EP1473265B1 - "Führungsvorrichtung zur Führung eines Lastträgers einer Aufzugsanlage" - Google Patents

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EP1473265B1
EP1473265B1 EP04009496.3A EP04009496A EP1473265B1 EP 1473265 B1 EP1473265 B1 EP 1473265B1 EP 04009496 A EP04009496 A EP 04009496A EP 1473265 B1 EP1473265 B1 EP 1473265B1
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EP
European Patent Office
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guide
load carrier
elements
elastic
guide device
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP04009496.3A
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English (en)
French (fr)
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EP1473265A1 (de
Inventor
Yvan Kurzo
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Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/02—Guideways; Guides
    • B66B7/04—Riding means, e.g. Shoes, Rollers, between car and guiding means, e.g. rails, ropes
    • B66B7/046—Rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/02—Guideways; Guides
    • B66B7/04—Riding means, e.g. Shoes, Rollers, between car and guiding means, e.g. rails, ropes
    • B66B7/048—Riding means, e.g. Shoes, Rollers, between car and guiding means, e.g. rails, ropes including passive attenuation system for shocks, vibrations

Definitions

  • the invention relates to a guide device for guiding a load carrier of an elevator system along at least one guide surface according to the preamble of claim 1 and to an elevator system with the guide device.
  • load carrier in this context means all movable masses that can be moved in a lift system along a guide surface. Lift cubicles or counterweights fall under this term in particular. The latter are used in an elevator system to compensate for the weight of other load carriers.
  • a guide device of the type mentioned is used in elevator systems in order to stabilize the position of a load carrier movable along a guide surface.
  • a guide device generally has at least one guide element which is in contact with the guide surface and is connected by means of a connecting element with the load carrier such that the guide element is movable relative to the load carrier or the load carrier relative to the guide element.
  • the respective guide surface can be defined by the surface of a guide rail and a guide element each a role and as a connecting element in each case an elastically deformable structure, which connects a rotation axis of the roller with the respective load carrier, use.
  • the connecting element may for example be a spring or an arrangement of several springs.
  • Connecting elements which allow elastic deformation under mechanical stress, offer the possibility of connecting a guide element to a load carrier in such a way and in each case holding it in contact with a guide surface, that the respective connecting element is deformed by a predetermined amount in comparison with a relaxed state and thus has a predetermined bias. Due to the bias, each guide element exerts a force on the respective guide surface.
  • Such fasteners are used to support the load carrier to stabilize an equilibrium position with respect to a guide surface. If, during a deflection of the load carrier from the equilibrium position, the respective connecting element is deformed, then this results in a restoring force acting on the load carrier whose size increases with increasing deflection of the load carrier from the equilibrium position and thus counteracts the deflection. This ensures that the load carrier assumes an equilibrium position relative to the respective guide surface when the guide element is in constant contact with the respective guide surface.
  • the respective connecting element essentially determines the driving behavior of a load carrier moved along a guide surface.
  • the rigidity of the connecting element is a measure of a change in the force that must be realized in order to change the position of the respective guide element by a predetermined distance.
  • the rigidity of a connecting element in terms of ride comfort plays an essential role.
  • the fasteners must in any case be designed so that they absorb the maximum permissible disturbing forces and keep a deviation of the load carrier from a predetermined equilibrium position in a given frame.
  • a design of a fastener in terms of stiffness different requirements must be considered. If the stiffness is too great, then the elevator car is coupled hard to the respective guide surface via a connecting element and the corresponding guide element. In this case, when driving the elevator car disturbing forces due to uneveness of a guide surface or load shifts in the cabin to hard bumps that would be perceived by passengers as unacceptable.
  • the movement of the elevator car relative to a guide device is limited by the construction of a safety gear, which must have the elevator car to decelerate the elevator car in an emergency on guide surfaces of a guide rail and hold.
  • the elevator car may namely only be deflected from an equilibrium position relative to the guide surfaces so far that the safety gear does not come into contact with the guide surfaces.
  • a guide device for a load carrier of an elevator installation in which in each case at least one guide element is in contact with the guide surface and is connected to the load carrier by means of a connecting element such that the guide element can move between different layers in a first and a second layer region relative to the load carrier is movable.
  • the connecting element comprises a first and a second elastic element in the form of a first and a second coil spring.
  • the coil springs are arranged in series such that upon movement of the guide element in the first layer region, both coil springs are deformed in the direction of their longitudinal extent.
  • a change in length of the first helical spring is mechanically limited in such a way that only the second elastic element is deformed during a movement of the guide element in the second layer region.
  • the two Coil springs each have a constant rigidity, wherein the stiffness of the second coil spring is greater than the stiffness of the first coil spring.
  • This results in a total rigidity of the connecting element which is determined by the respective stiffnesses of the first and second coil spring and a function of the respective position of the guide element.
  • the overall stiffness assumes greater values in the second layer area than in the first layer area. In this construction of the connecting element, the total rigidity of the connecting element is constant both in the first layer region and in the second layer region.
  • the connecting element by suitable specifications for the stiffnesses of the first and the second coil spring to smoothly couple the guide element to the guide surface when the guide element is in the first layer area, and to couple hard to the guide surface when the guide element is located in the second layer area.
  • a transition of the guide element from the first layer region to the second layer region but takes place an abrupt transition from soft to hard coupling to the guide surface.
  • the overall rigidity of the connecting element accordingly has a discontinuous jump in the transition of the guide element between the first layer region and the second layer region. This abrupt transition is all the more disturbing in operation, the greater the difference between the stiffnesses of the two coil springs.
  • the present invention has for its object to provide a guide device for guiding a load carrier of an elevator installation and an elevator system, which allows improved ride comfort.
  • this object is achieved by a guide device having the features of claim 1 and an elevator installation having the features of claim 13.
  • the guide device comprises at least one guide element, which is in contact with a guide surface and connected by means of a connecting element with the load carrier such that the guide element is movable relative to the load carrier between different layers in a first and a second layer region, wherein the connecting element a first and a second elastic element.
  • the elastic elements are arranged in series such that upon movement of the guide element in the first layer region, both elastic elements are deformed and only the second elastic element is deformed during a movement of the guide element in the second layer region. Since the guide element is in contact with the guide surface, the deformation of the elastic elements produces a force acting on the guide element, which is directed onto the guide surface and whose size depends on the respective position of the guide element. It is assumed that an overall rigidity of the connecting element is a function of the respective position of the guide element and the overall rigidity in the second layer region assumes greater values than in the first layer region.
  • Total stiffness in this context means the change in the force acting on the guide element, which must be realized in order to change the position of the guide element by a predetermined distance.
  • the second elastic element is designed such that a stiffness of the second elastic element increases in a compression of the element in the second layer region, and that the overall stiffness of the connecting element during a transition of the guide element between the first and the second layer region a substantially continuous course having.
  • Essential for the invention is the selection of the two elastic elements whose elastic properties are suitably matched to one another.
  • the first and the second elastic element are each deformed to different degrees.
  • the force acting on the guide member varies.
  • both elastic elements are arranged serially and both elastic elements are deformed during a movement of the guide element in this layer region.
  • the force that exerts the guide element on the guide surface determined solely by the second elastic element depending on the current position of the guide element, since only the second elastic element is deformed during a movement of the guide element in the second layer region.
  • Progressive behavior is beneficial in two ways.
  • a relatively large force can be exerted on the guide element, wherein the rigidity of the second elastic element is relatively large and thus a relatively hard coupling of the guide element to the guide surface is realized.
  • the rigidity of the second elastic member decreases as the compression of the second elastic member decreases.
  • the first elastic element can have a relatively small rigidity and cooperate with the second elastic element in such a way that the overall rigidity of the connecting element has a largely continuous course when the guide element transitions from the first layer region to the second layer region.
  • the elastic properties of the first and second elastic elements can be matched to one another in such a way that the overall stiffness of the connecting element does not jump during the transition of the guide element between the first layer region and the second layer region. On this basis, an improved ride comfort is realized.
  • a second elastic element for example, a solid body is suitable, which has a compression with increasing stiffness with the compression.
  • the rigidity of such a trained elastic element can be selectively influenced. This opens up a simple approach to adapt the properties of the second elastic element to the properties of a given first elastic element in order to realize according to the invention the substantially steady course of the overall rigidity of the connecting element during a transition of the guide element between the first and second layer regions.
  • the second elastic element could, for example, be a solid in the shape of a cylinder or cuboid or another spatial form.
  • the outer dimensions of such a second elastic element are a simple controllable size and usually have a calculable with simple methods influence on the elastic properties of the element, in particular the magnitude of the force to be applied for the deformation of the element by a predetermined amount , This simplifies the effort in designing guide devices that must be specifically optimized for different requirements, for example, with respect to the compensation of lateral forces that can act on a load carrier across the guide surfaces when the load carrier is moved along the guide surfaces.
  • the magnitude of the lateral forces varies over a wide range depending on a number of parameters of an elevator installation, for example, the mass, the external dimensions and the traveling speed of the load carrier.
  • an existing design of a guide device can easily be optimally adapted to other operating conditions or tuned to another construction of an elevator system, since inter alia only the dimensions of the second elastic element must be modified to the elastic properties of the second elastic element suitable to change and in this way the Guide device - depending on the design and operating conditions of the elevator system - each to optimize.
  • the elastic elements are biased when the guide element occupies a normal position with respect to the load carrier.
  • the term normal position in this context means the position of a guide element relative to the load carrier in the event that the load carrier assumes an equilibrium position relative to the guide surfaces, i. that on the load carrier no force acts, which causes a change in the distance between the load carrier and one of the guide surfaces.
  • the bias of the elastic elements ensures on the one hand that the guide element remains in contact with a deviation of the load carrier from the equilibrium position with the guide surface.
  • the bias voltage can be used as an additional parameter for optimization. By biasing, the elastic properties of a number of suitable materials from which the elastic elements may be formed may be changed to properly affect the overall stiffness of the fastener.
  • the second elastic element could be, for example, a solid formed from an elastomer.
  • a suitable class of substances are, for example, elastomers from the family of polyurethanes, in particular the cellular or mixed-cell polyurethanes.
  • the elastic properties of such elastomers vary - for example, depending on the density and a predetermined bias voltage - over a relatively large parameter range.
  • the stiffness of cellular or mixed cellular polyurethane elastomers typically increases with increasing density and compression. In particular, the stiffness usually increases above a compression of about 30% with increasing compression extremely non-linear. Depending on the density of the polyurethane material, the stiffness at low compression of less than 30% may decrease with increasing compression.
  • the second elastic element is formed from such an elastomer, then a relatively large parameter range is available in order to tune the elastic properties of the second elastic element to the elastic properties of a first elastic element which, together with the second elastic element, forms a connecting element in the sense of FIG Invention forms.
  • the rigidity of the first elastic element may be constant.
  • the elastic element may be formed from a spring, for example a helical spring.
  • one or more limiter elements can be used to limit a deformation of the first elastic element during a movement of the guide element relative to the load carrier to a predetermined extent.
  • such limiter elements can be arranged such that the first elastic element is only deformed when the guide element is in the first layer area, and is not subjected to any further deformation when the guide element moves in the second layer area.
  • Another option is formed by elastic elements whose compression is limited to a predetermined extent due to the shape of the elastic element itself.
  • flexural structures of structural elements that are moved relative to one another when the structure is compressed and collide at a certain degree of compression and thus prevent further compression of the structure beyond this dimension fall into this category.
  • the latter option is realized, for example, by a helical spring: this can be compressed in its longitudinal direction only to a minimum length, which results from the number of turns of the spring and the thickness of each turn.
  • a further development of the guide device has a plurality of the guide element and the connecting element, wherein in each case two of the guide elements are arranged together with the respective connecting elements such that the guide elements are in contact with a guide surface and the respective connecting elements are biased in the opposite direction.
  • Such a paired arrangement of guide elements with biased in opposite direction fasteners allows stabilization of the load carrier in an equilibrium position against deflections of the load carrier from this equilibrium position in a direction perpendicular to the guide surface.
  • a deflection in each case acts a connecting element the deflection against, while the other connecting element holds the guide element connected to it in contact with the guide surface due to the bias.
  • the bias voltage may be used to fine tune the elastic properties of the second elastic member, for example, if the stiffness of the second elastic member is a function of the bias voltage.
  • the connecting elements are biased in a normal position relative to the load carrier such that the guide elements each occupy a position in the respective second layer area.
  • the restoring forces are applied exclusively by one of the second elastic elements.
  • This variant is particularly advantageous when the stiffness of the second elastic element initially decreases with increasing compression to a minimum value and increases non-linearly with further increasing compression.
  • the bias provides for fine tuning of the elastic properties of the second elastic member.
  • Fig. 1 shows in a side view of a part of an elevator installation 1 a load carrier 2, which hangs on a cable 3 and along two guide rails 5 is movable.
