DE29924745U1

DE29924745U1 - Richtungsübereinstimmung von Flachseilen für Aufzüge

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Publication number: DE29924745U1
Application number: DE29924745U
Authority: DE
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2009-02-20
Also published as: ES2262331T3; EP1066213B1; BR9908230A; HK1039105A1; CN1313827A; HK1039105B; WO1999043593A1; DE69931764D1; DE69931764T2; PT1066213E; JP2002504471A; EP1066213A1; CN1329273C

Abstract

Aufzugsystem, umfassend:
einen Aufzugschacht, der in einer Umgebungsstruktur definiert ist;
einen Aufzugfahrkorb und mindestens ein Gegengewicht, die in dem Aufzugschacht untergebracht sind, wobei der Aufzugschacht einen Schachtkopf über eine vertikale Strecke des Aufzugschachts zwischen einer Decke des Aufzugschachts und einem oberen Bereich des Aufzugfahrkorbs in dessen höchstmöglicher Betriebsstellung entlang dem Aufzugschacht definiert;
mindestens einen Antriebsmotor, der in dem Schachtkopf angeordnet ist und für den Antrieb mit dem Aufzugfahrkorb, diesen aufhängend, über mindestens ein Flachseil gekoppelt ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein ein Aufzugsystem und insbesondere ein Aufzugsystem mit einem im Bereich des Schachtkopfes des Aufzugschachts zwischen einem Aufzugfahrkorb und der Aufzugschachtdecke angeordneten Antriebsmotor.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den Aufbau eines Maschinenraums für einen Aufzug fließen beträchtliche Aufwendungen. Die Aufwendungen beinhalten die Kosten für den Aufbau des Maschinenraums, die Struktur zum Haltern des Gewichts des Maschinenraums und der Aufzuganlage, außerdem die Kosten für Abschattung benachbarten Eigentums vor Sonnenlicht (z.B. die Sunshine Laws in Japan und anderswo).
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Aufzugsystems ohne Maschinenraum, welches die oben angesprochenen Nachteile in Verbindung mit herkömmlichen Aufzugsystemen vermeidet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Verwendung von Flachseilen oder Riemen zum Verringern der Größe herkömmlicher oder flacher Antriebsmotoren im Schachtkopf des Aufzugschachts, um dadurch die Gesamtgröße des Aufzugschachts und die Kosten seines Baus zu verringern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Ein Aufzugsystem enthält einen durch seine Umgebungsstruktur definierten Aufzugschacht und einen Aufzugfahrkorb sowie mindestens ein Gegengewicht, angeordnet innerhalb des Aufzugschachts. Der Aufzugschacht definiert einen sogenannten Schachtkopf (Überkopf-Raum) über eine vertikale Strecke des Aufzugschachts zwischen dessen Decke und einem oberen Bereich des Aufzugfahrkorbs in dessen höchster Betriebsstellung entlang dem Aufzugschacht. Mindestens ein Antriebsmotor befindet sich in dem Schachtkopf und ist treibend mit dem Aufzugfahrkorb, diesen aufhängend, über mindestens ein Flachseil oder einen Riemen gekoppelt.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch die Vermeidung des Baus eines Maschinenraums die Kosten für Installation und Aufbau – des Aufzugs deutlich verringert werden.
Ein zweiter Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Einsatz von Flachseilen oder Riemen die Größe herkömmlicher oder flacher Antriebsmotoren verringert und dadurch den Raumbedarf im Schachtkopf zur Aufnahme der Antriebsmotoren verringert.
Ein dritter Vorteil der Erfindung ist die Schaffung mehrerer alternativer Antriebsmotor-Stellen innerhalb des Schachtkopfes.
Weitere Vorteile ergeben sich unter Bezugnahme auf die Beschreibung und begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische, perspektivische Teil-Vorderansicht eines Aufzugsystems mit einem im Schachtkopf des Aufzugschachts angeordneten Antriebsmotor gemäß der Erfindung.
2 ist eine schematische, perspektivische Teil-Rückansicht des in 1 gezeigten Aufzugsystems.
3 ist eine schematische, perspektivische Teil-Rückansicht eines Aufzugsystems unter Einsatz von synchron angetriebenen Motoren gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine schematische Teil-Seitenansicht eines Aufzugsystems mit einer 2:1-Seilführung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine schematische, perspektivische Teil-Ansicht eines unterschlungenen Aufzugsystems gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine schematische, perspektivische Teil-Ansicht eines unterschlungenen Aufzugsystems gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
7 ist eine schematische Teil-Ansicht, die die Seilführung eines unterschlungenen Aufzugsystems gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
8 ist eine schematische, perspektivische Teil-Ansicht des in 7 gezeigten Aufzugsystems.
9 ist eine schematische, perspektivische Teil-Ansicht eines eine nach oben geführte Seilführung aufweisenden Aufzugsystems gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
10 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Traktionsseilscheibe und mehrerer Flachseile mit jeweils mehreren Kordeln.
11 ist eine Schnittansicht eines der Flachseile.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezugnehmend auf 1 und 2 ist dort ein Aufzugsystem als Ausführungsform der Erfindung allgemein mit 10 bezeichnet. Das Aufzugsystem 10 enthält einen Aufzugschacht 12, der durch die ihn umgebende Struktur eines Gebäudes definiert wird. Ein Aufzugfahrkorb 14 befindet sich innerhalb des Aufzugschachts 12 und ist entlang dem Schacht nach oben und nach unten bewegbar. Eine erste und eine zweite Stützsäule 16, 18 erstrecken sich jeweils vertikal entlang dem Aufzugschacht 12 entsprechend dem Aufzugfahrkorb-Fahrhub, und die Säulen befinden sich benachbart zu einander gegenüberliegenden Seitenwänden 20, 22 des Aufzugfahrkorbs 14. Sowohl die erste als auch die zweite Stützsäule 16, 18 definiert einen hohlen Innenraum oder eine Ausnehmung zur Aufnahme eines zugehörigen Gegengewichts 24 (von denen nur eines dargestellt ist) für die Vertikalbewegung entlang der betreffenden Stützsäule. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, verlaufen Träger 26, 26 von der ersten und der zweiten Stützsäule 16, 18 nach vorn und sind an der vorderen Seitenwand 28 des Aufzugschachts 12 befestigt.
