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Die Erfindung betrifft eine Aufzuganlage mit einem Fahrkorb, der in eine Fahrtrichtung entlang des Aufzugsschachtes verfahrbar ist. Aufzugsanlagen dienen der Beförderung von Passagieren zwischen verschiedenen Stockwerken eines Gebäudes. Hierzu wird ein Fahrkorb innerhalb eines Aufzugsschachtes zwischen den Stockwerken verfahren. Klassisch ist der Fahrkorb hierzu über ein Tragseil mit einem Gegengewicht verbunden, wobei das Seil über eine angetriebene Treibscheibe verläuft. Alternative Aufzuganlagen verwenden dagegen keine Gegengewichte mehr und werden mit Linearmotoren angetrieben, die in die Schienen und Fahrkörbe integriert sind.
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Zusätzlich ist ein typischer Fahrkorb über ein Hängekabel mit der Schachtwand des Aufzugschachtes verbunden. Über dieses Hängekabel wird eine Energieversorgung des Fahrkorbs gewährleistet, die beispielsweise dazu dient, die Innenbeleuchtung des Fahrkorbs und die Steuerungselemente im Inneren des Fahrkorbs zu betreiben. Bei neueren Aufzugsystemen wird der Fahrkorb jedoch nicht nur aufwärts und abwärts verfahren, sondern auch zwischen mehreren sich vertikal erstreckenden Aufzugschächten. Ein derartiges Aufzugssystem ist beispielsweise bekannt aus der
JP H06-48672 . Eine Verbindung des Fahrkorbs mit der Schachtwand über ein Hängekabel ist bei solchen Systemen daher nur mit großen Schwierigkeiten zu realisieren.
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Unabhängig davon wurden gelegentlich Aufzugsysteme vorgeschlagen, bei denen eine Energieversorgung des Fahrkorbs über einen permanenten Schleifkontakt zwischen einem Stromabnehmer am Fahrkorb und einer Stromschiene im Aufzugschacht gewährleistet wird. Ein derartiges System ist beispielsweise in der
US1859483 gezeigt. In diesem Fall dient die Stromversorgung jedoch zum Betrieb eines Antriebsmotors, der am Fahrkorb angeordnet ist. Außerdem hat ein permanenter Schleifkontakt den Nachteil, dass er einer hohen Abnutzung unterliegt und daher häufig getauscht werden muss. Weiterhin führt ein permanenter Schleifkontakt zu einer ständigen Geräuschbildung während der Aufzugfahrt, sodass der Fahrkomfort beeinträchtigt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Aufzuganlage derart weiterzubilden, dass eine komfortable Aufzugfahrt bei gleichzeitiger Energieversorgung des Fahrkorbs ohne Hängekabel gewährleistet werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Aufzuganlage mit entlang eines Aufzugschachtes in eine Fahrtrichtung verfahrbaren Fahrkorb, wobei der Aufzugschacht eine Stromschiene aufweist, die sich entlang der Fahrtrichtung erstreckt, und wobei der Fahrkorb einen Stromabnehmer aufweist. Der Stromabnehmer ist zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung entlang einer Andrückrichtung bewegbar. In der ersten Stellung steht der Stromabnehmer mit der Stromschiene im Eingriff, so dass eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene und dem Stromabnehmer vorliegt. In der zweiten Stellung ist der Stromabnehmer von der Stromschiene abgerückt, so dass die elektrische Verbindung zwischen Stromschiene und Stromabnehmer getrennt ist. In der ersten Stellung ist der Fahrkorb somit an eine externe Stromversorgung angeschlossen, sodass das elektrische System des Fahrkorbs inklusive der elektrischen Komponenten, wie zum Beispiel Innenbeleuchtung, Steuerungselemente oder Türantrieb, mit Energie versorgt werden. In der zweiten Stellung liegt kein mechanischer Kontakt zwischen dem Stromabnehmer und der Stromschiene vor. Dies hat den Vorteil, dass der Stromabnehmer nicht beim Verfahren des Fahrkorbs an der Stromschiene entlangschleift. Somit werden die Geräuschbildung und die Bildung von Vibrationen hierdurch vermieden. Gleichzeitig unterliegt der Stromabnehmer geringerer Abnutzung, da während der Fahrt kein permanenter Schleifkontakt vorliegt.
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Bei einer weitergebildeten Ausführung der Erfindung weist der Fahrkorb einen Energiespeicher, insbesondere einem Li-Ionen-Akku, auf. Solange der Stromabnehmer sich in der zweiten Stellung befindet und die elektrische Verbindung zwischen Stromschiene und Stromabnehmer getrennt ist, wird die Stromversorgung der elektrischen Komponenten des Fahrkorbs durch den Energiespeicher gewährleistet. Solange der Stromabnehmer sich in der ersten Stellung befindet und eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene und dem Stromabnehmer vorliegt, wird der Energiespeicher über die Stromschiene mittels einer externen Stromversorgung geladen. Gleichzeitig können die elektrischen Komponenten des Fahrkorbs direkt über die externe Stromversorgung versorgt werden. Alternativ kann die Energieversorgung der elektrischen Komponenten des Fahrkorbs auch in der ersten Stellung durch den Energiespeicher gewährleistet werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine kontinuierliche Energieversorgung der elektrischen Komponenten des Fahrkorbs ermöglicht wird, unabhängig davon ob zwischen dem Stromabnehmer und der Stromschiene eine elektrische Verbindung besteht.
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In einer Ausführungsvariante der Erfindung weist die Aufzuganlage ein Kontrollsystem auf, das dazu ausgebildet ist, beim Unterschreiten einer Grenzgeschwindigkeit zu veranlassen, dass der Stromabnehmer in die erste Stellung verbracht wird. Weiterhin ist das Kontrollsystem dazu ausgebildet, beim Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit zu veranlassen, dass der Stromabnehmer in die zweite Stellung verbracht wird. Dies hat den Vorteil, dass sich der Stromabnehmer nur so lange in der ersten Stellung befindet wie die Geschwindigkeit des Fahrkorbs unterhalb der Grenzgeschwindigkeit liegt. Ein mechanischer Kontakt zwischen Stromabnehmer und Stromschiene liegt also nur vor, solange die Geschwindigkeit des Fahrkorbs unterhalb der Grenzgeschwindigkeit liegt.
