufe des Lebens ihre Länge verändern,
oder mit ungleichem Schlupf über die Antriebsscheibe geführt werden, so führt dies
zu einer Schiefstellung der Kabine.
[0004] Es kann unter anderem ein Bedarf an einer besser kontrollierbaren vertikalen Ausrichtung
der Kabine alternativ zur Ausrichtung über Führungsschuhe an einer Schiene bestehen.
Einem solchen Bedarf kann durch ein Aufzugssystem gemäss dem unabhängigen Anspruch
entsprochen werden. Vorteilhafte Aus führungs formen und Verfahren sind in den abhängigen
Ansprüchen definiert.
[0005] Im Rahmen dieser Schrift wird unter der vertikalen Ausrichtung die Eigenschaft der
Kabine verstanden, dass eine mit der Kabine verbundene Achse, die vertikal sein sollte
auch wirklich vertikal ist. Eine Abweichung von der vertikalen Ausrichtung wird als
Neigung bezeichnet. Die Neigung umfasst dabei zwei skalare Komponenten die jeweils
einen Winkel angeben, wobei die erste skalare Komponente einen Winkel um eine erste
horizontale Achse beschreibt, und wobei die zweite skalare Komponente einen Winkel
um eine zweite horizontale Achse beschreibt, die zur ersten horizontalen Achse senkrecht
steht.
[0006] Die vertikale Lage beschreibt die vertikale Position der Kabine im Schacht. Eine
Änderung der vertikalen Position beschreibt eine Verschiebung der Kabine in der Fahrtrichtung.
[0007] Die horizontale Lage beschreibt die horizontale Position der Kabine im Schacht. Sie
umfasst die beiden skalaren Komponenten der Verschiebung der Kabine senkrecht zur
Fahrtrichtung.
[0008] Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird eine Aufzugsanlage vorgeschlagen, welche eine
Kabine und ein der Kabine zugeordnetes Antriebssystem umfasst, das dazu dient die
Kabine vertikal zu verfahren. Dabei umfasst das Antriebssystem drei oder mehr Antriebseinheiten
und eine Fahrregeleinrichtung, die Fahrsignale ausgibt. Zumindest eine der Antriebseinheiten
ist dazu geeignet, aufgrund der Fahrsignale eine Antriebskraft einzustellen, die auf
die Kabine einwirkt. Das Aufzugssystem zeichnet sich dadurch aus, dass die drei oder
mehr Antriebseinheiten über die Fahrregeleinrichtung derart geregelt sind, dass die
vertikale Ausrichtung der Kabine aufrechterhalten wird. Insbesondere wird dies dadurch
erreicht, dass die drei oder mehr Antriebseinheiten an örtlich getrennten Befestigungspunkten
der Kabine angreifen, wobei die konvexe Hülle der vertikal auf eine horizontale Ebene
projizierten Befestigungspunkte eine Fläche aufspannt.
[0009] Gemäss diesem Aspekt der Erfindung werden die drei oder mehr Antriebseinheiten genau
so geregelt, dass die Kräfte, die durch die Antriebseinheiten erzeugt werden, die
Kabine vertikal ausrichten. Die Momente, die durch die entfernt voneinander wirkenden
Antriebskräfte bewirkt werden, wirken den Momenten aufgrund der exzentrischen Lastverteilung
in der Kabine entgegen.
[0010] Im Stand der Technik wird die Aufhängung der Kabinen derart realisiert, dass sich
die Wirkungslinie der Resultierenden der Tragekräfte nicht verschieben lässt. Solange
der gemeinsame Schwerpunkt von Kabine und Last sich genau auf der Wirkungslinie der
Resultierenden befindet, wird sich die Kabine nicht um eine horizontale Achse drehen.
Wenn aber die Last sich verschiebt, und der gemeinsame Schwerpunkt von Kabine und
Last sich von der Wirkungslinie der Resultierenden entfernt, so wird sich die Kabine
zu drehen beginnen. Meistens verläuft die Wirkungslinie der resultierenden der Tragekräfte
vertikal, da ja schon alle Tragekräfte vertikal sind.
[0011] Im Stand der Technik werden Führungsschuhe verwendet, welche derart Kräfte auf die
Kabine aufbringen würden, dass die Kabine sich nicht weiter verdrehen kann.
Die hier gezeigte Erfindung hebt sich unter anderem dadurch vom Stand der Technik
ab, dass bei ihrer Anwendung stattdessen die Lage der Wirkungslinie der Resultierenden
verschoben wird, bis die Wirkungslinie der Resultierenden wieder durch den Schwerpunkt
verläuft.
[0012] Die möglichen Lagen der Wirkungslinie liegen in einer Fläche die durch die konvexe
Hülle um alle Angriffspunkte von Tragkräften gelegt wird. Daher ist es bei dieser
Erfindung vorteilhaft, die Angriffspunkte der Tragkräfte möglichst weit voneinander
entfernt, wobei die horizontale Distanz betrachtet wird, auf der Kabine anzuordnen.