Ein Trägerelement 30 erstreckt sich etwa horizontal zwischen der ersten und der zweiten Stützsäule 16, 18 und ist an diesen gelagert innerhalb eines Schachtkopfes 32 des Aufzugschachts 12, der definiert wird durch die vertikale Länge oder Erstreckung "V" des Aufzugschachts zwischen einer Decke 34 des Aufzugschachts und einem oberen Bereich oder einer Decke 36 des Aufzugfahrkorbs 14, wenn sich dieser in seiner höchst möglichen Betriebsstellung innerhalb des Aufzugschachts befindet. An dem Trägerelement 30 ist innerhalb des Schachtkopfes 32 ein Antriebsmotor 38 gelagert, und gemäß 1 befindet sich der Antriebsmotor im Wesentlichen oberhalb der Decke 26 des Aufzugfahrkorbs 14. Eine erste Antriebsseilscheibe 40 ist für den Antrieb mit dem Antriebsmotor 38 gekoppelt und befindet sich oberhalb der ersten Stützsäule 16. Eine zweite Antriebsseilscheibe 42 ist mit dem Antriebsmotor 38 über eine längliche Antriebswelle 44 gekoppelt und befindet sich oberhalb der zweiten Stützsäule 18. Ein erstes flaches, flexibles Seil oder ein Riemen 46 ist mit einem ersten Ende 48 an dem oberen Bereich des Gegengewichts 24 angebracht, welches sich innerhalb der ersten Stützsäule 16 befindet, und ein zweites Ende 50 (1) des Seils ist mit der Seitenwand 20 des Aufzugfahrkorbs 14 verbunden. Das Flachseil 46 erstreckt sich ausgehend von seinem ersten Ende 48 nach oben, macht eine Schlaufe von etwa 180° um die erste Antriebsseilscheibe 40 und erstreckt sich anschließend nach unten, um mit dem zweiten Ende 50 an der Unterseite 52 des Aufzugfahrkorbs 14 zu enden. Ein zweites Flachseil 54 ist in ähnlicher Weise mit der zweiten Antriebsseilscheibe 42 aufgebaut, um das Gegengewicht 24 zu halten, welches sich innerhalb der zweiten Stützsäule 18 befindet, um den Aufzugfahrkorb 14 zu halten. Hierdurch wird eine Doppelseilführung gebildet.
Die Verwendung von Flachseilen oder Riemen ermöglicht, dass kleinere Antriebsmotoren und Seilscheiben den Aufzugfahrkorb ebenso wie Gegengewichtlasten antreiben und tragen, verglichen mit Antriebsmotoren und Seilscheiben unter Verwendung herkömmlicher Rundseile. Der Durchmesser der Antriebsseilscheiben bei Aufzügen mit herkömmlichen Rundseilen ist beschränkt auf das 40-fache des Seildurchmessers oder mehr, bedingt durch die Materialermüdung der Seile, wenn diese sich wiederholt an den Durchmesser der Seilscheibe anpassen und gestreckt werden. Flachseile oder Riemen besitzen ein Breiten-Höhen-Verhältnis von mehr als eins, wobei dieses Verhältnis definiert ist als die Breite w des Seils oder des Riemens zu der Dicke t (w/t). Deshalb erstrecken sich Flachseile oder Riemen im Vergleich zu herkömmlichen Rundseilen von Hause aus relativ dünn. Durch die Dünnheit gibt es weniger Biegespannung innerhalb der Fasern, wenn der Riemen um eine Seilscheibe gegebenen Durchmessers geschlungen wird. Dies gestattet die Verwendung von Traktionsseilscheiben mit kleinerem Durchmesser. Das Drehmoment ist proportional zum Durchmesser der Traktions-Seilscheibe. Deshalb reduziert der Einsatz einer Traktionsseilscheibe mit kleinerem Durchmesser das Motordrehmoment. Die Motorgröße (das Rotorvolumen) ist etwa proportional zum Drehmoment, und deshalb ermöglicht, obschon die mechanische Ausgangsleistung unabhängig von der Größe der Seilscheibe unverändert bleibt, der Einsatz von Flachseilen oder Riemen die Verwendung eines kleineren Antriebsmotors, der bei höherer Drehzahl arbeitet, verglichen mit Systemen, die von herkömmlichen Rundseilen Gebrauch machen. Folglich lassen sich kleinere herkömmliche und flache Antriebsmotoren im Schachtkopf des Aufzugschachts unterbringen, was die Größe und die Baukosten für den Schachtkopf deutlich vermindert.
Zusammengefasst: Die Reduzierung der Maschinengröße (d.h. des Antriebsmotors und der Seilscheiben) bietet eine Reihe von Vorteilen. Erstens: Die kleinere Maschine verringert die Anforderungen an den Raum des Schachtkopfes, wenn sich die Maschine oberhalb des Aufzugfahrkorbs befindet. Dies kann die Möglichkeit eröffnen, dass das Gebäude mit einem Flachdach ausgestattet wird, was die Baukosten verringert und den sogenannten "Sunshine-Laws" genügt. Zweitens verwendet eine kleine Maschine weniger Werkstoff, kostet weniger in der Herstellung im Vergleich zu einer größeren Maschine. Drittens reduziert das geringe Gewicht einer kleinen Maschine die Zeit zur Handhabung der Maschine und das Erfordernis besonderer Einrichtungen zum Anheben der Maschine in ihre Montagestellung, was wiederum die Installationskosten deutlich senkt. Außerdem ermöglicht ein niedriges Drehmoment bei hoher Drehzahl den Verzicht auf Getriebe, die kostspielig sind. Außerdem können Getriebe Ur sache für Vibrationen und Geräusche sein und Schmierarbeiten erforderlich machen. Maschinen mit Getrieben können zwar ebenfalls eingesetzt werden, besonders vorteilhaft ist die Erfindung aber bei getriebelosen Maschinen.
