DE102017219400A1

DE102017219400A1 - Anordnung zur Führung einer Aufzugkabine

Info

Publication number: DE102017219400A1
Application number: DE102017219400.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Madera; Thomas Kuczera; Markan Lovric; Mike Obert; Martin Krieg; Sebastian Griesardt
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Elevator AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; TK Elevator GmbH
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2018-12-06
Also published as: CN209797198U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Führungselement (32, 34) für eine Aufzugkabine (22, 81) zur Führung der Aufzugkabine an einer Führungsschiene (2, 4, 86, 87, 88) einer Aufzuganlage (1, 80), aufweisend eine Berühroberfläche (51) zum Kontakt mit der Führungsschiene, wobei das Führungselement (32, 34) dazu eingerichtet ist, unterschiedliche Abstände zwischen der Berühroberfläche einerseits und der Aufzugkabine andererseits zu halten, sowie eine Führungsanordnung (42, 44) und ein Aufzuganlage (1, 80) mit wenigstens einem Führungselement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Führungselement, insbesondere eine Führungsrolle, für eine Aufzugkabine zur Führung der Aufzugkabine an einer Führungsschiene einer Aufzuganlage. Ferner betrifft die Erfindung eine Führungsanordnung mit wenigstens einem solchen Führungselement und einer Führungsschiene sowie eine Aufzuganlage mit einer solchen Führungsanordnung.
Ein neuer Typ von Aufzuganlagen, wie er beispielsweise in der WO 2012/045606 beschrieben ist, verwendet einen Linearmotor zum Antrieb der Aufzugkabinen innerhalb des Aufzugsschachtes. Dabei ist ein Stator des Linearmotors als Primärteil an der Wand des Aufzugsschachtes befestigt und ein Läufer als Sekundärteil an der zu bewegenden Aufzugkabine. Diese Antriebsweise ermöglicht es, gleichzeitig mehrere Fahrkörbe im gleichen Schacht unabhängig voneinander zu verfahren.
Die einzelnen Aufzugkabinen weisen bei diesem Aufzugstyp im Regelfall Führungselemente wie Führungsrollen auf, die an Führungsschienen geführt sind, welche im Aufzugsschacht fixiert sind. Eine solche Paarung einer Führungsrolle und einer Führungsschiene (nachfolgend auch als Führungsanordnung bezeichnet) ist typischerweise jeweils mehrfach auf beiden Seiten der Aufzugkabine separat zur Führung bzgl. beider waagrechter Achsen des Schachtes separat ausgebildet.
Diese Art der Kabinenführung wird auch als Rucksackführung bezeichnet, weil die Aufzugkabine nur an einer Schachtseite gelagert ist. Durch die Rucksackführung sind insbesondere diejenigen Führungsanordnungen stark belastet, welche die bzgl. der Lagerung exzentrische Gewichtskraft der Kabine abstützen müssen, also insbesondere die Führungsanordnungen mit Führungsschienen mit parallel zur Schachtwand verlaufender Fahrbahn.
Diese gesteigerte Gewichtsbelastung führt speziell bei den unteren Rollen häufig zu einer Veränderung des Abstandes zwischen der Führungsschiene und der Aufzugkabine. Denn um während der Fahrt einen hohen Fahrkomfort und eine geringe Geräuschentwicklung sicherzustellen, weisen die Führungsrollen einen Rollenbelag mit einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise einem Elastomer-Werkstoff, auf.
Bei der geschilderten höheren Gewichtsbelastung werden die oberen oder unteren Rollen mit dem elastischen Rollenbelag stärker gegen die Führungsschienen gedrückt und können dabei eingedrückt werden. Dabei kann sich der Abstand zwischen der Aufzugkabine und der Führungsschienen im Bereich der eingedrückten Rolle um einige Millimeter verringern.
Dies ist bei Aufzuganlagen problematisch, deren Aufzugkabine mittels eines Linearantriebs verfahren werden, insbesondere wenn eine Rolle eingedrückt wird, die einen Abstand zur Führungsschiene in die gleiche Richtung reguliert, in welcher sich auch der Luftspalt des Linearmotors erstreckt.
Denn durch die elastische Verformung der Rollen in Abhängigkeit von der aktuell vorliegenden Gewichtsbelastung ist dann die Breite des Luftspalts einer verhältnismäßig großen Variation ausgesetzt. Diese Variation kann im Extremfall den Betrieb der Aufzuganlage gefährden, wird im Normalfall jedoch durch eine Anpassung des vorgesehenen Toleranzbandes für die Breite des Luftspalts abgefangen; allerdings entweder um den Preis einer größeren Leistungsvarianz, einer geringeren nutzbaren Leistung oder des Einbaus eines Linearmotors mit einer stärkeren Leistung.
Ausgehend von diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Führungselement und eine verbesserte Führungsanordnung für die Führung der Aufzugkabine an den, insbesondere schachtfesten, Führungsschienen bereitzustellen, welche insbesondere eine genauere Einstellung der Breite des Motorluftspaltes der Aufzuganlage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Führungselement mit den Merkmalen von Anspruch 1, eine Führungsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 5 sowie eine Aufzuganlage mit den Merkmalen von Anspruch 7. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Führungselement, insbesondere eine Führungsrolle, für eine Aufzugkabine zur Führung der Aufzugkabine an einer Führungsschiene einer Aufzuganlage, bereitgestellt. Das Führungselement weist eine Berühroberfläche zum Kontakt mit der Führungsschiene auf.