Dadurch entsteht eine grosse konvexe Fläche, und diese konvexe Fläche entspricht den
Lagen des gemeinsamen Schwerpunktes von Kabine und Last die es immer noch zulassen,
dass nur durch Veränderung der Tragekräfte an den einzelnen Angriffspunkten die Kabine
dennoch vertikal ausgerichtet zu halten.
[0013] Besonders Vorteilhaft ist es daher, vier Antriebseinheiten zumindest an den vier
Ecken einer Kabine angreifen zu lassen, da dadurch die konvexe Fläche maximiert wird.
Die Bewegung einer Person in der Kabine wird also dadurch ausgeglichen, dass die Motoren
zu denen der gemeinsame Schwerpunkt sich hin bewegt eine höhere Tragkraft generieren,
und die Motoren von denen sich der gemeinsame Schwerpunkt entfernt eine tiefere Tragkraft
generieren, und dadurch die Kabine in der vertikalen gehalten wird.
[0014] Vorzugsweise kann die Antriebskraft über Tragmittel auf die Kabine einwirken. Eine
solche Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten im Schacht
montiert sind, und die Kabine über Tragmittel zu den Antriebseinheiten verbunden ist.
Vorteilhafterweise befinden sich die Antriebseinheiten dabei im oberen Endbereich
des Schachtes. Vorteilhafterweise werden dabei die Tragmittel von den jeweiligen Befestigungspunkten
ein an der Kabine über die Antriebseinheiten im oberen Endbereich des Schachtes und
über Umlenkrollen im unteren Endbereich des Schachtes wieder zur Kabine geführt. Alternativ
ist aber auch eine Anordnung der Antriebseinheit im unteren Endbereich des Schachtes
möglich. Alternativ kann eine Antriebseinheit das Tragmittel aber auch aufrollen.
So dass das Tragmittel nicht mehr zurück an die Kabine geführt wird.
[0015] Ein Tragmittel bezeichnet im Zusammenhang des vorliegenden Dokumentes ein Seil, einen
Riemen, eine Kette oder ein sonstiges flexibles, Zugkräfte übertragendes Element.
[0016] Alternativ kann die Antriebskraft über ein Gehäuse der Antriebseinheit, das an der
Kabine angebracht ist, auf die Kabine einwirken. Vorteilhafterweise sind dabei vier
Antriebseinheiten an den Ecken der Kabine montiert. Vorteilhafterweise sind die Antriebseinheiten
als Winden ausgestaltet, die ein Tragmittel, das von den Antriebseinheiten nach oben
verläuft, aufwickeln. Alternativ kann die Tragmittel, nachdem sie über die Antriebsrollen
einer Antriebseinheit gelaufen sind, an der Kabine vorbeigeführt werden.
[0017] Alternativ können die Antriebseinheiten, die an der Kabine angebracht sind, aber
auch auf im Schacht angebrachte Elemente wie zum Beispiel Zahnstangen oder Reibflächen
angreifen.
[0018] Vorzugsweise wird die Abweichung von der vertikalen Ausrichtung der Kabine durch
einen Neigungssensor erfasst, und das Ausgangssignal des Neigungssensors der Fahrregeleinrichtung
zur Verfügung gestellt.
[0019] Vorzugsweise werden Beschleunigungssensoren dabei als Neigungssensoren verwendet,
wobei die vertikale Ausrichtung der Erdgravitation als Referenzrichtung verwendet
wird. Vorteilhafterweise verbessern Drehratensensoren noch die Dynamik des gemessenen
Signals.
[0020] Alternativ könnte aber auch eine mit der Kabine verbundene, optische Einrichtung
einen Referenzpunkt am oberen und/oder unteren Ende des Schachtes anvisieren. Aus
der Winkelabweichung des anvisierten Objekts zu einem Sollwinkel, lässt sich die Abweichung
der Ausrichtung der Kabine von der Vertikalen ermitteln.
[0021] Beispielsweise, könnte eine Kamera mit Blickrichtung nach oben auf der Kabine montiert
sein, und mittels Bildanalyse könnte die Verschiebung markanter Bildbestandteile festgestellt
werden. Oder Beispielsweise, kann eine Laservorrichtung mit einer Licht-Ausstrahlrichtung
nach oben auf der Kabine montiert sein. Im oberen Endbereich des Schachtes ist dann
ein Sensorfeld angebracht, welches den Auftreffpunkt des Laserstrahls detektieren
kann. Dadurch kann auf die Neigung der Kabine geschlossen werden. Die beiden Vorgenannten
Beispiele funktionieren natürlich auch nach unten in Richtung eines unteren Endbereiches
des Schachtes.
