EP2303748B1

EP2303748B1 - Fangvorrichtung mit kraftspeicherelement

Info

Publication number: EP2303748B1
Application number: EP08775028.7A
Authority: EP
Inventors: Benoit LÉGERET
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: CA2729872A1; EP2303748A1; HK1156291A1; KR101450953B1; CN102089232A; CA2729872C; AU2008359040B2; BRPI0822936A2; AU2008359040A1; US8662264B2; KR20110028500A; US20110155523A1; ES2425488T3; WO2010003466A1; PL2303748T3; ZA201100288B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fangvorrichtung, die beispielsweise Bestandteil einer Sicherheitsvorrichtung für eine Aufzugseinrichtung ist. Hierbei dient die Fangvorrichtung dem Festsetzen einer Aufzugskabine an einer Führungsschiene. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Sicherheitsvorrichtung mit einer entsprechenden Fangvorrichtung, eine Aufzugseinrichtung mit einer entsprechenden Sicherheitsvorrichtung und ein Verfahren zur Betätigung einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung.
Eine Aufzugseinrichtung umfasst in der Regel eine Aufzugskabine und mindestens ein Gegengewicht, die gegenläufig in einem Aufzugsschacht bewegt werden. Die Aufzugskabine und das mindestens eine Gegengewicht laufen hierbei in bzw. entlang Führungsschienen. Aus Sicherheitsgründen ist eine Aufzugseinrichtung in der Regel mit einer Fangvorrichtung ausgestattet, die Teil einer Sicherheitsvorrichtung ist. Die Fangvorrichtung greift an den Führungsschienen der Aufzugskabine oder/und des Gegengewichts. Die Geschwindigkeit der Bewegung der Aufzugskabine bzw. des Gegengewichts wird dadurch verlangsamt oder durch ein Festsetzen der Fangvorrichtung an der Führungsschiene auf Null reduziert. Die Auslösung des Bremsens bzw. Festsetzens erfolgt mittels einer Geschwindigkeitsbegrenzereinrichtung, die die Geschwindigkeit der Aufzugskabine bzw. des Gegengewichts stetig überwacht und limitiert.
Diese Begrenzung der Geschwindigkeit erfolgt beispielsweise, wie in der Patentschrift EP-B1-1 298 083 offenbart, durch eine Kopplung der Aufzugskabine bzw. des Gegengewichts mittels eines Gestänge- und Hebelwerks mit einem Begrenzerseil des Geschwindigkeitsbegrenzers. Das Begrenzerseil ist im Schachtkopf über eine Seilscheibe des Geschwindigkeitsbegrenzers und in der Schachtgrube über eine Umlenkrolle geführt. Während der Fahrt treibt die Aufzugskabine das Begrenzerseil an, die Geschwindigkeit der Aufzugskabine wird via Begrenzerseil vom Geschwindigkeitsbegrenzer überwacht. Bei Übergeschwindigkeit der Aufzugskabine blockiert der Geschwindigkeitsbegrenzer die Seilscheibe, wobei die Aufzugskabine das Begrenzerseil über die Seilscheibe schleift. Mit der Reibung an der Seilscheibe betätigt das Begrenzerseil das Hebelwerk an der Aufzugskabine und rückt die Fangvorrichtung ein, indem das Begrenzerseil über das Gestänge- und Hebelwerk einen Zug auf die an der Aufzugskabine angeordnete Fangvorrichtung ausübt. Dieser Zug wiederum hält einen oder auch zwei keilförmige und rollengelagerte Bremsklötze der Fangvorrichtung in eine erste (Reibungs-)Kontaktstellung an die Führungsschiene heran. Dadurch wiederum wird eine aus Tellerfedern gebildete Federsäule aktiviert, die den Bremsklötzen gegenüberliegend in einer zangenartigen Doppelhebel-Konstruktion angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Zugkraft in dem Gestänge- und Hebelwerk nicht die tatsächlich bremsende Kraft, sondern nur die auslösende Kraft für die Fangvorrichtung ist. Die effektive Bremskraft wird nämlich von der Federsäule ausgeübt. Dieselbe Funktionsweise gilt für das Gegengewicht. Die Überwachung der Kabinengeschwindigkeit kann beispielsweise auch elektronisch erfolgen und die Fangvorrichtung beispielsweise elektromagnetisch ausgelöst werden. Der traditionelle mechanische Geschwindigkeitsbegrenzer und das traditionelle Begrenzerseil entfallen bei dieser letztgenannten Variante.
Eine Sicherheitsvorrichtung mit einer ähnlich konstruierten Fangvorrichtung offenbart die Patentschrift US-2,581,297 , bei der die Bremskraft durch eine Spiralfeder erzeugt wird.
Diese bekannten Fangvorrichtungen weisen jedoch folgende Nachteile auf:

Das Kraftspeicherelement, sei es eine aus einzelnen Tellerfedern gebildete Federsäule wie in der EP-B1-1 298 083 oder eine Spiralfeder wie in der US-2,581,297 , hat keine Sicherheitsreserven.
Ein Ausfall dieses einzigen Kraftspeicherelements hat einen Ausfall der Fangvorrichtung zur Folge.
Es gibt Länder, deren Sicherheitsvorschriften für sicherheitsrelevante Teile in Aufzugseinrichtungen eine Sicherheitsreserve vorschreiben, die von den beiden bekannten Fangvorrichtungen nicht erfüllt wären.
Die Funktionsweise der Fangvorrichtung kann hinsichtlich Materialschonung, des Bremskraftverlaufs und somit der von Aufzugsbenutzern in der Aufzugskabine empfundenen Verzögerung optimiert werden.