Flachseile oder Riemen verteilen außerdem die Aufzug- und Gegengewichtlasten über eine größere Fläche auf den Seilscheiben im Vergleich zu Rundseilen, was den spezifischen Druck auf die Seile verringert und damit die Lebensdauer der Seile erhöht. Außerdem können Flachseile oder Riemen aus einem eine hohe Traktion aufweisenden Werkstoff hergestellt werden, beispielsweise in Form einer Urethan- oder Gummiummantelung mit einer Faser- oder Stahlverstärkung.
3 zeigt schematisch ein Aufzugsystem 100, welches dem in 1 und 2 gezeigten Aufzugsystem mit der Ausnahme ähnelt, dass der Antriebsmotor anders implementiert ist und das Trägerelement 30 entfallen ist. Wie in 3 gezeigt ist, sind ein erster und ein zweiter Antriebsmotor 102, 104 mit den dazugehörigen ersten und zweiten Antriebsseilscheiben 106, 108 an der ersten bzw. der zweiten Stützsäule 16, 18 gehaltert. Eine Synchronisiereinrichtung 110, hier in Form eines Reglers, bringt die erste und die zweite Antriebsseilscheibe 106 und 108 dazu, synchron miteinander umzulaufen.
4 zeigt schematisch ein Aufzugsystem 200 mit einer 2:1-Seilführung, die sich als Modifizierung der in 1 bis 3 dargestellten Aufzugsysteme verstehen lässt. (In anderen Worten: Der Aufzugfahrkorb bewegt sich um die halbe Streckeneinheit für jede volle Streckeneinheit, die das Seil über die Antriebsseilscheibe ausführt.) Ähnliche Elemente wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen tragen gleiche Bezugszeichen. Weil die Komponenten der Seilführung an jeder Seite des Aufzugfahrkorbs 14 einander ähneln, wird die Doppelseilführung mit den dazugehörigen Komponenten nur bezüglich einer Seite des Aufzugfahrkorbs erläutert.
Seilführungsverhältnisse verhalten sich ähnlich wie Getriebe. Eine 2:1-Seilführung reduziert das Motordrehmoment um den Faktor zwei bei Erhöhung der Motordrehzahl um einen Faktor zwei bei gegebenem Durchmesser. Dies führt zu einem kleineren Motor deshalb, weil der beschränkende Faktor für den Motor das Drehmoment ist, im Gegensatz zur Drehzahl. Ein zusätzlicher Vorteil der 2:1-Seilführung ist eine Verringerung der Wellenlast der Seilscheibe, d.h. der radialen Kraft, die von den Seilen auf den Antriebsmotor einwirkt. Dies reduziert die Motorgröße dadurch, dass kleinere Lager möglich sind. Die von der Antriebsseilscheibe genommene radiale Last wird von den Seil-Aufhängungspunkten aufgenommen. Die Gesamt-Seilmenge, die für 1:1- oder 2:1-Führungen benötigt wird, ist etwa die gleiche. Seile für 2:1-Führungen sind etwa doppelt so lang wie Seile für 1:1-Anlagen. Allerdings tragen Seile für 2:1-Führungen nur eine halb so große Last und können daher einen kleineren Querschnitt haben oder eine geringere Anzahl. Die oben angesprochenen Vorteile gelten auch für höhere Übersetzungen, beispielsweise für eine 4:1-Seilführung.
Wie in 4 zu sehen ist, enthält das Aufzugsystem 200 eine Detektorseilscheibe 202, die an einem oberen Teil der Stützsäule 16 gelagert ist und sich benachbart zu und unterhalb eines Antriebsmotors 204 mit der dazugehörigen Antriebsseilscheibe 206 befindet. Eine Gegengewichts-Seilscheibe 208 ist am oberen Bereich eines Gegengewichts 210 befestigt, und eine Aufzugseilscheibe 212 ist an einer Unterseite des Aufzugfahrkorbs 14 angebracht. Ein Flachseil 214 besitzt ein erstes und ein zweites Ende 216, 218, die in einem Schachtkopf des Aufzugschachts angebracht sind, vorzugsweise an einem oberen Bereich der Stützsäule 16. Das Flachseil 214 verläuft ausgehend von seinem ersten Ende 216 nach unten, bildet eine Schlaufe von etwa 180° an der Aufzugseilscheibe 212, verläuft dann nach oben und bildet einen kleinen Bogen an der Detektorseilscheibe 202 und macht dann eine Schlaufe von etwa 180° um die Antriebsseilscheibe 206, verläuft dann nach unten und bildet eine Schlaufe von 180° an der Gegengewicht-Seilscheibe 208, um dann wieder nach oben zu laufen und in dem zweiten Ende 218 abzuschließen.
5 bis 9 zeigen weitere Ausführungsformen von Aufzugsystemen mit Antriebsmotoren im Schachtkopf des Aufzugschachts gemäß der Erfindung. Diese Ausführungsformen machen von Seilführungen mit Unterschlingung oder unten geführtem Seil (5 bis 8) oder mit oben geführtem Seil (9) eines Aufzugfahrkorbs Gebrauch, wobei außerdem herkömmliche T-förmige Führungsschienen verwendet werden, im Gegensatz zu den in den 1 bis 4 gezeigten hohlen Säulen.
