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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage.
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Technischer Hintergrund
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Die
DE 10 2014 220 966 A1 offenbart eine Aufzugsanlage, in der mehrere Fahrkörben zyklischen in einem Umlaufbetrieb, ähnlich einem Paternoster, betrieben werden. Im Unterschied zum klassischen Paternoster wird jeder Fahrkorb unabhängig von den anderen Fahrkörben angetrieben und kann somit unabhängig von den anderen Fahrkörben an jeder beliebigen Haltestelle anhalten. Umsetzeinheiten sind vorgesehen, um die Fahrkörbe aus einer vertikalen Fahrspur umzusetzen in eine horizontale Fahrspur, um so die Fahrkörbe zwischen unterschiedlichen vertikalen Fahrspuren umzusetzen. Der Antrieb erfolgt anhand eines Linearmotors.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Aufzugsanlage bereitzustellen, insbesondere eine Alternative zum vergleichsweise aufwendigen Linearmotor. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Aufzugsanlage dem Hautpanspruch; Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung.
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Die Aufzugsanlage umfasst eine Mehrzahl an Fahrspuren, welche in zumindest einer, insbesondere teilweise unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet sind, zumindest einen Fahrkorb, insbesondere eine Mehrzahl an Fahrkörben, Führungsschienen zum Führen des Fahrkorbs bzw. der Fahrkörbe entlang der Fahrspuren; zumindest eine Umsetzeinheit zum Überführen des Fahrkorbs von einer der Fahrspuren auf eine andere der Fahrspuren. Die Aufzugsanlage umfasst ferner Zahnstangen, die entlang der Fahrspuren installiert sind, insbesondere umfassend eine bewegbare Zahnstange; einen Antrieb mit einem am Fahrkorb angebrachten Antriebsrad, welches mit den Zahnstangen interagieren kann, um eine Antriebskraft zur Fortbewegung auf den Fahrkorb aufzubringen.
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Erfindungsgemäß wird anstelle des herkömmlichen Linearmotors ein Zahnstangenantrieb verwendet. Zahnstangenantriebe sind zwar bereits bekannt; eine Anwendung diese Antriebstechnologie mit den gattungsgemäßen Aufzügen mit Umsetzeinheiten bereitet allerdings aber im Bereich des Umsetzers erhebliche Schwierigkeiten bei der Ausrichtugn der Schienen um Übergangsbereich des Umsetzers. Dies stand bislang einer Anwendung entgegen. Für diese Schwierigkeiten liegen nun Lösungsansätze vor, die im Rahmen der Beschreibung vorgestellt werden.
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Hierbei ist auf ein grundsätzliches Problem bei der Einstellung von Zahnstangen über große Länge hinzuweisen. Für eine exakte Einstellung von Zahnstangen ist es erforderlich, dass der erste Zahn und der letzte Zahn der Zahnstange in einem Abstand zueinander angeordnet sind, die einem ganzzahligen Vielfachen der Zahnteilung entspricht. Wenn sich im Laufe der Zeit das Gebäudes setzt, d.h. die Höhe des Gebäudes reduziert sich beispielsweise um 0,1%, so entspricht der Gesamtumfang des Setzens dem Vielfachen einer Zahnteilung. Dies erfordert eine Neuausrichtung der Zahnstangen, die im Vergleich zum Gebäude eine konstante Länge aufweisen. Vergleichsweise einfach zu lösen ist die durch eine Fest-Los Lagerung der Zahnstange, wenn die Zahnstange über die gesamte Schachtanlage durchgängig ausgebildet ist. Bei der gattungsgemäßen Aufzugsanlage sind allerdings in regelmäßigen Abschnitten die Umsetzer angeordnet, die mit dem Setzen des Gebäudes ihre Absolutposition in der Höhe verändern und somit die daran befestigen Zahnstangen in eine Fehlausrichtung zu den benachbarten Zahnstangen zwingen.
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Zahnradbahnen weisen diese Problematik in der Regel nicht auf, so dass nicht auf Lösungen aus dem technischen Gebiet der Zahnradbahnen zurückgegriffen werden kann. Zum einen tritt das Setzen nicht in dem Maße ein, wie es bei Gebäuden der Fall ist; zum anderen wird erwarten Passagiere von Zahnradbahnen ein deutlich geringeren Fahrkomfort als die Bewohner von topmodernen Hightech-Gebäuden.
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Insbesondere sind entlang einer Fahrspur eine Mehrzahl von Zahnstangen angeordnet.
