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Die Erfindung betrifft Aufzuganlage
mit einem Ausgleich der Tragseilmassen von mittig bis stark außermittig
(„Rucksack") aufgehängten Fahrkörben und
einem Treibscheibenantrieb, der in einem Schacht, in einer Schachtnische
oder in einem separaten Raum untergebracht ist, wobei die Treibscheibe
von dem Tragseilstrang entweder einfach, mit oder ohne Ableitscheibe,
oder aber doppelt umschlungen ist, sowie mit einer direkten oder
indirekten Aufhängung
des Fahrkorbs und eines Gegengewichts, sowie ferner einem vom Fahrkorb
mitgeschleppten Versorgungs- und Funktionssteuer-Hängekabelstrang
und einer Massenausgleichvorrichtung.
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In Aufzuganlagen werden oftmals für alle denkbaren
Belastungsfälle,
Fahrkorb voll bis leer, kombiniert mit der Fahrkorbposition oben
bis unten und einem vom Fahrkorb mitgeschleppten Versorgungs- und
Funktionssteuer-Hängekabelstrang,
Ausgleichselemente für
die Strangmassen zwecks Reduzierung bis Minimierung der Seilkraftdifferenzen
zwischen dem Tragseilstrang auf der Fahrkorbseite und dem Tragseilstrang
auf der Gegengewichtsseite eingesetzt.
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Das Prinzip ist folgendes: Bei einer
oberen Fahrkorbstellung ist die Tragseilmasse, gerechnet von der
Treibscheibe, bis zum Fahrkorb aufgrund der kurzen Tragseillänge klein,
dafür aber
die Masse des Ausgleichsstrangs aufgrund seiner Länge vom
Fahrkorb bis zu seinem unteren Umkehrpunkt groß. Bei einer unteren Fahrkorbstellung
kehren sich die Verhältnisse
um. Gleiches gilt für
das Gegengewicht. Auf diese Weise erhält man auf die halbe Nutzlast
bezogen eine deutlich verringerte maximale Antriebs- und Bremsleistung.
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Der übliche Tragseilmassenausgleich
wird in bekannter Weise durch ein Ausgleichselement in Form von
Ketten, gewichtsbelasteten Gurten oder durch gespannte Unterseile
realisiert (
US 4 716 989 ). Das
Ausgleichselement ist einerseits am Fahrkorb und andererseits am
Gegengewicht befestigt. In der Schachtgrube wird das Ausgleichselement
mit oder ohne Spannvorrichtungen umgelenkt. Gespannte Ausgleichelemente
mit oder ohne schwingungsgedämpfte
Spannvorrichtung werden dabei vorzugsweise für Fahrgeschwindigkeiten des
Aufzuges v > 2,5 m/s
eingesetzt.
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Diese klassische Lösung hat
aber Nachteile. Neben dem hohen Platzbedarf des Gegengewichtsausgleiches
im Aufzugschacht durch die Umlenkung in der Schachtgrube ist es
oftmals aus optischen Gründen,
insbesondere bei Glasschächten,
unerwünscht,
auf einen bewegten, einen Umlenkbogen bildenden und die freie Sicht
behindernden Massenausgleichsstrang zu blicken. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten,
die eine zusätzliche
Unterspannung erfordern, stellen sich außerdem lästige, durch Schwingungen verursachte
Fahrgeräusche
ein. Im Schachtprofil müssen
die Schwingungsamplituden auch räumlich
berücksichtigt
werden, das heißt,
es wird zusätzlicher
Einbauraum benötigt.
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Aus der
EP 1 234 796 A1 ist eine
Ausgleichseinrichtung der Tragseilmassen durch Zwischenschaltung
von Ausgleichselementen einerseits zwischen Fahrkorb und Schachtwand
und andererseits zwischen Gegengewicht und Schachtwand, kombiniert
jeweils mit einem Datenübertragungselement.
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Aus
EP 0 653 372 A2 ist es bekannt, ein Massenausgleichsstrang
zwischen Fahrkorbboden und einem Festpunkt im Schacht sowie einen
weiteren Massenausgleichsstrang zwischen dem Gegengewichtboden und
einem weiteren Festpunkt im Schacht anzuordnen. In die Masse des
Massenausgleichsstrangs für
den Fahrkorb wird außerdem
die Masse des Versorgungs- und Funktionssteuer-Hängekabelstrangs eingerechnet.
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Ein Nachteil der letztgenannten Ausgleichseinrichtungen
ist gleichfalls der hohe Platzbedarf des Gegengewichtsausgleiches
im Aufzugschacht durch die Umlenkung in der Schachtgrube und der
Befestigung und Anordnung derselben im Schacht hinter dem Gegengewicht
oder in schräger
Anordnung davor, ohne mit dem Fahrkorb zu kollidieren. Das bedeutet
in jedem Fall größere Schachtabmessungen als üblich.
