EP4061758A1 - Aufzuganlage mit luftgelagertem linearmotor - Google Patents

Aufzuganlage mit luftgelagertem linearmotor

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Publication number
EP4061758A1
EP4061758A1 EP20804286.1A EP20804286A EP4061758A1 EP 4061758 A1 EP4061758 A1 EP 4061758A1 EP 20804286 A EP20804286 A EP 20804286A EP 4061758 A1 EP4061758 A1 EP 4061758A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elevator
linear motor
elevator car
air
stationary part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20804286.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Bütler
Josef Husmann
Christian Studer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Publication of EP4061758A1 publication Critical patent/EP4061758A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/0407—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by an electrical linear motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/02—Sliding-contact bearings
    • F16C29/025—Hydrostatic or aerostatic
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B66B5/16—Braking or catch devices operating between cars, cages, or skips and fixed guide elements or surfaces in hoistway or well
    • B66B5/18—Braking or catch devices operating between cars, cages, or skips and fixed guide elements or surfaces in hoistway or well and applying frictional retarding forces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/12—Force, load, stress, pressure
    • F16C2240/22—Fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting

Definitions

  • the present invention relates to an elevator installation.
  • an individual elevator car is moved up and down within an elevator shaft in order to move people or goods between different levels, for example within a building.
  • the elevator car is typically moved with the aid of rope or belt-like conveying means, which in turn are displaced by a rotating traction sheave driven by an electric motor.
  • Novel elevator concepts are being developed in which several elevator cars should be able to be moved independently of one another in a common elevator shaft.
  • conventional drives with ropes or belts cannot be used for these elevator concepts.
  • EP 1 818 305 B1 describes an elevator installation with an elevator car driven by a linear drive system.
  • an elevator installation which has an elevator shaft, an elevator car and a drive device for displacing the elevator car within the elevator shaft.
  • the drive device comprises a linear motor which has a stationary part fixed on a wall of the elevator shaft and a movable part fixed on the elevator car.
  • the drive device has an air bearing between the stationary part and the movable part which is configured to keep the stationary part at a distance from the movable part via an air gap therebetween.
  • the elevator installation presented here should have at least one elevator shaft and at least one elevator car.
  • the elevator shaft can be linear, in particular vertical.
  • the elevator shaft can, however, also have branches, bends or the like and / or two elevator shafts connected to one another via cross connections can be provided.
  • the one or preferably a plurality of elevator cars can be shifted within the elevator shaft, and in the case of a plurality of elevator cars these should preferably be able to be shifted independently of one another.
  • One or more linear motors can be used for this purpose.
  • Linear motors are electric drive machines which, in contrast to conventional rotating electric motors, do not indirectly force an object to be displaced linearly with the help of a rotational movement, but which can exert a force directed linearly along a movement path directly on the object.
  • the movement path can run in a straight line or as a curved path.
  • a linear motor has a stationary part and a movable part, which can be displaced relative to one another along the path of movement.
  • temporally and spatially varying magnetic fields are generated between the stationary and the movable part, which produce the forces necessary for this relative displacement.
  • electromagnets can be provided on one of the two parts, for example in the form of coils, which by targeted current supply the Generate temporally varying magnetic fields.
  • Magnetic field-generating components in particular permanent magnets, can also be provided on the other of the two parts.
  • the magnetic fields generated between the two parts of the linear motor can cause attractive or repulsive forces. Some of these forces act along the path of movement along which the magnetic field-generating components of the linear motor that form the stationary part are arranged. Another part of these forces, however, acts transversely to this movement path, so that the movable part of the linear motor is pulled towards the stationary part.
  • a suitable bearing and / or lubrication is used to avoid direct friction-intensive mechanical contact between the stationary part and the movable part of the linear motor.
  • the movable part of the linear motor fixed on the elevator car moves relative to the stationary part fixed on the elevator shaft wall.
  • the movable part of the linear motor can be attached to the elevator car or to a frame supporting it or be in operative connection with it.
  • the stationary part of the linear motor can be attached directly to the elevator shaft wall or to another component of the elevator installation, such as a guide rail, that is attached directly or indirectly to the elevator shaft wall.
