DE2844970A1

DE2844970A1 - Personenaufzug sowie verfahren zu dessen betreiben

Info

Publication number: DE2844970A1
Application number: DE19782844970
Authority: DE
Inventors: Jean Moly
Original assignee: Potain SA
Current assignee: Manitowoc Crane Group France SAS
Priority date: 1977-10-17
Filing date: 1978-10-16
Publication date: 1979-04-19
Also published as: FR2405895A1; DE2844970C2; FR2405895B1

Description

Anwaltsakte: P + G- 370 η POTAIN S.A.

Kennwort: "Personenaufzug" ^" 94150 CHEVILLY-LARUE/

FRANKREICH

Personenaufzug sowie Verfahren zu dessen Betreiben

Die Erfindung betrifft einen Personenaufzug, und zwar insbesondere von jener Art, wie bei Baustellen für Hochbauten sowie für öffentliche Arbeiten verwendet, um das Bedienungspersonal einer Hebemaschine nach oben oder nach unten zu bringen, beispielsweise bei einem Kran großer Höhe.

Bei den Kranen bekannter Bauart gelangt der Kranführer über eine vertikale Leiter in seine im oberen Teil des Krans befindliche Arbeitskabine; die Leiter bildet häufig einen Bestandteil des Mastwerks. Dabei sind im allgemeinen in regelmäßigen Abständen angeordnete Plattformen oder Raststationen vorgesehen. Diese herkömmlichen Mittel bieten eine nur relative Sicherheit und haben in wesentlichem Maße sowohl eine Ermüdung als auch einen Zeitverlust zur Folge.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen mechanischen Elevator zu schaffen, der einfach aufgebaut sowie mit einer Sicherheitsvorrichtung ausgestattet ist, der eine schnelle Montage erlaubt, der für den Kranführer sicher und mühelos zu begehen ist und der dabei gleichzeitig den vertikalen Aufbau des Kranes oder einer sonstigen Hebemaschine nicht wesentlich schwerer macht.

Die Erfindung geht aus von einem Personenaufzug mit einer Personenkabine, die in ihrem mittleren Bereich ein Zugseil für die Auf- und Abfahrt der Kabine aufweist, die ferner Führungsmittel besitzt, welche außerhalb der Kabine befestigt sind und die über feststehende Kabel gleiten können., welche ihrerseits zwischen der oberen und

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der unteren Stellung der Kabine des Aufzugs gespannt sind. Die Erfindung besteht darin, daß ein Sicherheitssystem vorgesehen ist, welches Mittel zum Abbremsen und völligen Stillsetzen der Kabine im Falle eines Reißens des Zugseiles aufweist und wobei das Wirksamwerden dieser Mittel automatisch durch eine Detektorvorrichtung zum Erfassen einer Übergeschwindigkeit sichergestellt ist; dabei wird die Geschwindigkeit des Vorbeilaufens eines Mechanismus erfaßt, der der Bewegung der Kabine folgt. Das gesamte Sicherheitssystem tritt sodann in Tätigkeit, sobald eine irgendwie geartete Störung oder Anomalie auftritt, die eine entsprechend starke Beschleunigung des Aufzuges zur Folge hat.

Gemäß einem besonderen erfinderischen Merkmal ist das Sicherheitssystem derart gestaltet, daß es das Ingangsetzen der Kabine dann ausschließt, wenn sich die Hauptsicherheitsvorrichtung, die mit dem Aufzug verbunden ist, nicht in einem das sofortige Ansprechen erlaubenden Zustand befindet. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hauptsicherheitsvorrichtung mit einem Seil ausgerüstet, das mit einem Querbalken verbunden ist, der den Bewegungen der Kabine folgt; dabei läuft dieses Seil über eine Trommel zum Erfassen einer Übergeschwindigkeit, wobei das genannte Seil und damit der Querbalken im Falle einer Funktionsstörung oder einer Anomalie stillgesetzt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Querbalken an jedem seiner Enden mit Gleitvorrichtungen (Gleithülsen od.dgl.) ausgestattet, mittels der er entlang fester Führungsseile zu gleiten vermag. Ferner ist der Querbalken wiederum an den Enden mit Stützvorrichtungen oder Seilzugvorrichtungen ausgerüstet, die aus Metallgeweben bestehen, welche verformbar sind. Diese Metallgewebe sind jeweils derart um die feststehenden Führungsseile herumgelegt, daß sie Brems- und Stillsetzungsmittel für die Kabine darstellen, indem sie sich in gegebenem Falle an diese Führungsseile anpressen« Diese Bremsmittel werden ergänzt durch Dämpfungsmittel, beispielsweise durch Druckfedern, die Führungshülsen umgeben und zwischen einer unteren, mit dem Querbalken festen Abstützung und einer oberen, mit der Kabine festen Abstützung angeordnet sind.

