EP1431233A1 - Hydraulischer Seilantrieb für Aufzüge - Google Patents

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EP1431233A1
EP1431233A1 EP03028881A EP03028881A EP1431233A1 EP 1431233 A1 EP1431233 A1 EP 1431233A1 EP 03028881 A EP03028881 A EP 03028881A EP 03028881 A EP03028881 A EP 03028881A EP 1431233 A1 EP1431233 A1 EP 1431233A1
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traction sheave
hydraulic
motor
cable drive
drive according
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Sebode Georg
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HYDRO SPACE GMBH
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Sebode Georg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/0423—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated pneumatically or hydraulically

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic cable drive for lifts, with a traction sheave, at least one Braking device and at least one hydraulic motor.
  • Such a cable drive is for example in DE-U 69 27 188.
  • a traction sheave winch in this document described for passenger and freight lifts, to drive a slow-running hydraulic motor used, the outer housing fixed with a traction sheave connected is.
  • the traction sheave is with a Brake device equipped.
  • the axis of the hydraulic motor is clamped on both sides of the traction sheave in two bearing blocks.
  • the traction sheave rotates with the housing of the Hydraulic motor.
  • This drive is big and heavy, the hydraulic motor cannot be reached during maintenance and repair and thus for a machine room-less elevator unusable.
  • the object of the present invention is therefore a hydraulic rope drive for elevators available too which stands out for its compact design Installation in the elevator shaft is suitable and the above Does not have disadvantages.
  • This task is done with a hydraulic cable drive of the type described at the outset in that the Output shaft of the hydraulic motor directly with the hub of the Traction sheave coupled and the braking device in the Traction sheave or integrated in the hydraulic motor, wherein the hub of the traction sheave on the outside in one inside protruding from the traction sheave, the motor housing load-bearing mounting block is stored.
  • the compared to conventional electric motors up to the power density of a hydraulic motor is 20 times higher enables the direct coupling of the drive shaft with the Hub of the traction sheave and thus the waiver of one Gearbox, resulting in a very compact drive structure leads.
  • the braking device integrated in the traction sheave In addition to the compact design, it provides an additional one Security because even if the output shaft breaks the elevator is held securely by the brake will and cannot crash. It is also possible easy to maintain and replace the engine if necessary without having to dismantle the entire elevator drive.
  • the brake integrated in the motor enables a particularly inexpensive implementation of the drive. When using an appropriately deep-drawn hub the drive motor protrudes only slightly from the traction sheave out.
  • the fastener carries next to the motor housing and the traction sheave and possibly the brake. With the fastener is a safe installation of the drive in the Elevator shaft possible.
  • the braking device one between the hub and the pulley rim arranged drum brake.
  • Such an integrated Drum brake is characterized by a special low space requirements, since it particularly reduces the overall depth of the drive is not enlarged.
  • the braking device one on the outside the traction sheave arranged brake disc.
  • a those additionally or alternatively attached to the drum brake outer brake disc can vary depending on the application make sense. In addition to an increase in braking power with good meterability, it can in particular system performance for heavily frequented lifts improve the drive.
  • a hydraulic Control valve is arranged directly on the actuator.
  • the direct arrangement of the control valve on the actuator ensures good stability in the control loop. Line routes too long between the hydraulic motor and the corresponding control valves can cause mechanical vibrations in this hydraulic circuit lead what it is to avoid if possible applies. Preferred due to the direct arrangement on the drive through the most rigid pipe connections between the engine and valve, such vibrations can be effective prevent and good controllability of the drive in all Ensure operating areas.
  • An embodiment of the conveyor drive provides that to control the hydraulic control valve, if necessary in this integrated electronic control device, in particular a microcontroller is provided.
  • a microcontroller in connection with an electrohydraulic Control valve enables flexible control and regulation of the elevator. So the drive system for configure a wide class of application areas and achieve a correspondingly flexible system structure.
  • the control problems that arise i.e. the loading and Direction of travel, dependent mode of operation of the Motors as brakes or drives in the forward or reverse direction mastered safely by a microcontroller.
  • the invention also relates to an elevator an elevator shaft and an elevator car as well as one cable drive described above, which is characterized by that the drive is provided in the elevator shaft.