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Die Grenzgeschwindigkeit kann beispielsweise 0 m/s betragen. Dies bedeutet, dass der Stromabnehmer nur dann mit der Stromschiene im Eingriff steht, wenn der Fahrkorb zum Stillstand gekommen ist. Auf diese Weise kann eine Abnutzung des Stromabnehmers und der Stromschiene sowie eine Geräuschbildung weitestgehend verhindert werden.
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Die Grenzgeschwindigkeit kann beispielsweise aber auch im Bereich von 0,1 m/s bis 0,5 m/s, insbesondere bei 0,2 m/s bis 0,4 m/s, insbesondere bei 0,3 m/s liegen.
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Eine Grenzgeschwindigkeit größer Null bedeutet, dass bereits während eines Abbremsvorgangs beim Einfahren in eine Haltestelle eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene und dem Stromabnehmer hergestellt wird noch bevor der Fahrkorb zum endgültigen Stillstand gekommen ist. Entsprechend bleibt die elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene und dem Stromabnehmer noch während des Beschleunigungsvorgangs beim Ausfahren aus der Haltestelle bestehen. Je größer die Grenzgeschwindigkeit ist, desto früher wird die elektrische Verbindung hergestellt und desto länger bleibt die elektrische Verbindung beim Ausfahren bestehen. Somit führt eine höhere Grenzgeschwindigkeit dazu, dass der Zeitraum, in dem eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene und dem Stromabnehmer vorliegt länger wird. Ein längerer Zeitraum hat den Vorteil, dass eine längere Ladezeit des Energiespeichers im Fahrkorb gewährleistet wird. Weiterhin werden insbesondere beim Einfahren und Ausfahren aus einer Haltestelle bestimmte elektrische Komponenten des Fahrkorbs benötigt. Dies ist insbesondere der Antrieb der Kabinentür. Typischerweise wird der Öffnungsvorgang der Kabinentür bereits eingeleitet noch bevor der Fahrkorb zum endgültigen Stillstand in der Haltestelle gelangt ist. Entsprechend ist der Schließvorgang der Kabinentür typischerweise noch nicht vollständig abgeschlossen, wenn der Fahrkorb den Ausfahrvorgang aus der Haltestelle beginnt. Ein längerer Zeitraum hat somit den Vorteil, dass die elektrischen Komponenten des Fahrkorbs, die während des Einfahrens und Ausfahren aus einer Haltestelle benötigt werden, weitgehend über die externe Stromversorgung betrieben werden können und nicht vom Energiespeicher versorgt werden müssen. Beide Effekte führen dazu, dass ein kleinerer und damit günstigerer Energiespeicher im Fahrkorb verwendet werden kann.
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Andererseits hat eine geringere Grenzgeschwindigkeit den Vorteil, dass die Abnutzung des Stromabnehmers und der Stromschiene reduziert wird. Während sich der Fahrkorb unterhalb der Grenzgeschwindigkeit bewegt, liegt zwischen dem Stromabnehmer und der Stromschiene ein Schleifkontakt vor. Dieser Schleifkontakt führt zu einer Abnutzung von Stromabnehmer und Stromschiene. Je geringer die Grenzgeschwindigkeit ist, desto geringer ist die Abnutzung des Stromabnehmers und der Stromschiene sowie die Geräuschbildung durch den Schleifkontakt.
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Es hat sich gezeigt, dass einen guten Kompromiss zwischen diesen beiden Effekten eine Grenzgeschwindigkeit liefert, die im Bereich von 0,1 m/s bis 0,5 m/s, insbesondere im Bereich von 0,2 m/s bis 0,4 m/s, insbesondere bei 0,3 m/s liegt. Derartige Grenzgeschwindigkeiten ermöglichen eine ausreichende Ladezeit des Energiespeichers im Fahrkorb, während gleichzeitig die Abnutzung des Stromabnehmers in vertretbaren Grenzen bleibt.
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In einer Ausführungsvariante der Erfindung weist die Aufzuganlage ein Kontrollsystem auf, das dazu ausgebildet ist, bei einem Nothalt zu veranlassen, dass der Stromabnehmer in die erste Stellung verbracht wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Energieversorgung des Fahrkorbs während der Reparatur und/oder Evakuierung gewährleistet ist.
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Bei einer weitergebildeten Ausführungsform der Erfindung weist die Aufzuganlage einen Antrieb auf, um den Fahrkorb zu verfahren, wobei der Antrieb unabhängig davon betreibbar ist, dass die elektrische Verbindung zwischen Stromschiene und Stromabnehmer vorliegt. Dies hat den Vorteil, dass nicht die Antriebsenergie zwischen Stromschiene und Stromabnehmer übertragen werden muss. Daher können Stromschiene und Stromabnehmer entsprechend kleiner dimensioniert werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Fahrkorb einen ersten Druckspeicher, der den Stromabnehmer in die erste Stellung drückt. Weiterhin umfasst der Fahrkorb eine Halteeinrichtung, die den Stromabnehmer in der zweiten Stellung hält. Die Halteeinrichtung ist dazu eingerichtet, beim Lösen der Halteeinrichtung den Stromabnehmer vom ersten Druckspeicher in die erste Stellung drücken zu lassen. Der Stromabnehmer wird also von der Halteeinrichtung entgegen der Kraft des ersten Druckspeichers in der zweiten Stellung gehalten. Sobald die Halteeinrichtung gelöst wird, wird der Stromabnehmer mittels der Kraft des ersten Druckspeichers in die erste Stellung verbracht. Dies hat den Vorteil, dass der Stromabnehmer von der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegt werden kann, auch wenn das elektrische System des Fahrkorbs nicht mit Energie versorgt wird. Selbst wenn also der Energiespeicher des Fahrkorbs leer ist, kann durch die rein mechanisch gespeicherte Energie im Druckspeicher der Stromabnehmer in die erste Stellung verbracht werden, sodass eine elektrische Verbindung zur Stromschiene und damit zur externen Stromversorgung hergestellt werden kann. Als Druckspeicher können insbesondere eine oder mehrere Spiralfedern verwendet werden.
