DE2128662A1 - Notbremssystem für einen Aufzug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Aufzüge und im besonderen auf ein Notbremssystem, das überhöhte Abwärtsbeschwindigkeiten des Aufzugs verhindert.

Es ist üblich, bei Aufzügen wie Förderaufzügen im Bergbau und Lastaufzügen eine Sicherheitsbremse für den Fall vorzusehen, dass ein mechanischer Fehler wie ein Seilbruch eintritt. Dabei sind die Sicherheitsbremsen normalerweise federbetätigt und kommen ohne fremde Energiequelle aus. Die Betätigung der Bremsen wird durch eine Anordnung zur Feststellung eines schlaffen Seils an dem Aufzug in die Wege geleitet. Andere Arten von Aufzugsystemen, z.B. Personenaufzüge weisen ebenfalls Sicherheitsbremsen auf, die üblicherweise einen Ubergeschwindigkeitsregulator verwenden, der durch ein Regulatorseil od.dgl. angetrieben wird, um die Geschwindigkeit des Aufzugs festzustellen. Wenn ein Zustand überhöhter Geschwindigkeit eintritt, wird der Regulator wirksam und betätigt eine Bremse in der Kraftübertragungsanordnung des Aufzugmotors. Eine solche Sicherheitsvorrichtung kann auch zusätzliche, auf dem Aufzug angeordnete Bremsen umfassen, die an den Führungsschienen des Aufzugs angreifen, wenn ein Aufzugseil bricht oder die Abwärtsgeschwindigkeit des Aufzugs so hocii wird, dass sich der Aufzug von dem Regulatorseil löst. 109852/1286

Erfindungsgemäss wird ein Notbremssystem für Aufzüge vorgesehen, das unabhängig von dem Aufzugseil und der Kraftübertragung des Aufzugs wirksam werden kann. Dies wird dadurch erzielt, dass zwischen dem Aufzug und seinem Rahmen bzw. Mast ein elektrischer Generator wirksam ist, der eine der Geschwindigkeit des Aufzugs entsprechende elektrische Grosse hervorbringt. Mit dem Generator ist eine Steuerung verbunden, die auf einen vorbestimmten Wert der elektrischen Grosse anspricht und dann die Bremsen des Aufzugs anlegt.

Erfindungsgemäss kann ferner das Bremssteuersystem vollständig auf dem Aufzug untergebracht werden. Es kommt ganz ohne Fremdenergie aus. Dies wird durch einen Gleichstromgenerator mit Permanentmagnet erzielt, der eine der Geschwindigkeit des Aufzugs entsprechende Spannung entwickelt. Die Steuerung spricht auf eine vorbestimmte Spannung an und wirkt so, dass sie den Generator mit der Bremsbetätigungsvorrichtung verbindet.

Weiterhin ist erfindungsgemäss das Bremssteuersystem nur für eine Bewegungsrichtung des Aufzugs wirksam. Dies wird durch eine Steuerung erzielt, die ein auf eine Spannung ansprechendes, jedoch nur in einer Richtung

leitendes Element enthält, das gegenüber dem Generator so gepolt ist, dass die Bremsbetätigungsvorrichtung von der Steuerung nur mit Spannung versehen wird, wenn die Generatorspannung eine Polarität aufweist, die der Abwärtsbewegung des Aufzugs entspricht.