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Insbesondere ist zumindest zeitweise fest im Schacht installierte Zahnstange in Spurrichtung benachbart zu einer bewegbaren, insbesondere drehbaren, Zahnstange angeordnet.
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Insbesondere ist in Spurrichtung zwischen zwei benachbarten Zahnstangen eine Zahnstangenlücke vorgesehen. Die Zahnstangenlücke kann erforderlich werden, um eine relative Bewegbarkeit von zwei benachbarten Zahnstangen im Bereich des Umsetzers zu ermöglichen.
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In einer Ausgestaltung ist in einer Zahnstangenlücke eine Verzahnung mit einer Lückenzahnteilung vorgesehen, wobei die Lückenzahnteilung von einer definierten Zahnteilung innerhalb einer Zahnstange abweicht. Insbesondere ist die Lückenzahnteilung größer ist als eine definierte Zahnteilung innerhalb der Zahnstange. Die abweichende Lückenzahnteilung entsteht hierbei insbesondere lediglich durch die Anordnung zweier benachbarter Zähne am Zahnstangenübergang mit einem vergrößerten Abstand. Die Geometrie des Zahnes ist insbesondere identisch zu den übrigen Zähnen.
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Die Abweichung der Lückenzahnteilung von der definierten Lückenzahnteilung kann insbesondere zumindest 5%, 10%, 20% mehr betragen. Insbesondere ist Abweichung derart, dass die Lückenzahnteilung größer ist als die definierte Zahnteilung.
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In einer Ausgestaltung ist eine Einstellanordnung vorgesehen, anhand derer die Position zumindest einer Zahnstange, insbesondere mehrere Zahnstangen, in Spurrichtung definiert verändert werden kann. Insbesondere kann erste Einstellanordnung ist insbesondere eingerichtet zum Einstellen eines Maßes einer Zahnstangenlücke in Spurrichtung, insbesondere einer Lückenzahnteilung der Zahnstangenlücke.
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Mit dem Begriff Spurrichtung wird die Richtung bezeichnet, in welche sich der Fahrkorb oder das Antriebsrad in einem Betriebszustand bewegt. Die Zahnstange ist insbesondere in Spurrichtung ausgerichtet. Bei einer Vertikalfahrt ist die Spurrichtung vertikal ausgerichtet; bei einer Horizontalfahrt ist die Spurrichtung horizontal ausgerichtet. Es sind auch davon abweichende / schräge Richtungen möglich.
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In einer Ausgestaltung ist eine längenvariable Zahnstange mit einer Mehrzahl an Zahnabschnitten vorgesehen. Diese kann Bestandteil der Einstellanordnung sein. Die Positionen einzelner Zahnabschnitte zueinander ist bzw. sind in Spurrichtung innerhalb der längenvariablen Zahnstange anhand eines Längeneinstellers einstellbar. Fehlausrichtungen lassen sich durch die längenvariablen Zahnstange lokal beheben, ohne dass eine aufwändige Nacheinstellung einer Vielzahl von Zahnstangen erforderlich wird.
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In einer Ausgestaltung weist die die längenvariable Zahnstange zumindest drei Zahnabschnitte aufweist, deren Abstand zueinander während einer gemeinsamen Betätigung eines gemeinsamen Einstellmittels insbesondere einer Einstellschraube gleichmäßig veränderbar ist. Die gemeinsame Betätigung bewirkt dabei ein einfaches gleichmäßiges Verändern der Zahnteilung zwischen den Zahnabschnitten. Je gleichmäßiger die Lückenzahnteilungen sind, desto geringer sind die Abweichungen von der definierten Zahnteilung und damit der Komforteinbuße.
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Grundsätzlich jeder Zahnstange in der Aufzugsanlage kann als solche längenvariable Zahnstange ausgebildet sein.
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In einer Ausgestaltung ist Antrieb geeignet ist, insbesondere eingerichtet, mit Verzahnungen unterschiedlicher Zahnteilung zu interagieren. Hierdurch wird der Antrieb robust gegen Fehlausrichtungen der Zahnstangen. Das mühsame Einstellen kann entfallen.