Zudem ist das Führungselement dazu eingerichtet, an der Aufzugskabine in unterschiedlichen Positionen gehalten zu werden, sodass zwischen der Berühroberfläche einerseits und der Aufzugskabine andererseits in unterschiedlichen Positionen unterschiedliche Abstände, insbesondere hinsichtlich einer Erstreckung zwischen der Aufzugkabine und der Führungsschiene, bestehen. Gemäß einer Ausführung ist das Führungselement auch dazu eingerichtet, nach erfolgter Ausrichtung an der erreichten Position fixiert zu werden.
Bevorzugt ist das Führungselement ausgebildet als Führungsrolle mit einer Drehachse zum Abrollen der Führungsrolle auf der Führungsschiene, wobei die Drehachse dazu eingerichtet ist, in unterschiedlichen Positionen hinsichtlich einer Abstandsrichtung zwischen der Aufzugskabine und der Führungsschiene gehalten zu werden und gegebenenfalls, insbesondere nach erfolgter Ausrichtung, fixiert zu werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Führungsanordnung zur Führung einer Aufzugkabine in einer Aufzuganlage bereitgestellt. Die Führungsanordnung weist auf: a) wenigstens ein Führungselement mit einer Berühroberfläche, insbesondere mit einer Rollenoberfläche, gemäß einer Ausführung der Erfindung, und b) wenigstens eine Führungsschiene mit einer Aufnahmeoberfläche, insbesondere mit einer Fahrbahn, die in einem unbelasteten Zustand eine, insbesondere gedachte und idealisierte, Führungsebene definiert.
Dabei weist das Führungselement zumindest ein unter Gewichtsbelastung elastisch verformbares Rollenelement auf und/oder die Führungsschiene weist zumindest ein unter Gewichtsbelastung elastisch verformbares Schienenelement auf, sodass vorzugsweise an der Führungsstelle eine von der Gewichtsbelastung der Führungsanordnung vermittels der Aufzugkabine abhängige elastische Kompression senkrecht zur Führungsebene auftritt.
Die Führungsanordnung ist dazu eingerichtet, eine auftretende elastische Verformung hinsichtlich eines Abstandes zwischen der Führungsebene und der Aufzugkabine mittels des Führungselements auszugleichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Aufzuganlage bereitgestellt, welche mittels eines Linearmotors angetrieben wird. Die Aufzuganlage weist auf: i) wenigstens eine Aufzugskabine zur Lastbeförderung, und ii) wenigstens eine Führungsanordnung gemäß einer Ausführung der Erfindung.
Dabei weist der Linearmotor einen kabinenfesten Läufer und eine zu der Führungsschiene der Führungsanordnung parallele Motorschiene auf und zwischen dem Läufer und der Motorschiene ist ein Motorspalt mit einer vorbestimmten Motorspaltbreite, insbesondere einer vorbestimmten Spaltbreitentoleranz, angeordnet.
Die Aufzuganlage ist dazu eingerichtet, die Motorspaltbreite bei unterschiedlichen Gewichtsbelastungen mittels der Führungsanordnung zumindest im Wesentlichen konstant oder zumindest innerhalb einer vorbestimmten Motorspaltbreitentoleranz zu halten, insbesondere in Abhängigkeit von einer Gewichtsbelastung und/oder einer insbesondere daraus resultierenden elastischen Verformung des Führungselements und/oder der Führungsschiene.
Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, eventuell bei der Führung der Aufzugkabine an den Führungsschienen auftretende elastische Verformungen in geeigneter Form auszugleichen. Ausgangspunkt ist eine bekannte Gestaltung solcher Aufzugkabinen: einerseits ist der Läufer des Linearantriebs bei dem beschriebenen Aufzugtyp ortsfest an der Aufzugkabine befestigt; andererseits ist auch das Führungselement - zumeist, aber nicht zwingend mit einer Führungsrolle - mit seinen Befestigungselementen ortsfest an der Aufzugkabine fixiert.
Die Erfindung basiert nun unter anderem auf der Idee, die ortsfeste Verbindung des Führungselements mit der Aufzugkabine durch eine Verbindung zu ersetzen, die zumindest bezüglich des Abstandes zwischen der Aufzugkabine und einer Berühroberfläche des Führungselements verstellbar ausgebildet ist. Aufgrund der weiterhin fixen Verbindung zwischen dem Läufer des Linearmotors und der Aufzugkabine ist darüber dann auch der Abstand zwischen der - an der Berühroberfläche des Führungselements anliegenden - Führungsschiene und dem Läufer des Linearmotors beeinflussbar, insbesondere hinsichtlich einer Richtung senkrecht zur Oberfläche derjenigen Führungsschiene, an welcher das Führungselement anliegt.
Je besser die Position des Läufers und damit der Luftspalt des Linearmotors auf diese Weise an die Gegebenheiten der realen Nutzung (insbesondere Gewichtsbelastung der Kabine, aber auch insbesondere Unebenheiten der Führungsschienen) angepasst werden kann, umso kleiner kann gegebenenfalls das benötigte Toleranzband für die Spaltbreite bemessen werden. Diese Aussage gilt in noch stärkerem Maße, wenn die Anpassung der Position der Drehachse der Rolle automatisiert und/oder in Abhängigkeit beispielsweise von Unebenheiten der Führungsschienen erfolgen kann, wie es gemäß unten beschriebener Ausführungen vorgesehen sein kann.
