DE69927942T2

DE69927942T2 - Treibscheibenaufzugssystem mit mehreren antrieben

Info

Publication number: DE69927942T2
Application number: DE69927942T
Authority: DE
Inventors: Leandre Adifon; J. Richard ERICSON
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2019-02-27
Also published as: DE29924762U1; EP1060305A1; DE69927942D1; ES2252933T5; ES2285833T3; DE69929587T3; WO1999043598A3; WO1999043597A3; DE29924761U1; DE69929587D1; DE69929587T2; EP1591403A3; EP1591403A2; DE29924759U1; ES2247785T3; CN1267604C; PT1060305E; BR9908228A; DE69936187T2; US9352935B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Aufzugsysteme und insbesondere Traktionsaufzugsysteme mit mehreren Maschinen.
Hintergrund der Erfindung
Ein typisches Traktionsaufzugsystem weist eine Kabine und ein Gegengewicht, die in einem Aufzugschacht angeordnet sind, eine Mehrzahl von Seilen, die die Kabine und das Gegengewicht miteinander verbinden, und eine Maschine mit einer Traktionsseilscheibe, die mit den Seilen zusammenwirkt, auf. Die Seile, und dadurch die Kabine und das Gegengewicht, werden durch Rotation der Traktionsseilscheibe angetrieben. Die Maschine und ihre zugehörige elektronische Ausstattung zusammen mit Peripherieaufzugkomponenten, wie einem Regler, sind in einem Maschinenraum aufgenommen, der sich oberhalb des Aufzugschachts befindet.
Ein aktueller Trend in der Aufzugindustrie ist, den Maschinenraum wegzulassen und die verschiedenen Aufzuganlagen und -komponenten in dem Aufzugschacht anzuordnen. Ein Beispiel ist JP 4-50297, die die Verwendung einer Maschine offenbart, die zwischen dem Kabinenbewegungsraum und einer Wand des Aufzugschachts angeordnet ist. Ein weiteres Beispiel ist US-Patent 5 429 211, das die Verwendung einer Maschine offenbart, die in derselben Position angeordnet ist, aber einen Motor mit einem Rotor vom Scheibentyp hat. Diese Konfiguration nutzt die Flachheit einer solchen Maschine, um den Raum zu minimieren, der für die Maschine in dem Aufzugschacht benötigt wird. Diese offenbarte Maschine macht auch Verwendung von Permanentmagneten in dem Rotor, um die Effizienz der Maschine zu verbessern. Diese Typen von Maschi nen sind jedoch auf relativ geringe Lasten und geringe Drehzahlen beschränkt, und bei dem Rotor vom Scheibentyp können die Maschinen sehr teuer sein.
EP-A-846 645 offenbart ein Aufzugsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Ungeachtet der obigen Technik arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure unter der Leitung des Rechtsnachfolgers des Anmelders daran, Aufzugsysteme zu entwickeln, die den zur Verfügung stehenden Raum innerhalb eines Gebäudes effizient nutzen.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Aufzugsystem vorgesehen, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist.
Ein Aufweisen von zwei Traktionsmaschinen anstatt der herkömmlichen einzelnen Traktionsmaschine ermöglicht jeder der Maschinen, kompakter zu sein als die einzelne Maschine. Als Ergebnis ist für ein Aufzugsystem ohne einen Maschinenraum die Gestaltung des Aufzugschachts flexibler. Jede der Maschinen kann in Positionen angeordnet werden, in die die größere einzelne Maschine nicht passt. Außerdem kann im Falle eines Versagens einer der Maschinen die andere Maschine zeitweise verwendet werden, um das Aufzugsystem zu betreiben und Fahrgäste zu evakuieren.
In einer Anordnung der Erfindung sind die Maschinen in Serie angeordnet, d.h. die Maschinen treiben die Seile in die gleiche Richtung an.
Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass der Umschlingungswinkel der Seile mit der Traktionsseilscheibe für jede Seilscheibe geringer als 180° sein kann, da der Gesamtumschlingungswinkel die Summe beider Seilscheiben ist. Ein weiterer Vorteil ist die Eliminierung von Verteilungsseilscheiben, die bei herkömmlichen Aufzügen nötig sind, um die Seile mit den Kooperationspunkten an der Kabine und dem Gegengewicht auszurichten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das/sind die Sei(le) ein/mehrere flache Seil(e).
Die Verwendung von flachen Seilen, die derart definiert sind, dass sie ein Aspektverhältnis von mehr als eins aufweisen, ermöglicht, den Durchmesser der Traktionsseilscheiben dramatisch zu reduzieren und führt zu erheblich kleineren Motoren, um die Seilscheiben anzutreiben. Als Ergebnis sind die Maschinen kompakter und, durch Kombinieren dieses Merkmals mit einem Aufzugsystem mit mehreren Maschinen, kann dies zu einer Aufzugsystemgestaltung führen, die sehr flexibel ist.
Die vorangehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden angesichts der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von deren beispielhaften Ausführungsformen, wie sie in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind, ersichtlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Seitenschnittansicht einer Traktionsseilscheibe und einer Mehrzahl von flachen Seilen, die jedes eine Mehrzahl von Strängen haben.
3 ist eine Schnittansicht eines der flachen Seile.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
In 1 ist ein Aufzugsystem 10 veranschaulicht mit einer Kabine 12 und einem Gegengewicht 14, die durch ein oder mehrere Seile 16 miteinander verbunden sind, und zwei Maschinen 18, 20, die mit den Seilen 16 zusammenwirken. Jede der Maschinen 18, 20 weist einen Motor 22 und eine Traktionsseilscheibe 24 auf. Eine Maschine ist oberhalb des Gegengewichts 14 angeordnet, und die andere Maschine 20 ist oberhalb der Kabine 12 angeordnet. Verschiedene andere Aufzugschachtanlagen, wie z.B. Führungsschienen, wurden aus Klarheitsgründen in 1 weggelassen.
In dieser Ausführungsform wirken die Maschinen 18, 20 mit den Seilen 16 in einer seriellen Weise zusammen, so dass sie mit demselben Satz von Seilen 16 zusammenwirken und die Seile 16 in dieselbe Richtung antreiben. Die Arbeitsweise der Motoren 22, und dadurch der Maschinen 18, 20, ist elektronisch durch eine Steuerung 26 synchronisiert. Obwohl sie als eine Steuerung 26 zum elektronischen Synchronisieren des Betriebs der Maschine 18, 20 aufweisend dargestellt sind, soll angemerkt werden, dass die Maschinen 18, 20 auch mechanisch synchronisiert sein können, indem sie z.B. einen Synchronisierungsriemen aufweisen, der mit der Welle der zwei Maschinen zusammenwirkt, oder durch irgendeine andere Art mechanischer Synchronisierung.
Eine elektrische Synchronisierung in dem elektrischen Steuersystem 26 kann basierend auf einer konstanten Drehmomentausgabe der zwei Motoren 22 gestaltet sein, um gleiche Drehmomentverteilung für den Fall eines unterschiedlichen Schlupfes der Seile an irgendeiner der Traktionsseilscheiben zu gewährleisten. Außerdem kann das Steuerungssystem auf einer Regelungssteuerung konstanten Drehmoments der Motoren basiert sein. Für den Fall einer sehr leichten Kabine oder eines sehr hohen Gebäudes müssen die zwei Motoren evtl. bei geringfügig unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, um gleiche Drehmomente aufrechtzuerhalten, aufgrund des unterschiedlichen Traktionsschlupfes, der an einer Traktionsseilscheibe geringfügig anders ist als an der anderen Traktionsseilscheibe. Dies ist am stärksten wahrnehmbar, wenn die Kabine vollständig beladen oder leer ist und deshalb das maximale Ungleichgewicht bei den Seilspannungen auf der Kabinenseite in Bezug auf die Gegengewichtseite erfahren wird.