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Insbesondere umfasst die Verzahnungen eine definierte Zahnteilung sowie an einigen Stellen eine von der definierten Zahnteilung abweichende um zumindest 10%, vorzugsweise zumindest 20% abweichende Verzahnung. Die Abweichung der Zahnteilung kann auch im Bereich zwischen 40% und 60%, d.h. bedeutet, dass die Verzahnung im Wesentlichen phasenversetzt ausgerichtet ist. Ohne weitere Maßnahme würden hier nun Zahn des Antriebsrad auf Zahn der Zahnstange auftreffen. In einer Ausgestaltung ist der Antrieb geeignet ist, insbesondere eingerichtet ist oder kann eingerichtet werden, mit einer Verzahnungen in einer definierten Zahnteilung (1Z) sowie in einer davon um 30-70%, insbesondere etwa 50% abweichenden Zahnteilung (1,5×Z1) zu interagieren. Ohne weitere Maßnahme würden hier nun Zahn des Antriebsrad auf Zahn der Zahnstange auftreffen.
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In einer Ausgestaltung umfasst der Antrieb eine Steuerung, welche eingerichtet, den Antrieb in Abhängigkeit von in Spurrichtung variierenden Zahnteilungen anzusteuern. Dazu kann die Drehgeschwindigkeit des Antriebsrades gezielt angepasst, insbesondere reduziert werden, bevor das Antriebsrad in einen Zahnstangenbereich mit vergrößerter Zahnteilung eingreift. Insbesondere weist der Antrieb ein erstes und ein zweites Antriebsrad an einem gemeinsamen Fahrkorb auf, wobei die Antriebsleistung des zweiten Antriebsrades erhöht wird, wenn die Antriebsleistung des ersten Antriebrads beim Überfahren einer Zahnstangelücke verringert wird. Das Erfordernis der Ausrichtung wird folglich von der Zahnstange auf den Antrieb verlagert.
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Informationen, die für die Steuerung in Abhängigkeit von im Betrieb wechselnden Zahnteilungen erforderlich sind, können in einer Ausgestaltung in einem Datenspeicher abgelegt sein und können im Betrieb abrufbar bereitgestellt werden. In diesem Fall weiß der Antrieb sozusagen, wo sich die Zähne befinden. Der Antrieb kann sich dann selbst entsprechend derart ausrichten, so dass dieser stets korrekt mit den Zahnstangen interagiert.
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Informationen, die für die Steuerung in Abhängigkeit von im Betrieb wechselnden Zahnteilungen erforderlich sind, können in einer Ausgestaltung können während des Betriebs von einem Zahnsensor erfasst werden. Insbesondere eilt der Zahnsensor dem Antriebsrad in Spurrichtung voraus und erfasst hiermit die Zähne in dem nächst zu überfahrenden Bereich der Zahnstange. Hiermit kann die erforderliche Information in Echtzeit erfasst werden; insofern ist eine Kartographierung der Lücken nicht erforderlich.
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In einer Ausgestaltung umfasst eine Zahnstange einen biegbaren Zahn. Der biegbare Zahn stellt insbesondere einen äußersten Zahn einer Zahnstange dar.
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Die Aufzugsanlage hat insbesondere eine Schachthöhe in erster, insbesondere vertikaler, Richtung von zumindest 100m, insbesondere zumindest 200m.
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Die maximale Fahrkorbgeschwindigkeit des Fahrkorbs in erster, insbesondere vertikaler, Richtung beträgt insbesondere zumindest 8 m/s, insbesondere zumindest 9 m/s oder 10 m/s.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt jeweils schematisch
- 1 ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Aufzugsanlage in perspektivischer Darstellung;
- 2 einen Zahnstangenbereich und en Fahrkorb der Aufzugsanlage nach 1 in schematischer Seitenansicht;
- 3 einen Übergang zwischen zwei Zahnstangen der Aufzugsanlage nach 1 in schematischer Seitenansicht;
- 4 mehrere Zahnstangen mit Einstellanordnung der Aufzugsanlage nach 1 in schematischer Seitenansicht;
- 5 ein Antriebsrad beim Überfahren eines nicht ausgerichteten Zahnstangenübergangs der Aufzugsanlage nach 1 in schematischer Seitenansicht in unterschiedlichen Situationen;
- 6 das Geschwindigkeitsprofil des Antriebsrad in den Situationen nach 5;
- 7 ein Antriebsrad beim Überfahren eines ausgerichteten Zahnstangenübergangs der Aufzugsanlage nach 1 in schematischer Seitenansicht in unterschiedlichen Situationen;
- 8 das Geschwindigkeitsprofil des Antriebsrad in den Situationen nach 7;
- 9 unterschiedliche Darstellungen eine längenvariablen Zahnstange der Aufzugsanlage nach 1;
- 10 ein Antriebsrad beim Überfahren eines nicht ausgerichteten Zahnstangenübergangs der Aufzugsanlage nach 1 in schematischer Seitenansicht in unterschiedlichen Situationen mit angepasster Antriebsradgeschwindigkeit;
- 11 das Geschwindigkeitsprofil des Antriebsrad in den Situationen nach 10;
- 12 eine Zahnstange mit einem biegbaren Zahn der Aufzugsanlage nach 1 in schematischer Seitenansicht.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Die 1 zeigt Teile einer erfindungsgemäßen Aufzugsanlage 1. Die Aufzugsanlage 1 umfasst eine Mehrzahl an Fahrspuren 2H, 2V, entlang welcher mehrere Fahrkörbe 5a-5h geführt sind.
