DE19902390A1 - Aufzug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Neben Aufzügen, bei denen eine Aufzugskabine in einem geschlossenen Aufzugsschacht geführt wird, gibt es auch Aufzüge, bei denen eine Kanzel oder eine Kabine an einer gebäudeseitig fest installierten Führungsschiene oder aber auch an einer freistehenden Tragsäule geführt wird. Die bislang verwendeten Antriebsvorrichtungen verwenden hierzu Kabel- oder Seilsysteme, die von einem oberhalb des Aufzugs befindlichen Motor gezogen werden.

In manchen Anwendungen ist jedoch kein separater Raum, beispielsweise in einer Dachetage, vorhanden, in dem ein derartiger Antrieb untergebracht werden kann. Auch für kleinere Aufzugssysteme, beispielsweise zur Verbindung zweier Stockwerke einer zweigeschoßigen Wohnung sind derartige Antriebssysteme aufgrund des großen Platzbedarfs nicht sinnvoll.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Antrieb für Aufzüge vorzuschlagen, der mit weniger Platzbedarf, insbesondere auch bei kleinen Aufzugsystemen auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Spindeleinheit im Innern der Tragsäule vorgesehen wird. Eine Spindel kann vollständig im Innern einer Tragsäule untergebracht werden, so daß von außen allenfalls ein beispielsweise stirnseitig zur Tragsäule angeordneter Antriebsmotor sichtbar ist.

Um einer Spindel über die erforderliche Länge die notwendige axiale Steifigkeit zu geben, empfiehlt es sich hierbei, eine Hohlspindel vorzusehen, die an einer Achse drehbar gelagert ist. Bevorzugt wird die Hohlspindel in axialer Richtung an verschiedenen Stellen mehrfach gelagert, so daß die zentrale Achse die Hohlspindel versteift.

Hierbei ist zu beachten, daß die Aufzüge in der Regel über einen sehr großen Weg aufgebaut werden. Dies bereitet bei Spindelantrieben häufig Probleme, sofern mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl gefahren werden muß. Um mit einer Spindel jedoch die großen Strecken eines Aufzugs in akzeptabler Zeit zu bewältigen, ist eine solche vergleichsweise hohe Drehzahl erforderlich.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung wird die Spindel aus wenigstens zwei stirnseitig koppelbaren Spindelteilen aufgebaut. Dies hat den Vorteil, daß auch längere Spindeln, die beispielsweise zwei oder mehrere Stockwerke eines Gebäudes überbrücken, in handlichen Teilen gefertigt und gehandhabt werden können.

Die Kopplung zwischen zwei solchen Spindelteilen wird bevorzugt mit Hilfe eines Polygonwellenprofils durchgeführt, mittels der ein stirnseitiger Endbereich eines Spindelteils in den entsprechenden Endbereich des zu koppelnden Spindelteils einzustecken ist. Mit Hilfe eines solchen Polygonprofils ist eine genaue Fassung bei guter Kraftübertragung möglich.

Von Vorteil wären jedoch auch stirnseitige Verzahnungen, sogenannte Hirthverzahnungen oder umfangsseitige Kerbverzahnungen. Bevorzugt wird eine derartige Stirnverzahnung mit einer Teilung versehen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Gewindegänge der Spindel entspricht. Das Aneinandersetzen zweier Spindelteile wird hierdurch besonders vereinfacht, da keine spezielle Winkelorientierung zueinander zu beachten ist. Durch die Abstimmung der Teilung der Stirnverzahnung mit der Anzahl der Gewindegänge ergibt sich bei jedem stirnseitigen Aneinanderfügen zweier Gewindeteile ein ununterbrochener Durchgang des Spindelgewindes.

Insbesondere bei schrägen Flanken dieser Verzahnung ist es von Vorteil, die Spindelteile in axialer Richtung unter Druck zu setzen.

