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1. Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft allgemein eine Rollenführungsanordnung für ein Aufzugsystem. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Rollenführung mit einer Rollenhärte, die selektiv variabel ist.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Aufzugsysteme weisen typischerweise eine Kabine auf, die sich innerhalb eines Aufzugschachts bewegt, um Fahrgäste oder Gegenstände zwischen verschiedenen Niveaus in einem Gebäude zu transportieren. In dem Aufzugschacht montierte Führungsschienen führen die Aufzugkabine innerhalb des Aufzugschachts. Die Aufzugkabine weist eine Mehrzahl von Rollenführungen auf, die die Kabine entlang jeder Führungsschiene führen. Inkonsistenzen bei den Führungsschienen können unerwünschte Vibrationen in der Aufzugkabine bewirken. In manchen Fällen erfordert eine unerwünschte Vibration ein erneutes Ausrichten der Führungsschiene. Ferner werden Führungsschienen innerhalb einer spezifischen Toleranzeneinstellung hergestellt, um für eine erwünschte Aufzugfahrqualität zu sorgen. Restriktive Toleranzen für Führungsschienen erfordern kostenintensive Herstellungstechniken und -verfahren, die zu den Kosten des Aufzugsystems hinzu kommen.
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Typischerweise sind Rollenführungen an der Aufzugkabine mit Feder- oder Dämpferanordnungen angebracht, um einige der entlang der Führungsschiene auftretenden Inkonsistenzen und auf die Aufzugkabine übertragenen Vibrationen abzufedern und zu absorbieren. Solche Rollenführungsanordnungen können nur einen festen Betrag von Führungsschineninkonsistenz und zugehörigen Aufzugkabinenvibrationen aufnehmen. Die feste Dämpfungsrate sorgt für eine optimale Fahrqualität innerhalb eines begrenzten Arbeitsbereichs. Ferner sind die Fähigkeiten von Federn und Dämpfern, Vibration heraus zu dämpfen, durch Ausrichtungsanforderungen, die durch erhöhte Aufzugkabinengeschwindigkeiten erforderlich werden, beschränkt. Die Fahrqualität für die Aufzugkabine wird ausbalanciert zwischen dem Wunsch nach einer sanften Fahrt und funktionalen Aufzugparametern wie z. B. Liftgewichten und Aufzugkabinengeschwindigkeiten.
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JP 082 45 119 A offenbart eine scheibenförmige Führungsrolle für einen Aufzug, die, um Schwingungen der Aufzugskabine zu vermeiden, einen elastischen Körper aufweist, der konzentrisch mit einem Führungsschienenbereich ausgebildet ist, um die Aufzugskabine abzustützen, indem die Führungsrolle gegen eine Führungsschiene gedrückt wird. Da die Führungsrolle elastisch ausgebildet ist, werden Verschiebungen von der Rolle absorbiert.
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US 5 289 902 A offenbart einen Aufzug mit einer zwischen Führungsschienen angeordneten Kabine, einer Dämpfereinheit, einem Vibrationssensor und einer Steuereinheit. Die Dämpfereinheit wird in Reaktion auf Schwingungen der Kabine, die vom Vibrationssensor erkannt werden, durch die Steuereinheit angesteuert. Der Vibrationssensor erkennt Schwingungen der Kabine, wandelt die Schwingungen in ein elektrisches Signal um und überträgt das elektrische Signal an die Steuereinheit. Die Steuereinheit vergleicht das elektrische Signal mit einem vorgegebenen Wert und steuert einen viskosen Dämpfungskoeffizienten der Dämpfereinheit entsprechend dem Vergleichsergebnis. Dementsprechend werden Schwingungen der Kabine absorbiert und reduziert.
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DE 196 13 544 C2 offenbart einen Fahrzeugluftreifen, der zumindest in einem seiner Bauteile eine magnetrheologische Flüssigkeit enthält, um die Lenkpräzision zu erhöhen, Biegewellen zu unterdrücken und stehende Wellen zu verkleinern.