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Es sind mehrere, hier beispielhaft zwei, vertikale Fahrspuren 2VL, 2VR in einer ersten Richtung ausgerichtet, entlang welcher der Fahrkorb 10 zwischen unterschiedlichen Stockwerken verfahrbar ist. Zwischen den beiden vertikalen Fahrschienen 2VL, 2VR sind horizontale Fahrspuren 2H angeordnet, entlang welcher der Fahrkorb 5 jeweils innerhalb eines Stockwerks verfahrbar ist. Ferner verbindet die horizontale Fahrspur 2H die beiden vertikalen Fahrspuren 2VL, 2VR miteinander. Somit dient die horizontale Fahrspur 2H auch zum Überführen des Fahrkorbs 10 zwischen den beiden vertikalen Fahrspuren 2VL, 2VR, um z.B. einen modernen Paternoster-Betrieb auszuführen. Es sind in der Aufzugsanlage 1 noch weitere solcher horizontalen Fahrspuren 2H vorgesehen, welche die beiden vertikalen Fahrschienen miteinander verbinden. Ferner können weitere vertikale Fahrspuren vorgesehen sein, die nicht dargestellt sind.
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Entlang der Fahrspuren sind Führungsschiene 22V, 22H, 22D zur Führung der Fahrkörbe vorgesehen. Die Fahrkörbe weisen dazu nicht dargestellte Führungsrollen auf.
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Die Führungsschienen umfassen Rucksackführungsschienen 22V, 22H, 22D. Rucksackführungsschienen sind auf einer gemeinsamen Seite des Fahrkorbs angeordnet. Die Fahrkorb 5, insbesondere der Schwerpunkt des Fahrkorbs 5, ist dabei stets auskragend angeordnet. Die Gewichtskraft wird über die Einleitung von Biegemomenten auf die Rucksackführungsschienen übertragen.
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Die Rucksackführungsschienen umfassen feste vertikal Rucksackführungsschienen 22V, die entlang der vertikalen Spur ausgerichtet sind. Die Rucksackführungsschienen umfassen feste horizontale Rucksackführungsschienen 22H, die entlang der horizontalen Spur 2H ausgerichtet sind.
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Über eine Umsetzanordnung 3 ist der Fahrkorb umsetzbar von einer der vertikalen Fahrspuren 2V auf die andere der vertikalen Fahrspuren 2V.
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Die Umsetzanordnung 3 umfasst zwei Umsetzeinheiten 30, sowie eine horizontale Rucksackführungsschiene 22H. Über die über Umsetzeinheiten 30 ist jeweils der Fahrkorb 5 überführbar zwischen einer der vertikalen Rucksackführungsschiene 22V und der horizontalen Rucksackführungsschiene 22H. Die Umsetzeinheit 30 umfasst dabei eine drehbare Rucksackführungsschiene 22D.
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Sämtliche Führungsschienen sind zumindest mittelbar in einer Schachtwand
20 installiert. Bis hierin entspricht die Aufzugsanlage dem Grunde nach dessen, was in der
WO 2015/144781 A1 sowie in den
DE10 2016 211 997A1 und
DE 10 2015 218 025 A1 beschrieben ist.
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Angetrieben werden die Fahrkörbe durch einen Zahnantrieb. Hierzu sind ortsfest im Schacht Zahnstangen 23V, 23H, 23D mit jeweils einer Vielzahl an Zähnen 24 installiert. Diese Zahnstangen 23 interagieren mit zumindest einem Antriebsrad 52, welches am Fahrkorb 5 befestigt ist. Zum Antreiben eines oder mehrerer Antriebsräder ist am Fahrkorb 5 ein Motor 53 angebracht. Es können auch mehrere Motoren zum Antreiben der mehreren Antriebsräder vorgesehen sein, wie 2 schematisch illustriert.