Bevorzugt wird ein Radiallager an einer derartigen Kopplungsstelle angeordnet. Zum einen läßt sich ein solches Radiallager durch entsprechende Formgebung der Spindelteile bzw. der im inneren befindlichen Spindelachse ohne zusätzliche Sicherungselemente wie Hülsen, Ringe, usw. einspannen. Zum andern ist die Spindel an ihrer Kopplungsstelle durch ein solches Lager stabilisiert. Ein solches Radiallager kann zum Beispiel als Gleitlager oder Kugellager ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise wird zudem eine teilbare Spindelachse vorgesehen. Hierdurch ergeben sich auch für die Spindelachse die o. a. Vorteile in der Fertigung und Handhabung, insbesondere auch in der Montage eines erfindungsgemäßen Aufzugs. Die Teile der Spindelachse können beispielsweise durch eine stirnseitige Verschraubung miteinander verbunden werden und in einer besonderen Ausführungsform mit der Verschraubung das zugehörige Radiallager fixieren.

Die Verbindung einzelner Teile der Spindelachse kann in einer besonderen Ausführungsform auch über eine Verbindungshülse vorgenommen werden, in die beidseitig die zu verbindenden Teilstücke der Achse eingeschraubt werden.

In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird die Spindeleinheit gespannt, um zu gewährleisten, daß die Spindel nicht von der gewünschten geraden Achsenausrichtung abweicht.

Bevorzugt wird eine solche Vorspannung dadurch erreicht, daß bei einer Hohlspindel, die an einer Achse gelagert ist, die zentrale Achse vorgespannt wird. Eine solche Vorspannung kann zugleich dazu benutzt werden, um der gesamten Tragsäule eine erhöhte Stabilität zu verleihen.

Zur Sicherheit wird bei einem Spindelantrieb der beschriebenen Art eine doppelt Spindelmutter vorgesehen, so daß bei einem Defekt der ersten Spindelmutter die zweite Spindelmutter die Aufzugskabine oder -kanzel trägt. Von den Schwierigkeiten einer hohen Drehzahl bei langer Spindel abgesehen bietet eine Spindel als Aufzugsantrieb vor allem unter Sicherheitsaspekten bemerkenswerte Vorteile, da z. B. eine Selbsthemmung und die oben erwähnte wenig aufwendige Absicherung mit Hilfe einer zweiten Spindelmutter möglich ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird ein Dampfungselement zwischen der Spindelachse und der Hohlspindel vorgesehen. Dieses Dämpfungselement ist in der Lage, die beim Betrieb, insbesondere mit hohen Drehzahlen, auftretenden Schwingungen zu dämpfen, so daß sich eine Verminderung der Geräuschentwicklung ergibt.

Weiterhin ist es von Vorteil, ein Ausgleichselement vorzusehen, mittels dem kleine Abweichungen von der geraden Ausrichtung zwischen Teilstücken der Spindelachse und/oder Hohlspindel ausgeglichen werden können. Hierdurch wird die Hohlspindel beziehungsweise die Spindelachse im Falle derartiger Abweichung während der Drehung erheblich weniger belastet, als bei starren Verbindungen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das Dampfungselement zugleich als Ausgleichselement ausgebildet. Ein solches Dämpfungselement kann beispielsweise in Form eines elastischen Rings im Bereich der Verbindungsstellen zwischen einzelnen Teilstücken der Achse und/oder der Hohlspindel ausgebildet werden.

Der Aufzugswagen wird bevorzugt im Innern der Tragsäule beispielsweise auf Luftlagern gleitend oder abrollend mit Rollenlagern geführt. Luftlager würden hierbei den Vorteil eines äußerst geräuscharmen Aufzugsbetriebs bieten.

In einer Weiterbildung der Erfindung werden eine Überwachungskamera und/oder sonstige Überwachungssensoren vorgesehen, um wenigstens den Raum unterhalb der Aufzugskanzel bzw. -kabine zu beobachten, so daß die Bedienperson, die beispielsweise einen Handrad- oder Kurbelantrieb bedient, jederzeit den Aufzug anhalten kann, wenn sich eine Person oder sonstige Gegenstände unterhalb des Aufzugs befinden.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine Ausführungsvariante mit Spindelantrieb,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß Fig. 5,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Kopplungsstelle einer teilbaren Spindel,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Spindel zur Veranschaulichung der Verbindung von Teilstücken einer Achse sowie Teilstücken einer Hohlspindel und

Fig. 5 eine Ausschnittsvergrößerung der Verbindung und Lagerung zweier Teilspindeln.

