DE4115728C2 - Aufzug mit Linearmotor-Antrieb - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufzug mit Linearmotor-Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein solcher Aufzug ist aus der DE-OS 34 22 374 bekannt. Dort wird beansprucht, den Langstator an einer Wand des Aufzugsschachtes und Dauermagnete an der Kabine anzuordnen. Die Fig. 2 dieser Schrift zeigt zwei gegeneinander bewegliche Körper, an deren einander zugewandten Flächen Stator und Läufer des Linearmotors angeordnet sind.

Die sich daraus ergebenden Aufzüge mit Linearmotorantrieb haben jedoch die folgenden Nachteile:

• a) Auf die Aufzugskabine wirkt nicht nur die Antriebskraft längs der Z-Achse, sondern zusätzlich weitere Kräfte, zu denen insbesondere starke Anziehungskräfte zwischen Ständer und Läufer gehören. Auf diese Weise muß die Aufzugskabine einen genügend festen Aufbau haben, um diese starken Anziehungskräfte mit genügender Sicherheit aufnehmen zu können. Daraus folgt, daß die Aufzugskabine schwer wird.
• b) Darüber hinaus wird nur eine Seite der Permanentmagneten wirkungsvoll dazu ausgenutzt, die Antriebskräfte zu erzeugen. Auf diese Weise werden die Permanentmagnete schwerer.
• c) Aus a) und b) folgt, daß der lineare Synchronmotor und die zugeordneten Vorrichtungen, wie z. B. die Kraftquelle und der Umrichter, groß werden. Das Gesamt-Baumaß des Aufzugs mit Linearmotorantrieb wird auf diese Weise groß und die Installationskosten sind hoch.
• d) Der Energieverbrauch ist groß.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Aufzug mit Linearmotor-Antrieb anzugeben, bei dem die horizontalen Nebenkräfte nicht direkt auf den Aufbau der Aufzugskabine wirken, so daß a) die Festigkeit der Aufzugskabine und daher deren Gewicht wesentlich vermindert werden kann, b) beide Pol-Flächen der Sekundär-Seitenmagnete können zum Erzeugen der Antriebskraft wirkungsvoll benutzt werden, wodurch das Gewicht der an der Aufzugskabine befestigten Magnete vermindert werden kann, c) die Teile des Linearmotors können kleiner und daher billiger werden, d) der Energieverbrauch wird vermindert.

Die obengenannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen Aufzug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die US 4 839 543 zeigt einen Linearmotor zum Antreiben eines beweglichen Tisches gegenüber einem stationären Tisch. Bei diesem bekannten Linearmotor besteht im Gegensatz zum beanspruchten der Unterschied, daß die Magnete am Ständer befestigt sind, also am stationären Teil des Linearmotors, wohingegen die Spulen am beweglichen Teil sitzen. Dieser Unterschied ist bei einem Aufzug deshalb sehr wichtig, weil die Spulen mit Energie zu versorgen sind und diese Energie muß daher vom stationären auf den beweglichen Teil übertragen werden.

Dies bedingt entweder ein hängendes Kabel, das seinerseits bei sehr langen Aufzugsschächten (Wolkenkratzer) in deren oberen Bereichen ein hohes Gewicht darstellt oder die Energie muß über im Aufzugsschacht verlegte Fahrdrähte, wie bei einer Straßenbahn, auf die Aufzugskabine übertragen werden. Im letzten Fall muß in der Aufzugskabine jedoch ein Umrichter vorgesehen sein, der wiederum das Gewicht dieser Aufzugskabine erhöht. Bei seillosen Aufzügen besteht darüber hinaus die Möglichkeit, in ein und demselben, sehr langen Aufzugsschacht mehrere Aufzugskabinen ohne die genannten Schwierigkeiten zu betreiben.

Durch die DE-PS 37 43 101 ist es bei einer Magnet-Schwebebahn bekannt, die Vortriebs- und Schwebeleiterwicklung am stationären Teil anzuordnen und so zu schalten, daß sie nach dem "Null-Fluß-Verfahren" arbeiten.

Durch die JP 1-271 381 A ist schließlich ein mit einem Förderseil betriebener Aufzug bekannt, bei dem das Förderseil mit seinem einen Ende an der Aufzugskabine und mit seinem anderen Ende am beweglichen Teil eines Linearmotors befestigt ist, dessen stationärer Teil im Aufzugsschacht befestigt ist; dabei sitzen auch hier die mit Energie zu versorgenden Spulen am beweglichen Teil.

Der Aufbau eines Ausführungsbeispiels und die Betriebsweise der Erfindung selbst gehen aus der beigefügten genauen Beschreibung hervor, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung zu lesen ist. Die einzige Figur zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung eines seillosen Aufzuges mit Linearmotorantrieb nach der Erfindung.