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In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform umfasst der Fahrkorb eine Rückstelleinrichtung, um den Stromabnehmer von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu verbringen. Die Rückstelleinrichtung bewegt den Stromabnehmer somit entgegen der Kraft des ersten Druckspeichers in die zweite Stellung. Hierbei wird erneut mechanische Energie im Druckspeicher gespeichert, um einen weiteren vorbeschriebenen Auslösevorgang bewirken zu können. Die Rückstelleinrichtung umfasst insbesondere einen Pneumatikzylinder und einen Kompressor. Der Pneumatikzylinder wird von dem Kompressor mit einem Unterdruck beaufschlagt, sodass sich der Kolben des Pneumatikzylinder entgegen der Kraft des ersten Druckspeichers entlang der Andrückrichtung von der Stromschiene wegbewegt. Da der Kolben des Pneumatikzylinders mechanisch mit dem Stromabnehmer gekoppelt ist, bewegt sich hierdurch auch der Stromabnehmer von der Stromschiene weg in die zweite Stellung. Solange der Unterdruck aufrechterhalten wird, verbleibt der Kolben des Pneumatikzylinders in dieser Position. Das pneumatische System umfasst weiterhin ein Belüftungsventil, das als Halteeinrichtung wirkt. Durch Öffnen des Belüftungsventils, d.h. Lösen der Halteeinrichtung, geht der Unterdruck verloren, sodass sich der Kolben des Pneumatikzylinders durch die Kraft des ersten Druckspeichers zur Stromschiene hin bewegt. Die Verwendung von Pneumatikzylindern hat den Vorteil, dass im Gegensatz zu Elektromotoren eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Zusätzlich kann die Rückstelleinrichtung besonders leicht ausgeführt werden. Dies ist bei der vorliegenden Anwendung bei einem Fahrkorb, der nicht mit einem Gegengewicht gekoppelt ist, besonders wichtig.
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Alternativ kann auch ein Elektromotor oder ein Spindelantrieb als Rückstelleinrichtung Verwendung finden.
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Die Halteeinrichtung kann beispielsweise auch einen Elektromagneten umfassen, der den Stromabnehmer entgegen der Kraft des ersten Druckspeichers in der zweiten Stellung hält. Das Lösen der Halteeinrichtung würde in diesem Fall in einem Stromlosschalten des Elektromagneten bestehen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufzuganlage weist die Stromschiene eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf, die sich in Fahrtrichtung erstrecken. Dabei weisen die Ausnehmungen jeweils im Inneren einen Kontaktbereich auf, an dem die zu übertragende Spannung anliegt. Diese Variante hat den Vorteil, dass die spannungführenden Teile innerhalb von Ausnehmungen der Stromschiene liegen. Es besteht daher für Montagepersonal kein Risiko versehentlich bei Wartungsarbeiten im Aufzugschacht mit den Spannung führenden Teilen in Berührung zu kommen. Das Unfallrisiko ist daher deutlich reduziert. Die Kontaktbereiche sind insbesondere in Form von Kupferbahnen ausgeführt, die eine besonders gute Leitfähigkeit zeigen.
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Diese Ausführungsvariante ist insbesondere derart weitergebildet, dass der Stromabnehmer eine Mehrzahl von Abnehmerkontakten aufweist, wobei in der ersten Stellung jeweils ein Abnehmerkontakt in eine Ausnehmung der Stromschiene eingreift, sodass die Abnehmerkontakte die Kontaktbereiche im Inneren der Ausnehmungen berühren. Auf diese Weise wird eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene und dem Stromabnehmer in der ersten Stellung ermöglicht, auch wenn die Kontaktbereiche der Stromschiene im Inneren von Ausnehmungen angeordnet sind.
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Um ein sicheres Eingreifen der Abnehmerkontakte in die Ausnehmungen der Stromschiene zu gewährleisten, weist die Stromschiene insbesondere Einführschrägen auf, die sich entlang der Ausnehmungen erstrecken. Diese sind so orientiert, dass sich für jede Ausnehmung im Querschnitt ein Einführtrichter ergibt. Durch den Einführtrichter ist sichergestellt dass die Abnehmerkontakte sicher in die Ausnehmungen und zu den Kontaktbereichen geführt werden. Die Einführschrägen können als separate Bauteile gestaltet sein oder auch einstückig in den Schienenkörper der Stromschiene eingebracht werden.