  • each guide rail 5 each guide surfaces 6, 6 'and 6 ", wherein the guide surfaces 6' and 6" are each arranged parallel to each other and each perpendicular to the guide surface 6.
  • 4 guide devices 10 are provided, which are each attached to the load carrier 2.
  • Each of the guide devices 10 has guide elements 11, 11 'and 11 ", in each case a carrier 13, 13' or 13" for each of the guide elements 11, 11 'and 11 "and in each case a base plate 18.
  • the base plates 18 are on the load carrier 2
  • the carriers 13, 13 'and 13 are each connected to one of the base plates 18 and carry the guide elements 11, 11' and 11" such that they are respectively in contact with one of the guide surfaces 6, 6 'and. 6 "stand.
  • each of the guide elements 11, 11 'and 11 is formed in each case as a roller, each having a in one of the carrier 13, 13' and 13" mounted axis of rotation and upon movement of the load carrier 2 along the guide rails 5 respectively rolls on one of the guide surfaces 6, 6 'or 6 ", respectively, to guide the load carrier 2 along one of the guide rails 5
  • Guiding devices 10 are provided, which are each arranged at a distance from one another in the direction of the respective guide rail 5.
  • Each of the carriers 13, 13 'and 13 " is designed such that the load carrier 2 is movable in a plane transverse to the guide surfaces 6, 6' and 6" relative to the guide elements 11, 11 'and 11 " is defined by structural details of the carrier 13, 13 'and 13 ".
  • Each of the carriers 13, 13 'or 13 “comprises a lever 14, 14' or 14", which in each case has a bearing for one of the axes of rotation 12, a pivot bearing 15 for the respective lever 14, 14 'or 14 ", in each case a support 16, 16 'or 16 ", in each case a connecting element 20, 20' or 20” and in each case a guide 17, 17 'or 17 “for one of the connecting elements 20, 20' or 20" 16, 16 'and 16 "is in each case firmly connected to one of the base plates 18 and forms a stable reference for one of the levers 14, 14' or 14".
  • a support 16, a lever 14, a pivot bearing 15, a guide 17 and a connecting element 20 act together as follows.
  • the lever 14 can be pivoted about the pivot bearing 15 and along the guide 17 and therefore occupy different positions relative to the support 16 and thus to the load carrier 2.
  • the guide 17 is fixedly connected to the support 16.
  • the connecting element 20 is in a manner associated with the Figures 2 and 3 will be explained, elastically deformable and establishes a connection between the lever 14 and an end portion of the guide 17. If the lever 14 is moved in the direction of the end remote from the support 16 of the guide 17, the connecting element 20 is elastically deformed and causes a force which counteracts the movement of the lever.
  • the guides 17, 17 'and 17 are rod-shaped in the present example and have the function, with a movement of one of the levers 16, 16' and 16" accompanying deformation of one of the connecting elements 20, 20 'and 20 "under control to keep.
  • each carrier 13, 13 'and 13 "with a guide element 11, 11' and 11” together so that in an equilibrium position of the load carrier 2 all the guide elements 11, 11 'and 11 "with one of the guide surfaces 6, 6' or 6 "are in contact and the respective connecting elements 20, 20 'or 20" are biased such that the guide elements 11, 11' and 11 "respectively exert a force on one of the guide surfaces 6, 6 'or 6"
  • the guide devices 10 are arranged such that all forces acting on the guide surfaces 6, 6 'and 6 "within a plane perpendicular to these guide surfaces are compensated when the load carrier 2 is in the equilibrium position.
  • Fig. 2 shows a part of the load carrier 2 in a plan view in conjunction with one of the guide rails 5.
  • the load carrier 2 momentarily deflected under the action of a force acting perpendicular to the guide surfaces 6 'and 6 "and parallel to the guide surface 6 disturbing force is a distance whose length is indicated by an arrow 7.
  • the guide elements 11, 11 'and 11' are in each case in contact with one of the guide surfaces 6, 6 'or 6 ".
  • the latter implies that the levers 14, 14 'and 14 "with respect to the supports 16, 16' and 16" and thus relative to the load carrier 2 each occupy a position which is consistent with the deflection of the load carrier 2 from the equilibrium position.
  • the levers 14, 14 'and 14 each have a through opening (not shown) which serves as through openings for one of the guides 17, 17' and 17" respectively, the levers 14, 14 'and 14 "respectively are arranged so that they are freely along the respective guides 17, 17 'and 17 "movable.
  • the connecting elements 20, 20 'and 20 are each composed of a plurality of individual components, which cooperate in each case in an analogous manner.
  • the connecting element 20 comprises a first elastic element 21 and a second elastic element 22, an abutment 25 and two limiter elements 26 and 27. All these components of the connecting element 20 are arranged in series along the guide 17 and each have a through opening (not shown) for the Leadership 17 on.
  • the abutment 25 is fixed to the support 16 remote from the end of the guide 17. Between the lever 14 and the abutment 25 are - in this order - the Beskyrelement 27, the first elastic member 21, the limiter member 26 and the second elastic member 22 lined up. However, this order is not mandatory with regard to the function of the connecting element 20. The reverse order also falls within the scope of the invention.
  • the elastic elements 21 and 22 are arranged along the guide 17 such that their extension along the guide 17 - depending on the position of the lever 14 with respect to the abutment 25 - is variable.
  • the first elastic member 21 and the second elastic member 22 can each be placed under a compressive stress, when the distance between the lever 14 and the abutment 25 - measured along the guide 17 - is chosen shorter than the extension which the connecting element 20 along the guide 17 occupies when the elastic members 21 and 22 are completely relaxed. Accordingly, the connecting member 20 exerts a force on the lever 14 in the direction of the support 16 when the first elastic member 21 and / or the second elastic member 22 are set under a compressive stress.
  • the limiter elements 26 and 27 have two functions. On the one hand, they offer - as in detail in connection with Fig. 3A-C By changing the distance between the limiter elements 26 and 27, the longitudinal extent of the first elastic element 21 in the direction of the guide 17 can be changed. On the other hand, by their shape, the minimum distance that said bearing surfaces relative to each other can take, limited. This limit is reached when the limiter elements 26 and 27 are brought relative to each other along the guide 17 in a position in which they touch (see Fig. 3A-C ). Thereby, the minimum longitudinal extent which the first elastic element 21 may have in the longitudinal direction of the guide 17, and thus also the maximum prestress which the first elastic element 21 can absorb by compression in the longitudinal direction of the guide 17, is determined.
  • the connecting elements 20 'and 20 “have the same structure as the connecting element 20.
  • the connecting element 20' or the connecting element 20" have in a serial arrangement along a guide 17 'or 17 ": an abutment 25' or 25", which is fixed to one end of the guide 17 'or the guide 17 “and corresponds to the abutment 25; a first elastic element 21' or 21", which corresponds to the first elastic element 21 of the connecting element 20; a limiter element 26 'or 26 "corresponding to the limiter element 26 of the connection element 20; a limiter element 27' or 27", which corresponds to the limiter element 27 of the connection element 20; a second elastic element 22 'or 22 ", which corresponds to the second elastic element 22 of the connecting element 20.
  • the load carrier 2 in the in Fig. 2 The position of the load carrier 2 in the direction perpendicular to the guide surface 6 corresponds in the present case to the equilibrium position shown perpendicular to the guide surfaces 6 'and 6 ", respectively, by the distance indicated by the arrow 7. Accordingly, FIG Fig. 2 the connecting element 20 in a state that is attributable to the equilibrium position of the load carrier 2 relative to the guide surface 6.
  • both the first elastic element 21 and the second elastic element 22 are set by a predetermined amount in the longitudinal direction of the guide 17 under a compressive stress, ie biased.
  • the limiter elements 26 and 27 touch each other.
  • the bias of the first elastic member 21 and the second elastic member 22 is selected so that the elastic members 21 and 22 are placed under a compressive stress in all the layers which the load carrier 2 can assume during operation of the elevator installation 1.
  • connecting elements 20' and 20" are currently placed in stress states, which differ from the state of stress of the connecting element 20.
  • the instantaneous compressive stress which the connecting element 20 has “in the longitudinal direction of the guide 17" is greater than the compressive stress under which the connecting element 20 is set in the direction of the guide 17.
  • the instantaneous compressive stress which the connecting element 20 'has in the longitudinal direction of the guide 17' is smaller than the compressive stress under which the connecting element 20 is set in the direction of the guide 17.
  • the first elastic elements 21, 21 'and 21 are realized in each case by helical springs, whose turns are each placed around one of the guides 17, 17' or 17".
  • second elastic elements 22, 22 'and 22 solid bodies of a cellular or mixed-cell polyurethane elastomer are provided, for example, which are dimensioned such that they form a space between the abutment 25 and the limiter element 26 or between the abutment 25' and the limiter element 26 'or between the abutment 25 "and the limiter element 26" fill.
  • the Fig. 3A-C each show a part of the guide device 10 in the region of the connecting element 20.
  • Die Fig. 3A-C represent the connecting element 20 in three different states, which are each characterized by different positions of the lever 14 relative to the abutment 25. Each of these states accordingly corresponds to a different position of the guide member 11 relative to the load carrier 2.
  • the guide member 11, the rotation axis 12 and the support 16 is not shown.
  • the limiter elements 26, 27 each have two cylindrical longitudinal sections 26a and 26c or 27a and 27c.
  • the outer diameters of the longitudinal sections 26c and 27c are each smaller than the outer diameters of the longitudinal sections 26a and 27a.
  • the limiter elements are arranged such that the longitudinal sections 26c and 27c face each other in the direction of the guide 17.
  • the longitudinal sections 26c and 27c each have a planar abutment surface 26d or 27d at the end remote from the longitudinal section 26a or 27a. If the limiter elements 26 and 27 are brought into contact with each other by suitable movement of the lever 14, then touch the abutment surfaces 26d and 27d. As a result, a uniform, positive power transmission between the limiter elements 26 and 27 is achieved.
  • the longitudinal extension of the longitudinal sections 26c and 27c in the direction of the guide 17 thus defines the minimum distance that the longitudinal sections 26a and 27a can assume relative to one another.
  • the limiter elements 26 and 27 each have a bearing surface 26b and 27b for the first elastic element 21.
  • the first elastic element 21 bears against the bearing surfaces 26b and 27b, so that the first elastic element 21 can be deformed by a variation of the distance between the bearing surfaces 26b and 27b and thus placed under a compressive stress in the direction of the guide 17.
  • Fig. 3A-C is the respective position of the guide member 11 relative to the load carrier 2 characterized by a coordinate I, the distance between the lever 14 and the abutment 25 - measured along the guide 17 - indicates.
  • the force F which is transmitted to the connecting element 20 along the guide 17 by means of the lever 14, depends on the position of the load carrier and is referred to below as F (I).
  • the distance between the bearing surfaces 26b and 27b corresponds to the respective longitudinal extension of the first elastic element 21 and is denoted by d 1 (I).
  • d 2 (l) indicates the instantaneous distance between the limiter element 26 and the abutment 25 and thus the longitudinal extent of the second elastic element 22 in the direction of the guide 17.
  • a first range of positions (hereinafter referred to as "A") with l> l 2 and a second range (hereinafter referred to as "B") of positions with l ⁇ l 2 are to be distinguished.
  • A first range of positions
  • B second range
  • the guide member 11 When the guide member 11 is moved between different layers in the area A, both the first elastic member 21 and the second elastic member 22 are deformed and the respective compressive stresses which absorb the elastic members 21 and 22 are changed. If, on the other hand, the guide element 11 moves between different layers in the region B, then only the second elastic element 22 is deformed and the compressive stress which the second elastic element 22 receives changes.
  • connecting element 20 is analogously transferable to the connecting elements 20 'and 20 ".
  • the behavior of the guide device depends essentially on how a transition between areas A and B will work.
  • the Fig. 4-6 illustrate the optimization of the guide device with regard to the handling of the load carrier. 2
  • Fig. 4B is (qualitatively) the stiffness S 1 of the first elastic element 21, 21 'or 21 "is shown ..
  • the stiffness S 1 is determined as the slope of the force F 1 as a function of the change ⁇ d 1 (l) Fig. 4A-B
  • the force F 1 and the stiffness S 1 are only indicated for the positions of the guide elements 11, 11 'or 11 ", which are to be assigned to the region A.
  • S 1 is constant in the region A.
  • the second elastic member is a solid of elastomer, for example polymers of the cellular or mixed cell polyurethane family.
  • polyurethanes can be known to form a variety of different elastomers whose elastic properties vary over a relatively large range and can be selectively influenced by various parameters.
  • the stiffness S 2 of the second elastic element 22, 22 'or 22 is in each case determined as the slope of the force F 2 according to Fig. 5 as a function of the change ⁇ d 2 (l).
  • the stiffness S 2 for (im Compared to d 20 ) large changes ⁇ d 2 (l) drastically increased.