[0022] Vorzugsweise erfolgt die vertikale Ausrichtung der Kabine im Wesentlichen über das
Antriebssystem. Dabei ist Vorteilhaft, dass die Möglichkeit besteht gänzlich ein Schienensystem
zu verzichten.
[0023] Vorzugsweise weist die Kabine eine Fangbremse auf, welche auf das Tragmittel wirkt.
Im Rahmen dieser Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, auf ein Schienensystem
zu verzichten. Vorteilhafterweise wird die Fangvorrichtung an der Kabine befestigt.
Insbesondere kann die Fangvorrichtung bei oder an einem der Befestigungspunkte montiert
werden.
[0024] Vorteilhafterweise wirkt die Fangvorrichtung auf den gegenlaufenden Strang des Tragmittels.
Der gegenlaufende Strang des Tragmittels ist jener Teil, der bei einer Anordnung der
Antriebseinheiten im oberen oder unteren Endbereich des Schachtes zwischen der Antriebseinheit
und der Umlenkrolle im anderen Endbereich des Schachtes verläuft. Dieser Teil des
Tragmittels bewegt sich in der der Kabine entgegengesetzten Richtung. Dies bewirkt
einen sicheren Fang da dadurch die Tragmittel entlastet werden. Beispielsweise Tragen
bei vier Antriebseinheiten die Tragmittel jeweils einen Viertel der Last. Nach einem
Seilbruch sind zwar nur noch drei Seile vorhanden, die Fangvorrichtung wirken aber
auf den sonst nur schwach gespannten gegenlaufenden Teil der Tragmittel. Dadurch wird
die Last nun vorteilhafterweise auf sechs einzelne Stränge verteilt.
[0025] Alternativ kann die Fangvorrichtung auf das, nachdem es über eine an der Kabine angebrachte
Antriebseinheit geleitet wurde, an der Kabine vorbei verlaufende Tragmittel wirken.
Die Fangvorrichtung kann dabei über ein übliches Geschwindigkeitsbegrenzersystem betätigt
werden, oder die Betätigung wird über ein elektronisches Signal gesteuert.
[0026] Vorzugsweise weist die Kabine eine Kompensationsvorrichtung mit einer Kompensationsmasse
und einem Kompensationsantrieb auf, wobei die Kompensationsmasse entlang einer Führungskurve,
vorzugsweise einer Geraden, verschiebbar ist, und wobei zumindest eine Tangente an
die Führungskurve einen horizontalen Richtungsanteil aufweist.
[0027] Vorzugsweise umfasst die Kompensationsvorrichtung eine Kompensationsregeleinrichtung,
welche den Kompensationsantrieb derart regelt, dass die Bewegung der Kompensationsmasse
einer horizontalen Auslenkung der Kabine entgegenwirkt.
[0028] Im Rahmen dieser Erfindung ist es möglich, auf das Schienensystem zu verzichten.
Das Schienensystem würde üblicherweise nicht nur der vertikalen Ausrichtung der Kabine
dienen, sondern auch die horizontale Lage der Kabine kontrollieren.
[0029] Die Kabine hat eine Tendenz in die zentrale Lage zurückzukehren, die darauf basiert,
dass durch die Verschiebung aus der zentralen Lage heraus die Tragmittel leicht aus
der vertikalen ausgelenkt werden, und die auf die Kabine wirkenden Tragkräfte somit
einen leicht rückstellenden Effekt haben.
[0030] Durch Bewegungen der Passagiere, z.B. ein Seitwärtssprung einer Person in der Kabine
könnte die Kabine dennoch eine grössere horizontale Bewegung ausführen. Falls sogar
über längere Zeit die Kabine mit einer Resonanzfrequenz angeregt würde, so könnten
horizontale Auslenkungen entstehen, die noch grössere Amplituden zeigen. Ein Touchieren
der Schachtwände, der Schachttüren oder anderer Komponenten im Schacht würde daraus
resultieren. Daher ist es notwendig, diese Schwingungen und Auslenkungen durch eine
geeignete Kompensationsvorrichtung zu unterdrücken.
[0031] Vorzugsweise umfasst die Kabine ein Lage-Detektionssystem, das die horizontalen Komponenten
der Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kabine erfasst und der Kompensationsregeleinrichtung
zur Verfügung stellt.
[0032] Der Begriff Lage-Detektionssystem beschränkt sich nicht ausschliesslich auf einen
Sensor zur unmittelbaren Detektion der Lage, sondern der Begriff umfasst auch Sensorsysteme
zur Detektion der Lage aus beliebigen Komponenten des Bewegungszustands. Insbesondere
können Sensoren zur Detektion von Ruck, Beschleunigung, Geschwindigkeit oder direkt
der Lage der Kabine eingesetzt werden. Vorteilhafterweise werden die Daten der Sensoren
durch Auswerteverfahren, die dazu geeignet sind, zur Lagekontrolle dienliche Signale
bereitzustellen, aufbereitet. Insbesondere gelten im Rahmen dieser Schrift Beschleunigungssensoren
und insbesondere die einfache, doppelte oder dreifache zeitliche Integration deren
Signale als Lage-Detektionssystem.