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Bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Aufzuganlage weist der Stromabnehmer eine Fassung und einer Mehrzahl von Abnehmerkontakten auf. Hierbei sind die Abnehmerkontakte jeweils gegenüber der Fassung entlang der Andrückrichtung bewegbar. Weiterhin umfasst der Stromabnehmer eine Mehrzahl von zweiten Druckspeichern, die jeweils einem Abnehmerkontakt zugeordnet sind. Die zweiten Druckspeicher drücken den zugeordneten Abnehmerkontakt gegenüber der Fassung entlang der Andrückrichtung zur Stromschiene hin. Die zweiten Druckspeicher sind insbesondere als Spiralfedern ausgeführt, die zwischen den Abnehmerkontakten und der Fassung angeordnet sind. Durch diese Weiterbildung wird eine ungleichmäßige Abnutzung der Abnehmerkontakte kompensiert. Eine ungleichmäßige Abnutzung führt dazu, dass sich die Längen der Abnehmerkontakte nach einer gewissen Betriebsdauer voneinander unterscheiden. Dies könnte dazu führen, dass in der ersten Stellung nicht mehr alle Abnehmerkontakte die ihnen zugeordneten Kontaktbereiche berühren. Folglich wären nicht alle notwendigen elektrischen Verbindungen gegeben. Um dies zu verhindern sind die zweiten Druckspeicher zwischen der Fassung und den Abnehmerkontakten angeordnet. Die Druckspeicher sorgen dafür, dass in einem solchen Fall die stärker abgenutzten und damit kürzeren Abnehmerkontakte weiter von der Fassung abgerückt werden, um den Längenunterschied zu kompensieren. Somit ist auch in einem solchen Fall sicher gewährleistet, dass alle Abnehmerkontakte die ihnen zugeordneten Kontaktbereiche berühren, während der Stromabnehmer sich in der ersten Stellung befindet.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufzuganlage weist der Stromabnehmer eine Fassung und einer Mehrzahl von Abnehmerkontakten auf, wobei die Abnehmerkontakte jeweils gegenüber der Fassung um eine Schwenkachse verschwenkbar sind. Die Schwenkachse ist dabei typischerweise parallel zur Fahrtrichtung des Fahrkorbs und parallel zur Haupterstreckungsrichtung der Stromschiene. Dies hat den Vorteil, dass die Abnehmerkontakte auch bei einem gewissen lateralen Versatz zwischen Stromschiene und Stromabnehmer zuverlässig beim Einfahren in die Ausnehmungen und zu den Kontaktbereichen geführt werden. Beim Wechsel von der zweiten Stellung in die erste Stellung, das heißt beim Einfahren der Abnehmerkontakte in die Ausnehmungen würden die Abnehmerkontakte bei einem lateralen Versatz zunächst auf die Einführschrägen treffen. Ohne Verschwenkbarkeit um die Schwenkachse wäre der Eingreifvorgang der Abnehmerkontakte an dieser Stelle beendet bzw. die Abnehmerkontakte würden bei genügend großer Kraft verbiegen. Dadurch dass die Abnehmerkontakte jedoch verschwenkbar sind, bewirkten die Einführschrägen im weiteren Verlauf der Einfahrbewegung nun ein Verschwenken der Abnehmerkontakte um die jeweilige Schwenkachse bis die Spitzen der Abnehmerkontakte in die Ausnehmungen eingreifen können. Typischerweise hat der laterale Versatz zwischen Stromschiene und Stromabnehmer seine Ursache in einem Montagefehler der Stromschiene oder einem Montagefehler der Führungsrollen des Fahrkorbs. Eine weitere Ursache eines lateralen Versatzes kann ein ungleichmäßiges Abnutzen von Führungsrollen des Fahrkorbs darstellen dies führt nach einer gewissen Betriebsdauer ebenfalls zu einem lateralen Versatz. Da die Führungsrollen ungleichmäßig abgenutzt sind, wird der Fahrkorb nicht mehr exakt zentriert sondern weist einen lateralen Versatz zu seiner ursprünglichen Soll Position auf. Demnach ist der Fahrkorb auch gegenüber der fest mit der Aufzugwand verbunden Stromschiene lateral versetzt. Die Verschwenkbarkeit der Abnehmerkontakte ermöglicht somit eine größere Toleranz gegenüber jeglichem lateralen Versatz.
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Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsvariante ist die Mehrzahl der Abnehmerkontakte untereinander mit Kopplungselementen verbunden, sodass die Mehrzahl der Abnehmerkontakte nur gemeinschaftlich verschwenkbar ist. Die vorstehend erläuterten Ursachen für einen lateralen Versatz führen immer dazu, dass ein lateraler Gesamtversatz zwischen Stromschiene und Stromabnehmer vorliegt. Jeder Abnehmerkontakt hat also den gleichen lateralen Versatz zu seiner zugeordneten Ausnehmung der Stromschiene. Folglich ist für alle Abnehmerkontakte die gleiche Schwenkbewegung beim Eingreifen in die zugeordnete Ausnehmung erforderlich. Daher ist es vorteilhaft, die Abnehmerkontakte derart zu koppeln dass sie nur gemeinschaftlich verschwenkbar sind.
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Insbesondere ist diese Ausführungsvariante derart weitergebildet, dass der Stromabnehmer einen dritten Druckspeicher umfasst. Der dritte Druckspeicher ist dazu ausgebildet, die Mehrzahl der Abnehmerkontakte nach einer Verschwenkung in eine Ruhelage zurück zu drücken. Ist aufgrund des lateralen Versatzes im Verlauf der Einfahrbewegung ein Verschwenken der Abnehmerkontakte erforderlich, so bewirkt der dritte Druckspeicher, dass die Abnehmerkontakte nach dem Ausfahren (d.h. sobald sich der Stromabnehmer wieder in der zweiten Stellung befindet) wieder in ihre Ruhelage zurückkehren. Der dritte Druckspeicher ist daher so mit den Abnehmerkontakten gekoppelt, dass er einer Verschwenkbewegung der Abnehmerkontakte aus einer Ruhelage entgegenwirkt. Beispielsweise kann der dritte Druckspeicher Spiralfedern umfassen, die bei einer Verschwenkbewegung der Abnehmerkontakte zusammengedrückt oder gespannt werden. In der Ruhelage sind die Abnehmerkontakte typischerweise parallel zur Andrückrichtung orientiert.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist im Aufzugschacht mindestens eine stationäre Komponente angeordnet, die über die Stromschiene mit Energie versorgt wird. Dies hat den Vorteil, dass auf eine zusätzliche Verkabelung entlang des Aufzugsschachtes weitgehend verzichtet werden kann, weil die Stromschiene gleichzeitig zur Stromversorgung von stationären Komponenten verwendet wird. Insbesondere ist hierzu die stationäre Komponente über einen Ausspeisekontakt elektrisch mit der Stromschiene verbunden. Dieser Ausspeisekontakt ist baugleich zu einem Einspeisekontakt ausgebildet, mit dem die Stromschiene an eine externe Stromversorgung angebunden ist. Die baugleiche Ausführung der Einspeisekontakte und Ausspeisekontakte ermöglicht es, die Anzahl der unterschiedlichen Bauteile zu reduzieren.