  • the course of the rigidity depends qualitatively on the type or density of the elastomer used. For example, in the case of the curve (a), the rigidity S 2 continuously increases with increasing change ⁇ d 2 (I).
  • the stiffness S 2 in the range of small changes ⁇ d 2 (I) continuously decreases initially to a minimum value as the change ⁇ d 2 (I) increases, and - similar to the case of the curve (a) - increases (compared to d 20 ) drastic changes ⁇ d 2 (l).
  • the latter shows that - depending on the choice of the elastomer used - the specification of a suitable bias to optimize the elastic properties of the second elastic element 22, 22 'or 22 "can be used.
  • the force F required to determine the longitudinal extent of one of the connecting elements 20, 20 can be determined.
  • a total stiffness S of the connecting elements-defined mathematically as the first derivative of the force F with respect to ⁇ l-can be determined from the course of the force F as a function of ⁇ l Force F as a function of ⁇ l is discussed below.
  • optimization criteria determine, in particular, the selection of the first elastic elements 21, 21 'or 21 "and of the second elastic elements 22, 22' or 22".
  • the bias determines the "operating point" of the guide elements 11, 11 'and 11 ", ie it determines which position the respective guide elements 11, 11' and 11" assume when the load carrier 2 is in an equilibrium position with respect to the guide rails 5.
  • the operating point can be in the range A, in the range B or in the transition between the ranges A and B. Furthermore, this bias affects the stiffness S 2 of the second elastic elements at the operating point (see Fig. 5 ). This operating point must be compatible with the above conditions a), b) and c).
  • FIG. 6A-B An example of an optimization according to criterion (ii) is in Fig. 6A-B shown.
  • Fig. 6B shows the total stiffness S as a function of the change ⁇ l in the position of the guide element 11, 11 'or 11 ".
  • S is calculated from the progression of the force F as a function of the change ⁇ l in the position of the guide element 11, 11' or 11" according to FIG Fig. 6A , S indicates in each case the slope of the curve F for each change .DELTA.l.
  • the vertical dashed lines in the FIGS. 6A and 6B each mark the transition between the area A (l> l 2 ) and B (l ⁇ l 2 ).
  • the vertical dashed line in the Fig. 5 marks the transition between the region A (l> l 2 ) and B (l ⁇ l 2 ) in the case of curve (a).
  • the parameter ranges ⁇ d 1 (I), ⁇ d 2 (I) and ⁇ 1 corresponding to the regions A and B are shown in FIGS Figures 4-6 each represented by double arrows.
  • FIGS Figures 4-6 each represented by double arrows.
  • the area B in the Fig. 4-6 not shown in each case (as indicated by an extension of the double arrows indicated by B by means of a dotted line to large values for ⁇ d 1 (I), ⁇ d 2 (I) and ⁇ l).
  • a connecting element 20, 20 'or 20 is realized, the stiffness of which increases as a function of the change .DELTA.l
  • the total rigidity S shows a continuous course in the transition from the layer region A to the layer region B.
  • the quantities l 2 , ⁇ d 1 (l 2 ) and the cross-sectional area of the second elastic element 22, 22 'and 22 "transversely to the guide 17, 17' and 17", respectively, are adapted to provide a continuity jump in the total stiffness S at the transition between the layer areas A and B to minimize or disappear.
  • a bias voltage of the connecting elements 20, 20 'or 20 " is selected such that the operating point of each of the guide elements 11, 11' and 11" respectively in the area B in the vicinity of the transition between the areas A and B.
  • This embodiment of the connecting element 20, 20 'or 20 " is compatible with the operating conditions that can be found in typical elevator installations
  • this choice of working point is arbitrary It is also conceivable to provide a corresponding optimization according to the invention for a Operating point, which lies in the area A or in the transition between the areas A and B.
  • the first elastic element does not necessarily have to be designed as a helical spring.
  • the first elastic element could also be Be solid elastomer or other device with elastic properties.
  • the first elastic element and the second elastic element also need not be formed in one piece. It is also conceivable to assemble the first elastic element and / or the second elastic element according to the invention from a plurality of (identical or different) elastic components in optionally serial and / or parallel arrangement.
  • the guide element could also be elastically deformable, for example a roller with an elastic roller covering which is to be brought into contact with one of the guide surfaces.
  • a guide element and a sliding element, which is to bring with one of the guide surfaces in a sliding contact could be provided.
  • the guide device could also be equipped with an additional buffer element which limits the deflection of one of the guide elements from the respective normal position to a maximum value and thus protects the connecting elements 20, 20 'or 20 "from overloading.

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  • Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Führungsvorrichtung zur Führung eines Lastträgers einer Aufzugsanlage längs mindestens einer Führungsfläche gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Aufzugsanlage mit der Führungsvorrichtung.
  • Unter dem Begriff Lastträger werden in diesem Zusammenhang alle bewegbaren Massen verstanden, die in einer Aufzugsanlage längs einer Führungsfläche bewegt werden können. Unter diesen Begriff fallen insbesondere Aufzugskabinen oder Gegengewichte. Letztere dienen in einer Aufzugsanlage zur Kompensation des Gewichts anderer Lastträger.
  • Eine Führungsvorrichtung der genannten Art wird in Aufzugssystemen verwendet, um die Lage eines längs einer Führungsfläche bewegbaren Lastträgers zu stabilisieren. Eine solche Führungsvorrichtung weist in der Regel mindestens ein Führungselement auf, welches mit der Führungsfläche in Kontakt steht und mittels eines Verbindungselements mit dem Lastträger derart verbunden ist, dass das Führungselement relativ zum Lastträger bzw. der Lastträger relativ zum Führungselement bewegbar ist.
  • In einer typischen Realisierung der Führungsvorrichtung kann beispielsweise die jeweilige Führungsfläche durch die Oberfläche einer Führungsschiene definiert sein und als Führungselement jeweils eine Rolle und als Verbindungselement jeweils eine elastisch deformierbare Struktur, welche eine Drehachse der Rolle mit dem jeweiligen Lastträger verbindet, Verwendung finden. Das Verbindungselement kann beispielsweise eine Feder oder eine Anordnung aus mehreren Federn sein. Zur Führung des jeweiligen Lastträgers können auch mehrere Führungsflächen und dementsprechend mehrere Führungselemente eingesetzt werden.
  • Verbindungselemente, die bei einer mechanischen Beanspruchung eine elastische Deformation zulassen, bieten die Möglichkeit, ein Führungselement derart mit einem Lastträger zu verbinden und jeweils mit einer Führungsfläche in Kontakt zu halten, dass das jeweilige Verbindungselement im Vergleich mit einem entspannten Zustand um ein vorgegebenes Mass deformiert ist und somit eine vorgegebene Vorspannung aufweist. Aufgrund der Vorspannung übt jedes Führungselement auf die jeweilige Führungsfläche eine Kraft aus. Solche Verbindungselemente werden verwendet, um den Lastträger in einer Gleichgewichtslage bezüglich einer Führungsfläche zu stabilisieren. Wenn bei einer Auslenkung des Lastträgers aus der Gleichgewichtslage das jeweilige Verbindungselement deformiert wird, dann resultiert daraus eine auf den Lastträger wirkende Rückstellkraft, deren Grösse mit wachsender Auslenkung des Lastträgers aus der Gleichgewichtslage anwächst und somit der Auslenkung entgegenwirkt. Somit wird gewährleistet, dass der Lastträger eine Gleichgewichtslage bezüglich der jeweiligen Führungsfläche einnimmt, wenn das Führungselement mit der jeweiligen Führungsfläche ständig in Kontakt ist.
  • Das jeweilige Verbindungselement bestimmt wesentlich das Fahrverhalten eines längs einer Führungsfläche bewegten Lastträgers. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Steifigkeit des Verbindungselements. Die Steifigkeit des Verbindungselements ist ein Mass für eine Änderung der Kraft, die realisiert werden muss, um die Lage des jeweiligen Führungselements um eine vorgegebene Distanz zu ändern.
  • Insbesondere bei einer Führungsvorrichtung zur Führung einer Aufzugskabine spielt die Steifigkeit eines Verbindungselements im Hinblick auf den Fahrkomfort eine wesentliche Rolle. Die Verbindungselemente müssen auf jeden Fall so konstruiert sein, dass sie die maximal zulässigen Störkräfte aufnehmen und eine Abweichung des Lastträgers von einer vorgegebenen Gleichgewichtslage in einem vorgegebenen Rahmen halten. Bei einer Auslegung eines Verbindungselements im Hinblick auf die Steifigkeit müssen unterschiedliche Anforderungen berücksichtigt werden. Ist die Steifigkeit zu gross, dann ist die Aufzugskabine über ein Verbindungselement und das entsprechende Führungselement hart an die jeweilige Führungsfläche gekoppelt. In diesem Fall führen bei einer Fahrt der Aufzugskabine Störkräfte aufgrund von Ungeradheiten einer Führungsfläche oder Lastverlagerungen in der Kabine zu harten Stössen, die von Fahrgästen als unakzeptabel empfunden würden. Ist - im andern Extrem - die Steifigkeit zu gering, dann würden zwar geringe Auslenkungen der Aufzugskabine aus der Gleichgewichtslage von Fahrgästen als weniger störend empfunden. Andererseits würden grosse Störkräfte zu unakzeptabel grossen Auslenkungen der Aufzugskabine aus der Gleichgewichtslage führen. Letzteres ist problematisch, da für seitliche Auslenkungen einer Aufzugskabine senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung nur ein begrenzter Platz zur Verfügung steht und ausserdem die Verbindungselemente aus konstruktiven Gründen - um einen mechanischen Kontakt zwischen ruhenden und bewegten Komponenten der Aufzugsanlage und eine Beschädigung einzelner Teile zu vermeiden - nur einen begrenzten Spielraum für eine relative Bewegung eines Führungselements bezüglich der Aufzugskabine zulassen. Beispielsweise ist die Bewegung der Aufzugskabine relativ zu einer Führungsvorrichtung durch die Konstruktion einer Fangvorrichtung limitiert, die die Aufzugskabine aufweisen muss, um die Aufzugskabine im Notfall an Führungsflächen einer Führungsschiene abzubremsen und zu halten. Während einer normalen Fahrt darf die Aufzugskabine nämlich nur so weit aus einer Gleichgewichtslage bezüglich der Führungsflächen ausgelenkt werden, dass die Fangvorrichtung nicht mit den Führungsflächen in Kontakt gerät.
  • Bekannte Verbindungselemente, die mit einer einzelnen Feder auf ein Führungselement wirken, weisen konstruktionsbedingt eine Steifigkeit auf, die in der Regel für alle Lagen des Führungselements konstant ist. Mit einem Verbindungselement, das eine konstante Steifigkeit aufweist, lassen sich aber die Anforderungen, die im Betrieb einer Aufzugsanlage erfüllt werden müssen, nicht oder nur unzureichend erfüllen. Bestenfalls sind Kompromisslösungen möglich, die im Hinblick auf die üblichen Erwartungen unbefriedend sind, insbesondere im Hinblick auf die extremen Anforderungen, die sich bei Anwendungen in Hochgeschwindigkeitsaufzügen stellen.
  • Bei den Geschwindigkeiten, mit denen Hochgeschwindigkeitsaufzüge betrieben werden, führen bereits geringe Unebenheiten von Führungsflächen zu grossen Querkräften. Um im Betrieb selbst bei grossen Querkräften einen akzeptablen Fahrkomfort zu gewährleisten, wurden Führungsvorrichtungen mit jeweils einem Verbindungselement vorgeschlagen, dessen Steifigkeit in Abhängigkeit von der Stellung des Führungselements relativ zum jeweiligen Lastträger variabel ist.