Die Antriebsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 umfaßt eine Tragsäule 2, bei der ein Füllmaterial 3, beispielsweise Beton zwischen einer Innenhülle 4 und einer Außenhülle 5 ausgehärtet ist. Spannstangen 6, die zwischen einer Bodenplatte 7 und einem Deckel 8 gespannt sind, erhöhen die Stabilität der Tragsäule 2.

Ein Aufzugswagen 9 ist über Gleitlager 10 an der Innenhülle 4 der Tragsäule 2 geführt. Über eine erste Spindelmutter 11 ist der Laufwagen 10 an einer Hohlspindel 14 aufgehängt.

Eine zweite Spindelmutter 12 ist über Gleitstifte 13 drehfest mit der ersten Spindelmutter 11 verbunden, jedoch in axialer Richtung gegenüber der ersten Spindelmutter 11 beweglich.

Die Spindel 14 ist über mehrere Radiallager 15, 16, 17, 18 an einer Achse 19 gelagert. Die Radiallager 15, 16, 17, 18 können beispielsweise als Wälz- oder Gleitlager ausgeführt sein. Ein Axiallager 20 stützt die Spindel 14 an der Bodenplatte 7 ab. Über einen Zahnkranz 21 kann die Spindel auf nicht näher dargestellte Weise von einem außerhalb oder innerhalb der Tragsäule 2 befindlichen Motor angetrieben werden.

Die Achse 19 ist wiederum zwischen der Deckelplatte 8 und der Bodenplatte 7 eingespannt. Dies erhöht zum einen die gesamte Stabilität der Tragsäule 2, zum anderen wird hierdurch eine exakte Ausrichtung der Achse 19 und somit auch der daran gelagerten Drehspindel 14 trotz einer großen Spindellänge, die über mehrere Stockwerke eines Gebäudes gehen kann, gewährleistet.

Diese Ausführungsvariante eines Aufzugsantriebs verbindet die Vorteile einer Spindel, z. B. die Selbsthemmung, die Sicherung mit einer zweiten Spindelmutter, usw., mit einem Aufzug, für dessen Anwendung bisher Spindelantriebe aufgrund der Probleme bei großer Weglänge und vergleichsweise großer Drehzahl nicht bekannt sind. Durch die konstruktive Maßnahme des Einspannens der Achse 19 wird zum einen ein Spindelantrieb trotz großer Hublänge mit verhältnismäßig großer Drehzahl realisierbar, wobei zugleich die Achse 19 als Spannstab für die Tragsäule 2 verwendbar ist und dieser hierdurch eine größere Stabilität verleiht.

Bei einem Defekt der ersten Spindelmutter 11 sackt der Gleitwagen 9 nur minimal ab, bis er mit seiner Last auf der zweiten Spindelmutter 12 aufliegt. Der Abstand zwischen den beiden Spindelmuttern 11, 12 ist gegebenenfalls sensorisch zu überwachen, um bei einem Defekt der ersten Spindelmutter 11 entsprechende Reparaturmaßnahmen einzuleiten.

Ein Spindelantrieb gemäß den Fig. 1 und 2 ist mit weiteren Antriebsarten nahezu beliebig kombinierbar. So ist beispielhaft ein zusätzliches Zugelement 22 eingezeichnet, an dem eine beliebige externe Antriebsvorrichtung angreifen und somit den Spindelantrieb unterstützen kann.

Die Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt eine teilbare Spindel. Die Spindel 14 umfaßt eine Spindelachse 15, die aus zwei Teilachsen 23, 24 besteht. Die Teilachse 23 ist mit einer Gewindebohrung 25 versehen, in die die Teilachse 24 mit einem Gewindeabschnitt 26 eingeschraubt ist. Die gesamte Achse kann auch aus mehr als nur zwei Teilachsen bestehen.