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Neben den vorgeschriebenen Aufzuganlagen betrifft die Erfindung ebenfalls ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Aufzuganlage, wobei der Stromabnehmer von der ersten Stellung in die zweite Stellung verbracht wird, sobald eine Geschwindigkeit des Fahrkorbs eine Grenzgeschwindigkeit überschreitet. Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Aufzugsanlage, wobei der Stromabnehmer von der zweiten Stellung in die erste Stellung verbracht wird, sobald eine Geschwindigkeit des Fahrkorbs die Grenzgeschwindigkeit unterschreitet. Diese Verfahren haben die Vorteile, die vorstehend bereits im Zusammenhang mit der Grenzgeschwindigkeit erläutert wurden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer vorstehend beschriebenen Aufzugsanlage wobei der Stromabnehmer bei einem Nothalt in die erste Stellung verbracht wird. Dies hat den Vorteil dass eine Energieversorgung des Fahrkorbs während der Reparatur und/oder Evakuierung gewährleistet ist.
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Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Figuren. Hierbei zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrkorbs in einem Aufzugschacht Aufzugschacht mit einer Stromschiene;
- 2a und 2b schematische Darstellungen der Aufzuganlage;
- 3 ein Querschnitt durch Stromschiene und Stromabnehmer, wobei sich der Stromabnehmer in der ersten Stellung befindet;
- 4 einen Querschnitt durch Stromschiene und Stromabnehmer, wobei sich der Stromabnehmer in der zweiten Stellung befindet.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufzuganlage 11. Die Aufzuganlage 11 umfasst eine Führungsschiene 13 und einen Fahrkorb 15. Entlang der Führungsschiene 13 ist der Fahrkorb 15 in eine Fahrtrichtung 17 innerhalb des Aufzugschachtes 18 verfahrbar. Die Aufzuganlage 11 ist als sogenannte Rucksack-Konfiguration ausgeführt. Dabei ist die Führungsschiene 13 lediglich auf einer Seite des Fahrkorbs 15 angeordnet.
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Der Aufzugschacht 18 umfasst eine Stromschiene 25, die sich in Richtung der Fahrtrichtung 17 erstreckt. Somit ist die Stromschiene 25 parallel zur Führungsschiene 13. Der Fahrkorb 15 weist einen Stromabnehmer 27 auf, um elektrische Energie von der Stromschiene 25 auf den verfahrbaren Fahrkorb 15 zu übertragen. Der Stromabnehmer 27 ist zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar. In der ersten Stellung steht der Stromabnehmer 27 mit der Stromschiene 25 im Eingriff, sodass eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene 25 und dem Stromabnehmer 27 vorliegt. In der zweiten Stellung ist der Stromabnehmer 27 von der Stromschiene 25 abgerückt, sodass die elektrische Verbindung zwischen Stromschiene 25 und Stromabnehmer 27 getrennt ist. Mögliche Bauweisen des Stromabnehmers 25 und der Stromschiene 27 sind in Bezug auf die nachfolgenden Figuren erläutert. Der Fahrkorb 15 umfasst weiterhin ein elektrisches System 29, mit dem die von der Stromschiene 25 aufgenommene elektrische Energie im Inneren des Fahrkorbs 15 verteilt wird. Teil dieses elektrischen Systems 29 ist ein Energiespeicher 31. Der Energiespeicher ist insbesondere als ein Lithium-Ionen-Akku ausgeführt Der Energiespeicher 31 wird über die Stromschiene 25 geladen während der Stromabnehmer 27 in der ersten Stellung ist, sodass eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene 25 und dem Stromabnehmer 27 vorliegt. Solange der Stromabnehmer 27 von der Stromschiene 25 abgerückt ist, d.h. sich in der zweiten Stellung befindet, gewährleistet der Energiespeicher 31 die Stromversorgung von elektrischen Komponenten 33 des Fahrkorbs 15. Bei den elektrischen Komponenten 33 kann es sich beispielsweise um die Innenbeleuchtung des Fahrkorbs 15 oder die Steuerungselemente im Inneren des Fahrkorbs 15 handeln. Die Stromschiene 25 ist über einen Einspeisekontakt 41 mit einer externen Stromversorgung 43 verbunden.
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Die Aufzuganlage 11 weist einen Antrieb 19 auf, um den Fahrkorb 15 zu verfahren. Der Antrieb ist in Form eines Linearmotors 20 ausgeführt. Der Linearmotor 20 umfasst eine stationäre Komponente 21, die sich entlang der Führungsschienen 13 erstreckt, und eine mobile Komponente 23, die mit dem Fahrkorb 15 verbunden ist. Bei der mobilen Komponente 23 handelt es sich um eine passive Komponente, die nicht auf eine Stromversorgung angewiesen ist, beispielsweise um Permanentmagneten. Somit ist der Antrieb 19 unabhängig davon betreibbar, dass die elektrische Verbindung zwischen Stromschiene 25 und Stromabnehmer 27 vorliegt.