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Zu den wesentlichsten Vorteilen, die sich aus der Erfindung ergeben, gehören insbesondere die leichte Ausführbarkeit sowie der einfache Betrieb, die wesentlich gesteigerte Betriebssicherheit gegenüber den bekannten Einrichtungen sowie die Verbesserung der Herstellbarkeit. Ferner läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr vorteilhaft bei einem Mastwerk veränderbarer Höhe anwenden (Turmkran mit Teleskopmast).

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Pig. 1 zeigt einen Elevator gemäß der Erfindung in Gesamtansicht.

Fig. 2 stellt eine Seitenansicht dar, mit einem Schnitt auf der Höhe des Sicherheitssystems in Ruhestellung.

Fig. 3 veranschaulicht das Arbeiten der Sicherheitsvorrichtung im Falle einer Störung oder Anomalie (Reißen des Zugseiles).

Die Figuren 4, 5 und 6 sind Einzelansichten der Seilzugvorrichtungen .

Die in Fig. 1 dargestellte Personenkabine 1 eines Elevators trägt jeweils an ihren oberen und unteren Bereichen Gleitlaschen 2 und Diese Laschen sind mit Bohrungen versehen, durch welche die feststehenden, gespannten Führungsseile 4 für die Führung von Kabine 1 hindurchgeführt sind. Oberhalb von Kabine 1 ist ein Zugkabel 5 befestigt. Dieses wird mittels einer Hebewinde 6 betätigt, die ihrerseits an der nicht dargestellten Krankonstruktion befestigt ist. Die Verankerung 7 von Seil 5 an der Kabine ist eine feste. Die Führungskabel 4 sind zwischen der oberen und der unteren Aufnahmestellung der Kab/ine 1 gespannt, die auf ihrer halben Höhe und auf der Höhe der Seile 4 Konsolen 8 aufweist. Weitere Abstützeinrichtungen 9, die gleichermaßen fest an der Kabine angebracht sind, befinden sich an deren oberem Teil. Wie man später noch erkennen wird, sind diese Stützmittel 8 und 9 Abstützungen für die Elemente einer Sicherheitsvorrichtung, die ein Abbremsen der Kabine im Falle einer Betriebsstörung besorgt.g ngoifi/IOIS

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Diese Sicherheitsvorrichtung umfaßt einen Querbalken 10. Dieser ist horizontal angeordnet und an seinen beiden Enden mit Bohrungen versehen, so daß er entlang der Führungsseile 4 gleiten kann. Ein Sicherheitsseil 11 ist an seinen beiden Enden an einem festen Punkt des mittleren Teiles des Querbalkens 10 befestigt. Dieser Fixpunkt kann entweder eine Verankerungsstelle an einer Kabeltrommel 12 sein (siehe Fig. 1, wo die Trommel 12 am oberen Teil des Querbalkens 10 befestigt ist), oder ein Verankerungspunkt Ij5, der sich direkt auf dem Querbalken 10 befindet (siehe die Figuren 2 und 3)·

Von diesem Punkt ausgehend läuft das Sicherheitsseil 11 frei um die Umlenkbrommein 14 herum, über einen Übergeschwindigkeitsdetektor 15* sowie über eine untere Umlenktrommel 16, die Bestandteil eines Zugmechanismus ist, beispielsweise mit Gegengewichten 17 arbeitend. Das andere Ende von Sicherheitsseil 11 ist am Querbalken 10 befestigt (oder an der Winde 12). Seil 11 ist endlos.

