CH674641A5

CH674641A5 -

Info

Publication number: CH674641A5
Application number: CH236986A
Authority: CH
Inventors: Alex Karl Gebauer
Original assignee: Gebauer Ag
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1990-06-29
Also published as: DE3785701D1; EP0254840A2; EP0254840B1; EP0254840A3

Description

BESCHREIBUNG i° Die Erfindung betrifft eine Hubeinrichtung zum Heben und Senken eines mit einer Nutzlast beladbaren, die Totlast bildenden Aufnahmemittels, wobei die aus der Totlast und der Nutzlast zusammengesetzte Gesamtlast durch einen reversierbaren Hydraulik-Linearmotor gehoben und gesenkt 15 wird. DESCRIPTION i ° The invention relates to a lifting device for lifting and lowering a receiving means which can be loaded with a payload and which forms the dead load, the total load composed of the dead load and the payload being raised and lowered 15 by a reversible hydraulic linear motor.

Anlagen zum Heben und Senken von Lasten unter Verwendung einer Hydraulikanlage sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie stehen mit Anlagen mit mechanischem Antrieb in Konkurrenz und weisen durch die Anwen-20 dung der Hydraulik Eigenschaften aus, welche Ihnen bei bestimmten Anwendungen einen Vorteil einräumen. Hier sind zu erwähnen Systems for lifting and lowering loads using a hydraulic system are known in various designs. They compete with systems with a mechanical drive and, through the use of the hydraulic system, have properties that give you an advantage in certain applications. Worth mentioning here

- die Anordnung des Maschinenraumes mit dem Hy-draulik-Antrieb an einer beliebigen, vom Schacht entfernten - The arrangement of the machine room with the hydraulic drive on any, distant from the shaft

25 Stelle, 25 place,

- einen geringen Platzbedarf im Schacht, - a small space requirement in the shaft,

- hohe Standfestigkeit beim Beladen, - high stability when loading,

- zuverlässige und sichere Überlastbegrenzung, - reliable and safe overload limitation,

- geräuschloser, sauberer Lauf und wartungsfreie Ein-30 Stellung der Bremseinrichtung, - noiseless, clean running and maintenance-free setting of the brake device,

- einfache Montage und - easy assembly and

- bauliche Einsparungen, besonders bei den indirekt wirkenden Hydraulik-Antrieben, d.h. bei über einen Seilzug mit dem Hydraulik-Antrieb verbundenen Lastaufnahmemittel. - structural savings, especially with the indirectly acting hydraulic drives, i.e. for load suspension devices connected to the hydraulic drive via a cable pull.

35 Ein noch besonders zu erwähnender Vorteil des Hydrau-lik-Antriebes besteht darin, dass der elektrische Antriebsmotor lastfrei anlaufen kann, somit mit Anlaufwiderständen oder in Stern-Dreieck-Schaltung gestartet werden kann und deshalb nur einen 1,8 bis 2,2-fachen Anlaufstrom benötigt, 40 während der mechanische Antrieb einen etwa 3,5-fachen Anlaufstrom benötigt. 35 Another advantage of the hydraulic drive that deserves special mention is that the electric drive motor can start without load, so it can be started with starting resistors or in a star-delta connection and therefore only 1.8 to 2.2 times larger Starting current required, 40 while the mechanical drive requires about 3.5 times the starting current.