Die Teilachse 23 sowie die Teilachse 24 sind mit Anschlagflächen 27, 28 versehen, zwischen denen in axialer Richtung ein Radiallager 29 gefangen ist. Zwischen dem Gewindeabschnitt 26 und der Anschlagfläche 28 ist ein zylindrischer Lagerabschnitt 30 der Teilachse 24 vorgesehen, auf dem das Radiallager 29 in radialer Richtung paßgenau und zentrisch fixiert ist.

Die Spindel 14 umfaßt weiterhin eine Hohlspindel 31, die zwei Teilspindeln 32, 33 umfaßt. Die Teilspindel 32 ist mit einer stirnseitigen Ausnehmung 34 versehen, in die ein entsprechend geformter Fortsatz 35 der Teilspindel 33 paßgenau einzufügen ist. Die Spindel 14 kann auch aus mehr als nur zwei Teilspindeln bestehen. Im Längsschnitt gemäß Fig. 3 nicht sichtbar wird die Umfangslinie der Ausnehmung 34 bzw. des Fortsatzes 35 in einer bevorzugten Ausführungsform als sogenanntes Polygonwellenprofil ausgeführt.

Die Ausführung gemäß Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, wie eine geteilte Hohlwellenspindel an ihren Nahtstellen gekoppelt werden kann. Die Steigung der Spindel 14 erfährt hierbei keinerlei Unterbrechung, da die Teilspindeln 32, 33 paßgenau aneinander fügbar sind.

Durch die Lagerung mittels des Radiallagers 29 unmittelbar an der Kopplungsstelle ist eine gute Stabilität der Spindel 14 an der Kopplungsstelle gewährleistet, wobei zugleich die Kopplung der beiden Teilachsen 23, 24 zur Fixierung des Radiallagers 29 nutzbar ist.

Die Verwendung einer Hohlspindel 31 bietet insbesondere bei großen Spindellängen und hohen Drehzahlen Vorteile, da eine Hohlspindel eine erheblich kleineres Massenträgheitsmoment im Vergleich zu Vollmaterial aufweist.

Anstelle der Ausnehmung 34 und des Fortsatzes 35 kann auch eine nicht näher dargestellte Stirnverzahnung zwischen den beiden Teilspindeln 32, 33 vorgesehen werden.

In Fig. 4 ist die Hohlspindel 31 bestehend aus den beiden Teilspindeln 32, 33 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die beiden Teilspindeln 32, 33 sind an ihrer Verbindungsstelle 36 über eine nicht näher dargestellte Stirnverzahnung kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Teilung dieser Verzahnung wird bevorzugt als ganzzeiliges Vielfaches der Anzahl der Gewindezüge gewählt, so daß die Winkelorientierung, mit der beide Teilspindeln 32, 33 aneinander gefügt werden, bei der Montage keine Rolle spielt.

Ein Zentrierring 37 zentriert beim Zusammenfügen der Teilspindeln 32, 33 diese zueinander und liegt paßgenau in zwei entsprechenden Ausnehmungen 38, 39 der Teilspindeln 32, 33.

Innenseitig ist der Zentrierring 37 in einer Nut 40 eines Dämpfungsrings 41, beispielsweise aus hartem Gummi, gefangen. Der Dämpfungsring 41 wiederum liegt in einer Außennut 42 eines Halterings 43, der eine Lagerbüchse 44 trägt, die mit einem Ringvorsprung 45 in einer entsprechenden Innennut 46 des Halterings 43 gehalten wird. Die Lagerbüchse 44 sorgt für eine Gleitlagerung an der Teilachse 24 der Achse 19.

Durch die Lage der beschriebenen Anordnung an der Verbindungsstelle 36 werden nicht nur die beiden Teilspindeln 32, 33 zueinander zentriert, sondern auch in radialer Richtung gelagert und somit stabilisiert.

Der Dämpfungsring 41 dämpft nicht nur etwaige Schwingungen beim Betrieb der Spindel, sondern sorgt auch für einen Ausgleich möglicher Fluchtungsfehler beim Aneinanderfügen der Teilspindeln 32, 33.