Querbalken 10 ist an seinen beiden Enden mit einer Seilführung 18 ausgestattet. Diese besteht aus einem nachgiebigen Metallgewebe. Jede dieser Seilführungen ist im Ruhezustand geführt und gleichzeitig angedrückt gegen die innere Wandung einer starren Hülse 19, in deren Innerem diese Gewebe 18 somit angeordnet ist. Die Hülsen umgeben die Führungsseile 4. Sie sind an ihren oberen Enden offen. Ihre unteren Enden sind einteilig (oder fest verbunden) mit jeweils einem Flansch 20, an dem der untere Teil des Seilführungsgewebes verankert ist. Das Seilführungsgewebe 18 ist an seinem oberen Ende am Querbalken 10 verankert (siehe Figuren 4, 5 und 6).

Außerhalb der einzelnen Hülse 19 befindet sich eine Druckfeder 21» Diese stützt sich einerseits an der jeweiligen oberen Konsole 9 der Kabine und andererseits auf den aus den Flanschen 20 gebildeten Schultern ab. Die einzelne Hülse 19 kann in der Konsole 9 gleiten, während die einzelne Konsole 8 der Kabine einen Anschlag für Flansch 20 der zugehörenden Hülse 19 bildet (siehe Figuren 2 und 3).

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Die Hebewinde 6 läßt sich nur dann in Gang setzen, wenn Sicherheitskabel 11 genügend gespannt ist und somit jegliche Störung zu erfassen vermag. Zu diesem Zwecke verwendet man beispielsweise einen Sicherheitsschalter 22, der von Gegengewichten 17 des Spannungssystems gesteuert ist (siehe Fig. 1). Der Detektor 15 für Übergeschwindigkeit kann von allgemein bekannter Bauart sein, beispielsweise mit einer Schaltklinke arbeiten. Die am Querbalken 10 befestigte Seiltrommel 12 erlaubt ist, die Nutzlänge des Seiles 11 genau der Höhe des Mastes anzupassen, sofern es sich um Krane oder dergleichen handelt, deren Arbeitshöhe veränderbar ist.

Die normale Arbeitsweise des Elevators ist die folgende: Die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen von Kabine 1 werden durch die Drehung von Winde 6 eingeleitet, auf dessen Trommel das Zugseil 5 aufgerollt oder abgerollt werden kann. Kabine 1 wird bei ihrer Fahrbewegung von den feststehenden Seilen 4 geführt, die zwischen oberem und unterem Pfosten gespannt sind, und auf denen die Gleitlaschen 2 und 3 gleiten, ebenso wie die Stützvorrichtungen 8 und 9 der Sicherheitsvorrichtung.

Der der Sicherheit dienende Querbalken 10 folgt ständig den Bewegungen der Kabine, mit der er in elastischer Weise mittels der Seilführungen 18, der Druckfedern 21 und der Konsolen 8 und^9 verbunden ist. Bei normalem Arbeiten wird die Fahrbewegung der Kabine auf den Querbalken 10 über die Konsolen 8 und 9 übertragen, die mit der Kabine fest verbunden sind und zwischen denen jeweils die genannte Druckfeder 21 zwischengeschaltet ist. Die in beschriebener Weise aus einem Metallgewebe bestehende Seilführung 18 ist mit dem Querbalken 10 einteilig. Sie wird gegen die Innenwand der betreffenden festen Hülsen 19 angedrückt, die das zugehörende Führungsseil 4 umgibt. Das Metallgewebe 18 ist mit seinem unteren Ende derart an Hülse 19 befestigt, daß die Metalldrähte, welche die Maschen des Gewebes 18 bilden, sowohl beim Auffahren als auch beim Abfahren keinem Reibungsverschleiß unterliegen, und zwar weder durch Reibung an den Führungsseilen 4, noch an den äußeren, mechanischen Teilen. Die jeweilige Lage der Einzelelemente sind beim normalen Ablauf derart, wie aus den Figuren 1, 2 und 4 erkennbar. Wie man