Bei mechanischen Antrieben für das Lastheben ist es bekannt, zwecks Verringerung der aufzuwendenden Antriebsenergie ein Ausgleichsgewicht zu verwenden, mit dem das 45 Gewicht des Lastaufnahmemittels, z.B. des Fahrkorbes oder der Plattform, vollständig und die Nutzlast hälftig kompensiert wird. Bei hydraulischen Antrieben wird in der Regel auf dem Ausgleich der Totlast und der halben Nutzlast verzichtet, dies auch deshalb, um die beim bekannten Hydraulik-50 Antrieb auftretenden Knickbeanspruchungen nicht zu ver-grössern. In mechanical drives for load lifting it is known to use a counterweight in order to reduce the drive energy to be used, with which the weight of the load suspension means, e.g. of the elevator car or platform, and the payload is compensated in half. With hydraulic drives, there is generally no need to compensate for the dead load and half the payload, in order not to increase the buckling stresses that occur in the known hydraulic drive.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Hubeinrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass unter Beibehaltung der eingangs er-55 wähnten Vorteile des Hydraulik-Antriebes die energietechnischen Vorteile des Lastausgleiches miteingebaut werden können. This is where the invention comes in, which is based on the object of designing a lifting device of the type described at the outset in such a way that the energy-technical advantages of load balancing can be incorporated while maintaining the advantages of the hydraulic drive mentioned at the outset.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass von der Gesamtlast die Totlast vollständig und die 60 Nutzlast mindestens teilweise durch ein Gegengewicht unter Vermeidung von Knickbelastungen im Hydraulik-Linearmotor ausgeglichen werden. This object is achieved according to the invention in that the dead load of the total load and the 60 payload are at least partially balanced by a counterweight while avoiding buckling loads in the hydraulic linear motor.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausfüh-65 rungsbeispiel dargestellt und nachfolgend beschrieben; Es zeigen: The invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment and described below; Show it:

Fig. 1 das Hydraulikschema einer schematisch dargestellten Hubeinrichtung mit einem Hydraulik-Linearmotor, 1 shows the hydraulic diagram of a schematically illustrated lifting device with a hydraulic linear motor,

3 3rd

674 641 674 641

Fig. 2 die Hubeinrichtung nach Fig. 1 mit einer Variante der Anordnung des Ausgleichsgewichtes, 2 shows the lifting device according to FIG. 1 with a variant of the arrangement of the balance weight,

Fig. 3 eine Variante einer Hubeinrichtung mit einem Hydraulik-Linearmotor, dessen Hydraulikzylinder an beiden Enden mit Übertragungselementen versehen ist, 3 shows a variant of a lifting device with a hydraulic linear motor, the hydraulic cylinder of which is provided with transmission elements at both ends,

Fig. 4 eine weitere Variante einer Hubeinrichtung mit einem Hydraulik-Linearmotor, 4 shows a further variant of a lifting device with a hydraulic linear motor,

Fig. 5 eine praktische Ausführungsform der Hubeinrichtung nach Fig. 4 und Fig. 5 shows a practical embodiment of the lifting device according to Fig. 4 and

Fig. 6 einen Längsschnitt eines Teils eines Linearmotors für eine Hubeinrichtung nach Fig. 1-5. 6 shows a longitudinal section of part of a linear motor for a lifting device according to FIGS. 1-5.

Die in Fig. 1 dargestellte Hubeinrichtung weist einen Hy-draulik-Linearmotor 1 auf, welcher sich aus einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 2, einen Kolben 3 und zwei am Kolben 3 befestigten Kolbenstangen 4 zusammensetzt. Die Kolbenstangen 4 erstrecken sich hierbei beidseits durch die Stirnseiten des Hydraulikzylinders 2. Der Kolben 3 und die beiden Kolbenstangen 4 sind stationär, wobei die Enden 5 der Kolbenstangen 4 an Feststellen 6, z.B. am Boden und an der Decke eines Schachtes, verankert sind. Die Kolbenstangen 4 sind hohl und weisen eine Längsbohrung 7 auf, die als Zuleitung für das Druckmedium in die beiden von dem Kolben 3 gebildeten Teilkammern 8, 9 des Hydraulikzylinders 2. The lifting device shown in FIG. 1 has a hydraulic linear motor 1, which is composed of a double-acting hydraulic cylinder 2, a piston 3 and two piston rods 4 attached to the piston 3. The piston rods 4 extend on both sides through the end faces of the hydraulic cylinder 2. The piston 3 and the two piston rods 4 are stationary, with the ends 5 of the piston rods 4 at points 6, e.g. are anchored to the floor and ceiling of a shaft. The piston rods 4 are hollow and have a longitudinal bore 7 which, as a supply line for the pressure medium, into the two partial chambers 8, 9 of the hydraulic cylinder 2 formed by the piston 3.