Die Teilachsen 23, 24 sind vorliegend über jeweils ein endseitiges Außengewinde 47, 48 und eine Verbindungshülse 49, die ein Innengewinde 50 aufweist, verbunden. Zur Erhöhung der Stabilität können die Gewinde 47, 48, 50 in das jeweilige Bauelement geformt werden, wodurch die Belastbarkeit des Materials gegenüber einem geschnittenem Gewinde erhöht wird.

Eine Kombination von Antriebsarten kann je nach Anwendungsfall sinnvoll sein. Beispielsweise entlastet ein zusätzlicher Zugantrieb eine Spindel bei hohen Drehzahlen, wodurch die Wärmeentwicklung der Spindel reduziert wird.

Bei allen beschriebenen Ausführungsvarianten können vor allem die in Längsrichtung die gesamte Tragsäule durchsetzenden Elemente der Antriebsvorrichtungen auch zur Stabilisierung bzw. Versteifung der Tragsäule beispielsweise durch Verspannen herangezogen werden.

Bezugszeichenliste

1

Antriebsvorrichtung

2

Tragsäule

3

Füllmaterial

4

Innenhülle

5

Außenhülle

6

Spannstange

7

Bodenplatte

8

Deckel

9

Aufzugswagen

10

Gleitlager

11

erste Spindelmutter

12

zweite Spindelmutter

13

Gleitstift

14

Spindel

15

Radiallager

16

Radiallager

17

Radiallager

18

Radiallager

19

Achse

20

Axiallager

21

Zahnkranz

22

Zugelement

23

Teilachse

24

Teilachse

25

Gewindebohrung

26

Gewindeabschnitt

27

Anschlagfläche

28

Anschlagfläche

29

Radiallager

30

Lagerabschnitt

31

Hohlspindel

32

Teilspindel

33

Teilspindel

34

Ausnehmung

35

Fortsatz

36

Verbindungsstelle

37

Zentrierring

38

Ausnehmung

39

Ausnehmung

40

Nut

41

Dämpfungsring

42

Außennut

43

Haltering

44

Lagerbüchse

45

Ringvorsprung

46

Innennut

47

Außengewinde

48

Außengewinde

49

Verbindungshülse

50

Innengewinde

Claims (18)

1. Aufzug mit einer an einem Aufzugswagen befestigten Aufzugskabine bzw. -kanzel und einer Tragsäule, die Führungsmittel zur Führung des Aufzugswagens umfaßt, wobei eine Antriebsvorrichtung (1) wenigstens teilweise im Innern der Tragsäule (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine Hohlspindel (31) umfaßt.

2. Aufzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlspindel (31) an einer Achse (19) gelagert ist.

3. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (31) mehrfach über Radiallager (15, 16, 17, 18) gelagert ist.

4. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (31) aus wenigstens zwei stirnseitig koppelbaren Spindelteilen (32, 33) besteht.

5. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung mittels eines Polygonwellenprofils erfolgt.

6. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Spindelteile (32, 33) über eine Stirnverzahnung kraftschlüssig miteinander verbunden sind.

7. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Stirnverzahnung ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Gewindegänge der Spindel 31 ist.

8. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radiallager (29) an einer Kopplungsstelle angeordnet ist.

9. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine teilbare Spindelachse (19) mit wenigstens zwei Teilachsen (23, 24) vorgesehen ist.

10. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilachsen (23, 24) miteinander verschraubt sind.

11. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilachsen (23, 24) über eine Verbindungshülse (49) verbunden sind.

12. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelantrieb (14, 19) wenigstens teilweise gespannt wird.

13. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelachse (19) gespannt ist.

14. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Spindelmuttern (11, 12) vorgesehen sind.

15. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungselement (41) zwischen der Achse (19) und der Hohlspindel (31) vorgesehen ist.

16. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgleichselement (46) für Abweichungen von der gerade fluchtenden Ausrichtung zwischen Teilstücken (23, 24 bzw. 32, 33) der Hohlspindel (31) und/oder der Achse (19) vorgesehen ist.

17. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (41) zugleich ein Ausgleichselement für Abweichungen von der gerade fluchtenden Ausrichtung zwischen Teilstücken ist.

18. Aufzug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (14) auf einen Aufzugswagen (9) wirkt.