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sieht, kann dieser Ablauf nur dann vonstatten gehen, wenn die Sicherheitsvorrichtung unverzüglich einzugreifen vermag. Hierzu ist es notwendig, daß das Sicherheitsseil 11 genau gespannt ist. Die Spannung wird ständig durch eine Spannvorrichtung geregelt, beispielsweise durch Gegengewichte 17 sowie über einen Sicherheitskontakt 22, dessen Öffnung das Anfahren der Hebewinde 6 ausschließt - siehe Fig. 1.

Sobald sich das Sicherheitsseil im Verlaufe des Anhebens der Kabine4uf einen Wert entspannt, der unterhalb einer vorgegebenen SpannungsschwelIe liegt, ändert Kontakt 22 seine Lage und blockiert die Bewegung der Winde, wenn sich die Kabine beispielsweise in ihrer unteren Position befindet: Die Sicherheitsvorrichtung gewährt sodann nicht mehr die gewünschten Garantien. Wie man sieht, hat die Vorrichtung eine ständige Sicherheitskontrolle.

Die Sicherheit des Personenaufzugs beruht auf dem Maß der Abspulgeschwindigkeit des Sicherheitskabels 11, d.h. auf dem Erfassen einer Übergeschwindigkeit der Kabine. Eine derartige Anomalie kann auf jegliche Ursachen zurückzuführen sein, insbesondere auf den Fall des Reißens des Zugkabels 5 oder eines Bruchs der Zugvorrichtung 6.

Die Sicherheitsvorrichtung arbeitet wie folgt:

a) Im Falle eines Reißens nimmt die Kabine unter dem Einfluß ihres Eigengewichtes eine anormale Fallgeschwindigkeit ein.

b) Während eines ersten Zeitabschnittes zieht sie den Querbalken 10 und das Sicherheitsseil 11 mit sich, das über einen Detektor 15 zum Ermitteln einer Übergeschwindigkeit läuft.

c) Sobald eine vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle überschritten ist, blockiert der Detektor 15 das Seil 11, so daß die Abwärtsbewegung des Querbalkens 10 (an dem das Sicherheitsseil 11 befestigt ist), gestoppt wird.

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d) Nach dem Anhalten des Querbalkens 10 führt die Kabine während eines weiteren, sehr kurzen Zeitabschnittes ihren freien Fall aus. Sie beginnt mittels der oberen Konsolen 9 sowie der Schraubenfedern 21, die gewobenen Seilzugvorrichtungen 1δ zu spannen, wobei die Federn nach unten an den Flanschen 20 zum Anliegen kommen, die ihrerseits die unteren Verankerungen der Seilzuggewebe 18 tragen (Figuren 3 und 5).

e) Im Hinblick darauf, daß die gewobenen Sei!zugvorrichtungen 18 an ihren oberen Enden am Querbalken 10 befestigt sind und daß dieser Querbalken 10 jetzt angehalten ist, wird es klar, daß die vorausgegangene Phase (d) eine Längung der Seilzugvorrichtungen oder verformbaren Metallgewebe 18 zur Folge hat; eine Vergrößerung von deren Länge verändert die Ausrichtung der Metallfäden, aus denen die Gewebe bestehen; die Maschen strecken sich in der einen Richtung und ziehen sich gleichzeitig in der anderen Richtung zusammen, was gleichbedeutend ist mit einer Verminderung der Weite des Metallgewebes, so daß dieses an den Führungsseilen 4- zum Anliegen kommt.

f) Am Ende der Bewegung ist ein sehr starkes Anpressen der Seilzugvorrichtungen l8 gegen die festen Führungsseile feststellbar; das derart bewirkte, gegenseitige Eingreifen hat ein Stillsetzen der Kabine 1 zur Folge, wobei die Federn 21 eine Dämpfung der Abwärtsbewegung in deren Schlußphase bewirken.