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Ein weiterer Nachteil ist, dass die
Zusatzmassen mindestens aus 2 Strängen bestehen, nämlich dem
Strang für
den Fahrkorb und dem Strang für das
Gegengewicht, nichtgerechnet die Datenübertragungsleitungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und eine Aufzuganlage der eingangs
beschriebenen Gattung mit einer platzsparenden, konstruktiv extrem
einfachen, optisch akzeptablen und betriebsfreundlichen Ausgleichsmassenanordnung
zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, wonach nur am Fahrkorb
ein Ausgleichselement vorgesehen ist, dass mit dem Hängekabelstrang
masse- und raummäßig funktionell
so kombiniert ist, das ein idealer Ausgleich bis zur halben Nutzlast
erfolgt.
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Bei herkömmlichen Aufzuganlagen ist
die Masse der Hängekabel
wesentlich kleiner als die Masse der Tragseile. Für einen
theoretisch richtigen Ausgleich wären zusätzlich zum Ausgleich der Nennlast
zu 50% beim Gegengewicht auch 50% der ohnehin sehr kleinen Hängekabelmasse
erforderlich. In Rechnungen wird dieser Fakt in vielen Fällen vernachlässigt, da
der Einfluss klein ist und der Fehler in Richtung sichere Seite
wirkt. Bei einer Aufzugabnahme wird bei der üblichen praktischen Halblastprüfung der
Einfluss durch den Gewichtsausgleich aber wieder praktisch berücksichtigt,
dass heißt,
das Gegengewicht ist etwas schwerer als bei 50% Ausgleich der Nennlast.
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Nach der Erfindung dagegen wird bewusst die
Masse der Hängekabel
zusammen mit der Masse des Ausgleichselementes auf das 1,75-fache
der Tragseilmasse je Meter für
einen Teillastausgleich und auf das 4-fache je Meter für einen
idealen Ausgleich vergrößert und
das bei der Gegengewichtsmasse wie bei der Beschreibung einer herkömmlichen
Aufzuganlage berücksichtigt.
Damit wird zum Beispiel bei 4-facher Tragseilmasse je Meter bei
vollem oder leeren Fahrkorb und Fahrkorbstand in der untersten Haltestelle
eine Seilkraftdifferenz von der halben Nennlast und damit der ideal
kleinste Wert erreicht. Das Ausgleichselement zusammen mit dem Hängekabel
wirkt bei diesem Fahrkorbstand überhaupt
nicht, sondern hängt
voll an der Schachtwand. Steht der Fahrkorb dagegen in der obersten
Haltestelle, hängt
die Masse voll am Fahrkorb und gleicht damit die Tragseilmassen
aus, die sich nunmehr auf der Gegengewichtsseite befinden. Zusammen
mit der vergrößerten Gegengewichtsmasse
ergeben sich hier wiederum die ideal kleinsten Werte für die Seilkraftdifferenz
für den
vollen oder leeren Fahrkorb.
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Die Lösung ist mit allen professionellen
Aufzugrechenprogrammen, bei denen bei der Berechnung der Gegengewichtmasse
die Hängekabelmasse
berücksichtigt
wird, ohne Änderungen
am Rechenprogramm zu berechnen. Solche Rechenprogramme sind auch
für diese
Anwendung für
staatliche Aufsichtsbehörden,
Benannte Stellen bzw. Notified Bodies unanfechtbar.
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Eine erfindungsgemäße Aufzuganlage
kann besonders vorteilhaft im Grenzbereich bei Treibfähigkeitsproblemen,
begrenzter Seilrillenanzahl der Aufzugmaschine, größeren Förderhöhen, größeren Geschwindigkeiten
und dort eingesetzt werden, wo Unterseile, Ketten oder sonstige
Ausgleichseinrichtungen üblicher
Anordnung zwischen Fahrkorb und Gegengewicht unerwünscht sind.
Gründe
dafür können sein:
Platzmangel, niedrige Schachtgrube, Glasschacht im unteren Schachtbereich
ohne Sichteinschränkungen
durch übliche
Ausgleichseinrichtungen, Geräusche
und anderes.
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Der Umlenkbogen des Ausgleichselementes bewegt
sich mit der halben Fahrgeschwindigkeit mit konstanter Geschwindigkeit.
Damit ergeben sich physikalisch für das mitbewegende System eine gleichförmige Bewegung
des Umlenkbogens und die gleichen Umlenkkräfte wie für die übliche Ausgleichssysteme im
Umlenkbogen in der Schachtgrube für einen mit halber Geschwindigkeit
fahrenden Aufzug. Damit können
die Ausgleichselemente bis über
das Doppelte der üblichen
Fahrgeschwindigkeiten bis etwa v = 8 m/s ungespannt in Analogie
zu einem Hängekabelstrang
ausgeführt
werden.