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Die Zahnstangen umfassen
- - vertikale Zahnstangen 23V, die parallel zu den festen vertikalen Führungsschienen 22V ausgerichtet sind,
- - horizontale Zahnstangen 23H, die parallel zu den festen horizontalen Führungsschienen 22H ausgerichtet sind, und
- - bewegbare, insbesondere drehbare Zahnstangen 23D, die parallel zu den bewegbaren insbesondere drehbaren Führungsschienen 22B ausgerichtet sind.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vertikale Richtung sowie die horizontale Richtung lediglich ein Beispiel für eine erste bzw. zweite Richtung, wie in den Ansprüchen aufgeführt.
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3 zeigt abschnittsweise benachbarte Zahnstangen, hier eine vertikale Zahnstange 23V und eine bewegbare Zahnstange. Die Zahnstangen weisen eine definierte Zahnteilung Z1 auf. Um die Beweglichkeit der bewegbaren Zahnstange 23B sicherzustellen ist zwischen den Zahnstangen eine Zahnstangenlücke 23L vorgesehen. Im Bereich der der Zahnstangenlücke weisen die die an die Lücke angrenzenden Zähne zueinander eine Lückenzahnteilung ZL auf.
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In einer Ausgestaltung sind die Zahnstangen 23 derart ausgebildet und angeordnet, dass trotz der Zahnstangenlücke 23L die Lückenzahnteilung ZL der definierten Zahnteilung Z1 entspricht. Dies ermöglicht einen sanften Übergang des Antriebsrades 53 von einer Zahnstange 23 auf die benachbarte Zahnstange.
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Anhand der 4 wird die Befestigung der Zahnstangen an einem Schacht 6 beschrieben. Der Schacht kann durch eine Betonwand oder durch ein Gestell sein, an dem schachtseitige Aufzugskomponenten befestigt sind. Die Aufzugsanlage weist zur Befestigung unter anderem eine Einstellanordnung 7 auf, anhand derer die Positionen einer oder mehrere Zahnstangen 23 in Spurrichtung S eingestellt werden kann. Anhand der Einstellanordnung können die Lückenzahnteilungen ZL auf einen beliebigen Wert eingestellt, insbesondere auf den Wert der definierten Zahnteilung Z1.
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Die Einstellanordnung 7 umfasst eine Mehrzahl an Einstellstellen 71. Jede Einstellstelle umfasst eine schachtseitige Befestigung 73 sowie eine zahnstangenseitige Befestigung 74. Zwischen der schachtseitigen Befestigung 73 und der zahnstangenseitigen Befestigung 74 ist eine Schraubverbindung 75 vorgesehen, anhand der eine Ausrichtung der schachtseitige Befestigung 73 und der zahnstangenseitige Befestigung 74 variiert werden kann. Durch Variierung dieser Ausrichtung kann die Position der jeweiligen Zahnstange, die mit der zahnstangenseitige Befestigung 74 befestigt ist, eingestellt werden und schließlich auch die Lückenzahnteilungen ZL eingestellt werden.
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So ist beispielsweise im oberen Bereich der 4 zu erkennen, dass die obere feste vertikale Zahnstange 23V noch nicht ausgerichtet ist. So beträgt die Lückenzahnteilung ZL zur bewegbaren benachbarten vertikalen Zahnstange 23B hier einen beliebigen Wert zwischen der einfachen definierten Zahnteilung 1×Z1 und des zweifachen der definierten Zahnteilung 2×Z1.
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Anhand der 5 wird der Fahrweg des Antriebsrads 53 über die im oberen Teil der 4 gezeigten Zahnstangenlücke 23L dargestellt. Die Drehstellung kann dabei des in der Darstellung durch schwarze Schattierung hervorgehobenen individuellen Eingriffsmittels nachverfolgt werden. Die Zahnstangenlücke 23L ist in den Darstellungen der 5a-d nicht optimal eingestellt und weist so beispielhaft einen Lückenzahnteilung ZL von etwa 1,5xZ1 auf. Beim Verfahren über die Zahnstangenlücke 23L von unten nach oben würde das Antriebsrad 53 folglich nicht sanft in die entsprechende Zahnlücke eintauchen, sondern vielmehr mit dem Kopf des ersten Zahnrades der vertikalen Zahnstange kollidieren (siehe „Blitz“ in 5d). 6 zeigt dabei die Drehstellung w52 bzw. die konstante Drehgeschwindigkeit v52 des Antriebsrades über die Zeit während der Situationen, die in den 5a-d dargestellt sind.
