DE2338508A1 - Grenzgeschwindigkeitsfuehler fuer einen aufzug - Google Patents

Description

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Westinghouse Electric Corporation
in Pittsburgh, Pa., /V.St.A.

Grenzgeschwindigkeitsfühler für einen Aufzug

Die Erfindung bezieht sich auf einen Grenzgeschwindigkeitsfühler für einen Aufzug, bestehend aus einer mit der Motorwelle des Aufzugs gekuppelten leitenden Scheibe und einem, schwenkbaren Magneten, der in seiner Ruhestellung mit der umlaufenden Scheibe magnetisch gekoppelt ist und durch die Schwenkbewegung einen Schalter betätigen kann.

Es müssen häufig verschiedene Grenzgeschwindigkeiten einer Aufzugskabine angezeigt werden. Eine solche Anzeige ist z.B. erforderlich, wenn der Aufzug von einem Stockwerk abfährt und die Fahrkorbtüren sich noch nicht ganz geschlossen haben. Wenn der Aufzug in diesem Zustand eine bestimmte Grenzgeschwindigkeit von z.B. 9 m/min überschreitet, muß er stillgesetzt und abgeschaltet werden, bis der Fehler vom Wartungsdienst beseitigt ist.

Ferner soll bei Wartungsarbeiten auf dem Fahrkorbdach, wenn

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der Aufzug sich unter Handsteuerung bewegt, eine bestimmte Grenzgeschwindigkeit von z.B. 46 m/min, aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden. Auch wenn dieser Fall eintritt, muß der Antrieb stillgesetzt werden.

Schließlich soll die öffnung der Fahrkorb- und Schachttüren eingeleitet werden, wenn der Aufzug sich einem Stockwerk nähert, in dem er anhalten soll. Dies läßt sich dadurch bewerkstelligen, daß der Grenzgeschwindigkeitsfühler beim unterschreiten einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit von z.B. 37 m/min, einen Kontakt im Türsteuerkreis betätigt, der die öffnung der Türen einleitet. Diese Funktion kann durch die öffnung der gleichen Kontakte bewerkstelligt werden, deren Schließung zum Schutz des Wartungspersonals dient. Wenn also diese Kontakte bei einer Aufzugsgeschwindigkeit von 46 m/min, schließen, können sie so ausgelegt sein, daß sie sich bei einer Geschwindigkeit von 37 m/min.öffnen und dadurch die Türöffnung einleiten.

Der Grenzgeschwindigkeitsfühler muß also bei verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten im Vergleich zu der Höchstgeschwindigkeit des Aufzuges, die bis zu 1556 m/min, und mehr betragen kann, empfindlich und genau ansprechen.

Der eingangs erwähnte Grenzgeschwindigkeitsfühler nach dem WirbelStromprinzip ist wegen seiner Einfachheit und seines

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nahezu wartungsfreien Betriebs für diese Zwecke hervorragend geeignet. Ein Grenzgeschwindigkeitsfühler dieser Art ist z.B. in der britischen Patentschrift 1 098 254 beschrieben. Er dient zur Anzeige von Geschwindigkeitsüberschreitungen in der Nähe der Endstockwerke.

Demgegenüber liegt der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Empfindlichkeitsregelung des Grenzgeschwindigkeitsfühlers abhängig von der Aufzugsgeschwindigkeit in einfacher Weise zu ermöglichen.

Durch die Schwenkbarkeit des Dauermagneten um eine zur Achse der Wirbelstromscheibe parallele Achse wird das auf die Wirbelstromscheibe einwirkende Magnetfeld umso schwächer/ je schneller die Scheibe umläuft und den Magneten um seine Achse zu verschwenken sucht. Infolgedessen tritt bei höheren Aufzugsgeschwindigkeiten eine fortschreitende Entkopplung ein, die der Bremskraft der in der Scheibe erzeugten Wirbelströme entgegenwirkt und dadurch eine gleichmäßige Ansprechempfindlichkeit des Grenzgeschwindigkeitsschalters für verschiedene Geschwindigkeiten ermöglicht. Infolgedessen kann die Wirbelstromscheibe nahezu starr mit der MOtorwelle gekuppelt sein und auf der Achse der Wirbelstromscheibe kann ein Tachometer· installiert werden.