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Im Aufzugschacht 18 ist weiterhin eine stationäre Komponente 45 angeordnet, die über die Stromschiene 25 mit Energie versorgt wird. Hierzu ist die stationäre Komponente 45 über einen Ausspeisekontakt 47 elektrisch mit der Stromschiene 25 verbunden. Insbesondere ist der Ausspeisekontakt 47 baugleich zum Einspeisekontakt 41 ausgebildet. Dies ermöglicht es die Anzahl der unterschiedlichen Bauteile zu reduzieren. Bei der stationären Komponente 45 kann es sich beispielsweise um Teile der Aufzugsteuerung, die stationäre Komponente 21 des Antriebs oder Sensoren zur Überwachung der Aufzuganlage handeln. Dadurch dass die Stromschiene 25 gleichzeitig zur Stromversorgung von stationären Komponenten 45 verwendet wird, kann auf eine zusätzliche Verkabelung entlang des Aufzugsschachtes weitgehend verzichtet werden.
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Die 2a und 2b zeigen schematisch die Abläufe beim Betrieb der erfindungsgemäßen Aufzuganlage 11. 2a zeigt zwei Fahrkörbe 15 und 16, die entlang eines Aufzugschachtes 18 in eine Fahrtrichtung 17 verfahrbar sind. Der Aufzugschacht 18 weist eine Reihe von Stockwerken auf, von denen die Stockwerke 35 und 37 beispielhaft dargestellt sind. Der Fahrkorb 16 hält derzeit am Stockwerk 35. Dabei befindet sich der Stromabnehmer 27 in der ersten Stellung, so dass eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene 25 und dem Stromabnehmer 27 vorliegt. Das elektrische System 29 (siehe 1) des Fahrkorbs 16 ist somit über den Stromabnehmer 27 und die Stromschiene 25 mit einer externen Stromversorgung verbunden. Beim Anfahren des Fahrkorbs 16 wird der Stromabnehmer 27 von der ersten Stellung in die zweite Stellung verbracht, sobald eine Geschwindigkeit des Fahrkorbs 16 eine Grenzgeschwindigkeit überschreitet. Mit dem Bezugszeichen 15 ist in 2a ein solcher Fahrkorb versehen, der sich mit einer Geschwindigkeit oberhalb der Grenzgeschwindigkeit entlang der Fahrtrichtung 17 bewegt. Der Stromabnehmer 27 am Fahrkorb 15 befindet sich dabei in der zweiten Stellung, in der er von der Stromschiene 25 abgerückt ist, so dass die elektrische Verbindung zwischen Stromschiene 25 und Stromabnehmer 27 getrennt ist. In diesem Zustand gewährleistet der Energiespeicher 31 die Stromversorgung von elektrischen Komponenten 33 des Fahrkorbs 15. Bei einem regulären Halt des Fahrkorbs 15 wird der Stromabnehmer 27 wieder von der zweiten Stellung in die erste Stellung verbracht, sobald die Geschwindigkeit des Fahrkorbs 15 die Grenzgeschwindigkeit unterschreitet. Die Verbindung zur externen Stromversorgung ist somit wiederhergestellt, so dass der Energiespeicher 31 des Fahrkorbs 15 wieder geladen wird.
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2b zeigt eine Ausnahmesituation, bei der der Fahrkorb 15 einen Nothalt durchgeführt hat. Der Fahrkorb 15 befindet sich daher oberhalb von Stockwerk 37. Bei einem Nothalt wird der Stromabnehmer 27 automatisch in die erste Stellung verbracht, sodass eine Energieversorgung des Fahrkorbs 15 während der Reparatur und/oder Evakuierung gewährleistet ist.
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Der Betrieb der Aufzuganlage 11 wird durch das Kontrollsystem 48 gesteuert. Das Kontrollsystem 48 steht hierzu mit den Fahrkörben 15 und 16 in Signalverbindung und steuert deren Geschwindigkeit. Beim Unterschreiten der Grenzgeschwindigkeit veranlasst das Kontrollsystem 48, dass der Stromabnehmer 27 in die erste Stellung verbracht wird. Beim Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit veranlasst das Kontrollsystem 48, dass der Stromabnehmer 27 in die zweite Stellung verbracht wird. Ebenso veranlasst das Kontrollsystem 48, dass der Stromabnehmer 27 bei einem Nothalt in die erste Stellung verbracht wird.
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3 zeigt einen Querschnitt durch Stromschiene 25 und Stromabnehmer 27, wobei sich der Stromabnehmer 25 in der ersten Stellung befindet. Der Stromabnehmer 27 weist fünf Abnehmerkontakte 51 und eine Fassung 49 auf, die die Abnehmerkontakte 51 hält. Seitlich an der Fassung 49 sind zwei Führungen 53 angeordnet, die eine Bewegung der Fassung 49 entlang einer Andrückrichtung 55 führen. Hierzu greifen die Führungen 53 in entsprechende Aussparungen des Gehäuses 57, das mit dem Fahrkorb 15 (nicht in 3 dargestellt) verbunden ist. Auf der der Stromschiene 25 abgewandten Seite der Fassung 49 ist ein erster Druckspeicher 59 angeordnet, der den Stromabnehmer 27 in die erste Stellung drückt, in der der Stromabnehmer 27 aus dem Gehäuse 57 ausgerückt ist. Vorliegend umfasst der Druckspeicher 59 zwei Spiralfedern 61, die sich an einer Auflage 63 des Gehäuses 47 abstützen und die Fassung 49 entlang der Andrückrichtung 55 zur Stromschiene 25 hin drücken. Zwischen den Spiralfedern 61 ist ein Pneumatikzylinder 65 angeordnet. Der Pneumatikzylinder 65 ist Teil einer Rückstelleinrichtung 67. Weiterhin umfasst die Rückstelleinrichtung 67 ein Kompressor 69. Im dargestellten Zustand ist der Pneumatikzylinder 65 belüftet. Zum Rückstellen wird der Pneumatikzylinder 65 mittels des Kompressors 69 mit einem Unterdruck beaufschlagt, sodass der Kolben 71 und die mit dem Kolben 71 verbundene Fassung 49 entgegen der Federkraft der Spiralfedern 61 eingerückt wird. In dieser zweiten Stellung wird der Stromabnehmer 27 mittels einer Halteeinrichtung 73 gehalten. Die Halteeinrichtung 73 ist in Form eines Belüftungsventils 74 ausgeführt. Solange das Belüftungsventil 74 geschlossen ist, bleibt der Unterdruck im Pneumatikzylinder 65 bestehen und der Stromabnehmer verbleibt in der eingerückten zweiten Stellung. Beim Lösen der Halteeinrichtung 73, d.h. beim Öffnen des Belüftungsventils 74, wird der Pneumatikzylinder 65 belüftet, sodass der erste Druckspeicher 59 den Stromabnehmer 27 in die erste Stellung drückt.