Die derart ,freiwerdende‘ Toleranz kann beispielsweise ermöglichen, an anderer Stelle eine größere Toleranz vorzusehen und/oder weichere Rollenbeläge für einen weiter vergrößerten Fahrkomfort zu verwenden.
Um die Anpassung des Abstandes zwischen dem Führungselement im allgemeinen, also der Drehachse der Führungsrolle im speziellen, einerseits und dem Läufer des Linearantriebs andererseits zu unterstützen, weist das Führungselement gemäß einer Ausführung eine Lagerstelle zur Lagerung an der Aufzugkabine sowie einen Verstellmechanismus zur Anpassung des Abstandes zwischen der Lagerstelle und der Berühroberfläche auf, welcher vorzugsweise zwischen der Lagerstelle und der Berühroberfläche angeordnet ist. Die Lagerstelle kann beispielsweise eine Abstützstelle des Führungselements an einem, insbesondere zumindest im Wesentlichen, kabinenfesten Führungsgerüst sein.
Je nach dem, ob - beispielsweise bei einer Aufzuganlage mit vertikalen und horizontalen Aufzugschächten - eine Anpassung hinsichtlich einer oder zwei Raumrichtungen erforderlich werden können, ist gemäß einer Ausführung der Verstellmechanismus linear und/oder rotatorisch ausgebildet. Je nach zur Verfügung stehenden Einbauräumen können auch Bauraumaspekte den Ausschlag dafür geben, ob der Verstellmechanismus linear oder rotatorisch vorgesehen ist.
Um eine automatisierte Einstellung des Abstandes mittels des Verstellmechanismus zu ermöglichen, weist das Führungselement einen Verstellmechanismus mit einem elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch betriebenen Antrieb auf. Bei einem linearen Verstellmechanismus kann dann beispielsweise ein Linearantrieb vorgesehen sein. Bei einem rotatorischen Verstellmechanismus kann dann beispielsweise ein, insbesondere elektromotorgetriebener, Rotationsexzenter vorgesehen sein, auf dessen Exzenterwelle die Führungsrolle so aufgebracht wird, dass die Mittelachse der Exzenterwelle auch die Drehachse der Führungsrolle darstellt.
Typischerweise ist bei Aufzuganlagen in der Rucksack-Bauweise zwischen der Lagerstelle und der Berühroberfläche ein makroskopisch elastisch verformbares Rollenbauteil, insbesondere aufweisend einen Elastomerwerkstoff, an der Führungsrolle angeordnet. Gemäß einer Ausführung kann dieses Rollenbauteil mittels einer geeigneten Spannvorrichtung vorgespannt sein.
Unter einer Vorspannung ist in diesem Sinne insbesondere zu verstehen, dass im Betrieb eine zusätzliche Anpresskraft auf die Rolle in Richtung zur Fahrbahn der Führungsschiene hin aufgebracht wird. Damit kann unabhängig von den Belastungen, die durch die veränderliche Gewichtskraft der unterschiedlich beladenen Antriebskabine zusätzlich aufgebracht werden, in jedem Betriebszustand eine elastische Deformation des Rollenbelags erreicht werden.
Durch die degressive Verformungskennlinie bei Elastomerbauteilen ist dann sichergestellt, dass die zusätzliche Belastung durch höhere Gewichtskräfte nur noch eine geringere Verformung nach sich zieht. Auf diese Weise kann der Motorspalt bereits vor dem Betrieb eingestellt werden, wobei dann für die unterschiedlichen Lastfälle nur noch ein kleineres Toleranzband vorgesehen sein muss.
Eine geeignete Spannvorrichtung kann beispielsweise hydraulisch betrieben werden und dabei insbesondere einen Hydraulikzylinder aufweisen, welcher der Führungsrolle eine zusätzliche Anpresskraft aufprägt. In unterschiedlichen Ausführungen kann die Spannvorrichtung beispielsweise unabhängig von dem Verstellmechanismus ausgebildet sein oder als Funktion des Verstellmechanismus ausgebildet sein, also beispielsweise mittels eines Linearantriebs oder eines Rotationsexzenters.
Gemäß einer Ausführung der Führungsanordnung erfolgt der Ausgleich mittels eines Verstellmechanismus, welcher eine Relativposition zwischen der Aufzugskabine und dem Führungselement verändert. Dies ermöglicht - insbesondere bei fix an der Aufzugkabine angeordnetem Läufer-eine direkte Beeinflussung des Motorspalts.
Um eine automatisierte Abstandseinstellung - insbesondere auch während des Verfahrens der Aufzugkabine - zu ermöglichen, weist die Aufzugkabine gemäß einer Ausführung eine Steuereinheit auf.
Die Steuereinheit ist gemäß einer Ausführung dazu eingerichtet, einen aktuellen Gewichtszustand der Aufzugskabine, insbesondere mittels einer Sensoreinheit, zu erfassen und die Führungsanordnung in Abhängigkeit von dem erfassten Gewichtszustand derart anzusteuern, dass beim Verfahren der Aufzugkabine ein gewünschter Wert und/oder ein gewünschtes Toleranzband hinsichtlich der Motorspaltbreite erreicht wird.
Vorzugsweise ist gemäß einer Ausführung die Steuereinheit dazu eingerichtet, vor jeder Fahrt und/oder nach jedem Schließen der Kabinentür einen aktuellen Gewichtszustand zu erfassen und in Abhängigkeit von diesem Gewichtszustand die Führungsanordnung anzusteuern.