Vorzugsweise ist die Anordnung symmetrisch aufgebaut, d.h. der

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Dauermagnet ist je nach der Fahrtrichtung des Aufzugs und damit der Umlaufrichtung der Wirbelstromscheibe in zwei verschiedenen Richtungen schwenkbar und betätigt dabei jeweils einen oder mehrere Kontaktarme, die zur Anzeige der Überschreitung der Grenzgeschwindigkeiten in der betreffenden Fahrtrichtung dienen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Aufzugsanlage mit Grenzgeschwindigkeitsfühler;

Fig. 2A und Fig. 2B zusammen und Fig. 3 den Aufriß bzw. die Seitenansicht des Grenzgeschwindigkeitsfühlers (teilweise im Schnitt) und

Fig. 4 bis 6 verschiedene BetriebsStellungen des Grenzgeschwindigkeitsfühlers nach Fig. 2 und 3.

Wie erwähnt, sollen die Kontaktkräfte möglichst unabhängig von der Geschwindigkeit sein, d.h. schon bei geringeren Geschwindigkeiten von z.B. 9 m/min, soll eine sichere Kontaktbetätigung möglich sein, während gleichzeitig nach Oberschreiten der letzten eingestellten Grenzgeschwindigkeit die Energieaufnahme der WirbelStromscheibe begrenzt werden soll; andernfalls

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würde sich die Scheibe im Betrieb zu stark erhitzen. Die in der Wirbelstromscheibe erzeugte Wärme nimmt mit dem Quadrat der Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe zu, wenn teLne Vorkehrungen getroffen sind, um den mit der Scheibe verketteten Kraftfluß des Dauermagneten herabzusetzen.

Die in Fig. 1 dargestellte Aufzugsanlage enthält eine Aufzugskabine 12 und ein Gegengewicht 13, die im Schacht 14 eines mehrstöckigen Gebäudes bewegbar sind. Der Fahrkorb 12 und das Gegengewicht 13 sind mit einem Seil 16 verbunden, das über eine Seilscheibe 18 geführt ist, welche von einem Antriebsmotor 20 in Drehung versetzt werden kann. Der Motor 2O ist auf dem Dachboden 22 des Gebäudes installiert.

Ein Grenzgeschwindigkeitsfühler 24 ist beispielsweise mittels eines Montagewinkels 2,5 am Antriebsmotor 20 befestigt. Der Motor und der Geschwindigkeitsfühler sind mittels Riemenscheiben 26 und 28 und eines Treibriemens 30 miteinander gekuppelt. Vorzugsweise ist der Treibriemen 30 ein Zahnriemen und die Riemenscheiben sind als entsprechende Zahnräder ausgebildet. Dadurch werden Schlupf und Spiel weitgehend ausgeschaltet und am Ausgang eines Tachometers 32, das mit der gleichen Welle wie der Geschwindigkeitsfühler - 2_4 verbunden ist, tritt kaum ein elektrisches Rauschen auf.

Die Zahnriemenscheibe 26 ist mit einer Riemenscheibe 34 fest

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verbunden und diese ist ihrerseits über einen Riemen 38, vorzugsweise einen Zahnriemen, mit einer weiteren Riemenscheibe 36 gekuppelt. Die Riemenscheibe 36 dient zum direkten Antrieb einer Wirbelstromscheibe und des Tachometers 32. Die Wirbelstromscheibe nimmt einen mit ihr magnetisch gekoppelten Dauermagneten mit, der beim überschreiten bestimmter Grenzgeschwindigkeiten Kontakte betätigt, welche zur Beeinflussung eines Reglers 40 dienen.