Die unterschlungenen Seilführungen nach den 5 bis 8 sowie die Doppelseilführung nach 1 bis 4 heben beide den Aufzugfahrkorb vom Boden her und symmetrisch bezüglich des Schwerpunkts, so dass der Aufzugfahrkorb ausbalanciert ist. Das Ausbalancieren des Aufzugfahrkorbs verringert die auf die auf die Aufzugführungen einwirkende Last, so dass ein höherer Fahrkomfort erreicht wird. Keine dieser Seilführungen erfordert eine Ausrüstung für obere Seilführung oben am Aufzugfahrkorb, so dass demzufolge der Raum im Schachtkopf minimiert werden kann. Eine unterschlungene Seilführung macht es erforderlich, dass ein Gegengewicht nur an einer Seite des Aufzugfahrkorbs vorhanden ist, so dass der Spielraum zwischen dem Aufzugfahrkorb oder dem Aufzugschacht einerseits und dem Gegengewicht auf einer Seite des Aufzugschachts entfällt. Dies ermöglicht, dass der unterschlungene Aufzugfahrkorb in einem kleineren Aufzugschacht Platz hat. Andererseits benötigt die Doppelanordnung weniger Seilscheiben bei einer 1:1-Seilführung und erleidet weniger Vibrationen und Geräusche als unterschlungene Systeme.
5 zeigt schematisch ein Aufzugsystem 400 mit einer Seilführung, welche einen Aufzugfahrkorb 14 erfindungsgemäß unterschlingt. Das Aufzugsystem 400 enthält einen Antriebsmotor 402 und eine dazugehörige Antriebsseilscheibe 404 innerhalb des Schachtkopfes eines Aufzugschachts 12, fluchtend mit der vertikalen Erstreckung des Aufzugschachts zwischen dem Aufzugfahrkorb 14 und einer Seitenwand 420 des Aufzugschachts. Der Aufzugfahrkorb 14 besitzt Aufzugseilscheiben 406, 406 (von denen nur eine gezeigt ist), die an seiner Unterseite auf einander gegenüberliegenden Seiten des Aufzugfahrkorbs angebracht sind. Ein Gegengewicht 410 und eine Gegengewicht-Seilscheibe 412, die am oberen Bereich des Gegengewichts festgemacht ist, befinden sich innerhalb des vertikal verlaufenden Bereichs des Aufzugschachts 12 zwischen dem Aufzugfahrkorb 14 und der benachbarten Seitenwand 420 des Aufzugschachts, wobei sie unterhalb des Antriebsmotors 402 gelegen sind. Ein Flachseil oder Riemen 414 besitzt ein erstes und ein zweites Ende 416, 418, die im oberen Bereich des Aufzugschachts 12 befestigt sind, beispielsweise an der Decke oder an einer Seitenwand des Aufzugschachts. Das Flachseil 414 erstreckt sich ausgehend von seinem ersten Ende 412 nach unten, macht eine Schlaufe von etwa 180° um die Gegengewicht-Seilscheibe 412, verläuft nach oben und macht eine Schlaufe von etwa 180° um die Antriebsseilscheibe 404, läuft nach unten und umschlingt den Aufzugfahrkorb 14 über die Aufzugseilscheiben 406, 406, verläuft dann nach oben und schließt dann an seinem zweiten Ende 418 ab.
Wie aus 5 entnehmbar ist, ist die Drehachse des Antriebsmotors 402 schräg in Bezug auf die Seitenwände 420 bis 426 des Aufzugschachts 12 orientiert. Diese Orientierung des Antriebsmotors 402 ermöglicht, dass die Antriebsseilscheibe 404 in einen sich vertikal erstreckenden Raum entlang dem Aufzugschacht 12 zwischen einer Seitenwand 428 des Aufzugfahrkorbs 14 und der Seitenwand 420 des Aufzugschachts hinein ragt, wo sich das Gegengewicht 410 befindet, so dass kein Erfordernis besteht, eine Umlenkseilscheibe vorzusehen, die das Flachseil oder den Riemen 414 von der Antriebsseilscheibe 404 in den vertikal orientierten Raum umlenkt zur Verbindung mit dem Gegengewicht 410. Weniger Seilscheiben bedeuten weniger Kosten und bessere Leistung, da es weniger Bauteile gibt, die möglicherweise versagen.
6 zeigt ein Aufzugsystem 600 mit einem Antriebsmotor 602 und einer dazugehörigen Antriebsseilscheibe 604, die vollständig über einer Decke 36 eines Aufzugfahrkorbs 14 im Schachtkopf eines Aufzugschachts 12 untergebracht sind. Eine erste und eine zweite Umlenkseilscheibe 406, 408 befinden sich innerhalb des Schachtkopfes des Aufzugschachts 12 und in dem sich vertikal erstreckenden Raum entlang dem Aufzugschacht zwischen dem Aufzugfahrkorb 14 und einer Seitenwand 610 des Aufzugschachts. Die erste und die zweite Umlenkseilscheibe 606, 608 arbeiten zusammen, um ein Flachseil oder einen Riemen 612 von diesem vertikal angeordneten Raum zu der Antriebsseilscheibe 604 und zurück zu dem vertikal orientierten Raum zu führen, wo sich ein Gegengewicht 614 befindet. Das System 600 nach 6 bietet mehr Raum für den Antriebsmotor im Vergleich zu dem System 400 nach 5. Der zusätzliche Raum kann dann notwendig sein, wenn der Antriebsmotor nicht so passt, wie es in 5 gezeigt ist.
7 und 8 zeigen eine vereinfachte schematische Seitenansicht bzw. eine perspektivische Vorderansicht eines Aufzugsystems 900 mit einer 4:1-Seilführung, was bedeutet, dass ein Aufzugfahrkorb sich um eine Streckeneinheit bei vier Streckeneinheiten Bewegung des Seils über die Antriebsseilscheibe bewegt. Um die Seilführung besser zu veranschaulichen, ist in 7 der Aufzugfahrkorb weggelassen.