Um die Motorspalte mit einem direkteren Regelkreis ansteuern zu können, ist die Steuereinheit gemäß einer Ausführung dazu eingerichtet, vor und/oder während der Fahrt eine aktuelle Breite des Motorspalts, insbesondere mittels einer Sensoreinrichtung, zu erfassen und in Abhängigkeit von dieser Breite die Führungsanordnung anzusteuern.
Ferner ist gemäß einer Ausführung die Steuereinheit dazu eingerichtet, vor und/oder während der Fahrt eine Kontur der Aufnahmeoberfläche (insbesondere der Fahrbahn) der Führungsschiene, vorzugsweise mittels einer weiteren Sensoreinheit, zu erfassen und in Abhängigkeit von dieser Kontur die Führungsanordnung anzusteuern. Damit kann eine vorausschauende Anpassung der Position der Rollendrehachse erfolgen, insbesondere unter Berücksichtigung realer - im Modell der Führungsschienen nicht berücksichtigter-Unebenheiten.
Um die Erfindung in ein ,lernendes System‘ zu integrieren, bei dem beispielsweise aus den Gegebenheiten zuvor erfolgter Aufzugfahrten Schlüsse auf zu wählende Positionen der Drehachsen der Führungsrollen gezogen werden können, weist die Steuereinheit gemäß einer Ausführung einen Datenspeicher auf. Damit ist gemäß der Ausführung die Steuereinheit dazu eingerichtet, I) Fahrprofile zu speichern, in welchen eine anzusteuernde Position des Führungselements in Abhängigkeit von einer Verfahrposition der Aufzugkabine entlang der Führungsschiene und in Abhängigkeit von wenigstens einem erfassten Sensorwert hinterlegt ist, und II) die Führungsanordnung entsprechend eines ausgewählten gespeicherten Fahrprofils anzusteuern.
Gemäß einer Ausführung weist die Aufzuganlage eine Aufzugkabine auf, welche jeweils wenigstens zwei Führungsanordnungen für wenigstens zwei Führungsschienen in einer ersten Raumrichtung und wenigstens zwei weitere Führungsschienen in einer zweiten Raumrichtung aufweist. An jeder der Führungsschienen ist damit vorzugsweise im oberen Bereich der Aufzugkabine und im unteren Bereich der Aufzugkabine zumindest eine Führungsanordnung angeordnet.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dann eingerichtet, jede der Führungsanordnungen auch in Abhängigkeit von der aktuellen Position der Drehachse an einer oder mehreren anderen Führungsanordnungen anzusteuern.
Die Erfindung ist anwendbar bei Aufzugsanlagen mit zumindest einer Aufzugskabine, insbesondere mehreren Aufzugskabinen, die in einem Schacht über Führungsschienen verfahrbar sind. Zumindest eine feststehende erste Führungsschiene ist fest in einem Schacht angeordnet und ist in einer ersten, insbesondere vertikalen, Richtung, ausgerichtet; zumindest eine feststehende zweite Führungsschiene ist in einer zweiten, insbesondere horizontalen, Richtung ausgerichtet; zumindest eine gegenüber dem Schacht drehbare dritte Führungsschiene ist an einer Drehplattform befestigt und ist überführbar zwischen einer Ausrichtung in der ersten Richtung und einer Ausrichtung in der zweiten Richtung. Solche Anlagen sind dem Grunde nach in der WO 2015/144781 A1 sowie in den deutschen Patentanmeldungen 10 2016 211 997.4 und 10 2015 218 025.5 beschrieben.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen, in schematisierter Darstellung,

1 die Führungsschienen einer beispielhaften Aufzuganlage und einen Stator des Linearantriebs der Aufzuganlage in einer Schnittansicht in Draufsicht;
2 mehrere Führungsanordnungen nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung, verbaut in eine Aufzugkabine der Aufzuganlage gemäß 1 in der Schnittansicht von 1;
3 eine der Führungsanordnungen aus 2 mit ihrer Verbindung zu dem Linearantrieb in einer Schnittansicht von oben;
4 die Führungsanordnung aus 3 in einer seitlichen Schnittansicht entlang des in 3 eingezeichneten Schnittes C - C; und
5 eine Aufzugsanlage mit einer Führungsanordnung nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung.

1 zeigt mehrere Führungsschienen 2, 4 einer Aufzuganlage 1 in der Anordnung zueinander, in welcher sie an einer Schachtwand 6 im Schacht 8 der Aufzuganlage verbaut sind. In der Schnittansicht von oben, und damit quer zur Längsrichtung z der Führungsschienen 2, 4, ist erkennbar, dass sowohl Führungsschienen 2 zur Führung in y-Richtung als auch Führungsschienen 4 zur Führung in y-Richtung verbaut sind.
Die Führungsschienen 2, 4 sind in vertikaler z-Richtung über eine Tragkonstruktion 10 an der Schachtwand 6 im Schacht 8 befestigt. Wie in 1 gut erkennbar ist, sind jeweils zwei Führungsschienen 2.1 und 4.1 bzw. 2.2 und 4.2 senkrecht zueinander angeordnet, um die beim Verfahren der Aufzugkabine wirkenden Kräfte aufzunehmen. In 1 ist die Wirkrichtung dieser Kräfte anhand von Pfeilen eingezeichnet. So wirken an den beiden äußeren Führungsschienen 4 jeweils Kräfte in beiden Richtungen der x-Achse und an den beiden inneren Führungsschienen 2 jeweils Kräfte in nur einer Richtung der y-Achse, wobei dies nur schematisch die Richtung der Hauptkomponenten der an den Führungsschienen wirkenden Kräfte zeigen soll.