Schliesslich verwendet erfindungsgemäss die Bremsbetätigungsvorrichtung die potentielle Energie einer zusammengedrückten Feder od.dgl. unter der Steuerung eines elektrisch betätigten Auslösers oder Freigabemechanismus. Dies wird durch eine Haltevorrichtung, die den Bremsschuh ausser Eingriff an der Führungsschiene des Aufzugs hält, durch eine damit verbundene Freigabe-" vorrichtung und einen elektrischen Betätiger erzielt, ier siit der Freigabevorrichtung wlrkungsverbunden ist

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und das Anlegen des Bremsschuhs in die Wege leiten kann. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansichteines Aufzugs, an dem das erfindungsgemässe Notbremssystem verwirklicht ist;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Bremse und des zugehörigen Betätigers;

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit der Konstruktion der Bremse;

Fig. 4 ist ein Schaltbild des Steuerkreises für die Notbremse.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Gestalt eines Notbremssystems an einem vorzugsweise zum Befördern von Lasten vorgesehenen Aufzug dargestellt. Der Aufzug ist besonders zur Verwendung in automatischen Lagersystemen vorgesehen, bei denen ein in einer oder mehreren Lagerstrassen zwischen Anordnungen von Regalfächern verfahrbares Stapelfahrzeug verwendet wird. Ein solches Stapelfahrzeug mit einem darauf vorgesehenen Lastaufzug ist für eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit unter automatischer Steuerung und im wesentlichen unbeaufsichtigten Betrieb vorgesehen. Aus der Beschreibung wird jedoch ersichtlich werden, dass die Erfindung auch an anderen Arten von Aufzügen verwendet werden kann. Sie stellt eine Sicherheitsbremse dar, die bei einem Versagen des Steuersystems oder mechanischer Teile in Wirksamkeit tritt.

In Fig. 1 ist ein Aufzug Io dargestellt, der in einem Aufzugrahmen mit Führungsschienen 12 und 14 auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Aufzugs vertikal beweglich ist. Die Hubvorrichtung für den Aufzug umfasst eine Hubkette 16, die über eine Kraftübertragung mit einem nicht dargestellten Hubmotor antriebsverbunden ist.

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Das Notbremssystem für den Aufzug umfasst eine elektrische Geschwindigkeitsermittlungsvorrichtung, die einen'elektrischen Generator 18 umfasst, der mit seinem Stator an dem Aufzug Io befestigt ist. Der Rotor des Generators 18 weist auf seiner Welle ein Ritzel 2o auf, das mit einer Zahnstange 22 an dem Flansch der Führungsschiene 14 kämmt. Der Generator 18 wird also mit einer Geschwindigkeit und in einer Richtung angetrieben, die der vertikalen Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Aufzugs Io entspricht. Der Generator 18 ist vorzugsweise ein Gleichstromgenerator mit einem Permanentmagnetfeld und liefert eine Ausgangsspannung, deren Grosse der Drehzahl und deren Polarität der Drehrichtung entspricht. Insbesondere ist es wünschenswert, hierfür einen Gleichstromgenerator zu verwenden, der in dem für das Notbremssystem in Frage kommenden Geschwindigkeitsbereich eine im wesentlichen lineare Änderung der Ausgangsspannung mit der Drehzahl liefert. Der Generator weist mit Vorteil einen Permanentmagnetrotor und eine Statorwicklung mit einem damit verbundenen Gleichrichter auf, so dass sich die Verwendung eines Kollektors oder von Bürsten und Schleifringen erübrigt.

Der Aufzug ist mit einer Bremsvorrichtung versehen, die bei Betätigung den Aufzug Io gegenüber dem Rahmen des Aufzugs zum Stehen bringt. Hierzu umfasst die Bremsvorrichtung eine Bremse 24 auf einer Seite des Aufzugs und eine Bremse 26 auf der anderen Seite des · Aufzugs. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Bremsen 24 und 26 miteinander identisch und an den einander gegenüberliegenden Enden eines Tragbalkens 28 befestigt, der sich unter dem Boden des Aufzugs entlang erstreckt und dazu vorgesehen ist, diesen während der Notbremsung abzustützen. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Bremse 24 von dem Tragbalken 28 durch einen an dessen Ende angeordneten nach unten weisenden Flansch J>o getragen und weist einen hinreichenden Abstand von

