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Fahrstuhlsystem für schnellen Massenverkehr, insbesondere in Hochhäusern
Bei den bisherigen Schnellaufzügen erfolgt die Kraftübertragung über Seile, die
den Transport von nur einer Kabine in einem Schacht aufwärts und abwärts zulassen.
Trotz der in den letzten Jahren gesteigerten Fahrgeschwindigkeit und vergrößertem
Kabinenraum sind dieser Methode für den Massenverkehr Grenzen gesetzt, die in den
unvermeidlichen Zeiten des Aus- und Einsteigens und des Anhaltens auf Zwischenstationen
begründet sind.
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Die Leistungsfähigkeit von ahrstUhlen mit Seiltransport ist also begrenzt.
Wenn man ein großes Haus z.B. ein Hochhaus mit ärztlicher Ambulanz und Laboratoriumsbetrieb
für vorwiegenden Personenverkehr mit Fahrstühlen ausrastet, benötigt man eine Vielzahl
von Fahrstühlen und damit einen ins Gewicht fallenden Raum. Auch muß bei der Planung
von Hochhäusern der mit zunehmender Höhe immer größer werdende Raumbedarf für die
Fahrstühle
mitberücksichtigt werden, wodurch sich zwangsläufig die
Kosten für den umbauten Raum erhöhen. Der Raumbedarf für die Fahrstühle muß aber
so klein wie möglich gehalten werden. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Fahrstühle
ist, daß für die ganze Strecke eines Fahrstuhls immer nur ein Fahrkorb vorhanden
ist0 Ein Fahrstuhl, der über 10 oder 20 Stockwerke fahren muß, ist erst wieder für
das erste Stockwerk benutzbar, wenn er nach Absetzen der bei der vorherigen Fahrt
aufgenommenen Personen wieder zur Ausgangsstellung zurückgelangt ist0 Daraus ergeben
sich lange Wartezeiten für die Benutzer, oder man benötigt sehr viele Fahrstühle0
Man hat versucht, diese Nachteile durch sogenannte Paternoster-Fahrstühle zu überwinden0
Diese bewegen sich verhältnismäßig langsam. Auch eigenen sie sich gerade für den
Krankenhausbetrieb sehr wenig, weil in Krankenhäusern häufig körperlich behinderte
Menschen transportiert werden müssen0 Diese, sowie auch Kinder, haben Schwiengkeiten,
in die sich laufend bewegenden Paternoster-Kabinen einzusteigen und rechtzeitig
wieder auszusteigen. Deshalb ist im allgemeinen die Benutzung solcher Fahrstühle
für den Betrieb mit Kindern und Körperbehinderten verboten, Man hat auch schon versucht,
große Menschenmengen laufend über ein oder zwei Stockwerke durch Verwendung von
Rolltreppen zu befördern. Dieses-System ist besonders stark ausgebildet bei Kaufhäusern
und bei Untergrundbahnen mit sehr tief verlegten BahnkörpernO Aber auch hier ist
natürlich die Höhe der Rolltreppen begrenzt. Die Benutzung solcher Rolltreppen durch
Kinder und körperbehinderte Personen bildet ebenfalls eine Unfallgefahr, weshalb
sie zoBo für Krankenhäuser ungeeignet sind.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun,dieS6rderung einer Vielzahl
von Personen auf einem ganz neuartigen Weg zu lösen,
wobei die Ireistung
der bisherigen Fahrstühle und Rolltreppen um ein Vielfaches gesteigert wird.
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Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der iFahrstuhl
je einen Fahrschacht für die Aufwärts- und Abwärtsfahrt aufweist und daß auf den
Stockwerken stillstehende Kabinen in Halteräumen außerhalb der eigentlichen Fahrschächte
vorgesehen sind, die erst nach Betreten der zu befördernden Personen in die eigentlichen
Fahrschächte übergeführt werden. In den Fahrschächten bewegen sich nun die Kabinen
mit üblicher oder sogar vergrößerter Fahrgeschwindigkeit in das gewünschte Stockwerk.