[0033] Insbesondere sind auch Abstandssensoren die mit dem Prinzip der Laufzeitanalyse optischer,
elektromagnetischer oder akustischer Signale oder mittels optischer Triangulation
den Abstand zu einer Schachtwand ermitteln, oder einer entlang des Schachtes angebrachten
Referenzmarkierung als Lage-Detektionssystem zu verstehen.
[0034] Vorteilhafterweise können die Kompensationsregeleinrichtung und die Fahrregeleinrichtung
anstatt auf zwei unterschiedlichen Hardwarekomponenten, auch in derselben Hardware
realisiert sein. Da die Verschiebung der Kompensationsmasse ja unter anderem auch
den Schwerpunkt der Kabine verschiebt, wird dadurch auch eine Verstellung der Antriebskräfte
der Antriebseinheiten notwendig. Durch die Vereinigung der beiden Regeleinheiten zu
einer können solche Abhängigkeiten direkt berücksichtigt werden.
[0035] Vorzugsweise werden in beiden Regeleinrichtungen oder in der vereinheitlichten Regeleinrichtung
Regelverfahren mit Zustandsbeobachtern eingesetzt.
[0036] Vorzugsweise verfügt die Kabine über einen Verschiebungsbegrenzer, wobei der Verschiebungsbegrenzer
durch Wechselwirkung mit einer Schachtwand und/oder einem Führungselement eine Kraft
erzeugt, die die horizontale Verschiebung der Kabine begrenzt.
[0037] Vorzugsweise ist der Verschiebungsbegrenzer als Gleitkörper oder Rolle ausgeführt
ist.
[0038] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Gefahr einer Berührung der Kabine
mit anderen Komponenten im Schacht. Sollte die Kabine, zum Beispiel durch starke horizontale
Anregung durch einen Passagier, extrem grosse horizontale Verschiebungen ausführen,
so könnte die Kabine die Schachtwände, die Schachttüren oder sonstige Installationen
im Schacht berühren. Dies muss verhindert werden.
[0039] Vorteilhafterweise wird ein solcher Verschiebungsbegrenzer als Gleitkufe ausgeführt.
Die Gleitkufe ist zur Kabine verbunden und am oberen und am unteren Ende leicht von
der Schachtwand oder einem Führungselement weg gekrümmt, wodurch sichergestellt wird,
dass die Gleitkufe über die Unebenheiten der Schachtwand oder des Führungselementes
hinweggleitet, anstatt an ihnen hängen zu bleiben. Vorteilhafterweise kann die Gleitkufe
als mehrlagig aufgebaut sein, wobei die Schichten vorteilhafterweise eine harte Gleitschicht
und eine weiche Dämpfungs-oder Isolationsschicht umfassen.
[0040] Alternativ umfasst der Verschiebungsbegrenzer eine oder mehrere Rollen. Vorteilhafterweise
sind die Rollen dabei entweder selbst dämpfend ausgestaltet, zum Beispiel als Luftreifen,
oder sie sind dampfend gelagert.
[0041] Vorteilhafterweise sind die Verschiebungsbegrenzer etwa in der Höhe des gemeinsamen
Schwerpunktes der Kabine und der Last angebracht. Dadurch bewirkt ein Anstossen an
einen Verschiebungsbegrenzer nur eine kleine Verdrehung der Kabine um eine Horizontale
Drehachse.
[0042] Vorteilhafterweise kann sich ein Verschiebungsbegrenzer an einer Schachtwand abstossen.
Bei einer solchen Konfiguration ist es sinnvoll, jeweils zwei Verschiebungsbegrenzer
pro Schachtwand zu verwenden, um die beiden Ecken der Kabine, die sich entlang dieser
Schachtwand bewegen gegen ein Berühren dieser Schachtwand zu schützen. Vorteilhafterweise
wirkt der Verschiebungsbegrenzer aber auch gegenüber einem Führungselement, dadurch
kann ein solches Führungselement zusammen mit einem angepassten Verschiebungsbegrenzer
die Bewegung der Kabine gleich in mehrere Richtungen begrenzen. Vorzugsweise könnte
ein solcher Verschiebungsbegrenzer aus einem entlang der Fahrbahn gespannten Seil
bestehen, welches im Schacht durch einen oder mehrere überfahrbare Zwischenhalter
gehalten wird. Die Kabine ist dabei über Zugmittel mit einem Seilgleiter verbunden,
der entlang dem Seil verschoben wird.
[0043] Alternativ könnte statt dem Seil auch eine Schiene im Schacht montiert sein, an der
ein Gleiter analog einem Seilgleiter befestigt ist. Im Vergleich zu einer herkömmlichen
T-Schiene könnte eine solche Schiene viel schwächer ausgelegt sein. Zusätzlich besteht
keine starre Verbindung zwischen dem Gleiter und der Kabine, dadurch wird die Übertragung
von Geräuschen oder Vibrationen auf die Kabine gehemmt.
