EP1468950B1 - Antrieb mit Linearmotor, Aufzug mit diesem Antrieb und Verfahren zum Betrieb dieses Antriebs - Google Patents

Antrieb mit Linearmotor, Aufzug mit diesem Antrieb und Verfahren zum Betrieb dieses Antriebs Download PDF

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EP1468950B1
EP1468950B1 EP04008042A EP04008042A EP1468950B1 EP 1468950 B1 EP1468950 B1 EP 1468950B1 EP 04008042 A EP04008042 A EP 04008042A EP 04008042 A EP04008042 A EP 04008042A EP 1468950 B1 EP1468950 B1 EP 1468950B1
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EP
European Patent Office
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secondary part
drive
primary parts
normal force
primary
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP04008042A
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English (en)
French (fr)
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EP1468950A1 (de
Inventor
Johannes Kocher
Jörg Evertz
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Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
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Publication date
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Publication of EP1468950A1 publication Critical patent/EP1468950A1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • B66B11/0407—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by an electrical linear motor

Definitions

  • the invention relates to a drive with a linear motor, a lift with this drive and method for operating this drive according to the definition of the independent claims.
  • EP-A-0503980 discloses a drive with a linear motor, which linear motor has a secondary part between a first primary part and a second primary part. The width of air gaps between the primary parts and the secondary part remains constant and thus this linear motor does not take over a braking function. Accordingly, in an elevator with this drive, the functions of the holding and trapping brake are realized by specialized assemblies.
  • a first object of the present invention is to provide a drive with a linear motor, which drive also performs a braking function.
  • a second object of this invention is to provide a method of operating this drive.
  • a third object of this invention is to provide an elevator with such a drive.
  • the elevator has at least one cabin for moving people or goods with this drive.
  • the drive advantageously consists of several series-connected linear motors. Drives with diverse overall performance can be thus put together according to the modular principle with little effort and low cost.
  • the width of the air gaps between the primary parts and the secondary part of each linear motor is individually controlled, so that unwanted, the linear motor damaging contacts of the primary parts with the secondary part or performance variations due to changes in the width of the air gaps can be avoided.
  • the Fig. 1 and 2 show schematic representations of an embodiment of the drive 10th
  • the drive has at least one linear motor, in which at least one first primary part 1, 1 ' and at least one second primary part 2, 2' are spaced from each other in a plane XY by a secondary part 3 .
  • the drive has two linear motors, a first linear motor consists of a first pair of primary parts 1, 2 to the secondary part 3, a second linear motor consists of a second pair of primary parts 1 ', 2' to the secondary part 3.
  • the linear motor is a synchronous linear motor whose primary parts are excited by permanent magnets of the secondary part.
  • the primary parts have windings through which an electric current can flow in a known manner.
  • an electric current can flow in a known manner.
  • an attractive normal force along a direction of action Y transverse to the direction of movement of the drive. If no electric current flows, the linear motor is deactivated.
  • a residual normal force acting between the secondary part and the currentless primary parts is neglected in the context of this description.
  • the drive 10 has a support means 4 , which carries support means all components of the drive with the exception of the secondary part.
  • a support means 4 which carries support means all components of the drive with the exception of the secondary part.
  • Fig. 1 and 2 is the supporting means of two struts 4.1, 4.2, a first L ticasverstrebung 4.1 arranged on the first side of the secondary part and a second stringer is 4.2 arranged on the second side of the secondary part.
  • the support means is rigid and, for example, executed in metal.
  • the Leksverstrebonne are connected by means of at least one U-shaped cross brace 4.3 in the direction of action Y.
  • the drive 10 is guided over at least one guide element 6, 6 ', 7, 7 ' along the secondary part.
  • Fig. 1 is in each primary part 1, 1 ', 2, 2', a guide element 6, 6 ', 7, 7' attached.
  • the guide elements are mounted in pairs on both sides of the secondary part in end portions of the primary parts and mounted on eccentric shafts 11, 11 ', 12, 12' . With these four guide elements there is a uniformly distributed and stable guidance of the drive along the secondary part.
  • the drive 10 has at least one compensating means 5 which acts with a compensating normal force against the attractive normal force between each of the primary parts and the secondary part.
  • the compensation means is a first spring 5.1, whose spring ends on the first side of the secondary part first primary parts 1, 1 ' connects to each other and pushes away from the secondary part.
  • the compensating means is a second spring 5.1, whose spring ends on the second side of the secondary part second primary parts of the secondary part pushes away.
  • the compensation means is arranged substantially along the direction of movement of the drive.
  • the compensation agent is made of known and proven elastic materials such as metal.
  • the compensation means is mounted in the suspension means and bears the compensation means the primary parts.
  • the first and second springs are mounted in end portions of the U-shaped cross brace.
  • the first spring carries the first primary parts and the second spring carries the second primary parts.
