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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Aufzug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Eines
der Ziele bei der Entwicklung von Aufzügen besteht in der Erzielung
einer effizienten und ökonomischen
Nutzung des Gebäuderaums.
In den letzten Jahren hat diese Entwicklungsarbeit unterschiedliche
Aufzuglösungskonzepte
u.a. ohne Maschinenraum hervorgebracht. Gute Beispiele von Aufzügen ohne
Maschinenraum sind offenbart in der EP-A1 631 967, WO-A1 989665
und EP-A1 0 631 968. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Aufzüge sind
vergleichsweise effektiv hinsichtlich ihrer Platzausnützung, weil
sie es ermöglicht
haben, den Raum, der für
die Aufzugmaschine in dem Gebäude
benötigt
wird, wegzulassen, ohne den Aufzugschacht zu vergrößern. Bei
den in diesen Spezifikationen gezeigten Aufzügen ist die Maschine zumindest in
einer Richtung kompakt. Jedoch kann sie in den anderen Richtungen
viel größere Abmessungen
haben als eine konventionelle Aufzugmaschine.
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In
diesen prinzipiell guten Lösungskonzepten
für Aufzüge begrenzt
der Platz, der für
die Hebemaschine erforderlich ist, die Freiheit in der Wahl der Aufzuglayouts.
Raum wird benötigt
für die
Anordnungen, die für
die Passage der Hebeseile erforderlich ist. Es ist schwierig, den
Raum zu verringern, der von der Aufzugkabine selbst auf ihrem Weg
erforderlich ist und in gleicher Weise den Raum, der von dem Gegengewicht
benötigt
wird, zumindest mit vernünftigen Kosten
und ohne die Aufzugsleistung und Betriebsqualität zu beeinträchtigen.
In einem Treibscheibenaufzug ohne Maschinenraum ist die Montage
der Hebemaschine im Aufzugschacht oft schwierig, insbesondere in
Konzepten mit oben liegender Maschine, weil die Hebemaschine einen
recht großen
Körper beträchtlichen
Gewichts darstellt. Insbesondere im Fall von größeren Lasten, Geschwindigkeiten und/oder
Transporthöhen
stellen die Größe und das Gewicht
der Maschine ein Problem für
die Installation dar, was sogar so weit geht, dass die benötigte Maschinengröße und das
entsprechende Gewicht in der Praxis den Anwendungsbereich des maschinenraumlosen
Aufzugkonzepts beschränkt
haben oder zumindest die Einführung
dieses Konzepts bei größeren Aufzügen verzögert haben.
Bei der Modernisierung von Aufzügen
begrenzt der in dem Aufzugschacht verfügbare Platz oft den Anwendungsbereich
des maschinenraumlosen Aufzugkonzepts. In vielen Fällen, insbesonde re
wenn hydraulische Aufzüge
modernisiert oder ersetzt werden, ist es wegen des unzureichenden
Platzes im Schacht nicht praktisch das Konzept eines seilaufgehängten Aufzugs ohne
Maschinenraum anzuwenden, insbesondere in einem Fall bei dem der
zu modernisierende hydraulische Aufzug kein Gegengewicht hat. Ein
Nachteil bei Aufzügen,
die mit einem Gegengewicht versehen sind, sind die Kosten des Gegengewichts
und der Raum, den dieses in dem Schacht einnimmt. Windenaufzüge, die
heutzutage selten benutzt werden, haben den Nachteil, dass sie eine
schwere und komplexe Hebemaschine mit einem hohen Stromverbrauch
erfordern.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, zumindest eine der folgenden
Aufgaben zu lösen.
Einerseits ist es ein Ziel der Erfindung, den maschinenraumlosen
Aufzug so weiter zu entwickeln, dass er eine effektivere Platznutzung
als vorher in dem Gebäude
und in dem Aufzugschacht ermöglicht.
Dies bedeutet, dass der Aufzug in einem vergleichsweise kleinen
Aufzugschacht installiert werden können sollte, wenn dies notwendig
ist. Andererseits ist es Ziel der Erfindung, die Größe und/oder
das Gewicht des Aufzugs oder zumindest seiner Maschine zu reduzieren.
Ein Ziel besteht in dem Erreichen eines Aufzugs, bei dem das Hebeseil
eines Aufzugs mit einem dünnen
Hebeseil und/oder einer kleinen Treibscheibe einen guten Griff oder
Kontakt auf der Treibscheibe hat. Ein weiteres Ziel der Erfindung
ist die Erzielung eines Aufzugkonzepts ohne Gegengewicht, ohne die Eigenschaften
des Aufzugs zu beeinträchtigen.
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Das
Ziel der Erfindung sollte erreicht werden, ohne die Möglichkeiten
der Variation des Basislayouts des Aufzugs zu beeinträchtigen.
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Der
erfindungsgemäße Aufzug
ist charakterisiert durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Anspruchs
1. Andere Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind charakterisiert durch die anderen Ansprüche. Einige
erfinderische Ausführungsformen
sind ebenfalls in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung diskutiert.
Das Erfindungskonzept der Anmeldung kann auch anders als in den
unten angegebenen Ansprüchen
definiert werden. Die Erfindung kann auch aus mehreren separaten
Erfindungen bestehen, insbesondere wenn die Erfindung betrachtet wird
im Lichte von Ausdrücken
oder implizierten Unteraufgaben oder unter dem Gesichtspunkt von
Vorteilen oder Kategorien von Vorteilen, die erzielt werden. In
diesem Fall können
einige der in den unten angegebenen Ansprüchen erteilten Merkmale aus dem
Gesichtspunkt separater Lösungskonzepte überflüssig sein.
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Durch
Anwendung der Erfindung können
ein oder mehrere der folgenden Vorteile u.a. erzielt werden:
- – Die
Verwendung einer kleinen Treibscheibe, eines sehr kompakten Aufzugs
und/oder Aufzugmaschine wird erzielt.
- – Die
verwendete kleine beschichtete Treibscheibe erlaubt es, dass das
Gewicht der Maschine leicht reduziert wird, selbst auf Werte von
dem halben Gewicht der Maschinen, die derzeit allgemein in Aufzügen ohne
Maschinenraum verwendet werden. Z.B. in dem Fall von Aufzügen, die
für eine
Nominallast unter 1.000 kg konzipiert sind, bedeutet dies ein Maschinengewicht
von 100–150 kg
oder weniger. Über
geeignete Motorkonzepte und Materialwahl ist es selbst möglich Maschinen zu
erzielen, die ein Gewicht unterhalb von 100 kg oder so gering wie
um die 50 kg aufweisen.
- – Ein
guter Griff der Treibscheibe, der erzielt wird insbesondere durch
Verwendung einer doppelt umschlingenden Aufhängung und leichtgewichtiger
Komponenten erlaubt es, dass das Gewicht der Aufzugkabine beträchtlich
reduziert werden kann.
- – Eine
kompakte Maschinengröße und dünne, im Wesentlichen
runde Seile erlauben es, dass die Aufzugmaschine relativ frei in
dem Schacht angeordnet werden kann. Somit kann das Aufzuglösungskonzept
der Erfindung in einer vergleichsweise großen Vielfalt von Realisierungsmöglichkeiten
implementiert werden und zwar sowohl bei Aufzügen mit oben liegender als
auch bei Aufzügen
mit unten liegender Maschine.
- – Die
Aufzugmaschine kann vorteilhaft zwischen der Kabine und einer Schachtwand
angeordnet werden.
- – Alle
oder zumindest ein Teil des Gewichts der Aufzugkabine kann von den
Aufzugführungsschienen
getragen werden.
- – In
Aufzügen,
die die Erfindung realisieren, kann eine zentrische Aufhängung der
Aufzugkabine leicht erzielt werden, wobei die lateralen Stützkräfte auf
die Führungsschienen
reduziert werden.
- – Die
Anwendung der Erfindung erlaubt eine effektive Nutzung der Querschnittsfläche des Schachts.
- – Die
Erfindung reduziert die Installationszeit und die gesamten Installationskosten
des Aufzugs.
- – Der
Aufzug kann ökonomisch
hergestellt und installiert werden, weil viele seiner Komponenten kleiner
und leichter sind als die bislang Verwendeten.
- – Das
Geschwindigkeitsbegrenzerseil und das Hebeseil sind normalerweise
unterschiedlich hinsichtlich ihrer Eigenschaften und sie können leicht voneinander
unterschieden werden, während
der Installation, wenn das Seil des Geschwindigkeitsbegrenzers dicker
ist als das Hebeseil. Andererseits können das Geschwindigkeitsbegrenzerseil und
die Hebeseile auch eine identische Struktur aufweisen, was Unsicherheiten
diesbezüglich
bei der Logistik der Aufzugauslieferung und Installation reduziert.
- – Die
leichten, dünnen
Seile sind leicht Handzuhaben und erlauben eine beträchtlich
schnellere Installation.
- – Z.B.
in Aufzügen
für eine
Nominallast unter 1.000 kg haben die dünnen und festen Stahldrahtseile
der Erfindung einen Durchmesser in der Größe von lediglich 3–5 mm, obwohl
die dünneren und
dickeren Seile auch verwendeten werden können.
- – Mit
Seildurchmessern von ungefähr
6 mm oder 8 mm können
große
und schnelle Aufzüge
gemäß der Erfindung
erzielt werden.
- – Die
Treibscheibe und Seilrollen sind klein und leicht verglichen mit
denen, die in konventionellen Aufzügen verwendet werden.
- - Die kleine Treibscheibe erlaubt die Verwendung von kleineren
Betriebsbremsen.
- – Die
kleine Treibscheibe reduziert das Drehmomenterfordernis, was es
ermöglicht,
einen kleineren Motor mit kleineren Betriebsbremsen zu verwenden.
- – Wegen
der kleineren Treibscheibe wird eine höhere Drehzahl benötigt, um
eine gegebene Kabinengeschwindigkeit zu erzielen, was bedeutet, dass
die gleiche Motorausgangsleistung mit einem kleineren Motor erzielt
werden kann.
- – Entweder
können
beschichtete oder unbeschichtete Seile verwendet werden.
- – Es
ist möglich,
die Treibscheibe und die Seilrollen derart zu realisieren, dass
nachdem die Beschichtung der Rolle abgenutzt ist, das Seil fest auf
die Rolle greift und somit ein ausreichender Griff zwischen Seil
und Rolle in diesem Notfall aufrecht erhalten wird.
- – Die
Verwendung einer kleinen Treibscheibe ermöglicht es, einen kleineren
Aufzugantriebsmotor zu verwenden, was eine Reduktion bei den Kosten
für die
Anschaffung und Herstellung des Antriebsmotors bedeutet.
- – Die
Erfindung kann in getriebelosen und mit Getriebe versehenen Aufzugmotoren
angewandt werden.
- – Obwohl
die Erfindung primär
für die
Verwendung in Aufzügen
ohne Maschinenraum gedacht ist, kann sie auch in Aufzügen mit
Maschinenraum angewandt werden.
- – In
der Erfindung wird ein besserer Griff und ein besserer Kontakt zwischen
den Hebeseilen und der Treibscheibe erzielt, indem der Kontaktwinkel zwischen
diesen vergrößert wird.
- – Aufgrund
des verbesserten Griffs können
die Größe und das
Gewicht der Kabine reduziert werden.
- – Das
Platzeinsparungspotential des erfindungsgemäßen Aufzugs wird beträchtlich
vergrößert weil
der von dem Gegengewicht erforderliche Raum zumindest teilweise
eliminiert wird.
- – In
dem erfindungsgemäßen Aufzug
kann eine leichtere und/oder kleinere Maschine und/oder Motor verwendet
werden.
- – Als
ein Resultat des leichteren und kleineren Aufzugsystems können Energieeinsparungen und
gleichzeitig Kosteneinsparungen erzielt werden.
- – Die
Anordnung der Maschine in dem Schacht kann relativ frei gewählt werden,
weil der Platz, der von dem Gegengewicht und den Gegengewichtsführungsschienen
normalerweise benötigt wird,
für andere
Zwecke verwendet werden kann.
- – Indem
zumindest die Aufzughebemaschine, die Treibscheibe und die Seilrolle,
die als Umlenkrolle dient, in einer kompletten Einheit montiert
werden, welche als ein Teil des erfindungsgemäßen Aufzugs geeignet ist, werden
beträchtliche
Einsparungen bei der Installationszeit und Kosten erzielt.