Zur überwachung der Riemenspannung sind Fühlhebel 42 und vorgesehen, deren Enden auf die Zahnriemen 30 und 38 drücken. Falls einer dieser Zahnriemen reißt, verschwenkt sich der entsprechende Fühler und bestätigt einen Kontakt, der entsprechende Maßnahmen einleitet.

Der Grenzgeschwindigkeitsfühler 24 ist im einzelnen in Fig. und 3 dargestellt, wobei Fig. 2A und 2B die beiden Hälften der Fig. 2 darstellen. Der Geschwindigkeitsfühler besitzt ein Gestell 50 mit der Grundplatte 52 und den vertikalen Montageplatten 54 und 56. Die Riemenscheiben 26 und 34, sowie die Riemenspannungsfühler 42 und 44 sind an der Außenseite der Montageplatte 56 gelagert. Die Riemenspannungsfühler 42 und 44 betätigen Kontakte 53 und 55 und sind hierzu in Buchsen 57 und 59 geführt. Die Kontakte 53 und 55 sind z.B. Quecksilberkontakte, die so geschaltet sind, daß der Aufzug 12 stehenbleibt, wenn einer der Riemen reißt. Die

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Riemen selbst sind in Fig. 2 der Deutlichkeit halber nicht dargestellt.

Der Grenzgeschwindigkeitsfühler 24 enthält zwei parallel zueinander gelagerte Achsen 58 und 60, die vorzugsweise senkrecht übereinander angeordnet sind. Wenn ein Tachometer 32 vorgesehen ist, besitzt die Montageplatte 54 ein zur Achse 58 konzentrisches Fenster 62. Das Tachometer 32 ist in dem Fenster 62 so befestigt, daß die Antriebswelle des Tachometers konzentrisch zu dem Fenster verläuft und über eine Kupplungsmuffe 64 mit der Achse 58 verbunden ist. Das andere Ende der Achse 58 geht mittels eines Lagers 66 durch die Montageplatte 56 nach außen und ist dort mit der Riemenscheibe 36 fest verbunden. Die Achse 58 ist also auf Drehung mit der Riemenscheibe 26 und damit mit der Welle des Aufzugsmotors verbunden.

Die Achse 60 ist in Lagern 70 und 72 der Montageplatten 54 und 56 gelagert. Die beiden Achsen 58 und 60 sind mittels einer Wirbelstromkupplung gekoppelt, die ein auf der Achse 58 befestigtes Antriebselement 74 und ein auf der Achse 60 befestigtes getriebenes Element 76 umfaßt. Das Antriebselement 74 enthält eine elektrisch leitende Scheibe 78. Die Ebene dieser Scheibe ist senkrecht zur Achse 58, und zwar ist die Scheibe in dem Raum zwischen den Montageplatten 54 und 56

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und zwei Seitenwänden 68 und 69 montiert. Die Scheibe 78 besteht aus gut leitendem Werkstoff, z.B. Aluminium oder Kupfer. Sie wird von einer Schwungscheibe 79 kleineren Durchmessers gestützt, die auch zur Wärmeabführung von der Scheibe 78 führt.

Das angetriebene Element 76 besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Dauermagneten 80 mit hoher Koerzitivkraft, durch dessen Luftspalt die Scheibe 78 hindurchgeht. Ein Umfangsabschnitt der Scheibe befindet sich also zwischen den Polschuhen des Magneten 80, wenn die Achse 60 und das angetriebene Element 76 eine bestimmte Winkelstellung einnehmen, und zwar vorzugsweise derart, daß die Symmetrielinie des Magneten 80 in Fig. 3 mit der Verbindungslinie 49 der Achsen 58 und 59 zusammenfällt.