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Durch eine entsprechende Betätigung der Einstellanordnung wird in einem Einstellvorgang die Lückenzahnteilung ZL auf einen gewünschten Wert, insbesondere 1×Z1, eingestellt (siehe 7a). Fährt nun das Antriebsrad 53 über die Zahnstangenlücke 23L so wird ein sanftes Eintauchen des Antriebsrades in die erste Zahnlücke der nächsten Zahnstange erreicht ( 7d). Das Antriebsrad kann übergangslos mit der nächsten Zangstange interagieren (7e).. 8 zeigt dabei die Drehstellung w52 bzw. die konstante Drehgeschwindigkeit v52d des Antriebsrades über die Zeit während der Situationen, die in den 7a-e dargestellt sind.
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Problematisch kann nun allerdings sein, dass durch eine Ausrichtung einer zweiten Zahnstange gegenüber einer ersten Zahnstange eine Neuausrichtung einer dritten Zahnstangen gegenüber der lageveränderten zweiten Zahnstange erforderlich wird. Dieses Erfordernis kann sich bei einer Reihe von Zahnstange beliebig of wiederholen.
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Ferner ist es aus der vorherigen Beschreibung ersichtlich, dass die in 5 und 7 gezeigte Verzahnung keine Toleranz aufweist gegenüber einer Abweichung im Zahnabstandes von +/-50%. Allerdings weist die Verzahnung eine Toleranz gegenüber einer Abweichung im Zahnabstandes von +/- 20% auf. Dieser Umstand wird in einer Ausgestaltung ausgenutzt, um die Zahnabstände im Übergangsbereich benachbarter Zahnstangen ausreichend klein zu gestalten, selbst wenn die Zahnstangen an sich ein zu großes Maß an Fehlausrichtung aufweisen. Dies wird anhand der 9 erläutert.
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9 zeigt eine Ausgestaltungsmöglichkeit der Einstellanordnung. Die Einstellanordnung weist hierbei eine zweite Einstellstellen 72 innerhalb einer Zahnstange 23 auf. Die Zahnstange 23 weist dazu eine Mehrzahl an Zahnabschnitten 23S1, 23S2 23S3 auf. Die Zahnteilung kann im Übergangsbereich zwischen zwei Zahnabschnitten ausgehend von der definierten Zahnteilung 1Z um eine einstellbare Zahnteilungsdifferenz dZ verändert werden, insbesondere vergrößert werden. Die Zahnstange nach 6 weist so einen ersten Zahnabschnitt 23S1 als Hauptabschnitt auf, der mit der Schachtwand über die Einstellanordnung verbunden sein kann (siehe auch 4). Der erste Zahnabschnitt 23S1 weist eine Mehrzahl an Zähnen auf. Randseitig, also der jeweiligen benachbarten Zahnstange zugewandt, schließt sich ein zweiter Zahnabschnitt 23S2 und ein dritter Zahnabschnitt 23S3 an, die jeweils, insbesondere genau, einen Zahn aufweisen. Ein Längeneinsteller 8 weist eine Einstellschraube 81 auf. Anhand der Einstellschraube 81 sind die Zahnabschnitte in Reihe miteinander verbunden. Durch Verdrehen der Einstellschraube 81 (9b) kann die Zahnteilungsdifferenz dZ verändert werden.
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Damit durch eine definierte Umdrehung der Einstellschraube 81 die Spaltbreite zwischen den Zahnabschnitten gleichmäßig eingestellt werden kann weist die Einstellschraube 81 unterschiedliche Gewindebereiche G1, G2, G3 auf (9c). Die unterschiedlichen Gewindebereiche G1, G2, G3 weisen zumindest teilweise zueinander abweichende Steigungen auf.
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In einem ersten Bereich G1 ist eine erste Steigung vorgesehen. Anhand des ersten Gewindeabschnitts G1 wird lediglich die die Einstellschraube 81 gegenüber dem ersten Zahnabschnitt 23S1 in einer definierten Ausrichtung gehalten. Hierzu weist der ersten Zahnabschnitt 23S1 eine Durchgangsbohrung B1 (ohne Innengewinde) zur Aufnahme Einstellschraube 81 auf. Die Einstellschraube 81 wird anhand des ersten Gewindeabschnitt G1 mittels Muttern 82 am ersten Zahnabschnitt 23S1 befestigt.