Ein in einem Aufzugschacht 12 befindlicher Aufzugfahrkorb 14 besitzt eine erste und eine zweite Aufzugseilscheibe 902, 904, die unten an dem Aufzugfahrkorb auf einander abgewandten Seiten des Fahrkorbs angebracht sind. Eine dritte und eine vierte Aufzugseilscheibe 906, 908 sind ebenfalls unterhalb des Aufzugfahrkorbs 14 an einander abgewandten Seiten des Fahrkorbs angebracht. Wie am besten in 8 gezeigt ist, befinden sich die erste und die zweite Aufzugseilscheibe 902, 904 an einander abgewandten Seiten des Fahrkorbs 14 bezüglich der dritten und der vierten Aufzugseilscheibe 906, 908. Ein Gegengewicht 910 befindet sich innerhalb des Aufzugschachts 12 und besitzt eine erste und eine zweite Gegengewicht-Seilscheibe 912, 914, die im oberen Bereich des Gegengewichts angebracht sind.
Ein Antriebsmotor 916, eine dazugehörige Antriebsseilscheibe 918 und eine erste und eine zweite Umlenkseilscheibe 920, 922 befinden sich innerhalb des Schachtkopfes des Aufzugschachts 12. Wie am besten in 7 zu erkennen ist, besitzt ein Flachseil oder Riemen 924 ein erstes und ein zweite Ende 926, 928 zur Befestigung an einem oberen Bereich des Aufzugschachts 12. Das Flachseil 924 verläuft ausgehend von seinem ersten Ende 926 nach unten, bildet eine Schlaufe von etwa 180° um die erste Gegengewicht-Seilscheibe 912, erstreckt sich nach oben und bildet eine Schlaufe von etwa 180° um die erste Umlenkseilscheibe 920, verläuft dann nach unten und bildet eine Schlaufe von etwa 180° um die zweite Gegengewicht-Seilscheibe 914, läuft dann nach oben und bildet eine Schlaufe von etwa 180° um die Antriebsseilscheibe 918, erstreckt sich dann nach unten und unterschlingt den Aufzugfahrkorb 114 über die erste und die zweite Aufzugseilscheibe 902, 904, um sich anschließend nach oben zu erstrecken und eine Schlaufe von etwa 180° um die zweite Umlenkseilscheibe 922 zu beschreiben und sich dann nach unten zu erstrecken und wiederum den Aufzugfahrkorb über die dritte und vierte Aufzugseilscheibe 906, 906 zu unterschlingen und dann nach oben zu verlaufen, um an dem zweiten Ende 928 zu enden. Die 4:1-Seilführung bietet den mechanischen Vorteil, dass das Flachseil 924 eine relativ schwere Last bewegen kann, verglichen mit einer 1:1- oder 2:1-Seilführung.
9 veranschaulicht ein Aufzugsystem 1000 mit einer ersten und einer zweiten Aufzugseilscheibe 1002, 1004, die an einer Decke 36 (oben geführte Seilanordnung) eines Aufzugfahrkorbs 14 an einander abgewandten Seiten des Fahrkorbs angebracht sind. Ein Antriebsmotor 1006 und die dazugehörige Antriebsseilscheibe 1008 befinden sich im Schachtkopf des Aufzugschachts 12 oberhalb einer Decke 36 des Fahrkorbs 14. Eine Umlenkseilscheibe 1010 befindet sich im Schachtkopf des Aufzugschachts 12 und erstreckt sich in einen sich vertikal erstreckenden Raum entlang dem Aufzugschacht zwischen dem Fahrkorb 14 und einer Seitenwand 1012 des Aufzugschachts, wo sich ein Gegenge wicht 114 und eine Gegengewicht-Seilscheibe 1016 befinden. Ein Flachseil oder Riemen 1018 besitzt ein erstes und ein zweites Ende 1020, 1022, die an einem oberen Bereich des Aufzugschachts 12 angebracht sind. Das Flachseil 1018 erstreckt sich ausgehend von seinem ersten Ende 1020 nach unten, bildet eine Schlaufe von etwa 180° an der Gegengewicht-Seilscheibe 1016, verläuft dann nach oben und beschreibt kleine Kreisbögen um die Umlenkseilscheibe 1010, beschreibt dann eine Schlaufe von etwa 180° um die Antriebsseilscheibe 1008, verläuft nach unten und bildet eine Schlaufe von etwa 90° um die erste Aufzugseilscheibe 102, verläuft dann etwa horizontal und bildet anschließend eine Schlaufe von etwa 90° um die zweite Aufzugseilscheibe 1004, und erstreckt sich dann nach oben und schließt schließlich mit ihrem zweiten Ende 1022 ab.
Die oben geführte Seilanordnung ermöglicht einen einfachen Zugriff zu den Seilscheiben und Seilen bei der Wartung und Installation. Wird die in 9 dargestellte Konfiguration um 90° gedreht, so ermöglicht sie die Verwendung eines breiten Aufzugfahrkorbs mit dem hinten befindlichen Gegengewicht. Unterschlungene Anordnungen können nicht mit hinten befindlichem Gegengewicht verwendet werden, da die Seile vor den Kabinentüren vorbeilaufen würden, wenn man nicht zahlreiche Umlenkseilscheiben und unerwünschte Seilverdrehungen in Kauf nehmen würde.
Ein grundlegendes Merkmal der Erfindung ist die Flachheit der bei dem oben beschriebenen Aufzugsystem verwendeten Seile. Die Vergrößerung des Breiten-Höhen-Verhältnisses führt zu einem Seil mit einer Angriffsfläche, die definiert ist durch die Breitenabmessung "w", welche optimiert ist bei der Verteilung des Seildrucks. Aus diesem Grund wird der maximale Seildruck innerhalb des Seils minimiert. Darüber hinaus kann durch Steigern des Breiten-Höhen-Verhältnisses gegenüber einem Rundseil, welches ein Breiten-Höhen-Verhältnis von eins aufweist, die Dicke "t" des Flachseils (vgl. 11) reduziert werden un ter Beibehaltung einer gleich großen Querschnittsfläche derjenigen Bereiche des Seils, welche die Zuglast in dem Seil aufnehmen.