  • the drive 10 is held and braked via at least one brake element 8, 8 ', 9, 9' on the secondary part.
  • Fig. 1 is in each primary part 1, 1 ', 2, 2' a brake elements 8, 8 ', 9, 9' attached.
  • the brake elements are arranged in pairs on both sides of the secondary part.
  • Each brake element is connected via a brake lever 8.1 , 8.1 ', 9.1, 9.1' with the support means 4 .
  • Each of the brake levers has first and second brake lever ends. The first brake lever end is mounted on a shaft 13, 13 ', 14, 14' in the respective primary part, the second brake lever end is with connected to the support means. With these four brake elements is a uniformly distributed and stable braking of the drive along the secondary part.
  • the eccentric shafts 11, 11 ', 12, 12' can be rotated by means of at least one actuator 15, 15 ', 16, 16' in the plane XY about a control axis Z.
  • Each eccentric shaft is rotated by an actuator.
  • the actuators are electric motors which rotate the eccentric shafts back and forth by one setting angle.
  • the guide elements are in direct contact with the secondary part and the brake elements are without contact to the secondary part.
  • the brake elements are in direct contact with the secondary part.
  • the eccentric In the de-energized state of the actuators, the eccentric rotate automatically under the action of the attractive normal force back to the second end position until the brake elements rest on the abutment.
  • the braking function and the catching function of the drive takes place by friction on the secondary part.
  • the guide elements and the brake elements are linings, rollers, rollers, balls, etc., which consist of known materials such as metal, ceramic, hard rubber, etc.
  • rollers, rollers, balls for the guide elements they have a rolling friction on the secondary part.
  • pads for the brake elements they have a sliding friction on the secondary part.
  • actuators which are actuated not electrically but hydraulically or pneumatically or by means of a Bowden cable.
  • the eccentric shafts 11, 11 ', 12, 12' By turning the eccentric shafts 11, 11 ', 12, 12' back and forth, the primary parts 1, 1 ', 2, 2' are moved toward the secondary part 3 or moved away from the secondary part 3 .
  • the compensating means 5 is not affected by the back and forth of the eccentric waves.
  • the back and forth of the eccentric shafts is in Fig. 1 indicated by curved double arrows.
  • the width of air gaps between the primary parts and the secondary part is changed.
  • the width of the air gaps changes along a direction of action transverse to the direction of movement of the drive. In the first end position, where the guide elements cause the drive in contact with the secondary part, the width of the air gaps is maximum and the attractive normal force between the primary parts and the secondary part is small.
  • the width of the air gaps is minimal and the attractive normal force z between the primary parts and the secondary part is large.
  • the width of the air gaps is changed continuously, whereby the attractive normal force is continuously reduced or increased accordingly.
  • the attractive normal force is as small as possible in the first end position and in the second end position the pulling normal force is the greatest possible.
  • the second brake lever ends When rotating the eccentric shaft, the second brake lever ends form fixed points that do not change their distance to the secondary part 3 , while the first brake lever ends, which are mounted in the primary parts, change their distance to the secondary part.
  • Brake lever length 84 denotes the distance between the first and second brake lever ends.
  • Brake length 83 denotes the distance between the projection of the brake elements on the connecting end of the brake lever ends and the second brake lever end.
  • the brake elements are pressed with a lever against the secondary part. According to Fig. 1 the ratio of the lever is 2: 1. In the second end position, where the brake elements hold the drive in contact with the secondary part, the compensating normal force of the compensating means 5 acts as a braking force amplified by this lever.
  • the drive 10 has at least one catch trigger 4.5, 4.5 ' , which holds the compensation means 5 at least partially in the primary parts 1, 1, 2, 2' .
  • the catch trigger can be brought into two positions. In a normal operating position, the compensation means is activated and the catch trigger maintains the bias of the compensation means. In a catch position the compensation means is deactivated and the catch trigger has released the bias of the compensation means.
  • the compensating means consists of a spring 5.1 , which connects the primary parts 1, 1 ' and a spring 5.2, which the primary parts 2, 2' combines. Each spring is tensioned with at least one spring end of a catch trigger in a primary part.
  • the catch trigger has at least one support which holds the spring ends in the direction of action Y and pushes the primary parts away from the secondary part.
  • the deactivation of the catch trigger takes place in a known manner mechanically or electrically.
  • the catch trigger for deactivation is mechanically rotated about the adjusting axis Z.
  • the pad slips thereby laterally from the spring end and the spring relaxes accordingly.
  • the compensating normal force of the compensating means is removed, the attractive normal force of the primary parts comes into full effect and becomes correspondingly large due to the minimally wide air gaps.
  • the drive is then pressed only with the attractive normal force of the primary parts against the secondary part.
  • the brake elements brake by friction on the secondary part, which performs a catch function. With this catch function, a car or a counterweight is decelerated and held at an overspeed.