[0044] Einen weiteren Aspekt der Erfindung betriff ein Verfahren zur vertikalen Ausrichtung
einer Kabine in einer Aufzugsanlage, welches sich dadurch auszeichnet, dass der Neigungssensor
die Abweichung der Kabinenausrichtung von der vertikalen detektiert und eine Fahrregeleinrichtung
aufgrund der gemessenen Abweichung drei oder mehr Antriebseinheiten derart regelt,
dass eine signifikante Abweichung der Kabinenausrichtung von der vertikalen verhindert
wird.
[0045] Einen weiteren Aspekt der Erfindung betriff ein Verfahren zur vertikalen Ausrichtung
einer Kabine in einer Aufzugsanlage, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Geschwindigkeit
oder die Beschleunigung der Kabine in horizontaler Richtung durch das Lage-Detektionssystem
erfasst wird, und dass die Ausgabesignale des Lage-Detektionssystem der Kompensationsregeleinrichtung
als Eingangssignal dienen.
[0046] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung
anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage gemäss einer möglichen Ausgestaltung
der Erfindung.
Fig. 2 eine Darstellung der Befestigungspunkte der Aufzugsanlage gemäss einer anderen
möglichen Ausgestaltung der Erfindung als in einer Draufsicht.
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage gemäss einer weiteren möglichen
Ausgestaltung der Erfindung, mit einer auf die Kabine montierten Winde in einer Teilansicht
von der Seite
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage gemäss einer möglichen Ausgestaltung
der Erfindung, mit einer Fangbremse, die auf das Tragmittel wirkt in einer Teilansicht
von der Seite
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage gemäss einer möglichen Ausgestaltung
der Erfindung, mit einer alternativen Fangbremse, die auf das Tragmittel wirkt in
einer Teilansicht von der Seite
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage gemäss einer möglichen Ausgestaltung
der Erfindung, mit einer optionalen Kompensationsvorrichtung in einer Situation starker
vertikaler Verschiebung
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage gemäss einer möglichen Ausgestaltung
der Erfindung, mit einem Verschiebungsbegrenzer in einer seitlichen Ansicht
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer alternativen Aufzugsanlage gemäss einer
möglichen Ausgestaltung der Erfindung, mit einem alternativen Verschiebungsbegrenzer
in einer seitlichen Ansicht
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer alternativen Aufzugsanlage gemäss einer
möglichen Ausgestaltung der Erfindung, mit einem weiteren alternativen Verschiebungsbegrenzer
in einer Draufsicht
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage 1 gemäss einer möglichen
Ausgestaltung der Erfindung. Die Kabine 2 wird dabei von vier Tragmitteln 9 getragen.
Die vier Tragmittel 9 sind an der Kabine 2 an vier Befestigungspunkten 7a bis 7d befestigt.
Damit die Befestigungspunkte 7 möglichst weit voneinander entfernt liegen, befinden
sie sich an den Eckpunkten der Kabine 2. Die Tragemittel 9 verlaufen von den Befestigungspunkten
7 über die Antriebseinheiten 4a bis 4d hinunter zu den Umlenkrollen 31, und von dort
wieder hoch zur Kabine 2. Ein Antriebssystem 3 umfasst die vier Antriebseinheiten
4a bis 4d und eine Fahrregeleinrichtung 5, welche sich vorzugsweise zusammen mit den
Antriebseinheiten 4a bis 4d im Schachtkopf befindet. Die Fahrregeleinrichtung 5 regelt
die Antriebseinheiten 4a bis 4d. Der Neigungssensor 10 ist in diesem Beispiel nur
an der Kabine 2 befestigt, und liefert der Fahrregeleinrichtung die Information über
die Neigung der Kabine.
[0047] Die Tragmittel 9 müssen, damit die Antriebseinheiten 4a bis 4d genügend Traktion
aufweisen, gespannt werden. Dies kann entweder über Spannmassen an den Umlenkrollen
31, oder über Spannfedern an den Umlenkrollen 31 oder unter der Kabine 2 erreicht
werden.
[0048] Figur 2 zeigt eine Darstellung der Befestigungspunkte 7a bis 7e der Aufzugsanlage
1 gemäss einer anderen möglichen Ausgestaltung der Erfindung in einer Draufsicht.
Bei dieser Ausgestaltungsform sind fünf Befestigungspunkte 7a bis 7e auf der Kabine
2 verteilt. Zusätzlich ist die konvexe Hülle 8 dieser fünf Befestigungspunkte eingezeichnet.
Innerhalb dieser Fläche, respektive im Raum vertikal darunter darf sich der gemeinsame
Schwerpunkt der Kabine 2 und der Last, befinden.