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Es ist demgemäß eine Aufgabe der Erfindung, eine Rollenführungsanordnung zu entwickeln, die dazu in der Lage ist, sich an Vibrationen und Führungsschieneninkonsistenzen anzupassen, um eine Aufzugfahrqualität zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 9 sowie mit einem Verfahren gemäß dem Anspruch 16 gelöst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform dieser Erfindung ist eine Rollenführungsanordnung, die eine Rolle mit einer Härte, die in Reaktion auf ein magnetisches Feld variabel ist, aufweist.
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Bei einem Beispiel weist die erfindungsgemäße Rolle eine Membran auf, die eine im Allgemeinen ringförmige Kammer definiert, die ein Fluid enthält, das Viskositätseigenschaften in Anwesenheit eines angelegten Magnetfelds ändert. Ein mit jeder Rolle verbundener Magnetfeldgenerator erzeugt ein Magnetfeld variierender Stärke, um Viskoseeigenschaften des Fluids zu ändern. Die variablen Viskoseeigenschaften des Fluids führen zu entsprechenden Änderungen bei der Rollenhärte. Eine Änderung bei der Rollenhärte optimiert Dämpfungseigenschaften gemäß aktuell erfasster Aufzugorientierung und Betriebsbedingungen (z. B. Vibrationen), um für verbesserte Fahrqualität zu sorgen.
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Demgemäß verbessert diese Erfindung die Aufzugkabinenfahrqualität durch Variieren der Rollenhärte gemäß aktuellen Aufzugbetriebsbedingungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden den mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleuten aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die Zeichnungen, die die detaillierte Beschreibung begleiten, können kurz wie folgt beschrieben werden:
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1 ist eine schematische Ansicht einer Aufzugkabine, die beispielhafte Rollenführungsanordnungen aufweist, die gemäß dieser Erfindung ausgelegt sind;
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2 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Magnetfeldgenerators;
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3 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Magnetfeldgenerators;
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4 ist eine schematische Ansicht einer Rollenführungsanordnung, die eine Führungsschiene kontaktiert; und
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5 und 6 sind Veranschaulichungen einer Rollenführung, die gemäß dieser Erfindung ausgelegt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Bezugnehmend auf 1 weist eine Rollenführungsanordnung 14 für ein Aufzugsystem 10 eine Rolle 16 mit einer Härte, die in Reaktion darauf, einem Magnetfeld 20 ausgesetzt zu werden, variabel ist, auf. Die Rollenführungsanordnungen 14 sind für eine Bewegung mit der Kabine 12 gehalten. Die Rollen 16 sind in rollendem Kontakt mit Oberflächen einer Führungsschiene 28.
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Die Härte jeder Rolle 16 variiert in Reaktion auf Änderungen in dem Magnetfeld 20, um z. B. Vibrationen entgegenzuwirken. Vibrationen können durch Inkonsistenzen in der Führungsschiene 28 oder Kombinationen aus Geschwindigkeiten und durch die Aufzugkabine transportierten Lasten bewirkt sein. Ferner können Hubmotoren und andere Aufzugsystemkomponenten zu unerwünschten Vibrationen der Aufzugkabine 12 beitragen. Die Variation in der Härte jeder der Rollen 16 passt sich Vibrationen variierender Stärke an, um die Fahrqualität zu verbessern.
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Eine Steuerung 24 ist dazu programmiert, selektiv die Rollenhärten in Reaktion auf die Arbeitsbedingungen zu variieren. Eine Sensoreinrichtung 26 ist gehalten, um Vibrationen und Orientierung der Aufzugkabine 12 relativ zu einer erwünschten Orientierung zu erfassen. Die Sensoreinrichtung 26 ist vorzugsweise ein Beschleunigungsmesser zum Erfassen von Vibrationen innerhalb der Struktur der Aufzugkabine 12. Obwohl ein Beschleunigungsmesser in dem veranschaulichten Beispiel verwendet wird, kann jede Erfassungseinrichtung, die im Stand der Technik bekannt ist, verwendet werden, um Information über aktuelle Zustände, wie z. B. Vibrationen und Orientierung der Aufzugkabine 12 zu erhalten. Information von der Sensoreinrichtung 26 wird der Steuerung 24 bereitgestellt, die reagierend die Rollenhärte steuert, um die Fahrqualität anzupassen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist die Steuerung 24 für eine Bewegung mit der Aufzugkabine 12 gehalten, die Steuerung 24 kann jedoch an irgendeiner anderen Stelle angeordnet sein.