  • mechanical bearings are generally themselves subject to a certain amount of wear. Lemer tend to mechanical bearings to generate noise, which can have a disruptive or unsettling effect on passengers, especially in elevator systems.
  • mechanical bearings are usually specially designed for certain relative directions of movement, but do not allow other relative directions of movement without further ado, so that bearing partners that should be able to be displaced in different directions relative to one another are often not implemented with conventional mechanical bearings, or only with great effort can.
  • An air bearing can be understood to mean a bearing in which bearing partners that can move relative to one another are separated from one another by a thin film of air.
  • the air film can prevent the two bearing partners from making direct mechanical contact with one another.
  • the air film can thus be viewed as a pressure cushion that keeps the two bearing partners at a distance from each other against any other forces.
  • Air bearings can thus also be viewed as sliding bearings in which the air, which is pressed into an air gap between opposing surfaces of two bearing partners that are to be moved relative to one another, serves as a lubricating medium.
  • the air film generated in the air bearing keeps the two bearing partners at a distance from one another, without generally restricting the directions of movement of the two bearing partners relative to one another in different directions along the plane in which the air film is generated. Accordingly, the two bearing partners can typically be moved in any direction along a plane that extends parallel to the interface between the two bearing partners.
  • the air bearing Since the only lubricant used is air, there is generally no significant contamination in the air bearing. Because of the lack of mechanical There is also no friction between the bearing partners. Accordingly, the air bearing does not generally need to be cleaned and can at best be maintenance-free.
  • air can be understood broadly and generally as a representative of gases, since the physical properties of the gaseous medium are primarily relevant here and the chemical composition of the gas is generally not important for the effect in the air bearing.
  • the air bearing is configured as an aerostatic air bearing and for this purpose is equipped with an air supply which presses air under pressure into the air gap between the stationary part and the movable part.
  • An aerostatic air bearing can be understood to mean an air bearing in which, even in a stationary state in which the two bearing partners do not move relative to one another, a compressed air cushion spacing the bearing partners from one another is generated between the bearing partners.
  • the air bearing generally has a compressed air supply which presses air under pressure to the interface between the stationary and the movable part of the linear motor and thereby creates the air gap between these parts.
  • the compressed air supply can, for example, have a compressor.
  • the compressed air supply can have a compressed air reservoir or a compressed air reservoir.
  • Lemer can have the compressed air supply, for example, one or more nozzles which open into the air gap. The nozzles can be supplied with pressurized air from the compressor and / or the compressed air reservoir. Channels adjoining the air gap can guide the supplied compressed air laterally along the surfaces delimiting the air gap.
  • the air can be pressed into the air gap, for example, at a pressure of between 2000 hPa (2 bar) and 10000 hPa (10 bar), preferably between 3000 hPa and 6000 hPa.
  • Such pressures can generally be sufficient to counter the forces that occur during operation of the linear motor due to the movable part and the stationary part of the linear motor generated magnetic fields are generated as forces of attraction between the movable part and the stationary part towards each other, to be able to keep a sufficient distance from each other.
  • the air bearing can in particular be configured to generate the air gap with a gap width of less than 0.1 mm.
  • air pressures acting in the air bearing, configurations of nozzles that guide the air into the air gap to be generated, and / or other properties of the air bearing that influence the formation of the air gap to be generated can be designed in such a way that the between the two parts
  • the air gap caused by the linear motor has a gap width of less than 0.1 mm, preferably less than 50 ⁇ m, particularly preferably between 1 ⁇ m and 20 ⁇ m or more preferably between 2 ⁇ m and 10 ⁇ m.
  • the air bearing can also be designed to form the air gap with a homogeneous gap width, i.e. the gap width should vary along the extent of the air gap by less than, for example, 30%, preferably less than 10%.
  • Such an air gap can, on the one hand, create a sufficient distance between the parts of the linear motor that move relative to one another in order to ensure sufficient air lubrication and thus minimal friction.
  • a relatively small air flow can be sufficient to form such a narrow air gap, whereby the requirements for the quantities of air to be compressed and fed into the air gap can be kept within acceptable limits.