Es kann also -eine ruhende Kabine aus dem Erdgeschoß in den Fahrschacht für die
Aufwärtsfahrt übergeführt werden -und in diesem z0B. zum 6. Stock nach oben geführt
werden. Wenn das Gebäude z.B. 20 oder 22 Stockwerke aufweist, können sich gleichzeitig
z.B. eine zweite Fahrkabine vom 7. zum 10. Stock, eine dritte Fahrkabine vom 11.
zum 13. Stock, eine vierte Fahrkabine vom 14. zum 18. Stock bewegen, ohne sich gegenseitig
zu behindern. Im Fahrschacht für die Abwärtsbewegung können sich ebenfalls mehrere
Fahrkabine bewegen-. Ein Überschneiden ner Fahrstrecken wird dadurch verhindert,
daß in dem Moment, wo z.B. die erste Fahrkabine aus dem zweiten Geschoß in den Fahrschacht
einrückt, keine zweite Kabine im Bereich der gewählten Fahrstrecke vDm Halteraum
in den Fahrschacht einfahren kann. Die Fahrschächte sind entweder im obersten Stockwerk
oder darüber und im untersten Stockwerk -oder darunter bzw0 in einigen oder allen
Zwischenstockwerken durch befahrbare Verbindungswege miteinander verbunden. Dadurch,
daß auch in den Zwischenstockwerken Verbindungswege vorhanden sein können, kann
ein Stau von Kabinen im obersten bzw. untersten Stockwerk vermieden warden. In diesem
fall braucht eine Kabine, die z.B. nur zum fünften Stockwerk fährt, nicgt ganz hochtransportiert
zu werden, sondern kann von diesem Stockwerk aus im Abwärtsschacht nach unten befördert
werden.
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Notwendig ist, daß die Fahrkabinen nun in den Fahrschächten selbst
gehalten und nach aufwärts bzw. abwärts bewegt werden können. Dies kann auf verschiedene
Weise geschehen, Eine Möglichkeit besteht darin, daß durch den Aufwärts schacht
und den Abwärtsschacht ein endloses Seil oder Band im Kreislauf bewegt wird, an
das die Kabinen je nach Bedarf angekoppelt und davon wieder abgekoppelt werden.
Das Seil oder Band wird durch einen Elektromotor, der sich beispielsweise im Keller
oder im Dach befinden kann, angetrieben0 Die Ankopplung der Kabinen erfolgt beispielsweise
durch eine Klemmvorrichtung an der Kabine, die in das sich bewegende Seil oder Band
eingreift, wodurch die Kabine ergriffen und entweder nach oben oder nach unten befördert
wird. Ist die Kabine im gewünschten Stockwerk angekommen, so wird die Klemmvorrichtung
gelöst. Damit die Kabine nach dem Lösen der Klemmvorrichtung nicht nach unten fällt,
können z.30 mechanische Haltevorrichtungen in Form von Schiebern in den Fahrschacht
geschoben werden, so daß die Kabine auf den Schiebern aufliegt, wenn die Klemmvorrichtung
gelöst ist und das Seil oder Band sich weiterbewegt. Die Klemmvorrichtungen und
die Schieber werden automatisch gesteuert.
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Drückt man in der Kabine einen Knopf für ein bestimmtes Stockwerk,
so fährt die Kabine bis dorthin, worauf der Schieber unterhalb der Kabine in den
Fahrschacht geschoben und gleichzeitig die Klemmvorrichtung gelöst wird. Durch geeignete
Verzögerungseinrichtungen kann die Klemmvorrichtung langsam in das Seil oder Band
eingreifen oder sich davon lösen, so daß eine gewisse gleitende Reibung auftritt
und die Kabine nicht abrupt in Gang gesetzt oder zum Halten gebracht wird0 Die Verzögerungs
einrichtung wirkt analog der Kupplung eines Kraftfahrzeuges.
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Ist die Kabine im gewünschten Stockwerk zum Stehen gekommen, so wird
sie in den Halteraum geschoben, worauf der Schieber wieder aus dem Fahrschacht gezogen
wird, damit die sechste Eabine ungehindert den Fahrschacht passieren kann. Beim
Auskuppeln wird die Kabine in den Fahrschacht geschoben, wobei der in den Fahrschacht
geschobene Schieber die Kabine solange
trägt, bis die Klemmvorrichtung
das Seil oder Band ergriffen hat0 Bei der Aufwärtsbewegung braucht der Schieber
nicht sofort zurückgezogen zu werden; dagegen ist bei der Abwärtsbewegung ein genaues
Zusammenspiel zwischen Schieber und Klemmvorrichtung erforderlich. Man kann hier
statt des Schiebers beispielsweise einen federbetätigten Kipphebel verwenden, der
durch die Pederkraft an die Kabinenwand drückt und durch Reibung ein Herunterfallen
der Kabinen verhindert0 Weiterhin können an der Klemmvorrichtung zusätzliche Einrichtungen
vorgesehen sein, die auf die beim freien Fall auftretende Beschleunigung ansprechen
und sich dann gegen das Seil oder Band pressen und somit die Fallbewegung bremsen.