Die Anordnung der Führungsschienen 2, 4 ist im Ausführungsbeispiel symmetrisch zu der in 1 eingezeichneten Mittelachse 12 in x-Richtung. Im Bereich der Mittelachse 12 ist - ebenfalls fest an der Schachtwand 6 befestigt - ein mit Motorschienen 14 ausgebildeter Stator 16 des Linearantriebs angeordnet, welcher als aktiver Teil des Linearantriebs 18 dessen Spulen beinhaltet. In x-Richtung erstreckt sich zwischen zwei Spulenwänden des Stators ein Hohlraum - der Motorspalt 20 - zur Aufnahme des Läufers des Linearantriebs, welcher positionsfest an einer oder jeweils an mehreren Aufzugkabinen als passiver Teil des Linearantriebs angeordnet ist (vgl. 2).
2 zeigt die wandfesten Komponenten der Aufzuganlage exakt wie in 1, weshalb für eine übersichtliche Darstellung die Bezugszeichen nicht noch mal angegeben sind. Damit ist ein Ausschnitt einer Aufzuganlage 1 nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung gezeigt, wobei dieses Ausführungsbeispiel auf der Führungsschienen- und Motorschienenkonfiguration gemäß 1 basiert. Hinsichtlich der vorliegend relevanten Funktionen und Bauteile ist die Aufzuganlage symmetrisch zur eingezeichneten Mittellinie ausgebildet oder zumindest hier symmetrisch dargestellt.
Die Aufzuganlage 1 weist eine Aufzugkabine 22 zur Lastbeförderung auf, welche in 2 nur teilweise und schematisch dargestellt ist. Durch eine nicht dargestellte Kabinentür können an ebenfalls nicht dargestellten Haltpositionen Personen ein- und aussteigen bzw. Lasten eingestellt und entnommen werden.
Die Aufzugkabine 22 weist ein fest mit ihr verbundenes Führungsgestell 24 auf, an welchem in einer Läuferaufnahme 26 ein Läufer 28 des Linearantriebs sowie mehrere Führungselemente 32, 34 fest angeordnet sind.
Im Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Führungsgestell 24 und der Aufzugkabine 22 ein Drehmechanismus 36 zum Wechsel der Fahrtrichtung der Kabine 22 angeordnet, der hier nur schematisch dargestellt ist. Während der Fahrt in eine Fahrtrichtung z oder y ist dieser Drehmechanismus 36 jedoch positions- und lagefixiert, sodass das Führungsgestell 24 gleichsam positions- und lagefest mit der Aufzugkabine 22 verbunden ist.
Auf jeder Seite der Mittelachse 12 weist das Führungsgestell 22 mehrere als Führungsrollen ausgebildete Führungselemente 32, 34 nach einer beispielhaften Ausführung der Erfindung auf. Die zwei äußeren Führungselemente 34.1 und 34.2 bilden jeweils gemeinsam mit der äußeren Führungsschiene 4 eine Führungsanordnung 44.1 bzw. 44.2 hinsichtlich der Führung der Aufzugkabine 22 in jeweils einer der Richtungen bezüglich der x-Achse.
Das innere Führungselement 32 bildet mit der inneren Führungsschiene 2 eine Führungsanordnung 42 hinsichtlich der Führung der Aufzugkabine 22 in eine Richtung bezüglich der y-Achse. Auf der anderen Seite der Mittelachse 12 ist die innere Führungsanordnung so ausgebildet, dass sie die Aufzugkabine hinsichtlich der anderen Richtung bezüglich der y-Achse führt.
Im Bereich der Mittelachse 12 - und in Abhängigkeit von der y-Position des Motorspalts 20 zwischen den schachtfesten Spulenwänden 14.1 und 14.2 - weist das Führungsgestell 24 eine Läuferaufnahme 26 auf, in welcher der Läufer 28 des Linearmotors 18 fest und zur Übertragung der Antriebskräfte in z-Richtung geeignet gelagert ist.
Zumindest im Verhältnis zu den Elastizitäten der Führungsrollen 32, 34 ist das Führungsgestell 24 im Wesentlichen starr ausgebildet. In 2 ist mit einer gestrichelten Linie B ein Bereich eingezeichnet, der eine der inneren Führungsanordnungen 42 und den Linearmotor 18 mit Stator 14 und Läufer 28 umfasst. In 3 ist der in 2 eingezeichnete Bereich B detaillierter dargestellt, um die Funktionsweise der gezeigten Führungsanordnung 42 beispielhaft für die Ausführung der Erfindung näher zu erläutern.
In 3 ist das Führungsgestell 24 mit der fest verbundenen Läuferaufnahme 26 lediglich abstrakt mit einer gepunkteten Linie dargestellt. Wichtig für das Verständnis der beschriebenen beispielhaften Ausführung der Erfindung ist lediglich, dass die Anordnung von Trägerkomponenten zwischen dem Führungselement 32 und dem Läufer 28 zumindest im Vergleich mit der Verformbarkeit, die aus der Elastizität eines Rollenbelages 50 des als Führungsrolle ausgebildeten Führungselements 32 entstehen kann, im Wesentlichen starr bzgl. Lage und Position ist.