  • the stationary part of the linear motor can be held on the shaft wall so that it can be flexibly displaced in a direction orthogonal to its surface facing the movable part and / or the movable part of the linear motor can be flexibly displaced in a direction orthogonal to its surface facing the stationary part be held at the elevator car.
  • the stationary part of the linear motor and / or the movable part of the linear motor can preferably not be fixed in a completely rigid manner on the shaft wall or the elevator car. Instead, it may be beneficial to use these parts of the Linear motor to couple at least to a small extent flexibly displaceable with the shaft wall or the elevator car.
  • the flexible connection should be designed in such a way that the respective part of the linear motor can be displaced at least slightly and elastically relative to the elevator component to which it is to be attached in the direction towards the respective other part of the linear motor.
  • Such a displaceability of the two parts of the linear motor relative to one another can, inter alia, have the effect that the air gap formed between these parts can vary at least slightly with regard to its gap width.
  • the displaceability should be designed in such a way that the air gap can vary in its gap width by at least 20%, preferably at least 50% or even at least 100%.
  • the mechanical connection of the stationary part to the elevator shaft wall and / or the movable part to the car can be designed in such a way that the respective part moves elastically by, for example, up to 50 ⁇ m or at least up to 20 ⁇ m toward the elevator shaft wall or the Can relocate the cabin.
  • the at least slightly flexible connection of parts of the linear motor to the components of the elevator system that it moves relative to one another can compensate for, for example, unevenness that can occur on a surface of the stationary part of the linear motor that is as smooth as possible and directed towards the air gap. In other words, unevenness in the path of movement of the linear motor can be at least partially compensated for.
  • the stationary part comprises active electromagnets that can be energized, whereas the movable part of the linear motor comprises passive permanent magnets.
  • the stationary part fixed on the elevator shaft wall.
  • the stationary part can have electromagnets, in which a magnetic field can be generated with the aid of an electric current conducted through a coil.
  • a polarity and a strength of the magnetic field can be influenced in the direction and a current strength of the current, whereby this part can also be referred to as the active part of the linear motor.
  • the elevator car can be designed with a rucksack construction and the movable part of the linear motor can be arranged on the rear of the rucksack construction.
  • the elevator car In the case of an elevator car designed in a backpack construction, the elevator car is only held on one side.
  • the elevator car is typically held by a frame which holds the elevator car from a rear side.
  • the rear side is generally opposite a front side of the elevator car, on which, for example, a car door is provided through which passengers can get on and off.
  • the frame carries the elevator car and serves to transmit a force exerted by the drive device to the elevator car.
  • the carrying ropes or carrying straps of a rucksack structure regularly grip a part of the frame located behind the elevator car.
  • the drive device is intended to exert the forces necessary to move the elevator car in a rear area on or adjacent to the elevator car, in particular on a part of a frame located there. Since the drive device in this case is formed by one or more linear motors, this means that the movable part of such a linear motor is attached to the rear part of the elevator car, that is to say in particular to the part of the frame located there. In this case, the elevator car is only held from one side, so that the attractive forces produced by the magnets, as produced in the linear motor prevents the elevator car from tipping and falling away from the path of travel. Overall, this enables a particularly simple construction for the elevator system.
  • the elevator system has a plurality of elevator cars which are to be relocated within the same elevator shaft.
  • elevator cars can be relocated within a common elevator shaft.
  • Each elevator car can preferably be relocated independently of the other elevator cars.
  • Each individual elevator car can have a linear motor assigned to it, which can be controlled in order to be able to move this elevator car individually.
  • Each linear motor in each elevator car does not necessarily have to have its own stationary part and its own movable part.
  • a stationary part to be used jointly can be fixed in the elevator shaft. Electromagnets in this stationary part can be energized individually so that the entire stationary part can be viewed as being divided into segments. Accordingly, coils in one or some of the segments can be specifically energized in a suitable manner in order to be able to move one of the elevator cars, which is located adjacent to this segment, individually by interacting with its movable part of the linear motor.
  • the elevator shaft can have vertical areas and non-vertical areas.