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In einem zweiten Gewindebereich G2 ist eine zweite Steigung vorgesehen; hieran wird der zweite Zahnabschnitt 23S2 geführt, wobei der zweite Zahnabschnitt eine zweite Bohrung B2 mit Innengewinde (passend zum Außengewinde des zweiten Gewindeabschnitts) aufweist. In einem dritten Gewindebereich G3 ist eine dritte Steigung vorgesehen; hieran wird der dritte Zahnabschnitt 23S3 geführt, wobei der dritte Zahnabschnitt eine dritte Bohrung B3 mit Innengewinde (passend zum Außengewinde des dritten Gewindeabschnitts) aufweist. Die dritte Steigung ist doppelt so groß wie die zweite Steigung. Durch Verdrehen der Einstellschraube 81 können der Spalte 23L zwischen dem zweiten Zahnabschnitt 23S2 und dem ersten Zahnabschnitt 23S1 und zwischen dem dritten Zahnabschnitt 23S3 und dem zweiten Zahnabschnitt 23S3 gleichmäßig eingestellt werden, da die Verlagerung des dritten Zahnabschnitt 23S2 doppelt so groß ist wie die Verlagerung des zweiten Zahnabschnitts 23S2.
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Im vorliegenden Fall wäre es auch möglich, dass das Gewinde im zweiten und dritten Gewindeabschnitt G1, G2 identisch ausgebildet ist.
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Es ist ersichtlich, dass durch Variation einer Mehrzahl an Zahnteilungen eine grundsätzlich nicht tolerierbare Fehlausrichtung (ZL=1,5×Z1) der benachbarten Zahnstangen in eine Mehrzahl an Zahnteilungen mit jeweils tolerierbarer Fehlausrichtung (1Z+dZ) überführt werden kann. Durch diese Maßnahme können auf einfache Art und Weise einzelne Zahnstangenübergänge eingestellt werden, ohne dass hierdurch die erneute Einstellung weiterer Zahnstangenübergange erforderlich wird.
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Anhand der 10 wird eine weitere Ausgestaltung beschrieben. Gezeigt ist abermals ein nicht eingestellter Übergangsbereich zwischen zwei Zahnstangen analog zu 5. 11 zeigt das Die Zahnstangenlücke 23L weist beispielhaft eine Lückenzahnteilung ZL von etwa 1,5xZ1 auf. 11 zeigt dabei die Drehstellung w52 bzw. die Drehgeschwindigkeit v52 des Antriebsrades 52 über die Zeit während der Situationen, die in den 10a-e dargestellt sind. Wenn das Antriebsrad 52 nun in den Bereich der Zahnstangenlücke gelangt wird das Antriebsrad kurzzeitig abgebremst, hierbei folgt nun die Drehstellung w52 des Antriebsrades 52 der verlängerten Zahnteilung ZL=1,5x1Z. Die Kollision des Antriebsrades mit dem Kopf des Zahns (siehe 5d) wird auf diese Weise verhindert, ohne dass die Lückenlänge auf ein bestimmtes Maß eingestellt wurde. Es versteht sich, dass der Verlauf der Drehgeschwindigkeit v52 auch deutlich sanfter ausgebildet sein kann und damit weniger eckig ausgebildet sein kann als es in 11 dargestellt ist. Hierzu wird die Motorsteuerung 45 mit Informationen 57 versehen, die Rückschlüsse auf die Position der demnächst zu überfahrenden Zähne ermöglichen.
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Realisiert wird dies in einer ersten Variante durch eine positionsabhängige Regelung des Antriebsmotors, welcher das Antriebsrad antreibt. Hierzu werden die Zahnteilungen im Bereich der Zahnstangenlücken bei der Installation der Aufzugsanlage initial erfasst und in einem Datenspeicher 55 hinterlegt. So können beispielsweise Positionen von Zahnköpfen dann als Informationen 57 während des Betriebs der Motorsteuerung 54 zur Verfügung gestellt. In der Datenbank sind die einzelnen Werte der Lückenzahnteilungen mit den zugehörigen Positionen entlang der Fahrspur verknüpft. Anhand einer Differenzbildung mit der aktuellen Position kann dann auf die Relativposition zwischen dem Antriebsrad und einem Zahnkopf geschlossen werden. Alternativ kann in dem Datenspeicher lediglich eine Verknüpfung zwischen einer Antriebsradsollstellung und der Position der Kabine hinterlegt sein; diese Verknüpfung berücksichtigt dann die Zahnteilung an der entsprechenden Position.