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der Führungsschiene 14 auf. Die Bremse umfasst ein Paar Bremsschuhe 32 und 34, die schwenkbar an Schwenkzapfen 36 und 38 an dem Flansch befestigt sind. Die Bremsschuhe sind an ihren unteren äusseren Kanten mit gezahnten Flächen 4o bzw. 42 versehen, die an den inneren Flächen der Flanschen der Führungsschiene 14 angreifen können, wenn die Bremsschuhe auseinandergespreizt werden. Zwischen den Bremsschuhen 32 und 34 ist eine Spreizfeder^angeordnet, deren Enden in die Schuhe eingreifen. Die Spreizfeder speichert, wenn sie soweit zusammengedrückt ist, dass die Bremsschuhe zueinander parallel stehen, hinreichend viel potentielle Energie, um die Bremsschuhe zum Angriff an der Führungsschiene 14 mit einer solchen Kraft zu bringen, dass die gezahnten Flächen 4o und 42 in das Metall der Führungsschiene einbeissen können. Danach hat die Bremse die Neigung, selbsthemmend zu wirken, indem der nach unten gerichtete Schuh des Aufzugs Io eine weitere Aufspreizung der Bremsschuhe und einen intensiveren einbeissenden Angriff an der Führungsschiene hervorruft, so dass der Aufzug zum Halten gebracht wird. Die Bremsschuhe 32 und 34 werden durch eine Haltevorrichtung 46 in der in Fig. 3 dargestellten Parallelstellung gehalten, in der die Feder 24 zusammengedrückt ist. Die Haltevorrichtung 46 umfasst eine Stange 48, die sich im wesentlichen parallel zu dem Stützbalken 28 erstreckt und mit einem Paar Seitenabstand voneinander aufweisender Stifte 5o und 52 versehen ist, die mit ihren äusseren Enden in Haltelöcher 54 bzw. 56 in den Bremsschuhen 32 und 34 eingreifen. Die Stange 48 der Haltevorrichtung ist an ihrem inneren Ende mit einer versetzten geraden Verzahnung 58 versehen. Die gerade Verzahnung 58 kämmt mit einem Ritzel 60, das drehbar auf einer festen Welle 62 gelagert ist. Die Stange 48 und damit die gerade Verzahnung 58 werden durch eine zwischen der Stange 48 und einem Ankerpunkt auf dem Stützbalken 28 angebrachte gespannte Feder in eine Richtung gezogen* in der die Stifte 5o und 22 aus den Bremsschuhen 32 und 34 herausgezogen werden. Die

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Stange 48 ist jedoch gegenüber dieser Bewegung durch einen Riegel 8o gesperrt, der nachstehende beschrieben wird. Wenn die Haltevorrichtung 46 in der in Fig. 2 dargestellten Stellung steht, werden die Bremsschuhe 32 und 34 in der Parallelstellung gehalten und ist die Bremse 24 nicht betätigt.

Die Bremse 26 weist die gleiche Konstruktion wie die Bremse 24 auf und umfasst ein Paar Bremsschuhe 66 und 68. Die Bremsschuhe 66 und 68 werden in der dargestellten Stellung in der Führungsschiene 12 durch eine Haltevorrichtung 7o gehalten, die eine Stange 72 umfasst, die an ihrem äusseren Ende ein Paar Stifte 74 und 76 besitzt, die in Haltelöcher in den Bremsschuhen und 68 eingreifen. Die Stange 72 ist an ihrem inneren Ende mit einer versetzten geraden Verzahnung 78 versehen, die mit dem Ritzel 60 kämmt. Wenn sich die Haltevorrichtung Jo in der in Fig. 2 dargestellten Stellung befindet, werden die Bremsschuhe 66 und 68 in Parallelstellung mit Abstand von der Führungsschiene 12 gehalten und sind somit unbetätigt.