  • the elevator shaft can have a vertical area which connects different floors within a building with one another. Starting from this vertical area, one or more non-vertical areas, in particular horizontal areas, can emerge. Elevator cabins can be relocated along the vertical area in order to transport people between the floors. If conflict situations arise between different elevator cars, in which, for example, one car should overtake another car or oncoming cars should avoid one another, one of the cars can move into one nearby non-vertical area can be moved, that is to say briefly avoid the other cabin. If necessary, two separate vertical areas can also form a jointly used elevator shaft so that, for example, elevator cars moving upwards are always moved in one shaft and can get into the other shaft via one of the non-vertical areas in order to be able to travel down there again.
  • the drive device can have a linear motor, which is hereinafter also referred to as a vertical linear motor, the elongated stationary part of which extends vertically and which is configured to displace the elevator car vertically.
  • the vertical linear motor is designed to displace the elevator car along a vertical path of movement.
  • the vertical linear motor can have a large number of individually energizable electromagnets, which are arranged at least essentially vertically one above the other along the movement path. With the help of the vertical linear motor, an individual elevator car or each of a plurality of elevator cars can thus be shifted individually up and down within the elevator shaft.
  • the drive device can have a linear motor, which is hereinafter also referred to as a horizontal linear motor, the elongated stationary part of which extends horizontally and which is configured to displace the elevator car horizontally.
  • the horizontal linear motor thus enables the elevator car to be shifted along a horizontal movement path or a movement path that is not completely vertical, but rather has at least one horizontal component.
  • the term “horizontal” can be interpreted broadly as transverse to a vertical direction, preferably perpendicular to a vertical direction.
  • the horizontal linear motor can have a large number of individually energizable electromagnets, which are arranged at least essentially horizontally next to one another along the movement path.
  • Electromagnets of such a horizontal linear motor are arranged horizontally spaced next to one another. With the help of such a horizontal linear motor, an elevator car can thus be shifted out of the vertical, for example, into a horizontally branching sub-area of the elevator shaft.
  • the drive device can have a supplementary linear motor which is configured and arranged to bring about a force on the elevator car which counteracts a tilting moment acting on the elevator car.
  • the supplementary linear motor can be constructed similarly to the vertical linear motor or the horizontal linear motor and / or can be controlled independently of these linear motors.
  • the supplementary linear motor can preferably be arranged in the same plane as the vertical linear motor and / or the horizontal linear motor described above.
  • the supplementary linear motor can be arranged laterally at a distance from the vertical linear motor or the horizontal linear motor.
  • the supplementary linear motor can be designed as a second vertical linear motor, which is configured at a lateral distance, for example parallel to the first vertical linear motor, in order to effect a vertical displacement movement for the same elevator car.
  • an additional force can be exerted on the elevator car.
  • a torque can be generated on the elevator car.
  • Such a torque can act around an axis which is orthogonal to the air gap in the linear motor.
  • This torque can be set in such a way that it counteracts a tilting moment acting on the elevator car.
  • Such a tilting moment can act on the elevator car, for example, if one or more people within the elevator car are not essentially in the center of the elevator car, but rather away from its center of gravity. Such a tilting moment can thus be largely compensated for by suitable control of the supplementary linear motor.
  • the drive device can have a brake coating adjacent to the air gap.
  • a special brake coating can be provided, for example, on a surface of the stationary part of the linear motor directed towards the air gap and / or on an opposite surface of the movable part of the linear motor directed towards the air gap.
  • This brake coating can, for example, have increased friction between the opposing surfaces when they come into mechanical contact with one another than would be the case without such a brake coating.
  • a brake coating can consist of a plastic, in particular a polymer or elastomer.
  • the air bearing can be activated and deactivated in a controllable manner.
  • the drive device can also be used as a braking device.
  • the air bearing As long as the air bearing is activated, the stationary part and the movable part of the linear motor are spaced apart from one another via the air gap generated between them.
  • the generation of the air gap can, however, be temporarily interrupted by deactivating the air bearing, for example by temporarily closing a compressed air supply with the aid of controllable valves.
  • the opposing surfaces of both come up Parts of the linear motor come into mechanical contact with one another and are pressed against one another, driven by the magnetic forces generated in the linear motor and attracting between the two parts of the linear motor.