  • the arrangement of the drive in the elevator shaft offers one A number of advantages, in particular that no machine room more must be provided as to the cost of such Elevator system significantly reduced. Such orders are only due to the particularly compact design of the drive according to the invention. Until the drive and the valve are no other components in addition to the elevator and counterweight in the elevator shaft, since the hydraulic supply to any, even further distant place can be housed.
  • a cable drive according to the invention is, as shown in Fig. 1, in the shaft head of an elevator shaft.
  • an elevator car 2 and a counterweight 3 are arranged, which has about the same mass as the elevator car plus their half maximum payload. Both the elevator car as well as the counterweight can be moved vertically guided in rails 4.
  • a support cable 5 is from its one-sided attachment in Shaft head over rollers at the elevator car over a Traction sheave 6 of drive 1 to one on counterweight 3 attached pulley and from here to his second Fastened in the shaft head.
  • the suspension cable 5 can also be a flat belt with steel wire inlays be used.
  • the traction sheave 6 of the drive 1 is driven by a hydraulic motor 7 driven and decelerated. Via supply lines 8 is hydraulic fluid from a Pressure medium supply 9 passed to the engine 7.
  • the construction of the cable drive according to the invention is in Fig. 2 shown in more detail.
  • the traction sheave 6 is preferably with spherical roller ball bearings 10 in a mounting block 11 rotatably mounted.
  • a motor shaft 12 of the hydraulic motor 7 is positive (key 13a) connected to the hub 13 of the traction sheave, so that a Power transmission in both directions of rotation between the motor 7 and the traction sheave 6 is possible.
  • the mounting block 11 is also a drum brake device arranged.
  • a revolving exterior Edge of the traction sheave 6 is designed as a brake disc 16.
  • the fastening block 11 has fastening screws in the lower section 17 on which he is on a carrier 18 can be attached in the shaft head, as shown in Fig. 3 is shown in more detail.
  • the brake disc 16 attached to the outside of the traction sheave is hydraulic by a braking device 19 by two vented brake shoes 20 held.
  • the invention is not based on the embodiment limited, but can be modified in many ways without leaving the basic idea. So are particularly dependent on the application, different Hydraulic motors can be used. The dimensions too and configurations of the traction sheave, the braking devices designs integrated in the engine, etc. can can be varied depending on the application.

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Abstract

Mit einem hydraulischen Seilantrieb für Aufzüge, mit einer Treibscheibe, wenigstens einer Bremseinrichtung und wenigstens einem Hydromotor, soll eine Lösung geschaffen werden, die sich durch einen kompakten Aufbau für eine Montage im Aufzugschacht eignet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Abtriebswelle (12) des Hydromotors (7) direkt mit der Nabe (13) der Treibscheibe (6) gekuppelt und die Bremseinrichtung in die Treibscheibe oder in den Hydromotor integriert, wobei die Nabe der Treibscheibe (6) außenseitig in einem in das Innere der Treibscheibe hineinragenden, das Motorgehäuse tragenden Befestigungsblock (11) gelagert ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Seilantrieb für Aufzüge, mit einer Treibscheibe, wenigstens einer Bremseinrichtung und wenigstens einem Hydromotor.
Ein solcher Seilantrieb ist beispielsweise in der DE-U 69 27 188 offenbart. In dieser Schrift ist eine Treibscheibenwinde für Personen- und Lastenaufzüge beschrieben, die zum Antrieb einen langsam laufenden Hydromotor verwendet, dessen äußeres Gehäuse fest mit einer Treibscheibe verbunden ist. Die Treibscheibe ist mit einer Bremseinrichtung ausgestattet. Die Achse des Hydromotors ist beidseitig der Treibscheibe in zwei Lagerböcke eingespannt. Die Treibscheibe dreht sich mit dem Gehäuse des Hydromotors. Dieser Antrieb baut groß und schwer, der Hydromotor ist bei Wartung und Instandhaltung nicht erreichbar und damit für einen maschinenraumlosen Aufzug unbrauchbar.
