DE19651348A1 - Hydraulischer Antrieb für Aufzüge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb für Aufzüge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Aufzugsbau spielt die Energie-Rückgewinnung eine wesentliche Rolle, wenn eine besetzte Aufzugskabine bei der Abwärtsfahrt gebremst werden muß. So ist es bekannt, als Antriebsmaschine für den Aufzug eine sekundärgeregelt hydro­ statische Maschine vorzusehen, die an ein Betriebsdrucknetz mit eingeprägtem Druck angeschlossen ist, aus dem sie als Motor arbeitend Druckmittel entnimmt und damit beispielsweise die Seilscheibe einer Aufzugskabine antreibt, während sie bei Abwärtsfahrt angetrieben wird und damit als Pumpe arbeitend Strömungsmittel in das Betriebsdrucknetz zurückfördert. Im Betriebsdrucknetz wird nach Möglichkeit ein Konstantdruck aufrechterhalten, in dem von einer als Pumpe arbeitenden und von einem Elektromotor angetriebenen hydrostatischen Maschine Druckmittel ein­ gespeist wird. Druckschwankungen sind jedoch möglich und werden über die Dreh­ zahlregelung der sekundär geregelten Maschine ausgeglichen. Ein derartiger hy­ draulischer Antrieb ist aus WO 94/27905 bekannt. Dieses System ist so ausgelegt, daß das Druckmittel zum Antrieb der Antriebsmaschine für den Aufzug im wesent­ lichen aus einem hydraulischen Speicher mit entsprechend großem Fassungsvermö­ gen entnommen wird und die von einem Elektromotor angetriebene Pumpe für eine wesentlich kleinere Leistung ausgelegt ist. Andererseits hat die Praxis gezeigt, daß im Aufzugsbau derartige sekundär geregelte, hydraulische Antriebe betriebliche Probleme aufwerfen, die ihre breitere Anwendung bisher verhinderten. Derartige sekundär geregelte Antriebe, die also aus der hydrostatischen Maschine zum Auf­ rechterhalten des eingeprägten bzw. konstanten Druckes im Betriebsnetz und aus der an das Betriebsdrucknetz angeschlossenen hydrostatischen Antriebsmaschine für die Aufzugskabine bestehen, bilden eine räumliche Einheit, deren Aufstellungs­ ort an sich von dem Ort bestimmt ist, an dem die Antriebsmaschine installiert wer­ den soll. So ist es erforderlich, für dieses Sekundärsystem einen Raum am oder über dem Aufzugsschacht vorzusehen, der bauseitig regelmäßig nicht zur Verfügung steht oder der bauseits über dem Aufzugsschacht angefügt werden muß, was oft als störend empfunden wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den hydraulischen Antrieb für den Aufzug der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß der Aufstel­ lungsort für das Aggregat zum Aufrechterhalten des eingeprägten Betriebsdruckes unabhängig von der Antriebsmaschine für die Aufzugskabine frei wählbar ist und damit eine räumliche Trennung von Antriebsaggregat und Antriebsmaschine mög­ lich ist.