  • the brake coating can cause increased friction between the parts of the linear motor that move relative to one another along the path of movement.
  • the brake coating can be designed or act in such a way that damage to the parts of the linear motor due to the friction generated and / or the heat generated as a result can be avoided.
  • the air bearing with a plurality of air bearing segments which are arranged one behind the other along a movement path of the elevator car, with the air bearing segments being individually controllable and activatable and can be deactivated.
  • the air bearing is not designed as a uniform component that extends over long distances within the elevator shaft, ie for example vertically from near a shaft floor to near a shaft ceiling, and its function can only be controlled over its entire extension length .
  • the air bearing can be composed of several air bearing segments, which can be activated and deactivated individually.
  • the air bearing segments can be arranged adjacent to one another along the desired path of movement of the elevator car, so that, with suitable control of the air bearing segments, the movable part of the linear motor can always be separated from the neighboring stationary part of the linear motor by an air gap generated by the locally adjacent air bearing segments .
  • the storage brought about by the air bearing can be brought about by targeted control of the local air bearing segments at the current location of the elevator car.
  • the air storage can hereby become more efficient, since air losses at unnecessary positions of the air bearing can be avoided.
  • the possibility of being able to control the air bearing segments independently of one another can also be used to locally deactivate individual ones Fuftlagersegmente specifically to generate a braking effect for a single one of the elevator cabins.
  • those air bearing segments that are adjacent to a current position of the elevator car to be braked can be temporarily deactivated so that the movable part of the fine motor of this elevator car rests against the stationary part and the resulting friction leads to the desired braking effect on the elevator car .
  • FIG. 1 shows a side sectional view of an elevator installation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a front view of an elevator installation according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 and 2 components of an elevator installation 1 are shown schematically in a side and frontal sectional view.
  • the elevator installation 1 has an elevator shaft 3 in which at least one elevator car 5 can be relocated.
  • a drive device 7 is provided in order to be able to move the elevator car 5.
  • the Drive device 7 comprises a linear motor 9 with a stationary part 13 fixed on a wall 11 of elevator shaft 3 and a movable part 15 fixed on elevator car 5.
  • the drive device has an air bearing 17 that is positioned between stationary part 13 and movable part 15 of the linear motor 9 is designed to space these two parts 13, 15 from one another via an air gap 19 therebetween.
  • the elevator installation 1 with its elevator shaft 3 has two vertical regions 21 ', 21 ", which run parallel to one another and are horizontally spaced apart, as well as two non-vertical, in particular horizontal regions 23', 23", which run parallel to one another and are vertically spaced from one another. .
  • the two horizontal areas 23 ‘, 23" connect the two vertical areas 21 ‘, 21" with one another.
  • elevator cars 5, 5 ′′ can be relocated independently of one another.
  • an elevator car 5 can travel upwards in one of the vertical areas 21 ‘. Arrived at an upper end of the vertical area 21 ‘, this elevator car 5‘ can be displaced horizontally through the horizontal area 23 ‘there to the other vertical area 21 ′′. The elevator car 5 ‘can then be displaced downwards through this vertical area 21 ′′ in order to ultimately be able to reach its initial position again in the first-mentioned vertical area 21‘ through the other horizontal area 23 ‘located there.
  • the drive device 7 has several linear motors 9.
  • vertical linear motors 25 are provided to act on the elevator car 5 with a force 27 directed vertically upwards.
  • This force 27 can overcompensate for a weight of the elevator car 5 so that the elevator car 5 can be moved upwards.
  • components for a vertical linear motor 25 are provided in each of the two vertical areas 21 of the elevator shaft 3, which extends essentially along an entire length of the vertical region 21 and is thus designed for a displacement of the elevator car 5 along a movement path which extends over the entire length of the vertical region 21.
  • the vertical linear motor 25 has a stationary part 29, which is attached to the wall 11 of the elevator shaft 3, and a movable part 31 which is attached to the elevator car 5.
  • the stationary part 29 is designed as an active part of the vertical linear motor 25 in order to generate temporally and / or spatially varying magnetic fields.