- – In
dem erfindungsgemäßen Lösungskonzept
ist es möglich,
alle Seile in dem Schacht an einer Seite der Aufzugkabine anzuordnen.
Z.B. in dem Fall von Rucksacktypkonzepten können die Seile derart angeordnet
werden, dass sie hinter der Aufzugkabine in dem Raum zwischen der
Aufzugkabine und der Rückwand
des Aufzugs verlaufen.
- – Die
Erfindung ermöglicht
die leichte Implementierung von Scenic-type Aufzugkonzepten, d.h. Aufzügen mit
freier Aussicht aus der Kabine nach draussen.
- – Weil
das Aufzugkonzept der Erfindung nicht notwendigerweise ein Gegengewicht
aufweist, ist es möglich,
Aufzugkonzepte zu implementieren, bei welchen die Aufzugkabine Türen in mehreren Wänden aufweist,
in einem extremen Fall selbst in allen Wänden der Aufzugkabine. In diesem
Fall sind die Aufzugkabinenführungsschienen
in den Ecken der Aufzugkabine angeordnet.
- – Das
Aufzugkonzept der Erfindung kann implementiert werden mit mehreren
unterschiedlichen Maschinenkonzepten.
- – Die
Aufhängung
der Kabine kann unter Verwendung fast jedes geeigneten Aufhängungsverhältnisses
implementiert werden.
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Das
Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Aufzüge, die für den Transport von Leuten und/oder
Lasten konzipiert sind. Ein typischer Anwendungsbereich der Erfindung
sind Aufzüge,
deren Geschwindigkeitsbereich um die 1 m/s oder darunter liegt,
er kann jedoch auch höher
liegen. Z.B. ist ein Aufzug mit einer Fahrgeschwindigkeit von 0,6
m/s leicht nach der Erfindung zu implementieren.
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Sowohl
in Passagier- als auch Frachtaufzügen werden viele der durch
die Erfindung erzielten Vorteile insbesondere realisiert in Aufzügen für lediglich
2–4 Personen
und insbesondere bereits in Aufzügen
für 6–8 Personen
(500–630
kg).
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In
dem erfindungsgemäßen Aufzug
können normale
Aufzughebeseile, wie z.B. allgemein verwendete Stahlseile verwendet
werden. In dem Aufzug ist es möglich
Seile zu verwenden, die aus Kunstmaterialien hergestellt sind und
Seile, bei welchen der Last aufnehmende Teil aus Kunstfasern hergestellt
ist, z.B. sogenannte "Aramidseile", welche in letzter
Zeit für
die Verwendung in Aufzügen
vorgeschlagen worden sind. Anwendbare Lösungskonzepte enthalten auch
Stahl verstärkte
Flachseile, insbesondere weil sie einen kleinen Umlenkradius erlauben.
Insbesondere gut anwendbar in dem erfindungsgemäßen Aufzug sind Aufzughebeseile,
die gedrillt oder geflochten sind, z.B. aus runden und hochfesten
Drähten.
Aus runden Drähten
kann das Seil auf viele unterschiedliche Weise gedrillt oder geflochten
werden unter Verwendung von Drähten
unterschiedlicher oder gleicher Stärke. Bei in der Erfindung gut
anwendbaren Seilen beträgt
die Drahtdicke durchschnittlich weniger als 0,4 mm. Gut anwendbare
Seile, die aus hoch festen Drähten
hergestellt sind, sind solche, bei denen die durchschnittliche Drahtstärke unter
0,3 nun oder selbst unter 0,2 mm beträgt. Z.B. können dünndrahtige und hoch feste 4 mm-Seile
relativ ökonomisch
aus Drähten
gedrillt werden, so dass sich die mittlere Drahtstärke in dem fertig
gestellten Seil in dem Bereich von 0,15 bis 0,25 mm bewegt, während die
dünnsten
Drähte
eine Dicke von lediglich ungefähr
0,1 mm aufweisen können.
Dünne Seildrähte können leicht
sehr hoch fest hergestellt werden. In der Erfindung werden Seildrähte mit
einer Festigkeit von mehr als 2.000 N/mm2 verwendet.
Ein geeigneter Bereich für
die Festigkeit der Seildrähte
liegt bei 2.300 bis 2.700 N/mm2. Prinzipiell
ist es möglich,
Seildrähte
mit einer Festigkeit von bis zu ungefähr 3.000 N/mm2 oder
selbst mehr zu verwenden.
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Der
erfindungsgemäße Aufzug
ist vorzugsweise ein Aufzug ohne Maschinenraum, bei welchem Aufzug
die Hebemaschine die Hebeseile mittels einer Treibscheibe greift,
wobei die Aufzugkabine zumindest teilweise von den Hebeseilen getragen
wird, welche als Übertragungsmedium
zur Bewegung der Aufzugkabine dienen. Die Aufzugkabine wird mit
den Hebeseilen über
zumindest eine Umlenkrolle von der Kante aus verbunden, von der
die Hebeseile von beiden Seiten der Umlenkrolle nach oben gehen
und zumindest eine Umlenkrolle, von dessen Umfang die Hebeseile
von beiden Seiten der Umlenkrolle nach unten gehen, und bei welchem
Aufzug die Treibscheibe den Seilabschnitt zwischen diesen Umlenkrollen
greift.
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Durch
Erhöhung
des Kontaktwinkels mittels einer Seilrolle, die als Umlenkrolle
agiert, kann der Griff zwischen der Treibscheibe und den Hebeseilen vergrößert werden.
Auf diese Weise kann die Kabine leichter hergestellt werden und
ihre Größe kann
so reduziert werden, womit das Platzsparpotential des Aufzugs erhöht wird.
Ein Kontaktwinkel von mehr als 180° zwischen der Treibscheibe und
dem Hebeseil wird erzielt unter Verwendung von einer oder mehreren
Umlenkrollen.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung detailliert mit Hilfe einiger Ausführungsbeispiele
unter Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
-
1 eine
Schemazeichnung eines Treibscheibenaufzugs gemäß der Erfindung,
-
2 eine
Schemazeichnung eines zweiten Treibscheibenaufzugs gemäß der Erfindung,
-
3 eine
Schemazeichnung eines dritten Treibscheibenaufzugs gemäß der Erfindung,
-
4 eine
Schemazeichnung eines Treibscheibenaufzugs gemäß der Erfindung,
-
5 eine
Schemazeichnung eines Treibscheibenaufzugs gemäß der Erfindung,
-
6 eine
Treibscheibe, die die Erfindung anwendet,
-
7 ein
Beschichtungskonzept gemäß der Erfindung,
-
8a ein
in der Erfindung verwendetes Stahldrahtseil,
-
8b ein
zweites in der Erfindung verwendetes Stahldrahtseil,
-
8c ein
drittes in der Erfindung verwendetes Stahldrahtseil,
-
9 einige Treibscheibenseilanordnungen gemäß der Erfindung,
-
10 eine
Ausführungsform
der Erfindung,
-
11 eine
Ausführungsform
der Erfindung,
-
12 eine
Schemazeichnung einer Seilrollenanordnung gemäß der Erfindung und
-
13 eine
Ausführungsform
der Erfindung.
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1 zeigt
eine Schemazeichnung der Struktur des Aufzugs. Der Aufzug ist vorzugsweise ein
Aufzug ohne Maschinenraum mit einer Antriebsmaschine 10,
die im Aufzugschacht angeordnet ist. Der in der Figur gezeigte Aufzug
ist ein Treibscheibenaufzug ohne Gegengewicht und mit oben liegender
Maschine. Der Verlauf der Hebeseile 3 des Aufzugs ist wie
folgt: Ein Ende der Seile ist unbeweglich an einer Verankerung 16 im
oberen Teil des Schachts befestigt, von wo aus die Seile 3 weiter
zu einer Umlenkrolle 15 laufen, die im oberen Teil des
Schachts angeordnet ist und von welcher Umlenkrolle 15 die Seile
weiter zu einer Umlenkrolle 13 laufen, die über der
Aufzugkabine angeordnet ist, von welcher Umlenkrolle 13 die
Seile weiter nach oben zu der Treibscheibe 11 der Antriebsmaschine 10 laufen,
entlang der Seilnuten der Treibscheibe. Von der Treibscheibe 11 laufen
die Seile 3 weiter nach unten hinter die Aufzugkabine 1,
die sich entlang von Aufzugführungsschienen 2 bewegt,
zu einer Umlenkrolle 4, die im unteren Teil des Schachts
angeordnet ist, laufen weiter von der Umlenkrolle 4 zu
einer Umlenkrolle unter der Aufzugkabine, von wo aus die Seile 3 weiter
zu einer Umlenkrolle 6 im unteren Teil des Aufzugschachts laufen
und dann weiter zu einer Umlenkrolle 7 unter der Aufzugkabine,
von wo aus die Seile 3 weiter zu einer Verankerung 9 im
unteren Teil des Aufzugschachts laufen, an welchem das andere Ende
der Seile 3 unbeweglich festgelegt ist. An der unteren Verankerung
des Hebeseils 3 ist auch ein Seilspannelement 8 angeordnet,
durch welches die Seilspannung eingestellt werden kann. Das Spannelement 8 kann
z.B. eine Feder oder ein Gewicht sein, das frei an einem Ende des
Hebeseils hängt
oder eine andere geeignete Spannelementeinrichtung. In einem bevorzugten
Fall kann die Antriebsmaschine 10 befestigt sein z.B. an
einer Kabinenführungsschiene
und die Umlenkrolle 15 in dem oberen Teil des Schachts wird
an Trägern
im oberen Teil des Schachts montiert, die an der Kabinenführungsschiene 2 befestigt sind.
Die Umlenkrollen 5, 7, 13, 14 sind
an der Aufzugkabine an Streben montiert, die über und unter der Kabine angeordnet
sind. Die Umlenkrollen im unteren Teil des Schachts sind vorzugsweise
an dem Schachtboden montiert. In 1 greift
die Treibscheibe den Seilabschnitt zwischen den Umlenkrollen 13 und 5,
was eine bevorzugte Lösung
der Erfindung darstellt.
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Die
in dem Aufzugschacht angeordnete Antriebsmaschine 10 ist
vorzugsweise flach konstruiert, mit anderen Worten die Maschine
hat eine geringe Dicke verglichen mit ihrer Breite und/oder Höhe oder zumindest
ist die Maschine dünn
genug, um zwischen der Aufzugkabine und einer Wand des Aufzugschachts
aufgenommen zu werden. Die Maschine kann auch woanders angeordnet
werden. Z.B. wird die dünne
Maschine teilweise oder sogar komplett zwischen einer imaginären Erweiterung
der Aufzugkabine und einer Schachtwand angeordnet. In dem Aufzug
der Erfindung ist es möglich,
eine Antriebsmaschine 10 fast jeden Typs und Designs zu
verwenden, welche in den dafür
vorgesehenen Platz passt. Z.B. ist es möglich, eine mit Getriebe versehene
oder getriebelose Maschine zu verwenden. Die Maschine kann kompakt
und/oder flach gebaut sein. In Aufhängungskonzepten gemäß der Erfindung
ist die Seilgeschwindigkeit oft hoch, verglichen mit der Geschwindigkeit
des Aufzugs. So ist es möglich,
auch nicht so hochwertige Maschinentypen als Basismaschinenkonzept
zu verwenden. Der Aufzugschacht ist vorzugsweise mit einer Ausrüstung versehen,
die erforderlich ist für
die Zufuhr des Stroms zu dem Motor, der die Treibscheibe 11 antreibt,
als auch Ausrüstung,
die für
die Aufzugsteuerung benötigt
wird, welche beide in einer gemeinsamen Instrumententafel 12 angeordnet
oder separat voneinander oder teilweise oder komplett mit der Antriebmaschine 10 integriert
angeordnet sein können.