Dabei sind mehrere Permanentmagneten 4, die die Sekundärseitenmagneten des linearen Synchronmotors darstellen, an einem Paar von flügelförmigen Tragteilen 21 befestigt, die ihrerseits an der rechten und linken Seitenwand 3a der Aufzugskabine 3 befestigt sind und sich von diesen Wänden jeweils seitlich weg erstrecken. Die Richtung der Polachsen der Permanentmagnete 4 liegt in der Richtung der Dickenerstreckung der Tragteile 21, so daß die Nordpol- und Südpolflächen der Permanentmagnete an der Vorder- und Rückseite der Tragteile 21 liegen. Jede horizontale Reihe von Permanentmagneten 4 ist in vier Teile unterteilt, wobei der erste Magnet 4a und der zweite Magnet 4b am rechten Tragteil 21 angebracht sind und der dritte Magnet 4c und der vierte Magnet 4d am linken Tragteil 21. Die Polaritäten der ersten bis vierten Magnete 4a bis 4d wechseln von links nach rechts ab. Ferner wechseln sich die Polaritäten der Permanentmagnete 4 in jeder senkrechten Reihe miteinander ab.

Mehrere Primär-Seitenspulen 20, die abwechselnd in der Reihenfolge der U-, V- und W-Phase längs des gesamten Förderschachtes 1 angeordnet sind, sind in rechte Seitenspulen 20a und linke Seitenspulen 20b unterteilt. Aus Einfachheitsgründen ist in der Figur nur eine Spule der Primärseitenspulen 20 (U-Phase) dargestellt. Die Primärseitenspulen 20 werden von einem nicht dargestellten Umsetzer mit einem Dreiphasenstrom beliefert, so daß ein Magnetfeld geschaffen wird, das sich längs des Förderschachts 1 bewegt.

Die schleifenförmigen rechten Seitenspulen 20a sind jeweils in ihrer Mitte gebogen, um zwei sich horizontal erstreckende Abschnitte zu bilden, die sich jeweils mit einem dazwischenliegenden Abstand an der Vorder- und Rückseite des rechten, flügelförmigen Tragteils 21 gegenüberliegen. Jeder Abschnitt der rechten Seitenspulen 20a ist in einer Lage zwischen dem ersten Magneten 4a und dem zweiten Magneten 4b um 180° verdreht. In gleicher Weise sind die schleifenförmigen linken Seitenspulen 20b jeweils in ihrer Mitte gebogen, um zwei Abschnitte zu bilden, die sich jeweils auf der Vorder- und Rückseite des linken, flügelförmigen Tragteils 21 gegenüberliegen. Jeder Abschnitt der linken Seitenspulen 20b ist in einer Lage zwischen dem dritten Magneten 4c und dem vierten Magneten 4d um 180° verdreht. Die Primär-Seitenspulen 20 überdecken auf diese Weise die Permanentmagnete 20 mit dazwischenliegenden, vorbestimmten Zwischenräumen in Richtung der Polachsen der Permanentmagnete, wenn die Aufzugskabine 3 vorbeiläuft.

Aufgrund der Verdrehungen, die in jeder Schleife gebildet sind, führen die Primär-Seitenspulen 20 die Aufzugskabine 3 entsprechend dem Null-Fluß-Verfahren, so daß eine horizontale Verlagerung der Aufzugskabine 3 automatisch korrigiert wird. Die Aufzugskabine 3 wird längs des Förderschachtes 1 durch die Antriebskräfte auf- und abbewegt, die durch den linearen Synchronmotor erzeugt werden, der seinerseits aus den Primär-Seitenspulen 20 und den Permanentmagneten 4 besteht. Sowohl die Nord- als auch die Südpolflächen der plattenförmigen Permanentmagneten 4 liegen den Abschnitten der Primärseitenspulen 20 dann gegenüber, wenn die Aufzugskabine 3 vorbeiläuft. Auf diese Weise können beide Polflächen der Permanentmagnete 4 wirkungsvoll zum Erzeugen der Antriebskraft für die Aufzugskabine 3 benutzt werden.

Die starken Anziehungskräfte, die auf die Permanentmagnete 4 von den Primär-Seitenspulen einwirken, wirken in Richtung der Dicke der Tragteile 21, also in Richtung der Polachsen der Permanentmagnete 4. Diese starken Anziehungskräfte, die auf die Permanentmagnete 4 in Richtung der Dicke der Tragteile 21 einwirken, wirken mithin nicht auf den Kastenaufbau der Förderkabine 3 ein. Auf diese Weise kann die mechanische Festigkeit der Aufzugskabine 3 vermindert werden, was auch eine Verminderung des Gewichtes dieser Aufzugskabine bedeutet. Aufgrund der wirksamen Ausnutzung der beiden Polflächen kann ferner das Gewicht der Permanentmagnete 4 vermindert werden. Folglich kann die gesamte Vorrichtung, einschl. des Linearmotors und des Umsetzers und der weiteren Ausrüstung für die Stromquelle zum Antrieb des Linearmotors kleiner ausgebildet werden und mithin weniger kostenaufwendig. Der Stromverbrauch wird ebenfalls vermindert.