Auf einer vertikalen Zwischenwand 82 ist eine Mehrzahl von Schaltern montiert, die durch die Schwenkbewegungen des angetriebenen Elements 76 betätigt werden sollen. Die Zwischenwand 82 ist mit der Grundplatte 52, den Seitenwänden 68 und 69 und einem Deckel 83 verbunden. Sie besitzt öffnungen zum Durchgang der Achsen 58 und 60. Ferner kann eine Klemmenleiste (nicht dargestellt) an der Zwischenwand 82 befestigt sein, um die elektrischen Verbindungen zwischen den Schaltern und den Zuleitungen, die in einem Kabel 71 eingeführt werden, herzustellen.

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Da die Aufzugsgeschwindigkeit in beiden Fahrtrichtungen getrennt erfaßt werden soll, sind hierfür getrennte Schalter vorgesehen. Die Anzahl der für jede Fahrtrichtung vorgesehenen Schalter hängt von der Anzahl der anzuzeigenden Grenzgeschwindigkeiten ab. Nachstehend wird zur Erläuterung angenommen/ daß bei der Beschleunigung zwei verschiedene Grenzgeschwindigkeiten angezeigt werden sollen, sodaß zwei Schalter für jede Fahrtrichtung erforderlich sind. Die Anzugs- und Abfallwerte der Schalter können verschieden groß gewählt werden, so daß andere Grenzgeschwindigkeiten bei der Verzögerung angezeigt werden können, wie oben erwähnt. Es sind also zwei Schalter 84 und 86 links von der Mittellinie 49 in Fig. 3 und zwei Schalter 84' und 86' rechts von der Mittellinie 49 vorhanden. Da die Anordnung symmetrisch ist, genügt es, nur die Schalter 84 und 86 im einzelnen zu beschreiben.

Die Schalter 84 und 86 sind vorzugsweise Kippschalter mit Schaltarmen 88 und 90. Solche Kippschalter haben verhältnismäßig hohe Kontaktkräfte und sind deshalb zuverlässig und widerstandsfähig gegen Schwingungen, benötigen aber verhältnismäßig geringe Betätigungskräfte von z.B. 40 g. Ein Kippschalter schaltet auch außerordentlich schnell, was für Grenzgeschwindigkeitsfühler sehr wesentlich ist. Ein Kippschalter zieht also an, wenn er ruckartig von einen Zustand in den anderen Zustand übergeht, und fällt ab, wenn er in

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seine Ruhelage zurückkehrt. Um den erforderlichen Hub des angetriebenen Betätigungselementes 76 für die Betätigung der Schalter 84 und 86 zu verringern, kann auf die Schaltarme 88 und 90 mittels der Anschlagwinkel 92 und 94 ein Vordruck ausgeübt werden.

Die Schalter 84 und 86 sind mit Hilfe von Montagewinkeln 96 und 98 an der Zwischenwand 82 befestigt. Die Montagewinkel sind mit Langlöchern 89 zur Aufnahme von Schrauben 91 zwecks VorJustierung der Schalter versehen. Die FeinJustierung geschieht mittels Gleitrollen 93 und 95, die in Längsrichtung verstellbar an den Enden der Schaltarme 88 und 90 angebracht sind. Der Schalter 84 soll bei niedrigerer Geschwindigkeit als der Schalter 86 betätigt werden, muß also so angebracht sein, daß die Winkelbewegung des Magneten 80 zuerst den Schaltarm 88 und dann den Schaltarm 90 trifft. Zur Justierung der Schalter kann das Tachometer 32 herangezogen werden, das die Drehzahl der Scheibe 78 anzeigt, die unmittelbar mit der Fahrgeschwindigkeit des Aufzugs verknüpft ist.