  • Fig. 3 to 5 show three schematic representations of embodiments of the elevator 100 , which is driven by the drive 10 .
  • the drive directly drives at least one cab 20 for moving persons or goods of the elevator.
  • the drive directly drives at least one counterweight 30 , wherein the car and counterweight are connected via at least one connecting means 40 .
  • the lanyard is a rope or belt with at least one load-bearing steel, aramid, etc. cable. Both the car and the counterweight are moved with a 2: 1 suspension.
  • the connecting means is deflected over a plurality of deflection rollers 41, 42, 43, 44 .
  • a first diverting pulley 41 is mounted on the counterweight, at least a second diverting pulley 42 is mounted in the wellhead and third and fourth diverting pulleys 43, 44 are mounted on the cabin.
  • Fig. 5 corresponds to Fig. 4 , with the difference that only the counterweight is 2: 1 umge gleich while the cabin is 1: 1 umgehormon. In this way, the counterweight is moved at half the speed of the car.
  • the secondary part 3 is at least one guide rail for the elevator.
  • the cab is moved as a backpack cabin with two drives along two guide rails, which guide rails extend over the entire length of a shaft in a building.
  • the counterweight is moved with a drive along a single guide rail, which extends a guide rail over the entire length of the shaft.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit Linearmotor, ein Aufzug mit diesem Antrieb und Verfahren zum Betrieb dieses Antriebs gemäss der Definition der unabhängigen Patentansprüche.
  • EP-A-0503980 offenbart einen Antrieb mit Linearmotor, welcher Linearmotor ein Sekundärteil zwischen einem ersten Primärteil und einem zweiten Primärteil aufweist. Die Breite von Luftspalten zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil konstant bleibt und dadurch dieser Linearmotor übernimmt keine Bremsfunktion. Demgemäss sind bei einem Aufzug mit diesem Antrieb die Funktionen der Halte- und Fangbremse durch spezialisierte Baugruppen realisiert.
  • Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antrieb mit Linearmotor anzugeben, welcher Antrieb ebenfalls eine Bremsfunktion ausführt. Eine zweite Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb dieses Antriebs anzugeben. Eine dritte Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Aufzug mit einem solchen Antrieb anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gemäss der Definition der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
  • Der Antrieb wird durch eine Gesamtnormalkraft geführt bzw. gebremst, die sich aus der anziehenden Normalkraft zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil abzüglich der kompensierenden Normalkraft des Kompensationsmittels zusammensetzt. Die Erfindung nutzt die bei Linearantrieben vorhandene grosse anziehende Normalkraft aus, um so eine Bremsfunktion des Antriebs zu erzielen. Zum gezielten Verändern Gesamtnormalkraft erfolgt a) ein Hin- bzw. Herbewegen der Primärteile bezüglich des Sekundärteils über Stellglieder um eine Breite von Luftspalten zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil zu varieren bzw. b) vorteilhafterweise ein Aktivieren bzw. Desaktivieren des Linearmotors. Die Breite der Luftspalte wird entlang der Wirkungsrichtung quer zur Bewegungsrichtung des Antriebs ermittelt. Dabei werden die folgenden vier Betriebsmodi unterschieden:
    • In einem ersten Betriebsmodus ist der Linearmotor desaktiviert und einzig die kompensierende Normalkraft des Kompensationsmittels die Primärteile vom Sekundärteil beabstandet, was den Antrieb haltend führt. Die Breite der Luftspalte ist frei wählbar maximal bzw. minimal eingestellt.
    • In einem zweiten Betriebsmodus ist der Linearmotor aktiviert und die Breite der Luftspalte zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil ist maximal eingestellt. Die anziehende Normalkraft zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil ist dann klein, was den Antrieb haltend führt.
    • In einem dritten Betriebsmodus ist der Linearmotor aktiviert und die Breite der Luftspalte zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil ist minimal eingestellt. Die anziehende Normalkraft zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil ist dann gross, was den Antrieb bremst.
    • In einem vierten Betriebsmodus wird das Kompensationsmittel desaktiviert und die Primärteile werden mit der voll anziehenden Normalkraft des Linearmotors gegen das Sekundärteil gedrückt, was den Antrieb im Fang bremst.
  • Der Aufzug weist mindestens eine Kabine zum Verfahren von Personen bzw. Gütern mit diesem Antrieb auf. Der Antrieb besteht vorteilhafterweise aus mehreren, in Reihe geschalteten Linearmotoren. Antriebe mit vielfältigen Gesamtleistungen lassen sich somit nach dem Baukastenprinzip mit wenig aufwand und geringen Kosten zusammenstellen. Die Breite der Luftspalte zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil eines jeden Linearmotors wird individuell kontrolliert, so dass unerwünschte, den Linearmotor beschädigende Berührungen der Primärteile mit dem Sekundärteil bzw. Leistungsschwankungen aufgrund von Änderungen der Breite der Luftspalte vermieden werden.
  • Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 5 im Detail erläutert. Hierbei zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung im Schnitt eines Teils des Antriebs,
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht eines Teils des Antriebs,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Aufzugs entlang der Bewegungsrichtung dessen Antriebs,
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Aufzugs entlang der Bewegungsrichtung dessen Antriebs, und
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Aufzugs entlang der Bewegungsrichtung dessen Antriebs.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen schematische Darstellungen einer Ausführungsform des Antriebs 10. Der Antrieb weist mindestens einen Linearmotor auf, bei dem mindestens ein erstes Primärteil 1, 1' und mindestens ein zweites Primärteil 2, 2' in einer Ebene XY durch ein Sekundärteil 3 voneinander beabstandet sind. Auf einer ersten Seite des Sekundärteils befinden sich erste Primärteile, auf einer zweiten Seite des Sekundärteils befinden sich zweite Primärteile. Gemäss Fig. 1 weist der Antrieb zwei Linearmotoren auf, ein erster Linearmotor besteht aus einem ersten Paar von Primärteilen 1, 2 um das Sekundärteil 3, ein zweiter Linearmotor besteht aus einem zweiten Paar von Primärteilen 1', 2' um das Sekundärteil 3. Der Linearmotor ist ein Synchronlinearmotor, dessen Primärteile von Permanentmagneten des Sekundärteils erregt werden. Beliebige bekannte Permanentmagnete lassen sich verwenden. Die Primärteile weisen Wicklungen auf, durch die in bekannter Weise ein elektrischer Strom fliessen kann. Bei Stromfluss wirkt zwischen jedem der Primärteile und dem Sekundärteil eine anziehende Normalkraft entlang einer Wirkungsrichtung Y quer zur Bewegungsrichtung des Antriebs. Wenn kein elektrischer Strom fliesst, ist der Linearmotor desaktiviert. Eine restliche Normalkraft, die zwischen dem Sekundärteil und den stromlosen Primärteilen wirkt, wird im Rahmen dieser Beschreibung vernachlässigt.
  • Bspw. besteht der Antrieb aus beliebig vielen Linearmotoren, die entlang einer Bewegungsrichtung X des Antriebs in Reihe angeordnet sind. So entspricht Fig. 2 der Fig. 1 , mit dem Unterschied, dass in Fig. 2 zwei Antriebseinheiten gemäss Fig. 1 in Reihe zu einer Gesamtantriebseinheit verbunden sind. Je nach gewünschter Gesamtleistung, setzt sich diese Gesamtantriebseinheit somit im Baukastenprinzip aus mehreren relativ kurzen Linearmotoren zusammen. Dies hat drei Vorteile:
    1. a) die Gesamtantriebseinheit ist einfach und rasch an die Vielfälten vom Kunden gewünschten Gesamtleistungen anzupassen,
    2. b) diese Vielfältigen Gesamtleistungen werden durch die Reihenschaltung identischer Linearmotoren mit niedrigen Kosten erreicht,
    3. c) Ungeradheiten des Sekundärteils haben auf die Mehrzahl von relativ kurzen Primärteile keine nachteilige Wirkung. Jeder Linearmotor wird individuell geführt und eine Breite von Luftspalten zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil kontrolliert beibehalten, was unerwünschte, den Linearmotor beschädigende Berührungen der Primärteile mit dem Sekundärteil sowie Leistungsschwankungen aufgrund von Änderungen der Breite der Luftspalte vermeidet.
  • Der Antrieb 10 weist ein Tragmittel 4 auf, welches Tragmittel alle Komponenten des Antriebs mit Ausnahme des Sekundärteils trägt. Gemäss Fig. 1 und 2 besteht das Tragmittel aus zwei Verstrebungen 4.1, 4.2, wobei eine erste L ängsverstrebung 4.1 auf der ersten Seite des Sekundärteils angeordnet ist und eine zweite Längsverstrebung 4.2 auf der zweiten Seite des Sekundärteils angeordnet ist. Das Tragmittel ist biegesteif und bspw. in Metall ausgeführt. Die Längsverstrebungen sind mittels mindestens einer U-förmigen Querverstrebung 4.3 in Wirkungsrichtung Y verbunden.
  • Der Antrieb 10 wird über mindestens ein Führungselement 6, 6', 7, 7' entlang des Sekundärteils geführt. Gemäss Fig. 1 ist in jedem Primärteil 1, 1', 2, 2' ein Führungselement 6, 6', 7, 7' angebracht. Die Führungselemente sind paarweise beidseitig am Sekundärteil in Endbereichen der Primärteile angebracht und auf Exzenterwellen 11, 11', 12, 12' gelagert. Mit diesen vier Führungselementen erfolgt eine gleichmässig verteilte und stabile Führung des Antriebs entlang des Sekundärteils.