Am oberen Ende 10 des Hydraulikzylinders 2 ist ein Übertragungselement, z.B. eine Rolle 12, befestigt, die einen Teil eines Seilzuges 13 bildet, an welchem ein mit einer Nutzlast beladbarer Fahrkorb 14 angehängt ist. Das über Rollen 15,16 geführte Seil 17 des Seilzuges 13 ist an einer Feststelle 18 befestigt. At the upper end 10 of the hydraulic cylinder 2 there is a transmission element, e.g. a roller 12 attached, which forms part of a cable 13, to which a car 14 which can be loaded with a payload is attached. The cable 17 of the cable 13, which is guided over rollers 15, 16, is attached to a fixing point 18.

In der in Figur 1 dargestellten Wirkungsverbindung des Seilzuges 13 mit dem Hydraulik-Linearmotor 1 weist der Seilzug 13 eine 2:1 Übersetzung auf, d.h. der Fahrkorb 14 führt den doppelten Weg des Hydraulikzylinders 2 aus. Die Wirkungsverbindung zwischen dem Seilzug 13 und dem Hydraulikzylinder 2 kann jedoch, wie noch gezeigt wird, in anderer Weise verwirklicht werden. In the operative connection of the cable pull 13 with the hydraulic linear motor 1 shown in FIG. 1, the cable pull 13 has a 2: 1 ratio, i.e. the car 14 executes the double path of the hydraulic cylinder 2. However, as will be shown, the operative connection between the cable 13 and the hydraulic cylinder 2 can be realized in a different way.

Zum Antrieb des Hydraulik-Linearmotors 1 dient ein Hydraulik-Antrieb 19, der sich aus einem Elektromotor 20 und einer Hydraulik-Pumpe 21 zusammensetzt. Die Hydraulik-Pumpe 21 saugt das Druckmedium aus einem Reservoir 22 über eine mit einem Filter 23 versehene Leitung 24 an und fördert es durch eine Druckleitung 25 zu einem federbelasteten, magnet-betätigten 4/3-Wegventil, mit dem die Bewegungsrichtung des Hydraulik-Linearmotors 1 gewählt wird. Vom Wegventil 26 führen Zuleitungen 35 zu den Längsbohrungen 7 der Kolbenstangen 4. Eine Rückleitung 36 wird durch zwei Ablassventile 27, 28 gesteuert. Im weiteren ist ein Akkumulator 32 über Zweigleitungen 37, 38 beaufschlagt, während von der Druckleitung 25 ein weiterer Anschluss 39 über ein Druckminderventil 31 zum Akkumulator 32 führt. Rückschlagventile 40 vervollständigen die Steuerung des Hy-draulik-Linearmotors 1. A hydraulic drive 19, which is composed of an electric motor 20 and a hydraulic pump 21, is used to drive the hydraulic linear motor 1. The hydraulic pump 21 draws in the pressure medium from a reservoir 22 via a line 24 provided with a filter 23 and conveys it through a pressure line 25 to a spring-loaded, magnetically actuated 4/3-way valve with which the direction of movement of the hydraulic linear motor 1 is selected. Supply lines 35 lead from the directional control valve 26 to the longitudinal bores 7 of the piston rods 4. A return line 36 is controlled by two drain valves 27, 28. Furthermore, an accumulator 32 is acted upon via branch lines 37, 38, while a further connection 39 leads from the pressure line 25 via a pressure reducing valve 31 to the accumulator 32. Check valves 40 complete the control of the hydraulic linear motor 1.

Ein wesentlicher Bestandteil der Hubeinrichtung nach Fig. 1 ist ein Ausgleichgewicht 41, mit welchem zur Verminderung der Antriebsleitung das Gewicht des Fahrkorbes 14, d.h. die Totlast, vollständig und ein Teil der Nutzlast, vorzugsweise die halbe Nutzlast, ausgeglichen werden. In Fig. 1 ist das Ausgleichgewicht 41 mit dem Hydraulikzylinder 2 fest verbunden. Entsprechend der 2:1 Übersetzung des Seilzuges 13 weist das Ausgleichgewicht 41 den doppelten Wert sowohl der Totlast als auch der Teil-Nutzlast auf. An essential part of the lifting device according to Fig. 1 is a balance weight 41, with which to reduce the drive line the weight of the car 14, i.e. the dead load, complete and part of the payload, preferably half the payload, are balanced. In Fig. 1, the counterweight 41 is firmly connected to the hydraulic cylinder 2. According to the 2: 1 ratio of the cable 13, the counterweight 41 has twice the value of both the dead load and the partial payload.

