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Hydraulischer Aufzug
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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Aufzug, dessen Fahrkorb
entweder direkt vom Arbeitskolben eines Hydraulikzylinders oder durch zwischengeschaltete
Ubertragungsglieder angetrieben wird, wobei eine z.B. von einem Elektromotor angetriebene
Pumpe das Arbeitsmedium dem Hydraulikzylinder zuführt, wenn der Fahrkorb angehoben
werden soll, bzw. das Arbeitsmedium aus dem Zylinder abführt, wenn der Fahrkorb
abgesenkt werden soll.
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Es ist dabei üblich, daß die Pumpe für die Aufwärtsfahrt des Fahrkorbes
einen konstanten Förderstrom liefert, wobei die Geschwindigkeit des Aufzuges über
Ventile oder über die Stromzuführung zum elektrischen Pumpenantrieb gesteuert wird.
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Bei Abwärtsfahrt des Fahrkorbes bleibt der Antriebsmotor der Pumpe
ausgeschaltet, da das Gewicht des Fahrkorbes ausreicht, um eine bestimmte, durch
die Ventile steuerbare SinkgeschwIndigkeit des Fahrkorbes zu erreichen.
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Eine in der DE-PS 25 o9 228 beschriebene ähnliche Ausführungsform
eines elektro-hydraulischen Antriebs für Hebezeuge umfaßt- eine Pumpe mit einem
über einen Sollwertregler gesteuerten Motor, um das Arbeitsmedium aus dem drucklosen
Vorratsbehälter
bei Auf fahrt in den Zylinder zu fördern und um bei Abfahrt mit zunächst gleicher
Drehrichtung den Druck in einer Anschlußleitung bis zum öffner eines Rückschlagventils
zu erhöhen, worauf mit Hilfe eines Umschaltventils ein gesteuerter Ablauf des Arbeitsmediums
aus dem Zylinder eingeleitet wird.
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Die bekannten Ausführungen von Hydraulikaufzügen sind insofern nachteilig
und aufwendig, als bei Aufwärtsfahrt das Arbeitsmedium aus dem drucklosen Vorratsbehälter
mit Hilfe der Pumpe auf einen hohen Druck gebracht werden muß, der zum Anheben des
Fahrkorbes und seiner Zuladung ausreicht.
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Dafür wird eine verhältnismäßig große elektrische Anschlußleistung
benötigt, ein entsprechend starker aufwendiger Elektromotor und auch ein entsprechend
hoher Energieverbrauch.
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Der Druck im Arbeitsmedium und die dafür aufgewendete Energie gehen
verloren, wenn das Arbeitsmedium bei Fahrkorb-Abwärtsfahrt wieder in den Vorratsbehälter
zurückfließt.
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Um hierbei wenigstens etwas Abhilfe zu r;chaffen, besteht grundsätzlich
die Möglichkeit, Ausgleichsgewìchte mit Hilfe von Umlenkrollen und Seilen anzuwenden,
um das Fahrkorbgewicht ungefähr auszugleichen. Der dazu benötigte Aufwand ist jedoch
sehr hoch und als entscheidender weiterer Nachteil kommt hinzu, daß einer der wichtigsten
Beweggründe für die Anschaffung eines Hydraulikaufzuges gegenitandslos wird, nämlich
die oberste Haltestelle anfahren zu kömlen, ohne einen Dachausbau darüber zu benötigen.
Außerdem bleibt als Nachteil bestehen, daß die Druckdifferenz zwischen Vorratsbehälter
und Arbeitszylinder immer noch sehr hoch ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den normalerweise für hydraulische
Aufzüge benötigten, verhältnismäßig hohen elektrischen Anschlußwert für den Pumpenmotor
zu verringern, den Gesamtenergiebedarf der hydraulischen Aufzugsanlage zu verkleinern
und dennoch auf möglichst einfache Art die Vorteile eines hydraulischen Aufzuges
zu erhalten.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an die Eingangs
seite der Pumpe der Arbeitszylinder und an die Ausgangsseite der Pumpe ein Druckspeicher
angeschlosse ist, dessen Druck ungefähr dem im Arbeitszylinder wirksamen Druck entspricht,
so daß der Druckunterschied zwischen Arbeitszylinder und Druckspeicher nur einen
Bruchteil des Unterschiedes zwischen dem Druck im Arbeitszylinder und in der Umgebung
beträgt. Es leuchtet ein, daß bei Anwendung dieser Maßnahmen das Arbeitsmedium,
das auf beiden Seiten der Pumpe etwa gleich hohe Drücke aufweist, mit Hilfe einer
verhältnismäßig geringen Leistung vom Druckspeicher in den Arbeitszylinder oder
umgekehrt befördert werden kann, so daß gegenüber dem Betrieb eines herkömmlichen
hydraulischen Aufzuges nicht nur beträchtliche Einsparungen an Energieverbrauch
entstehen, sondern auch der Aufwand an Einrichtungen trotz des zusätzlich erforderlich
werdenden Druckspeichers gering bleibt, zumal die für kleinere Druckunterschiede
ausgelegte Pumpe einfacher und billiger wird, was aufgrund der verringerten Leistung
gleichermaßen für den Antriebsmotor zutrifft. Ebenso kann der große drucklose Vorratsbehälter
eingespart werden. Darüberhinaus entfallen teure Einrichtungskosten für die Bereitstellung
von hohen elektrischen Anschlußwerten.