  • Der Antrieb 10 weist mindestens ein Kompensationsmittel 5 auf, das mit einer kompensierenden Normalkraft entgegen der anziehenden Normalkaft zwischen jedem der Primärteile und dem Sekundärteil wirkt. Gemäss Fig. 1 ist das Kompensationsmittel eine erste Feder 5.1, deren Federenden auf der ersten Seite des Sekundärteils erste Primärteile 1, 1' miteinander verbindet und vom Sekundärteil wegdrückt. Das Kompensationsmittel ist eine zweite Feder 5.1, deren Federenden auf der zweiten Seite des Sekundärteils zweite Primärteile vom Sekundärteil wegdrückt. Das Kompensationsmittel ist weitgehend längs der Bewegungsrichtung des Antriebs angeordnet. Das Kompensationsmittel ist aus bekannten und bewährten elastischen Materialien wie Metall gefertigt. Vorteilhafterweise ist das Kompensationsmittel im Tragmittel befestigt und trägt das Kompensationsmittel die Primärteile. Bspw. sind die erste und zweite Feder in Endbereichen der U-förmigen Querverstrebung befestigt. Bspw. trägt die erste Feder die ersten Primärteile und die zweite Feder trägt die zweiten Primärteile.
  • Der Antrieb 10 wird über mindestens ein Bremselement 8, 8', 9, 9' am Sekundärteils gehalten und gebremst. Gemäss Fig. 1 ist in jedem Primärteil 1, 1', 2, 2' ein Bremselemente 8, 8', 9, 9' angebracht. Die Bremselemente sind paarweise beidseitig am das Sekundärteil angeordnet. Jedes Bremselement ist über einen Bremshebel 8.1, 8.1', 9.1, 9.1' mit dem Tragmittel 4 verbunden. Jeder der Bremshebel weist ein erstes und ein zweites Bremshebelende auf. Das erste Bremshebelende ist auf einer Wellen 13, 13', 14, 14' im jeweiligen Primärteil gelagert, das zweite Bremshebelende ist mit dem Tragmittel verbunden. Mit diesen vier Bremselementen erfolgt ein gleichmässig verteiltes und stabiles Bremsen des Antriebs entlang des Sekundärteils.
  • Die Exzenterwellen 11, 11', 12, 12' lassen sich mittels mindestens eines Stellglieds 15, 15', 16, 16' in der Ebene XY um eine Stellachse Z drehen. Gemäss Fig. 1 wird jede Exzenterwelle von einem Stellglied gedreht. Die Stellglieder sind Elektromotoren, welche die Exzenterwellen um einen Stellwinkel vor- und zurückdrehen. In einer ersten Endstellung sind die Führungselemente im direkten Kontakt mit dem Sekundärteil und die Bremselemente sind ohne Kontakt zum Sekundärteil. In einer zweiten Endstellung sind die Führungselemente ohne Kontakt zum Sekundärteil und die Bremselemente sind im direkten Kontakt mit dem Sekundärteil. Im stromlosen Zustand der Stellglieder, drehen die Exzenterwellen unter Wirkung der anziehenden Normalkraft selbsttätig in die zweite Endstellung zurück, bis die Bremselemente am Sekundärteil aufliegen. Die Bremsfunktion und die Fangfunktion des Antriebs erfolgt durch Reibung am Sekundärteil. Die Führungselemente und die Bremselemente sind Beläge, Walzen, Rollen, Kugeln, usw., die aus bekannten Materialien wie Metall, Keramik, Hartgummi, usw. bestehen. Bei Verwendung von Walzen, Rollen, Kugeln für die Führungselemente, weisen diese eine Rollreibung auf dem Sekundärteil auf. Bei Verwendung von Belägen für die Bremselemente, weisen diese eine Gleitreibung auf dem Sekundärteil auf. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung lassen sich auch Stellglieder verwenden, die nicht elektrisch sondern hydraulisch bzw. pneumatisch oder per Bowdenzug betätigt werden.
  • Durch Vor- und Zurückdrehen der Exzenterwellen 11, 11', 12, 12' werden die Primärteile 1, 1', 2, 2' zum Sekundärteil 3 hinbewegt bzw. vom Sekundärteil 3 wegbewegt. Das Kompensationsmittel 5 wird durch das Vor- und Zurückdrehen der Exzenterwellen jedoch nicht beeinflusst. Das Vor- und Zurückdrehen der Exzenterwellen ist in Fig. 1 durch gebogenen Doppelpfeile angedeutet. Dadurch wird die Breite von Luftspalten zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil verändert. Die Breite der Luftspalte verändert sich entlang einer Wirkungsrichtung quer zur Bewegungsrichtung des Antriebs. In der ersten Endstellung, wo die Führungselemente den Antrieb im Kontakt mit dem Sekundärteil führen, ist die Breite der Luftspalte maximal und die anziehende Normalkraft zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil ist klein. In der zweiten Endstellung, wo die Bremselemente den Antrieb im Kontakt mit dem Sekundärteil halten, ist die Breite der Luftspalte minimal und die anziehende Normalkraft z wischen den Primärteilen und dem Sekundärteil ist gross. Bspw. wird die Breite der Luftspalte kontinuierlich verändert, wodurch die anziehende Normalkraft entsprechend kontinuierlich verkleinert bzw. vergrössert wird. Bspw. ist die anziehende Normalkraft in der ersten Endstellung kleinstmöglich und in der zweiten Endstellung ist die amziehende Normalkraft grösstmöglich.