  • Aus EP 0 033 184 ist beispielsweise eine Führungsvorrichtung für einen Lastträger einer Aufzugsanlage bekannt, in der jeweils mindestens ein Führungselement mit der Führungsfläche in Kontakt steht und mittels eines Verbindungselements mit dem Lastträger derart verbunden ist, dass das Führungselement relativ zum Lastträger zwischen verschiedenen Lagen in einem ersten und einem zweiten Lagenbereich bewegbar ist. Das Verbindungselement umfasst ein erstes und ein zweites elastisches Element in Form einer ersten und einer zweiten Schraubenfeder. Die Schraubenfedern sind derart seriell angeordnet, dass bei einer Bewegung des Führungselements im ersten Lagenbereich beide Schraubenfedern in der Richtung ihrer Längserstreckung deformiert werden. Eine Längenänderung der ersten Schraubenfeder ist mechanisch derart limitiert, dass bei einer Bewegung des Führungselements im zweiten Lagenbereich ausschliesslich das zweite elastische Element deformiert wird. Die beiden Schraubenfedern weisen jeweils eine konstante Steifigkeit auf, wobei die Steifigkeit der zweiten Schraubenfeder grösser ist als die Steifigkeit der ersten Schraubenfeder. Dies resultiert in einer Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements, die durch die jeweiligen Steifigkeiten der ersten und zweiten Schraubenfeder bestimmt und eine Funktion der jeweiligen Lage des Führungselements ist. Die Gesamtsteifigkeit nimmt im zweiten Lagenbereich grössere Werte an als im ersten Lagenbereich. Bei dieser Konstruktion des Verbindungselements ist sowohl im ersten Lagenbereich als auch im zweiten Lagenbereich die Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements jeweils konstant. Zwar ist es bei dieser Konstruktion des Verbindungselements möglich, durch geeignete Vorgaben für die Steifigkeiten der ersten und der zweiten Schraubenfeder das Führungselement weich an die Führungsfläche zu koppeln, wenn sich das Führungselement im ersten Lagenbereich befindet, und hart an die Führungsfläche zu koppeln, wenn sich das Führungselement im zweiten Lagenbereich befindet. Bei einem Übergang des Führungselements vom ersten Lagenbereich zum zweiten Lagenbereich findet aber ein abrupter Übergang von weicher zu harter Ankopplung an die Führungsfläche statt. Die Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements weist demnach einen unstetigen Sprung beim Übergang des Führungselements zwischen dem ersten Lagenbereich und dem zweiten Lagenbereich auf. Dieser abrupte Übergang ist im Betrieb umso störender, je grösser die Differenz zwischen den Steifigkeiten der beiden Schraubenfedern ist. Da jedes Verbindungselement die maximal zulässigen Störkräfte aufnehmen und eine Abweichung des Lastträgers von einer vorgegebenen Gleichgewichtslage in einem vorgegebenen Rahmen halten muss, muss die Steifigkeit der zweiten Schraubenfeder umso grösser gewählt werden, je kleiner die Steifigkeit der ersten Schraubenfeder ausgelegt wird. Demnach wird ein verbesserter Fahrkomfort bei kleinen Auslenkungen des Lastträgers aus seiner Gleichgewichtslage erzielt und dabei ein verschlechterter Fahrkomfort in Kauf genommen im Bereich des Übergangs zwischen dem ersten und dem zweiten Lagenbereich. Auch US 6050370 ist ein Beispiel einer Führungsvorrichtung einer Aufzugskabine.
  • Ausgehend von den genannten Nachteilen der bekannten Führungsvorrichtungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Führungsvorrichtung zur Führung eines Lastträgers einer Aufzugsanlage und eine Aufzugsanlage zu schaffen, die einen verbesserten Fahrkomfort ermöglicht.
  • Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Führungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Aufzugsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
  • Die Führungsvorrichtung gemäss der Erfindung umfasst mindestens ein Führungselement, das mit einer Führungsfläche in Kontakt steht und mittels eines Verbindungselements mit dem Lastträger derart verbunden ist, dass das Führungselement relativ zum Lastträger zwischen verschiedenen Lagen in einem ersten und einem zweiten Lagenbereich bewegbar ist, wobei das Verbindungselement ein erstes und ein zweites elastisches Element umfasst. Die elastischen Elemente sind derart seriell angeordnet, dass bei einer Bewegung des Führungselements im ersten Lagenbereich beide elastischen Elemente deformiert werden und bei einer Bewegung des Führungselements im zweiten Lagenbereich ausschliesslich das zweite elastische Element deformiert wird. Da das Führungselement mit der Führungsfläche in Kontakt steht, wird durch die Deformation der elastischen Elemente eine auf das Führungselement wirkende Kraft erzeugt, die auf die Führungsfläche gerichtet ist und deren Grösse von der jeweiligen Lage des Führungselements abhängt. Dabei ist vorausgesetzt, dass eine Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements eine Funktion der jeweiligen Lage des Führungselements ist und die Gesamtsteifigkeit im zweiten Lagenbereich grössere Werte annimmt als im ersten Lagenbereich.
  • Unter Gesamtsteifigkeit wird in diesem Zusammenhang die Änderung der auf das Führungselement wirkenden Kraft verstanden, die realisiert werden muss, um die Lage des Führungselements um eine vorgegebene Distanz zu ändern.
  • Gemäss der Erfindung ist das zweite elastische Element derart ausgebildet, dass eine Steifigkeit des zweiten elastischen Elements bei einer Kompression des Elements im zweiten Lagenbereich wächst, und dass die Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements bei einem Übergang des Führungselements zwischen dem ersten und dem zweiten Lagenbereich einen weitgehend stetigen Verlauf aufweist.
  • Wesentlich für die Erfindung ist die Auswahl der beiden elastischen Elemente, deren elastischen Eigenschaften geeignet aufeinander abzustimmen sind. In Abhängigkeit von der Lage des Führungselements sind das erste und das zweite elastische Element jeweils unterschiedlich stark deformiert. Entsprechend dem Mass der Deformation des jeweiligen elastischen Elements variiert die Kraft, die auf das Führungselement wirkt. Im ersten Lagenbereich des Führungselements wird die Kraft, die das Führungselement auf die Führungsfläche ausübt, durch das erste und das zweite elastische Element bestimmt, da beide elastischen Elemente seriell angeordnet sind und bei einer Bewegung des Führungselements in diesem Lagenbereich beide elastischen Elemente deformiert werden. Im zweiten Lagenbereich des Führungselements wird die Kraft, die das Führungselement auf die Führungsfläche ausübt, in Abhängigkeit von der momentanen Lage des Führungselements ausschliesslich durch das zweite elastische Element bestimmt, da bei einer Bewegung des Führungselements im zweiten Lagenbereich ausschliesslich das zweite elastische Element deformiert wird. Dadurch, dass die Steifigkeit des zweiten elastischen Elements bei einer Kompression dieses Elements im zweiten Lagenbereich wächst, kann auf das Führungselement im zweiten Lagenbereich eine Kraft ausgeübt werden, die ein progressives Verhalten zeigt, d.h. nichtlinear wächst, wenn das Führungselement relativ zum Lastträger so bewegt wird, dass das zweite elastische Element in zunehmenden Mass unter eine Kompression gesetzt wird.
  • Das progressive Verhalten ist in zweierlei Hinsicht vorteilhaft. Einerseits kann bei einer starken Kompression des zweiten elastischen Elements im zweiten Lagenbereich eine relativ grosse Kraft auf das Führungselement ausgeübt werden, wobei die Steifigkeit des zweiten elastischen Elements relativ gross ist und somit eine relativ harte Kopplung des Führungselement an die Führungsfläche realisiert wird. Andererseits nimmt die Steifigkeit des zweiten elastischen Elements bei einer Bewegung des Führungselements im zweiten Lagenbereich in Richtung auf den ersten Lagenbereich mit abnehmender Kompression des zweiten elastischen Elements ab. Unter dieser Voraussetzung kann das erste elastische Element eine relativ kleine Steifigkeit aufweisen und mit dem zweiten elastischen Element derart zusammenwirken, dass die Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements bei einem Übergang des Führungselements vom ersten Lagenbereich zum zweiten Lagenbereich einen weitgehend stetigen Verlauf aufweist. Im Idealfall können die elastischen Eigenschaften des ersten und des zweiten elastischen Elements derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements keinen Sprung beim Übergang des Führungselements zwischen dem ersten Lagenbereich und dem zweiten Lagenbereich aufweist. Auf dieser Grundlage wird ein verbesserter Fahrkomfort realisiert.
  • Fertigungstoleranzen oder Inhomogenitäten der zur Verfügung stehenden Werkstoffe können dazu führen, dass die Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements dennoch einen kleinen Sprung beim Übergang des Führungselements zwischen dem ersten Lagenbereich und dem zweiten Lagenbereich aufweist. Existierende Technologien erlauben es allerdings, einen solchen Sprung klein gegenüber der maximalen Änderung zu halten, die die Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements bei einer Bewegung des Führungselements zwischen beliebigen Lagen im ersten und/oder zweiten Lagenbereich annehmen kann. Derartige minimierte Sprünge der Gesamtsteifigkeit in Abhängigkeit von der Lage des Führungselements sind im Hinblick auf den Fahrkomfort tolerabel.
  • Als zweites elastisches Element ist beispielsweise ein Festkörper geeignet, der bei einer Kompression eine mit der Kompression wachsende Steifigkeit aufweist. Allein durch die Wahl der äusseren Abmessungen kann die Steifigkeit eines derart ausgebildeten elastischen Elements gezielt beeinflusst werden. Dies eröffnet einen einfachen Ansatz, die Eigenschaften des zweiten elastischen Elements an die Eigenschaften eines vorgegebenen ersten elastischen Elements anzupassen, um erfindungsgemäss den weitgehend stetigen Verlauf der Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements bei einem Übergang des Führungselements zwischen dem ersten und zweiten Lagenbereich zu realisieren. Das zweite elastische Element könnte beispielsweise ein Festkörper in der Form eines Zylinders oder Quaders oder einer anderen Raumform sein. Die äusseren Abmessungen eines derartigen zweiten elastischen Elements sind eine einfache kontrollierbare Grösse und haben in der Regel einen mit einfachen Methoden berechenbaren Einfluss auf die elastischen Eigenschaften des Elements, insbesondere auf die Grösse der Kraft, die für die Deformation des Elements um ein vorgegebenes Mass aufzubringen ist. Dies vereinfacht den Aufwand bei der Konstruktion von Führungsvorrichtungen, die spezifisch optimiert werden müssen im Hinblick auf unterschiedliche Erfordernisse, beispielsweise im Hinblick auf die Kompensation von Querkräften, die auf einen Lastträger quer zu den Führungsflächen wirken können, wenn der Lastträger längs der Führungsflächen bewegt wird. Die Grösse der Querkräfte variiert über einen grossen Bereich abhängig von einer Reihe von Parametern einer Aufzugsanlage, beispielsweise von der Masse, der äusseren Abmessungen und der Fahrgeschwindigkeit des Lastträgers. Nach dem vorstehend genannten Konzept kann ein vorhandenes Design einer Führungsvorrichtung auf einfache Weise optimal an andere Betriebsbedingungen angepasst oder auf eine andere Konstruktion einer Aufzugsanlage abgestimmt werden, da u. a. lediglich die Abmessungen des zweiten elastischen Elements modifiziert werden müssen, um die elastischen Eigenschaften des zweiten elastischen Elements geeignet zu verändern und auf diese Weise die Führungsvorrichtung - abhängig von der Konstruktion und den Betriebsbedingungen der Aufzugsanlage - jeweils zu optimieren.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Führungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die elastischen Elemente vorgespannt sind, wenn das Führungselement eine Normalstellung bezüglich des Lastträgers einnimmt. Unter dem Begriff Normalstellung wird in diesem Zusammenhang die Stellung eines Führungselements relativ zum Lastträger verstanden für den Fall, dass der Lastträger eine Gleichgewichtslage relativ zu den Führungsflächen einnimmt, d.h. dass auf den Lastträger keine Kraft wirkt, die eine Veränderung des Abstandes zwischen dem Lastträger und einer der Führungsflächen hervorruft. Die Vorspannung der elastischen Elemente sorgt einerseits dafür, dass das Führungselement bei einer Abweichung des Lastträgers aus der Gleichgewichtslage mit der Führungsfläche in Kontakt bleibt. Als zusätzlicher Vorteil dieser Variante ist anzusehen, dass die Vorspannung als zusätzlicher Parameter zur Optimierung genutzt werden kann. Mit der Vorspannung können die elastischen Eigenschaften einer Reihe geeigneter Materialien, aus denen die elastischen Elemente gebildet sein können, verändert werden, um die Gesamtsteifigkeit des Verbindungselement geeignet zu beeinflussen.
  • Das zweite elastische Element könnte beispielweise ein aus einem Elastomer gebildeter Festkörper sein. Eine geeignete Substanzklasse bilden beispielsweise Elastomere aus der Familie der Polyurethane, insbesondere die zelligen bzw. gemischtzelligen Polyurethane. Die elastischen Eigenschaften solcher Elastomere variieren - beispielsweise in Abhängigkeit von der Dichte und einer vorgegebenen Vorspannung - über einen verhältnismässig grossen Parameterbereich. Die Steifigkeit von zelligen bzw. gemischtzelligen Polyurethan-Elastomeren nimmt beispielsweise in der Regel mit wachsender Dichte und wachsender Kompression zu. Insbesondere nimmt die Steifigkeit in der Regel oberhalb einer Kompression von ca. 30% mit wachsender Kompression extrem nichtlinear zu. Je nach Dichte des Polyurethan-Werkstoffs kann die Steifigkeit bei kleiner Kompression von weniger als 30% auch mit wachsender Kompression abnehmen. Wird das zweite elastische Element aus einem derartigen Elastomer gebildet, so steht ein relativ grosser Parameterbereich zur Verfügung, um die elastischen Eigenschaften des zweiten elastischen Element abzustimmen auf die elastischen Eigenschaften eines ersten elastischen Elements, das zusammen mit dem zweiten elastischen Element ein Verbindungselement im Sinne der Erfindung bildet.