Wie man sieht, ist die Verbindung zwischen dem Querbalken 10 und der Kabine 1 eine relativ sanfte und nachgiebige. Insbesondere die Druckfedern 21 vermeiden starke Stöße, wodurch sowohl die in der Kabine befindliche Bedienungsperson als auch der Sicherheitsmechanismus zu Schaden kommen könnten.

Wie im vorausgegangenen gezeigt, ist es entscheidend, daß das Sicherheitsseil 11 einwandfrei gespannt ist. Ist dieses Seil schlaff, so überschreitet es nur dann die Sicherheitsschwelle des Detektors 15, wenn die Kabine einen sehr großen freien Fall durchgemacht und somit eine bereits sehr erhebliche kinetische Energie gespeichert

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Der Sicherheitsschalter zum Anfahren erlaubt im Falle einer Anomalie eine praktisch sofortige Erfassung am Detektor 15 selbst. Die Ansprechzeit, definiert durch die zwischen dem Erfassen und dem Stillsetzen des Querbalkens 10 verstrichene Zeitdauer, ist praktisch Null. Versuche haben gezeigt, daß ein (gewollter) Abriß von Zugseil 5 die an den Führungskabeln 4 über metallische Seilzuggewebe 18 aufgehängte Kabine nur einen "freien Fall" in der Größenordnung einiger Zentimeter hat machen lassen.

Ein weiterer, sich aus der Sicherheitsvorrichtung ergebender Vorteil besteht in der Zuverlässigkeit, ungeachtet der folgenden Einflüsse:

- der atmosphärischen Umgebungsbedingungen;

- der Art des Materials, aus dem die Führungsseile bestehen;

- der gewollten oder ungewollten Einflußnahme auf die Seile, insbesondere auf deren Oberfläche.

Im übrigen läßt sich die Vorrichtung sehr wirkungsvoll auch bei einer einzigen Kabelzugvorrichtung einsetzen: Selbst dann nämlich, wenn eine der beiden Seilzugvorrichtungen 18 beschädigt oder ausgefallen ist, kann die Kabine noch im schlimmsten Falle stillgesetzt werden.

Es versteht sich, daß die Sicherheitsvorrichtung im Verlauf der gesamten Lebensdauer des Elevators nur in ganz außergewöhnlichen und seltenen Fällen zur Anwendung gelangt.Ungeachtet dessen konnte festgestellt werden, daß mehr als 500 aufeinanderfolgende Abbremsungen vorgenommen werden konnten, ohne daß merkliche Betriebsstörungen der Sicherheitsvorrichtung erkennbar gewesen wären.

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Anwaltsakte: P + G 370 POTAIN S.A.

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Patentansprüche

1. Personenaufzug, insbesondere für einen mit vertikalem Mast ausgerüsteten Kran großer Höhe oder für ähnliche Baumaschinen, mit einer Kabine, deren Aufwärts- und Abwärtsbewegungen durch einen von der Maschine selbst getragenen Mechanismus gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitssystem vorgesehen ist, das ein Mittel zum ständigen Messen und Erfassen der Kabinengeschwindigkeit aufweist, ferner eine Vorrichtung zum Bremsen und Stillsetzen dieser Kabine, sobald die Geschwindigkeit eine bestimmte Schwelle überschreitet, ferner weiche, verformbare und elastische Elemente, die dazu dienen, die Kabine stoßfrei stillzusetzen, und daß diese Elemente zwischen den Sicherheitsmitteln und der Kabine angeordnet ist, um diese beiden miteinander zu verbinden.

2. Aufzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querbalken (10) vorgesehen ist, der elastisch mit der Kabine (1) verbunden ist, der ferner in seinem mittleren Bereich ein Befestigungsmittel für ein Sicherheitsseil (11) umfaßt, das über einen Übergeschwindigkeits-Detektor (15) geführt ist, und daß die Kabine (1) an einem Zugseil (5) aufgehängt ist, dessen entgegengesetztes Ende an einer Hebevorrichtung, beispielsweise an der Trommel einer Winde, befestigt ist.

3. Aufzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Sicherheitsseiles (11) direkt an einem festen Punkt (I3) des Querbalkens (10) verankert ist.

K. Aufzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsseil (11) an einer Einholtrommel (12) verankert ist, die mit dem Querbalken (10) fest verbunden ist.

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5. Aufzug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seile zwischen der oberen und der unteren Stellung der Kabine gespannt sind, um sowohl deren Führung als auch die Führung des Querbalkens (10) sicherzustellen, daß an den Enden der Seilzugvorrichtungen (18) an ihren oberen Teilen befestigt sind, daß jede dieser SeiIzagvorrichtungen (18) in einer steifen Hülse (19) angeordnet ist und ihrem unteren Ende im unteren Bereich der zugehörenden Hülse (19) verankert ist.

6. Aufzug nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß jede Seilzugvorrichtung (l8) aus einem Metallgewebe besteht, das weich und nachgiebig ist, und das derart angeordnet ist, daß es das zugehörende Führungsseil (4) umgibt.

7. Aufzug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel zwischen der Kabine (1) und dem der Sicherheit dienenden Querbalken (10) u.a. aus Stützeinrichtungen (8, 9) bestehen, die mit der Kabine (1) einteilig bzw. mit dieser fest verbunden sind und die Bohrungen aufweist, um das Hindurchführen der Führungsseile (4) zu erlauben und die schließlich ein Paar obere Stützkonsolen (9) sowie ein Paar im mittleren Bereich der Kabine angeordnete Stützkonsolen (8) bilden, und daß Stoßdämpfer vorgesehen sind, die einerseits zwischen einer unteren, mit dem unteren Teil einer festen Hülse (19) einteiligen Stützvorrichtung (8) und einer oberen, mit der Kabine einteiligen Stützvorrichtung (9) angeordnet sind, wobei diese Stoßdämpfungsmittel beispielsweise schraubenlinienförmige Druckfedern sind, die die steifen Hülsen (I9) umgeben.

8. Aufzug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsseil (11) durch eine Seilspannvorrichtung hindurchgeführt ist, die einen Sicherheitskontakt (22) umfaßt, der an Hebevorrichtungen für die Kabine (1) angeschlossen ist, und daß dieser Kontakt (22) durch eine entsprechende Stellung das Anfahren des Aufzuges ausschließen (oder dessen Bewegung unterbrechen) kann, und zwar für jene Zeitdauer, während welcher das Sicherheitsseil (11) nicht ordnungsgemäß gespannt

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9. Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitsvorrichtung, die dazudient, die Kabine eines Personenaufzuges zu blockieren und stillzusetzen, gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Durch den Übergeschwindigkeitsdetektor (15) wird eine Schwelle festgelegt, die das Sicherheitsseil (11) nicht überschreiten kann;

b) das Sicherheitsseil (11) wird ordnungsgemäß gespannt, so daß es im Falle einer Störung oder Anomalie praktisch unverzüglich reagiert;

c) die Bewegung des Querbalkens (10) wird unterbrochen bzw. der Querbalken (10) wird stillgesetzt durch Anhalten des Sicherheitskabels (11), sobald dessen Geschwindigkeit die eingegebene Schwelle überschreitet, beispielsweise im Falle des Reißens des Zugseiles (5) der Kabine (1);

d) um die Kabine stillzusetzen, wird die Gewebestruktur der metallischen Kabelzugvorrichtung (18) sowie deren Verankerung einerseits an einem festen Teil (Querbalken 10) und andererseits an einem mit dem Fall der Kabine (1) sich bewegenden Teil (den festen Hülsen 19) ausgenutzt, so daß sich die SeilzugvorricHungen einerseits in axialer Richtung strecken und damit andererseits in radialer Richtung zusammenziehen und somit sehr stramm an den Führungsseilen (4) anliegen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer zwischen dem Ermitteln einer Übergeschwindigkeit und dem Ansprechen des Sicherheitssystems genügend klein ist, um das Stillsetzen der Kabine nach nur wenigen Zentimetern freien Falles zu bewirken.

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