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Anhand dieser Beschreibung sind mit dem Stand der Technik vertraute Fachleute in der Lage, eine kommerziell erhältliche Steuerung zu programmieren oder eine speziell angefertigte Hardware, Software oder Beides zu entwickeln, um die erwünschte Rollenhärtesteuerung zu erreichen, um ihre speziellen Bedürfnisse zu erfüllen.
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Jede Rolle 16 ist benachbart einem Magnetfeldgenerator 18 angeordnet. Der Magnetfeldgenerator 18 erzeugt das Magnetfeld 20. Vorzugsweise ist jede der Mehrzahl von Rollen 16 benachbart einem separaten korrespondierenden Magnetfeldgenerator 18 angeordnet. Separate Magnetfeldgeneratoren 18 für jede Rolle 16 schaffen eine unabhängige Steuerung der Rollenhärte für jede Rolle 16.
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Bezugnehmend auf 2 weist bei einer Ausführungsform jeder Magnetfeldgenerator 18 einen Elektromagneten 21 auf, der ausgelegt ist, ein angelegtes Magnetfeld 20 variierender Stärke in einer allgemein bekannten Weise zu erzeugen. Ein Elektromagnet enthält eine Spule, die proportional zu einer erwünschten Stärke des Magnetfelds 20 mit Strom versorgt wird. Der Elektromagnet 21 variiert die Feldstärke proportional zu Signalen von der Steuerung 24, um die Härte der entsprechenden Rolle 16 zu ändern.
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Bezugnehmend auf 3 weist in einer weiteren Ausführungsform der Magnetfeldgenerator 18 einen Permanentmagneten 19 auf. Ein Bewegen des Permanentmagneten 19 relativ zu einer Rolle 16 (wie z. B. durch die Pfeile 38 veranschaulicht) variiert selektiv die Stärke des Magnetfelds 20, das auf die Rolle 16 ausgeübt wird. Obwohl ein Elektromagnet und ein Permanentmagnet als beispielhafte Feldgeneratoren gezeigt sind, liegt es im Umfang dieser Erfindung, jede Einrichtung zu verwenden, die dazu ausgelegt ist, ein variierendes Magnetfeld benachbart den Rollen 16 zu erzeugen.
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Bezugnehmend auf 4 weist in einem Beispiel jede Rollenführungsanordnung 14 drei Rollen 16 auf, die entlang drei Oberflächen der Führungsschienen 28 führen. Jede der Rollen 16 ist für eine Rotation um eine Achse 34 gehalten. Die Rollenführungsanordnung 14 führt die Aufzugkabine 12 innerhalb des Aufzugschachts, um eine richtige Orientierung der Aufzugkabine 12 aufrechtzuerhalten und ein für eine sanfte, ruhige Fahrt zu sorgen. Kräfte, die auf jede der Rollen 16 jeder einzelnen Rollenanordnung 14 ausgeübt werden, variieren mit Belastungen auf die Aufzugkabine 12 und Geschwindigkeiten derselben. Mit dieser Erfindung kann die Rollenhärte optimiert werden, um die Dämpfungseigenschaften jeder Rolle 16 zu variieren, um unerwünschte Vibration aufzunehmen und zu eliminieren und so die Fahrqualität zu verbessern.
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Bezugnehmend auf 5 und 6 weist jede Rolle 16 eine Membran 30 auf, die ein Fluid 22 enthält mit einer Viskosität, die sich in Reaktion auf die Änderungen der Stärke eines angelegten Magnetfelds 20 (2 und 3) ändert. Das Fluid 22 weist in einem Beispiel ein bekanntes magneto-rheologisches Fluid auf, das suspendierte Partikel, die auf das Magnetfeld 20 reagieren, enthält. Die suspendierten Partikel innerhalb eines solchen Fluids bilden in einer bekannten Weise säulenartige Strukturen parallel zu dem ausgeübten Magnetfeld 20. Eine Ausrichtung der säulenartigen Strukturen beschränkt die Bewegung des Fluids 22, um die Fluidviskosität zu steigern. Die Änderung bei der Viskosität des Fluids 22 ändert die Dämpfungseigenschaften der Rolle 16.