Die angeführten Nachteile konnten erfindungsgemäss einerseits durch die Anordnung von mindestens zwei Kraftspeicherelementen statt nur einem und andererseits durch eine Optimierung des Gesamtverlaufs der Kraft-Weg-Kennlinie beseitigt werden. Des Weiteren entspricht es der Erfindung, die Kraftspeicherelemente so unterschiedlich zu wählen, dass sich deren einzelne Kennlinien auf bestimmte Art ergänzen. Darüber hinaus ist es Bestandteil der Erfindung, dass bei der erfindungsgemässen Ausgestaltung einer Fangvorrichtung zwischen den unterschiedlichen Kraftspeicherelementen eine den Aussendurchmesser der Kraftspeicherelemente überragende Scheibe angeordnet ist. Diese Scheibe trifft, nach einem bestimmten Kompressionsgrad des ersten, schwächeren Kraftspeicherelements, auf die Stirnkante eines zylindrischen und einseitig offenen Gehäuses, das das schwächere Kraftspeicherelement umgibt. Auf diese Art und Weise wird erfindungsgemäss erreicht, dass beide Kraftspeicherelemente geschont werden, weil sie nur noch in einem ihnen zugewiesenen Bereich arbeiten. Des Weiteren wird das schwächere Kraftspeicherelement nicht mehr bis an sein Maximum beansprucht. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Ausgestaltung ist ein komfortableres, sanfteres Ansprechen der Fangvorrichtung. Die Bremskraft baut sich stufenweise auf und steht nicht wie bisher mit voller Maximalkraft zur Verfügung. Darüber hinaus bedeutet ein Ausfall des (ersten, schwächeren) Kraftspeicherelements nur noch den Verlust der eben beschriebenen Komfortzunahme und Materialschonung und nicht mehr automatisch den Ausfall der gesamten Fangvorrichtung.
Als Kraftspeicherelemente kommen sämtliche Arten von Federn in Betracht. Es kann sich hierbei insbesondere um Tellerfedern handeln, die wahlweise mit seriell oder auch parallel zusammengestellten Tellerfeder-Paketen sogenannte Federsäulen bilden. Es kommen jedoch auch Schraubenteller-, Spiral-, Blatt- oder Gasdruckfedern (generell pneumatische) oder auch hydraulische (beispielsweise Ventilkammerfedern) oder auch Kombinationen von allen aufgeführten Federtypen in Betracht.
Tellerfedern weisen grundsätzlich eine degressive Kennlinie auf, d.h. bei zunehmender Einfederung nimmt die Federrate (Federkonstante, Kraftspeicherrate) exponentiell ab. Erfindungsgemäss sind solche Tellerfedern-Anordnungen bzw. Kraftspeicherelemente bevorzugt, die eine progressive Kennlinie (exponentiell steigende Federrate) aufweisen. Zumindest jedoch ergibt erfindungsgemäss die resultierende Kennlinie des Kraftspeicherelemente-Kompositums eine bevorzugt progressive, jedoch mindestens eine ganz oder auch nur teilweise linear steigende Kennlinie.
Die resultierende Kennlinie des Kraftspeicherelemente-Kompositums kann unstetig sein. D.h., dass ab dem Punkt, in dem die Stirnkante des zylindrischen Gehäuses auf die Scheibe auftrifft und somit die weitere Kompression des ersten, schwächeren Kraftspeicherelements stoppt, ein sprunghafter Abfall oder auch Anstieg des Bremskraftwertes der Fangvorrichtung auftreten kann. Eine bevorzugte Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung lässt allerdings das zweite, stärkere Kraftspeicherelement mit seiner Kennlinie nahtlos an der Kennlinie des ersten, schwächeren Kraftspeicherelements anschliessen, sodass eine stetige Gesamtkennlinie des Kraftspeicherelemente-Kompositums resultiert.
Egal jedoch, ob die Gesamtkennlinie unstetig oder stetig verläuft, kann das Verhältnis der Kraftspeicherelemente so gewählt sein, dass ausschliesslich das erste, schwächere Kraftspeicherelement beispielsweise bei einer Fehlsteuerung zum Einsatz kommt. Das zweite, stärkere hingegen kommt beispielsweise nur bei einem Tragmittelbruch - und den damit verbundenen höheren Kräften - zum Einsatz. Diese erfinderische Anpassung der Kennlinien an die möglichen Störfälle eröffnet, beispielsweise bei einer Protokollierung der Störfälle, eine kostengünstigere Auswechslung oder Wartung nur desjenigen Kraftspeicherelements vorzunehmen, das auch tatsächlich betroffen war.
Die Stetigkeit der Gesamtkennlinie kann technisch dadurch realisiert sein, indem das zweite Kraftspeicherelement eine so hohe Federrate aufweist, die erst ab dem Auftreffen der Stirnkante des zylindrischen Gehäuses auf die Scheibe eine Kompression dieses Kraftspeicherelements erlaubt. Mit anderen Worten ist der absolute Betrag der aufgenommenen Kompressionskraft - und dadurch bedingten Rückfederkraft - mit der das erste Kraftspeicherelement aussteigt, identisch mit dem Einstiegswert des zweiten Kraftspeicherelements. Die Stetigkeit, aber auch eine steigende Monotonie der Gesamtkennlinie (Ersatzfederkennlinie) kann allerdings auch dadurch realisiert sein, indem sich die Arbeitsbereiche der Kraftspeicherelemente zumindest teilweise überlappen, sodass die Summe der einzelnen Kennlinien die gesuchte resultierende Gesamtkennlinie ergibt. Weiterhin erfindungsgemäss ist eine Einflussnahme auf die Gesamtkennlinie dadurch erreichbar, indem das zylindrische Gehäuse und/oder die Scheibe federnd ausgestaltet sind/ist.
Das zylindrische Gehäuse wiederum kann optional aus einer Scheibe und einem Rohr gebildet sein. Die Scheibe kann hierbei aus Kostengründen identisch mit der Scheibe sein, die die beiden Kraftspeicherelemente trennt. Das zylindrische Gehäuse bzw. Rohr wiederum kann aussen das Kraftspeicherelement umgeben, aber auch innen als eine Distanzhülse ausgebildet sein. Für das schwächere Kraftspeicherelement, ist, egal, ob innen oder aussen, eine Wegbegrenzung vorgesehen.
Eine weiterhin bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung umfasst eine Vorspannvorrichtung für die Kraftspeicherelemente. Diese kann beispielsweise auf einfache und bekannte Weise mittels einer Schraube in einer Gewindehülse realisiert sein, die an einem Federbolzen so angeordnet sind, dass Drehungen der Schraube die an dem Federbolzen verschiebbar gelagerten Kraftspeicherelemente komprimieren oder dekomprimieren. Diese bekannte Vorspannvorrichtung bringt jedoch im Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Anordnung mindestens eines schwächeren und eines stärkeren Kraftspeicherelements mit sich, dass Verstellbewegungen der Vorspannvorrichtung ausschliesslich oder überwiegend nur noch auf das schwächere Kraftspeicherelement wirken. Eine Vorspannung für das zweite, stärkere Kraftspeicherelement ist, sofern die Kraftspeicherelemente separate, aneinander anschliessende Arbeitsbereiche haben und nicht überlappende, erst dann möglich, wenn das zylindrische Gehäuse auf die Scheibe auftrifft. Und dadurch wiederum läge man beim ersten, schwächeren Kraftspeicherelement nicht mehr im Bereich irgendeiner Vorspannung, sondern über dem maximal vorgesehenen Hub.
Um jedoch auch das zweite, stärkere Kraftspeicherelement vorspannen zu können, sieht eine weiterhin bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung einen Federbolzen vor, der unterschiedliche Aussendurchmesser und somit Anschläge ausprägt. Mit einer entsprechenden Vorspannvorrichtung, die separat nur das zweite, stärkere Kraftspeicherelement fasst und spannt, kann anschliessend ein gewünschtes Mass an Vorspannung ausschliesslich für dieses zweite, stärkere Kraftspeicherelement erreicht werden, indem beispielsweise Distanzscheiben eingesetzt werden. Diese Distanzscheiben stossen nach dem Lösen der Vorspannvorrichtung an den Anschlag. Die Distanzscheiben bzw. der Anschlag begrenzen somit Dekompressions-, jedoch nicht Kompressionsbewegungen des Kraftspeicherelements. Um nachträglich montiert werden zu können, sind die Distanzscheiben vorzugsweise sichelförmig ausgestaltet und können auf den jeweiligen Aussendurchmesser des Federbolzens aufgesteckt werden. Gegen unbeabsichtigtes Herausfallen sind die Distanzscheiben mit einer Umhüllung sicherbar. Der erfindungsgemässe Einsatz einer Vorspannvorrichtung bietet zudem den Vorteil, dass bei einer allfälligen Demontage die Kraftspeicherelemente kontrolliert von ihrer Spannung befreit werden können.
Die Vorspannung des ersten, schwächeren Kraftspeicherelements erfolgt dann, nach durchgeführter Vorspannung in vorgängig beschriebener Weise des zweiten, stärkeren Kraftspeicherelements, auf bekannte Weise durch die Betätigung der Schraube, die den Federbolzen fasst.
Statt Anschlägen kann der Federbolzen optional auch so ausgestaltet sein, dass er einen durchgehenden, identischen Aussendurchmesser, aber Rastpositionen für die Scheibe ausformt, in die Letztere bajonettverschlussartig eindrehbar ist.
Die axiale Verstellbarkeit der Scheibe entlang der Längsachse des Federbolzens, oder/und aber auch eine Verstellbarkeit in der gleichen Richtung des zylindrischen Gehäuses führt zu einer weiterhin erfindungsgemässen Ausgestaltungsvariante einer Fangvorrichtung, bei der der Abstand zwischen dem zylindrischen Gehäuse und der Scheibe justiert werden kann. Dadurch kann - optional zusätzlich zu der vorgängig beschriebenen Vorspannung durch die Schraube - der Hub des ersten Kraftspeicherelements eingestellt werden.
Eine weitere erfindungsgemässe Ausgestaltungsvariante sieht drei unterschiedliche Kraftspeicherelemente vor. Zur separaten, vorherigen Vorspannung der dann zwei stärkeren Kraftspeicherelemente können optional entsprechende Vorspannvorrichtungen vorgesehen sein und ein Federbolzen, der dann drei unterschiedliche Aussendurchmesser ausformt. Hierbei muss beachtet werden, dass das schwächste Kraftspeicherelement auf dem grössten Aussendurchmesser, das mittlere auf dem mittleren und das stärkste Kraftspeicherelement auf dem kleinsten Aussendurchmesser angeordnet wird.
Die erfindungsgemässe Fangvorrichtung erzeugt die Bremskraft vorzugsweise mittels einer sogenannten Federsäule, die aus einzelnen, auf dem Federbolzen aufgereihten Tellerfedern gebildet ist. Hierbei können die Tellerfedern in Reihe oder parallel oder in Zweier- oder Dreier-Anordnungen in Reihe oder parallel angeordnet sein. Die einzelnen Tellerfedern sind vorzugsweise aus nichtrostenden und warmfesten Federstählen gefertigt. Beispielhaft kommen hierfür Kupfer- (CuSn 8, CuBe 2) und Nickellegierungen (Nimonic, Inconel, Duratherm) oder Chrom-Vanadium-Legierungen oder aber auch Porzellan in Betracht. Grundsätzlich sind erfindungsgemäss Tellerfedern der Gruppe 2 nach DIN 2093 bevorzugt, es kommt jedoch auch die Verwendung von Tellerfedern der Gruppe 1 oder der Gruppe 3 in Betracht. Die Oberflächenrauheit der Tellerfedern liegt bevorzugt bei Ra<6,3. Diese Materialien und Werte sind beispielhaft genannt, es liegt im Rahmen der Erfindung, die erfindungsgemässe Zusammenstellung von mindestens einem schwächeren und einem stärkeren Kraftspeicherelement mit unterschiedlichen Federtypen, aber auch mit unterschiedlichen Abmessungen (Aussen-, Innendurchmesser, Dicke) und Materialien und Materialkombinationen zu erreichen.
Wie eingangs schon erwähnt, kann eine erfindungsgemässe Fangvorrichtung sowohl an der Aufzugskabine, als auch an dem Gegengewicht angeordnet sein. An der Aufzugskabine bzw. am Gegengewicht selbst wiederum kann die Fangvorrichtung z.B. an deren Unterseite, aber auch an deren Oberseite platziert sein.
Die vorgängig beschriebene Fangvorrichtung weist gegenüber Fangvorrichtungen, die an dem Tragmittel selbst wirken, den Vorteil auf, dass unabhängig von einem Tragmittelbruch bzw. unabhängig davon, an welcher Stelle das Tragmittel bricht, immer eine sichere Notbremsung stattfinden kann.
Weitere Vorteile, die eine erfindungsgemässe Fangvorrichtung bietet, sind verbesserte Hysterese-Eigenschaften und ein erleichterter Abbau beim Lösen der Fangvorrichtung nach einem Einsatz oder Reparatur- oder Wartungsarbeiten, indem neu ein Weg-Bereich auf zwei oder mehrere Weg-Bereiche aufgeteilt ist.
Eine erfindungsgemässe Fangvorrichtung ist auch auf Schrägaufzüge, Bohrgeräte, Regalbediengeräte und sonstige Personen- bzw. Materialbeförderungsanlagen übertragbar. Des Weiteren ist sie nicht nur für das Abfangen von Abwärtsbewegungen der Aufzugskabine geeignet, sondern auch für Aufwärtsbewegungen, die beispielsweise durch Fehlsteuerungen verursacht sein können. Hierfür kann eine erfindungsgemässe Fangvorrichtung - optional zusätzlich zu den bisher offenbarten Anbringungsarten und -orten - auch um 180 Grad gedreht an dem Dach der Aufzugskabine befestigt sein.
Die vorliegende Anmeldung offenbart mindestens zwei Kraftspeicherelemente, die in Reihe geschaltet sind, wie beispielsweise aus Tellerfedern gebildete Federsäulen, die auf einem Bolzen aufgereiht sind. Das erfindungsgemässe Prinzip kann jedoch auch mit Kraftspeicherelementen verwirklicht werden, die sich umhüllen. So kann beispielsweise das schwächere oder das stärkere Kraftspeicherelement einen Innendurchmesser aufweisen, der das andere Kraftspeicherelement aufnimmt.
Weitere oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Fangvorrichtung, beziehungsweise der entsprechend ausgestalteten Aufzugseinrichtung, bilden die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung.
Anhand von Figuren wird die Erfindung symbolisch und beispielhaft näher erläutert.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an.
Es zeigen dabei