In Fig. 2 ist der Hydraulik-Linearmotor 1 der Hubeinrichtung nach Fig. 1 nochmals dargestellt. Ist die Totlast, d.h. der Fahrkorb 14, wesentlich schwerer als die Nutzlast, wird das Ausgleichgewicht entsprechend gross. In diesem Fall kann auf die Befestigung des Ausgleichgewichtes 41 am Hydraulikzylinder 2 verzichtet und das Ausgleichgewicht 41' mit einem (gestrichelt dargestellten) Seilzug direkt am Fahrkorb 14 befestigt werden. Das Ausgleichsgewicht 41' wird dann nur halb so gross wie das Ausgleichsgewicht 41 am Hydraulikzylinder 2. 2 shows the hydraulic linear motor 1 of the lifting device according to FIG. 1 again. Is the dead load, i.e. the car 14, much heavier than the payload, the balance weight is correspondingly large. In this case, the attachment of the balance weight 41 to the hydraulic cylinder 2 can be dispensed with and the balance weight 41 'can be attached directly to the car 14 using a cable (shown in dashed lines). The balance weight 41 'then becomes only half as large as the balance weight 41 on the hydraulic cylinder 2.

In Fig. 3 ist eine Hubeinrichtung dargestellt, die bei einer 5 gegenüber der Nutzlast grossen Totlast anwendbar ist und deshalb die direkte Verbindung mit der Totlast 14 über den Seilzug 42 verwirklicht. In diesem Fall muss der Hydraulikzylinder 2 beidseits an seinen Enden 10, 11 ein Übertragungsmittel, z.B. eine Rolle 12 aufweisen, damit er in der io Lage ist, den Fahrkorb 14 nach unten zu ziehen, damit im Leerzustand der (teilweise) Nutzlastausgleich im Gegengewicht über die Seilzüge nach oben bewegt werden kann. Ist die Nutzlast vollständig ausgeglichen, wie dies z.B. bei einem Schleusenaufzug der Fall sein kann, muss mit dem Antrieb 15 nur noch die Reibung der verschiedenen Elemente überwunden werden. Im übrigen kann die Hubeinrichtung nach Fig. 3 dadurch vereinfacht werden, dass der Fahrkorb mit dem Hydraulikzylinder 2 gekuppelt wird. Der Hydraulikzylinder 2 und das Ausgleichgewicht 41' führen dann einen gleich 20 grossen Hub aus. Wird ein solcher Antrieb horizontal verlegt, können damit Lasten verschoben werden. 3 shows a lifting device which can be used with a 5 dead load which is large compared to the payload and therefore realizes the direct connection to the dead load 14 via the cable 42. In this case the hydraulic cylinder 2 must have a transmission means, e.g. have a roller 12 so that it is able to pull the car 14 down, so that the (partial) payload compensation in the counterweight can be moved upwards via the cable pulls when empty. Is the payload fully balanced, e.g. can be the case with a lock elevator, the drive 15 only has to overcome the friction of the various elements. 3 can be simplified in that the car is coupled to the hydraulic cylinder 2. The hydraulic cylinder 2 and the balance weight 41 'then perform an equally large stroke. If such a drive is installed horizontally, loads can be shifted with it.

In Figur 4 und 5 ist eine Hubeinrichtung dargestellt, bei welcher die am oberen Ende 10 des Hydraulikzylinders 2 angeordneten Übertragungsmittel, d.h. die Rollen 12, zweier 25 Seilzüge 13 symmetrisch zum Hydraulik-Linearmotor 1 angeordnet sind, wobei mit den Seilzügen 13 eine platzsparende Aufhängung des Fahrkorbes 14 erreicht wird, siehe Figur 5. In Figures 4 and 5 a lifting device is shown in which the transmission means arranged at the upper end 10 of the hydraulic cylinder 2, i.e. the rollers 12, two 25 cables 13 are arranged symmetrically to the hydraulic linear motor 1, with the cables 13 achieving a space-saving suspension of the car 14, see FIG. 5.

