DE3715098A1 - Fangvorrichtung zum beispiel fuer den fahrkorb oder das gegengewicht einer aufzugsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fangvorrichtung z. B. für den Fahrkorb oder das Gegengewicht einer Aufzugsanlage mit einem Keilgehäuse, einem von einer Seite auf die Aufzugsführungsschiene wirkenden und mittels eines eigenen Übertragungsgliedes, beispielsweise eines Seils betätigten Wirkkeil und mit einem Gegenkeil, der von der entgegengesetzten Seite auf die Aufzugsführungsschiene wirkt. Die Keile sind dabei so geführt, daß sie unmittelbar oder mittelbar längs Führungsflächen im Keilgehäuse bewegt werden.

In Aufzugsanlagen mit einer Geschwindigkeit des Fahrkorbs von mehr als 1 m/s sind meistens Gleitfangvorrichtungen als Sicherheitsmaßnahme vorgesehen, falls aus dem einen oder anderen Grund die Geschwindigkeit des Fahrkorbes zu stark zunehmen sollte. Meistens sind von zwei bis vier solche Gleitfangvorrichtungen an den Führungen im Aufzugsschacht vorgesehen. Wenn jeder Führung ihre eigene Gleitfangvorrichtung zugeordnet ist, sorgt ein getrenntes Synchronisiergestänge für die synchrone Betätigung aller Fangvorrichtungen. Die Gleitfangvorrichtung hat dabei eine Gleitfläche mit hohem Reibungswert, welche gegen die Führung gedrängt wird, wenn die Gleitfangvorrichtung betätigt wird und durch Reibung den Aufzug verlangsamt oder anhält.

Es gibt die verschiedensten Ausführungsformen für Fangvorrichtungen von Aufzügen. Zu den üblichsten gehört eine große, U-förmige Feder aus Federstahl, zwischen deren Enden der Keil eintritt, wenn er auf die Führungsschiene seine Fangwirkung ausübt. Außerdem sind viele Fangvorrichtungen mit einem eigenen Lösekeil versehen, mit dessen Hilfe die Fangvorrichtung nach ihrem Einsatz aus dem Eingriff mit der Führung gelöst wird, was dadurch geschieht, daß der Fahrkorb angehoben wird.

Der größte Nachteil bekannter Fangvorrichtungen besteht darin, daß sie teuer und groß sind. Der hohe Preis liegt unter anderem daran, daß beispielsweise die verwendeten Federn keine genormten Teile sind. Ein weiterer Nachteil bekannter Fangvorrichtungen ist das Ergebnis von Schwankungen der Kräfte, die im Zusammenhang mit der Fangwirkung auftreten, weil der Wert des Reibungskoeffizienten an verschiedenen Punkten längs der Führung je nach der Oberflächenqualität der Führungsschiene, der Temperatur des verwendeten Reibmaterials sowie der Geschwindigkeit des Fahrkorbes unterschiedlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gleitfangvorrichtung für Aufzugsanlagen zu schaffen, mit der die genannten Nachteile vermieden und eine Reihe von Vorteilen gegenüber bestehenden Fangvorrichtungen erzielt werden.

Die Fangvorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Keilgehäuse ein Kraftglied aufweist, welches eine Kraft im wesentlichen parallel zur Führungsfläche erzeugt und auf einen Gegenkeil wirkt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Fangvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche des Gegenkeils so geneigt ist, daß der Abstand vom oberen Rand der Führungsfläche zur Aufzugsführung größer ist als der entsprechende Abstand vom unteren Rand der gleichen Führungsfläche.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich die Fangvorrichtung dadurch aus, daß der Abstand zwischen den oberen Rändern der Führungsflächen dem Abstand zwischen den entsprechenden unteren Rändern der Führungsflächen entspricht oder größer ist als dieser, und daß der Neigungswinkel der gleiche ist wie der Keilwinkel des entsprechenden Keils.

Gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Fangvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den oberen Rändern der Führungsflächen kleiner ist als der Abstand zwischen den entsprechenden unteren Rändern der Führungsflächen.

Die Fangvorrichtung gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Element, welches in dem Kraftglied die Kraft hervorruft, eine Feder ist.

Als ein Vorteil, den alle vorstehend genannten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Fangvorrichtungen gegenüber bekannten Fangvorrichtungen haben, sei erwähnt, daß für die erfindungsgemäße Fangvorrichtung im normalen Betriebsbereich preisgünstige, genormte Federn verwendet werden können, die im übrigen auch weniger stark sind als die gegenwärtig benutzten Federn. Ferner hat die erfindungsgemäße Fangvorrichtung den Vorteil, daß Schwankungen des Reibungsbeiwertes an verschiedenen Stellen längs der Führungen keine gleich große Auswirkung auf die erzielbare Reibungskraft haben wie bei bekannten Fangvorrichtungen.