Eine bevorzugte Lösung
besteht in einer getriebelosen Maschine, die einen Permanentmagnetmotor
aufweist. Die Antriebsmaschine kann an einer Wand, an der Decke,
an einer Führungsschiene
oder an einer anderen Struktur des Aufzugschachts festgelegt sein,
wie z.B. einer Strebe oder einem Rahmen. Im Falle eines Aufzugs mit
unten liegender Maschine besteht eine weitere Möglichkeit darin, die Maschine
an den Boden des Aufzugschachts zu montieren. 1 zeigt
ein bevorzugtes Aufhängungskonzept,
bei welchem das Aufhängungsverhältnis der
Umlenkrollen über
der Aufzugkabine und der Umlenkrollen unter der Aufzugkabine in
beiden Fällen
eine 4:1-Aufhängung darstellt. Andere
Aufhängungslösungen können auch
zur Realisierung der Erfindung verwendet werden. Der in der Figur
gezeigte Aufzug hat automatische Teleskoptüren, es können jedoch auch andere Arten
von Automatiktüren
oder Drehtüren
im Rahmen der Erfindungsidee verwendet werden. Der Aufzug der Erfindung
kann auch als ein Lösungskonzept
implementiert werden, das einen Maschinenraum aufweist, oder die
Maschine kann bewegbar zusammen mit dem Aufzug montiert werden.
In der Erfindung können
die mit der Aufzugkabine verbundenen Umlenkrollen vorzugsweise an
ein und dergleichen Strebe montiert sein, welche sowohl die Umlenkrollen über der
Kabine als auch die Umlenkrollen unter der Kabine trägt. Diese
Strebe kann an der Oberseite der Kabine, an der Seite der Kabine
oder unter der Kabine, an dem Kabinenrahmen oder an einem anderen
geeigneten Platz der Kabinenstruktur befestigt sein. Die Umlenkrollen
können
auch separat an geeigneten Stellen an der Kabine oder in dem Schacht
festgelegt sein.
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2 zeigt
eine Schemazeichnung, die einen anderen Treibscheibenaufzug der
Erfindung zeigt. In diesem Aufzug gehen die Seile von der Maschine
nach oben. Dieser Aufzugtyp wird allgemein als Treibscheibenaufzug
mit unten liegender Maschine bezeichnet. Die Aufzugkabine 201 ist
an dem Hebeseil 203 des Aufzugs aufgehängt. Die Aufzugantriebsmaschineneinheit 210 ist
in dem Aufzugschacht montiert, vorzugsweise im unteren Teil des
Schachts. Die Aufzugkabine 201 bewegt sich in dem Aufzugschacht
entlang von Aufzugführungsschienen 202, die
diese führen.
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In 2 laufen
die Hebeseile wie folgt. Ein Ende der Seile ist befestigt an einer
Verankerung 216 im oberen Teil des Schachts. Von dort laufen
sie nach unten zu einer Umlenkrolle 213, von wo aus die
Seile weiter nach oben zu einer ersten Umlenkrolle 215 laufen,
die im oberen Teil des Schachts angeordnet ist. Von der Umlenkrolle 215 laufen
sie zu einer Umlenkrolle 214 an der Aufzugkabine 201,
von wo sie zu einer Umlenkrolle 219 im oberen Teil des
Schachts zurücklaufen.
Von der Umlenkrolle 219 laufen die Hebeseile weiter zu
der Treibscheibe 211, die von der Antriebsmaschine 210 angetrieben
wird. Von der Treibscheibe laufen die Seile wiederum nach oben zu einer
Umlenkrolle 204, die unter der Kabine angeordnet ist, und
nachdem sie darum herum gelaufen sind, laufen die Hebeseile über eine
Umlenkrolle 220, die in dem unteren Teil des Aufzugschachts
montiert ist, zurück
zu einer zwei ten Umlenkrolle 205 unter der Kabine, von
wo aus die Seile weiter zu einer Verankerung 209 im unteren
Teil des Aufzugschachts laufen, wo das andere Ende der Hebeseile
befestigt ist. Ein Seilspannelement 208 ist ebenfalls an
der unteren Seilverankerung vorgesehen. Der in 2 gezeigte
Aufzug ist ein Treibscheibenaufzug mit unten liegender Maschine,
bei welchem das Aufhängungsverhältnis sowohl über als
auch unter der Kabine 4:1 beträgt.
Zusätzlich
wird über
und unter der Aufzugkabine ein kleinerer Schachtraum benötigt, weil
die Seilrollen, die als Umlenkrollen verwendet werden, kleine Durchmesser
haben, verglichen mit früheren Lösungen in
Abhängigkeit
davon, wie die Seilrollen an der Aufzugkabine und/oder an dem Rahmen
der Aufzugkabine montiert sind.
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3 zeigt
eine Schemazeichnung der Struktur eines Aufzugs gemäß der Erfindung.
Der Aufzug ist vorzugsweise ein Aufzug ohne Maschinenraum mit einer
Antriebsmaschine 310, die in dem Aufzugschacht angeordnet
ist. Der in 3 gezeigte Aufzug ist ein Treibscheibenaufzug
mit oben liegender Maschine, bei welchem das Aufhängungsverhältnis über und
unter der Aufzugkabine 6:1 beträgt.
Der Verlauf der Hebeseile 303 des Aufzugs ist wie folgt. Ein
Ende der Seile 303 ist unbeweglich an einer Verankerung 316 im
oberen Teil des Schachts befestigt, von wo aus die Seile nach unten
zu einer Umlenkrolle 315 laufen, der an einer Seite der
Aufzugkabine montiert ist. Von da aus laufen die Seile weiter zu
dem oberen Teil des Aufzugschachts, laufen um eine Umlenkrolle 320 herum,
von wo aus die Seile 303 weiter nach unten zu einer Umlenkrolle 314 laufen,
von welcher aus sie nach unten zu einer Umlenkrolle 313 zurücklaufen. Über die
Seilnuten der Umlenkrolle 313 laufen die Hebeseile weiter
nach oben zu der Treibscheibe 311 der Antriebsmaschine 310,
laufen um die Treibscheibe entlang von Seilnuten in der Scheibe
herum. Von der Treibscheibe 311 laufen die Seile 303 weiter
nach unten zu einer Umlenkrolle 322, um diese herum entlang
den Seilnuten der Umlenkrolle und kehren wieder nach oben zu der
Treibscheibe 311 zurück, über welche
die Seile in den Seilnuten der Treibscheibe laufen. Von der Treibscheibe 311 laufen
die Seile 303 weiter nach unten über die Seilnuten der Umlenkrolle 322 zu
einer Umlenkrolle 307, die in dem unteren Teil des Aufzugschachts
angeordnet ist. Von dort aus laufen sie weiter zu der Aufzugkabine 301,
die sich entlang von Kabinenführungsschienen 302 des
Aufzugs bewegt und zu einer Umlenkrolle 306, die an deren
Unterkante montiert ist. Die Seile verlaufen zwischen den Umlenkrollen 318, 319 im
unteren Teil des Aufzugschachts und den Umlenkrollen 306, 305, 304 in
dem unteren Teil der Aufzugkabine, sooft wie es notwendig ist, um
das gleiche Aufhängungsverhältnis für den oberhalb
der Aufzugkabine befindlichen Abschnitt und den unterhalb der Aufzugkabine
befindlichen Abschnitt zu erzielen. Danach laufen die Seile nach
unten zu einem Verankerungselement 308, z.B. einem Gewicht,
welches als Seilspannelement fungiert, das frei an dem anderen Ende
des Seils hängt.
In dem in der Figur gezeigten Fall sind die Hebemaschine und die
Umlenkrollen vorzugsweise alle an ein und der gleichen Seite der Aufzugkabine
angeordnet. Diese Lösung
ist insbesondere vorteilhaft im Fall eines Rucksacktypaufzugs, bei
welchem die oben genannten Komponenten alle hinter der Aufzugkabine
angeordnet sind, in dem Raum zwischen der Rückwand der Aufzugkabine und
der Rückwand
des Schachts. In einer Rucksacklösung
wie dieser sind die Aufzugführungsschienen 302 vorzugsweise
in dem vordersten Teil der Aufzugkabine an den Seiten der Aufzugkabine und/oder
des Aufzugkabinenrahmens angeordnet. Die Seilanordnung zwischen
der Treibscheibe 311 und der Umlenkrolle 322 wird
als doppelt umschlungene Aufhängung
bezeichnet, bei welcher die Hebeseile um die Treibscheibe zwei und/oder
mehrere Male geschlungen sind. Auf diese Weise kann der Kontaktwinkel
in zwei oder mehreren Schritten erhöht werden. Z.B. beträgt der Kontaktwinkel
zwischen der Treibscheibe 311 und den Hebeseilen 303 in
dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel 180° plus 180°, d.h. 360°. Die in
der Figur gezeigte doppelt umschlungene Aufhängung kann auch auf andere Weise
erzielt werden, z.B. indem die Umlenkrolle an der Seite der Treibscheibe
angeordnet wird, in welchem Fall die Hebeseile zweimal um die Treibscheibe
laufen, ein Kontaktwinkel von 180° plus
90° ist gleich
270° erzielt
wird, oder indem die Treibscheibe an einer anderen geeigneten Stelle
angeordnet wird. Eine bevorzugte Lösung besteht darin, die Treibscheibe 311 und
die Umlenkrolle 322 derart anzuordnen, dass die Umlenkrolle 322 auch
als Führung
der Hebeseile 303 und als Dämpferrad fungiert. Eine andere
vorteilhafte Lösung
besteht darin, eine komplette Einheit zu bilden, die sowohl eine
Aufzugantriebsmaschine mit einer Treibscheibe und eine oder mehrere
Umlenkrollen mit Lagern in einem korrekten Betriebswinkel relativ
zur Treibscheibe zur Erhöhung des
Kontaktwinkels enthält.
Der Kontaktwinkel wird festgelegt durch die Aufhängung, die zwischen der Treibscheibe
und der Umlenkrolle/Umlenkrollen verwendet wird, welche die Art
und Weise definiert, auf welche die gegenseitigen Positionen und
Winkel zwischen der Treibscheibe und der Umlenkrolle/mlenkrollen
relativ zueinander in der Einheit festgelegt sind. Diese Einheit
kann am Ort als einstückiges
Aggregat in gleicher Weise wie eine Antriebsmaschine montiert werden.
Die Antriebsmaschine kann an einer Wand des Aufzugschachts, an der
Decke, an einer Führungsschiene
oder Führungsschienen
oder an einer anderen Struktur wie z.B. einer Strebe oder einem Rahmen
befestigt werden. Bei der doppelt umschlingenden Aufhängung, wenn
die Umlenkrolle eine in etwa gleiche Größe wie die Treibscheibe hat,
kann die Umlenkrolle auch als Dämpferrad
fungieren. In diesem Fall werden die Seile, die von der Treibscheibe
zu dem Gegengewicht und zu der Aufzugkabine laufen, über Seilnuten
der Umlenkrolle geführt
und die Seilauslenkung, die durch die Umlenkrolle verursacht wird,
ist sehr gering. Es kann gesagt werden, dass die Seile, die von
der Treibscheibe kommen, die Umlenkrolle nur tangential berühren. Ein
derartiger tangentialer Kontakt dient als ein Lösungskonzept, welches die Vibrationen
der abgehenden Seile dämpft
und es kann auch in anderen Aufhängungslösungen verwendet
werden.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung der Struktur eines vierten erfindungsgemäßen Aufzugs.
Der Aufzug ist vorzugsweise ein Aufzug ohne Maschinenraum mit einer
Antriebsmaschine 410, die in dem Aufzugschacht angeordnet
ist. Der in 4 gezeigte Aufzug ist ein Treibscheibenaufzug
mit oben liegender Maschine und einem Aufhängungsverhältnis von 7:1 über und
unter der Aufzugkabine, was eine sehr vorteilhafte Realisierung
der Erfindung mit Bezug auf das Aufhängungsverhältnis darstellt. Der Verlauf
der Hebeseile ist im Wesentlichen ähnlich dem von 3,
jedoch ist in dieser Figur der Startpunkt der Hebeseile 403 an
der Aufzugkabine 401 angeordnet, an welcher das Seil im
Wesentlichen unbewegbar festgelegt ist. Mit dieser Anordnung wird
ein ungerades Aufhängungsverhältnis für den Bereich über der
Aufzugkabine erzielt. Ein weiterer Unterschied gegenüber 3 besteht
darin, dass die Anzahl der Umlenkrollen, die in dem oberen Teil des
Aufzugschachts angeordnet sind, größer ist als die in 3.