  • the stationary part 29 is divided into a multiplicity of linear motor segments 33.
  • the linear motor segments 33 are anchored vertically one above the other in a linear arrangement on the wall 11 of the elevator shaft 3.
  • an electromagnet 35 is provided in the form, for example, of a coil that can be energized.
  • a supply of current to the electromagnets 35 in the various linear motor segments 33 can be controlled or regulated, for example, by a controller 37 (for reasons of clarity, the wiring of the linear motor segments 33 to the controller 37 is not shown).
  • the movable part 31 of the vertical linear motor 25 is designed as a passive part and has permanent magnets 39 to generate magnetic fields that are constant over time.
  • the drive device 7 also has horizontal linear motors 4L.
  • the horizontal linear motors 41 are designed to generate magnetic fields that vary over time, with the aid of which a horizontally directed force 43 can be exerted on the elevator cars 5.
  • components of the horizontal linear motors 41 are located on each of the horizontal areas 23 of the elevator shaft 3 in order to be able to move the elevator cars 5 through one of these horizontal areas 23.
  • the horizontal linear motors 41 also have a stationary part 45 and a movable part 47.
  • the stationary part 43 is in turn attached to the wall 11 of the elevator shaft 3 and designed as an active part with electromagnets 35 provided therein.
  • the stationary part 43 extends over the entire width of the two vertical regions 21 of the elevator shaft 3, which are arranged next to one another, including the horizontal region 23 lying in between.
  • Linear motor segments 33 can be arranged horizontally next to one another.
  • the movable part 47 is attached to the elevator car 5 as a passive part.
  • the drive device 7 has supplementary linear motors 49.
  • These supplementary linear motors 49 are designed to bring about compensating forces 51 on the elevator car 5, which counteract a tilting moment of the elevator car 5.
  • the supplementary linear motors 49 can be arranged in such a way that the compensating forces 51 caused by them act laterally remotely from the forces 27 caused by the vertical linear motor 25, so that a total torque is caused on the elevator car 5 that is acting in the elevator car 5 Can largely compensate for tilting moments.
  • the supplementary linear motors 49 are designed as additional linear motors running in the vertical direction and run laterally at a distance from a respectively assigned vertical linear motor 25. Together with the assigned vertical linear motor 25, a pair of Forces 27, 51 directed vertically upwards or downwards are exerted on the elevator car 5, between which a torque acting on the elevator car 5 is established, which can compensate for a tilting moment which occurs, for example, due to an inhomogeneous loading of the elevator car 5.
  • Components of additional linear motors 53 are also provided on the horizontal areas 23 of the elevator shaft 3. With the help of stationary parts 54 arranged vertically on the wall 11 and movable parts 56 of such additional linear motors 53 arranged vertically on the elevator car 5, holding forces 55 can be generated which correspond to the weight of the elevator car 5, so that the weight of the elevator car 5 while using the Horizontal linear motor 41 is moved horizontally through the horizontal area 23, with the aid of these additional linear motors 53 can be held.
  • the air bearing 17 with the air gap 19 is formed between them.
  • the air bearing 17 is preferably designed as an aerostatic air bearing.
  • the air bearing 17 has an air supply 57 with the aid of which pressurized gas can be pressed into the air gap 19.
  • the air supply 57 can have a compressor 59 and / or a pressure reservoir 61. Pressurized gas generated or stored there can be conducted through lines (not shown for reasons of clarity) of the air supply 57 to nozzles 63, which in the example shown open into the adjacent air gap 19 on a surface of the stationary part 13 of the linear motor 9.
  • the air bearing 17 can be configured in such a way that the air gap 19 has a gap width S in the range of, for example, 0.01 - occupies 0.05 mm.
  • the air gap 19 acts as a slide bearing between the stationary part 13 and the movable part 15 of the linear motor 9.
  • the stationary part 13 and / or the movable part 15 can preferably be held flexibly displaceably on the wall 11 or on the elevator car 5.
  • a flexible metal sheet 65 can be provided, for example, on a rear side of a supporting structure 67 accommodating the electromagnets 35.
  • the coils that form the electromagnets 35 can be cast into the supporting structure 67 made of a hardened resin.