Das angetriebene Element 76 wird durch Federkraft in seiner in Fig. 2 und 3 dargestellten Ruhelage gehalten. Bei der Auslenkung aus dieser Ruhelage durch die von der umlaufenden Scheibe 78 ausgeübte Wirbelstromkraft betätigt es nacheinander die Schalter 84 und 86; bei weiterer Geschwindigkeitszunahme der Scheibe 78 verschwenkt sich das Element 76 soweit, daß die

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magnetische Kopplung zwischen dem Magnet 80 und der Scheibe 78 verringert wird, um so eine überhitzung der Scheibe 78 bei den regelmäßig vorkommenden höheren Aufzugsgeschwindigkeiten zu verhindern. Beispielsweise soll der Schalter 84 bei einer Geschwindigkeit von etwa 9 m/min, und der Schalter 86 bei einer Geschwindigkeit von 46 m/min, ansprechen, während die höchste Fahrgeschwindigkeit des Aufzuges 549 m/min, beträgt. Demgemäß beträgt die Drehzahl der Scheibe 78, bei welcher der erste Schalter 84 ansprechen soll, z.B. etwa 33 U/min. Die Drehzahl bei der Höchstgeschwindigkeit ist dann so hoch, daß die in der Scheibe induzierten Wirbelströme eine sehr starke Erhitzung verursachen, wenn keine Gegenmaßnahmen getroffen werden.

^Die drei Funktionen der Fixierung des Betätigungselementes' 76 in der Ruhelage, der Betätigung der Schalter bei der Auslenkung des Elementes 78 unter dem Einfluß der umlaufenden Scheibe 78 und der Entkopplung des Magneten 80 und der Scheibe 78 bei höheren Geschwindigkeiten werden von einer T-förmlgen Anordnung 100, die an der Achse 60 befestigt ist, und von Anschlagsgliedern 102 und 102' übernommen.

Die T-förmige Anordnung 100 besteht aus einem an der Achse befestigten Schaft 104, einem am oberen Ende des Schaftes 104 befestigten, gekrümmten Querbalken 106, zwei vom Querbalken nach unten weisenden Lappen 108 und 108', zwei an den

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Enden des Querbalkens angeordneten Federanschlägen 110 und HO¹ und zwei einseitig eingespannte Blattfedern 112 und 112".

Das eine Ende des Schaftes 104 ist so an der Achse 60 befestigt, daß in Blickrichtung der Fig. 3 seine vertikale Mittellinie die Achsen 58 und 60 längs der Linie 49 schneidet, wenn das Betätigungselement sich in seiner Ruhelage befindet. Der Querbalken 106 ist so angeordnet, daß bei Verschwenkung des angetriebenen Betätigungselements 76 der Querbalken sich auf einem Kreis bewegt, dessen Mittelpunkt mit der Achse 60 zusammenwirkt. Der Querbalken 106 ist symmetrisch zu der Linie 49 angeordnet, d.h. sein Mittelpunkt ist am Schaft befestigt. Die Lappen 108 und 108' weisen beiderseits des Schaftes 104 in gleichen Abständen von diesem nach unten. Die Federanschläge 110 und HO¹ sind an der Unterseite des gekrümmten Querbalkens 106 befestigt. Die Blattfedern 112 und 112" sind in der Nähe der Achse 60 an beiden Seiten des Schaftes 104 befestigt. Die Federn sind durch Anlage an den Anschlägen 110 und 110' soweit vorgespannt, daß sie in Anlage an diesen bleiben, wenn die Achse 60 sich dreht und beispielsweise die Blattfeder 112 nacheinander die Betätigungsrollen 93 und 95 der Schalter 84 und 86 betätigt. Fig. 4 und 5 erläutert, wie die Achse 60 sich entgegen dem Uhrzeigersinn derart verschwenkt, daß die Blattfeder 112

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zuerst den Schalter 84 betätigt (Fig. 4) und dann den Schalter 86 betätigt (Fig. 5).