Wie in 10 und 11 gezeigt ist, enthalten die Flachseile 722 mehrere individuelle lasttragende Kordeln 726, die in einer gemeinsamen Mantelschicht 728 aufgenommen sind. Die Mantelschicht 728 trennt die einzelnen Kordeln oder Schnüre 726 und definiert eine Angriffsfläche 730 für das Zusammenwirken mit der Traktionsseilscheibe 724. Die lasttragenden Kordeln 726 können aus einem hochfesten nicht-metallischen Werkstoff geringen Gewichts gebildet sein, beispielsweise aus Aramidfasern, oder sie können aus einem metallischen Werkstoff bestehen, beispielsweise aus dünnen Stahlfasern mit hohem Kohlenstoffanteil. Es ist wünschenswert, die Dicke "d" der Schnüre 726 möglichst gering zu halten, um die Flexibilität zu maximieren und die Spannung in den Kordeln 726 zu minimieren. Um außerdem Kordeln aus Stahlfasern herstellen zu können, sollten die Faserdurchmesser weniger als 0,25 mm betragen und vorzugsweise im Bereich von 0,10 mm bis 0,20 mm Durchmesser liegen. Stahlfasern mit einem solchen Durchmesser steigern die Flexibilität der Schnüre und des Seils. Durch Einbau von Kordeln mit dem Gewicht, der Festigkeit, der Haltbarkeit und insbesondere der Flexibilität derartiger Werkstoffe in Flachseile lässt sich der Durchmesser "D" der Traktionsseilscheibe reduzieren unter Beibehaltung des maximalen Seildrucks innerhalb akzeptierbarer Grenzen.
Die Angriffsfläche 730 steht in Berührung mit einer entsprechenden Fläche 750 der Traktionsseilscheibe 724. Die Mantelschicht 728 besteht aus einem Polyurethanmaterial, vorzugsweise einem thermoplastischen Urethan, welches auf die mehreren Kordeln 726 derart auf- und durchextrudiert wird, dass jede der einzelnen Kordeln 726 gegen eine Längsbewegung gegenüber den anderen Kordeln 726 eingeschränkt ist. Man kann auch andere Werkstoff für die Mantelschicht verwenden, wenn diese in ausreichendem Maße die geforderten Funktionen für die Mantelschicht erfüllen: Traktion, Verschleiß, Übertragung von Traktionslasten auf die Kordeln und Widerstandsfähigkeit gegenüber Um welteinflüssen. Es sollte gesehen werden, dass zwar andere Werkstoffe für die Mantelschicht verwendbar sind, auch wenn sie nicht die mechanischen Eigenschaften eines thermoplastischen Urethans erfüllen oder besser sind als diese, dass aber dann die aus dem Einsatz von Flachseilen resultierenden Vorteile geringer werden. Aufgrund der mechanischen Eigenschaften von thermoplastischen Urethan ist der Durchmesser der Traktionsseilscheibe auf 100 mm oder weniger reduzierbar.
Als ein Ergebnis der Ausgestaltung des Flachseils 722 lässt sich der Seildruck gleichmäßiger über das gesamte Seil 722 verteilen. Wegen des Einbaus mehrerer kleiner Kordeln 726 in die elastomere Mantelschicht 728 des Flachseils wird der Druck auf jede Kordel 726 gegenüber herkömmlichen Seilen beträchtlich verringert. Der Kordeldruck verringert sich auf mindestens n^–1/2, wobei n die Anzahl paralleler Kordeln in dem Flachseil bei einer gegebenen Last und bei gegebenem Drahtquerschnitt ist. Deshalb wird der maximale Seildruck in dem Flachseil deutlich verringert im Vergleich zu einem herkömmlichen mit Seilen geführten Aufzug, der ähnliche Lastaufnahmefähigkeit besitzt. Außerdem wird der effektive Seildurchmesser "d" (gemessen in Biegerichtung) für entsprechende Lastaufnahmefähigkeit verringert, und man kann kleinere Werte für den Seilscheibendurchmesser "D" ohne Reduzierung des Verhältnisses D/d erzielen. Darüber hinaus ermöglicht das Minimieren des Durchmessers D der Seilscheibe die Verwendung von weniger kostspieligen, kompakteren Motoren hoher Drehzahl als Antriebsmaschine.
Eine Traktionsseilscheibe 724 mit einer Traktionsfläche 750, die ausgebildet ist zur Aufnahme des Flachseils 722, ist ebenfalls in 10 dargestellt. Die Angriffsfläche 750 ist komplementär ausgebildet zur Schaffung von Traktion und zum Führen des Eingriffs zwischen den Flachseilen 722 und der Seilscheibe 724. Die Traktionsseilscheibe 724 enthält ein Paar Ränder 744 an den einander abgewandten Seiten der Seilscheibe 724, außerdem ein oder mehrere Trennstücke 745 zwischen benachbarten Flachseilen. Die Traktionsseilscheibe 724 enthält außerdem Auskleidungen 742 innerhalb der Räume zwischen den Rändern 744 und den Trennstücken 745. Die Auskleidungen 742 definieren die Angriffsfläche 750 derart, dass es seitliche Lücken 754 zwischen den Seiten der Flachseile 722 und den Auskleidungen 742 gibt. Die paarweisen Ränder 744 und die Trennstücke arbeiten zusammen mit den Auskleidungen so, dass sie die Flachseile 722 zur Vermeidung grober Ausrichtprobleme für den Fall führen, dass es zu einer Seil-Losen und dergleichen kommt. Obschon dargestellt in Verbindung mit Auskleidungen, könnte eine Traktionsseilscheibe auch ohne Auskleidungen verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, versteht sich für den Fachmann, dass die oben erwähnten Abwandlungen sowie weitere Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen in ihrer Form und ihrer Einzelheit möglich sind, ohne dabei vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Folglich wurde die vorliegende Erfindung hier anhand verschiedener Ausführungsformen lediglich beispielhaft und nicht beschränkend dargestellt.