Die Seile 16 sind flache Seile, die als Seile mit einem Aspektverhältnis von mehr als eins definiert sind, wobei das Aspektverhältnis definiert ist als das Verhältnis der Breite "w" der Seile zu der Dicke "t1" der Seile (siehe 7), und vorzugsweise viel größer als eins. Jedes der flachen Seile 16 weist einen oder mehrere Last tragende Stränge auf, die in einen Elastomermantel hoher Reibung eingeschlossen sind. Die Seile 16 wirken mit jeder der Traktionsseilscheiben 24 mit einem Winkel von etwa 90° zusammen, so dass der Gesamtumschlingungswinkel zwischen den Seilen 16 und den Seilscheiben 24 etwa 180° ist. Die Seile 16 sind an der Kabine 12 und dem Gegengewicht 14 endangeschlossen und sind nicht durchgehend, d.h. sie bilden keine endlose Schleife.
In der Alternative können Mitläuferseilscheiben in das Aufzugsystem eingebaut sein, um den Umschlingungswinkel an einer oder beiden Traktionsseilscheiben zu erhöhen, falls erwünscht. Eine solche Konfiguration kann verwendet werden, um die Traktion zu erhöhen, um zu ermöglichen, leichtere Kabinen bei dem Aufzugsystem zu verwenden.
Während des Betriebs des Aufzugsystems 10 werden beide Motoren 22 in dieselbe Rotationsrichtung angetrieben, so dass die Seile 16 in eine gemeinsame Richtung angetrieben werden. Bei normalem Betrieb erzeugt jede Maschine 18, 20 genügend Traktion, um die Bewegungskraft für etwa die Hälfte der unausgeglichenen Last der Kabine 12 (einschließlich Fahrgast- und/oder Güterlast) und des Gegengewichts 14 bereitzustellen. Daher ist die Größe jeder Maschine 18, 20, verglichen mit herkömmlichen Aufzugsystemen mit einzelner Traktionsmaschine, reduziert. Im Fall eines Versagens einer der Maschinen 18, 20 kann die andere Maschine 18, 20 verwendet werden, um die Kabine 12 zu einer nahe gelegenen Landestelle zu bewegen, um Fahrgäste zu evakuieren. Um ihre Größe weiter zu reduzieren, weisen die Maschinen 18, 20 keine Bremsen auf. Bremsen, um die Kabine 12 während normalen Betriebs zu stoppen oder zu halten, können an der Kabine 12 enthalten sein.
Obwohl 1 so dargestellt ist, dass zwei Maschinen in festen Positionen relativ zu dem Aufzugschacht vorgesehen sind, sollte mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleuten ersichtlich sein, dass die Maschinen auch an der Kabine und/oder dem Gegengewicht angeordnet sein können. Zum Beispiel kann eine Maschine an der Kabine angeordnet sein, und die andere Maschine kann an dem Gegengewicht angeordnet sein, wobei der Betrieb der Maschine synchronisiert ist, um die Kabine und das Gegengewicht in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen.
Zusätzlich zu der Verwendung mehrerer Maschinen ist ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen die Flachheit der bei dem oben beschriebenen Aufzugsystem verwendeten Seile. Die Steigerung beim Aspektverhältnis führt zu einem Seil, das eine Kooperationsoberfläche hat, definiert durch die Breitenabmessung "w", die optimiert ist, um den Seildruck zu verteilen. Daher ist der maximale Seildruck in dem Seil minimiert. Durch Erhöhen des Aspektverhältnisses relativ zu einem runden Seil, das ein Aspektverhältnis von eins hat, kann außerdem die Dicke "t1" des flachen Seils (siehe 3) reduziert sein, wobei eine konstante Querschnittsfläche der Bereiche des Seils, die die Zuglast in dem Seil tragen, aufrechterhalten wird.