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Die Stromschiene 25 weist einen Schienenkörper 75 mit fünf Ausnehmungen 77 auf, die sich in Richtung der Fahrtrichtung erstrecken. In 3 verläuft die Fahrtrichtung senkrecht zur Zeichenebene. Die Ausnehmungen 77 weisen in ihrem Inneren jeweils einen Kontaktbereich 79 auf, an dem die zu übertragende Spannung anliegt. In der dargestellten ersten Stellung des Stromabnehmers 27 greift jeweils einer der fünf Abnehmerkontakte 51 in eine Ausnehmungen 77 der Stromschiene, so dass die Abnehmerkontakte 51 die Kontaktbereiche 79 im Inneren der Ausnehmungen 77 berühren. Die Kontaktbereiche 79 sind in Form von Kupferbahnen ausgeführt, mit denen die Innenseite der Ausnehmungen 77 ausgekleidet ist. Die Spitzen der Abnehmerkontakte 51, die die Kontaktbereiche 79 berühren, enthalten eine Kupfer-Graphit-Mischung, die einerseits eine gute Leitfähigkeit zeigt und andererseits ausreichend hart ist, um eine zu schnelle Abnutzung der Abnehmerkontakte 51 zu verhindern.
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Um die Lesbarkeit der 3 zu gewährleisten sind lediglich die Elemente im Umfeld des rechten Abnehmerkontaktes mit Bezugszeichen versehen. Die Beschriftungen mit den Nummern 51, 77, 79, 81 und 85 gelten für die übrigen vier Abnehmerkontakte und Ausnehmungen entsprechend.
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Entlang der Ausnehmungen 77 weist die Stromschiene 25 Einführschrägen 81 auf. Diese sind so orientiert, dass sich für jede Ausnehmung 77 im Querschnitt ein Einführtrichter ergibt, der es ermöglicht, dass die Abnehmerkontakte 51 beim Einfahren zuverlässig in die Ausnehmungen 77 und zu den Kontaktbereichen 79 geführt werden. Vorliegend sind die Einführschrägen 81 als separate Bauteile gestaltet. Alternativ können die Einführschrägen 81 einstückig in den Schienenkörper 75 eingebracht werden.
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Zusätzlich zu der Beweglichkeit des Stromabnehmers 27 entlang einer Andrückrichtung 55 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung sind die Abnehmerkontakte 51 gegenüber der Fassung 49 ebenfalls entlang der Andrückrichtung 55 bewegbar. Der Stromabnehmer 27 weist fünf zweite Druckspeicher 83 auf, die jeweils einem Abnehmerkontakt 51 zugeordnet sind und den zugeordneten Abnehmerkontakt 51 gegenüber der Fassung 49 entlang der Andrückrichtung 55 zur Stromschiene 25 hin drücken. Die zweiten Druckspeicher 83 sind in Form von Federn ausgeführt, die zwischen der Fassung 49 und den Abnehmerkontakten 51 angeordnet sind. Durch die Druckspeicher 83 wird eine ungleichmäßige Abnutzung der Abnehmerkontakte 51 kompensiert. Eine ungleichmäßige Abnutzung führt dazu, dass sich die Längen der Abnehmerkontakte 51 nach einer gewissen Betriebsdauer voneinander unterscheiden. Dies könnte dazu führen, dass in der ersten Stellung nicht mehr alle Abnehmerkontakte 51 die ihnen zugeordneten Kontaktbereiche 79 berühren. Dies würde dazu führen, dass nicht alle elektrischen Verbindungen gegeben sind. Um dies zu verhindern sind die zweiten Druckspeicher 83 zwischen der Fassung 49 und den Abnehmerkontakten 51 angeordnet. Die Druckspeicher 83 sorgen dafür, dass in einem solchen Fall, die stärker abgenutzten und damit kürzeren Abnehmerkontakte 51 weiter von der Fassung 49 abgerückt werden, um den Längenunterschied zu kompensieren. Somit ist auch in einem solchen Fall sicher gewährleistet, dass alle Abnehmerkontakte 51 die ihnen zugeordneten Kontaktbereiche 79 berühren.
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Neben der Bewegbarkeit in Andrückrichtung 55 sind die Abnehmerkontakte 51 zusätzlich eine jeweilige Schwenkachse 85 gegenüber der Fassung 49 verschwenkbar. Dies hat den Vorteil, dass die Abnehmerkontakte 51 auch bei einem gewissen lateralen Versatz zwischen Stromschiene 25 und Stromabnehmer 27 zuverlässig beim Einfahren in die Ausnehmung 77 und zu den Kontaktbereiche 79 geführt werden. Beim Wechsel von der zweiten Stellung in die erste Stellung, d.h. beim Einfahren der Abnehmerkontakte 51 in die Ausnehmungen 77 würden die Abnehmerkontakte 51 bei einem lateralen Versatz zunächst auf die Einführschrägen 81 treffen. Im weiteren Verlauf der Einfahrbewegung bewirken die Einführschrägen 81 ein Verschwenken der Abnehmerkontakte 51 um die jeweilige Schwenkachse 85 bis die Spitzen der Abnehmerkontakte 51 in die Ausnehmungen 77 eingreifen können.