Die genannten Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Somit ist erfindungsgemäß jede Antriebsmaschine für eine Aufzugskabine hochdruckseitig an das Betriebsdrucknetz und niederdruckseitig an das Nieder­ drucknetz angeschlossen. Wird die Funktion der Antriebsmaschine umgekehrt, d. h. bei Abwärtsfahrt der Kabine wird sie angetrieben und fördert Strömungsmittel aus dem Niederdrucknetz als Pumpe arbeitend in das Betriebsdrucknetz zurück, so sorgt der Druck im Niederdrucknetz dafür, daß unabhängig vom Aufstellungsort des An­ triebsaggregats stets ein ausreichendes Strömungsmittelangebot für die als Pumpe arbeitende Antriebsmaschine zur Verfügung steht. Somit ist erfindungsgemäß eine entscheidende Verbesserung erzielt, da nunmehr das Antriebsaggregat insbesondere im Keller eines Gebäudes aufgestellt werden kann, während die Antriebsmaschine für die Kabine im obersten Stockwerk installiert ist. Somit ist erfindungsgemäß da­ für gesorgt, daß auch bei dieser Aufstellung, die den bauseitigen Belangen entge­ genkommt, stets Strömungsmittel für die Antriebsmaschine vorhanden ist, wenn diese als Pumpe arbeitend Strömungsmittel ansaugt. Würde man die Antriebsma­ schine - wie es beim Stand der Technik der Fall ist - aus einem Strömungsmittelre­ servoir bzw. Tank ansaugen lassen, so muß der Tank in unmittelbarer Nähe zur An­ triebsmaschine vorgesehen sein. Erfindungsgemäß ist es also möglich, den Aufstel­ lungsort von Antriebsaggregat und Antriebsmaschine frei zu wählen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge­ kennzeichnet, die sich auf Maßnahmen für das Niederdrucknetz und zur Ener­ gierückgewinnung richten.

So ist bei einem hydraulischen Antrieb für Aufzüge mit mehreren Antriebsma­ schinen jede Maschine für einen Vierquadranten-Betrieb ausgelegt. Solange bei Aufwärtsfahrt die Gesamtkabinenlast größer ist, als das aus Gründen des Gewichts­ ausgleichs vorgesehene Gegengewicht, arbeitet die Antriebsmaschine in dieser Drehrichtung als Motor. Ist bei Aufwärtsfahrt hingegen das Gewicht der Kabine kleiner als das Gegengewicht, so muß die Kabine gebremst werden und die An­ triebsmaschine arbeitet als Pumpe in dieser Drehrichtung. Bei Abwärtsfahrt hinge­ gen arbeitet die Antriebsmaschine in der Regel ebenfalls als Pumpe, nunmehr in der entgegengesetzten Drehrichtung, während bei Abwärtsfahrt einer gering belasteten Kabine durchaus ein Motorantrieb der Antriebsmaschine erforderlich sein kann, wenn das Gegengewicht größer als die Gesamtkabinenlast ist. So kann erfindungs­ gemäß die jeweils anfallende Bremsenergie auf einfache Weise verwertet werden, entweder, indem man das von der als Pumpe arbeitenden Antriebsmaschine aus dem Niederdrucknetz entnommene Strömungsmittel direkt einer anderen als Motor ar­ beitenden Antriebsmaschine zugeführt wird, oder in einem am Betriebsdrucknetz angeschlossenen Speicher aufgefangen wird und/oder der hydrostatischen Maschine des Antriebsaggregates zugeführt wird, die dann als Motor arbeitet und den Elek­ tromotor in den Generatorbetrieb versetzt. Alle diese Vorgänge laufen automatisch ab, ohne daß besondere Steuerbefehle erforderlich wären.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der eine hydraulische Aufzugsanlage schematisch dargestellt ist.

In der Zeichnung sind zwei Aufzüge dargestellt, die jeweils aus einer An­ triebsmaschine 1, einem Planetenradgetriebe 2, einer Bremse 3, einer Seilscheibe 4, einer Kabine 5 und einem Gegengewicht 6 besteht. Die Antriebsmaschine 1 ist eine hydrostatische Maschine mit Hubverstellung, die für den Betrieb im Vierquadran­ tensystem ausgelegt ist. Die Antriebsmaschine 1 ist jeweils an einem Betriebs­ drucknetz 8 angeschlossen, in dem ein eingeprägter Betriebsdruck, nach Möglich­ keit ein konstanter Druck aufrechterhalten wird. Dies erfolgt durch Einspeisung von Seiten einer hydrostatischen Maschine 9, die ebenfalls mit Hubverstellung ausgerü­ stet ist. Die Maschine 9 wird von einem Elektromotor 10 angetrieben, der als Dreh­ strom-Kurzschlußläufer ausgeführt ist. Damit kann der Motor 10 auch als Generator arbeiten und speist elektrische Energie in das Netz zurück, wenn die Maschine 9 als Motor angetrieben wird. Die hydrostatische Maschine 9 und der Motor 10 bilden zusammen ein Aggregat.