  • Beim Drehen der Exzenterwellen bilden die zweiten Bremshebelenden Fixpunkte, die ihre Entfernung zum Sekundärteil 3 nicht ändern, während die ersten Bremshebelenden, die in den Primärteilen gelagert sind, ihre Entfernung zum Sekundärteil ändern. Mit Bremshebellänge 84 wird die Distanz zwischen den ersten und zweiten Bremshebelenden bezeichnet. Mit Bremslänge 83 wird die Distanz zwischen der Projektion der Bremselemente auf die Verbindende der Bremshebelenden und dem zweiten Bremshebelende bezeichnet. Je nach Grösse des Verhältnisses der Bremshebellänge geteilt durch die Bremslänge werden die Bremselemente mit einem Hebel gegen das Sekundärteil gedrückt. Gemäss Fig. 1 beträgt das Verhältnis des Hebels 2:1. In der zweiten Endstellung, wo die Bremselemente den Antrieb im Kontakt mit dem Sekundärteil halten, wirkt die kompensierende Normalkraft des Kompensationsmittels 5 als eine um diesen Hebel verstärkte Bremskraft.
  • Der Antrieb 10 weist mindestens einen Fangauslöser 4.5, 4.5' auf, der das Kompensationsmittels 5 zumindestens teilweise in den Primärteilen 1, 1, 2, 2' festhält. Der Fangauslöser ist in zwei Stellungen bringbar. In einer Normalbetriebsstellung ist das Kompensationsmittel aktiviert und der Fangauslöser hält die Vorspannung des Kompensationsmittels aufrecht. In einer Fangstellung ist das Kompensationsmittel desaktiviert und der Fangauslöser hat die Vorspannung des Kompensationsmittels gelöst. Gemäss Fig. 1 besteht das Kompensationsmittel aus einer Feder 5.1, welche die Primärteile 1, 1' verbindet und aus einer Feder 5.2, welche die Primärteile 2, 2' verbindet. Jede Feder wird mit mindestens einem Federende von einem Fangauslöser in einem Primärteil gespannt. Der Fangauslöser weist mindestens eine Auflage auf, welche die Federenden in Wirkungsrichtung Y hält und die Primärteile vom Sekundärteil wegdrückt. Die Desaktivierung des Fangauslösers erfolgt auf bekannte Weise mechanisch oder elektrisch. Gemäss Fig. 1 wird der Fangauslöser zur Desaktivierung mechanisch um die Stellachse Z gedreht. Die Auflage rutscht dadurch seitlich vom Federende und die Feder entspannt sich dementsprechend. Bei Wegfall der kompensierenden Normalkraft des Kompensationsmittels kommt die anziehende Normalkraft der Primärteile voll zur Wirkung und wird durch die minimal breiten Luftspalte entsprechend gross. Der Antrieb wird dann einzig mit der anziehenden Normalkraft der Primärteile gegen das Sekundärteil gedrückt. Dabei bremsen die Bremselemente durch Reibung auf dem Sekundärteil, was eine Fangfunktion ausführt. Mit dieser Fangfunktion wird eine Kabine oder ein Gegengewicht bei einer Übergeschwindigkeit abgebremst und festgehalten.
  • Fig. 3 bis 5 zeigen drei schematische Darstellungen von Ausführungsformen des Aufzugs 100, der mit dem Antrieb 10 angetrieben wird. Gemäss Fig. 3 treibt der Antrieb in direkter Weise mindestens eine Kabine 20 zum Verfahren von Personen bzw. Gütern des Aufzugs an. Gemäss Fig. 4 treibt der Antrieb in direkter Weise mindestens ein Gegengewicht 30 an, wobei Kabine und Gegengewicht über mindestens ein Verbindungsmittel 40 verbunden sind. Das Verbindungsmittel ist ein Seil oder Riemen mit mindestens einer lastaufnehmenden Litze aus Stahl, Aramid, usw.. Sowohl die Kabine als auch das Gegengewicht werden mit einer 2:1 Umhängung verfahren. Das Verbindungsmittel ist über mehrere Umlenkrollen 41, 42, 43, 44 umgelenkt. Eine erste Umlenkrolle 41 ist am Gegengewicht angebracht, mindestens eiine zweite Umlenkrolle 42 ist im Schachtkopf angebracht und eine dritte und vierte Umlenkrolle 43, 44 sind an der Kabine angebracht. Fig. 5 entspricht Fig. 4 , mit dem Unterschied, dass nur das Gegengewicht 2:1 umgehängt ist, während die Kabine 1:1 umgehängt ist. Auf diese Weise wird das Gegengewicht mit halb so hoher Geschwindigkeit wie die Kabine verfahren.