Der Verlauf der Seile der Hebemaschine 410 folgt dem gleichen
Prinzip, wie in 3. Von der Hebemaschine 410 laufen
die Hebeseile zwischen den Umlenkrollen 407, 418, 419, 423 im
unteren Teil des Aufzugschachts und den Umlenkrollen 406, 405, 404,
die unter der Aufzugkabine montiert sind, nach dem gleichen Prinzip
wie in 3. In dem Abschnitt unter der Aufzugkabine wird
das gleiche Aufhängungsverhältnis, d.h.
ein ungerades Aufhängungsverhältnis von
7:1 erzielt, indem die Seile an einer Verankerung 425 an
der Aufzugkabine 401 befestigt werden. An diesem Befestigungspunkt
ist auch ein Seilspannungselement angeordnet. In 4 besteht auch
ein Unterschied gegenüber 3 in
Bezug auf die Seilaufhängung
zwischen der Treibscheibe 411 und der Umlenkrolle 422.
Die Aufhängungsanordnung,
die in 4 gezeigt wird, kann auch X-Wrap (XW)-Aufhängung genannt
werden. Früher
bekannte Konzepte sind die Double Wrap (DW)-Aufhängung, Single Wrap (SW)-Aufhängung und
Extended Single Wrap (ESW)-Aufhängung.
Bei einer X-Wrap (x-förmigen
Umschlingungs)-Aufhängung
werden die Seile dazu gebracht, die Treibscheibe 411 mit
einem großen
Kontaktwinkel zu umschlingen. Als Beispiel wird in dem in 4 präsentierten
Fall ein Kontaktwinkel über
180°, um
die 270° zwischen
der Treibscheibe 411 und den Hebeseilen erzielt. Eine X
Wrap- Aufhängung, die
in der Figur gezeigt ist, kann auch auf andere Weise erzielt werden,
z.B. indem zwei Umlenkrollen in geeigneten Positionen nahe der Antriebsmaschine
angeordnet werden. In 4 ist die Umlenkrolle 422 an
ihrer Stelle gehalten, in einem Winkel relativ zur Treibscheibe 807,
so dass die Seile in einer an sich bekannten Weise kreuzweise verlaufen,
so dass die Seile nicht beschädigt
werden. In dieser Figur ist der Verlauf der Hebeseile von der Umlenkrolle 413 so
angeordnet, dass die Seile über
die Seilnuten der Umlenkrolle 422 zu der Treibscheibe 411 der
Antriebsmaschine 410 laufen, und um diese entlang der Treibscheibenseilnuten
gewickelt sind. Von der Treibscheibe 411 laufen die Seile 403 weiter
nach unten, passieren kreuzweise die nach oben gehenden Seile und
laufen weiter nach unten über
die Seilnuten der Umlenkrolle zu der Umlenkrolle 407.
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5 zeigt
ein Diagramm, das die Struktur eines erfindungsgemäßen Aufzugs
darlegt. Der Aufzug ist vorzugsweise ein Aufzug ohne Maschinenraum
mit einer Antriebsmaschine 510, die in dem Aufzugschacht
angeordnet ist. Der in der Figur gezeigte Aufzug ist ein Treibscheibenaufzug
mit einer oben liegender Maschine und mit einem Aufhängungsverhältnis von
9:1, sowohl über
als auch unter der Aufzugkabine. Die Hebeseile 503 des
Aufzugs verlaufen wie folgt: Ein Ende der Seile ist im Wesentlichen
unbewegbar, relativ zur Aufzugkabine an einem Befestigungspunkt 530 befestigt,
so dass es sich mit der Aufzugkabine bewegt, von wo aus die Seile
nach oben zu einer Umlenkrolle 525 im oberen Teil des Schachts
laufen, von welcher Rolle sie sich weiter in der oben beschriebenen
Weise zwischen den Umlenkrollen 525, 513, 524, 514, 520, 515, 521, 526 bewegen
und von welchen Umlenkrollen die Seile 503 weiter zu der
Treibscheibe 511 der Antriebsmaschine 510 laufen
und dort entlang der Seilnuten der Treibscheibe verlaufen. Von der
Treibscheibe 511 laufen die Hebeseile 503 weiter
nach unten, passieren kreuzweise die nach oben laufenden Seile in Richtung
auf die Umlenkrolle 522, laufen um diese entlang der Seilnuten
in der Umlenkrolle 522 herum. Von der Umlenkrolle 522 laufen
die Seile 503 weiter nach unten zu einer Umlenkrolle 528 im
unteren Teil des Aufzugschachts. Die Seile laufen dann von der Umlenkrolle 528 nach
oben zwischen den Umlenkrollen 504, 505, 506, 507 in
dem unteren Teil der Aufzugkabine und den Umlenkrollen 528, 527, 526, 519, 518 im
unteren Teil des Aufzugschachts in der in Verbindung mit den vorherigen
Figuren beschriebenen Weise. In 5 wird unter
der Aufzugkabine ein ungerades Aufhängungsverhältnis erzielt, indem die Hebeseile
im Wesentlichen unbewegbar relativ zur Aufzugkabine an dem Befestigungspunkt 531 befestigt
sind, an welchem Befestigungspunkt ebenfalls ein Montagelement befestigt
ist. Die zwischen der Treibscheibe 511 und der Umlenkrolle 522 verwendete
Seilanordnung wird Extended Single Wrap-Aufhängung genannt. Bei einem Extended
Single Wrap-Seilverlauf werden die Hebeseile dazu veranlasst, die
Treibscheibe durch Verwendung einer Umlenkrolle mit einem größeren Kontaktwinkel
zu umlaufen. Z.B. beträgt
in dem in 5 dargestellten Fall der Kontaktwinkel
zwischen der Treibscheibe 511 und den Hebeseilen 503 deutlich über 180°, d.h. um die
270°. Der
Extended Single Wrap-Seilverlauf, wie er in 5 dargestellt
ist, kann auch auf andere Weise realisiert werden, z.B. indem die
Treibscheibe und die Umlenkrolle in unterschiedlicher Weise relativ
zueinander angeordnet werden, z.B. genau umgekehrt relativ zueinander
als es in 5 dargestellt ist. Die Umlenkrolle 522 ist
an ihrer Stelle in einem Winkel relativ zur Treibscheibe 511 angeordnet,
so dass die Seile kreuzweise in einer an sich bekannten Weise einander
passieren, so dass die Seile nicht beschädigt werden.
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6 zeigt
eine teilgeschnittene Ansicht einer Seilscheibe 600, die
die Erfindung anwendet. Die Seilnuten 601 befinden sich
unter einer Beschichtung 602 an dem Umfang 606 der
Seilscheibe. In der Nabe der Seilrolle ist ein Raum 603 für ein Lager
vorgesehen, welches verwendet wird, um die Seilrolle zu montieren.
Die Seilrolle ist ebenfalls mit Löchern 605 für Bolzen
versehen, die es erlauben, dass die Seilrolle mit ihrer Seite an
einer Verankerung in der Hebemaschine 10 festgelegt wird,
z.B. an einem rotierenden Flansch, um so eine Treibscheibe 11 zu
bilden, so dass keine weiteren Lager neben der Hebemaschine benötigt werden.
Das Beschichtungsmaterial, welches auf der Treibscheibe und den
Seilscheiben benutzt wird, kann aus Gummi, Polyurethan oder einem
entsprechenden elastischen Material bestehen, welches die Friktion
erhöht.
Das Material der Treibscheibe und/oder Seilscheiben kann auch so gewählt werden,
dass es zusammen mit dem verwendeten Hebeseil eine Materialpaarung
bildet, so dass das Hebeseil fest in die Rolle greifen wird, nachdem
die Beschichtung auf der Rolle abgenutzt ist. Dies sichert einen
ausreichenden Griff zwischen der Seilscheibe 600 und dem
Hebeseil 3 in einem Notfall, wenn die Beschichtung 602 der
Seilscheibe 600 abgenutzt ist. Dieses Merkmal erlaubt es
dem Aufzug, seine Funktionalität
und Betriebszuverlässigkeit
in der oben genannten Situation beizubehalten. Die Treibscheibe
und/oder Seilscheiben können
auch derart hergestellt werden, dass lediglich der Umfang 606 der
Seilscheibe 600 aus einem Material besteht, das eine den
Griff erhöhende
Materialpaarung mit dem Hebeseil 3 bildet. Die Verwendung
von festen Hebeseilen, die beträchtlich
dünner
als die normalen sind, erlaubt es, dass die Treibscheibe und die
Seilrollen mit beträchtlich
kleineren Dimensionen hergestellt werden können, als wenn normal dicke
Seile verwendet werden. Dies ermöglicht
es auch, einen Motor mit einer geringeren Größe und einem geringeren Drehmoment
als Antriebsmotor des Aufzugs zu verwenden, was zu einer Reduktion
in den Anschaffungskosten des Motors führt. Z.B. ist der Treibscheibendurchmesser
in einem erfindungsgemäßen Aufzug,
der für
eine Nominallast unter 1.000 kg konzipiert ist, vorzugsweise 120–200 mm,
kann jedoch auch geringer sein. Der Treibscheibendurchmesser hängt von
der Dicke der verwendeten Hebeseile ab. In dem Aufzug der Erfindung
ermöglicht
es die Verwendung von kleinen Treibscheiben, z.B. in dem Fall von
Aufzügen
für eine
Nominallast unter 1.000 kg, ein Maschinengewicht zu erreichen, was
so gering wie die Hälfte
des Gewichts der derzeit verwendeten Maschinen beträgt, was
bedeutet, dass Aufzugmaschinen mit einem Gewicht von 100–150 kg
oder sogar weniger produziert werden können. In der Erfindung wird
der Begriff Maschine so verstanden, dass er zumindest die Treibscheibe,
den Motor, die Maschinengehäusestrukturen
und die Bremsen umfasst. Der Treibscheibendurchmesser hängt von
der Dicke der verwendeten Hebeseile ab. Konventionell wird ein Durchmesserverhältnis D/d
= 40 oder höher
verwendet, wobei D der Treibscheibendurchmesser und d die Dicke
der Hebeseile ist. Auf Kosten der Abnutzungsresistenz des Seils
kann dieses Verhältnis
ein klein wenig reduziert werden. Alternativ kann ohne Beeinträchtigung
der Lebensdauer der Seile das D/d-Verhältnis reduziert werden, wenn
gleichzeitig die Anzahl von Seilen erhöht wird, in welchem Fall die
Belastung pro Seil geringer wird. Solch ein D/d-Verhältnis unter
40 kann z.B. ein D/d-Verhältnis von
ungefähr
30 oder weniger betragen, z.B. D/d = 25. Oft führt eine Reduzierung des D/d-Verhältnisses beträchtlich
unter 30 zu einer starken Beeinträchtigung der Nutzungsdauer
des Seils, obwohl dies kompensiert werden kann durch Verwendung
von Seilen mit einer Spezialstruktur. Die Erzielung eines D/d-Verhältnisses
unter 20 ist praktisch sehr schwierig, jedoch kann es erzielt werden
durch Verwendung eines Seils, das speziell für diesen Zweck konzipiert ist,
obwohl ein derartiges Seil höchstwahrscheinlich sehr
teuer sein wird.
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Das
Gewicht der Aufzugmaschine und seiner Tragelemente, die verwendet
werden, um die Maschine im Aufzugschacht an ihrer Stelle zu halten, beträgt höchstens
1/5 der Nominallast. Wenn die Maschine ausschließlich oder nahezu ausschließlich von
ein oder mehreren Aufzugführungsschienen
getragen wird, dann kann das Gesamtgewicht der Maschine und seiner
Tragelemente weniger als ungefähr
1/6 oder sogar weniger als 1/8 der Nominallast betragen. Die Nominallast
eines Aufzugs bedeutet die Last, die festgelegt wird für Aufzüge einer
bestimmten Größe. Die
Tragelemente der Aufzugmaschine können z.B. einen Träger, eine
Stütze
oder Stützklammern
umfassen, die verwendet werden, um die Maschine an/von einer Wandstruktur
oder Decke des Aufzugschachts oder an den Aufzugführungsschienen
oder Klemmen zu montieren oder aufzuhängen, die verwendet werden,
um die Maschine an den Seiten der Aufzugführungsschienen zu befestigen.
Es ist leicht, einen Aufzug zu erzielen, bei dem das Maschinentotgewicht
ohne die Stützelemente unterhalb
1/7 der Nominallast oder sogar um 1/10 der Nominallast oder sogar
weniger beträgt.