Aus DE 198 46 671 A1 ist eine Treibscheibe mit integrierter Bremseinrichtung bekannt, die groß, schwer, kompliziert und dadurch teuer ist. Sie ist nicht als kompakter Antrieb in einem Aufzugschacht geeignet. Eine ähnliche nachteilige Lösung ist aus JP 11157766 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen hydraulischen Seilantrieb für Aufzüge zur Verfügung zu stellen, der sich durch einen kompakten Aufbau für eine Montage im Aufzugschacht eignet und die vorbeschriebenen Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem hydraulischen Seilantrieb der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, dass die Abtriebswelle des Hydromotors direkt mit der Nabe der Treibscheibe gekuppelt und die Bremseinrichtung in die Treibscheibe oder in den Hydromotor integriert ist, wobei die Nabe der Treibscheibe außenseitig in einem in das Innere der Treibscheibe hineinragenden, das Motorgehäuse tragenden Befestigungsblock gelagert ist.
Die im Vergleich zu herkömmlichen Elektromotoren bis um den Faktor 20 höhere Leistungsdichte eines Hydromotors ermöglicht die direkte Kupplung der Antriebswelle mit der Nabe der Treibscheibe und dadurch den Verzicht auf ein Getriebe, was zu einem sehr kompakten Antriebsaufbau führt. Die in die Treibscheibe integrierte Bremseinrichtung sorgt neben dem kompakten Aufbau für eine zusätzliche Sicherheit, da auch im Falle des Bruches der Abtriebswelle der Aufzug von der Bremse sicher gehalten wird und nicht abstürzen kann. Es ist außerdem möglich, den Motor einfach zu warten und ggf. auszutauschen, ohne den kompletten Aufzugsantrieb demontieren zu müssen. Eine in den Motor integrierte Bremse ermöglicht demgegenüber eine besonders kostengünstige Realisierung des Antriebes. Bei der Verwendung einer entsprechend tiefgezogenen Nabe ragt der Antriebsmotor nur geringfügig aus der Treibscheibe hinaus.
Dadurch, dass die Nabe der Treibscheibe außenseitig in einem in das Innere der Treibscheibe hineinragenden, das Motorgehäuse tragenden Befestigungsblock gelagert ist, ist ein besonders kompakter Aufbau des Antriebes gegeben. Das Befestigungselement trägt neben dem Motorgehäuse und der Treibscheibe ggf. auch die Bremse. Mit dem Befestigungselement ist eine sichere Montage des Antriebes im Aufzugschacht möglich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Bremseinrichtung eine zwischen der Nabe und dem Treibscheibenkranz angeordnete Trommelbremse aufweist. Eine solche integrierte Trommelbremse zeichnet sich durch einen besonders geringen Raumbedarf aus, da sie insbesondere die Bautiefe des Antriebes nicht vergrößert.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremseinrichtung eine an der Außenseite der Treibscheibe angeordnete Bremsscheibe aufweist. Eine solche zusätzlich oder alternativ zur Trommelbremse angebrachte äußere Bremsscheibe kann je nach Einsatzzweck sinnvoll sein. Neben einer Verstärkung der Bremsleistung bei gleichzeitig guter Dosierbarkeit kann sie insbesondere bei stark frequentierten Aufzügen die Systemleistung des Antriebes verbessern.
Zweckmäßig kann es sein, dass als Motor ein Orbital- oder ein Flügelzellenmotor oder ein langsam laufender Axialoder Radialkolbenmotor mit hoher Kammernzahl vorgesehen ist. Abhängig vom Einsatzzweck sind die unterschiedlichen Motoren mit ihren spezifischen Vor- und Nachteilen für den Antrieb verwendbar. So sind die langsam laufenden Axial- oder Radialkolbenmotoren mit hoher Kammernzahl durch ihre hohe Leistungsdichte besonders für Aufzuganordnungen sinnvoll, bei denen eine direkte 1:1-Übersetzung zwischen Gegengewicht und Aufzug verwandt wird. Schneller drehende Motoren sind bei einer 2:1-Aufhängung der Kabine zum Gegengewicht vorteilhaft.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein hydraulisches Regelventil direkt am Antrieb angeordnet ist. Die direkte Anordnung des Regelventils am Antrieb sorgt für eine gute Stabilität im Regelkreis. Zu lange Leitungswege zwischen dem Hydraulikmotor und den entsprechenden Regelventilen können nämlich zu mechanischen Schwingungen in diesem Hydraulikkreis führen, was es möglichst zu vermeiden gilt. Durch die direkte Anordnung am Antrieb bevorzugt durch möglichst starre Rohrverbindungen zwischen Motor und Ventil, lassen sich solche Schwingungen wirksam verhindern und eine gute Regelbarkeit des Antriebs in allen Betriebsbereichen gewährleisten.