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Aufzugseinrichtung mit einer Sicherheitsvorrichtung mit einer Fangvorrichtung, die dem aktuellen Stand der Technik entspricht;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Fangvorrichtung, die dem aktuellen Stand der Technik entspricht;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung;
Fig. 3a eine bevorzugte Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemässen Fangvorrichtung aus Fig. 3 bei der Montage;
Fig. 3b eine sichelförmige Scheibe;
Fig. 4a eine Darstellung einer kumulierten Gesamtkennlinie der Kraftspeicherelemente der Fangvorrichtung aus Fig. 3 mit einem unstetigen und progressiven Verlauf
Fig. 4b eine Darstellung der kumulierten Kennlinie der Kraftspeicherelemente der Fangvorrichtung aus Fig. 3 mit einem stetigen und progressiven Verlauf;
Fig. 4c eine Darstellung der kumulierten Kennlinie der Kraftspeicherelemente der Fangvorrichtung aus Fig. 3 mit einem stetigen und linearen Verlauf;
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils einer weiteren erfindungsgemässen Fangvorrichtung;
Fig. 5a eine schematische Schnittdarstellung eines Teils einer weiteren erfindungsgemässen Fangvorrichtung;
Fig. 5b eine schematische Schnittdarstellung eines Teils einer weiteren, erfindungsgemässen Ausgestaltungsvariante einer Fangvorrichtung und
Fig. 5c eine Schnittdarstellung entlang der Schnittachse A-A des Teils der Fangvorrichtung aus der Fig. 5b.