Als ein Beispiel eines Maschinengewichts im Fall eines Aufzugs einer
gegebenen Nominallast von 630 kg kann das kombinierte Gewicht der
Maschine und seiner Tragelemente lediglich 75 kg betragen, wenn
der Treibscheibendurchmesser 160 mm beträgt und Hebeseile mit einen
Durchmesser von 4 mm verwendet werden, mit anderen Worten, das Gesamtgewicht
der Maschine und seiner Tragelemente ist ungefähr 1/8 der Nominallast des
Aufzugs. Bei einem anderen Beispiel beträgt mit dem gleichen 160 mm-Treibscheibendurchmesser
und den gleichen 4 mm-Hebeseilen im Fall eines Aufzugs mit einer
Nominallast von 1.000 kg das Gesamtgewicht der Maschine und seiner
Tragelemente um die 150 kg, so dass in diesem Fall die Maschine
und seine Stützelemente
ein Gesamtgewicht von ungefähr
1/6 der Nominallast haben. Als ein drittes Beispiel beträgt in einem
Aufzug, der für eine
Nominallast 1.600 kg konzipiert ist und der einen Treibscheibendurchmesser
von 240 mm und ein Hebeseildurchmesser von 6 mm hat, das Gesamtgewicht
der Maschine und seiner Tragelemente um die 300 kg, mit anderen
Worten, das Gesamtgewicht der Maschine und seiner Tragelemente ist
etwa 1/7 der Nominallast. Indem die Anordnung der Hebeseilaufhängung variiert
wird, ist es möglich,
noch ein geringeres Gesamtgewicht der Maschine und seiner Tragelemente
zu erzielen. Z.B., wenn ein 4:1-Aufhängungsverhältnis, ein
160 mm-Treibscheibendurchmesser und ein 4 mm-Hebeseildurchmesser verwendet werden
in einem Aufzug, der für
eine Nominallast von 500 kg konzipiert ist, kann ein Gesamtgewicht der
Hebemaschine und seiner Tragelemente von ungefähr 50 kg erzielt werden. In
diesem Fall ist das Gesamtgewicht der Maschine und seiner Tragelemente
so gering wie lediglich 1/10 der Nominallast. Wenn die Größe der Treibscheibe
wesentlich reduziert wird und ein höheres Aufhängungsverhältnis verwendet wird, fällt das
Drehmomenterfordernis des Motors zu einem Teil verglichen mit der
Ausgangssituation. Z.B. wenn anstelle einer 2:1-Aufhängung eine
4:1-Aufhängung
verwendet wird und statt einem Treibscheibendurchmesser von 400
mm eine 160 mm-Treibscheibe verwendet wird, dann fällt, wenn erhöhte Verluste
unberücksichtigt
bleiben, das Drehmomenterfordernis auf 1/5. Somit kann auch die
Maschinengröße beträchtlich
reduziert werden.
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7 zeigt
ein Lösungskonzept,
bei welchem die Seilnut 701 sich in einer Beschichtung 702 befindet,
welche an den Seiten der Seilnut dünner als an deren Boden ist.
In einem derartigen Lösungskonzept
ist die Beschichtung in einer Basisnut 720 angeordnet,
die in der Treibscheibe 700 vorgesehen ist, so dass Deformationen,
die durch den Seildruck auf die Beschichtung ausgeübt werden,
gering sind und in erster Linie begrenzt auf das Einsinken der Seiloberfläche und
die Beschichtung. Ein derartiges Lösungskonzept bedeutet in der
Praxis oft, dass die Seilscheibenbeschichtung aus mehreren Seilnuten
spezifischen Unterbeschichtungen besteht, die separat von einander
vorgesehen sind. Es kann jedoch unter Berücksichtigung von Herstellungs-
oder anderen Aspekten vorteilhaft sein, die Beschichtung der Treibscheibe
so zu konzipieren, dass sie sich kontinuierlich über eine Anzahl von Nuten erstreckt.
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Indem
die Beschichtung an den Seiten der Nut dünner als an ihrem Boden gemacht
wird, wird die Spannung, die durch das Seil auf den Boden der Seilnut
ausgeübt
wird, während
es in die Nut hinein sinkt, vermieden oder zumindest reduziert.
Weil der Druck nicht lateral abgeleitet werden kann, sondern durch
den kombinierten Effekt der Form der Basisnut 720 und der
Dickenvariation der Beschichtung 702 das Seil der Seilnut 701 stützt, werden
geringere maximale Oberflächendrücke, die
auf das Seil und die Beschichtung wirken, erzielt. Ein Verfahren
zur Herstellung einer genuteten Beschichtung 702 wie dieser
besteht darin, die mit rundem Boden versehene Basisnut 720 mit
einem Beschichtungsmaterial zu füllen
und dann eine halbrunde Seilnut 701 in diesem Beschichtungsmaterial
in der Basisnut auszuformen. Die Form der Seilnuten wird hierbei
gut unterstützt und
die Last aufnehmende Lage unter dem Seil bietet einen besseren Widerstand
gegen eine seitliche Weiterleitung des Kompressionsdrucks, der durch
die Seile aufgebracht wird. Das laterale Aufspreizen oder ihr Einstellen
der Beschichtung, das durch den Druck verursacht wird, wird durch
die Dicke und Elastizität der
Beschichtung weitergeleitet und reduziert durch die Härte und
evtl. Bewehrungen in der Beschichtung. Die Beschichtungsdicke an
dem Boden der Seilnut kann größer gemacht
werden, sogar halb so groß wie
die Seildicke, in welchem Fall eine harte und unelastische Beschichtung
benötigt
wird. Andererseits, wenn eine Beschichtungsdicke von nur ungefähr 1/10
der Seildicke verwendet wird, dann kann das Beschichtungsmaterial
deutlich weicher sein. Ein Aufzug für acht Personen kann implementiert
werden unter Verwendung einer Beschichtungsdicke an dem Boden der
Nut gleich einem 1/5 der Seildicke, wenn die Seile und die Seillast
entsprechend ausgewählt werden.
Die Beschichtungsdicke sollte zumindest das 2- bis 3-fache der Tiefe
der Seiloberflächentextur betragen,
die durch die Oberflächendrähte des
Seils gebildet wird. Solch eine sehr dünne Beschichtung, die eine
Dicke von sogar weniger als der Dicke der Oberflächendrähte des Hebeseils hat, wird
jedoch nicht notwendigerweise die aufgebrachte Belastung aushalten.
In der Praxis muss die Beschichtung eine Dicke haben, die größer als
diese minimale Dicke ist, weil die Beschichtung auch Variationen
der Seiloberfläche
aufnehmen muss, die rauer als die Oberflächentextur sind. Ein derartiger
rauerer Bereich wird geformt z.B. wenn die Pegelunterschiede zwischen den
Seilbündeln
größer sind
als zwischen den Drähten.
In der Praxis beträgt
eine minimale Beschichtungsdicke ungefähr das 1- bis 3-fache der Dicke
der Oberflächendrähte. In
dem Fall der in Aufzügen
normalerweise verwendeten Seile, welche konzipiert sind für einen
Kontakt mit einer metallischen Seilnut und welche eine Dicke von
8 bis 10 nun haben, führt diese
Dickendefinition zu einer Beschichtung von zumindest 1 mm. Weil
eine Beschichtung auf der Treibscheibe, die mehr Seilabnutzung als
andere Seilscheiben des Aufzugs erzeugt, die Seilabnutzung und damit
auch die Notwendigkeit reduziert, das Seil mit dicken Oberflächendrähten zu
versehen, kann das Seil glatter gemacht werden. Die Seilglattheit kann
natürlich
verbessert werden durch Beschichtung des Seils mit einem Material,
das für
diesen Zweck geeignet ist, wie z.B. Polyurethan oder dergleichen.
Die Verwendung von dünnen
Drähten
erlaubt es, dass das Seil selbst dünner gemacht werden kann, weil
Stahldrähte
aus einem stärkeren
Material als dickere Drähte
hergestellt werden können. Z.B.
kann unter Verwendung von 0,2 mm-Drähten ein 4 mm starkes Aufzughebeseil
mit vergleichsweise guten Eigenschaften hergestellt werden. In Abhängigkeit
von dem verwendeten Hebeseil und/oder anderen Faktoren können die
Drähte
in dem Stahldrahtseil vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,15 mm und 0,5
mm aufweisen, in welchem Bereich leicht erhältliche Stahldrähte mit
guten Festigkeitseigenschaften zu erhalten sind, bei welchen selbst
ein einzelner Draht eine ausreichende Abnutzungsresistenz und eine
ausreichend geringe Anfälligkeit
gegen Schaden aufweist. Oben wurden Seile diskutiert, die aus runden
Stahldrähten
hergestellt werden. Unter Anwendung der gleichen Prinzipien können die
Seile ganz oder teilweise aus Drähten
mit nicht rundem Profil hergestellt werden. In diesem Fall sind
die Querschnittsflächen
der Drähte
vorzugsweise die Gleichen wie für
runde Drähte,
d.h. im Bereich von 0,015 mm2 bis 0,2 mm2. Durch Verwendung von Drähten in
diesem Stärkenbereich
ist es leicht Stahldrahtseile herzustellen mit einer Drahtstärke von
ungefähr
2000 N/mm2 und einem Drahtquerschnitt von 0,015
mm2 bis 0,2 mm2 und
die einen großen
Querschnittsbereich von Stahlmaterial relativ zur Querschnittsfläche des
Seils aufweisen, wie es erzielt wird z.B. durch Verwendung der Warrington
Konstruktion. Für
die Realisierung der Erfindung haben besonders gut geeignete Seile
eine Drahtstärke
im Bereich von 2.300 N/mm2 bis 2.700 N/mm2, weil derartige Seile eine sehr große Lastaufnahmekapazität in Relation zur
Seildicke haben, während
die hohe Härte
der festen Drähte
keine wesentlichen Schwierigkeiten bei der Verwendung der Seile
in Aufzügen
mit sich bringt. Eine Treibscheibenbeschichtung, die sehr gut für ein derartiges
Seil geeignet ist, liegt deutlich unter 1 mm Dicke. Jedoch sollte
die Beschichtung dick genug sein, um sicherzustellen, dass sie nicht
leicht weggekratzt oder perforiert werden kann, z.B. durch ein zufälliges Sandkorn
oder ähnliche
Partikel, die zwischen die Seilnut und das Hebeseil geraten. Somit würde eine
gewünschte
minimale Beschichtungsdicke, auch wenn dünndrahtige Hebeseile verwendet werden,
um die 0,5 bis 1 mm betragen. Für
Hebeseile mit dünnen
Oberflächendrähten und
einer andererseits relativ glatten Oberfläche ist eine Beschichtung mit
einer Dicke der Form A+Bcosa gut geeignet. Jedoch ist eine derartige
Beschichtung auch anwendbar auf Seile, deren Oberflächenbündel die
Seilnut in einem Abstand von einander treffen, weil, wenn das Beschichtungsmaterial
ausreichend hart ist, jedes Bündel,
das auf die Seilscheibe auftrifft, in einer gewissen Weise separat
getragen wird und die Trag- oder Stützkraft die Gleiche ist und/oder
wie gewünscht.
In der Formel A+Bcosa sind A und B Konstanten, so dass A+B die Beschichtungsdicke
an dem Boden der Seilnut 701 beträgt und der Winkel a die Winkeldistanz
von dem Boden der Seilnut betrifft, gemessen von dem Zentrum der
Kurve des Seilnutquerschnitts aus. Die Konstante A ist größer oder gleich
Null und die Konstante B ist immer größer als Null. Die Dicke der
Beschichtung wird in Richtung auf die Kanten dünner und kann auch definiert
werden in anderer Weise als durch die Verwendung der Formel A+Bcosa,
so dass die Elastizität
in Richtung auf die Kanten der Seilnut abnimmt. Die Elastizität im zentralen
Teil der Seilnut kann auch erhöht
werden, indem eine unterschnittene Seilnut verwendet wird und/oder durch
Hinzufügen
eines Abschnitts aus unterschiedlichem Material spezieller Elastizität zu der
Beschichtung am Boden der Nut, wobei die Elastizität zusätzlich zur
Erhöhung
der Materialdicke durch die Verwendung eines Materials, das weicher
ist als der Rest der Beschichtung vergrößert wird.