An dem Führungsgestell 24 - und damit kabinenfest - ist ein Führungselement 32 derart angeordnet, dass ein Rollenbelag 50 an einer Fahrbahn 3 der Führungsschiene 2.1 abrollen kann und damit die Aufzugkabine 22 in y-Richtung abstützt. Zudem ist an dem Führungsgestell 24 die Läuferaufnahme 26 angeordnet, welche den Läufer 28 mit einer aufnahmefesten Erstreckungsachse 29 zwischen den Spulenwänden 14.1 und 14.2 hält.
Der Motorspalt 2 zwischen den Spulenwänden 14 weist eine Mittelachse auf, die im Ausführungsbeispiel der Mittelachse 12 aus den 1 und 2 entspricht. Wenn diese Mittelachse 12 und die Erstreckungsachse 29 des Läufers 28 deckungsgleich sind, ist der Läufer 28 mittig und damit optimal zwischen den Spulenwänden 14 angeordnet. Von dem maximal im Betrieb zu erwartenden Abstand zwischen der Erstreckungsachse 29 und der Mittelachse 12 hängt ab, welche Breite der Hohlraum zwischen den Spulenwänden 14 - also der Motorspalt 20 - aufweisen muss.
Der Begriff Führungsrolle wird vorliegend insbesondere so verstanden, dass neben der eigentlichen Rolle auch die Komponenten zur Anbindung der Rolle an das Führungsgestell 24 damit bezeichnet werden. Im Einzelnen weist die Führungsrolle 32 damit insbesondere eine Antriebseinheit 58, ein Getriebe 56, eine Exzenterwelle 54, eine Rollenfelge 52 und einen Rollenbelag 50 auf.
Das Gehäuse der Antriebseinheit 58 ist an dem Führungsgestell 24 fixiert. Die Exzenterwelle 54 ist mittels der Antriebseinheit 58 über das Getriebe 56 rotatorisch auslenkbar. Die Rollenfelge 52 ist drehbar gelagert auf den Exzenter der Exzenterwelle 54 aufgezogen. Der Rollenbelag 50 ist radial außen an der Rollenfelge 52 angeordnet.
Die Exzenterwelle 54, das Getriebe 56 und die Antriebseinheit 58 bilden gemeinsam insbesondere einen Verstellmechanismus 55 des Führungselements 32 aus.
In bestimmten Betriebszuständen der Aufzuganlage 1 können Gewichtskräfte der Aufzugkabine 22 derart wirken, dass der Rollenbelag 50 an seiner Berühroberfläche 51 zum abrollen an der Fahrbahn 3 der Führungsschiene 2 elastisch komprimiert wird (siehe Abstand zwischen Berühroberfläche 51 und der Strichpunktlinie, die „in“ der Führungsschiene 2.1 zur Verdeutlichung der unkomprimierten Erstreckung des Rollenbelags in 3 eingezeichnet ist).
Durch eine derartige elastische Deformation können die Mittelachsen 12 bzw. 29 des Motorspalts 20 einerseits und des Läufers 28 andererseits aus der optimalerweise vorgesehenen Deckungsgleichheit fallen. Ein solcher Zustand ist in 3 dargestellt.
Im Sinne des Ausführungsbeispiels kann dann - insbesondere mittels einer Steuereinheit 60 - der Exzenter der Exzenterwelle 54 in Pfeilrichtung (siehe Pfeil nach rechts in 3) ausgelenkt werden. Damit kann die elastische Verformung des Rollenbelags 50 teilweise oder ganz kompensiert werden, was in 3 durch die nach links gerichteten Pfeile an den kabinenfesten Mittelachsen 59 und 29 des Antriebs 58 der Führungsrolle 32 und des - über das Führungsgestell 24 - fest damit verbundenen Läufers 28 dargestellt ist.
Derart kann eine mittige Positionierung des Läufers 28 im Motorspalt 20 vollständig wiederhergestellt werden oder zumindest ein Abstand zwischen der Erstreckungsachse 29 des Läufers 28 und der Mittelachse 12 des Motorspalts 20 verkleinert werden.
In 4 ist die Führungsanordnung 42 der Fig .3 in einer Seitenansicht dargestellt. Zur Verdeutlichung der Einstellung der Position des Läufers 28 im Motorspalt 20 mittels der Verstellung des Exzenters der Exzenterwelle 54 ist mit gestrichelten Linien sowohl eine vorherige Erstreckung des Exzenters der Exzenterwelle (vor der Verstellung; Bezugszeichen 62) als auch eine Erstreckung des mit dem Antrieb 58 der Führungsrolle konzentrischen Teils der Exzenterwelle 54 (Bezugszeichen 64) dargestellt.
Die aktuelle Erstreckung 66 des Exzenters und damit auch die aktuelle Position 67 der Drehachse 49 der Führungsrolle ist mit einem Punkt in einem Kreis dargestellt, die vorherige Position 63 der Drehachse 49 mit einem schrägen Kreuz in einem Kreis. Die Position der konzentrischen Drehachse 65 des Antriebs ist mit einem geraden Kreuz in einem Kreis (vgl. Bezugszeichen) dargestellt.
Das Ausmaß der auszugleichenden elastischen Deformation ergibt sich durch den Abstand zwischen der Fahrbahn 3 und der eingezeichneten Strichpunktlinie 70, welche die theoretische Erstreckung eines nicht komprimierten Rollenbelages 50 zeigt.
Mögliche Positionen der Drehachse der Führungsrolle durch Auslenken des Exzenters sind zudem durch eine doppelt gepunktete Teilkreis-Strichlinie verdeutlicht.
5 zeigt Teile einer Aufzugsanlage 80, in welcher die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Insbesondere können mehrere Führungsanordnungen gemäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung bei dieser Aufzugsanlage verwendet sein.