  • Die Steifigkeit des ersten elastischen Elements kann konstant sein. Um eine konstante Steifigkeit zu erzielen, kann das elastische Element aus einer Feder, beispielsweise einer Schraubenfeder, gebildet sein.
  • Um zu erreichen, dass das erste elastische Element im Wesentlichen nur deformiert wird, wenn das Führungselement eine Lage im ersten Lagenbereich einnimmt, können verschiedene Optionen gewählt werden. Es können beispielsweise ein oder mehrere Begrenzerelemente verwendet werden, um eine Deformation des ersten elastischen Elements bei einer Bewegung des Führungselements relativ zum Lastträger auf ein vorgegebenes Mass zu begrenzen. Insbesondere können derartige Begrenzerelemente derart angeordnet werden, dass das erste elastische Element nur deformiert wird, wenn das Führungselement sich im ersten Lagenbereich befindet, und keiner weiteren Deformation unterzogen wird, wenn sich das Führungselement im zweiten Lagenbereich bewegt. Eine weitere Option bilden elastische Elemente, deren Kompression aufgrund der Form des elastischen Elements selbst auf ein vorgegebenes Mass beschränkt ist. In diese Kategorie fallen beispielsweise durch Biegung deformierbare Strukturen aus Strukturelementen, die bei einer Kompression der Struktur relativ zueinander bewegt werden und bei einem bestimmten Mass der Kompression aneinander stossen und somit eine weitere Kompression der Struktur über dieses Mass hinaus verhindern. Letztere Option ist beispielsweise realisiert durch eine Schraubenfeder: Diese kann in ihrer Längsrichtung nur auf eine minimale Länge komprimiert werden, die sich aus der Anzahl der Windungen der Feder und der Dicke jeder Windung ergibt.
  • Eine weitere Fortbildung der Führungsvorrichtung weist eine Mehrzahl des Führungselements und des Verbindungselements auf, wobei jeweils zwei der Führungselemente zusammen mit den jeweiligen Verbindungselementen derart angeordnet sind, dass die Führungselemente in Kontakt mit einer Führungsfläche stehen und die jeweiligen Verbindungselemente in entgegengesetzter Richtung vorgespannt sind. Eine derartige paarweise Anordnung von Führungselementen mit in entgegengesetzter Richtung vorgespannten Verbindungselementen ermöglicht eine Stabilisierung des Lastträgers in einer Gleichgewichtslage gegen Auslenkungen des Lastträgers aus dieser Gleichgewichtslage in einer Richtung senkrecht zur Führungsfläche. Bei einer derartigen Auslenkung wirkt jeweils ein Verbindungselement der Auslenkung entgegen, während das andere Verbindungselement aufgrund der Vorspannung das mit ihm verbundene Führungselement in Kontakt mit der Führungsfläche hält. Weiterhin kann die Vorspannung zur Feinabstimmung der elastischen Eigenschaften des zweiten elastischen Elements verwendet werden, falls beispielsweise die Steifigkeit des zweiten elastischen Elements eine Funktion der Vorspannung ist.
  • In einer Variante dieser Fortbildung der Führungsvorrichtung sind die Verbindungselemente in einer Normalstellung relativ zum Lastträger derart vorgespannt, dass die Führungselemente jeweils eine Lage in dem jeweiligen zweiten Lagenbereich einnehmen. In diesem Fall werden bei einer Auslenkung des Lastträgers aus seiner Gleichgewichtslage bezüglich der Führungsflächen die Rückstellkräfte ausschliesslich von einem der zweiten elastischen Elemente aufgebracht. Diese Variante ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Steifigkeit des zweiten elastischen Elements mit wachsender Kompression zunächst auf einen Minimalwert abnimmt und mit weiter zunehmender Kompression nichtlinear anwächst. In diesem Fall sorgt die Vorspannung für eine Feinabstimmung der elastischen Eigenschaften des zweiten elastischen Elements. Auf diese Weise wird es möglich, eine mit wachsender Auslenkung nichtlinear anwachsende Rückstellkraft zu realisieren, wobei die Steifigkeit des Verbindungselements - bedingt durch die Eigenschaften des zweiten elastischen Elements - bei kleinen Auslenkungen besonders gering ist. Die Vorspannung dient demnach auch der Optimierung des Fahrkomforts.
  • Im Folgenden werden Beispiele für Ausführungen der Erfindung erläutert anhand von schematischen Figuren. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Teil einer Aufzugsanlage mit einem Lastträger und mit mehreren erfindungsgemässen Führungsvorrichtungen, in einer Seitenansicht;
    Fig. 2
    eine der Führungsvorrichtungen gemäss Fig. 1, mit je drei Führungs- und Verbindungselementen im Detail, in einer Draufsicht auf die Aufzugsanlage;
    Fig. 3A-C
    ein Verbindungselement der Führungsvorrichtung gemäss Fig. 2, jeweils für verschiedene Stellungen des Führungselements;
    Fig. 4A
    ein Beispiel für den Verlauf einer an einem ersten elastischen Element angreifenden Kraft als Funktion einer Längenänderung des ersten elastischen Elements;
    Fig. 4B
    die Steifigkeit des ersten elastischen Elements gemäss Fig. 4A als Funktion einer Längenänderung des ersten elastischen Elements;
    Fig. 5
    Beispiele für den Verlauf einer an einem zweiten elastischen Element angreifenden Kraft als Funktion einer Längenänderung des zweiten elastischen Elements;
    Fig. 6A
    Verlauf der auf ein Verbindungselement wirkenden Kraft als Funktion einer Längenänderung des Verbindungselements, für optimal aufeinander abgestimmte elastische Eigenschaften des ersten und des zweiten elastischen Elements;
    Fig. 6B
    Verlauf einer Gesamtsteifigkeit des Verbindungselements gemäss Fig. 6A als Funktion einer Längenänderung des Verbindungselements.
  • Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht auf einen Teil einer Aufzugsanlage 1 einen Lastträger 2, welcher an einem Seil 3 hängt und längs zwei Führungsschienen 5 bewegbar ist. Wie in Fig. 2 angedeutet ist, weist jede Führungsschiene 5 jeweils Führungsflächen 6, 6' und 6" auf, wobei die Führungsflächen 6' und 6" jeweils parallel zueinander und jeweils senkrecht zur Führungsfläche 6 angeordnet sind. Um den Lastträger 2 bei einer Bewegung längs der Führungsschienen 5 zu führen, sind 4 Führungsvorrichtungen 10 vorgesehen, die jeweils am Lastträger 2 befestigt sind. Jede der Führungsvorrichtungen 10 weist Führungselemente 11, 11' und 11", jeweils einen Träger 13, 13' bzw. 13" für jedes der Führungselemente 11, 11' und 11" und jeweils eine Grundplatte 18 auf. Die Grundplatten 18 sind am Lastträger 2 befestigt. Die Träger 13, 13' bzw. 13" sind dabei jeweils mit einer der Grundplatten 18 verbunden und tragen die Führungselemente 11, 11' bzw. 11" derart, dass diese jeweils in Kontakt mit einer der Führungsflächen 6, 6' bzw. 6" stehen. Im vorliegenden Fall ist jedes der Führungselemente 11, 11' und 11" jeweils als eine Rolle ausgebildet, die jeweils eine in einem der Träger 13, 13' bzw. 13" gelagerte Drehachse aufweist und bei einer Bewegung des Lastträgers 2 längs der Führungsschienen 5 jeweils auf einer der Führungsflächen 6, 6' bzw. 6" abrollt. Zur Führung des Lastträgers 2 längs einer der Führungsschienen 5 sind jeweils 2 Führungsvorrichtungen 10 vorgesehen, die jeweils in einem Abstand zueinander in Richtung der jeweiligen Führungsschiene 5 angeordnet sind.
  • Jeder der Träger 13, 13' bzw. 13" ist derart ausgebildet, dass der Lastträger 2 in einer Ebene quer zu den Führungsflächen 6, 6' und 6" relativ zu den Führungselementen 11, 11' und 11" bewegbar ist. Der jeweilige Bewegungsspielraum ist dabei durch konstruktive Details der Träger 13, 13' bzw. 13" festgelegt. Jeder der Träger 13, 13' bzw. 13" umfasst einen Hebel 14, 14' bzw. 14", welcher jeweils ein Lager für eine der Drehachsen 12 aufweist, ein Drehlager 15 für den jeweiligen Hebel 14, 14' bzw. 14", jeweils eine Stütze 16, 16' bzw. 16", jeweils ein Verbindungselement 20, 20' bzw. 20" und jeweils eine Führung 17, 17' bzw. 17" für eines der Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20". Jede Stütze 16, 16' bzw. 16" ist dabei jeweils mit einer der Grundplatten 18 fest verbunden und bildet eine stabile Referenz für einen der Hebel 14, 14' bzw. 14".
  • Die Konturen der Verbindungselemente 20, 20' und 20" sind in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutet ohne Hinweise auf konstruktive Details. Letztere werden im Zusammenhang mit Fig. 2 und 3 im Folgenden erläutert.
  • Jeweils eine Stütze 16, ein Hebel 14, ein Drehlager 15, eine Führung 17 und ein Verbindungselement 20 wirken dabei wie folgt zusammen. Der Hebel 14 kann um das Drehlager 15 und entlang der Führung 17 geschwenkt werden und deshalb verschiedene Lagen relativ zur Stütze 16 und somit zum Lastträger 2 einnehmen. Die Führung 17 ist fest mit der Stütze 16 verbunden. Das Verbindungselement 20 ist auf eine Weise, die im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 noch erläutert wird, elastisch deformierbar und stellt eine Verbindung zwischen dem Hebel 14 und einem Endbereich der Führung 17 her. Wird der Hebel 14 in Richtung auf das von der Stütze 16 abgewandte Ende der Führung 17 bewegt, so wird das Verbindungselement 20 elastisch deformiert und bewirkt eine Kraft, die der Bewegung des Hebels entgegenwirkt.
  • Entsprechend wirken jeweils die Stützen 16' bzw. 16", die Hebel 14' bzw. 14", die Führungen 17' bzw. 17" und die Verbindungselemente 20' bzw. 20" zusammen.
  • Die Führungen 17, 17' und 17" sind im vorliegenden Beispiel stabförmig ausgebildet und haben die Funktion, eine mit einer Bewegung eines der Hebel 16, 16' bzw. 16" einhergehende Deformation eines der Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" unter Kontrolle zu halten.
  • In der Aufzugsanlage gemäss Fig. 1 wirkt jeder Träger 13, 13' bzw. 13" mit einem Führungselement 11, 11' bzw. 11" derart zusammen, dass in einer Gleichgewichtslage des Lastträgers 2 alle Führungselemente 11, 11' und 11" mit einer der Führungsflächen 6, 6' oder 6" in Kontakt stehen und die jeweiligen Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" derart vorgespannt sind, dass die Führungselemente 11, 11' bzw. 11" jeweils eine Kraft auf eine der Führungsflächen 6, 6' bzw. 6" ausüben. Im vorliegenden Fall sind die Führungsvorrichtungen 10 derart angeordnet, dass alle auf die Führungsflächen 6, 6' und 6" wirkenden Kräfte innerhalb einer Ebene senkrecht zu diesen Führungsflächen kompensiert sind, wenn sich der Lastträger 2 in der Gleichgewichtslage befindet. Dieses Kräftegleichgewicht wird gestört, wenn der Lastträger, beeinflusst durch quer zu den Führungsflächen 6, 6' und 6" wirkende Störkräfte, aus der Gleichgewichtslage in einer Ebene senkrecht zu den Führungsflächen 6, 6' und 6" bewegt wird. In diesem Fall werden die jeweiligen Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" elastisch deformiert. Aus dieser Deformation resultieren Kräfte, die der Bewegung des Lastträgers 2 entgegenwirken.
  • Fig. 2 zeigt einen Teil des Lastträgers 2 in einer Draufsicht in Verbindung mit einer der Führungsschienen 5. Im vorliegenden Fall ist angenommen, dass der Lastträger 2 momentan unter der Einwirkung einer senkrecht zu den Führungsflächen 6' und 6" und parallel zu der Führungsfläche 6 wirkenden Störkraft ausgelenkt ist um eine Distanz, deren Länge durch einen Pfeil 7 angedeutet ist. Die Führungselemente 11, 11' und 11' stehen dabei jeweils in Kontakt mit einer der Führungsflächen 6, 6' bzw. 6". Letzteres setzt voraus, dass die Hebel 14, 14' bzw. 14" bezüglich der Stützen 16, 16' und 16" und somit relativ zum Lastträger 2 jeweils eine Lage einnehmen, die mit der Auslenkung des Lastträgers 2 aus der Gleichgewichtslage vereinbar ist.