Fig. 1 zeigt eine Aufzugseinrichtung 100 mit einer in einem Aufzugsschacht 1 verfahrbaren Aufzugskabine 2, die über ein Tragmittel 3 mit einem Gegengewicht 4 verbunden ist. Das Tragmittel 3 wird beim Betrieb mit einer Treibscheibe 5 einer Antriebseinheit 6 angetrieben. Die Aufzugskabine 2 und das Gegengewicht 4 werden mittels sich über die Schachthöhe erstreckender Führungsschienen 7a und 7b geführt. Die Aufzugseinrichtung weist ein oberstes Stockwerk mit einer obersten Stockwerktür 8, ein zweitoberstes Stockwerk mit einer zweitobersten Stockwerktür 9, weitere Stockwerke mit weiteren Stockwerktüren 10 und ein unterstes Stockwerk mit einer untersten Stockwerktür 11 auf. In einem Schachtkopf 12 ist die Antriebseinheit 6 und ein Geschwindigkeitsbegrenzer 13 angeordnet, der bei unterschiedlicher Geschwindigkeit die Aufzugskabine 2 stillsetzt. Hierfür ist an zwei gegenüberliegenden Seiten der Aufzugskabine 2 je ein Doppelhebel 14a und 14b angeordnet, die jeweils an einem Drehpunkt 15a und 15b an der Aufzugskabine 2 angelenkt sind.
Des Weiteren ist der Doppelhebel 14a mit einem Begrenzerseil 19 des Geschwindigkeitsbegrenzers 13 fix verbunden. Das Begrenzerseil 19 ist in dem Schachtkopf 12 über eine Seilscheibe 58 des Geschwindigkeitsbegrenzers 13 und in einer Schachtgrube 20 über eine Umlenkrolle 21 geführt. Während der Fahrt treibt die Aufzugskabine 2 das Begrenzerseil 19 an, die Geschwindigkeit der Aufzugskabine 2 wird via Begrenzerseil 19 vom Geschwindigkeitsbegrenzer 13 überwacht.
Bei Übergeschwindigkeit der Aufzugskabine 2 blockiert der Geschwindigkeitsbegrenzer 13 die Seilscheibe 58, wobei die Aufzugskabine 2 das Begrenzerseil 19 über die Seilscheibe 58 schleift. Durch die Reibung an der Seilscheibe 58 übt das Begrenzerseil 19 auf den Doppelhebel 14a eine Zugkraft entsprechend der Pfeilrichtung 26 nach oben aus. So betätigt, dreht sich der Doppelhebel 14a um einen Drehpunkt 15a. Dadurch wird einerseits ein Zug nach oben über ein Gestänge 17a auf eine Fangvorrichtung 16a übertragen. Andererseits jedoch, sofern die Aufzugseinrichtung 100 gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung - wie dargestellt - mit einer zweiten, an die erste Fangvorrichtung 16a gekoppelten Fangvorrichtung 16b ausgestattet ist, überträgt der Doppelhebel 14a zusätzlich mittels eines festen, annähernd 90-grädigen Winkels, der in seinem Scheitelpunkt in dem Drehpunkt 15a an der Aufzugskabine 2 angelenkt ist, eine Druckbewegung auf eine Verbindungsstange 18. Diese Verbindungsstange 18 wiederum drückt auf den weiteren, zweiten Doppelhebel 14b, der, ähnlich dem ersten Doppelhebel 14a aus einem festen, annähernd 90-grädigen Winkel gebildet ist, der in seinem Scheitelpunkt in dem Drehpunkt 15b an der Aufzugskabine 2 angelenkt ist. Der Druck der Verbindungsstange 18 erzeugt somit eine Drehung des Doppelhebels 14b und diese wiederum wird mit einem Gestänge 17b als Zugbewegung auf die zweite Fangvorrichtung 16b übertragen.
Die dargestellte Sicherheitsvorrichtung 200 umfasst somit den Geschwindigkeitsbegrenzer 13 und mindestens einen Doppelhebel 14, der mittels des Gestänges 17 durch eine Zugkraft die Fangvorrichtung 16 auslöst. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Zugbewegung des Begrenzerseils 19 mit einer Hebelanordnung zu koppeln, die die Fangvorrichtung 16 nicht durch Ziehen, sondern durch Stossen auslöst.
Das endlose Begrenzerseil 19 wird mittels der in der Schachtgrube 20 angeordneten Umlenkrolle 21 gespannt, wobei eine Rollenachsen-Lagerung 22 an einem Ende an einem Drehpunkt 23 angelenkt ist und am anderen Ende ein Spanngewicht 24 trägt. Das Tragmittel 3, wie auch das Begrenzerseil 19, kann ein Stahldraht- oder Aramid-Seil, ein Riemen bzw. Band oder ein Keil- oder Keilrippenriemen sein.
Fig. 2 zeigt schematisch als Schnittdarstellung eine Fangvorrichtung 16, die dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Ein Kraftspeicherelement 27 ist als eine Federsäule ausgebildet, indem jeweils ein Paar von Tellerfedern 34 in Reihe und so gebildete Tellerfedern-Paare dann wiederum parallel auf einem Bolzen 33 mit einer Längsachse 55 aufgereiht sind. Das Kraftspeicherelement 27 ist mit Hilfe einer Vorspannschraube 35 in einer Gewindebüchse 36 und einer Scheibe 37 vorspannbar. Der Bolzen 33 ist in Ösen 32a, 32b von Bremshebeln 29a, 29b gefasst, wobei die Letzteren als symmetrisches Paar jeweils in einem Drehlager 31a, 31b gelagert sind und als Doppelhebel ausgestaltet sind. Somit wirkt eine Spreizkraft des Kraftspeicherelements 27 an den gegenüberliegenden Schenkelenden des Doppelhebel-Paares als eine Druckkraft F, die aus der Summe der absoluten Beträge der Kraftvektoren F₁ und F₂ gebildet ist. Die Druckkraft F ist der Anpressdruck, mit dem zwei Bremsklötze 28a, 28b mit Bremsbelägen 38a, 38b die Führungsschiene 7 fassen.
Die Bremsklötze 28a und 28b sind, was in dieser Ansicht nicht ersichtlich ist, keilförmig ausgestaltet und jeweils in einem Rollenkäfig 39a bzw. 39b gelagert. Dadurch wird erreicht, dass die in Fig. 1 beschriebene Zug- oder auch Druckkraft des Gestänges 17 lediglich als auslösende, anregende Kraft für die Fangvorrichtung 16 genügt, indem ein oder auch beide Bremsklötze in eine beginnende Bremsposition gehalten werden. Die tatsächliche Bremskraft F des Kraftspeicherelements 27 - als federunterstützte Reaktion auf seine Kompression gemäss Hooke'schem Gesetz - baut sich dann selbsttätig aufgrund der Reibung des Bremsklotzes 28 an der Führungsschiene 7 und aufgrund der Keilwirkung des Bremsklotzes 28 auf.
Fig. 3 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung 16c. Sie weist im Unterschied zu der in der Fig. 2 gezeigten Fangvorrichtung 16 kein einzelnes, einstufiges Kraftspeicherelement 27, sondern ein Kraftspeicherelemente-Kompositum 30 auf, das aus einem ersten Kraftspeicherelement 27a und einem zweiten Kraftspeicherelement 27b gebildet ist. Das erste Kraftspeicherelement 27a ist eine Federsäule aus Tellerfedern 34, die als Tellerfedern-Paare parallel auf dem Bolzen 33 aufgereiht sind.
Das zweite Kraftspeicherelement 27b bildet eine Federsäule von Tellerfedern 34, die als mehrere serielle Dreier-Anordnungen parallel auch auf dem Bolzen 33 aufgereiht sind. Im Rahmen der Erfindung liegen jedoch unterschiedlichste Anordnungen von Tellerfedern-Zusammenstellungen, sei es in Reihe oder parallel oder auch unterschiedlichste Anordnungen von Kraftspeicherelementen. D.h., es kommen auch andere Arten von Federn, beispielsweise Spiral-, Blatt-, Schraubenteller- oder Gasdruckfedern oder Kombinationen hiervon in Betracht. Erfindungsgemäss ist das Kraftspeicherelemente-Kompositum 30 aus zwei oder mehreren Kraftspeicherelementen 27 gebildet, die sich auf erfindungsgemässe Art und Weise hinsichtlich ihrer Federrate und Kennlinie unterscheiden bzw. ergänzen.
Das erste Kraftspeicherelement 27a ist von einem zylindrischen Gehäuse 40 gefasst. Nach einem definierten Kompressionsgrad dieses Kraftspeicherelements 27a drückt eine Stirnkante 41 des zylindrischen Gehäuses 40 auf eine zwischen den Kraftspeicherelementen 27a und 27b angeordneten Scheibe 37a. Dadurch setzt bei steigendem Kompressionsgrad des Kraftspeicherelemente-Kompositums 30 eine Kompression des ersten Kraftspeicherelements 27a aus und es beginnt eine ausschliessliche Kompression des zweiten Kraftspeicherelements 27b, das hier - wie dargestellt - mehr und stärkere Tellerfedern-Pakete als das Kraftspeicherelement 27a und somit auch eine höhere Federrate aufweist.
Eine weitere, in dieser Figur nicht näher dargestellte, aber weiterhin erfindungsgemässe Ausgestaltungsvariante sieht zusätzlich zu dem bisher Beschriebenen eine Justagemöglichkeit der maximalen Kompression des ersten, schwächeren Kraftspeicherelements 27a vor, indem ein Abstand 42 zwischen der Stirnkante 41 des zylindrischen Gehäuses 40 und der Scheibe 37a reguliert werden kann. Dieses kann, unabhängig von der Vorspannung mittels der Schraube 35 in der Gewindehülse 36, mit einer weiteren Gewindeverstellung für das zylindrische Gehäuse 40 geschehen. Eine weitere Justagemöglichkeit des Abstandes 42 kann darin bestehen, dass die Scheibe 37a mit dem zylindrischen Gehäuse mittels verstellbarer Rastpositionen so verbunden ist, dass eine Kompression des Kraftspeicherelements 27a nach wie vor bis zu einem Wert gleich annähernd Null des Abstandes 42 möglich ist, jedoch eine Zunahme des Werts des Abstandes 42 über den gewünschten Wert der Vorspannung dieses Kraftspeicherelements 27a hinaus nicht.