  • Das Sekundärteil 3 ist mindestens eine Führungsschiene für den Aufzug. Gemäss Fig. 3 wird die Kabine als Rucksackkabine mit zwei Antrieben entlang von zwei Führungsschienen verfahren, welche Führungsschienen sich über die gesamte Länge eines Schachts in einem Gebäude erstrecken. Gemäss Fig. 4 und 5 wird das Gegengewicht mit einem Antrieb entlang einer einzigen Führungsschiene verfahren, welche eine Führungsschiene sich über die gesamte Länge des Schachts erstreckt.
  • Der Aufzug 100 mit Kabine 10 und Gegengewicht 20 gemäss Fig. 4 hat zwei Vorteile:
    • Erstens wird durch Anordnung des Antriebs im Gegengewicht das Kabinengewicht um das Eigengewicht des Antriebs reduziert. Dadurch wird ein Antrieb mit entsprechend reduzierter Antriebsleistung benötigt, was kostengünstig ist.
    • Zweitens wird durch Verbindung der Kabine mit dem Gegenwicht die vom Antrieb zu verfahrende Last reduziert. Typischerweise lautet die Auslegung des Gegengewichts gleich Kabinenleergewicht plus halbe Nutzlast. Dadurch wird ein Antrieb mit entsprechend reduzierter Antriebsleistung benötigt, was kostengünstig ist.
  • Zusätzlich zu diesen Vorteilen der Ausführungsform gemäss Fig. 4 hat der Aufzug 100 mit Kabine 10 und Gegengewicht 20 gemäss Fig. 5 den Vorteil:
    • Nur das Gegengewicht wird mit einer 2:1 Umhängung verfahren, die Kabine wird hingegen mit 1:1 Umhängung verfahren. Das Gegengewicht wird somit nur über die halbe Länge des Schachts verfahren, während die Kabine mit doppelt so hoher Geschwindigkeit wie diejenige des Gegengewichts über die ganze Länge des Schachts verfahren wird. Dadurch wird Sekundärteil mit entsprechend halbierter Länge benötigt, was kostengünstig ist.
  • Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung ist natürlich auch eine Kombination dieser beiden Ausführungsformen des Aufzugs möglich. Dem Fachmann stehen hier vielfältige Möglichkeiten frei:
    • So ist es möglich, einen einzigen Antrieb an der Kabine anzubringen und Kabine und Gegengewicht in 1:1 Umhängung zu verfahren. Dadurch wird nur ein einziger Antrieb mit entsprechen der Umhängung reduzierter Antriebsleistung benötigt, was kostengünstig ist.
    • Schliesslich ist es möglich, die Kabine bzw. das Gegengewicht mit höheren Graden der Umhängung wie 4:1 zu verfahren.

Claims (14)

  1. Antrieb (10) mit mindestens einem Linearmotor, welcher Linearmotor ein Sekundärteil (3) zwischen einem ersten Primärteil (1, 1') und einem zweiten Primärteil (2, 2') aufweist, wobei die Primärteile durch Luftspalte vom Sekundärteil getrennt sind und
    der Antrieb mindestens ein Kompensationsmittel (5) aufweist, welches Kompensationsmittel mit einer kompensierenden Normalkraft entgegen einer anziehenden Normalkraft zwischen jedem der Primärteile und dem Sekundärteil wirkt, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Breite der Luftspalte zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil durch Hin-bzw. Herbewegen der Primärteile bezüglich dem Sekundärteil über Stellglieder (15,15',16,16') veränderlich ist.
  2. Antrieb gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationsmittel die Primärteile trägt.
  3. Antrieb gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Primärteile mindestens ein Führungselement (6, 6', 7, 7') tragen, welches Führungselement den Antrieb entlang des Sekundärteils führt, und
    dass die Primärteile mindestens ein Bremselement (8, 8', 9, 9') tragen, welches Bremselement den Antrieb entlang des Sekundärteils hält und bremst.
  4. Antrieb gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Primärteile mindestens ein Stellglied (15, 15', 16, 16) tragen, welches Stellglied das Führungselement und/oder das Bremselement zum Sekundärteil hinbewegt bzw. vom Sekundärteil wegbewegt und in Kontakt mit dem Sekundärteil bringt.
  5. Antrieb gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Luftspalte sich durch Hinbewegen bzw. Wegbewegen des Führungselements und/oder des Bremselements vom/zum Sekundärteil in ihrer Breite verändern.