  • Die Hebel 14, 14' und 14" weisen jeweils eine (nicht dargestellte) durchgehende Öffnung auf. Diese Öffnungen dienen als Durchgangsöffnungen für jeweils eine der Führungen 17, 17' bzw. 17", wobei die Hebel 14, 14' und 14" jeweils derart angeordnet sind, dass sie ungehindert längs der jeweiligen Führungen 17, 17' bzw. 17" bewegbar sind.
  • Die Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" sind jeweils aus einer Mehrzahl einzelner Komponenten zusammengesetzt, die jeweils in analoger Weise zusammenwirken.
  • Das Verbindungselement 20 umfasst ein erstes elastisches Element 21 und ein zweites elastisches Element 22, ein Widerlager 25 und zwei Begrenzerelemente 26 und 27. Alle diese Komponenten des Verbindungselements 20 sind seriell längs der Führung 17 angeordnet und weisen jeweils eine (nicht dargestellte) Durchgangsöffnung für die Führung 17 auf. Das Widerlager 25 ist dabei an dem der Stütze 16 abgewandten Ende der Führung 17 fixiert. Zwischen dem Hebel 14 und dem Widerlager 25 sind - in dieser Reihenfolge - das Begrenzerelement 27, das erste elastische Element 21, das Begrenzerelement 26 und das zweite elastische Element 22 aneinandergereiht. Diese Reihenfolge ist im Hinblick auf die Funktion des Verbindungselements 20 allerdings nicht zwingend. Die umgekehrte Reihenfolge fällt auch in den Rahmen der Erfindung.
  • Die elastischen Elemente 21 bzw. 22 sind längs der Führung 17 derart beweglich angeordnet, dass ihre Erstreckung längs der Führung 17 - je nach Lage des Hebels 14 in Bezug auf das Widerlager 25 - veränderbar ist. Insbesondere können das erste elastische Element 21 und das zweite elastische Element 22 jeweils unter eine Druckspannung gesetzt werden, wenn der Abstand zwischen dem Hebel 14 und dem Widerlager 25 - gemessen längs der Führung 17 - kürzer gewählt wird als die Erstreckung, die das Verbindungselement 20 längs der Führung 17 einnimmt, wenn die elastischen Elemente 21 und 22 völlig entspannt sind. Entsprechend übt das Verbindungselement 20 eine Kraft auf den Hebel 14 in Richtung auf die Stütze 16 aus, wenn das erste elastische Element 21 und/oder das zweite elastische Element 22 unter eine Druckspannung gesetzt sind.
  • Die Begrenzerelemente 26 und 27 haben zwei Funktionen. Einerseits bieten sie - wie im Detail noch im Zusammenhang mit Fig. 3A-C erläutert wird - jeweils eine Auflagefläche für das erste elastische Element 21. Durch eine Änderung des Abstands zwischen den Begrenzerelementen 26 und 27 kann die Längserstreckung des ersten elastischen Elements 21 in Richtung der Führung 17 geändert werden. Andererseits ist durch Ihre Formgebung der minimale Abstand, den die genannten Auflageflächen relativ zueinander einnehmen können, limitiert. Dieses Limit ist erreicht, wenn die Begrenzerelemente 26 und 27 relativ zueinander längs der Führung 17 in eine Stellung gebracht sind, in der sie sich berühren (siehe Fig. 3A-C). Dadurch ist die minimale Längserstreckung, die das erste elastische Element 21 in der Längsrichtung der Führung 17 aufweisen kann, und somit auch die maximale Vorspannung, die das erste elastische Element 21 durch eine Kompression in der Längsrichtung der Führung 17 aufnehmen kann, festgelegt.
  • Die Verbindungselemente 20' und 20" haben denselben Aufbau wie das Verbindungselement 20. Das Verbindungselement 20' bzw. das Verbindungselement 20" weisen in einer seriellen Anordnung längs einer Führung 17' bzw. 17" auf: ein Widerlager 25' bzw. 25", das an einem Ende der Führung 17' bzw. der Führung 17" befestigt ist und dem Widerlager 25 entspricht; ein erstes elastisches Element 21' bzw. 21", das dem ersten elastischen Element 21 des Verbindungselements 20 entspricht; ein Begrenzerelement 26' bzw. 26", das dem Begrenzerelement 26 des Verbindungselements 20 entspricht; ein Begrenzerelement 27' bzw. 27", das dem Begrenzerelement 27 des Verbindungselements 20 entspricht; ein zweites elastisches Element 22' bzw. 22", das dem zweiten elastischen Element 22 des Verbindungselements 20 entspricht.
  • Es wird im Folgenden angenommen, dass - wenn der Lastträger im ruhenden Zustand eine Gleichgewichtslage bezüglich der Führungsflächen 6, 6' und 6" einnimmt - die Verbindungselemente 20, 20' und 20" derart vorgespannt sind, dass die Führungselemente 11, 11' und 11" jeweils mit der gleichen Kraft auf die jeweilige Führungsfläche wirken.
  • Wie bereits erwähnt, ist der Lastträger 2 in der in Fig. 2 dargestellten Situation senkrecht zu den Führungsflächen 6' bzw. 6" um die durch den Pfeil 7 gekennzeichnete Distanz aus seiner Gleichgewichtslage ausgelenkt. Die Stellung des Lastträgers 2 in der Richtung senkrecht zur Führungsfläche 6 entspricht im vorliegenden Fall der Gleichgewichtslage. Dementsprechend zeigt Fig. 2 das Verbindungselement 20 in einem Zustand, der der Gleichgewichtslage des Lastträgers 2 relativ zur Führungsfläche 6 zuzuordnen ist. Im vorliegenden Fall sind sowohl das erste elastische Element 21 als auch das zweite elastische Element 22 um ein vorgegebenes Mass in der Längsrichtung der Führung 17 unter eine Druckspannung gesetzt, d.h. vorgespannt. Die Begrenzerelemente 26 und 27 berühren einander. Wie erwähnt, ist unter dieser Voraussetzung die minimale Längserstreckung, die das erste elastische Element 21 in der Längsrichtung der Führung 17 aufweisen kann, und somit auch die maximale Vorspannung, die das erste elastische Element 21 durch eine Kompression in der Längsrichtung der Führung 17 aufnehmen kann, realisiert. Die Vorspannung des ersten elastischen Elements 21 und des zweiten elastischen Elements 22 ist so gewählt, dass die elastischen Elemente 21 und 22 in allen Lagen, die der Lastträger 2 im Betrieb der Aufzugsanlage 1 einnehmen kann, unter eine Druckspannung gesetzt sind.
  • Da der Lastträger 2 in der in Fig. 2 dargestellten Situation senkrecht zu den Führungsflächen 6' und 6" aus seiner Gleichgewichtslage ausgelenkt ist, sind Verbindungselemente 20' und 20" momentan in Spannungszustände versetzt, die sich von dem Spannungszustand des Verbindungselements 20 unterscheiden. Insbesondere ist die momentane Druckspannung, die das Verbindungselement 20" in der Längsrichtung der Führung 17" aufweist, grösser als die Druckspannung, unter die das Verbindungselement 20 in Richtung der Führung 17 gesetzt ist. Hingegen ist die momentane Druckspannung, die das Verbindungselement 20' in der Längsrichtung der Führung 17' aufweist, kleiner als die Druckspannung, unter die das Verbindungselement 20 in Richtung der Führung 17 gesetzt ist. Dies bedeutet, dass das zweite elastische Element 22" längs der Führung 17" in einem höheren Masse und das zweite elastische Element 22' längs der Führung 17' in einem geringeren Masse komprimiert ist als das zweite elastische Element 22 längs der Führung 17. Im vorliegenden Fall ist die Druckspannung, die das zweite elastische Element 22" aufnimmt, grösser als die Druckspannung, die das erste elastische Element 21" aufnimmt. Weiterhin ist das Verbindungselement 20" derart vorgespannt ist, dass sich die Begrenzerelemente 25" und 26" berühren. Der Spannungszustand des ersten elastischen Elements 21" ist deshalb identisch mit dem Spannungszustand, der in der Gleichgewichtslage des Lastträgers 2 realisiert ist. Der Spannungszustand des ersten elastischen Elements 21" des Verbindungselements 20" ist demnach identisch mit dem Spannungszustand des ersten elastischen Elements 21 des Verbindungselements 20.
  • In der in Fig. 2 dargestellten Situation ist das Verbindungselement 20' derart entspannt, dass die Druckspannung des ersten elastischen Elements 21' ausreicht, um die Begrenzerelemente 26' und 27' in einer Distanz zu halten, derart, dass sie sich nicht berühren. Im vorliegenden Fall ist die momentane Längserstreckung des ersten elastischen Elements 21' in Richtung der Führung 17' vergrössert, verglichen mit der Längserstreckung, die der Gleichgewichtslage des Lastträgers 2 zugeordnet ist. Dementsprechend ist die Druckspannung, die das erste elastische Element 21' des Verbindungselements 20' aufweist, geringer als die Druckspannung, die das erste elastische Element 21 bzw. das erste elastische Element 21" aufweist. Im vorliegenden Fall ist das Verbindungselement derart gespannt, dass das Führungselement 11' mit einer endlichen Kraft auf die Führungsfläche 6' wirkt.
  • Die ersten elastischen Elemente 21, 21' und 21" sind jeweils durch Schraubenfedern realisiert, deren Windungen jeweils um eine der Führungen 17, 17' bzw. 17" gelegt sind. Als zweite elastische Elemente 22, 22' und 22" sind beispielsweise Festkörper aus einem zelligen bzw. gemischtzelligen Polyurethan-Elastomer vorgesehen, die derart bemessen sind, dass sie einen Raum zwischen dem Widerlager 25 und dem Begrenzerelement 26 bzw. zwischen dem Widerlager 25' und dem Begrenzerelement 26' bzw. zwischen dem Widerlager 25" und dem Begrenzerelement 26" ausfüllen.
  • Die Fig. 3A-C zeigen jeweils einen Teil der Führungsvorrichtung 10 im Bereich des Verbindungselements 20. Die Fig. 3A-C stellen das Verbindungselement 20 in drei verschiedenen Zuständen dar, die jeweils durch unterschiedliche Stellungen des Hebels 14 relativ zum Widerlager 25 charakterisiert sind. Jedem dieser Zustände entspricht demnach eine andere Lage des Führungselements 11 relativ zum Lastträger 2. Der Einfachheit halber ist das Führungselement 11, die Drehachse 12 und die Stütze 16 nicht dargestellt.
  • Die Begrenzerelemente 26, 27 weisen jeweils zwei zylinderförmige Längsabschnitte 26a und 26c bzw. 27a und 27c auf. Die Aussendurchmesser der Längsabschnitte 26c und 27c sind jeweils kleiner als die Aussendurchmesser der Längsabschnitte 26a und 27a. Die Begrenzerelemente sind derart angeordnet, dass die Längsabschnitte 26c und 27c in Richtung der Führung 17 einander zugewandt sind. Die Längsabschnitte 26c bzw. 27c weisen jeweils eine ebene Anstossfläche 26d bzw. 27d an dem vom Längsabschnitt 26a bzw. 27a entfernten Ende auf. Wenn die Begrenzerelemente 26 und 27 durch eine geeignete Bewegung des Hebels 14 miteinander in Kontakt gebracht werden, dann berühren sie sich an den Anstossflächen 26d und 27d. Dadurch wird eine gleichmässige, formschlüssige Kraftübertragung zwischen den Begrenzerelementen 26 und 27 erzielt.
  • Die Längserstreckung der Längsabschnitte 26c und 27c in Richtung der Führung 17 definiert demnach den minimalen Abstand, den die Längsabschnitte 26a und 27a zueinander einnehmen können. Die Begrenzerelemente 26 und 27 weisen jeweils eine Auflagefläche 26b und 27b für das erste elastische Element 21 auf. Das erste elastische Element 21 liegt an den Auflageflächen 26b und 27b an, so dass das erste elastische Element 21 durch eine Variation des Abstandes zwischen den Auflageflächen 26b und 27b deformiert und somit unter eine Druckspannung in Richtung der Führung 17 gesetzt werden kann.
  • In Fig. 3A-C ist die jeweilige Lage des Führungselements 11 relativ zum Lastträger 2 charakterisiert durch eine Koordinate I, die den Abstand zwischen dem Hebel 14 und dem Widerlager 25 - gemessen längs der Führung 17 - angibt.
  • Die Kraft F, die mittels des Hebels 14 längs der Führung 17 auf das Verbindungselement 20 übertragen wird, hängt ab von der Lage des Lastträgers und wird im Folgenden mit F(I) bezeichnet. Der Abstand zwischen den Auflageflächen 26b und 27b entspricht der jeweiligen Längserstreckung des ersten elastischen Elements 21 und wird mit d1(I) bezeichnet. Entsprechend gibt d2(l) den momentanen Abstand zwischen dem Begrenzerelement 26 und dem Widerlager 25 und somit die Längserstreckung des zweiten elastischen Elements 22 in Richtung der Führung 17 an.