Sowohl die aus dem Stand der Technik gemäss Fig. 2 bekannte Vorspannung mittels der Schraube 35, als auch die vorgängig beschriebene Justagemöglichkeit des zylindrischen Gehäuses 40 wirken aufgrund der Tatsache, dass die erfindungsgemässe Fangvorrichtung 16c ein schwächeres Kraftspeicherelement 27a und ein stärkeres Kraftspeicherelement 27b aufweist, ausschliesslich oder überwiegend nur noch auf das schwächere Kraftspeicherelement. Mit anderen Worten, das stärkere Kraftspeicherelement 27b kann nicht mehr vorgespannt werden, ohne den vorgängig und eher ansprechenden Arbeitsbereich des ersten Kraftspeicherelements 27a zu überspringen.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, sieht eine weitere und bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung eine Verstellbarkeit der Scheibe 37a vor. Diese Verstellbarkeit ist erfindungsgemäss so ausgestaltet, dass sich die Scheibe 37a nach links, zum schwächeren Kraftspeicherelement 27a hin über definierte und verstellbare Endpositionen nicht hinausbewegen kann. Nach rechts, zu der Öse 32b hin, folgt die Scheibe 37a jedoch ungehindert dem Druck einer Stirnfläche 44 eines äussersten Tellerfedern-Paketes 43 des Kraftspeicherelements 27a bzw. - je nach Auslegung des Federratenunterschieds zwischen dem Kraftspeicherelement 27a und dem Kraftspeicherelement 27b - dem Druck der Stirnkante 41 des zylindrischen Gehäuses 40. Durch diese einseitige Verschiebbarkeit der Scheibe 37a wird erreicht, dass das zweite, stärkere Kraftspeicherelement 27b alleine für sich gesehen vorgespannt werden kann, jedoch nach wie vor Kompressions- und Expansionsbewegungen beschreiben kann. Die Expansionsbewegungen gehen allerdings nicht über das eingestellte Mass der Vorspannung hinaus.
Die Figuren 3a und 3b zeigen beispielhaft, wie das erfinderische Merkmal der separaten Vorspannbarkeit des stärkeren Kraftspeicherelements 27b technisch realisiert sein kann. Der Bolzen 33a weist entlang der Erstreckung des Kraftspeicherelements 27b einen kleineren Durchmesser als entlang der Erstreckung des Kraftspeicherelements 27a auf und formt somit einen Anschlag 47 für die Scheibe 37a aus. Mittels einer Spannvorrichtung 48, angelegt an der Scheibe 37a und der Öse 32b bzw., wie dargestellt, an der Scheibe 37a und einem Bolzenende 46, kann bei der Montage des zweiten Kraftspeicherelements 27b seine Vorspannung auf ein gewünschtes Mass gebracht werden und nach Belieben weitere Scheiben 45 eingesetzt werden, die sichelförmig ausgeformt sind und auf den kleineren Durchmesser des Bolzens 33a aufgesetzt werden. Anschliessend kann die Spannvorrichtung 48 entfernt werden und das Kraftspeicherelement 27b hat aufgrund der Dicke der Scheibe 37a plus der Dicke oder den Dicken der sichelförmigen Scheibe 45 oder den sichelförmigen Scheiben 45 das gewünschte Mass an Vorspannung. Diese beschriebene technische Ausgestaltung bedingt, dass der Innendurchmesser des ersten Kraftspeicherelements 27a grösser als der Innendurchmesser des zweiten Kraftspeicherelements 27b ist. Zur Sicherung gegen unbeabsichtigtes Herausfallen können die sichelförmigen Scheiben 45 zusammen mit der Scheibe 37a umhüllt werden.
Alternativ hierzu kann der Anschlag 47 auch dadurch ausgeformt sein, indem der Bolzen aus zwei Teilen besteht, die verschraubbar sind. In diesem Fall müssen die Scheiben 45 nicht sichelförmig ausgeformt sein, sie können wie die Scheibe 37a voll sein. Dieses kann hinsichtlich einer höheren Aufnahme der in den Scheiben 37a und 45 auftretenden Scherkräfte von Vorteil sein.
Die in den Figuren 3 und 3a gezeigte Reihenfolge der Anordnung, mit einem mittig angeordneten schwächeren Kraftspeicherelement 27a und einem aussen angeordneten stärkeren Kraftspeicherelement 27b ist beispielhaft. Sie kann auch umgekehrt sein, wobei experimentelle Versuche und die Praxis es zeigen werden, ob es beispielsweise von Vorteil ist, wenn das stärkere Kraftspeicherelement 27b mittig angeordnet ist und somit die Kompressionsbewegungen des schwächeren Kraftspeicherelements 27a mehr oder weniger unbeteiligt mitbeschreibt. Des Weiteren ist es auch denkbar, dass eine Anordnung des zylindrischen Gehäuses 40 am äusseren Rand, so nahe wie möglich zu einer der Ösen 32 aus Stabilitätsgründen zu bevorzugen ist. So könnte beispielsweise direkt ein Ring 49b, der an der Öse 32b anliegt, das zylindrische Gehäuse 40 gleich mit ausformen.
In den Figuren 4 ist eine beispielhafte Kennlinien-Zusammenstellung des Kraftspeicherelemente-Kompositums 30, d.h. der einzelnen Kennlinien des ersten Kraftspeicherelements 27a und des zweiten Kraftspeicherelements 27b gemäss Fig. 3 dargestellt.
In der Fig. 4a ist zunächst ersichtlich, dass ein Weg s (Kompression) gleich Null nicht auch einer Druckkraft F gleich Null entspricht. Diese Anfangskraft, die nötig ist, um eine Feder anzuregen ist allgemein die sogenannte Losbrechkraft. Im vorliegenden Fall handelt es sich jedoch um eine Vorspannung V, die sie überlagert.
Die Kennlinie des Kraftspeicherelements 27a ordnet jedem steigenden Wert für den Weg s einen steigenden Wert für die Druckkraft F zu. Sie ist somit für sich gesehen stetig. Darüber hinaus ist sie progressiv, d.h. bei zurückgelegtem Weg steigt die Druckkraft nicht nur linear, sondern in einem überproportional (exponentiell) steigenden Verhältnis. Die Kennlinie ist in diesem Fall eine Kurve oder eine Parabel.
Die gestrichelte Linie, die die Kennlinie des Kraftspeicherelements 27a fortsetzt, stellt dar, wie sich das Kraftspeicherelement weiterverhalten würde, wenn nicht im Punkt S₁ die Stirnkante 41 des zylindrischen Gehäuses 40 auf die Scheibe 37a treffen würde. Die Kennlinie des stärkeren Kraftspeicherelements 27b ist für sich gesehen auch stetig und progressiv und würde, ohne die Vorschaltung des schwächeren Kraftspeicherelements 27a bis zum Punkt S₁ gemäss dem gestrichelten Verlauf mit einer höheren Druckkraft beginnen. Ab dem Punkt S₁, der der Berührung der Stirnkante 41 mit der Scheibe 37a entspricht, fällt die Druckkraft F auf einen tieferen Wert als kurz davor. Die gesamte Kennlinie für das Kraftspeicherelemente-Kompositum 30 ist somit unstetig.
Die Fig. 4b hingegen zeigt einen stetigen Verlauf der gesamten Kennlinie eines Kraftspeicherelemente-Kompositums 30'. Dieses kann, wie dargestellt, dadurch bewerkstelligt sein, indem sich eine Kennlinie 27a' und eine Kennlinie 27b' überschneiden. Dieses wiederum würde bedeuten, dass, noch bevor das zylindrische Gehäuse 40 den Arbeitsbereich eines ersten Kraftspeicherelements 27a' beendet, ein zweites Kraftspeicherelement 27b' seine Arbeit aufnimmt. Es resultiert somit ein gemeinsamer Arbeitsbereich S₂-S₁. Technisch kann dieses beispielsweise dadurch realisiert sein, indem das erste Kraftspeicherelement 27a' ab dem Punkt S₂ eine lineare Kennlinie aufweist, oder überhaupt insgesamt eine lineare Kennlinie aufweist. Die Kennlinie des zweiten, stärkeren Kraftspeicherelements 27b' kann ab dem Punkt S₂ bis zu dem Punkt S₁ auch linear sein, aber der Linearität der Kennlinie des ersten Kraftspeicherelements 27a' entgegengesetzt, sodass die Summe dieser beiden linearen Bereiche eine resultierende Kennlinie in einem gewünschten Bereich ergibt.
Die stetige Kennlinie kann jedoch auch dadurch erreicht sein, indem der Arbeitsbereich des zweiten Kraftspeicherelements 27b' nahtlos dort beginnt, wo der Arbeitsbereich des Kraftspeicherelements 27a' aufhört, d.h. die Kraftspeicherelemente sind von ihren Federraten so exakt aufeinander abgestimmt, dass bei der Beendigung der Kompression des ersten Kraftspeicherelements 27a' durch das zylindrische Gehäuse 40 das zweite Kraftspeicherelement 27b' den gleichen Kraftbetrag übernimmt. Dieses würde graphisch dargestellt bedeuten, dass der Punkt S₂ mit dem Punkt S₁ auf einer kontinuierlichen Kennlinie zusammenfällt.
In Fig. 4c ist eine Gesamtkennlinie eines Kraftspeicherelemente-Kompositums 30" dargestellt, die sich aus jeweils einer linearen Kennlinie für das Kraftspeicherelement 27a" und für das Kraftspeicherelement 27b" zusammensetzt. Der Übergang zu der höheren Federrate des zweiten Kraftspeicherelements 27b" äussert sich in einem Knick der Gesamtkennlinie im Punkt S₁. Die gestrichelte Linie stellt die Hysterese-Kurve des Kraftspeicherelemente-Kompositums 30" dar.
Fig. 5 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine weitere erfindungsgemässe Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung 16e. Bei dieser Ausgestaltung ist das Kraftspeicherelemente-Kompositum 30a aus einem ersten Kraftspeicherelement 27a, einem zweiten Kraftspeicherelement 27b und einem dritten Kraftspeicherelement 27c gebildet. Wie man an der symbolischen Darstellung und Anordnung der Tellerfedern 34 erkennen kann, bilden sie mit Paaren, die aus jeweils einer Tellerfeder 34 gebildet sind, das erste, schwächste Kraftspeicherelement 27a. Das zweite, mittlere Kraftspeicherelement 27b ist aus einer doppelten und das dritte, stärkste Kraftspeicherelement 27c aus einer Dreifach-Anordnung gebildet. Aus Kostengründen kann, wie dargestellt, in allen drei Kraftspeicherelementen ausschliesslich die gleiche Tellerfeder 34 verwendet werden. Die Erfindung gibt dieses jedoch nicht vor, sondern nur drei in ihrer Gesamtheit unterschiedliche Kraftspeicherelemente 27a-27c.