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Es ist innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, jeden Typ von Fluid zu verwenden, der auf ein angelegtes Magnetfeld reagiert, um Viskositätseigenschaften zu ändern. Fachleute, die von dieser Beschreibung profitieren, sind in der Lage, magneto-rheologische Fluide und Zusammensetzungen entsprechend anwendungsspezifischer Parameter auszuwählen.
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Die Membran 30 ist um einen Umfang einer festen Scheibe 31 gehalten und definiert einen im Allgemeinen ringförmigen Hohlraum 36. Die Membran 30 weist die Oberfläche der Rolle 16 in führendem Kontakt mit der Führungsschiene 28 auf. Das Fluid 22 innerhalb der Membran 30 ändert Viskositätseigenschaften in Reaktion auf proportionale Änderungen in der Stärke des angelegten Magnetfelds 20. Viskositätsänderungen in dem Fluid 22 führen zu entsprechenden Änderungen bei der Härte der Rolle 16, um Vibrationen der Aufzugkabine 12 zu kompensieren und zu dämpfen.
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Bezugnehmend auf 1 kommuniziert der Sensor 26 während des Betriebs des Aufzugsystems 10 Information, die indikativ für Vibration und Orientierung der Aufzugkabine 12 ist, an die Steuerung 24. Die Steuerung 24 vergleicht die Information über Vibration und Orientierung von dem Sensor 26 mit erwünschten Bedingungen. Die Erfassungseinrichtung 26 erfasst aktuelle Zustände der Aufzugkabine 12, die sich aus Belastungen, Führungsschieneninkonsistenzen, Vibrationen, Geschwindigkeit und vielen anderen Betriebsparametern und Mechanismen, die für den Betrieb der Aufzugkabine 10 erforderlich sind, ergeben.
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Die Steuerung 24 vergleicht den erfassten Zustand mit einem erwünschten Zustand und steuert in Reaktion darauf jeden Magnetfeldgenerator 18, um ein entsprechendes Magnetfeld 20 zu erzeugen, um die Viskositätseigenschaften des Fluids 22 zu kontrollieren und eine erwünschte Härte für jede Rolle 16 zu erhalten. Die Stärke des Magnetfelds 20 wird für jede spezifische Rolle 16 in Proportion zu einer Differenz zwischen einem erwünschten Zustand und einem erfassten Zustand variiert. Die sich ändernde Härte optimiert Dämpfungseigenschaften für jede Rolle 16, um Vibrationen der Aufzugkabine 12 zu dämpfen und zu isolieren. Ferner steuert die Steuerung 24 die Härte jeder Rolle 16 unabhängig, so dass die kombinierte Wirkung von Dämpfungseigenschaften zu einer optimierten, sanfteren Fahrt führt.
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Ein Betreiben des Aufzugsystems 10 dieser Erfindung reduziert die Effekte von Vibration während der Bewegung der Aufzugkabine 12, um Fahrqualität und Zuverlässigkeit zu verbessern. Ferner nimmt eine Optimierung der selektiv variablen Dämpfungseigenschaften der erfindungsgemäßen Rollen 16 eine breitere Vielfalt von Führungsrollen 28 auf.
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Die vorangehende Beschreibung ist exemplarisch und nicht eine genaue wesentliche Spezifikation. Die Erfindung wurde in einer veranschaulichenden Weise beschrieben, und es sollte verstanden werden, dass die verwendete Terminologie lediglich in der Art von Worten einer Beschreibung beabsichtigt ist und nicht als eine Beschränkung. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind im Lichte der obigen Lehre möglich. Die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wurden offenbart, ein mit dem Stand der Technik vertrauter Fachmann erkennt jedoch, dass bestimmte Modifikationen innerhalb des Umfangs dieser Erfindung liegen. Es wird verstanden, dass innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche die Erfindung in anderer Weise als der spezifisch beschriebenen ausgeführt werden kann. Aus diesem Grund sollten die nachfolgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Umfang und Gehalt dieser Erfindung zu bestimmen.