  • Im Falle der Fig. 3A ist eine Lage mit l=l1 ausgewählt, in der sich die Begrenzerelemente 26 und 27 an den Anstossflächen 26d und 27d nicht berühren. Wird - ausgehend von dieser Lage - der Lastträger 2 in eine Lage mit l<l1 bewegt, dann werden sowohl d1 als auch d2 reduziert und somit das erste elastische Element 21 und das zweite elastische Element 22 derart deformiert, dass die Druckspannungen im ersten elastischen Element 21 und im zweiten elastischen Element 22 und somit die Kraft F(I) stetig vergrössert werden. Dies gilt zumindest so lange bis die Kraft F derart angewachsen ist und die Koordinate I derart reduziert ist, dass die Begrenzerelemente 26 und 27 an den Anstossflächen 26d und 27d in Kontakt geraten. Es wird angenommen, dass diese Situation für die Lage l=l2 erreicht ist. Diese Situation ist in Fig. 3B dargestellt.
  • Im Falle der Fig. 3C ist l=l3<l2 angenommen. Im Vergleich zur Situation gemäss Fig. 3B ist die Kraft F vergrössert und das zweite elastische Element 22 verstärkt in Richtung der Führung 17 komprimiert, während die Längserstreckung des ersten elastischen Elements 21 in Richtung der Führung 17 unverändert ist. Somit gilt: d1(l3)= d1(l2) und d2(l3)<d2(l2). Die Druckspannung, die das zweite elastische Element 22 aufnimmt, ist somit vergrössert im Vergleich zur Situation gemäss Fig. 3B, während die Druckspannung, die das erste elastische Element 21 aufnimmt, unverändert ist.
  • Demnach sind ein erster (im Folgenden mit "A" bezeichneter) Bereich von Lagen mit l>l2 und ein zweiter (im Folgenden mit "B" bezeichneter) Bereich von Lagen mit l<l2 zu unterscheiden. Wird das Führungselement 11 zwischen verschiedenen Lagen im Bereich A bewegt, dann werden sowohl das erste elastische Element 21 als auch das zweite elastische Element 22 deformiert und die jeweiligen Druckspannungen, die die elastischen Elemente 21 und 22 aufnehmen, verändert. Wird hingegen das Führungselement 11 zwischen verschiedenen Lagen im Bereich B bewegt, dann wird lediglich das zweite elastische Element 22 deformiert und die Druckspannung, die das zweite elastische Element 22 aufnimmt, verändert.
  • Die obigen Betrachtungen bezüglich des Verbindungselements 20 sind analog übertragbar auf die Verbindungselemente 20' und 20".
  • Das Verhalten der Führungsvorrichtung hängt wesentlich davon ab, wie sich ein Übergang zwischen den Bereichen A und B auswirkt. Die Fig. 4-6 veranschaulichen die Optimierung der Führungsvorrichtung im Hinblick auf das Fahrverhalten des Lastträgers 2.
  • Es wird angenommen, dass die ersten elastischen Elemente 21, 21' und 21" jeweils Federn sind, deren Längserstreckung sich jeweils linear mit einer in ihrer Längsrichtung wirkenden Kraft F1 ändert. Fig. 4A zeigt qualitativ den Verlauf der Kraft F1 als Funktion der Änderung Δd1(l)= d10 - d1(l) der Längserstreckung des ersten elastischen Elements 21, 21' bzw. 21 ". Die Grösse d10 gibt dabei die Längserstreckung des ersten elastischen Elements 21, 21' bzw. 21" für den Fall an, dass das elastische Element vollständig entspannt ist, d.h. F1 = 0. In Fig. 4B ist (qualitativ) die Steifigkeit S1 des ersten elastischen Elements 21, 21' bzw. 21" dargestellt. Die Steifigkeit S1 ist dabei bestimmt als die Steigung der Kraft F1 als Funktion der Änderung Δd1(l). In Fig. 4A-B sind die Kraft F1 und die Steifigkeit S1 nur angegeben für die Lagen der Führungselemente 11, 11' bzw, 11", die dem Bereich A zuzurechnen sind. S1 ist konstant im Bereich A.
  • Es wird angenommen, dass das zweite elastische Element ein Festkörper aus einem Elastomer ist, beispielsweise aus Polymeren der zelligen bzw. gemischtzelligen Polyurethan-Familie. Auf der Basis von Polyurethanen lassen sich bekanntlich eine Vielzahl verschiedener Elastomere bilden, deren elastischen Eigenschaften über einen verhältnismässig grossen Bereich variieren und mittels verschiedener Parameter gezielt beeinflusst werden können.
  • Fig. 5 zeigt qualitativ den Verlauf einer auf das zweite elastische Element 22 längs der Führung 17 wirkenden Kraft F2 als Funktion der Änderung Δd2(l)= d20 - d2(l) der Längserstreckung des zweiten elastischen Elements 22, 22' bzw. 22" für verschiedene Elastomere, die zur Familie der gemischtzelligen Polyurethane zu rechnen sind. Die Grösse d20 gibt dabei die Längserstreckung des zweiten elastischen Elements 22, 22' bzw. 22" für den Fall an, dass das elastische Element vollständig entspannt ist, d.h. F2 = 0. Die Kurve (a) in Fig. 5 ist beispielsweise repräsentativ für ein Elastomer aus Polyurethan mit einer Dichte D = 0.4 g/cm3, die Kurve (b) steht für ein Elastomer aus Polyurethan mit einer Dichte D = 0.65 g/cm3. Relevant für die dargestellten Beispiele ist, dass F2 nichtlinear mit der Änderung Δd2(I) wächst, wobei der jeweilige Verlauf der Kraft F2 und insbesondere die Grösse der Nichtlinearität wesentlich von dem verwendeten Werkstoff, aber auch von dessen Dichte und der Formgebung des zweiten elastischen Elements 22, 22', 22" abhängt.
  • Die Steifigkeit S2 des zweiten elastischen Elements 22, 22' bzw. 22" ist dabei jeweils bestimmt als die Steigung der Kraft F2 gemäss Fig. 5 als Funktion der Änderung Δd2(l). Wie man sieht, nimmt für beide in Fig. 5 dargestellten Beispiele die Steifigkeit S2 für (im Vergleich zu d20) grosse Änderungen Δd2(l) drastisch zu. Für (im Vergleich zu d20) kleine Änderungen Δd2(l) hängt der Verlauf der Steifigkeit qualitativ von der Art bzw. der Dichte des verwendeten Elastomers ab. Beispielsweise nimmt im Fall der Kurve (a) die Steifigkeit S2 mit wachsender Änderung Δd2(l) kontinuierlich zu. Im Fall der Kurve (b) nimmt die Steifigkeit S2 im Bereich kleiner Änderungen Δd2(l) mit wachsender Änderung Δ d2(l) kontinuierlich zunächst auf einen Minimalwert ab und nimmt - ähnlich wie im Fall der Kurve (a) - bei (im Vergleich zu d20) grossen Änderungen Δd2(l) drastisch zu. Letzteres zeigt, dass - abhängig von der Wahl des verwendeten Elastomers - die Vorgabe einer geeigneten Vorspannung zur Optimierung der elastischen Eigenschaften des zweiten elastischen Elements 22, 22' bzw. 22" verwendet werden kann.
  • Auf der Grundlage der Kurven für F1 als Funktion der Änderung Δd1(l) und F2 als Funktion der Änderung Δd2(l) kann jeweils die Kraft F bestimmt werden, die benötigt wird, um die Längserstreckung eines der Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" um eine vorgegebene Distanz Δl zu ändern. Aus dem Verlauf der Kraft F als Funktion von Δl kann jeweils eine Gesamtsteifigkeit S der Verbindungselemente - mathematisch definiert als erste Ableitung der Kraft F bezüglich Δl - ermittelt werden. Die Optimierung des Verlaufs der Kraft F als Funktion von Δl wird im Folgenden diskutiert.
  • Bei der Auslegung der Führungsvorrichtung 10, beispielsweise im Hinblick auf die Optimierung des Fahrkomforts (welcher beispielsweise anhand der Intensität der bei einer Fahrt des Lastträgers erzeugten Vibrationen charakterisiert werden kann), können verschiedene Optimierungskriterien berücksichtigt werden. Diese Optimierungskriterien bestimmen insbesondere die Auswahl der ersten elastischen Elemente 21, 21' bzw. 21" und der zweiten elastischen Elemente 22, 22' bzw. 22".
  • Verschiedene Randbedingungen spielen eine Rolle, beispielsweise:
    1. a) Die maximale Distanz, um die der Lastträger 2 aus seiner Gleichgewichtslage quer zu den Führungsflächen 6, 6' bzw. 6" ausgelenkt werden darf, ist in der Regel limitiert, bedingt durch die Konstruktion der Aufzugsanlage, und liegt bei typischen Aufzugsanlagen im Bereich < 10 mm.
    2. b) Der durchschnittliche Wert für die Kraft, mit der die Führungselemente 11, 11' bzw. 11" in der Gleichgewichtslage des Lastträgers auf die Führungsflächen wirken, sollte nicht zu gross sein, um die Führungselemente nicht zu beschädigen oder elastisch und/oder plastisch zu deformieren. Führungselemente, die in Kontakt mit einer Führungsfläche stehen und unter dem Einfluss einer auf die Führungsfläche gerichteten Kraft elastisch und/oder plastisch deformiert werden (beispielsweise Rollen, die auf ihrem Umfang einen deformierbaren, mit der Führungsfläche in Kontakt stehenden Belag aufweisen), können bei einer Bewegung des Lastträgers längs der Führungsfläche Anlass zu störenden Vibrationen geben. Somit können durch eine Beschränkung des durchschnittlichen Werts für die Kraft, mit der die Führungselemente 11, 11' bzw. 11" auf die Führungsflächen wirken, eine angemessene Lebensdauer der Führungselemente gewährleistet und unnötige störende Vibrationen minimiert werden. Dieses Kriterium legt eine obere Grenze fest für die maximale Vorspannung, die die Verbindungselemente 20, 20' und 20" aufweisen dürfen, wenn der Lastträger 2 eine Gleichgewichtslage bezüglich der Führungsschienen 5 einnimmt.
    3. c) Verschiedene Konstruktions- und Betriebsparameter der Aufzugsanlage bestimmen die Maximalwerte der Kräfte, die im Betrieb der Aufzugsanlage für eine Auslenkung des Lastträgers aus seiner Gleichgewichtslage verantwortlich sind. Diese Maximalwerte definieren einen oberen Grenzwert Fmax für die Kräfte, die von den Verbindungselementen im Extremfall aufgenommen werden müssen.
  • Diese Randbedingungen definieren den Rahmen für eine optimale Auslegung der ersten elastischen Elemente 21, 21' und 21" und der zweiten elastischen Elemente 22, 22' und 22'.
  • Zur Optimierung zeigt die Erfindung die folgenden Möglichkeiten auf:
    1. (i) Die Nichtlinearität der Kraft F2 als Funktion der Änderung Δd2(l)= d20 - d2(l) der Längserstreckung der zweiten elastischen Elemente 22, 22' und 22" sollte nicht zu gross sein. Die oben genannte Randbedingung a) für die maximale Distanz, um die der Lastträger 2 aus seiner Gleichgewichtslage ausgelenkt werden darf, definiert auch einen maximalen zulässigen Grenzwert für Δd2, der nicht überschritten werden darf. Die Nichtlinearität der Kraft F2 als Funktion der Änderung Δd2(l) sollte nicht zu gross sein für grosse Werte von Δd2, die nahe an diesen Grenzwert für Δ d2 heran reichen. Anderenfalls würden unvermeidbare Toleranzen bei der Herstellung, der Montage oder der Justage von Komponenten der Führungsvorrichtung 10 zu Änderungen der Charakteristik der Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" führen, die nur schwer zu kontrollieren sind. Je stärker die Nichtlinearität der Kraft F2 ausgeprägt ist, umso schwieriger wird es, die Einhaltung der obigen Randbedingung c) für den oberen Grenzwert für die Kräfte, die von den Verbindungselementen im Extremfall aufgenommen werden müssen, zu kontrollieren. Bei einer mangelnden Kontrolle der Toleranzen könnte die Kraft F, die auf das Verbindungselement 20, 20' bzw. 20"' wirkt, den oberen Grenzwert Fmax überschreiten, mit der Folge, dass das Verbindungselement überlastet oder sogar. beschädigt wird. Dieses Kriterium definiert einen Rahmen bei der Auswahl eines geeigneten Elastomers (siehe Fig. 5).