Das zylindrische Gehäuse 40 trifft im Unterschied zu der vorgängig beschriebenen Fig. 3 nicht direkt auf die Scheibe 37a, sondern vorerst auf ein weiteres zylindrisches Gehäuse 40a, das das zweite Kraftspeicherelement 27b umgibt. Bei zunehmendem Kompressionsgrad trifft dieses weitere zylindrische Gehäuse 40a erst auf die Scheibe 37a.
Der Kraft-Weg-Verlauf vollzieht sich somit kaskadenartig und erfindungsgemäss in einem der in den Figuren 4 gezeigten Modi, einzeln oder kombiniert, jedoch nur um eine weitere Stufe erweitert.
Fig. 5a zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine weitere erfindungsgemässe Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Fangvorrichtung 16f. Bei dieser Ausgestaltung ist das Kraftspeicherelemente-Kompositum 30b aus einem ersten Kraftspeicherelement 27d, einem zweiten Kraftspeicherelement 27e und einem dritten Kraftspeicherelement 27f gebildet. Wie man an der symbolischen Darstellung und Anordnung der jeweiligen Tellerfedern 34a-34c erkennen kann, ist das Kraftspeicherelement 27d das schwächste, weil es aus den kleinsten und dünnsten Tellerfedern 34a gebildet ist. Das Kraftspeicherelement 27f ist das stärkste, weil die einzelnen Tellerfedern 34c am grössten bzw. am dicksten sind und gleichzeitig in einer Dreier-Anordnung auf dem Bolzen 33b aufgereiht sind. Das Kraftspeicherelement 27e liegt hinsichtlich seiner Eigenschaften und Federrate dazwischen.
Die Anordnung dieser drei Kraftspeicherelemente 27d-27f ist beliebig. So ist beispielsweise bei dieser Ausgestaltungsvariante dargestellt, dass das schwächste Kraftspeicherelement 27d an der Öse 32b bzw. an dem Ring 49b anliegt. Der Ring 49b formt gleichzeitig das zylindrische Gehäuse 40b aus, das das erste Kraftspeicherelement 27d umgibt. Dadurch, dass das schwächste Kraftspeicherelement 27d in der hier dargestellten Anordnung auf der (rechten) Seite zu der Öse 32b hin angeordnet ist, beginnt im Unterschied zu den bisher dargestellten Ausgestaltungsvarianten die Kompressionsbewegung des gesamten Kraftspeicherelemente-Kompositums 30b auch auf dieser Seite.
Ab einem bestimmten Kompressionsgrad des Kraftspeicherelements 27d drückt die Stirnkante 41b des zylindrischen Gehäuses 40b auf das zylindrische Gehäuse 40c, das das zweite, mittlere Kraftspeicherelement 27e umgibt. Dadurch setzt die Kompression des ersten, schwächsten Kraftspeicherelements 27d aus und es beginnt, erneut je nach Auslegung des Unterschieds in der Federrate zwischen dem ersten Kraftspeicherelement 27d und dem zweiten Kraftspeicherelement 27e, bzw. je nachdem, ob es erwünscht ist, dass die Arbeitsbereiche der Kraftspeicherelemente 27d und 27e überlappen, jetzt erst oder schon davor, die Kompression des zweiten Kraftspeicherelements 27e. Nach gleicher Funktionsweise, erneut je nach Auslegung der Kraftspeicherelemente 27e und 27f, erfolgt eine weitere Stufe im Kraftspeicherelemente-Kompositum 30b bei der Berührung der Stirnkante 41c des zylindrischen Gehäuses 40c auf die Scheibe 37a.
Die hier dargestellte Fangvorrichtung 16f weist zudem den Bolzen 33b auf, der für jedes einzelne Kraftspeicherelement 27d-f einen unterschiedlichen Durchmesser hat. Auf diese Art und Weise ist es möglich, mit entsprechenden Spannvorrichtungen und der Auswahl einer entsprechenden Dicke einer Gehäusewand 50 des zylindrischen Gehäuses 40c bzw. einer entsprechenden Dicke der Scheibe 37a eine Vorspannung für diejenigen Kraftspeicherelemente (27e und 27f) zu erzielen, die stärker als das schwächste Kraftspeicherelement 27d sind.
Wie schon bei Fig. 3 beschrieben, würde nämlich die aus dem Stand der Technik bekannte Vorspannungsvorrichtung 36 mittels der Schraube 35 (siehe dort), die auf das gesamte Kraftspeicherelemente-Kompositum 30b wirkt, nur oder überwiegend das schwächste Kraftspeicherelement 27d vorspannen. Diese bekannte, in der Fig. 3 gezeigte Vorspannungsvorrichtung 36 ist in der vorliegenden Fig. 5a nicht mehr dargestellt, man möge sie sich jedoch an der der Öse 32b gegenüberliegenden Seite des Bolzens 33b vorstellen. Jedenfalls macht ihr Vorhandensein deutlich, dass jedes der drei Kraftspeicherelemente 27d-27f, eben auch das schwächste Kraftspeicherelement 27d vorgespannt werden kann. Es ist somit hier beim schwächsten Kraftspeicherelement 27d nicht erforderlich, analog den Ausgestaltungen bei den stärkeren Kraftspeicherelementen 27e und 27f eine separate Vorspannungsmöglichkeit vorzusehen.
Wie schon anhand der möglichen Kennlinien der einzelnen Kraftspeicherelemente dargelegt, können sie so ausgelegt sein, dass zuerst das schwächste Kraftspeicherelement 27d seinen maximalen Weg beschreibt, und erst dann die Federrate des zweiten Kraftspeicherelements 27e eine Kompression bzw. Kraftaufnahme erlaubt. Wenn dieses jedoch nicht der Fall ist und, wie dargestellt, das Kraftspeicherelement aus Tellerfedern besteht, so kann bei der Kompression des ersten Kraftspeicherelements 27d und aber auch gleichzeitig einsetzender Kompression des zweiten, mittleren Kraftspeicherelements 27e (überlappende Kennlinien wie beispielsweise in Fig. 4b) auftreten, dass die äusserste Tellerfeder 34a oder auch die anschliessende oder die anschliessenden Tellerfedern aus ihrer Führung fallen, in dem Sinne, dass sie zwischen einen Spalt zwischen einem Anschlag 47a und der weggedrückten Stirnfläche des zylindrischen Gehäuses 50 fallen. Um dieses zu vermeiden, können, wie dargestellt, Distanzstücke 51a bzw. 51b vorgesehen sein, die mitgleiten. Sie sind ein bisschen breiter als der mögliche, oben beschriebene Spalt, der somit erst gar nicht entstehen kann.
Wesentlich ist jedenfalls, dass dem schwächsten Kraftspeicherelement 27d der grösste und dem stärksten Kraftspeicherelement 27f der kleinste Durchmesser des Bolzens 33b zugeordnet werden muss, sonst blockieren sich die Wege der Kraftspeicherelemente 27 mit den Anschlägen 47.
Die Fig. 5b zeigt eine weiterhin erfindungsgemässe Ausgestaltungsvariante einer Fangvorrichtung 16g, die einen Bolzen 33c mit sich entlang der Längsachse 55 erstreckenden Nutprofilen 52 aufweist. Dazwischen sind Stegprofile 53 ausgeformt, die mit einer Aussenkante 56 nach wie vor einem Aussendurchmesser 0 des Bolzens 33c entsprechen. Auf dieser Aussenkante 56 ist die Tellerfeder 34a nach wie vor geführt, auch wenn die Scheibe 37b und eine Distanzhülse 57 (das bisher zylindrische Gehäuse 40 ist bei dieser Ausgestaltung als eine Scheibe und eine Hülse gezeigt) sich wegen der Kompression des mittleren Kraftspeicherelements 27e nach links bewegen. Eine analoge Ausbildung, nur mit einem tieferen Nutenprofil 52a, ist zwischen dem mittleren Kraftspeicherelement 27e und dem stärksten Kraftspeicherelement 27f vorgesehen.
Die Fig. 5c zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittachse A-A aus der Fig. 5b. Die Scheibe 37b formt entlang ihres jeweiligen Innendurchmessers mindestens zwei, vorzugsweise vier annähernd diametral entgegengesetzt angeordnete Segmentstücke 54 aus, die im jeweiligen Nutenprofil 52 entlanglaufen. Die rückwärtige Stirnfläche des Segmentstückes 54 ist somit die Kontaktfläche zum jeweiligen Anschlag 47a bzw. 47b, der bei dieser Ausgestaltungsform eben nicht mehr vollumfänglich ausgeformt ist, sondern nur zu einem gewissen Prozentsatz des vollen Umfangs. Diese weiterhin erfindungsgemässe Ausgestaltung des Bolzens 33c mit Stegprofilen 53, Nutenprofilen 52 und 52a und darin laufenden Segmentstücken 54 hat gegenüber der in Fig. 5a gezeigten Lösung gegen das Ausder-Führung-Fallen der Tellerfedern den Vorteil, dass Baulänge gespart wird, d.h. ein grösserer Anteil des gesamten Wegs des Kraftspeicherelemente-Kompositums 30b ausgenützt wird.
Die in den Figuren 3 bis 5 offenbarten erfinderischen Merkmale sind, obwohl nur zu der jeweilig dargestellten Ausgestaltungsvariante beschrieben, untereinander kombinierbar. So ist beispielsweise die in den Figuren 4 gezeigte Kennlinien-Zusammenstellung, die dort nur im Zusammenhang mit einem ersten und einem zweiten Kraftspeicherelement entsprechend Fig. 3 dargestellt wurde, optional auch für das zweite und das dritte Kraftspeicherelement aus den Figuren 5 möglich. Des Weiteren ist die im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebene Justagemöglichkeit des Abstandes 42 ohne Weiteres auch bei der Ausgestaltungsvariante gemäss Figuren 5 realisierbar. Auch die in der Fig. 3a gezeigte separate Vorspannbarkeit des stärkeren Kraftspeicherelements ist - mit entsprechenden Spannvorrichtungen - auf die Ausgestaltungsvariante gemäss Fig. 5a einem Fachmann offenbart.