  6. Antrieb gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass in einer ersten Endstellung, wo das Führungselement den Antrieb im Kontakt mit dem Sekundärteil führt, die Breite der Luftspalte maximal und die anziehende Normalkraft zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil klein ist, und
    dass in einer zweiten Endstellung, wo das Bremselement den Antrieb im Kontakt mit dem Sekundärteil hält, die Breite der Luftspalte minimal und die anziehende Normalkraft zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil gross ist.
  7. Antrieb gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stellglieder das Kompensationsmittel nicht zum Sekundärteil hinbewegen bzw. vom Sekundärteil wegbewegen,
    dass das Bremselement über einen Bremshebel (8.1, 8.1', 9.1, 9.1') mit einem Tragmittel (4) verbunden ist, und
    dass das Bremselement mit einem Hebel gegen das Sekundärteil drückt.
  8. Antrieb gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Tragmittel mindestens einen Fangauslöser (4.5, 4.5') aufweist,
    dass der aktivierte Fangauslöser das mit der kompensierenden Normalkraft vorgespannte Kompensationsmittel zumindestens teilweise in den Primärteilen festhält, und
    dass der desaktivierte Fangauslöser die kompensierende Normalkraft des Kompensationsmittels löst.
  9. Antrieb gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Antrieb mehrere in Reihe geschaltete Linearmotoren aufweist.
  10. Verfahren zum Betrieb eines Antriebs (10) mit mindestens einem Linearmotor, welcher Linearmotor ein Sekundärteil (3) zwischen einem ersten Primärteil (1, 1') und einem zweiten Primärteil (2, 2') aufweist, wobei die Primärteile durch Luftspalte vom Sekundärteil getrennt sind,
    zwischen jedem der Primärteile und dem Sekundärteil eine anziehende Normalkraft entlang einer Wirkungsrichtung (Y) quer zur Bewegungsrichtung (X) des Antriebs wirkt, und
    mindestens ein Kompensationsmittel (5) mit einer kompensierenden Normalkraft entgegen dieser anziehenden Normalkaft wirkt, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Breite von Luftspalten zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil durch Hin-bzw. Herbewegen der Primärteile bezüglich dem Sekundärteil über Stellglieder (15,15',16,16') verändert wird.
  11. Verfahren gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
    dass in einem ersten Betriebsmodus der Linearmotor desaktiviert wird und einzig die kompensierende Normalkraft des Kompensationsmittels die Primärteile vom Sekundärteil beabstandet, was den Antrieb haltend führt und/oder
    dass in einem zweiten Betriebsmodus der Linearmotor aktiviert wird und eine Breite von Luftspalten zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil maximal eingestellt wird, was die anziehende Normalkraft zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil verkleinert und den Antrieb haltend führt und/oder
    dass in einem dritten Betriebsmodus der Linearmotor aktiviert wird und eine Breite von Luftspalten zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil minimal eingestellt wird, was die anziehende Normalkraft zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil vergrössert und den Antrieb bremst und/oder
    dass in einem vierten Betriebsmodus das Kompensationsmittel desaktiviert wird und die Primärteile mit der voll anziehenden Normalkraft des Linearmotors gegen das Sekundärteil gedrückt werden, was den Antrieb bremst.
  12. Aufzug (100) mit mindestens einer Kabine (20) zum Verfahren von Personen bzw. Gütern, mit einem Antrieb (10), der mindestens einen Linearmotor mit einem Sekundärteil (3) zwischen einem ersten Primärteil (1, 1') und einem zweiten Primärteil (2, 2') aufweist, wobei die Primärteile durch Luftspalte vom Sekundärteil getrennt sind und
    der Antrieb mindestens ein Kompensationsmittel aufweist, welches Kompensationsmittel (5) mit einer kompensierenden Normalkraft entgegen einer anziehenden Normalkaft zwischen jedem der Primärteile und dem Sekundärteil wirkt, dadurch gekennzeichnet.
    dass die Breite der Luftspalte zwischen den Primärteilen und dem Sekundärteil durch Hin-bzw. Herbewegen der Primärteile bezüglich dem Sekundärteil über Stellglieder (15,15',16,16') veränderlich ist.
  13. Aufzug gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Antrieb die Kabine direkt antreibt und/oder dass der Antrieb ein Gegengewicht (30) direkt antreibt.
  14. Aufzug gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kabine und das Gegengewicht über mindestens ein Verbindungsmittel (40) verbunden sind
    und/oder
    dass der Antrieb die Kabine bzw. das Gegengewicht mit einer 2:1 Umhängung verfährt
    und/oder
    dass der Antrieb die Kabine bzw. das Gegengewicht mit einer 1:1 Umhängung verfährt
    und/oder
    dass sich das Sekundärteil über die ganze Länge des Schachts erstreckt
    und/oder
    dass sich das Sekundärteil über die halbe Länge des Schachts erstreckt.
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