Vorteilhafterweise ist der Befestigungspunkt 7a zu einer stärkeren Antriebseinheit
verbunden als die vier anderen Befestigungspunkte 7b bis 7e. Dadurch könnten die Antriebseinheiten
so geregelt werden, dass die Last im Wesentlichen über den Befestigungspunkt 7a getragen
wird. Die anderen Antriebseinheiten würden über die Befestigungspunkte 7b bis 7e lediglich
der vertikalen Ausrichtung der Kabine 2.
[0049] Figur 3 zeigt einen Teil einer Kabine 2 in einer Ausführungsform der Aufzugsanlage
1, in der die Antriebseinheit 4 an der Kabine 2 angebracht ist. Es handelt sich dabei
um die Detaildarstellung eines Befestigungspunktes 7 an einer Kabine 2. An einer Kabine
2 sind ja mindestens drei Befestigungspunkte definiert. In dieser Ausführungsform
wird das Tragmittel 9 an der Antriebseinheit 4 aufgerollt. Der Befestigungspunkt 7
ist dabei nicht im mathematischen Sinne als Punkt zu verstehen, sondern beschreibt
den Angriffspunkt der resultierenden Kräfte an der Kabine 2. In der technischen Ausführung
nimmt die Kraftübertragung eine gewisse Fläche ein. Bei einem Gehäuse einer Antriebseinheit
4 umfasst der Befestigungspunkt also die Fläche der Antriebseinheit 4.
[0050] Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Aufzugsanlage 1. Hierbei befindet
sich die Antriebseinheit 4 im oberen Endbereich des Schachtes. Es handelt sich dabei
um die Detaildarstellung eines Befestigungspunktes 7 an einer Kabine 2. Dabei können
sich die Antriebseinheiten 4 in einem vom Schacht abgetrennten Maschinenraum befinden,
der um die Antriebseinheiten 4 ausgebildet ist, oder die Antriebseinheiten 4 befinden
sich direkt im Schacht. Das Tragmittel 9 ist am Befestigungspunkt 7 an der Kabine
2 befestigt und verläuft von dort vertikal nach oben zur Antriebseinheit 4. Von dort
verläuft das Tragmittel 9 vertikal nach unten zu einer Umlenkrolle 31 im Grubenbereich
der Aufzugsanlage 1. Von der Umlenkrolle 31 verläuft das Tragmittel 9 wieder vertikal
bis zur Kabine. Das Tragmittel 9 kann direkt an der Kabine 2 oder wie in Figur 4 gezeigt
auch an einer mit der Kabine 2 fest verbundenen Komponente des Aufzugs befestigt sein.
Das Tragmittel muss zur Sicherstellung einer genügenden Traktion an der Antriebseinheit
4 gespannt sein. Das Tragmittel 9 kann zum Beispiel über die Umlenkrolle 31 gespannt
sein. Dabei kann die Umlenkrolle 31 vorzugsweise entweder über Gravitationskräfte
oder Federkräfte nach unten gespannt werden. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltungsform
umfasst Federn an der Kabine 2, die das Tragmittel 9 unter Spannung halten. Vorzugsweise
sind diese Federn unterhalb der Kabine 2 angebracht.
Eine solche Ausführung eignet sich besonders für eine Anordnung mit den Befestigungspunkten
irgendwo auf der Kabine 2, wie zum Beispiel in der Figur 2 gezeigt. Es existiert kein
gegenlaufender Strang des Tragmittels 9, der an der Kabine 2 vorbeigeführt werden
müsste.
[0051] Figure 4 zeigt auch noch die Ausgestaltung einer Fangvorrichtung 11 an der Kabine
2. Die Fangvorrichtung ist wie aus dem Stand der Technik bekannt fest mit der Kabine
2 verbunden. Die Fangvorrichtung umschliesst das sich jeweils entgegen der Fahrtrichtung
der Kabine 2 bewegenden Teil des Tragmittels 9, und ist in der Lage dieses bei Bedarf
zu bremsen. Dies ist möglich da die Aufzugsanlage 1 kein Gegengewicht benötigt, das
mit der Fangvorrichtung 11 kollidieren könnte, wenn es an dem sich jeweils entgegen
der Fahrtrichtung der Kabine 2 bewegenden Teil des Tragmittel 9 befinden würde. Ein
Vorteil dieser Ausgestaltungsform der Fangbremse ist, dass die Kraft die im Normalbetrieb
nur von einem Tragmittelstrang gehalten wird sich im Falle eines Fanges auf zwei Tragmittelstränge
verteilt. Eine solche Ausführung eignet sich besonders für eine Anordnung mit den
Befestigungspunkten nahe am Rand der Kabine 2, wie zum Beispiel in der Figur 1 gezeigt.
Der der gegenlaufende Strang des Tragmittel 9 verläuft (ohne zusätzliche Rollen) nicht
weiter als einen Treibscheibendurchmesser vom Befestigungspunkt 7 entfernt. Vorzugshafterweise
wird eine solche Fangvorrichtung mit dem Aufzugssystem wie in Figur 1 gezeigt verwendet.