Bezugszeichenliste

1 - Aufzugsschacht
2 - Aufzugskabine
3 - Tragmittel
4 - Gegengewicht
5 - Treibscheibe
6 - Antriebseinheit
7 - Führungsschiene
8 - oberste Stockwerktür
9 - zweitoberste Stockwerktür
10 - weitere Stockwerktür
11 - unterste Stockwerktür
12 - Schachtkopf
13 - Geschwindigkeitsbegrenzer
14a, 14b - Doppelhebel
15a, 15b - Drehpunkt
16, 16a-16g - Fangvorrichtung
17a, 17b - Gestänge
18 - Verbindungsstange
19 - Begrenzerseil
20 - Schachtgrube
21 - Umlenkrolle
22 - Rollenachsen-Lagerung
23 - Drehpunkt
24 - Spanngewicht
25 - Puffer
26 - Zugrichtung von 19
27 - Kraftspeicherelement
27a, 27d - erstes Kraftspeicherelement
27b, 27e - zweites Kraftspeicherelement
27c, 27f - drittes Kraftspeicherelement
28a, 28b - Bremsklotz
29a, 29b - Bremshebel
30, 30a, 30b - Kraftspeicherelemente-Kompositum
31a, 31b - Drehlager
32a, 32b - Öse
33, 33a-33c - Bolzen
34, 34a-34c - Tellerfeder
35 - Vorspannschraube
36 - Gewindebüchse
37, 37a-37c - Scheibe
38a, 38b - Bremsbelag
39a, 39b - Rollenkäfig
40, 40a-40c - zylindrisches Gehäuse, Aussen- oder Innenhülse, Wegbegrenzung
41, 41a-41c - Stirnkante von 40
42 - Abstand zwischen 41 und 37a
43 - äusserstes Tellerfedern-Paket von 27a
44 - Stirnfläche von 43
45 - sichelförmige Scheibe
46 - Bolzenende
47, 47a, 47b - Anschlag
48 - Spannvorrichtung
49a, 49b - Ring
50 - Gehäusewand
51a, 51b - Distanzstück
52, 52a - Nutprofil
53 - Stegprofil
54, 54a - Segmentstück
55 - Längsachse von 33
56 - Aussenumfang bzw. Aussenkante
57 - Distanzhülse
58 - Seilscheibe