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In einer zweiten Variante ist ein Zahnsensor 56 vorgesehen, der mit dem Fahrkorb entlang der Fahrspur fährt. Der Zahnsensor erfasst die Gestalt der Zahnstange, insbesondere die Position von Zahnköpfen, bevor das Antriebsrad mit dem jeweiligen Zahnkopf in Eingriff gerät. Insofern wird durch Sensor 56 ebenfalls eine Information 57 über die Relativposition zwischen Antriebsrad dem und den Zahnköpfen bereitgestellt. Ein solcher Sensor kann ein Laserscanner oer ein Hall-Sensor sein, welche jeweils einen Abstand zu einer Oberfläche erkennen können; ist der Abstand zur Oberfläche gering, so wird die Präsenz eines Zahnkopfes an der Sensorposition registriert. Es sind eine Vielzahl anderer Sensoren denkbar.
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Die Ausgestaltung nach 11 erfordert somit nur eine Grobausrichtung der Zahnstangen zueinander mit jeweils großen Toleranzen. Während einer Phase zwischen den Darstellungen der 10c und 10e ist die Antriebsverbindung über das Antriebsrad 52 zur Zahnstange unterbrochen. Wenn der Fahrkorb nur über ein Antriebsrad 52 verfügt kann sich der Fahrkorb dann kurzzeitig in einer Art Parabelflug befinden. Da dieser Zustand aber nur wenige Bruchteile einer Sekunde andauert, wird dies von Passagieren kaum wahrgenommen. Die Dauer der Antriebsunterbrechung, also die Lückenzahnläge in Kombination mit der Fahrgeschwindigkeit, ist daher ausschlaggebend für das Komfortverhalten der Aufzugsanlage.
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Die durch die Antriebsunterbrechung bedingte Komforteinbuße kann reduziert oder eliminiert werden, wenn der Fahrkorb (wie beispielhaft in 2 gezeigt) über zumindest zwei Antriebsräder verfügt, von denen stets zumindest ein Antriebsrad in Antriebsverbindung mit einer Zahnstangen steht. Optional kann die Antriebsleistung des in Antriebsverbindung stehenden Zahnrades temporär erhöht werden, um den kurzzeitigen Wegfall der Antriebsleistung des anderen Antriebsrades zumindest teilweise zu kompensieren.
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12 zeigt eine Zahnstange 23 mit einem äußersten Zahn 24D, der verbiegbar ausgebildet ist. Der Zahn kann aus Hartgummi gebildet sein. Bei Auftreffen des Antriebsrades auf den wegbiegbaren Zahns 24D wird am Kopf des Zahnes eine Kraft F erzeugt, die den Zahn entgegen der Fahrtrichtung / Spurrichtung S verbiegt, wodurch eine Fehlausrichtung bis zu einem gewissen Maß ausgeglichen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufzugsanlage
- 2H
- horizontale Fahrspur
- 2VL, 2VR
- vertikale Fahrspur
- 22V
- feste Führungsschiene vertikal
- 22H
- feste Führungsschiene horizontal
- 22B
- bewegbare Führungsschiene
- 23V
- vertikale Zahnstange
- 23H
- horizontale Zahnstange
- 23B
- bewegbare Zahnstange
- 23L
- Zahnstangenlücke
- 23Q
- längenvariable Zahnstange
- 23S1
- erster Zahnabschnitt
- 23S2
- zweiter Zahnabschnitt
- 23S3
- dritter Zahnabschnitt
- 24
- Zahn
- 24D
- wegbiegbarer Zahn
- 3
- Umsetzanordnung
- 30
- Umsetzeinheit
- 31
- Drehgestell
- 5
- Fahrkorb
- 51
- Führungsrollen
- 52
- Antriebsrad
- 53
- Antriebsmotor
- 54
- Motorsteuerung
- 55
- Datenspeicher
- 56
- Zahnsensor
- 57
- Informationen
- 6
- Schachtwand
- 7
- Einstellanordnung
- 71
- Einstellstelle
- 73
- schachtseitige Befestigung
- 74
- zahnstangenseitige Befestigung
- 75
- Einstellschraube
- 8
- Längeneinsteller
- 81
- Einstellschraube
- 82
- Mutter
- H21L
- Höhe der Seitenführungsschienenlücke
- H5
- Höhe des Fahrkorbs
- Z1
- definierte Zahnteilung
- ZL
- Lückenzahnteilung
- dZ
- einstellbare Zahnteilungsdifferenz
- S
- Spurrichtung
- v52
- Drehgeschwindigkeit des Antriebsrades
- w52
- Drehstellung des Antriebsrades
- F
- Kraft
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014220966 A1 [0002]
- WO 2015/144781 A1 [0034]
- DE 102016211997 A1 [0034]
- DE 102015218025 A1 [0034]