Die Aufzugsanlage 80 umfasst feststehende erste Führungsschienen 86, entlang welcher ein Fahrkorb 81 anhand einer Rucksacklagerung geführt werden kann. Die ersten Führungsschienen 86 sind vertikal in einer ersten Richtung z ausgerichtet und ermöglichen, dass der Fahrkorb 81 zwischen unterschiedlichen Stockwerken verfahrbar ist. Parallel zueinander sind in zwei parallel verlaufenden Schächten 82', 82" Anordnungen von solchen ersten Führungsschienen 86 angeordnet, entlang welcher der Fahrkorb 81 anhand einer Rucksacklagerung geführt werden kann. Fahrkörbe in dem einen Schacht 82' können sich weitgehend unabhängig und unbehindert von Fahrkörben in dem anderen Schacht 82" an den jeweiligen ersten Führungsschienen 86 bewegen.
Die Aufzugsanlage 80 umfasst ferner feststehende zweite Führungsschienen 87, entlang welcher der Fahrkorb 81 anhand der Rucksacklagerung geführt werden kann. Die zweiten Führungsschienen 87 sind horizontal in einer zweiten Richtung y ausgerichtet, und ermöglichen, dass der Fahrkorb 81 innerhalb eines Stockwerks verfahrbar ist. Ferner verbinden die zweiten Führungsschienen 87 die ersten Führungsschienen 86 der beiden Schächte 82', 82" miteinander. Somit dienen die zweiten Führungsschienen 87 auch zum Umsetzen des Fahrkorbs 81 zwischen den beiden Schächten 82', 82", um z.B. einen modernen Paternoster-Betrieb auszuführen.
Über dritte Führungsschienen 88 ist der Fahrkorb 81 von den ersten Führungsschienen 86 auf die zweiten Führungsschienen 87 und umgekehrt überführbar. Die dritten Führungsschienen 88 sind drehbar bezüglich einer Drehachse A, die senkrecht zu einer y-z-Ebene liegt, welche durch die ersten und die zweiten Führungsschienen 86, 87 aufgespannt wird.
Sämtliche Führungsschienen 86, 87, 88 sind zumindest mittelbar an zumindest einer Schachtwand des Schachts 82 befestigt. Die Schachtwand definiert ein ortsfestes Bezugsystem des Schachtes. Der Begriff Schachtwand umfasst auch alternativ eine ortsfeste Rahmenstruktur des Schachts, welche die Führungsschienen trägt. Die drehbaren dritten Führungsschienen 88 sind auf einer Drehplattform 83 befestigt. Die Drehplattform 83 ist mittels eines in 1 nicht dargestellten Plattformdrehlagers 60 (siehe 2) gelagert.
Solche Anlagen sind dem Grunde nach in der WO 2015/144781 A1 sowie in den deutschen Patentanmeldungen 10 2016 211 997.4 und 10 2015 218 025.5 beschrieben.
Bezugszeichenliste

1,80: Aufzuganlage
2, 4, 86, 87, 88: Führungsschienen
6: Schachtwand
8, 82: Schacht
10: Tragkonstruktion
12: Mittelachse
14: Motorschienen
16: Stator
18: Linearantrieb
20: Motorspalt
22,81: Aufzugkabine
24: Führungsgestell
26: Läuferaufnahme
28: Läufer
29: Erstreckungsachse des Läufers
32, 34: Führungselemente
42, 44: Führungsanordnungen
36: Drehmechanismus
49: Drehachse der Führungsrolle
50: Rollenbelag
51: Berühroberfläche
52: Rollenfelge
54: Exzenterwelle
55: Verstellmechanismus
56: Getriebe
58: Antriebseinheit
59: Mittelachse der Antriebseinheit
60: Steuereinheit
62, 66: Querschnitte des Exzenters der Exzenterwelle
63, 67: Positionen der Drehachse der Führungsrolle
64: Querschnitt des koaxialen Teils der Exzenterwelle
65: Position der Antriebs-Mittelachse
70: Strichpunktlinie
83: Drehplattform
X: Senkrechte der Schachtwand
Y: Querrichtung der Schachtwand
Z: Hochrichtung der Schachtwand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/045606 [0002]
WO 2015/144781 A1 [0040, 0072]
DE 102016211997 [0040, 0072]
DE 102015218025 [0040, 0072]

Claims

Führungselement (32, 34) für eine Aufzugkabine (22, 81) zur Führung der Aufzugkabine an einer Führungsschiene (2, 4, 86, 87, 88) einer Aufzuganlage (1, 80), aufweisend eine Berühroberfläche (51) zum Kontakt mit der Führungsschiene, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (32, 34) dazu eingerichtet ist, an der Aufzugskabine in unterschiedlichen Positionen (63, 67) gehalten zu werden, sodass zwischen der Berühroberfläche einerseits und der Aufzugskabine andererseits in unterschiedlichen Positionen (63, 67) unterschiedliche Abstände (x, y) bestehen.
Führungselement (32, 34) gemäß Anspruch 1, ausgebildet als Führungsrolle mit einer Drehachse (49) zum Abrollen der Führungsrolle auf der Führungsschiene, wobei die Drehachse (49) dazu eingerichtet ist, in unterschiedlichen Positionen (63, 67) hinsichtlich einer Abstandsrichtung (x, y) zwischen der Aufzugskabine (22, 81) und der Führungsschiene (2, 4, 86, 87, 88) gehalten zu werden.