100 - Aufzugseinrichtung
200 - Sicherheitsvorrichtung

F - Druckkraft, Bremskraft
F₁, F₂ - Kraftvektor
s - Weg
S₁ - Weg, der der Berührung von 41 mit 37a entspricht
S₂ - Weg, bei dem die Kraftspeicherelemente gemeinsam zu
arbeiten beginnen
V - Vorspannung
Ø - Aussendurchmesser von 33

Claims

Fangvorrichtung (16) mit einem Kraftspeicherelement (27), das über mindestens einen Bremshebel (29) und mindestens einen auf eine Führungsschiene (7) wirkenden Bremsklotz (28) eine Bremskraft (F) erzeugt, die eine Aufzugskabine (2) und/oder ein Gegengewicht (4) stillsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftspeicherelement (27) ein Kraftspeicherelemente-Kompositum (30) aus einem ersten Kraftspeicherelement (27a) und mindestens einem zweiten Kraftspeicherelement (27b) ist und dass die Kraftspeicherelemente (27) in Reihe geschaltet sind und dass die Kraftspeicherrate des zweiten Kraftspeicherelements (27b) höher als die Kraftspeicherrate des ersten Kraftspeicherelements (27a) ist.
Fangvorrichtung (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftspeicherelemente (27) mit einer Scheibe (37a) an einem die Kraftspeicherelemente (27) führenden Bolzen (33) getrennt sind und bei Kompressionsbewegungen des Kraftspeicherelemente-Kompositums (30) eine Wegbegrenzung (40) für das erste Kraftspeicherelement (27a) auf die Scheibe (37a) auftrifft.
Fangvorrichtung (16) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegbegrenzung (40) und die Scheibe (37a) einen Abstand (42) bilden, der mittels einer axialen Verstellbarkeit der Wegbegrenzung (40) entlang der Längsachse des Bolzens (33) oder mittels einer axialen Verstellbarkeit der Scheibe (37a) entlang der Längsachse des Bolzens (33) oder mittels beider Verstellbarkeiten justierbar ist.
Fangvorrichtung (16) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kraftspeicherelement (27b) eine Kennlinie aufweist, die bei einem Weg-Punkt (s₁) des Kraftspeicherelemente-Kompositums (30), bei dem der Weg des ersten Kraftspeicherelements (27a) durch die Wegbegrenzung (40) begrenzt ist, anschliesst.
Fangvorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Vorspannvorrichtung (36) für das erste Kraftspeicherelement (27a) und für das zweite Kraftspeicherelement (27b) umfasst.
Fangvorrichtung (16) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite Vorspannvorrichtung (48) ausschliesslich für das mindestens eine Kraftspeicherelement (27b) mit der höheren Kraftspeicherrate umfasst.
Fangvorrichtung (16) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (33) unterschiedliche Aussendurchmesser aufweist und somit Anschläge (47) für Distanzscheiben (45) ausformt.
Fangvorrichtung (16) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (33) einen durchgehenden Aussendurchmesser und Rastpositionen aufweist, in denen Distanzscheiben (45) einrastbar sind.
Sicherheitsvorrichtung (200) mit mindestens einer Fangvorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8.
Sicherheitsvorrichtung (200) mit mindestens einer Fangvorrichtung (16) mit mindestens einem ersten Kraftspeicherelement (27a) und einem zweiten Kraftspeicherelement (27b) mit unterschiedlichen Kraftspeicherraten, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftspeicherelemente (27) in Reihe geschaltet sind und mittels mindestens eines Bremshebels (29) mindestens einen Bremsklotz (28) an eine Bremsscheibe oder Führungsschienen (7) anpressen, in einer Aufzugseinrichtung (100) mit mindestens einer Aufzugskabine (2), die an mindestens einer Führungsschiene (7) entlangläuft, wobei die Sicherheitsvorrichtung (200) mindestens einen Geschwindigkeitsbegrenzer (13) mit einem Begrenzerseil (19) umfasst und wobei Zugkräfte des Begrenzerseils (19) auf die mindestens eine Fangvorrichtung (16) an der Aufzugskabine (2) übertragbar sind, sodass mindestens ein Bremsklotz (28) der Fangvorrichtung (16) bis zu einer Wegbegrenzung (40) mit der Kraft des ersten Kraftspeicherelements (27a) und ab der Wegbegrenzung (40) mit der Kraft des zweiten Kraftspeicherelements (27b) an die Führungsschiene (7) anpressbar ist.
Aufzugseinrichtung (100) mit mindestens einer Sicherheitsvorrichtung (200) nach Anspruch 9 oder 10.
Verwendung eines Kraftspeicherelemente-Kompositums (30) aus mindestens einem ersten Kraftspeicherelement (27a) und einem zweiten Kraftspeicherelement (27b) mit unterschiedlichen Kraftspeicherraten in einer Fangvorrichtung (16c), wobei die Kraftspeicherelemente (27) in Reihe geschaltet sind und mittels mindestens eines Bremshebels (29) mindestens einen Bremsklotz (28) an eine Bremsscheibe oder Führungsschiene (7) anpressen.
Verfahren zum Betätigen einer Fangvorrichtung (16) mit mindestens einem ersten Kraftspeicherelement (27a) und einem zweiten Kraftspeicherelement (27b) mit unterschiedlichen Kraftspeicherraten, wobei die Kraftspeicherelemente (27) in Reihe geschaltet sind und wobei die Kraftspeicherelemente (27) mittels mindestens eines Bremshebels (29) mindestens einen Bremsklotz (28) an eine Bremsscheibe oder Führungsschiene (7) anpressen, mit folgenden Schritten in der folgenden Reihenfolge:
- Auslösen der Fangvorrichtung durch In-Reibungskontakt-Bringen des mindestens einen Bremsklotzes (28) mit der Bremsscheibe oder Führungsschiene (7);

- Anpressen von mindestens einem Bremsklotz (28) an die Bremsscheibe oder Führungsschienen (7) mit der Kraft des ersten Kraftspeicherelements (27a);

- Erreichen einer Wegbegrenzung (40) für das erste Kraftspeicherelement (27a) und daraus folgendem Aussetzen des ersten Kraftspeicherelements (27a) und Einsetzen des zweiten Kraftspeicherelements (27b).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das In-Reibungskontakt-Bringen des mindestens einen Bremsklotzes (28) mit der Bremsscheibe oder Führungsschiene (7) durch den Zug eines sich mit geringerer Geschwindigkeit als eine Aufzugskabine (2) bewegenden Begrenzerseils (19) eines Geschwindigkeitsbegrenzers (13) erfolgt und dadurch die Fangvorrichtung (16) ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das In-Reibungskontakt-Bringen des mindestens einen Bremsklotzes (28) mit der Bremsscheibe oder Führungsschiene (7) elektromagnetisch erfolgt.