Die Fangvorrichtung ist in gewisser Weise selbstregulierend.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Fangvorrichtung;

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht der Fangvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gezeigte Draufsicht auf die Fangvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Ansicht des Wirkkeils der Vorrichtung längs der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 eine vereinfachte Vorderansicht der Fangvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der erzielbaren Reibungskraft, die über dem Reibungswert eingetragen ist.

Die Fangvorrichtung weist ein Keilgehäuse 8 auf, welches mittels federbelasteter Schraubbolzen 5 in einem Fangvorrichtungsrahmen 4 befestigt ist. Zur seitlichen Verstellung des Keilgehäuses 8 weist die Fangvorrichtung Stellschrauben 7 auf, die gegen den Fangvorrichtungsrahmen 4 verspannt sind. Das Keilgehäuse 8 ist gegenüber einer Aufzugsführungsschiene 30 so angeordnet, daß sich die Führung, von vorn gesehen, etwa in der Mitte des Keilgehäuses befindet. Hierdurch liegt an einer Seite der Führungsschiene eine im Keilgehäuse 8 vorgesehene Führungsfläche 16 a, während eine entsprechende Führungsfläche 16 b an der anderen Seite angeordnet ist. Beide Führungsflächen sind gegenüber der Aufzugsführungsschiene vorzugsweise so geneigt, daß die beiden Führungsflächen parallel verlaufen und die Führungsfläche 16 a an ihrem oberen Rand eine größere Entfernung von der Aufzugsführungsschiene hat als an ihrem unteren Rand. Der Neigungswinkel hängt davon ab, ob die Aufzugsführungsschienen geschmiert sind oder nicht. Im Fall geschmierter Führungen beträgt der Neigungswinkel ca. 3°, während er bei ungeschmierten Führungsschienen etwa 8° ist. Längs der Führungsfläche 16 a wandert ein Wirkkeil 9 und längs der Führungsfläche 16 b ein Gegenkeil 10. Zur Verringerung der Reibung zwischen der Führungsfläche und dem Keil sind Kugeln 15 vorgesehen, wodurch die Gleitreibung durch Wälzreibung ersetzt ist. Um die Kugeln 15 besser in ihrer Lage zu halten, sind die Führungsflächen mit Wälznuten 16 versehen, deren Tiefe etwas geringer ist als der Radius der Kugeln 15. Ähnlich sind die dem Keilgehäuse zugewandten Oberflächen der Keile 9 und 10 mit entsprechenden Wälznuten 15 a versehen. In das Keilgehäuse am unteren Ende dieser Nuten eingesteckte Vorsteckstifte 12 stellen weiter sicher, daß die Kugeln 15 in ihren Wälznuten bleiben. Am oberen Ende sind entsprechende Vorsteckstifte 11 zum Halten an den Keilen 9 und 10 befestigt. Beide Keile 9 und 10 weisen ferner eine Führungsnut 31 auf, welche dazu dient, die Keile im richtigen Abstand vom Keilgehäuse zu halten. Im Keilgehäuse sind Haltestifte 13 vorgesehen, deren freies Ende in die den Keil führende Nut ragt, so daß der Keil daran gehindert ist, sich zu weit außer Berührung mit dem Keilgehäuse zu bewegen oder ganz aus demselben herauszufallen. An ihrer längs der Aufzugsführungsschiene 30 verlaufenden, vertikalen Fläche sind die Keile 9 und 10 mit einer eigenen Bremsfläche 28 versehen, die bessere Reibungseigenschaften hat als der Werkstoff des Keils. Am unteren Bereich des Wirkkeils 9 ist eine eigene Verstellplatte 32 befestigt, die mit der Unterseite 33 des Keilgehäuses zusammenwirkt. Am oberen Ende des Wirkkeils 9 ist in ähnlicher Weise eine Synchronisierstange 34 befestigt, die die gleichzeitige Betätigung der verschiedenen Fangvorrichtungen sicherstellt. Zwischen dem Keilgehäuse 8 und dem oberen Ende des Gegenkeils 10 ist eine Druckfeder 24 angeordnet, die den Gegenkeil schräg nach unten schiebt. Die Druckfeder 24 ist mittels einer Feststellschraube 35 in ihrer Lage befestigt, welche im Gegenkeil 10 befestigt ist, sich aber gegenüber dem Keilgehäuse in einer Bohrung 36 bewegen kann, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Feststellschraube 35. Die Druckfeder wirkt auf eine Fläche 37 im Keilgehäuse 8, die so geneigt ist, daß die auf den Gegenkeil 10 wirkende Federkraft parallel zur Führungsfläche 16 b ist. Am Keilgehäuse sind ferner Schutzplatten 38 vorgesehen, die eine mögliche seitliche Bewegung der Keile aus dem Keilgehäuse heraus verhindern und gleichzeitig unnötigen Schmutz und Fremdstoffe vom Keilgehäuse fernhalten.