Zwischen der hydrostatischen Maschine 9 als Primäreinheit, die den einge­ prägten Druck im Betriebsdrucknetz 8 aufrechterhält, und der Antriebsmaschine 1 als Sekundäreinheit verläuft eine Niederdruckleitung 12, in der ein niederes Druck­ niveau von z. B. 15 bis 20 bar aufrechterhalten wird. Dies erfolgt durch eine Hilfs­ pumpe 14, die Strömungsmittel aus einem Reservoir ansaugt und über ein Filter 15 in die Niederdruckleitung 12 fördert. Die Höhe des Niederdrucks in der Leitung 12 wird von einem Druckbegrenzungsventil 18 bestimmt, das druckseitig an die Nie­ derdruckleitung 12 stromab des Filters 15 angeschlossen ist. Damit kann der Filter 15 den Druck in der Niederdruckleitung 12 nicht beeinflussen.

Die Niederdruckleitung 12 macht es möglich, daß das aus der Pumpe bzw. dem Motor 9 und dem Elektromotor 10 bestehende Aggregat in räumlicher Tren­ nung von den Antriebsmaschinen 1 der Aufzüge aufgestellt werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in der Nähe der Antriebsmaschinen 1 kein Platz zur Installation des Aggregats zur Verfügung steht. Die Niederdruckleitung 12 bietet den Vorteil, daß stets Strömungsmittel mit ausreichendem Druck auf jeder Höhe des Gebäudes zur Verfügung steht, wenn einerseits das Aggregat 9, 10 im Keller des Gebäudes und die Antriebsmaschinen 1 in höheren Stockwerken oder über dem höchsten Stockwerk des Gebäudes installiert sind. Für eine ausreichende Strömungsmittelversorgung sind außerdem an die Niederdruckleitung 12 nahe den Antriebsmaschinen 1 kleine hydraulische Speicher 20 vorgesehen. Diese Speicher können sich entleeren, wenn von der Antriebsmaschine 1 im Pumpenbetrieb plötz­ lich größere Mengen Strömungsmittel angesaugt werden.

Das System kann so ausgelegt sein, daß die Pumpe 9 die volle Menge fördert und ein kleiner Speicher 26 von z. B. 0,7 l nur dazu dient, Steuerölmengen für kurz­ zeitige Regelvorgänge abzudecken.

Es kann aber auch ein Speicher 2 l vorgesehen sein, der einen größeren Teil der benötigten Energie liefert bzw. wieder speichert, wobei die Pumpe nur noch den restlichen Teil der Energie beisteuert. In jedem Fall sollte die Speichergröße auf der Niederdruckseite gleich groß wie die auf der Druckseite gewählt werden.

Aus der Zeichnung ist ferner ersichtlich, daß die Ansaugseite der als Pumpe arbeitenden Maschine 9 mit der Niederdruckleitung 12 verbunden ist. Wenn die Maschine 9 als Motor arbeitet, um den E-Motor 10 als Generator zu betreiben, muß sie das Öl den Maschinen 1 auf der Niederdruckseite über Leitung 12 wieder zur Verfügung stellen.

Es wurde bereits eingangs erwähnt, daß jede Antriebsmaschine 1 als Pumpe arbeitend, also im von der Seilscheibe 4 her angetriebenen Zustand aus der Nieder­ druckleitung 12 Strömungsmittel ansaugt und in das Betriebsdrucknetz 8 fördert, wenn bei Abwärtsfahrt das Gewicht der Kabine 5 größer als das des Gegengewichts 6 ist und wenn bei Aufwärtsfahrt das Gegengewicht 6 größer als das Gewicht der Kabine 5 ist, die Kabine also dann auch bei Aufwärtsfahrt gebremst werden muß. Bei einer sekundär geregelten Maschine muß auf der Niederdruckseite ein um die Leckage größerer Ölstrom zufließen, als auf der Druckseite abfließt, wenn die Ma­ schine als Pumpe angetrieben wird.