In Figur 5 ist das Ausgleichgewicht 41 in zwei Teilen beidseits des Hydraulikzylinders 2 angeordnet. Die beiden 30 Rollen 12 sind gegeneinander geneigt am Ausgleichgewicht 41 befestigt, während die Rollen 15 beidseits des Fahrkorbes 14 angeordnet sind. Die Rollen 16 können hierbei entfallen. Die Befestigung der Seile der Seilzüge 13 erfolgt beidseits des Fahrkorbes an Konsolen 43. Zur Führung des Fahrkorbes 3514 in dem Schacht 44 dienen Schienen 45. In Figure 5, the balance weight 41 is arranged in two parts on both sides of the hydraulic cylinder 2. The two 30 rollers 12 are attached to the balance weight 41 at an angle to one another, while the rollers 15 are arranged on both sides of the car 14. The rollers 16 can be omitted here. The ropes of the cable pulls 13 are fastened to brackets 43 on both sides of the car. Rails 45 are used to guide the car 3514 in the shaft 44.

Durch die stationäre Anordnung der Kolbenstangen 4 und durch die Ausführung der Hubbewegung durch den Hydraulikzylinder 2 wird erreicht, dass die Kolbenstangen 4 im wesentlichen nur auf Zug beansprucht werden und demnach 40 keine Knickprobleme vorliegen, auch wenn Ausgleichgewichte 41,41' verwendet werden. The stationary arrangement of the piston rods 4 and the execution of the lifting movement by the hydraulic cylinder 2 mean that the piston rods 4 are essentially only subjected to tension and accordingly there are no buckling problems 40, even if counterweights 41, 41 'are used.

Aus Figur 6 ist ein Längsschnitt eines teilweise dargestellten Hydraulik-Linearmotors 1 ersichtlich. Der Hydraulikzylinder 2 setzt sich im wesentlichen aus zwei mit einem Zylin-45 derkopf 46,47 versehenen Rohren 48, 49, zusammen, welche durch eine Rohrkupplung 50 zusammengehalten sind, die sich aus zwei Halbschalen 50', 50" zusammensetzt, welche über eine mit Dichtungsringen 51 versehene Hülse 52 gelegt und durch Spannbänder zusammengehalten sind. Auf diese so Weise kann der Hydraulikzylinder 2 durch zusätzliche Rohrstücke 48,49 durch Rohrkupplungen 50 beliebig lang ausgebildet werden. A longitudinal section of a partially illustrated hydraulic linear motor 1 can be seen from FIG. The hydraulic cylinder 2 is composed essentially of two tubes 48, 49 provided with a cylinder head 46, 47, which are held together by a tube coupling 50, which is composed of two half-shells 50 ', 50 ", which are connected via one with Sleeve 52 provided with sealing rings 51 and held together by tensioning straps, in this way the hydraulic cylinder 2 can be made as long as desired by means of additional pipe pieces 48, 49 by pipe couplings 50.

Der Kolben 3 weist Dichtungsmittel 53 sowie beidseits 55 einen Hohlstutzen 54 mit einem Innengewinde auf, in welches ein Kupplungsrohr 55 eingeschraubt ist. Auf das andere Ende des Kupplungsrohres 55 ist ein Kolbenstangenrohr 56, 57 aufgeschraubt. Es können nun beliebig viele solcher Kolbenstangenrohre mit Hilfe von Kupplungsrohren 55 anein-60 ander gereiht werden. Am Ende der Kolbenstangen 4 wird ein Anschlussrohr 58 angeschraubt, an welchem die Zuleitungen 34, 35 münden und welches ein Befestigungsmittel 59, z.B. ein Haken oder eine Öse (nicht dargestellt), aufweist. The piston 3 has sealing means 53 and on both sides 55 a hollow connector 54 with an internal thread, into which a coupling tube 55 is screwed. A piston rod tube 56, 57 is screwed onto the other end of the coupling tube 55. Any number of such piston rod tubes can now be strung together with the help of coupling tubes 55. At the end of the piston rods 4, a connecting pipe 58 is screwed, on which the feed lines 34, 35 open and which has a fastening means 59, e.g. a hook or eye (not shown).