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Statt oder zusätzlich zu der mechanischen Klemmvorrichtung kann auch
eine magnetische Klemmvorrichtung verwendet werden, die entweder Permanentmagnete
oder Elektromagnete enthält, Das gleiche gilt für die Haltevorrichtungen0 In diesem
Fall wird das Haften der Kabinen an der Schachtwand durch Permanentmagnete erreicht,
die in der Schachtrückwand, eventuell auch gegenpolig in der Kabinenwand angebracht
sind, Die Kraft, die die Kabine an die Schachtrückwand drückt, wird verdoppelt,
wenn an der gegenüberliegenden Schachtvorderwand ebenfalls Magnete angebracht sind,
die gleichpolige Magnete der anliegenden Kabinenwand abstoßen und die Kabine damit
zusätzlich auf die Schachtrückwand drücken. Damit entfallen sämtliche Sicherungsvorkehrungen,
da die anziehende bzw. abstoßende Kraft von Permanentmagneten niemals durch irgendeinen
Zufall ausfallen kann. Ein Abstürzen der Kabinen ist somit unmöglich. Diese Sicherheit
setzt selbstverständlich voraus, daß die Kabine niemals überlastet wird. Dies kann
jedoch sicher verhindert werden, z.B. indem in jeder Ruhestellung unter dem Boden
der Kabine ein Federschalter eingebaut ist, der bei Überlastung verhindert, z.B.
durch Abschaltung des Transportstromes, daß die überlastete Kabine in den Fahrschacht
einrUckt.
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Der gleiche Zweck kann erreicht werden, wenn die Kabinen in Ruhestellung
ebenfalls von Magneten gehalten werden, die jedoch schwächer sind als die Magnete
des Förderschaohtes. Bei Überlastung der Kabine würde diese auf den Boden absinken
und den Transport strom abschalten0 Verwendet man zum Bewegen der Kabinen statt
des Seiles oder Bandes Magnetvorrichtungen, so kann die Bewegung der Kabinen in
senkrechter und waagerechter Richtung auf verschiedene Art erfolgen.
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1. Die in der Schachtwand angebrachten Permantentmagnete werden durch
Elektromotoren um ihre eigene Achse gedreht, so daß sich die Magnetfelder an der
Schachtwand in auf- bzw0 abwärtiger Richtung bewegen. Die haftenden Kabinen werden
in Art eines Flimmerepithels bewegt.
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2. Die in den Kabinen angebrachten Permanentinagnete drehen sich.
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3. Die Permanentmagnete der Kabinen und der Schachtwand drehen sich.
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4. Die Magnete der Schacht- oder Kabinenwand sind auf Förderbändern
angeordnet, die von Elektromotoren bewegt werden.
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5. In der Schachtwand sind neben den stationären Permanentmagneten,
die das Haften der Kabinen besorgen, Elektromagnete angeordnet. Deren Kraftfeld
bewegt sich wie bei 1.
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bis 4. oder durch wellenförmiges An- und Abschalten.
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6. Die Bewegung der Kabinen erfolgt durch Elektromotoren, die in den
Kabinen installiert sind. Ihre Kraft wird auf Räder übertragen, die auf der Magnetwand
laufen Die Stromzufuhr erfolgt aus Ak)rumiaatoren oder über Sohleifkontakte aus
dem Netz. Die Magnetwand hat dann die gleiche reibunghervorrufende
Wirkung
wie die ErdanzPahung bei jedem Horizontalfahrzeug. Die Erdanziehung wirkt sich beim
Vertikalfahrzeug wie ein Widerstand aus, z.B. wie eine zu bewegende Last, Die Kabinen
müssen mit ihren Radstellungen und ihrer Kraftübertragung wahlweise für die Horizontal-
und Vertikalbewegung eingerichtet sein.