Führungselement (32, 34) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend eine Lagerstelle zur Lagerung an der Aufzugkabine und/oder einen Verstellmechanismus (55) zur Anpassung des Abstandes (x, y) zwischen der Lagerstelle und der Berühroberfläche.
Führungselement (32, 34) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei der lineare Verstellmechanismus einen Linearantrieb aufweist und/oder der rotatorische Verstellmechanismus (55) einen, insbesondere elektromotorgetriebenen, Rotationsexzenter aufweist.
Führungsanordnung (42, 44) zur Führung einer Aufzugkabine (22, 81) in einer Aufzuganlage (11), aufweisend - wenigstens ein Führungselement (32, 34) mit einer Berühroberfläche (51) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, und - wenigstens eine Führungsschiene (2, 4, 86, 87, 88) mit einer Aufnahmeoberfläche (3), die in einem unbelasteten Zustand eine Führungsebene definiert, wobei das Führungselement zumindest ein unter Gewichtsbelastung elastisch verformbares Rollenelement (50) aufweist und/oder die Führungsschiene (2, 4, 86, 87, 88) zumindest ein unter Gewichtsbelastung elastisch verformbares Schienenelement aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsanordnung (42, 44) dazu eingerichtet ist, eine auftretende elastische Verformung hinsichtlich eines Abstandes (x, y) zwischen der Führungsebene (3) und der Aufzugkabine (22, 81) mittels des Führungselements (32, 34) auszugleichen.
Führungsanordnung (42, 44) gemäß Anspruch 5, wobei der Ausgleich mittels eines Verstellmechanismus (55) erfolgt, welcher eine Relativposition zwischen der Aufzugskabine (22, 81) und dem Führungselement (32, 34) verändert.
Aufzuganlage (1, 80), welche mittels eines Linearmotors (18) angetrieben wird, aufweisend - wenigstens eine Aufzugkabine (22, 81) zur Lastbeförderung, und - wenigstens eine Führungsanordnung (42, 44) gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der Linearmotor einen kabinenfesten Läufer (28) und wenigstens eine zu der Führungsschiene (2, 4, 86, 87, 88) der Führungsanordnung parallele Motorschiene (14) aufweist und wobei zwischen dem Läufer (28) und der/n Motorschiene(n) ein Motorspalt (20) mit einer vorbestimmten Breite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzuganlage (1, 80) dazu eingerichtet ist, die Breite des Motorspalts (20) bei unterschiedlichen Gewichtsbelastungen mittels der Führungsanordnung (42, 44) zumindest im Wesentlichen konstant zu halten.
Aufzuganlage (1, 80) gemäß Anspruch 7, aufweisend eine Steuereinheit (60), welche dazu eingerichtet ist, einen aktuellen Gewichtszustand der Aufzugkabine (22, 81), insbesondere mittels einer Sensoreinheit, zu erfassen und die Führungsanordnung in Abhängigkeit von dem erfassten Gewichtszustand derart anzusteuern, dass beim Verfahren der Aufzugkabine ein gewünschter Wert hinsichtlich der Motorspaltbreite erreicht wird.
Aufzuganlage (1, 80) gemäß Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (60) dazu eingerichtet ist, vor jeder Fahrt und/oder nach jedem Schließen der Kabinentür einen aktuellen Gewichtszustand zu erfassen und in Abhängigkeit von diesem Gewichtszustand die Führungsanordnung anzusteuern.
Aufzuganlage (1, 80) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 9, wobei die Steuereinheit (60) dazu eingerichtet ist, vor und/oder während der Fahrt eine aktuelle Breite des Motorspalts, insbesondere mittels einer Sensoreinrichtung, zu erfassen und in Abhängigkeit von dieser Breite die Führungsanordnung anzusteuern.
Aufzuganlage (1, 80) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 10, wobei die Steuereinheit (60) dazu eingerichtet ist, vor und/oder während der Fahrt eine Kontur der Aufnahmeoberfläche, insbesondere mittels einer weiteren Sensoreinheit, zu erfassen und in Abhängigkeit von dieser Kontur die Führungsanordnung anzusteuern.
Aufzuganlage (1, 80) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 11, wobei die Steuereinheit (60) einen Datenspeicher aufweist sowie dazu eingerichtet ist, - Fahrprofile zu speichern, in welchem eine anzusteuernde Position des Führungselements in Abhängigkeit von einer Verfahrposition der Aufzugkabine entlang der Führungsschiene (2, 4, 86, 87, 88) und von wenigstens einem erfassten Sensorwert hinterlegt ist, und - die Führungsanordnung entsprechend eines ausgewählten gespeicherten Fahrprofils anzusteuern.
Aufzugsanlage (1, 80), gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, aufweisend: - zumindest einen Fahrkorb (82), insbesondere mehrere Fahrkörbe (82), der jeweils in einem Schacht (82) über Führungsschienen (86-88) verfahrbar ist, - zumindest eine feststehende erste Führungsschiene (86), welche fest in einer ersten, insbesondere vertikalen, Richtung (z), ausgerichtet ist; zumindest eine feststehende zweite Führungsschiene (87), welche fest in einer zweiten, insbesondere horizontalen, Richtung (y) ausgerichtet, und - zumindest eine drehbare dritte Führungsschiene (88), welche an einer Drehplattform (83) befestigt und ist überführbar ist zwischen einer Ausrichtung in der ersten Richtung (z) und einer Ausrichtung in der zweiten Richtung (y).