Die Möglichkeit, sowohl den Hydraulikzylinder 2 als 65 auch die Kolbenstangen 4 in Teilelemente zu zerlegen, bringt den Vorteil, eine bestimmte Länge, z.B. 5 m für diese Elemente zu wählen, womit eine günstige Montage in einem Aufzugsschacht ermöglicht wird. The possibility of disassembling both the hydraulic cylinder 2 and 65 and the piston rods 4 into partial elements has the advantage of a certain length, e.g. To choose 5 m for these elements, which enables an inexpensive installation in an elevator shaft.

674 641 4 674 641 4

Mit der beschriebenen Hubeinrichtung zum Heben und dem sind diese Anlagen bezüglich beliebiger Hubhöhen unSenken von Lasten kann beim hydraulischen Linearmotor abhängig von Knickungsbedingungen, d.h. es können grosse eine optimale Lastenausgleichsnutzung erreicht werden. Zu- Hubhöhen problemlos verwirklicht werden. With the described lifting device for lifting, and with regard to any lifting heights, these systems are able to lower loads in the hydraulic linear motor depending on buckling conditions, i.e. Large, optimal load balancing can be achieved. To- lift heights can be easily realized.

C C.

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

674 641

1. Lifting device for lifting and lowering a receptacle (14) which can be loaded with a payload and forms the dead load, the total load composed of the dead load and the payload being raised and lowered by a reversible hydraulic linear motor (1), characterized in that the total load, the dead load completely and the payload are at least partially balanced by a counterweight while avoiding buckling loads in the hydraulic linear motor (1).

2. Lifting device according to claim 1, characterized in that the complete compensation of the dead load and the partial, preferably about 50% selected compensation of the payload is achieved by a counterweight (41) firmly connected to the cylinder (2) of the hydraulic linear motor (1) becomes.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Lifting device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the lifting device has a hydraulic linear motor (1) provided with a double-acting, liftable and lowerable hydraulic cylinder (2), in which the hydraulic cylinder penetrates piston rods (4) on both sides Form a stationary holder for the piston (3) of the linear motor (1) and are anchored at both ends in fixed locations (6) in the environment.

4. Lifting device according to claim 3, characterized in that the total load composed of dead load and payload is operatively connected to the hydraulic cylinder (2) by means of a cable pull (13) guided via rollers (15, 16), the hydraulic linear motor (1) a counterweight is assigned completely to the dead load and the payload is at least partially compensated, and at one end (10, 11) of the hydraulic cylinder (2) is a transmission means, for example a roller (12) of the cable (13) is arranged.

5. Lifting device according to claim 4, characterized in that the total weight at least partially compensating counterweight (41) is fixed to the hydraulic cylinder (2).

6. Lifting device according to claim 4, characterized in that the counterweight (41) via a further cable (42), e.g. with a ratio of 1: 1, is directly connected to the total load.

7. Lifting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the length of the hydraulic cylinder (2) is at least equal to the stroke of the lifting device, divided by the power transmission of the cable (13).

8. Lifting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the hydraulic cylinder (2) at its two ends (10, 11) each have a power transmission element, e.g. a roller (12) each of a cable (13) is provided for generating forces in both directions of movement of the hydraulic cylinder (2).

9. Lifting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the piston rods (4) emerging from the hydraulic cylinder (2) on both sides for the supply of the pressure medium into the partial chambers (8, 9) formed by the piston (3) are hollow are formed and connection points (58) for the pressure medium supply lines (34, 35) are provided in the vicinity of the fixed points (6) in the environment.

10. Lifting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that at any stroke the total load of the tubes (48, 49) composed hydraulic cylinders (2) and in the piston rod tubes (56, 57) composed piston rods (4) tubes certain Length, e.g. 5 m long are provided.

11. Lifting device according to claim 10, characterized in that the piston rod tubes (56, 57) are firmly connected by coupling tubes (55), e.g. are screwed together.

12. Lifting device according to claim 3, characterized in that the piston rods (4) can be pretensioned at their anchoring points.