Verschwenkt sich das Betätigungselement 76 mit der Achse 60 noch weiter, so schlägt die Blattfeder 112 an dem Anschlagsglied 102 an. Dieses besteht aus einem Montagewinkel 116, der an der Zwischenwand 82 befestigt ist, und einer Anschlagplatte 118, die so justiert ist, daß die Blattfeder 112 unmittelbar nach Betätigung des Schaltarmes 90 des Schalters an ihr anschlägt. Wenn der Aufzug sich weiter beschleunigt, bleibt die Blattfeder 112 in Anlage an der Anschlagplatte und hält so die Schalter 84 und 86 in ihren Betätigungsstellungen, aber der übrige Teil des Betätigungselernentes 76, insbesondere der Magnet 80, verschwenkt sich weiter gegen die Kraft der Feder 112, bis die Polschuhe des Magneten 80 teilweise vom Rand der Scheibe 78 freikommen. Dadurch wird der mit der Scheibe 78 verkettete magnetische Kraftfluß verringert und die durch die Wirbelströme erzeugte Verlustwärme in der Scheibe 78 sinkt ab. Diese Situation ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Die maximale Verschwenkung des Magneten 80 wird durch die Lappen 108 und 108* begrenzt, da der Lappen 108 die Blattfeder 112 berührt, wenn die Grenzlage in einer Richtung erreicht ist.

Wenn der Aufzug langsamer wird, bewirkt die von der Blattfeder auf die Anschlagplatte 118 ausgeübte Kraft, daß das Betätigungs-

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element 76 in diejenige Stellung zurückkehrt, in der die Blattfeder 112 wieder an dem Anschlag 110 anliegt. Die weitere Rückstellkraft, die das Betätigungselement in seine Ruhelage zurückführt, wird von den Schaltarmen 88 und 90 der Schalter 84 und 86 aufgebracht. In der Ruhelage berührt also infolge der Schwerkraft stets eine der Blattfedern und 112' den zugeordneten Schaltarm 88 bzw. 88'. Die Anordnung der Achsen 58 und 60 senkrecht übereinander unterstützt die beschriebene Arbeitsweise des Grenzgeschwindigkeitsfühlers, da die Schwerkraft die Bewegung des Betätigungselementes unterstützt und so die Verzögerung herabsetzt, die infolge des Anlaufschlupfes bei einer Wirbelstromkopplung zwangsläufig auftritt.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   j 1. fcrenzgeschwindigkeitsfühler für einen Aufzug, bestehend aus einer mit der Motorwelle des Aufzuges gekuppelten, elektrisch leitenden Scheibe und einem schwenkbaren Magneten, der in seiner Ruhestellung mit der umlaufenden Scheibe magnetisch gekoppelt ist und durch seine Schwenkbewegung einen Schalter betätigen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (80) um eine zur Achse (60) der umlaufenden Scheibe (78) parallele Achse (58) schwenkbar ist und daß der Magnet (80) durch eine Feder (112) und einen federnden Schaltarm (88) in seiner Ruhestellung (49) gehalten wird.
2. 2. Grenzgeschwindigkeitsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (112) unter Vorspannung an einem mit dem Magneten (80) schwenkbaren Anschlag (110) anliegt und daß die Vorspannung der Feder (112) größer als die Vorspannung des Schaltarmes (88) im Zeitpunkt der Schalterbetätigung ist.

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3. 3. Grenzgeschwindigkeitsfühler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen oder mehrere weitere Schalter (86) mit zugeordneten Schaltarmen (90), die so angeordnet sind, daß sie nacheinander von der Feder (112) betätigt werden, ohne daß diese sich von ihrem Anschlag (110) abhebt.
4. 4. Grenzgeschwindigkeitsfühler nach Anspruch 2- oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (112) bei einer Verschwenkung des Magneten (80) über die Schalterbetätigung hinaus sich gegen einen festen Anschlag (118) liegt, der jedoch eine weitere Verschwenkung des Magneten gegen die Kraft der Feder (112) erlaubt.
5. 5. Grenzgeschwindigkeitsfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere Feder (112 ') und weitere Schaltarme (88*, 90'), die bei einer Verschwenkung des Magneten (80) aus seiner Ruhestellung in entgegengesetzter Richtung wirksam werden.
6. 6. Grenzgeschwindigkeitsfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der umlaufenden Scheibe (78) verkettete Magnetfluß des schwenkbaren Magneten (80) bei der Verschwenkung aus seiner Ruhelage abnimmt.

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