Wie in 2 und 3 gezeigt, weisen die flachen Seile 722 eine Mehrzahl von einzelnen Last tragenden Strängen 726 auf, die in eine gemeinsame Lage einer Beschichtung 728 eingelassen sind. Die Beschichtungslage 728 separiert die einzelnen Stränge 726 und definiert eine Kooperationsoberfläche 730 zum Zusammenwirken mit der Traktionsseilscheibe 724. Die Last-tragenden Stränge 726 können aus einem nicht-metallischen Material mit hoher Festigkeit und geringem Gewicht ausgebildet sein, wie z.B. Aramidfasern, oder können aus einem metallischen Material ausgebildet sein, wie z.B. dünnen Hoch-Carbon-Stahlfasern. Es ist wünschenswert, die Dicke "d" der Stränge 726 so klein wie möglich zu halten, um die Flexibilität zu maximieren und die Spannung in den Strängen 726 zu minimieren. Außerdem sollten für aus Stahlfasern gebildete Stränge die Faserdurchmesser weniger als 0,25 mm im Durchmesser und vorzugsweise im Bereich von etwa 0,10 mm bis 0,20 mm im Durchmesser sein. Stahlfasern mit einem solchen Durchmesser verbessern die Flexibilität der Stränge und des Seils. Durch Einsatz von Strängen mit den Gewichts-, Festigkeits-, Haltbarkeits- und insbesondere den Flexibilitätseigenschaften sol cher Materialien in den flachen Seilen kann der Traktionsseilscheibendurchmesser "D" reduziert sein, wobei der maximale Seildruck in akzeptierbaren Grenzen gehalten wird.
Die Kooperationsoberfläche 730 ist in Kontakt mit einer entsprechenden Oberfläche 750 der Traktionsseilscheibe 724. Die Beschichtungslage 728 ist aus einem Polyurethanmaterial gebildet, vorzugsweise einem thermoplastischen Urethan, das derart auf und durch die Mehrzahl von Strängen 726 extrudiert ist, dass jeder der einzelnen Stränge 726 gegen Längsbewegung relativ zu den anderen Strängen 726 gehalten ist. Außerdem ist die Beschichtungslage vorzugsweise flammverzögernd, um Schaden an der Beschichtungslage und den Strängen für den Fall zu minimieren, dass der Riemen Flammen oder schädigender Hitze ausgesetzt ist. Es können auch andere Materialien für die Beschichtungslage verwendet werden, wenn sie ausreichend sind, um den erforderlichen Funktionen der Beschichtungslage zu genügen: Traktion, Abnutzung, Übertragung von Traktionskräften auf die Stränge und Widerstandsfähigkeit gegen Umweltfaktoren. Es sollte verstanden werden, dass obwohl andere Materialien für die Beschichtungslage verwendet werden können, dann die Vorteile, die sich aus der Verwendung von flachen Seilen ergeben, reduziert sein können, wenn sie nicht die mechanischen Eigenschaften von thermoplastischem Urethan erfüllen oder übertreffen. Mit den mechanischen Eigenschaften von thermoplastischem Urethan ist der Durchmesser der Traktionsseilscheibe 724 auf 100 mm oder weniger reduzierbar.
Als Ergebnis der Konfiguration des flachen Seils 722 kann der Seildruck gleichmäßiger über das Seil 722 verteilt werden. Wegen des Einbauens einer Mehrzahl kleiner Stränge 726 in die Elastomerbeschichtungslage 728 des flachen Seils ist der Druck auf jeden Strang 726 wesentlich verringert gegenüber herkömmlichen Seilen. Der Druck ist mindestens wie n^–1/2 verringert, wobei n die Anzahl von parallelen Strängen in dem flachen Seil ist, für eine bestimmte Last und einen bestimmten Drahtquerschnitt. Daher ist der maximale Seildruck in dem flachen Seil wesentlich reduziert, verglichen mit einem mit herkömmlichen Seilen ausgestatteten Aufzug mit einer ähnlichen Lasttragekapazität. Ferner ist der effektive Seildurchmesser "d" (gemessen in der Biegerichtung) für valente Lasttragekapazität reduziert, und kleinere Werte für den Seilscheibendurchmesser "D" können erreicht werden ohne eine Reduzierung beim D/d-Verhältnis. Außerdem ermöglicht ein Minimieren des Durchmessers D der Seilscheibe die Verwendung von weniger teuren, kompakteren Motoren hoher Drehzahl als die Antriebsmaschine.