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Die 8a, 8b und 8c zeigen
die Querschnitte von Stahldrahtseilen, die in der Erfindung verwendet
werden. Die Seile in diesen Figuren enthalten dünne Stahldrähte 803, eine Beschichtung 802 auf
den Stahldrähten
und/oder teilweise zwischen den Stahldrähten und in 8a eine
Beschichtung 801 über
den Stahldrähten
aufweisen. Das in 8b gezeigte Seil ist ein unbeschichtetes Stahldrahtseil
mit einem gummiähnlichen
Füller
in seiner inneren Struktur. 8a zeigt
ein Stahldrahtseil, das mit einer Beschichtung zusätzlich zum
Füller der
internen Struktur versehen ist. Das in 8c gezeigte
Seil hat einen nicht metallischen Kern 804, der aus einer
festen oder fasrigen Struktur aus Kunststoff, Naturfaser oder irgendeinem
anderen für
diesen Zweck geeigneten Material bestehen kann. Eine fasrige Struktur
ist gut, wenn das Seil geschmiert ist, in welchem Fall das Schmiermittel
in dem Faserkern gespeichert wird. Der Kern agiert damit als eine
Art Schmiermittelspeicher. Die Stahldrahtseile von im Wesentlichen
runden Querschnitt, die in dem Aufzug der Erfindung benutzt werden,
können
beschichtet, unbeschichtet und/oder mit einem gummiartigen Füller versehen
sein, wie z.B. Polyurethan oder einem anderen geeigneten Füller, der
der inneren Struktur des Seils hinzugegeben wird und als eine Art
von Schmiermittel agiert, das das Seil schmiert und auch den Druck
zwischen den Drähten
und Seildrahtbündeln
ausgleicht. Die Verwendung eines Füllers ermöglicht es, ein Seil zu erzielen,
das keine Schmierung benötigt,
so dass seine Oberfläche
trocken sein kann. Die bei den Stahldrahtseilen benutzte Beschichtung
kann aus dem gleichen oder nahezu dem gleichen Material wie der
Füller
bestehen oder aus einem Material, das besser geeignet ist für die Verwendung
als Beschichtung und Eigenschaften hat wie z.B. Friktions- und Abnutzungswiderstandsfähigkeit, die
besser geeignet sind für
diesen Zweck als ein Füller.
Die Beschichtung des Stahldrahtseils kann auch realisiert werden,
indem das Beschichtungsmaterial teilweise in das Seil hineindringt
oder durch die gesamte Dicke des Seils, was dem Seil die gleiche
Eigenschaft wie der oben genannte Füller verleiht. Die Verwendung
von dünnen
und hoch festen Stahldrahtseilen gemäß der Erfindung ist möglich, weil
die Stahldrähte,
die benutzt werden, Drähte
einer besonderen Festigkeit sind, die es ermöglichen, dass die Seile im
Wesentlichen dünn
hergestellt werden, verglichen mit den bislang verwendeten Stahldrahtseilen.
Die Seile, die in den 8a und 8b gezeigt sind,
sind Stahldrahtseile mit einem Durchmesser von ungefähr 4 mm.
Z.B. haben die dünnen
und hoch festen Stahldrahtseile der Erfindung vorzugsweise einen
Durchmesser von ungefähr
2,5–5
mm in Aufzügen
für eine
Nominallast unter 1.000 kg und vorzugsweise um 5–8 mm in Aufzügen für eine Nominallast über 1.000
kg. Prinzipiell ist es möglich,
Seile zu verwenden, die noch dünner
sind, jedoch sind in diesem Fall eine große Anzahl von Seilen erforderlich.
Weiterhin können
durch Erhöhung
des Aufhängungsverhältnisses
dünnere
Seile für
die vergleichbaren Lasten als die oben genannten verwendet werden
und gleichzeitig wird eine kleinere und leichtere Aufzugmaschine
erzielt. In dem Aufzug der Erfindung ist es auch möglich, Seile
zu verwenden mit einem Durchmesser von über 8 mm, falls dies notwendig
ist. In gleicher Weise können
Seile mit einem Durchmesser von unter 3 mm verwendet werden.
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Die 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f und 9g zeigen
einige Abwandlungen der Seilanordnungen gemäß der Erfindung, die zwischen
der Treibscheibe 907 und der Umlenkrolle 915 verwendet
werden können,
um den Kontaktwinkel zwischen den Seilen 903 und der Treibscheibe 907 zu
vergrößern, in
welchen Anordnungen die Seile 903 von der Maschine 906 in
Richtung auf die Aufzugkabine und Umlenkrolle nach unten gehen. Diese
Anordnungen von Seilverläufen
ermöglichen es
den Kontaktwinkel zwischen dem Hebeseil 903 und der Treibscheibe 907 zu
erhöhen.
In der Erfindung betrifft der Kontaktwinkel α die Länge des Kontaktbogens zwischen
der Treibscheibe und dem Hebeseil. Die Größe des Kontaktwinkels α kann ausgedrückt werden
z.B. in Grad, wie es in der Erfindung getan wird, es ist jedoch
auch möglich,
die Größe des Kontaktwinkels
mit anderen Ausdrücken
zu beschreiben, z.B. Bogenmaß oder
dergleichen. Der Kontaktwinkel α wird
detaillierter in 9a beschrieben. In den anderen
Figuren ist der Kontaktwinkel α nicht ausdrücklich angezeigt,
aber kann gesehen werden aus den anderen Figuren ohne weitere spezifische Beschreibung.
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Die
Seilanordnungen, die in den 9a, 9b, 9c gezeigt
sind zeigen einige Abweichungen des oben beschriebenen X Wrap-Umschlingungsverfahrens.
In der in 9a beschriebenen Anordnung kommen
die Seile 903 über
die Umlenkrollen 915, winden sich darum entlang von Seilnuten zur
Treibscheibe 907, über
welche die Seile entlang ihrer Seilnuten laufen, laufen dann zurück zu der
Umlenkrolle 915, passieren kreuzweise im Hinblick auf den
Seilabschnitt der von der Umlenkrolle kommt und fahren in ihrem
Verlauf fort. Die kreuzweise Passage der Seile 903 zwischen
der Umlenkrolle 915 und der Treibscheibe 907 kann
realisiert werden, indem z.B. die Umlenkrolle in einem derartigen
Winkel relativ zur Treibscheibe angeordnet ist, dass die Seile einander in
einer an sich bekannten Weise kreuzen, so dass die Seile 903 nicht
beschädigt
werden. In 9a zeigt der schattierte Bereich
den Kontaktwinkel α zwischen
den Seilen 903 und der Treibscheibe 907. Die Größe des Kontaktwinkels α in dieser
Figur liegt um die 310°.
Die Größe des Durchmessers
der Umlenkrolle kann verwendet werden als Mittel zum Bestimmen der
zwischen der Umlenkrolle 915 und der Treibscheibe 907 vorzusehenden
Distanz der Aufhängung.
Die Größe des Kontaktwinkels
kann variiert werden durch Variieren des Abstandes zwischen der Umlenkrolle 915 und
der Treibscheibe 907. Die Größe des Winkels α kann auch
variiert werden, indem der Durchmesser der Umlenkrolle und/oder
der Durchmesser der Treibscheibe variiert werden und auch, indem
das Verhältnis
zwischen den Durchmessern der Umlenkrolle und der Treibscheibe variiert wird.
Die 9b und 9c zeigen
ein Beispiel für die
Realisierung von einer entsprechenden XW-Seilaufhängungsanordnung
unter Verwendung von zwei Umlenkrollen.
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Die
in den 9d und 9e gezeigten Seilverlaufsanordnung
beschreiben unterschiedliche Abwandlungen des oben beschriebenen
Double Wrap-Seilverlaufs. In der Seilverlaufanordnung in 9d laufen
die Seile über
die Seilnuten einer Umlenkrolle 915 zu der Treib scheibe 907 der
Antriebsmaschine 906, und laufen in den Seilnuten der Treibscheibe.
Von der Treibscheibe 907 laufen die Seile 903 weiter
nach unten zurück
zu der Umlenkrolle 915, sind entlang den Seilnuten der
Umlenkrolle darum gewunden und laufen dann zurück zur Treibscheibe 907, über welche
die Seile in den Seilnuten der Treibscheibe verlaufen. Von der Treibscheibe 907 laufen
die Seile 903 weiter nach unten in den Seilnuten der Umlenkrolle.
In der in der Figur gezeigten Seilverlaufsanordnung werden die Hebeseile dazu
veranlasst, sich zweimal um die Treibscheibe zu wickeln und/oder
sogar mehrere Male. Hierdurch kann der Kontaktwinkel in zwei und/oder
mehreren Schritten erhöht
werden. Z.B. wird in dem in 9d gezeigten
Fall ein Kontaktwinkel von 180° plus
180° zwischen
der Treibscheibe 907 und den Seilen 903 erzielt.
Bei einem Double Wrap-Seilverlauf, wenn die Umlenkrolle 915 in
etwa die gleiche Größe hat wie die
Treibscheibe 907 fungiert die Umlenkrolle 915 auch
als Dämpferrad.
In diesem Fall passieren die Seile, die von der Treibscheibe 907 zu
den Umlenkrollen und der Aufzugkabine gehen, über die Seilnuten der Umlenkrolle 915 und
die Seilauslenkung, die durch die Umlenkrolle verursacht wird, ist
sehr klein. Es könnte
gesagt werden, dass die von der Treibscheibe kommenden Seile nur
die Umlenkrolle tangential berühren.
Ein solcher tangentialer Kontakt dient als Lösung, die die Vibrationen der
abgehenden Seile dämpft
und können
auch in anderen Seilverlaufsanordnungen angewandt werden. In diesem
Fall fungiert die Umlenkrolle 915 auch als Seilführung. Das
Verhältnis
der Durchmesser der Umlenkrolle und der Treibscheibe kann variiert
werden durch Variation der Durchmesser der Umlenkrolle und/oder
Treibscheibe. Dies kann verwendet werden als Mittel zum Definieren
der Größe des Kontaktwinkels
und um diesen auf eine gewünschte
Größe einzustellen. Durch
Verwendung eines DW-Seilverlaufs wird ein Vorwärtsbiegen des Seils 903 erzielt,
was bedeutet, dass beim DW-Seilverlauf das Seil 903 in
die gleiche Richtung auf der Umlenkrolle 915 und auf der
Treibscheibe 907 gebogen wird. Ein DW-Seilverlauf kann auch
auf andere Weise realisiert werden, z.B. auf die in 9e gezeigte
Weise, wo die Umlenkrolle 915 an der Seite der Antriebsmaschine 906 und
der Treibscheibe 907 angeordnet ist. In dieser Seilverlaufsanordnung
verlaufen die Seile 903 in einer Weise entsprechend 9d,
jedoch wird in diesem Fall ein Kontaktwinkel von 180° plus 90°, d.h. 270° erzielt. Bei
einem DW-Seilverlauf werden, wenn die Umlenkrolle 915 an
der Seite der Treibscheibe angeordnet ist, größere Anforderungen an die Lager
und an die Montage der Umlenkrolle gestellt, weil diese einer größeren Belastung
ausgesetzt sind und größeren Belastungskräften als
in der Ausführungsform
in 9d.
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9f zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, die einem Extended Single Wrap (erweiterte einfache
Umschlingung)-Seilverlauf wie oben erwähnt, anwendet. In der in 9f gezeigten
Seilverlaufsanordnung laufen die Seile 903 zu der Treibscheibe 907 der
Antriebsmaschine 906, sind in der Seilnuten der Treibscheibe
um diese gewickelt. Von der Treibscheibe 907 laufen die
Seile 903 weiter nach unten, verlaufen hierbei kreuzweise
relativ zu den nach oben verlaufenden Seilen und weiter zu einer Umlenkrolle 915,
laufen über
diese in Seilnuten der Umlenkrolle 915. Von der Umlenkrolle 915 verlaufen die
Seile 903 weiter. Bei einem Extended Single Wrap-Seilverlauf
werden durch Verwendung einer Umlenkrolle die Hebeseile dazu veranlasst,
um die Treibscheibe in einem größeren Kontaktwinkel
zu laufen als in herkömmlichem
Single Wrap (einfache Umschlingung)-Seilverlauf. Z.B. wird in dem
in den 9f gezeigten Fall ein Kontaktwinkel
von ungefähr 270° zwischen
den Seilen 903 und der Treibscheibe 907 erzielt.