Sinnvoll ist es, dass Sensoren zur Erfassung von Motordrehzahl und/oder Hydraulikdruck und/oder Hydrauliköltemperatur und/oder Ventilstellgrößen sowie ggf. weiterer Systemgrößen vorgesehen sind. Durch die Erfassung der Systemzustände ist es möglich, eine genaue Regelung des Aufzuges zu gewährleisten. Neben der Motordrehzahl, die in Verbindung mit der Kabinengeschwindigkeit zur Regelung der Aufzugsposition, -geschwindigkeit und weiterer Systemgrößen benutzt wird, lassen sich durch die Messung von Druck, Temperatur und Ventilstellung entsprechende Störgrößen im System kompensieren. Ein sicherer Aufzugbetrieb wird auch bei starker Beanspruchung des Systems und dadurch gestiegener Öltemperatur garantiert, weil die resultierende geringere Öl-Viskosität ausgeglichen werden kann.
Eine Ausgestaltung des Förderantriebes sieht vor, dass zur Steuerung des hydraulischen Regelventils eine ggf. in dieses integrierte, elektronische Steuereinrichtung, insbesondere ein Microcontroller, vorgesehen ist. Ein Microcontroller in Verbindung mit einem elektrohydraulischen Regelventil ermöglicht eine flexible Steuerung und Regelung des Aufzuges. So läßt sich das Antriebssystem für eine weite Klasse von Anwendungsbereichen konfigurieren und ein entsprechend flexibler Systemaufbau erreichen. Bei dem bevorzugten Betrieb des Aufzuges im Vier-Quadranten-Betrieb, bei dem das Gegengewicht dem Kabinengewicht plus der halben maximalen Zuladung entspricht, lassen sich die auftretenden Regelprobleme, also vom Beladungsund Fahrtrichtungszustand, abhängige Betriebsweise des Motors als Bremse oder Antrieb in Vor- oder Rückwärtsrichtung durch einen Microcontroller sicher beherrschen.
Außerdem betrifft die Erfindung auch einen Aufzug mit einem Aufzugschacht und einer Aufzugskabine sowie einem vorbeschriebenen Seilantrieb, der sich dadurch auszeichnet, dass der Antrieb im Aufzugschacht vorgesehen ist.
Die Anordnung des Antriebes im Aufzugschacht bietet eine Reihe von Vorteilen, insbesondere, dass kein Maschinenraum mehr vorgesehen sein muss, was die Kosten einer solchen Aufzuganlage erheblich reduziert. Solche Anordnungen werden allerdings erst durch den besonders kompakten Aufbau des erfindungsgemäßen Antriebes ermöglicht. Bis auf den Antrieb und das Ventil sind keine weiteren Komponenten neben Aufzug und Gegengewicht im Aufzugschacht nötig, da die Hydraulikversorgung an einem beliebigen, auch weiter entfernten Ort beherbergt sein kann.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1
eine dreidimensionale schematische Ansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Seilantriebes angetriebenen Aufzuges,
Fig. 2
eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, des erfindungsgemäßen Seilantriebes sowie in
Fig. 3
eine Teilvorderansicht des erfindungsgemäßen Antriebes.
Ein allgemein mit 1 bezeichneter erfindungsgemäßer Seilantrieb ist, wie in Fig. 1 dargestellt, im Schachtkopf eines Aufzugschachtes montiert. In diesem Schacht sind eine Aufzugskabine 2 und ein Gegengewicht 3 angeordnet, das etwa dieselbe Masse besitzt, wie die Aufzugskabine plus ihrer halben maximalen Zuladung. Sowohl die Aufzugskabine als auch das Gegengewicht sind vertikal verschiebbar in Schienen 4 geführt.
Ein Tragseil 5 wird von seiner einseitigen Befestigung im Schachtkopf über Rollen an der Aufzugskabine über eine Treibscheibe 6 des Antriebes 1 zu einer am Gegengewicht 3 befestigten Umlenkrolle und von hier zu seiner zweiten Befestigung im Schachtkopf geführt. Anstelle des Tragseils 5 kann auch ein Flachriemen mit Stahldrahteinlagen verwendet werden.