Die Haltevorrichtungen 46 und 70 für die Bremsen 24 und 26 werden in der in Fig. 1 dargestellten Stellung gegen die Kraft der Feder 64 durch einen Vorsprung oder einen. Riegel 80 festgehalten, der eine Welle 82 umfasst, die drehbar in fester Stellung gelagert und an ihrem freien Ende mit einer diametralen Abflachung 84 versehen ist, die einen halbzylindrischen Wellenteil 86 · bildet. Die Stange 48 ist an dem der geraden Verzahnung 58 gegenüberliegenden Teil mit einer Kerbe 88 versehen, die eine quer angeordnete gerade Seite und eine gewölbte Seite aufweist und An der die Halbwelle 86 sitzt. Auf diese Weise blockiert die Halbwelle 86 die Bewegung der Haitevorrichtung 46 gegen die Kraft der Feder 64, solange di® diametrale Abflachung 84 in Anlage an der flaciien Seife® der Ke^fo-s 88 gehalten wird. Um die HaIb-86 in dieser Dr-ehatellung festzuhalten, ist sie

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mit einem daran befestigten Riegelarm 9° versehen, der sich in radialer Richtung erstreckt. Der Riegelarm 90 ist lang gegenüber dem Abstand zwischen der Achse der Welle 82 und der darunter gelegenen oberen Kante der geraden Seite der Kerbe des Stabes 48, die an der diamentralen Abflachung 84 anliegt. Dieses Abstandsverhältnis erbringt den gewünschten mechanischen Vorteil, mit einer kleinen, am Ende des Riegelarms 90 wirkenden Kraft der grossen Kraft der Feder 64 entgegenwirken zu können.

Der Betätiger umfasst ferner eine elektrische Betätigungseinrichtung, die als Elektromagnet oder Spule 92 ausgebildet ist und einen hin und her beweglichen Anker 94 umfasst, der in einer Gabel 96 endet, die den Riegelarm 90 übergreift und ihn in seiner Stellung festhält. Wenn die Spule 92 ohne Spannung ist und der Anker 94 in der ausgefahrenen Stellung steht, wird der Riegelarm 90 gegen Verschiebung festgehalten und halten die Haltevorrichtungen 46 und 7o die Bremsen 24 und 26 in unbetätigtem Zustand. Wenn die Spule 92 Spannung erhält und ihr Anker 94 eingezogen wird, wird der Riegelarm 9o von der Gabel 96 freigegeben. Die Feder 64 zieht die Stange 48 und damit die gerade Verzahnung 58 nach rechts, so dass sich der halbzylindrische Wellenteil 86 und 80 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, ohne einen nennenswerten Widerstand in irgeneiner Winkelstellung zu bieten. Es ist genug Abstand vorgesehen, so dass sich die gerade Verzahnung 58 in einer Richtung bewegen kann, in der die Stifte 50 und 52 aus den Bremsschuhen 52 und Jk herausgezogen werden. Diese Bewegung der geraden Verzahnung 58 lässt das Ritzel 60 rotieren und treibt dadurch die gerade Verzahnung 78 in einer Richtung an, in der die Stifte 74 und 76 aus den Bremsschuhen 66 bzw. 68 herausgezogen werden. Wenn die Halte-

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vorrichtungen 46 und 7 ο zurückgezogen sind, sind die Bremsen durch die jeweiligen Spreizfedern in Angriff an den Führungsschienen gebracht worden, um den Aufzug Io zum Halten zu bringen.