Alternativ ist sie auch mit dem Aufzugssystem wie in Figur 2 gezeigt. Wobei vorzugsweise
nur die Tragmittel am Rand der Kabine mit einer Fangvorrichtung versehen sind.
[0052] Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Aufzugsanlage 1. Hierbei befindet
sich die Antriebseinheit 4 auf der Kabine 2. Es handelt sich dabei um die Detaildarstellung
eines Befestigungspunktes 7 an einer Kabine 2. Allerdings wirkt die Antriebseinheit
in dieser Ausführungsform nicht als Winde, sondern als Traktionsantrieb. Um genügend
Traktion zu erreichen ist es vorteilhaft die Traktion über eine Mehrfachumschlingung
zu erhöhen. Die Antriebseinheit 4 ist mit der Kabine 2 über die Befestigungspunkte
7 verbunden. Auch hier ist der Befestigungspunkt 7 dabei nicht im mathematischen Sinne
als Punkt zu verstehen, sondern er beschreibt den Angriffspunkt der resultierenden
Kräfte an der Kabine 2. In der technischen Ausführung muss die Kraftübertragung eine
gewisse Fläche einnehmen. Bei einem Gehäuse einer Antriebseinheit 4 umfasst der Befestigungspunkt
also die Fläche der Antriebseinheit.
[0053] Das Tragmittel 9 verläuft von der Antriebseinheit 4 einerseits nach oben, wo es verankert
ist. Andererseits verläuft es nach unten zu einer Spannvorrichtung. Die Spannvorrichtung
kann dabei entweder eine Spannmasse 32, eine Spannfeder 33 oder eine Kombination der
beiden umfassen.
[0054] Eine solche Ausführung eignet sich besonders für eine Anordnung mit den Befestigungspunkten
nahe am Rand der Kabine 2, wie zum Beispiel in der Figur 1 gezeigt. Der der gegenlaufende
Strang des Tragmittel 9 verläuft (ohne zusätzliche Rollen) nicht weiter als einen
Treibscheibendurchmesser vom Befestigungspunkt 7 entfernt.
[0055] Figure 5 zeigt auch die Ausgestaltung einer Fangvorrichtung 11 an der Kabine 2. Die
Fangvorrichtung ist wie aus dem Stand der Technik bekannt fest mit der Kabine 2 verbunden.
Die Fangvorrichtung umschliesst das von der Antriebseinheit 4 zur Spannvorrichtung
verlaufende Tragmittel 9, und ist in der Lage durch Klemmkräfte und/oder Reibkräfte
gegenüber dem Tragmittel 9 eine Kraft aufzubauen, die zu einer Verzögerung der Relativbewegung
zwischen Kabine 2 und Tragmittel 9 führt.
[0056] Figur 6 zeigt eine Darstellung der Aufzugsanlage 1 in einem Zustand, in dem die Kabine
2 relativ weit horizontal aus der Soll Lage ausgelenkt ist. Ohne weitere Hilfseinrichtungen
würde die Kabine sehr lange hin und her pendeln. Die Kabine 2 umfasst daher eine Kompensationsvorrichtung
12, welche eine Kompensationsmasse 13 und einen Kompensationsantrieb 14 aufweist.
Die Kompensationsmasse 13 wird dabei entlang einer Führungskurve 15 geführt. Die Führungskurve
15 kann technisch durch ein Schienensystem ausgeführt sein. Ein Lagedetektionssystem
17 an der Kabine 2 ermittelt die Abweichung von der Solllage der Kabine 2 und stellt
diese der Kompensationsregeleinrichtung 16 zur Verfügung. Die Kompensationsregeleinrichtung
16 ermittelt dann die Steuersignale an den Kompensationsantrieb 14 derart, dass die
Amplitude der Schwingungen möglichst gering bleibt.
[0057] Vorteilhafterweise kann die Kompensationsvorrichtung 12 in einer zweiten Ausführung
rechtwinklig zur ersten Implementation eingesetzt werden, um auch die Schwingungen
in die zweite Richtung zu unterdrücken.
[0058] Die Figuren 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsformen der Aufzugsanlage 1. Die Kabine
2 befindet sich in einem Schacht der durch die Schachtwände 19 umschlossen ist. Damit
bei einer starken horizontalen Verschiebung der Kabine 2 keine Schäden an der Kabine
entstehen und keine Passagiere verletzt werden, wird der Anprall an die Schachtwand
19 durch Verschiebungsbegrenzer 18 abgefedert. In der Figur 7 ist der Verschiebungsbegrenzer
18 als Gleitkörper 22 ausgestaltet. Eine Kufe 34 wird dabei durch einen elastischen
Körper 35 zur Kabine 2 verbunden. Der Gleitkörper sorgt für ein sanfteres und beschädigungsloses
Touchieren der Schachtwand 19. In der Figur 8 ist der Verschiebungsbegrenzer 18 als
Rolle 21 ausgestaltet. Die Rolle sorgt für ein sanfteres und beschädigungsloses Touchieren
der Schachtwand 19.