    2. (ii) Die Eigenschaften der ersten elastischen Elemente 21, 21' bzw. 21" und der zweiten elastischen Elemente 22, 22' bzw. 22" können derart aufeinander abgestimmt werden, dass für jedes Verbindungselement 20, 20', bzw. 20" die Gesamtsteifigkeit S bei einem Übergang vom Lagenbereich A zum Lagenbereich B einen weitgehend stetigen Verlauf aufweist. Dadurch wird erreicht, dass der Übergang vom Lagenbereich A zum Lagenbereich B ohne abrupte Änderungen der Gesamtsteifigkeit S vonstatten geht.
  • Zur Optimierung gemäss Kriterium (ii) stehen die folgenden Optionen offen:
    • Verschiedene Elastomere stehen als Werkstoff für das zweite elastische Element 22, 22' bzw. 22" zur Verfügung und die äusseren Abmessungen des zweiten elastischen Element 22, 22' bzw. 22" können variiert werden, beispielsweise die Längserstreckung in Richtung der Führung 17, 17' bzw. 17" und die Querschnittfläche quer zur der Führung 17, 17' bzw. 17".
    • Die Steifigkeit S1 für das erste elastische Element 21, 21' bzw. 21" kann vorgegeben werden.
    • Die Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" können für den Fall, dass der Lastträger 2 eine Gleichgewichtslage bezüglich der Führungsschienen 5 einnimmt, vorgespannt werden.
  • Die Vorspannung bestimmt den "Arbeitspunkt" der Führungselemente 11, 11' bzw. 11", d.h. sie legt fest, welche Lage die jeweiligen Führungselemente 11, 11' bzw. 11" einnehmen, wenn der Lastträger 2 sich in einer Gleichgewichtslage bezüglich der Führungsschienen 5 befindet. Der Arbeitspunkt kann dabei im Bereich A, im Bereich B oder im Übergang zwischen den Bereichen A und B liegen. Weiterhin beeinflusst diese Vorspannung die Steifigkeit S2 der zweiten elastischen Elemente im Arbeitspunkt (siehe Fig. 5). Dieser Arbeitspunkt muss mit den obigen Randbedingungen a), b) und c) verträglich sein.
  • Ein Beispiel für eine Optimierung gemäss Kriterium (ii) ist in Fig. 6A-B dargestellt. Die Fig. 6A zeigt qualitativ den Verlauf der Kraft F als Funktion der Änderung Δl=l0-l der Koordinate l für die Lage des Führungselements 11, 11' bzw. 11" (bezüglich der Lage l=l0, in der das erste elastische Element und das zweite elastische Element entspannt sind und für die F=0 realisiert ist) für eine Ausführungsform des Verbindungselements 20, 20' bzw. 20" mit den folgenden Eigenschaften:
    Das erste elastische Element hat eine Steifigkeit S1=8N/mm, das zweite elastische Element besteht aus einem Polyurethan-Elastomer mit der Dichte D=0.4 g/cm3 und hat eine Kraft-Dehnungs-Charakteristik gemäss der Kurve (a) für die Kraft F2 in Fig. 5 und eine Längserstreckung d20 = 21 mm.
  • Fig. 6B zeigt die Gesamtsteifigkeit S als Funktion der Änderung Δl der Lage des Führungselements 11, 11' bzw. 11". S ist berechnet aus dem Verlauf der Kraft F als Funktion der Änderung Δl der Lage des Führungselements 11, 11' bzw. 11" gemäss Fig. 6A. S gibt dabei jeweils die Steigung der Kurve F für jede Änderung Δl an.
  • Die senkrechten gestrichelten Linien in den Fig. 6A und 6B markieren jeweils den Übergang zwischen dem Bereich A (l>l2) und B (l<l2). Die senkrechte gestrichelte Linie in den Fig. 5 markiert den Übergang zwischen dem Bereich A (l>l2) und B (l<l2) im Falle der Kurve (a). Die Parameterbereiche Δd1(I), Δd2(l) und Δl, die den Bereichen A und B entsprechen, sind in den Figuren 4-6 jeweils durch Doppelpfeile dargestellt. Dabei ist eine exakte obere Grenze des Bereichs B in den Fig. 4-6 jeweils nicht dargestellt (wie durch eine Verlängerung der mit B gekennzeichneten Doppelpfeile mittels einer punktierten Linie zu grossen Werten für Δd1(I), Δd2(l) und Δl angedeutet ist)..
  • Wie die Fig. 6B zeigt, ist im vorliegenden Beispiel ein Verbindungselement 20, 20' bzw. 20" realisiert, dessen Steifigkeit als Funktion der Änderung Δl wächst. Dabei zeigt insbesondere die Gesamtsteifigkeit S bei einem Übergang vom Lagenbereich A zum Lagenbereich B einen stetigen Verlauf. Die Grössen l2, Δd1(l2) und die Querschnittsfläche des zweiten elastischen Elements 22, 22' bzw. 22" quer zur der Führung 17, 17' bzw. 17" sind entsprechend angepasst, um einen Stetigkeitssprung der Gesamtsteifigkeit S beim Übergang zwischen den Lagenbereichen A und B zu minimieren bzw. zum Verschwinden zu bringen.
  • Eine wesentliche Voraussetzung für eine Optimierung gemäss Kriterium (ii) ist darin zu sehen, dass die Steifigkeit S2 des zweiten elastischen Elements 22, 22' bzw. 22" über einen grossen Bereich variiert, wenn das zweite elastische Element 22, 22' bzw. 22" unter eine Druckspannung gesetzt wird.
  • Im vorliegenden Fall ist eine Vorspannung der Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" so gewählt, dass der Arbeitspunkt jedes der Führungselemente 11, 11' bzw. 11" jeweils im Bereich B in der Nähe des Übergangs zwischen den Bereichen A und B liegt. Diese Ausführungsform des Verbindungselements 20, 20' bzw. 20" ist kompatibel mit den Betriebsbedingungen, die in typischen Aufzugsanlagen vorzufinden sind. Wie bereits erwähnt wurde, ist diese Wahl des Arbeitspunktes willkürlich. Es ist auch denkbar, eine entsprechende Optimierung gemäss der Erfindung für einen Arbeitspunkt vorzunehmen, der im Bereich A oder im Übergang zwischen den Bereichen A und B liegt. Sollte die erfindungsgemässe Optimierung der Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" so vorgenommen werden, dass der Arbeitspunkt der Führungselemente 11, 11' bzw. 11" im Bereich A liegt, dann würden sich die Begrenzerelemente 26 und 27 bzw. 26' und 27' bzw. 26" und 27" nicht berühren, wenn der Lastträger 2 bezüglich der Führungsflächen eine Gleichgewichtslage einnimmt (abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Situation).
  • Die zuvor dargestellten Ausführungsbeispiele können im Rahmen der vorliegenden Erfindung noch vielfältig modifiziert und/oder ergänzt werden.
  • Beispielsweise muss das erste elastische Element nicht unbedingt als eine Schraubenfeder ausgeführt sein. Das erste elastische Element könnte ebenfalls ein Festkörper aus einem Elastomer oder eine andere Vorrichtung mit elastischen Eigenschaften sein. Das erste elastische Element und das zweite elastische Element müssen auch nicht einstückig ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, das erste elastische Element und/oder das zweite elastische Element gemäss der Erfindung aus mehreren (identischen oder verschiedenen) elastischen Komponenten in wahlweise serieller und/oder paralleler Anordnung zusammenzusetzen.
  • Das Führungselement könnte auch elastisch deformierbar sein, beispielsweise eine Rolle mit einem elastischen Rollenbelag, der in Kontakt mit einer der Führungsflächen zu bringen ist. Als Führungselement könnte auch ein Gleitelement, das mit einer der Führungsflächen in einen gleitenden Kontakt zu bringen ist, vorgesehen werden.
  • Die Führungsvorrichtung könnte ferner mit einem zusätzlichen Pufferelement ausgestattet werden, welches die Auslenkung eines der Führungselemente aus der jeweiligen Normallage auf einen Maximalwert begrenzt und somit die Verbindungselemente 20, 20' bzw. 20" vor Überlastung schützt.

Claims (14)

  1. Führungsvorrichtung zur Führung eines Lastträgers (2) einer Aufzugsanlage (1) längs mindestens einer Führungsfläche (6, 6', 6"),
    - mit mindestens einem Führungselement (11, 11',11"), das mit der Führungsfläche (6, 6', 6") in Kontakt steht und mittels eines Verbindungselements (20, 20', 20") mit dem Lastträger (2) derart verbunden ist, dass das Führungselement (11, 11',11") relativ zum Lastträger zwischen verschiedenen Lagen in einem ersten (A) und/oder einem zweiten (B) Lagenbereich bewegbar ist,
    - wobei das Verbindungselement (20, 20', 20") ein erstes (21, 21', 21") und ein zweites (22, 22', 22") elastisches Element umfasst und die elastischen Elemente (21, 22; 21', 22'; 21", 22") derart seriell angeordnet sind, dass bei einer Bewegung des Führungselements (11, 11',11") im ersten Lagenbereich (A) beide elastischen Elemente (21, 22; 21', 22'; 21", 22") deformiert werden und bei einer Bewegung des Führungselements im zweiten Lagenbereich (B) ausschliesslich das zweite elastische Element (22, 22', 22") deformiert wird, und
    - wobei eine Gesamtsteifigkeit (S) des Verbindungselements (20, 20', 20") eine Funktion der jeweiligen Lage des Führungselements (11, 11', 11") ist und die Gesamtsteifigkeit (S) im zweiten Lagenbereich (B) grösser ist als im ersten Lagenbereich (A),
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass das zweite elastische Element (22, 22', 22") derart ausgebildet ist, dass eine Steifigkeit (S2) des zweiten elastischen Elements (22, 22', 22") bei einer Kompression des Elements im zweiten Lagenbereich (B) wächst, und
    - dass die Gesamtsteifigkeit (S) des Verbindungselements (20, 20', 20") bei einem Übergang des Führungselements (11, 11',11") zwischen dem ersten (A) und dem zweiten (B) Lagenbereich einen weitgehend stetigen Verlauf aufweist.
  2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elastische Element (22, 22', 22") ein Festkörper ist, wobei die Abmessungen des Festkörpers in Abhängigkeit von der Steifigkeit (S1) des ersten elastischen Elements (21, 21', 21") gewählt sind.
  3. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente (21, 22; 21', 22'; 21", 22") in einer Normalstellung des Führungselements eine Vorspannung aufweisen.
  4. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elastische Element (22, 22', 22") aus einem Eiastomer, beispielsweise aus Polyurethan, gebildet ist.
  5. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (20, 20', 20") eine Führung (17, 17', 17") für das erste und/ oder das zweite elastische Element (21, 21', 21", 22, 22', 22") in der Richtung, in der das jeweilige elastische Element bei der Bewegung des Führungselements (11, 11',11") deformiert wird, umfasst.
  6. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elastische Element (21, 21', 21") eine Steifigkeit (S1) aufweist, welche im ersten Lagenbereich (A) konstant ist.
  7. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elastische Element (21, 21', 21") eine Feder ist.
  8. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Begrenzerelement (26, 26', 26", 27, 27', 27") vorgesehen ist, um eine Deformation des ersten elastischen Elements (21, 21', 21") bei einer Bewegung des Führungselements (11, 11',11") relativ zum Lastträger (2) auf ein vorgegebenes Mass (A) zu begrenzen.
  9. Führungsvorrichtung, mit einer Mehrzahl des Führungselements (11, 11',11") und des Verbindungselements (20, 20', 20") nach einem der Ansprüche 1-8, wobei jeweils zwei der Führungselemente (11, 11',11") zusammen mit den jeweiligen Verbindungselementen (20, 20', 20") derart angeordnet sind, dass die Führungselemente (11, 11',11") in Kontakt mit einer Führungsfläche (6, 6', 6") stehen und die jeweiligen Verbindungselemente (20, 20', 20") in entgegengesetzter Richtung vorgespannt sind.
  10. Führungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (20, 20', 20") derart vorgespannt sind, dass die Führungselemente (11, 11',11") in einer Normalstellung relativ zum Lastträger (2) jeweils eine Lage in dem jeweiligen zweiten Lagenbereich (B) oder im Übergang zwischen dem ersten (A) und dem zweiten (B) Lagenbereich einnehmen.
  11. Führungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (20, 20', 20") derart vorgespannt sind, dass die Führungselemente (11, 11', 11") in einer Normalstellung relativ zum Lastträger (2) jeweils eine Lage in dem jeweiligen ersten Lagenbereich (A) einnehmen.
  12. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (11, 11',11") eine Rolle umfasst.
  13. Aufzugsanlage mit mindestens einem Lastträger (2) und einer Führungsvorrichtung (10) für den Lastträger gemäss einem der Ansprüche 1-12.
  14. Aufzugsanlage gemäss Anspruch 13, wobei der Lastträger (2) eine Aufzugskabine und/oder ein Gegengewicht ist.
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