Die Arbeitsweise der Fangvorrichtung gemäß der Erfindung soll nun kurz beschrieben werden. Wenn die Abwärtsgeschwindigkeit des Fahrkorbes zu stark zunimmt, wird der hier nicht dargestellte Geschwindigkeitsbegrenzer aktiviert und wirkt so auf die Fangvorrichtung ein, daß der Wirkkeil 9 nach oben bewegt wird. Wenn der Fahrkorb und gleichzeitig mit ihm das Keilgehäuse 8 nach unten bewegt wird, haftet die Bremsfläche 28 des Wirkkeils 9 an der Aufzugsführungsschiene 30, so daß der Wirkkeil 9 seine relative Aufwärtsbewegung gegenüber dem Keilgehäuse 8 fortsetzt. Folglich wird das Keilgehäuse 8 in seitliche Bewegung versetzt, und zwar in den Zeichnungen gesehen nach links. Gleichzeitig schiebt dabei das Keilgehäuse 8 die Schraubbolzen 5 mit Hilfe von an ihnen befestigten Hülsen 40 nach links. Die Hülsen 40 bewegen sich in Öffnungen im Fangvorrichtungsrahmen 4. Infolge der seitlichen Bewegung werden auf den Schraubbolzen 5 vorgesehene Druckfedern 39 zusammengepreßt, und außerdem gelangt die Bremsfläche 28 des Gegenkeils 10 mit der Aufzugsführungsschiene 30 in Berührung. Hierdurch wird die relative Bewegung beider Keile gegenüber dem Keilgehäuse 8 nach oben fortgesetzt, und die Bewegung des Keilgehäuses nach links geht weiter, bis eine Stellschraube 23 die Unterseite 33 des Keilgehäuses berührt. Wenn der Aufzug nach dem Fangen durch Anheben wieder gelöst wird, ist die Bewegung entgegengesetzt, und die Druckfedern 39 ziehen das Keilgehäuse 8 wieder in seine Lage. Die Fangvorrichtung ist so eingestellt, daß sowohl der Wirkkeil 9 als auch der Gegenkeil 10 mit der Aufzugsführungsschiene 30 in Berührung treten, ehe der Wirkkeil 9 in seiner höchsten Stellung anhält. Wenn der Wirkkeil nach oben in seine obere Grenzstellung bewegt wird, wird auch der Gegenkeil 10 unter Reibungswirkung gegen Federkraft F (Fig. 5) angehoben. Die mit der Federkraft F zwischen den Keilen und der Aufzugsführungsschiene 30 durch Keilwirkung erzielbare Reibungskraft ist sehr groß, wodurch der erreichbare Bremsdruck hoch ist. Angenommen, der Keilwinkel und gleichzeitig die Richtung der Federkraft gegenüber der Aufzugsführungsschiene sei α und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die auf die Rückseite der Keile wirkende Reibungskraft wegen der Kugellageranordnung nahezu null ist, läßt sich die erzielbare Reibungskraft anhand folgender Gleichung ausrechnen:

Dabei steht μ für den Reibungskoeffizienten zwischen der Aufzugsführung und den Bremsflächen 28 der Keile.

In Fig. 6 sind die Reibungskräfte graphisch dargestellt, die anhand der obigen Gleichung für verschiedene Werte des Reibungskoeffizienten erhalten wurden. Aus den berechneten Ergebnissen sind zwei Kurven eingetragen, von denen eine die Ergebnisse bei einem Keilwinkel von 5° und die andere die für einen Keilwinkel von 8° wiedergibt. Für Vergleichszwecke ist im gleichen Zusammenhang mit strichpunktierter Linie die mit einer bekannten Fangvorrichtung erzielbare Reibungskraft über dem Reibungskoeffizienten eingetragen. Die Federkraft ist meistens parallel zur normalen Kraft, d. h. senkrecht gegen die Aufzugführungsschiene gerichtet. Aus der graphischen Darstellung geht klar hervor, daß bei Werten des Reibungskoeffizienten unter 0,85 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlich eine höhere Reibung gegen die Bremsfläche erzielt wird als mit herkömmlichen Fangvorrichtungen. Dementsprechend sind Reibungswerte über 0,85 äußerst schwierig zu erreichen. Umgekehrt folgt aus dem vorstehenden, daß mit der erfindungsgemäßen Fangvorrichtung bei Verwendung einer schwachen Feder die gleichen Reibungskräfte erzielt werden wie mit herkömmlichen Fangvorrichtungen, die mit großen, starken Federn arbeiten.