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Wenn im Druckspeicher ein Druck aufrechterhalten wird, der ungefähr
dem Druck im Arbeitszylinder bei Belastung des
Fahrkorbes mit der
halben Nutzlast entspricht, beträgt die notwendige Pumpenleistung für einen erfindungsgemäßen
Aufzug höchstens ein Viertel derjenigen eines bisher üblichen hydraulischen Aufzuges,
wenn man berücksichtigt, daß das durchschnittliche Fahrkorbgewicht etwa gleich der
zulässigen Beladung ist. Wenn erfindungsgemäß die Pumpe bei Auf- und bei Abfahrt
des Fahrkorbes jeweils nur ein Viertel der Leistung erbringen muß, die bisher allein
bei der Auffahrt herkömmlicher Aufzüge benötigt worden ist, läßt sich im Ergebnis
wenigstens die Hälfte der bisher benötigten Energie einsparen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Druckspeicher überall
auch außerhalb des Aufzugsschachtes untergebracht werden kann, da die hydraulischen
Verbindungsleitungen nicht auf dem kürzesten Weg verlegt werden müssen.
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Indem der Druck im Druckspeicher ungefähr auf den Wert eingestellt
wird, der dem Druck im Arbeitszylinder bei Belastung des Fahrkorbes mit der halben
Nutzlast entspricht, besitzt der maximal auftretende Druckunterschied zwischen Arbeitszylinder
und Druckspeicher im Zustand-bei leerem und bei voll beladenem Fahrkorb insgesamt
lediglich den Druckwert, der der halben Nutzlast entspricht.
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Als zusätzlcher Vorteil ist zu nennen, daß bei drehzahlveränderbarer
Pumpe mit Links- und Rechtslauf kaum noch oder überhaupt keine Ventile gebraucht
werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Druckspeicher aus
einem an die Eingangs seite der Pumpe angesählossenen Hydraulikzylinder bestehen,
auf dessen Kolben
bzw. Kolbenstange eine entsprechende Vorspannkraft
einwirkt; die z.B. durch ein Gegengewicht oder auch durch eine geeignet bemessene
Feder realisiert werden kann. Der Druckspeicher kann auch aus ienem an die Eingangsseite
der Pumpe angeschlossenen Behälter bestehen, in dem die Arbeitsflüssigkeit durch
den Druck eines Gaspolsters oder einer anderen Dxuckquelle belastet ist. Wird ein
derartiger Druck speicher beispielsweise an einer geeigneten zentralen Stelle angeordnet,
so können von dem gleichen Druckspeicher aus mehrere Aufzüge mit ihren jeweiligen
Pumpen und Arbeit zylindern versorgt werden. Je größer dabei das Volumen des Speichers
ist im Verhältnis zum Gesamtvolumen der Arbeitszylinder, desto geringer ist der
Druckunterschied im Speicher bei oben oder unten stehenden Arbeitskolben.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungebeispielen anhand der Zeichnungen. Es
zeigen, jeweils schematisch, Fig. 1 einen hydraulischen Aufzug mit einem als Hydraulikzylinder
ausgeführten Druckspeicher, der durch ein Gegengewicht belastet ist, Fig. 2 mehrere
hydraulische Aufzüge, die von einem gemeinsamen, durch ein Gaspolster belasteten
Druck speicher aus versorgt werden und Fig. 3 einen hydraulischen Aufzug mit einem
als Hydraulikzylinder ausgeführten Druckepeicher dessen Kolben gleich als Gegengewicht
ausgebildet ist.
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Entsprechend Fig. 1 ist der Fahrkorb Fk an die Kolbenstange 1o eines
Arbeitskolbens 12 angeschlossen, der in einem Hydraulikzylinder 14 verschiebbar
ist, wobei die Zylinderlänge (Hublänge) dem maximalen Fahrweg des Fahrkorbes entspricht.
Der Zylinder 14 steht über eine Leitung 16 mit der Ausgangsseite einer Pumpe P in
Verbindung, die von einem schematisch angedeuteten Motor, z.B. einem Elektromotor
M, angetrieben wird. Eine Leitung 18, die von der Eingangsseite der Pumpe P ausgeht,
ist an einen als Zylinder 20 ausgeführten Druckspeicher angeschlossen, dessen Kolben
22 über eine Kolbenstange 24 durch ein Gegengewicht GG belastet ist. Dieses Belastungsgewicht
ist vorzugsweise so bemessen, daß es über den Kolben 22 im Zylinder bzw.
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Druckspeicher 20 einen Druck erzeugt, der dem vom Fahrkorb und dessen
halber Nutzlast über den Kolben 12 im Zylinder 14 erzeugten Druck entspricht.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Kolben des Druckspeichers
20 unmittelbar als Gegengewicht ausgebildet.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind zwei hydraulische Aufzüge
mit Fahrkörben FK1 und FK2 bzw. deren Arbeitszylinder 30, 32 jeweils an eine zugeordnete
Pumpe P1 bzw. P2 angeschlossen, deren Eingangsseiten über Verbindungsleitungen 36,
38 an einen gemeinsamen Druckspeicher 40 geführt sind. Der Druckspeicher 40 enthält
einen durch eine verschiebbare und/oder elastische Wand bzw. eine Membran 42 abgeschlossenes
oberes Gaspolster 44, unter dem sich im Raum 46 genügend hydraulisches Arbeitsmedium
befindet, um ggf. die Fahrkörbe beider Aufzüge bei der Fahrt bis in ihre obersten
Haltestellen noch mit einem ausreichenden Kompensationsdruck zu unterstützen.
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Mit weiterem Steuerungsaufwand kann man das Gegengewicht auch gewichtsmäßig
verändern entsprechend der Belastung des Fahrkorbes, z.B. durch Einfüllen oder IMlassen
von Flüssigkeit in ein zum Teil hohl ausgeführtes Gegengewicht.