Die Treibscheibe 6 des Antriebes 1 wird durch einen Hydraulikmotor 7 angetrieben und verzögert. Über Versorgungsleitungen 8 wird Hydraulikflüssigkeit von einer Druckmittelversorgung 9 zum Motor 7 geleitet.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Seilantriebes ist in Fig. 2 näher dargestellt. Die Treibscheibe 6 ist vorzugsweise mit Pendelrollen-Kugellagern 10 in einem Befestigungsblock 11 drehbar gelagert. Eine Motorwelle 12 des hydraulischen Motors 7 ist formschlüssig (Passfeder 13a) mit der Nabe 13 der Treibscheibe verbunden, so dass eine Kraftübertragung in beide Drehrichtungen zwischen dem Motor 7 und der Treibscheibe 6 möglich ist.
Im Befestigungsblock 11 ist außerdem eine Trommelbremseinrichtung angeordnet. Dazu werden hydraulisch belüftete Bremsblöcke 14 zum Bremsen von einer Feder 15 radial nach außen gegen das Innere der Treibscheibe 6 gepresst, wodurch diese gehalten wird. Ferner ist ein umlaufender äußerer Rand der Treibscheibe 6 als Bremsscheibe 16 ausgebildet.
Durch die direkte Wirkung der Bremseinrichtungen auf die Treibscheibe 6 können auch im Falle eines Bruchs der Welle 12 oder sonstigen Defektes des Antriebsmotors 7 die an den Tragseilen 5 befestigten Massen nicht abstürzen, sondern werden durch die Bremsen in ihrer Position gehalten.
Der Befestigungsblock 11 weist im unteren Abschnitt Befestigungsschrauben 17 auf, mit denen er auf einem Träger 18 im Schachtkopf befestigt werden kann, wie dies in Fig. 3 näher dargestellt ist.
Die außen an der Treibscheibe angebrachte Bremsscheibe 16 wird von einer Bremseinrichtung 19 durch zwei hydraulisch entlüftete Bremsbacken 20 gehalten.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann in vielfacher Hinsicht abgeändert werden, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So sind insbesondere vom Einsatzzweck abhängig, unterschiedliche Hydraulikmotoren einsetzbar. Auch die Dimensionen und Ausgestaltungen der Treibscheibe, der Bremseinrichtungen wie im Motor integrierte Bauformen, o.ä. können vom Einsatzzweck abhängig variiert werden.

Claims (8)

  1. Hydraulischer Seilantrieb für Aufzüge, mit einer Treibscheibe, wenigstens einer Bremseinrichtung und wenigstens einem Hydromotor,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (12) des Hydromotors (7) direkt mit der Nabe (13) der Treibscheibe (6) gekuppelt und die Bremseinrichtung in die Treibscheibe oder in den Hydromotor integriert, wobei die Nabe der Treibscheibe (6) außenseitig in einem in das Innere der Treibscheibe hineinragenden, das Motorgehäuse tragenden Befestigungsblock (11) gelagert ist.
  2. Seilantrieb nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung eine zwischen der Nabe (13) und dem Treibscheibenkranz angeordnete Trommelbremse (14) aufweist.
  3. Seilantrieb nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung eine an der Außenseite der Treibscheibe (6) angeordnete Bremsscheibe (16) aufweist.
  4. Seilantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Motor (7) ein Orbital- oder Flügelzellenmotor oder langsam laufender Axial- und/oder Radialkolbenmotor mit hoher Kammernzahl vorgesehen ist.
  5. Seilantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulisches Regelventil direkt am Antrieb (1) angeordnet ist.
  6. Seilantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren zur Erfassung von Motordrehzahl und/oder Hydraulikdruck und/oder Hydrauliköltemperatur und/oder Ventilstellgrößen sowie ggf. weiterer Systemgrößen vorgesehen sind.
  7. Seilantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des hydraulischen Regelventils eine ggf. in dieses integrierte, elektronische Steuereinrichtung, insbesondere ein Microcontroller, vorgesehen ist.
  8. Aufzug mit einem Aufzugschacht und einer Aufzugskabine sowie mit einem Seilantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) im Aufzugschacht vorgesehen ist.
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