ZUSAMMENFASSUNG
Aufzugsystem, umfassend:

einen Aufzugschacht, der in einer Umgebungsstruktur definiert ist;
einen Aufzugfahrkorb und mindestens ein Gegengewicht, die in dem Aufzugschacht untergebracht sind. Der Aufzugschacht definiert einen Schachtkopf über eine vertikale Strecke des Aufzugschachts zwischen einer Decke des Aufzugschachts und einem oberen Bereich des Aufzugfahrkorbs in dessen höchstmöglicher Betriebsstellung entlang dem Aufzugschacht. Mindestens ein Antriebsmotor, ist in dem Schachtkopf angeordnet ist und für den Antrieb mit dem Aufzugfahrkorb, diesen aufhängend, über mindestens ein Flachseil gekoppelt.

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Claims

Aufzugsystem, umfassend: einen Aufzugschacht, der in einer Umgebungsstruktur definiert ist; einen Aufzugfahrkorb und mindestens ein Gegengewicht, die in dem Aufzugschacht untergebracht sind, wobei der Aufzugschacht einen Schachtkopf über eine vertikale Strecke des Aufzugschachts zwischen einer Decke des Aufzugschachts und einem oberen Bereich des Aufzugfahrkorbs in dessen höchstmöglicher Betriebsstellung entlang dem Aufzugschacht definiert; mindestens einen Antriebsmotor, der in dem Schachtkopf angeordnet ist und für den Antrieb mit dem Aufzugfahrkorb, diesen aufhängend, über mindestens ein Flachseil gekoppelt ist.
Aufzugsystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine erste und eine zweite Stützsäule (16, 18), die sich jeweils vertikal entlang einem vertikalen Abschnitt des Aufzugschachts (12) entsprechend dem Hub des Aufzugfahrkorbs (14) erstrecken, wobei die erste und die zweite Stützsäule (16, 18) benachbart zu einander abgewandten Seitenwänden des Aufzugfahrkorbs relativ zueinander angeordnet sind, wobei der Antriebsmotor an mindestens einer von der ersten und der zweiten Stützsäule (16, 18) gelagert ist.
Aufzugsystem nach Anspruch 2, bei dem die erste und die zweite Stützsäule (16, 18) im Großen und Ganzen hohl sind, und das mindestens eine Ge gengewicht (24) ein erstes und ein zweites Gegengewicht aufweist, die in der ersten bzw. der zweiten Stützsäule (16, 18) angeordnet sind.
Aufzugsystem nach Anspruch 3, weiterhin enthaltend ein Trägerelement (30), welches sich im Großen und Ganzen horizontal zwischen der ersten und der zweiten Stützsäule in dem Schachkopf erstreckt, um den Antriebsmotor (38) zu tragen, wobei eine erste und eine zweite Antriebsseilscheibe (40, 42) drehbar mit dem Antriebsmotor (38) gekoppelt sind und sich benachbart zu der ersten bzw. der zweiten Stützsäule in dem Schachtkopf befinden, wobei das mindestens eine Flachseil (54) ein erstes und ein zweites Flachseil umfasst, die mit der ersten bzw. der zweiten Seilscheibe in Eingriff stehen, um mit einem ersten bzw. einem zweiten Gegengewicht für den Aufzugfahrkorb in Verbindung zu stehen.
Aufzugsystem nach Anspruch 3, weiterhin umfassend ein Trägerelement, welches im Großen und Ganzen horizontal zwischen der ersten und der zweiten Stützsäule (16, 18) in dem Schachkopf gelagert ist, um den Antriebsmotor (38) zu haltern, wobei eine erste und eine zweite Antriebsseilscheibe benachbart zu der ersten bzw. der zweiten Stützsäule (16, 18) innerhalb des Schachtkopfs angeordnet sind, eine Einrichtung zur Drehkupplung des Antriebsmotors mit der ersten und der zweiten Antriebsseilscheibe vorhanden ist, eine erste und eine zweite Umlenkseilscheibe (212) an dem Aufzugfahrkorb (14) angebracht sind, eine erste und eine zweite Gegengewicht-Seilscheibe (208) mit den oberen Bereichen des ersten und des zweiten Gegengewichts gekoppelt sind, die erste und die zweite Aufzugseilscheibe mit dem Aufzugfahrkorb gekoppelt sind, und das mindestens eine Flachseil (214) ein erstes und ein zweites Flachseil umfasst, die erste Enden besitzen, welche in dem Schachtkopf des Aufzugschachts fixiert sind, sich nach unten erstrecken und eine Schlaufe um die erste bzw. die zweite Gegengewicht-Seilscheibe bilden, dann nach oben laufen und eine Schlaufe um die erste und die zweite Antriebsseilscheibe bilden, über die erste und die zweite Umlenkseilscheibe nach unten laufen und eine Schlaufe um die erste und die zweite Aufzugseilscheibe bilden, dann nach oben laufen und an zweiten Enden abschließen, die in dem Schachkopf des Aufzugschachts (12) fixiert sind.
Aufzugsystem nach Anspruch 5, bei dem die ersten Enden des ersten und des zweiten Flachseils mit der ersten bzw. der zweiten Stützsäule gekoppelt sind, und die zweiten Enden des ersten und des zweiten Flachseils mit der ersten bzw. der zweiten Stützsäule gekoppelt sind.
Aufzugsystem nach Anspruch 3, bei dem der mindestens eine Antriebsmotor einen ersten und einen zweiten Antriebsmotor (102, 104) mit dazugehöriger erster bzw. zweiter Antriebsseilscheibe (106, 108) aufweist, die an der ersten bzw. der zweiten Stützsäule (16, 18) in dem Schachtkopf gelagert sind, wobei das mindestens eine Flachseil ein erstes und ein zweites Flachseil umfasst, die mit der ersten bzw. der zweiten Antriebsseilscheibe zusammenwirken, um ein erstes bzw. ein zweites Gegengewicht mit dem Aufzugfahrkorb zu verbinden, und außerdem eine Einrichtung (110) zum Synchronisieren der Drehung der ersten und der zweiten Antriebsseilscheibe miteinander besitzt.