[0059] Die Figur 9 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Verschiebungsbegrenzers 18 bei dem
dieser ein Führungselement 20 umfasst. Das Führungselement 20 ist dabei vorzugsweise
and der Schachtwand befestig. Ein Gleiter 36 ist dabei am Führungselement verschiebbar
angebracht. Der Gleiter 36 und die Kabine 2 sind mittels eines Zugmittels 37 miteinander
verbunden. Solange die Kabine 2 sich in Ihrer Solllage befindet, ist das Zugmittel
schlaff. Sobald sich die Kabine 2 einer entgegenliegenden Schachtwand 19 nähert, so
spannt sich das Zugmittel 37, und ein touchieren der gegenüberliegenden Schachtwand
19 oder Schachtwände 19 wird verhindert.
1. Aufzugsanlage die eine Kabine und ein der Kabine zugeordnetes Antriebssystem, das
dazu dient die Kabine vertikal zu verfahren, umfasst,
wobei das Antriebssystem drei oder mehr Antriebseinheiten und eine Fahrregeleinrichtung
umfasst und,
die Fahrregeleinrichtung Fahrsignale ausgibt,
und zumindest eine der Antriebseinheiten dazu geeignet ist aufgrund der Fahrsignale
eine Antriebskraft einzustellen, und
wobei die Antriebskraft auf die Kabine einwirkt
dadurch gekennzeichnet, dass
die drei oder mehr Antriebseinheiten über die Fahrregeleinrichtung derart geregelt
sind, dass die vertikale Ausrichtung der Kabine aufrechterhalten wird, insbesondere
dadurch, dass die drei oder mehr Antriebseinheiten an örtlich getrennten Befestigungspunkten
der Kabine angreifen, wobei die konvexe Hülle der vertikal auf eine horizontale Ebene
projizierten Befestigungspunkte eine Fläche aufspannt.
2. Aufzugsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraft über ein Tragmittel auf die Kabine einwirkt
3. Aufzugsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraft über ein Gehäuse der Antriebseinheit, das an der Kabine angebracht
ist, auf die Kabine einwirkt
4. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung von der vertikalen Ausrichtung der Kabine durch einen Neigungssensor
erfasst wird, und dass das Ausgangssignal des Neigungssensors der Fahrregeleinrichtung
zur Verfügung gestellt wird.
5. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Ausrichtung der Kabine im Wesentlichen über das Antriebssystem erfolgt.
6. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabine eine Fangbremse aufweist, welche auf das Tragmittel wirkt.
7. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Kabine eine Kompensationsvorrichtung mit einer Kompensationsmasse und einem Kompensationsantrieb
aufweist, wobei die Kompensationsmasse entlang einer Führungskurve, vorzugsweise einer
Geraden, verschiebbar ist, und wobei zumindest eine Tangente an die Führungskurve
einen horizontalen Richtungsanteil aufweist.
8. Aufzugsanlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsvorrichtung eine Kompensationsregeleinrichtung umfasst, welche den
Kompensationsantrieb derart regelt, dass die Bewegung der Kompensationsmasse einer
horizontalen Auslenkung der Kabine entgegenwirkt.
9. Aufzugsanlage nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Kabine eine Lage-Detektionssystem umfasst, das die horizontalen Komponenten der
Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kabine erfasst und der Kompensationsregeleinrichtung
zur Verfügung stellt.
10. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Kabine über einen Verschiebungsbegrenzer verfügt, wobei der Verschiebungsbegrenzer
durch Wechselwirkung mit einer Schachtwand und/oder einem Führungselement eine Kraft
erzeugt, die die horizontale Verschiebung der Kabine begrenzt.
11. Aufzugsanlage nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebungsbegrenzer als Gleitkörper oder Rolle ausgeführt ist.
12. Verfahren zur vertikalen Ausrichtung einer Kabine in einer Aufzugsanlage nach Anspruch
4
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Neigungssensor die Abweichung der Kabinenausrichtung von der vertikalen detektiert
und
- eine Fahrregeleinrichtung aufgrund der gemessenen Abweichung drei oder mehr Antriebseinheiten
derart regelt, dass eine signifikante Abweichung der Kabinenausrichtung von der vertikalen
verhindert wird.
13. Verfahren zur vertikalen Ausrichtung einer Kabine in einer Aufzugsanlage nach Anspruch
9
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung der Kabine in horizontaler Richtung
durch das Lage-Detektionssystem erfasst wird, und
- dass die Ausgabesignale des Lage-Detektionssystem der Kompensationsregeleinrichtung
als Eingangssignal dienen.