Die Umlenkrolle 915 ist an ihrer Stelle in einem Winkel
gehalten, so dass die Seile kreuzweise in einer an sich bekannten
Weise verlaufen, so dass die Seile nicht beschädigt werden. Mittels des Kontaktwinkels
der unter Verwendung des Extended Single Wrap-Seilverlaufs erzielt
wird, können
Aufzüge gemäß der Erfindung
sehr leichte Aufzugkabinen verwenden. Eine Möglichkeit zur Erhöhung des
Kontaktwinkels ist in 9g gezeigt, wo die Hebeseile nach
dem Umlaufen der Treibscheibe und/oder die Umlenkrolle nicht kreuzweise
relativ zueinander verlaufen. Durch Verwendung einer derartigen
Seilverlaufsanordnung ist es auch möglich, den Kontaktwinkel zwischen
den Hebeseilen 903 und der Treibscheibe 907 der
Antriebsmaschine 906 auf eine Größe wesentlich über 180° zu erhöhen.
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Die 9a,
b, c, d, e, f und g zeigen unterschiedliche Variationen der Seilverlaufsanordnung zwischen
der Treibscheibe und der Umlenkrolle/den Umlenkrollen, bei welchen
die Seile von der Antriebsmaschine in Richtung auf das Gegengewicht
und die Aufzugskabine nach unten laufen. Im Fall einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung
mit unten liegender Maschine können
diese Seilverlaufsanordnungen umgekehrt werden und in einer entsprechenden Weise
implementiert werden, so dass die Seile von der Antriebsmaschine
in Richtung auf die Umlenkrollen und die Aufzugskabine nach oben
laufen.
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10 zeigt
noch eine andere Ausführungsform
der Erfindung, worin die Aufzugantriebsmaschine 1006 zusammen
mit einer Umlenkrolle 1015 und auf der gleichen Montagebasis 1021 in
einer vorgefertigten Einheit 1020 gehalten ist, welche
als solche geeignet ist, einen Teil eines erfindungsgemäßen Aufzugs
zu bilden. Die Einheit 1020 enthält die Aufzugan triebsmaschine 1006,
die Treibscheibe 1007 und eine Umlenkrolle 1015,
die bereits fertig auf der Montagebasis 1021 montiert sind,
wobei die Treibscheibe und die Umlenkrolle vorgefertigt in einem richtigen
Betriebswinkel relativ zueinander angeordnet sind, entsprechend
der zwischen der Treibscheibe 1007 und der Umlenkrolle 1015 verwendeten
Seilverlaufsanordnung. Die Einheit 1020 kann mehr als lediglich
eine Umlenkrolle 1015 enthalten oder sie kann nur die Antriebsmaschine 1006 enthalten,
die an der Montagebasis 1021 befestigt ist. Die Einheit kann
in dem erfindungsgemäßen Aufzug
wie eine Antriebsmaschine befestigt werden, wobei die Montageanordnung
detailliert in Verbindung mit den vorhergehenden Zeichnungen beschrieben
ist. Wenn notwendig, kann die Einheit zusammen mit jeder der oben
beschriebenen Seilverlaufsanordnungen verwendet werden, z.B. mit
den Ausführungen
unter Verwendung von ESW, DV, SW oder XW Seilverlauf. Indem die
oben beschriebene Einheit als Teil des erfindungsgemäßen Aufzugs
vormontiert ist, können beträchtliche
Einsparungen bei den Installationskosten und in der Installationszeit
erzielt werden.
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11 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, in der die Umlenkrolle 1113 des Aufzugs
in einer vorgefertigten Einheit 1114 angeordnet ist, welche
Einheit im oberen Teil und/oder in dem unteren Teil des Schachts
und/oder in der Aufzugkabine angeordnet ist und in welcher Einheit
es möglich
ist, mehrere Umlenkrollen zu befestigen. Mittels dieser Einheit
wird ein schnellerer Seilverlauf erzielt und die Umlenkrollen können kompakt
angeordnet werden, um so in dem gewünschten Platz eine einstückige Struktur
zu bilden. Die Einheit kann mit einer unbegrenzten Anzahl von Umlenkrollen
versehen werden und diese können
in einem gewünschten
Winkel in der Einheit gehalten sein.
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12 zeigt
wie die Seilscheibe 1204, die dazu dient, die Aufzugkabine
und ihre Strukturen zu tragen und die an einer in der Aufzugkabine 1201 tragenden
Struktur enthaltenen horizontalen Strebe 1230 aufgehängt ist,
in Relation zu der Strebe 1230 angeordnet ist. Die in der
Figur gezeigte Seilscheibe 1204 kann eine Höhe haben,
die gleich oder geringer als die in der Struktur enthaltenen Strebe 1230 ist. Die
Strebe 1230, die die Aufzugkabine 1201 trägt, kann
entweder unter oder über
der Aufzugkabine angeordnet sein. Die Seilrolle 1204 kann
komplett oder zumindest teilweise innerhalb der Strebe 1230 angeordnet
sein, wie es in der Figur gezeigt ist. Die Aufzughebeseile 1203 in
dieser Figur verlaufen wie folgt. Die Hebeseile 1203 kommen
zu der beschichteten Seilscheibe 1204, die an der Strebe 1230 in
der Struktur zur Unterstützung
der Aufzugkabine 1201 angeordnet ist, von wo aus die Hebeseile
weiter in Seilnuten der Seilscheibe laufen, geschützt durch
die Strebe. Die Aufzugkabine 1201 ruht auf der in der Struktur
enthaltenen Strebe 1230 auf dazwischen angeordneten Vibrationsabsorbern 1229.
Die Strebe 1230 fungiert gleichzeitig als Seilführung für das Hebeseil 1203.
Die Strebe 1230 kann ein C-, U-, I-, Z-Träger oder
eine hohle Strebe oder dergleichen sein. Die Strebe 1230 kann
mehrere Seilscheiben tragen, die daran befestigt sind und als Umlenkrollen in
unterschiedlichen Ausführungsformen
der Erfindung dienen.
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13 zeigt
einen Treibscheibenaufzug ohne Gegengewicht gemäß der Erfindung, worin die Aufzugführungsschienen
an einer Seite der Aufzugkabine angeordnet sind. Die Aufzugkabine
ist vorzugsweise in einem Aufzug ohne Maschinenraum angeordnet,
wobei die Antriebsmaschine 1304 in dem Aufzugschacht angeordnet
ist. Der in der Figur gezeigte Aufzug ist ein Treibscheibenaufzug
ohne Gegengewicht und mit oben liegender Maschine, bei welchem sich
die Aufzugkabine 1301 entlang von Führungsschienen 1302 bewegt.
Der in 13 gezeigte Aufzug ist ein seitlich
aufgehängter
Rucksackaufzug, bei welchem die Aufzugkabinenführungsschienen 1302,
die Hebemaschine 1304, Umlenkrollen, der Seilkompensator 1315 und
Hebeseile 1303 an einer Seite der Aufzugkabine 1301 angeordnet sind,
in diesem Fall auf der rechten Seite der Aufzugkabine 1301 gesehen
von der Türöffnung in
Richtung des Aufzugschachts. Diese Anordnung kann auch realisiert
werden auf jeder Seite der Aufzugkabine 1301, z.B. in einer
Rucksacklösung
in dem Raum zwischen der Rückseite
der Aufzugkabine und dem Aufzugschacht. In 13 enthält der Hebeseilkompensator 1315 zwei
miteinander verbundene radähnliche
Körper,
welche vorzugsweise Räder
sind und welche in der 13 dargestellten Ausführungsform an
der Aufzugkabine 1301 befestigt sind. Von den radähnlichen
Körpern
hat das mit dem unteren Seilabschnitt verbundene Rad unter der Aufzugkabine einen
größeren Durchmesser
als das mit dem oberen Seilabschnitt über der Aufzugkabine verbundene Rad.
Das Durchmesserverhältnis
bestimmt die Größe der Spannkraft,
die auf das Hebeseil wirkt, daher die Kompensationskraft der Hebeseilverlängerung und
die Länge
der Seilverlängerung,
die von dem Seilkompensator kompensiert wird. In dieser Lösung bringt
die Verwendung von Rädern
den Vorteil, dass eine derartige Struktur auch sehr große Seilverlängerungen
ausgleicht. Durch Variieren der Größe des Durchmessers der Spannräder ist
es möglich,
die Größe der zu
kompensierenden Seilverlängerung
zu beeinflussen und das Verhältnis
zwischen den Seilkräften,
die auf die Treibscheibe wirken, welches Verhältnis durch die fragliche Anordnung
konstant gehalten werden kann. In dem Fall eines hohen Aufhängungsverhältnisses
oder einer großen
Hebehöhe
ist die Länge
des in dem Aufzug verwendeten Seils groß. In diesem Fall ist es wesentlich
für den
Betrieb und die Sicherheit des Aufzugs, dass eine ausreichende Spannung
in dem Seilabschnitt unter dem Aufzug aufrecht erhalten wird, und
die Größe der zu kompensierenden
Seilverlängerung
groß ist.
Im Falle von ungleichen Seilaufhängungsverhältnissen über und
unter der Aufzugkabine ist die Kompensationseinrichtung 1315 in
Verbindung mit der Aufzugkabine 1301 angeordnet und im
Fall von gleichen Aufhängungsverhältnissen
ist sie im Aufzugschacht oder in einem anderen geeigneten Platz
angeordnet. Die Kompensationseinrichtung 1315 kann implementiert werden
unter Verwendung zweier Räder,
wie es in 13 gezeigt ist. Jedoch kann
die Anzahl der radähnlichen
Körper
variieren. Z.B. ist es möglich,
lediglich ein Rad zu nutzen, welches an Plätzen für die Befestigungspunkte für die Hebeseile
befestigt ist und im Durchmesser differiert. Es ist auch möglich mehr
als zwei Spannräder
zu verwenden, wenn dies gewünscht
ist, z.B. um das Durchmesserverhältnis zwischen
den Rädern
zu variieren, indem nur der Durchmesser der Spannräder variiert
wird. Darüber hinaus
kann die Kompensationseinrichtung 1315 aus einer unterschiedlichen
Art von Kompensator bestehen, wie z.B. einem Hebel, einer unterschiedlichen Kompensationsradanwendung
oder irgendeiner anderen geeigneten Kompensationsradeinrichtung.
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In 13 verlaufen
die Hebeseile wie folgt: Ein Ende der Hebeseile ist an einem der
Räder der Kompensationseinrichtung 1315 mit
dem geringeren Durchmesser befestigt, wobei dieses Rad bewegbar an
dem Rad mit einem größeren Durchmesser
gehalten ist, an welchem Rad das andere Ende der Hebeseile 1303 befestigt
ist. Die Kompensationseinrichtung 1315 ist an der Aufzugkabine
befestigt. Von der Kompensationseinrichtung 1315 gehen
die Hebeseile 1303 nach oben und treffen auf eine Umlenkrolle 1314,
die im oberen Teil des Schachts über
der Aufzugkabine montiert ist, laufen um diese in Seilnuten 1314 der
Umlenkrolle herum. Diese Seilnuten können beschichtet oder unbeschichtet
sein, und die verwendete Beschichtung besteht z.B. aus einem friktionshemmenden
Material wie z.B. Polyurethan oder einem anderen Material, das für diesen
Zweck geeignet ist. Von der Umlenkrolle 1314 gehen die
Seile nach oben zu einer Umlenkrolle 1313, die an der Aufzugkabine
befestigt ist, und nachdem sie um diese Rolle herumgelaufen sind,
gehen die Seile weiter nach oben zu einer Umlenkrolle, die im oberen
Teil des Aufzugschachts montiert ist. Nachdem sie um die Umlenkrolle 1312 herumgelaufen
sind, laufen die Seile wieder nach unten zu einer Umlenkrolle 1311, die
an der Aufzugkabine befestigt ist, laufen um diese herum und gehen
wieder nach oben zu einer Umlenkrolle 1310, die im oberen
Teil des Aufzugschachts montiert ist. Nachdem sie um diese Rolle
herumgelaufen sind laufen die Hebeseile 1303 weiter nach
unten zu einer Umlenkrolle 1309, die an der Aufzugkabine
angeordnet ist, und nachdem sie darum herumgelaufen sind, laufen
die Seile 1303 weiter nach oben in tangentialem Kontakt
mit einer Umlenkrolle 1307 zu der Treibscheibe 1305.