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Die Abnehmerkontakte 51 sind untereinander mit Kopplungselementen 87 verbunden, sodass die Abnehmerkontakte 51 nur gemeinschaftlich verschwenkbar sind. Hierzu ist zwischen benachbarten Abnehmerkontakten 51 jeweils ein Kopplungselement 87 angeordnet, dass die beiden benachbarten Abnehmerkontakte 51 miteinander verkoppelt. Bei einer Verschwenkung eines Abnehmerkontaktes 51 führt die Verkopplung mittels des Kopplungselementes 87 dazu, dass das verbindende Kopplungselement 87 auf den benachbarten Abnehmerkontakt 51 eine Kraft ausübt, so dass der benachbarte Abnehmerkontakte 51 eine synchrone Schwenkbewegung ausführt. Folglich führt die Verbindung aller Abnehmerkontakte 51 untereinander mittels Kopplungselementen 87 dazu, dass die Abnehmerkontakte 51 nur gemeinschaftlich, insbesondere synchron, verschwenkbar sind. Typischerweise hat der lateralen Versatz zwischen Stromschiene 25 und Stromabnehmer 27 seine Ursache in einem Montagefehler der Stromschiene 25 oder einem Montagefehler von Führungsrollen des Fahrkorbs 15. Eine weitere Ursache eines lateralen Versatzes kann ein ungleichmäßiges Abnutzen von Führungsrollen des Fahrkorbs darstellen. Dies führt nach einer gewissen Betriebsdauer ebenfalls zu einem lateralen Versatz. Es handelt sich in jedem Fall also um einen lateralen Gesamtversatz zwischen Stromschiene 25 und Stromabnehmer 27, sodass jeder Abnehmerkontakt 51 den gleichen lateralen Versatz zu seiner zugeordneten Ausnehmung 77 der Stromschiene 45 aufweist. Folglich ist für alle Abnehmerkontakte 51 die gleiche Schwenkbewegung beim Eingreifen in die zugeordnete Ausnehmung 77 erforderlich. Um die Mehrzahl der Abnehmerkontakte 51 nach einer Verschwenkung in eine Ruhelage zurück zu drücken, weist der Stromabnehmer 27 einen dritten Druckspeicher 89 auf. Der dritte Druckspeicher 89 umfasst vorliegend zwei Spiralfedern 91, die zwischen den lateralen außen liegenden Abnehmerkontakten 51 und den Führungen 53 des Stromabnehmers 27 angeordnet sind. Die beiden Spiralfedern 91 beaufschlagen die Mehrzahl von gekoppelten Abnehmerkontakten 51 mit einer Kraft, die der Verschwenkbewegung entgegen wirkt. Somit wird eine Ruhelage definiert, bei der die Abnehmerkontakte 51 im Wesentlichen parallel zu Andrückrichtung 55 orientiert sind. Ist aufgrund des lateralen Versatzes im Verlauf der Einfahrbewegung ein Verschwenken der Abnehmerkontakte 51 erforderlich (siehe oben), so bewirkt der dritte Druckspeicher 89, dass die Abnehmerkontakte 51 nach dem Ausfahren (das heißt in der zweiten Stellung des Stromabnehmers 27) wieder in ihre Ruhelage zurückkehren.
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4 zeigt den Stromabnehmer und die Stromschiene aus 3, wobei sich der Stromabnehmer hier in der zweiten Stellung befindet. Die verschiedenen Bezugszeichen sind demnach bereits vorstehend mit Bezug auf 3 erläutert.
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Mithilfe des Kompressors 69 wurde der Pneumatikzylinder 64 mit einem Unterdruck beaufschlagt. Dies hat dazu geführt, dass der Kolben 71 eingerückt wurde und der mit dem Kolben 71 verbundene Stromabnehmer 27 die zweite Stellung eingenommen hat, bei der er von der Stromschiene abgerückt ist. Die von der Fassung 49 gehaltenen Abnehmerkontakte 51 nicht länger in die Ausnehmungen 77 der Stromschiene 25 ein. Es liegt demnach keine Berührung mehr zwischen den Abnehmerkontakten 51 und den Kontaktbereichen 79 im Inneren der Ausnehmungen sieben 70 vor. Die elektrische Verbindung zwischen Stromschiene 25 und Stromabnehmer 27 ist demnach getrennt.
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Bezugszeichenliste
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| Aufzuganlage |
11 |
| Führungsschiene |
13 |
| Fahrkorb |
15 |
| Fahrkorb |
16 |
| Fahrtrichtung |
17 |
| Aufzugschacht |
18 |
| Antrieb |
19 |
| Linearmotor |
20 |
| Stationäre Komponente |
21 |
| Mobile Komponente |
23 |
| Stromschiene |
25 |
| Stromabnehmer |
27 |
| Elektrisches System |
29 |
| Energiespeicher |
31 |
| Elektrische Komponenten |
33 |
| Stockwerk |
35 |
| Stockwerk |
37 |
| Einspeisekontakt |
41 |
| Externe Stromversorgung |
43 |
| Stationäre Komponente |
45 |
| Ausspeisekontakt |
47 |
| Kontrollsystem |
48 |
| Fassung |
49 |
| Abnehmerkontakt |
51 |
| Führungen |
53 |
| Andrückrichtung |
55 |
| Gehäuse |
57 |
| Druckspeicher |
59 |
| Spiralfeder |
61 |
| Auflage |
63 |
| Pneumatikzylinder |
65 |
| Rückstelleinrichtung |
67 |
| Kompressor |
69 |
| Kolben |
71 |
| Halteeinrichtung |
73 |
| Belüftungsventil |
74 |
| Schienenkörper |
75 |
| Ausnehmungen |
77 |
| Kontaktbereiche |
79 |
| Einführschrägen |
81 |
| Zweite Druckspeicher |
83 |
| Schwenkachse |
85 |
| Kopplungselementen |
87 |
| Dritter Druckspeicher |
89 |
| Spiralfedern |
91 |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP H0648672 [0002]
- US 1859483 [0003]