Eine Traktionsseilscheibe 724 mit einer Traktionsoberfläche 750, die ausgelegt ist, um das flache Seil 722 aufzunehmen, ist auch in 2 gezeigt. Die Kooperationsoberfläche 750 ist komplementär ausgebildet, um für Traktion zu sorgen und um die Kooperation zwischen den flachen Seilen 722 und der Seilscheibe 724 zu führen. Die Traktionsseilscheibe 724 weist ein Paar von Rändern 744 auf, die an gegenüberliegenden Seiten der Seilscheibe 724 angeordnet sind, und einen oder mehrere Teiler 745, die zwischen benachbarten flachen Seilen angeordnet sind. Die Traktionsseilscheibe 724 weist auch Auskleidungen 742 auf, die in den Räumen zwischen den Rändern 744 und den Teilern 745 aufgenommen sind. Die Auskleidungen 742 definieren die Kooperationsoberfläche 750 derart, dass es laterale Spalte 754 zwischen den Seiten der flachen Seile 722 und den Auskleidungen 742 gibt. Das Paar von Rändern 744 und die Teiler, in Verbindung mit den Auskleidungen, üben die Funktion des Führens der flachen Seile 722 aus, um grobe Ausrichtungsprobleme im Fall von Zuständen mit lockerem Seil etc. zu vermeiden. Obwohl sie als Auskleidungen aufweisend dargestellt ist, sollte angemerkt werden, dass eine Traktionsseilscheibe ohne Auskleidung verwendet werden kann.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform davon gezeigt und beschrieben wurde, sollte von den mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene Änderungen, Weglassungen und Hinzufügungen daran durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, abzuweichen. Zum Beispiel können zusätzliche Maschinen verwendet werden, obwohl jede Ausführungsform als zwei Maschinen aufweisend gezeigt ist.

Claims

Aufzugsystem mit einer Kabine (12; 30) und einem Gegengewicht (14; 32, 34), die durch ein oder mehrere Seile (16) für eine Bewegung innerhalb eines Aufzugschachts miteinander verbunden sind, wobei jedes der Seile nicht durchgehend ist, wobei das Aufzugsystem ferner eine erste Maschine (18) mit einer Traktionsseilscheibe (24), die mit dem einen oder den mehreren Seilen zusammenwirkt und Bewegungskraft auf diese(s) bereitstellt, und eine zweite Maschine (20) mit einer Traktionsseilscheibe (24), die mit dem einen oder den mehreren Seilen zusammenwirkt und Bewegungskraft auf diese(s) bereitstellt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Maschine (18) mit dem einen oder den mehreren Seilen (16) in einer seriellen Weise zusammenwirken.
Aufzugsystem nach Anspruch 1, wobei das eine oder jedes der mehreren Seile (16) eine Breite w, eine Dicke t, gemessen in der Biegerichtung, und ein Aspektverhältnis, definiert als das Verhältnis von Breite w relativ zu der Dicke t, von mehr als eins hat.
Aufzugsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Umschlingungswinkel eines oder mehrerer Seile (16) mit der Traktionsseilscheibe (24) der ersten Maschine (18) etwa 90° ist.
Aufzugsystem nach Anspruch 3, wobei der Umschlingungswinkel des einen oder der mehreren Seile (16) mit der Traktionsseilscheibe (24) der zweiten Maschine etwa 90° ist.
Aufzugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kabine (12) und das Gegengewicht (14) von dem einen oder den mehreren Seilen (16) gehalten sind.
Aufzugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Maschine (18, 20) die Seile (16) gleichzeitig antreiben.
Aufzugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Maschine (18) und die zweite Maschine (20) elektronisch synchronisiert sind.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Maschine (18) und die zweite Maschine (20) mechanisch synchronisiert sind.
Aufzugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Maschine (18) relativ zu dem Aufzugschacht fest ist.
Aufzugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Maschine (20) relativ zu dem Aufzugschacht fest ist.
Aufzugsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Aufzugbremse, die verwendet wird, um die Kabine während normalen Betriebs des Aufzugsystems in Position zu halten, wobei die Aufzugbremse an der Kabine angeordnet ist.