Da die Permanentmagneten ferner an den Tragteilen 21 angebracht sind, können die Herstellung des Kastenaufbaus der Aufzugskabine 3 und die der Tragteile 21 mit den Permanentmagneten 4 voneinander getrennt werden. Dies erleichtert die Herstellung und die Montage der Aufzugskabine 3.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden als Sekundär-Seitenmagnete Permanentmagnete verwendet. Die Sekundär-Seitenmagnete können jedoch auch aus Elektromagneten bestehen. Die oben beschriebene Ausführungsform beschreibt ferner den Fall eines seil- oder kabellosen Aufzuges mit Linearmotorantrieb. Das Prinzip dieser Erfindung kann jedoch ebensogut bei einem Aufzug mit Linearmotorantrieb verwendet werden, der mit einem Aufzugsseil versehen ist. Dabei gleichen Gegengewichte das Gewicht der Aufzugskabine über ein Seil aus, welches über eine Seilscheibe geleitet ist, wobei an einem Ende des Seils die Aufzugskabine und am anderen Ende des Seils das Gegengewicht hängt.

Die oben beschriebene Ausführungsform zeigt ferner den Fall, in dem die Aufzugskabine 3 mit Hilfe des Null-Fluß-Verfahrens geführt wird. Die Erfindung kann jedoch auch in dem Fall angewendet werden, in dem die Aufzugskabine mit Hilfe von Führungsschienen geführt wird.

Ferner ist die obige Ausführungsform für den Fall beschrieben worden, bei dem die Tragteile 21 sowohl von der rechten als auch von der linken Seitenwand 3a der Aufzugskabine 3 abstehen. Die Tragteile 21 zum Aufnehmen der Permanentmagnete 4 auf ihnen können jedoch auch nur an einer der Seitenwände 3a oder an der Rückwand der Aufzugskabine 3 angebracht sein und sich von dort aus weg erstrecken.

Bei der obigen Ausführungsform erstrecken sich ferner die Tragteile 21 in rechten Winkeln von den Seitenwänden 3a der Aufzugskabine 3 ab, so daß die Polflächen der Permanentmagnete 4 zu den Seitenwänden 3a rechtwinklig liegen. Die Tragteile können sich jedoch auch in einem spitzen Winkel von den Seitenwänden 3a wegerstrecken, so daß sich auch die Polflächen 3 in einem spitzen Winkel von den Seitenwänden 3a wegerstrecken.

Claims (6)

1. Aufzug mit Linearmotorantrieb zum Auf- und Abfördern einer Aufzugskabine (3) längs eines Förderweges (1) mit Hilfe eines linearen Synchronmotors, bei dem an der Innenwand des Förderschachtes (1) längs des gesamten Förderweges Primär- Seitenspulen (20) befestigt sind, die ein Magnetfeld erzeugen, das sich längs des Förderweges bewegt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß wenigstens ein flügelförmiges Tragteil (21) an einer Seitenwand der Aufzugskabine (3) befestigt ist und sich von ihr wegerstreckt,
• - daß an dem Tragteil (21) Sekundär-Seitenmagnete (4) des linearen Synchronmotors so befestigt sind, daß ihre Polachsen in Richtung des Dicken-Maßes der flügelförmigen Tragteile (21) liegen und
• - daß jeweils zwei Primär-Seitenspulen (20a, 20b) die Sekundär-Seitenmagnete (4) zwischen sich aufnehmen.

2. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegengewicht die Aufzugskabine (3) über ein Seil ausbalanciert, das seinerseits über eine Seilscheibe herumgelegt ist und an dessen einem Ende das Gegengewicht und an dem anderen Ende die Aufzugskabine befestigt ist.

3. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schleife der Primärspulen (2) in ihrer Mitte gebogen ist, um zwei Abschnitte (20a, 20b) zu bilden, die den Permanentmagneten (4) jeweils über vorbestimmte Zwischenräume in Richtung der Polachsen der Sekundär-Seitenmagneten (4) dann gegenüberliegen, wenn das Tragteil (21) durch die Schleife hindurchläuft.

4. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär-Seitenmagnete (4) Permanentmagnete sind.

5. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär-Seitenmagnete Elektromagnete sind.

6. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Seitenspulen (20) und die Sekundär-Seitenmagnete (4) des Aufzugs mit Linearmotorantrieb die Aufzugskabine (3) innerhalb des Förderschachtes nach dem Null-Fluß-Verfahren führen.