Aufzugsystem nach Anspruch 7, bei dem die Synchronisiereinrichtung (310) einen Regler enthält.
Aufzugsystem nach Anspruch 3, bei dem der mindestens eine Antriebsmotor einen ersten und einen zweiten Antriebsmotor aufweist mit zugehöriger erster und zweiter Antriebsseilscheibe, die an der ersten bzw. der zweiten Stützsäule (16, 18) im Schachkopf gelagert sind, und außerdem eine Einrichtung zum Synchronisieren der Drehung der ersten und der zweiten Antriebsseilscheibe miteinander aufweist, wobei eine erste und eine zweite Umlenkseilscheibe mit dem Aufzugfahrkorb (14) gekoppelt sind, an den oberen Bereichen des ersten und des zweiten Gegengewichts eine erste bzw. eine zweite Gegengewicht-Seilscheibe angebracht ist, an dem Aufzugfahrkorb (14) eine erste und eine zweite Aufzugseilscheibe angebracht ist, und das mindestens eine Flachseil ein erstes und ein zweites Flachseil umfasst, von denen jedes einem ersten Ende in dem Schachtkopf des Aufzugschachts (12) fixiert ist, sich nach unten erstreckt und eine Schlaufe um eine zugehörige Gegengewicht-Seilscheibe bildet, nach oben läuft und eine Schlaufe um eine zugehörige Antriebsseilscheibe bildet, sich nach unten über die zugehörige Umlenkseilscheibe erstreckt und eine Schlaufe um eine zugehörige Aufzugseilscheibe bildet, sich anschließend nach oben erstreckt und an dem zweiten Ende abschließt, welches in dem Schachkopf des Aufzugschachts fixiert ist.
Aufzugsystem nach Anspruch 9, bei dem die ersten Enden des ersten und des zweiten Flachseils mit der ersten und der zweiten Stützsäule gekoppelt sind und die zweiten Enden des ersten und des zweiten Flachseils mit der ersten bzw. der zweiten Stützsäule gekoppelt sind.
Aufzugsystem nach Anspruch 9, bei dem die Synchronisiereinrichtung einen Regler enthält.
Aufzugsystem nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend eine für den Antrieb mit dem Antriebsmotor gekoppelte Antriebsseilscheibe, eine Gegengewicht-Seilscheibe, die mit einem oberen Teil des Gegengewichts verbunden ist, und mindestens eine Aufzugseilscheibe, die an der Unterseite des Aufzugfahrkorbs angebracht ist, wobei das Flachseil ein erstes und ein zweites Ende aufweist, die jeweils in dem Schachkopf des Aufzugschachts fixiert sind, wobei das Flachseil sich von seinem ersten Ende ausgehend nach unten erstreckt, um die Gegengewicht-Seilscheibe eine Schlaufe bildet, sich nach oben erstreckt und eine Schlaufe um die Antriebsseilscheibe bildet, sich nach unten erstreckt und den Aufzugfahrkorb über die minde stens eine Aufzugseilscheibe unterschlingt und sich dann nach oben erstreckt und an dem zweiten Ende abschließt.
Aufzugsystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine für den Antrieb mit dem Antriebsmotor gekoppelte Antriebsseilscheibe, eine Gegengewicht-Seilscheibe, die mit einem oberen Teil des Gegengewichts gekoppelt, und mindestens eine Aufzugseilscheibe, die mit einem oberen Teil des Aufzugfahrkorbs gekoppelt ist, wobei das Flachseil ein erstes und ein zweites Ende besitzt, die in dem Schachkopf des Aufzugschachts fixiert sind, das Flachseil sich von seinem ersten Ende ausgehend nach unten erstreckt, um die Gegengewicht-Seilscheibe eine Schlaufe bildet, sich nach oben erstreckt und um die Antriebsseilscheibe eine Schlaufe bildet, sich anschließend nach unten erstreckt und oben über den Aufzugfahrkorb mittels der mindestens einen Aufzugseilscheibe geführt ist und sich dann nach oben erstreckt, um an seinem zweiten Ende abzuschließen.
Aufzugsystem nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend: eine für den Antrieb mit dem Antriebsmotor gekoppelte Antriebsseilscheibe, eine erste und eine zweite Gegengewicht-Seilscheibe, die an einem oberen Teil des Gegengewichts angebracht sind, eine erste und eine zweite Aufzugseilscheibe, die unter dem Aufzugfahrkorb angebracht sind, eine dritte und eine vierte Aufzugseilscheibe, die unterhalb des Aufzugfahrkorbs an einander abgewandten Seiten des Fahrkorbs bezüglich der ersten und der zweiten Aufzugseilscheibe angebracht sind, und eine erste und eine zweite Umlenkseilscheibe, die innerhalb des Schachkopfes des Aufzugschachts angeordnet sind, wobei das Flachseil ein erstes und ein zweites Ende aufweist, jeweils fixiert in dem Schachkopf des Aufzugschachts, wobei das Flachseil sich ausgehend von seinem ersten Ende nach unten erstreckt, um die erste Gegengewicht-Seilscheibe eine Schlaufe bildet, sich nach oben erstreckt und eine Schlaufe um die erste Umlenkseilscheibe bil det, sich nach unten erstreckt und eine Schlaufe um die zweite Gegengewicht-Seilscheibe bildet, sich nach oben erstreckt und eine Schlaufe um die Antriebsseilscheibe bildet, sich nach unten erstreckt und den Aufzugfahrkorb über die erste und die zweite Aufzugseilscheibe unterschlingt, sich nach oben erstreckt und eine Schlaufe um die zweite Umlenkseilscheibe bildet, sich nach unten erstreckt und den Aufzugfahrkorb über die dritte und die vierte Aufzugseilscheibe unterschlingt und sich dann nach oben erstreckt und an seinem zweiten Ende abschließt.
Aufzugsystem nach Anspruch 1, bei dem der Antriebsmotor ein getriebeloser Motor ist.