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Für
Geschwindigkeiten v ~ 2,5–8
m/s ergeben sich daraus generelle Vorteile gegenüber üblichen Aufzuganlagen dadurch,
dass eine teure Unterseilspannvorrichtung entfallen kann. Diese
belastet durch ihre Spannmasse die Tragseile ebenfalls. Wei terhin
entfällt
eine unüberhörbare Geräuschquelle
in der Schachtgrube und in der Nähe
der Haupthaltestelle.
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Die Fangvorrichtungen an Fahrkorb
und gegebenenfalls Gegengewicht sind dieser Tatsache anzupassen,
müssen
sicher mit weniger als der Erdbeschleunigung g verzögern und
damit ein langzeitiges Springen von Fahrkorb oder Gegengewicht sicher verhindern.
Das gleiche gilt für
einen elektrischen oder mechanischen Nothalt der Antriebsmaschine.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels
näher beschrieben
werden. In der dazugehörigen
einzigen 1 ist hierzu
stark schematisiert ein Treibscheibenantrieb 1 im oberen
Bereich eines Schachtes 2 angeordnet. Im Beispiel ist ein Satz
Tragseile 3 in einfacher Umschlingung um die Treibscheibe 1 geführt. An
dem einen Ende des Tragseilstranges 3 ist ein Gegengewicht 4 direkt
befestigt und auf der anderen Seite ein Fahrkorb 5. Die
Tragseilführung
und Aufhängung
ist für
die Erfindung unwesentlich. Beispielsweise kann eine doppelte Umschlingung
vorgesehen sein oder eine zusätzliche Ablenkscheibe
und Fahrkorb 5 und Gegengewicht 4 können in
loser Rolle aufgehängt
sein. Es sind weitere Varianten denkbar. Vom Boden das Fahrkorbs 5 aus
ist in bekannter Weise ein Hängekabelstrang 6 in einer
Schlaufe zu einem Festpunkt über
Mitte Schachthöhe
geführt,
beispielsweise zu einer Schachtwand oder einem Schachteinbau. Parallel hierzu
läuft als
einziges ein Massenausgleichselement zum Fahrkorb 5. Dieser
benötigt
somit keinen bzw. nur einen vernachlässigbar geringen Platz im Schacht 2.
Damit man allein mit diesem Massenausgleichsstrang 7 auskommt,
wird erfindungsgemäß die Masse
des Hängekabelstrangs 6 zusammen
mit der Masse des Ausgleichsstrangs 7 je Meter auf das 1,75
der Tragseilstrangmasse je Meter für einen Teillastausgleich und
auf das 4-fache je Meter für
einen ide alen Ausgleich vergrößert und
bei der Berechnung der Gegengewichtsmasse berücksichtigt.
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Bei 4-facher Tragseilstrangmasse
je Meter wird damit bei vollem oder leeren Fahrkorb 5 und
einem Fahrkorbstand in der untersten Haltestelle eine Tragseilkraftdifferenz
von der halben Nennlast erreicht, was dem kleinstmöglichen
Wert entspricht. Steht der Fahrkorb 5 dagegen in der obersten
Haltestelle, hängen
die Kabel- und Ausgleichsstrangmassen voll am Fahrkorb 5 und
gleichen damit diejenigen Tragseilmassen aus, die sich nunmehr auf
der Gegengewichtsseite befinden. Zusammen mit der vergrößerten Gegengewichtsmasse
ergeben sich wiederum die kleinstmöglichen Werte für die Tragseilkraftdifferenz
für den
vollen und den leeren Fahrkorb.
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In bevorzugter Ausführung beträgt die Masse
des Ausgleichsstrangs 7 je Meter zusammen mit der Masse
des Hängekabelstrangs 6 je
Meter deshalb das 4-fache der Masse des Tragseilstrangs 3 je Meter,
bei einer Masse größer dem
4-fachen verschlechtert sich der Ausgleichseffekt wieder.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung
besteht der Ausgleichsstrang 7 aus einem oder mehreren Einzelsträngen.
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Um einer erhöhten Belastung des Tragseilstrangs 3 Rechnung
zu tragen, wird eine entsprechend geeignete Rillenform der Treibscheibe 1 gewählt, z.
B. eine verringerte Unterschnittbreite oder allgemein, einer Rillenform
mit verringerter Treibfähigkeit,
und damit eine überproportional
verringerte Flächenpressung
zwischen Rille und Seil.
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Für
Aufzüge
mit Fahrgeschwindigkeiten bis ca. 8 m/s kann der Ausgleichstrang 7 ungespannt ausgeführt sein,
darüber
hinaus sollte er in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in einer
Führung
geführt und
gegebenenfalls mittels eines Rollenspannwerkes gespannt sein.
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- 1
- Treibscheibenantrieb
- 2
- Schacht
- 3
- Tragseilstrang
- 4
- Gegengewicht
- 5
- Fahrkorb
- 6
- Hängekabelstrang
- 7
- Ausgleichsstrang