Das in der an sich geschlossenen Niederdruckleitung 12 zirkulierende Strö­ mungsmittel erwärmt sich im Betrieb. Um einen Teil des erwärmten Strömungsmit­ tels abzuführen und durch kühles Strömungsmittel aus dem Tank mittels der Pumpe 14 zu ersetzen, ist eine Spüldüse 25 vorgesehen, über die die Niederdruckleitung 12 mit dem Tank verbunden ist und über die eine gewisse Menge erwärmten Strö­ mungsmittels zum Tank abfließen kann. Die Tankleitung 26 steht mit einem Kühler 27 in Verbindung, in dem das Strömungsmittel von einem Lüfterrad am Motor 10 gekühlt wird.

In Reihe zu jeder Düse 25 kann auch ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein, um das Δp an der Düse zu verringern.

Claims (12)

1. Hydraulischer Antrieb für Aufzüge, mit mindestens einer als Motor bzw. als Pumpe arbeitenden ersten hydrostatischen Maschine mit Hubverstellung zum Antrieb einer Seilscheibe des Aufzuges, einem Betriebsdrucknetz mit eingeprägtem Druck zum Anschluß jeder Antriebsmaschine und einem Aggregat mit einer von einem Elektromotor angetriebenen hydrostatischen Maschine zum Aufrechterhalten des Betriebsdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Niederdruckleitung (12) vorgesehen ist, an die jede Antriebsmaschine (1) im Motorbetrieb ablaufseitig bzw. im Pumpenbetrieb ansaugseitig angeschlossen ist, und in der ein Druck aufrechter­ halten wird, der zur Versorgung jeder Antriebsmaschine mit Strömungsmittel unab­ hängig von der Höhe ihres Aufstellortes über dem Aggregat (9, 10) ausreicht.

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Niederdruckleitung (12) abhängig von der Höhe des Aufstellortes der Antriebsmaschinen über dem Aggregat ausgewählt ist.

3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Niederdruckleitung (12) etwa 15 bis 20 bar beträgt.

4. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Niederdruckleitung mindestens ein den Antriebsmaschinen (1) zugeordneter Speicher (20) vorgesehen ist.

5. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Niederdruckleitung (12) mit einer Tankleitung (26) über eine Spüldüse (25) verbunden ist, über die erwärmtes Strömungsmittel zum Tank fließt.

6. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Aufrechterhalten des Drucks in der Niederdruckleitung (12) eine Hilfspumpe (14) vorgesehen ist und das Betriebsdrucknetz (8) über ein Druck­ begrenzungsventil (16) mit der Niederdruckleitung (12) verbunden ist.

7. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der Hilfspumpe (14) über ein Filter (15) mit der Niederdruckleitung (12) verbunden ist und die Niederdruckseite des Druckbegrenzungsventils mit der Niederdruckleitung (12) stromab des Filters verbunden ist.

8. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Niederdruckleitung (12) von einem weiteren Druckbegren­ zungsventil (18) bestimmt ist.

9. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Niederdruckleitung (12) mit der Niederdruckseite der hydro­ statischen Maschine (9) des Aggregats (9, 10) verbunden ist.

10. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an das Betriebsdrucknetz (8) ein hydraulischer Speicher (21) an­ geschlossen ist, der zur Deckung von Mengenspitzen dient.

11. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die hydrostatische Maschine (9) des Aggregats (9, 10) aus dem Pumpenbetrieb in einen Motorbetrieb verschwenkbar ist.

12. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Antriebsmaschine (1) für den Vierquadrantenbetrieb ausge­ legt ist, wobei Strömungsmittel von einer als Pumpe arbeitenden Antriebsmaschine einer anderen Antriebsmaschine und/oder einem Speicher am Betriebsdrucknetz und/oder der als Motor arbeitenden hydrostatischen Maschine (9) des Aggregats zum Antrieb des Elektromotors (10) als Generator zuführbar ist.