Die Umlenkrolle 1307 ist vorzugsweise nahe der Hebemaschine 1304 angeordnet.
Der in der Figur gezeigte Seilverlauf zwischen der Umlenkrolle 1307 und
der Treibscheibe 1305 der Hebemaschine 1304 ist
eine DW (Double Wrap)-Seilverlaufsanordnung, wobei die Hebeseile 1303 in
tangentialem Kontakt mit der Umlenkrolle 1307 nach oben
zur Treibscheibe 1305 laufen und nachdem sie um die Treibscheibe 1305 herumgelaufen
sind, wieder zu der Umlenkrolle 1307 zurück verlaufen,
wonach die Hebeseile nachdem sie um diese Rolle herumgelaufen sind,
zu der Treibscheibe 1305 zurückkehren. Die Umlenkrollen 1314, 1313, 1312, 1311, 1310, 1309 und 1307 bilden
zusammen mit der Hebemaschine und der Kompensationseinrichtung 1315 die
Aufhängung über der
Aufzugkabine mit dem gleichen Aufhängungsverhältnis wie das unter der Aufzugkabine,
wobei das Aufhängungsverhältnis in 13 7:1
beträgt.
Von der Treibscheibe 1305 laufen die Seile weiter in tangentialem
Kontakt mit der Umlenkrolle 1307 zu einer Umlenkrolle 1308,
die vorzugsweise in dem unteren Teil des Aufzugschachts angeordnet
ist. Nachdem sie um die Umlenkrolle 1308 herumgelaufen
sind, laufen die Hebeseile 1303 wieder nach oben zu einer
Umlenkrolle 1316, die an der Aufzugkabine angeordnet ist,
laufen um diese herum und gehen wieder nach unten zu einer Umlenkrolle 1317 im
unteren Teil des Aufzugschachts. Nachdem sie um diese herumgelaufen
sind, laufen die Seile wieder zu einer Umlenkrolle 1318,
die an der Aufzugkabine montiert ist. Nachdem sie um die Umlenkrolle 1318 herumgelaufen
sind, gehen die Hebeseile 1303 nach unten zu einer Umlenkrolle 1319,
die am unteren Teil des Aufzugschachts gehalten ist, laufen um diese
herum und gehen wieder nach oben zu einer Umlenkrolle 1320 an
der Aufzugkabine. Nachdem sie um die Umlenkrolle 1320 herumgelaufen sind,
laufen die Hebeseile 1303 nach unten zu einer Umlenkrolle 1321,
die im unteren Teil des Aufzugschachts montiert ist, laufen um diese
herum und wieder nach oben zur Kompensationseinrichtung 1315,
die an der Aufzugkabine befestigt ist, wobei das andere Ende der
Hebeseile an dem Kompensatorrad mit dem größeren Durchmesser befestigt
ist. Die Umlenkrollen 1308, 1316, 1317, 1318, 1319, 1320, 1321 und
die Kompensationseinrichtung 1315 bilden die Hebeseilaufhängung unter
der Aufzugkabine. Die Hebemaschine 1304 und die Treibscheibe 1305 des
Aufzugs und/oder die Umlenkrollen 1307, 1310, 1312, 1314,
die im oberen Teil des Schachts angeordnet sind, können montiert
werden an der Rahmenstruktur, die durch die Führungsschienen 1302 gebildet
ist oder an einer Trägerstruktur,
die am oberen Ende des Aufzugschachts vorgesehen ist, oder sie können separat
in dem Aufzugschacht oder in einer anderen Montageanordnung montiert
werden. Die Umlenkrollen im unteren Teil des Aufzugschachts können montiert
werden an der Rahmenstruktur, die durch die Führungsschienen 1302 gebildet
wird oder an einer Trägerstruktur,
die im unteren Teil des Aufzugschachts angeordnet ist oder sie können separat
montiert werden im unteren Teil des Aufzugschachts oder an einer
anderen geeigneten Montageanordnung. Die Umlenkrollen an der Aufzugkabine
können
montiert werden an der Rahmenstruktur der Aufzugkabine 1301 oder
an einer Trägerstruktur
oder Trägerstrukturen,
die in der Aufzugkabine enthalten sind, oder sie können separat
an der Aufzugkabine oder an einigen anderen geeigneten Montageanordnungen
montiert werden.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Aufzugs
ist ein Aufzug mit oben liegender Maschine ohne Maschinenraum, wobei
die Antriebsmaschine eine beschichtete Treibscheibe aufweist und
dünne Hebeseile
mit im Wesentlichen runden Querschnitt verwendet. Der Kontaktwinkel zwischen
den Hebeseilen des Aufzugs und der Treibscheibe ist größer als
180°. Der
Aufzug enthält
eine Einheit, die eine Montagebasis mit einer Antriebsmaschine enthält, wobei
die Treibscheibe und eine Umlenkrolle bereits fertig daran montiert
sind, welche Umlenkrolle in einem korrekten Winkel relativ zur Treibscheibe
angeordnet ist. Die Einheit wird an den Aufzugführungsschienen befestigt. Der
Aufzug ist implementiert ohne Gegengewicht mit einem 9:1-Aufhängungsverhältnis, so
dass die Aufzugseile in dem Raum zwischen einer der Wände der
Aufzugkabine und der Wand des Aufzugschachts verlaufen.
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Eine
andere bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Aufzugs
ist ein Aufzug ohne Gegengewicht mit einem Aufhängungsverhältnis von 10:1 über und
unter der Aufzugkabine. Diese Ausführungsform ist implementiert
unter Verwendung konventioneller Hebeseile, vorzugsweise mit einem Durchmesser
von 8 mm und einer Treibscheibe, die zumindest in dem Bereich der
Seilnuten aus gegossenem Eisen besteht. Die Treibscheibe hat unterschnittene
Seilnuten und der Kontaktwinkel der Treibscheibe ist mittels einer
Umlenkrolle auf 180° oder
größer festgelegt.
Wenn konventionelle 8 mm-Seile verwendet werden, hat die Treibscheibe
einen Durchmesser von vorzugsweise 340 mm. Die Umlenkrollen sind
größere Seilscheiben,
die im Falle von konventionellen 8 mm-Hebeseilen einen Durchmesser
von 320, 330, 340 mm oder auch mehr haben.
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Es
ist offensichtlich für
den Fachmann, dass unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung nicht
auf die oben beschriebenen Beispiele begrenzt sind, sondern statt
dessen innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche variieren
können.
Z.B. ist die Anzahl wie oft die Hebeseile zwischen dem oberen Teil
des Aufzugschachts und der Aufzugkabine und zwischen den Umlenkrollen
in dem unteren Teil des Schachtes und der Aufzugkabine verlaufen
nicht sehr entscheidend hinsichtlich der grundsätzlichen Vorteile der Erfindung,
obwohl es möglich
ist, einige zusätzliche
Vorteile zu erzielen durch Verwendung mehrfacher Seilverläufe. Generell sind
die Anwendungen so implementiert, dass die Seile zu der Aufzugkabine
von oben so oft wie von unten verlaufen, wobei die Aufhängungsverhältnisse der
Umlenkrollen, die nach oben, und der Umlenkrollen, die nach unten
gehen, die gleichen sind. Es ist ebenfalls offensichtlich, dass
die Hebeseile nicht notwendig unter der Kabine verlaufen müssen. In Übereinstimmung
mit den oben beschriebenen Beispielen kann der Fachmann die Ausführungsformen
der Erfindung variieren, während
die Treibscheiben und Seilscheiben anstelle beschichteter Metallscheiben auch
unbeschichtete Metallscheiben oder unbeschichtete Scheiben aus einem
anderen Material sein können,
das für
diesen Zweck geeignet ist.
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Es
ist weiterhin offensichtlich für
den Fachmann, dass metallische Treibscheiben und Seilscheiben, die
in der Erfindung verwendet werden, und die mit einem nicht metallischen
Material zumindest im Bereich ihrer Nuten beschichtet sind, implementiert sein
können
unter Verwendung eines Beschichtungsmaterials, das aus Gummi, Polyurethan
oder einem anderen für
diesen Zweck geeigneten Material besteht.
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Es
ist ebenfalls offensichtlich für
den Fachmann, dass die Aufzugkabine und die Maschineneinheit in
dem Querschnitt des Aufzugschachts in einer Weise ausgelegt werden
können,
die von den in den Beispielen beschriebenen Layouts abweichen können. So
ein unterschiedliches Layout kann z.B. eines sein, bei welchem die
Maschine hinter der Kabine angeordnet ist, gesehen von der Schachttür aus und
die Seile unter der Kabine diagonal relativ zum Kabinenboden verlaufen.
Das Führen
der Seile unter der Kabine in einer Diagonalen oder anderer Weise
geneigten Richtung relativ zur Bodenform bietet einen Vorteil, wenn
die Aufhängung
der Kabine auf den Seilen symmetrisch relativ zum Schwerpunkt des
Aufzugs verläuft,
und dies auch in anderen Arten von Aufhängungslayouts.
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Es
ist weiterhin offensichtlich für
den Fachmann, dass die Ausrüstung,
die erforderlich ist für
die Stromzufuhr zu dem Motor und die Ausrüstung für die Aufzugsteuerung irgendwo
sonst angeordnet werden können,
als in Verbindung mit der Maschineneinheit z.B. in einer separaten
Instrumententafel. Es ist auch möglich,
Teile der Ausrüstung,
die für
die Steuerung benötigt
werden, in separaten Einheiten anzuordnen, welche dann an unterschiedlichen
Stellen im Aufzugschacht oder an anderen Stellen des Gebäudes angeordnet
sein können.
Es ist in glei cher Weise offensichtlich für den Fachmann, dass ein Aufzug,
der die Erfindung anwendet, ausgerüstet sein kann in anderer Weise
als die oben beschriebenen Beispiele. Es ist weiterhin für den Fachmann
offensichtlich, dass die Aufhängungslösungen gemäß der Erfindung auch
realisiert werden können
unter Verwendung nahezu jeder Art von flexibler Hebemittel als Hebeseile, z.B.
ein flexibles Seil mit einer oder mehreren Bündeln, ein flaches Band, ein
gezahntes Band, ein trapezoides Band oder ein anderer Teil eines
für diesen Zweck
geeigneten Bandes.
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Es
ist auch offensichtlich für
den Fachmann, dass anstelle der Verwendung von Seilen mit einem Füller wie
es in 5a und b dargestellt ist, die
Erfindung implementiert werden kann unter Verwendung von Seilen
ohne Füller,
die entweder geschmiert oder nicht geschmiert sein können. Zusätzlich ist
es offensichtlich für
den Fachmann, dass die Seile auf unterschiedliche Art geflochten
bzw. gedrillt sein können.
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Es
ist ebenfalls offensichtlich für
den Fachmann, dass der Durchschnitt der Drahtdicke verstanden wird
als statistischer, geometrischer oder arithmetischer Mittelwert.
Um einen statistischen Durchschnitt zu bestimmen, können die
Standardabweichungen oder Gaussverteilung verwendet werden. Es ist
weiter offensichtlich, dass die Drahtstärke in dem Seil variieren kann,
sogar um den Faktor 3 oder mehr.
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Es
ist weiterhin offensichtlich für
den Fachmann, dass der erfindungsgemäße Aufzug implementiert werden
kann unter Verwendung unterschiedlicher Seilverlaufsanordnungen
für die
Erhöhung
des Kontaktwinkels α zwischen
der Treibscheibe und der Umlenkrolle/den Umlenkrollen als die in den
Beispielen gezeigten. Z.B. ist es möglich, die Umlenkrolle/Umlenkrollen,
die Treibscheibe und die Hebeseile auf andere Weise als den in den
Beispielen beschriebenen Seilverlaufsanordnungen anzuordnen. Es
ist ebenfalls offensichtlich für
den Fachmann, dass der erfindungsgemäße Aufzug auch mit einem Gegengewicht
versehen sein kann, in welchem Aufzug z.B. das Gegengewicht vorzugsweise ein
Gewicht hat, das geringer ist als das der Kabine und mit einer separaten
Seilaufhängung
aufgehängt ist.