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Jede Kabine schaltet sich selbst oder durch Lichtsignale über Photozellen
die benötigten Magnete ein oder ab, so daß im Extrem alle Kabinen gleichzeitig fahren
können.
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Das System kann bis zu doppelt so viele Kabinen haben, wie das Gebäude
Stockwerke hat. Die Kabinen sind dann im Ruhezustand auf alle Stockwerke verteilt.
Sie befinden sich in einem der zwei seitlich von jedem Schacht angeordneten Fächern,
in aenen sie nach Beendigung der Senkrechtbewegung einrücken und so den Schacht
für andere Kabinen wieder frei geben, Er wird für die beliebige Aus- und Einsteigezeit
und Bereitschaftsdauer nicht blockiert. Das zweite Fach dient zur Aufnahme einer
neu ankommenden Kabine, bei deren Eintreffen die, in dem anderen Fach des gleichen
Stockwerkes befindliche Wartekabine automatisch in den Fahrschacht gleitet und In
das nächste freie Fach eines anderen Stockwerks fährt.
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Die Aufwärts- und Abwärtsschächte sind im obersten und untersten oder
in jedem Geschoß durch Verbindungsschächte verbunden, so daß die Kabinen sich im
Kreisverkehr bewegen können.
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Verbindungsschächte in jedem Stockwerk verkürzen die Leerlaufwege.
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Die Kabinen können ferner aus den Ruhestellungen auf den Flur des
betreffenden Stockwerkes herausgeschoben werden und als Handkarren in jeden beliebigen
Raum der gleichen Etage befördert werden. Der Reparatur- und Wartungsdienst kann
somit ohne Unterbrechung des laufenden Betriebes ausgeführt werden.
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In Figur 1 der beigefügten Zeichnung ist schematisch eine Anordnung
des Fahrstuhls wiedergegeben. Auf der linken Seite befindet sich der Atfwärtsschacht
1, auf der rechten der Abwärtsschacht 20 Oben und unten sind die Verbindungswege
3 vorgesehen0 Weitere Verbindungsschächte können in einem oder mehreren Zwischenstockwerken
vorgesehen sein (mit 3' angedeutet). Auf jedem Stockwerk befinden sich zwei Halteräume
4, 4', damit, falls einer schon besetzt ist, die ankommende Kabine einen freien
Halteraum vorfindet und sich aus dem Fahrschacht herausbewegen kann. Wenn beide
Halteräume auf einem Stockwerk besetzt sind, schaltet selbsttätig der Bewegungsmechanismus
derWartekabine ein und bewegt sie, gegebenenfalls über den Verbindungsweg 3t, in
den Fahrschacht, in dem sie nun nach oben bzw. nach abwärts gleitet, bis sie eine
Stelle findet, an der beide Halteräume leer sind0 Auf diese Weise wird sichergestellt,
daß die fahrende Kabine immer in dem gewünschten Stockwerk einen leeren Platz findet,
so daß die Personen aussteigen können. Zugleich wird damit erreicht, daß jederzeit
in jedem Stockwerk für die Auf- und Abfahrt je eine Kabine fahrbereit steht und
nach Benutzung automatisch sofort wieder ergänzt wird.
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Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des Fahrstuhls gemäß.der Erfindung,
bei der die Kabinen durch Ankuppeln an ein umlaufendes Seil bewegt werden. Der Aufwärts-
und Abwärtsschacht ist wieder mit 1 bzw. 2 bezeichnet, die Verbindungswege mit 3
bzw. 3' und die Halteräume mit 4 bzw. 4'. Die Kabinen sind mit K1 bis 5 bezeichnet.
Durch den Aufwärts- und Abwärtsschacht läuft das Seil 5 über die Rollen 6 unter
dem Antrieb eines Elektromotors 7 an der Rückwand der Kabinen K entlang.