Um die soeben beschriebene Betätigungsvorrichtung entsprechend der Geschwindigkeit des Aufzugs Io zu steuern, ist der in Fig. 4 dargestellte Steuerkreis vorgesehen. Der Steuerkreis umfasst den Generator 18 und den Elektromagneten 92, der von dem Generator 18 über die auf eine bestimmte Spannung ansprechende Vorrichtung loo gesteuert wird. Die auf eine bestimmte Spannung ansprechende Vorrichtung umfasst einen gesteuerten Siliziumgleichrichter Io2, der mit seiner Anode an dem positiven Anschluss des Generators 18 und mit seiner Kathode an den einen Anschluss des Elektromagneten 92 angeschlossen ist. Der negative Anschluss des Generators ist unmittelbar mit dem anderen Ende des Elektromagneten 92 verbunden. Der gesteuerte Siliziumgleichrichter Io2 ist mit seinem Steueranschluss an einen Vorspannungskreis angeschlossen, der die Spannungsteilerwiderstände Io4 und Io6 umfasst, die parallel zu dem Anode-Kathodekrei& des gesteuerten Siliziumgleichriehters liegen. Die Werte der Widerstände Io4 und Io6 sind so ausgewählt, dass ihr Verhältnis an dem Steueranschluss des Siliziumverstärkers eine Spannung gegenüber der Kathode hervorruft, die ausreichend ist, um den gesteuerten Gleichrichter bei einem Wert der Generatorspannung einzuschalten, der der Ubergeschwindigkeit des Aufzugs entspricht, bei der die Notbremsen 24 und 26 in Tätigkeit gesetzt werden sollen.

Die Betriebsweise des erfindungsgemässen Bremssteuersystems ist folgende. Die Aufwärtsbewegung des Aufzugs Io verursacht eine Drehung des Rotors des Generators 18 in einer Richtung, die eine Gleichspannung hervorruft, die an der Anode des gesteuerten Siliziumgleichrichters Io2 eine negative Polarität aufweist.

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Entsprechend veranlasst eine Aufwärtsbewegung des Aufzugs mit irgendeiner innerhalb seines Arbeitsbereichs liegenden Geschwindigkeit kein Ansprechen des Steuerkreises loo und ist das Notbremssystem gegenüber einer solchen Generatorspannung immun.

Wenn sich jedoch der Aufzug Io abwärts bewegt, erzeugt der Generator 18 eine Gleichspannung mit positiver Polarität an der Anode des gesteuerten Siliziumgleichrichters, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Solange die Abwärtsbewegung des Aufzugs Io innerhalb des eingestellten und erwünschten Geschwindigkeitsbereichs verbleibt, werden die an die Anode des gesteuerten Gleichrichters angelegte Spannung und die zwischen dem Steueranschluss und der Kathode des gesteuerten Gleichrichters liegende Spannung unzureichend sein, um den Gleichrichter durchlässig werden zu lassen, so dass, der Elektromagnet 92 unbetätigt bleibt. Wenn jedoch die Geschwindigkeit des Aufzugs bei Abwärtsbewegung den gewünschten Wert überschreitet, ergibt sich an dem Steueranschluss des gesteuerten Gleichrichters Io2 gegenüber der Kathode eine Spannung, die den gesteuerten Gleichrichter einschaltet bzw. durchlässig werden lässt, so dass die Spannung des Generators 18 an den Elektromagneten 92 gelangt, so dass dieser betätigt wird und den Anker 94 einzieht. Dies ermöglicht es, dass sich der Riegelarm 9o entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, wodurch der halbzylindrische Wellenteil 86 die Stange 48 freisetzt, die durch die Feder 64 in eine Richtung bewegt wird, in der sie die Stifte 5o und 52 aus den Bremsschuhen 32 und 34 herauszieht. Gleichzeitig treibt das durch die gerade Verzahnung 58 angetriebene Ritzel 60 die gerade Verzahnung 78 in einer solchen Richtung an, dass die Stifte 74 und 76 aus den Bremsschuhen 66 bzw. 68 herausgezogen werden. Die Bremsen 24 und 26 werden infolgedessen unter dem Einfluss ihrer Spreizfedern angelegt und greifen an den jeweiligen Führungsschienen

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12 und 14 an, um den Aufzug zum Halten zu bringen.

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Claims (9)

Patentansprüche.