Fig. 6 zeigt auch, daß die erfindungsgemäße Fangvorrichtung besser als bekannte Fangvorrichtungen unabhängig ist von Schwankungen des Reibungswertes an unterschiedlichen Stellen der Aufzugsführungsschiene. Die Schwankung des Reibungswertes wird beeinflußt durch die Oberflächenqualität der Aufzugsführungsschiene an verschiedenen Stellen, die Temperatur des verwendeten Reibmaterials, die Geschwindigkeit des Fahrkorbes usw. Angenommen, bei dem zur Verfügung stehenden Werkstoff würde ein nomineller Reibungskoeffizient von μ = 0,5 zwischen der Aufzugsführungsschiene und den Bremsflächen der Keile erhalten und die Schwankung des Reibungskoeffizienten aufgrund verschiedener Faktoren sei ±25%, dann ist der Maximalwert des Reibungskoeffizienten 0,3125 und der Minimalwert 0,1875. Aus den Kurven in Fig. 6 ist zu entnehmen, daß mit herkömmlichen Fangvorrichtungen eine Reibungskraft F _S = 0,5 * F erhalten wird, wobei F für die Federkraft steht. Ähnlich zeigt sich, daß der Maximalwert der Reibungskraft 0,625 * F und der Minimalwert 0,375 * F ist. Aus diesen Zahlen läßt sich errechnen, daß die Schwankung der Reibungskraft die gleiche ist wie die des Reibungskoeffizienten, d. h. ±25% der nominellen Reibungskraft. Für eine Fangvorrichtung gemäß der Erfindung ergibt die Berechnung mit den gleichen Werten des Reibungskoeffizienten und der Schwankung bei Annahme eines Keilwinkels von 8° folgende Werte: nominelle Reibungskraft 1,2929 * F, maximale Reibungskraft 1,3931 * F und minimale Reibungskraft 1,544 * F. Die Schwankungen der Reibungskraft in bezug auf die nominelle Reibungskraft betragen hier -10,7% und +7,8%. So zeigt sich, daß bei Verwendung der Fangvorrichtung gemäß der Erfindung die Schwankung der Bremskraft beim Abfangen erheblich geringer ist als bei Verwendung herkömmlicher Fangvorrichtungen. Folglich arbeitet die erfindungsgemäße Fangvorrichtung nicht nur besser sondern auch zuverlässiger als bekannte Fangvorrichtungen.

Claims (5)

1. Fangvorrichtung z. B. für den Fahrkorb oder das Gegengewicht einer Aufzugsanlage mit einem Keilgehäuse (8), einem von einer Seite auf die Aufzugsführungsschiene wirkenden und von einem getrennten Übertragungsglied, beispielsweise einem Seil betätigten Wirkkeil (9) und einem von der entgegengesetzten Seite auf die Führung wirkenden Gegenkeil (10), wobei die Bewegung der Keile so gerichtet ist, daß sie mittelbar oder unmittelbar längs im Keilgehäuse (8) vorgesehener Führungsflächen (16 a und 16 b) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilgehäuse (8) ein Kraftglied (24) aufweist, welches eine Kraft im wesentlichen parallel zur Führungsfläche (16 b) des Gegenkeils (10) hervorruft.

2. Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (16 b) des Gegenkeils (10) so geneigt ist, daß der Abstand zwischen der Oberkante der Führungsfläche und der Aufzugsführungsschiene (30) größer ist als der entsprechende Abstand an der Unterkante der gleichen Führungsfläche.

3. Fangvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den oberen Rändern der Führungsflächen (16 a und 16 b) dem Abstand zwischen den unteren Rändern der entsprechenden Führungsflächen entspricht oder größer ist als dieser, und daß der Neigungswinkel (α) der Führungsflächen (16 a, 16 b) der gleiche ist wie der Keilwinkel des zugehörigen Keils (9, 10).

4. Fangvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Oberkanten der Führungsflächen (16 a und 16 b) kleiner ist als der Abstand zwischen den Unterkanten der entsprechenden Führungsflächen.

5. Fangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kraft erzeugende Element in dem Kraftglied (24) eine Feder ist.