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Die Kabine K1 wurde gerade ausgekuppelt und befindet sich im Warteraun
4s, von wo aus sie in den Abwärtsschacht 2 gebracht werden kann. Die Kabine K2 ist
an das Seil 5 angekuppelt etwa mit Hilfe der in Figur 3 schematisch dargestellten
Klemmvorrichtung 8. Hier sind die geriffelten Backen 9 mit Hilfe der drehbaren Nocken
10 an das Seil 5 angepreßt. Die Backen
9 können einen halbkreisförmigen
Querschnitt haben, so daß sie das Seil 5 fast umgreifen. Die Klemmvorrichtung 8
kann auch eine Fallsicherungseinrichtung enthalten, die aus einem drehbaren Winkelhebel
11 besteht. Ein Arm dieses Hebels, der ebenfalls einen halbkreisförmigen Querschnitt
haben kann, greift mit seinen Zähnen in das Seil 5 ein, wenn der andere Hebelarm,
der an seinem Ende eine träge Masse 12 trägt (diese liegt gewöhnlich auf der Auflage
13) durch die Wirkung der Feder 14 gehoben wird, wodurch ein Weitergleiten der Kabine
am Seil verhindert wird.
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Die Kabine K2 steht kurz vor dem Auskuppeln) die mechanische Haltevorrichtung
in Form des Schiebers 15 ist bereits in den Fahrschacht 1 geschoben und verhindert
ein Zurückgleiten der Kabine K20 Diese wird dadurch von der Klemmvorrichtung 8 gelöst,
daß die Nocken 10 entgegen der Pfeilrichtung gedreht werden, wodurch sich die Backen
9 vom Seil 5 lösen. Dann wird die Kabine K2 durch nicht dargestellte Vorrichtungen
zuerst in Richtung des Betrachters von Fig. 2 und dann nach rechts in den Halteraum
4V geschoben. Das Seil 5 läuft unterdessen weiter.
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Die Kabine K3 wird durch den Verbindungsweg 3' in den Abwärtsschacht
2 geschoben und dort an das Seil 5 angekuppelt. Die Kabine K3 liegt vor dem Ankuppeln
auf den Haltevorrichtungen, die hier als federbetätigte Kipphebel 16 ausgebildet
sind.
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Ist die Ankupplung erfolgt, so kippen die Eipphebell6 nach unten und
drücken gegen die Kabinenwand(K4)0 Mittlerweile wurde der Schieber t5 zurückgezogen,
so daß die Kabine K5 in den Aufwärtsschacht 1 einrücken und nach dem Ankuppeln ungehindert
nach oben fahren kann.
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Eine weitere Haltevorrichtung in Form eines Schiebers ist mit der
Bezugszahl 17 bezeichnet. Der Schieber 17 ist abgeschrägt und wird mit Hilfe einer
Feder 18 in den Aufwärtsschacht 1 gedrUckt. Stößt der obere Rand der Kabine K.6
(oder K7). die
mittlerweile an das Seil 5 angekuppelt wurde, an
die abgeschrägte Fläche des Schiebers 17 an, so wird dieser aus dem Aufwärtsschacht
1 gedrückt, bis die Kabine K6 vorbeigegangen ist. Dann schnappt der Schieber 17
unter der Wirkung der Feder 18 wieder in den Schacht zurück und hält die Kabine
K6, wenn diese in dem Stockwerk, wo die Kabine K5 stand, angekuppelt werden 5011o
Der Schieber 17 ist in Figur 2 nur einmal dargestellt0 Vorzugsweise wird diese Schieberkonstruktion
aber in allen Stockwerken bzw0 auch in kleineren Abständen innerhalb eines Stockwerks
verwendet, da sie im Gegensatz zu dem Schieber 15 durch die nach oben fahrenden
Kabinen automatisch betätigt werden kann. Im Abwärtsschacht ist die Schiebekonstruktion
17 jedoch nicht brauchbar. Hier wird bevorzugt die Kipphebelkonstruktion 16 verwendet.
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Man kann aber auch, wie in Figur 3 dargestellt ist, die Klemmvorrichtung
mit der Haltevorrichtung kombinieren0 Zu diesem Zweck sind die Nocken 10 mit den
Stempeln 19 verbunden, die, wenn die Kabine ausgekuppelt ist, d.h. wenn die Nocken
entgegen der Pfeilrichtung gedreht sind, gegen die Schachtwand gedrückt werden und
die Kabine auf diese Weise halten. Wird die Kabine durch Drehen der Nocken in Pfeilrichtung
an das Seil 5 angekuppelt, so lösen sich die Stempel 19 von der Schachtwand, und
die Kabine kann ungehindert weiterfahren.
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- Patentansprüche -