1. Notbremssystem für einen gegenüber einem Rahmen beweglichen Aufzug, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Rahmen und dem Aufzug wirkungsverbundener Generator (18) vorgesehen ist, der eine der Geschwindigkeit des Aufzugs entsprechende elektrische Grosse liefert, dass eine mit einem Bremsbetätiger versehene Bremsvorrichtung vorgesehen ist und dass zwischen dem Bremsbetätiger und dem Generator (18) eine Steuervorrichtung .(loo) eingeschaltet ist, die bei einem vorbestimmten Wert der elektrischen Grosse anspricht und die Bremsen in Betrieb setzt.

2. Notbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsbetätiger elektrisch betätigt ist und die Steuervorrichtung (loo) den Generator (18) mit dem Betätiger verwendet.

3. Notbremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (18) ein Permanentgleichstromgenerator ist und die Steuervorrichtung (loo) auf die Polarität anspricht, so dass die in Betriebsetzung des Betätigers bei einer Bewegungsrichtung des Aufzugs verhindert wird.

4. Notbremssystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (loo) einen gesteuerten Gleichrichter (Io2) umfasst, dessen Anode und Kathode in Reihe zwischen dem Generator (18) und dem Bremsbetätiger liegen und dessen Steueranschluss Über einen Spannungsteiler (Io4,lo6) an den Generator (18) angeschlossen ist, und dass der gesteuerte Gleichrichter (Io2) so gepolt ist, dass er in der Vorwärtsrichtung leitend wird, wenn der Aufzug eine vorbestimmte Geschwindigkeit in der Abwärtsrichtung erreicht.

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5· Notbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (18) eine der Geschwindigkeit des Aufzugs entsprechende Spannung erzeugt und die Steuervorrichtung (loo) auf eine Spannung anspricht, um die Bremsvorrichtung zu betätigen.

6. Notbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (18) auf dem Aufzug befestigt ist und über an dem Rahmen des Aufzugs befestigte Antriebsmittel (22) eine Drehung des Rotors mit einer der Bewegungsgeschwindigkeit und -richtung des Aufzugs entsprechender Drehzahl und -richtung erzeugt wird.

7. Notbremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Bremsvorrichtung, die an dem Aufzugsrahmen angreifende Bremsschuhe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsbetätiger in die Bremsschuhe (32,54;66,68) eingreifende und diese in ihrer ausser Eingriff befindlichen Stellung festhaltende Haltevorrichtungen (46,7o) und eine mit den Haltevorrichtungen (46,7o) wirkungsverbundene Freigabevorrichtung (8o) sowie einaizu deren Betätigung vorgesehenen Elektromagneten (92) umfasst, um den Angriff der Bremsschuhe (32,34; 66,68) an dem Rahmen (12,14) des Aufzugs in die Wege zu leiten.

8. Notbremssystem nach Anspruch Y, dadurch gekennzeichnet, dass der- Bremsbetätiger eine federbelastete Antriebsvorrichtung, die den Angriff der Bremsbacken (32,3^ί66,68) verursacht, sowie durch den ■ zwischen dem Generator (18) und die Antriebsvorrichtung eingeschalteten Elektromagneten (92) betätigte Freisetzmittel (9o,96) umfasst.

9. Notbremssystem nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtungen an einer Stange (48,72) angeordnete, in Lochungen der Bremsschuhe (32,34;66,68) eingreifende Stifte (5o,52;74,76) umfasst und in der Stange (48,72) eine Kerbe vorgesehen

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ist, in die ein Haltevorsprung (80) eingreift, und dass eine Feder (64) vorgesehen ist, die bei Betätigung des Haitevorsprungs (80) und dadurch erfolgtem Zurückziehen des Haltevorsprungs (80) aus der Kerbe über die Stange die Stifte (5o,52;74,76) aus den Bremsschuhen (32,34; 66,68) herauszieht, so dass diese unter der Wirkung der federbelasteten Antriebsvorrichtung an dem Rahmen (12,14) des Aufzugs angreifen können.

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