  • a surface of such a load-bearing structure 67 directed towards the air gap 19 can be very smooth.
  • the supporting structure 67 of the stationary part 13 of the linear motor 9 can be held from behind by the flexible metal sheet 65 so that the entire supporting structure 67 including the electromagnets 35 can be flexibly and elastically displaced slightly orthogonally to the movable part 15 of the linear motor 9. Inaccuracies in the arrangement of the stationary and the movable part 13, 15 relative to one another can thereby be at least partially compensated for.
  • the car 5 of the elevator system 1 is designed with a backpack construction.
  • the respective movable parts 15, 31, 47, 56 of the different linear motors 9, 25, 41, 49, 53 are arranged in a rear part of the elevator car 5, in particular on a frame 69 holding the elevator car 5 from behind.
  • a brake coating 71 is also provided in the drive device 7 adjacent to the air gap 19.
  • the brake coating 71 can, for example, be provided on a surface of a further supporting structure 73, for example cured resin, in which the permanent magnets 39 of the movable parts 31, 47, 56 of the linear motors 9, 25, 41, 49 are received.
  • the brake coating 71 can, for example, be a layer or a component made of a polymer material or an elastomer material.
  • the air bearing 17 can be activated and deactivated in a locally controllable manner, for example, via the controller 37.
  • the air bearing 17 can be subdivided into a multiplicity of air bearing segments 73, which can be acted upon with compressed air in an individually controllable manner.
  • controllable valves (not shown) can be provided in compressed air lines, for example.
  • the air bearing segments 73 can be arranged one above the other or next to one another along a movement path of the elevator car 5. Accordingly, if necessary, one or more of the air bearing segments 73 can be deactivated locally at the position at which an elevator car 5 is currently located.
  • the movable part 15 presses against the stationary part 13 of the respective linear motor 9. Due to the brake coating 71 arranged between the two parts 13, 15, a braking effect can thus be brought about on the elevator car 5 that was previously displaced .
  • the air bearing 17 can provide additional functionality as a braking device for braking movements of the elevator car 5 at different locations in the elevator shaft 3.

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Abstract

Es wird eine Aufzuganlage (1) beschrieben, welche einen Aufzugschacht (3), eine Aufzugkabine (5) und eine Antriebseinrichtung (7) zum Verlagern der Aufzugkabine (5) innerhalb des Aufzugschachts (3) aufweist. Die Antriebseinrichtung (7) umfasst einen Linearmotor (9), welcher einen an einer Schachtwand (11) des Aufzugschachts (3) festgelegten stationären Teil (13) und einen an der Aufzugkabine (5) festgelegten bewegbaren Teil (15) aufweist. Die Antriebseinrichtung (7) weist zwischen dem stationären Teil (13) und dem bewegbaren Teil (15) ein Luftlager (17) auf, welches dazu konfiguriert ist, den stationären Teil (13) von dem bewegbaren Teil (15) über einen dazwischenliegenden Luftspalt (19) beabstandet zu halten.

Description

Aufzuganlage mit luftgelagertem Linearmotor
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzuganlage.
Herkömmlich wird in einer Aufzuganlage eine einzelne Aufzugkabine innerhalb eines Aufzugschachts auf und ab verlagert, um Personen oder Güter zwischen verschiedenen Niveaus beispielsweise innerhalb eines Gebäudes zu bewegen. Insbesondere in Aufzuganlagen, welche für hohe Gebäude und/oder zur Bereitstellung hoher Förderkapazitäten konzipiert sind, wird die Aufzugkabine typischerweise mithilfe von seil- oder riemenartigen Fördermitteln bewegt, welche ihrerseits von einer über einen Elektromotor angetriebenen rotierenden Treibscheibe verlagert werden.
Es werden neuartige Aufzugkonzepte entwickelt, bei denen mehrere Aufzugkabinen unabhängig voneinander in einem gemeinsamen Aufzugschacht verlagerbar sein sollen. Für diese Aufzugkonzepte sind herkömmliche Antriebe mit Seilen oder Riemen im Allgemeinen nicht einsetzbar.
Es wurden daher alternative Antriebskonzepte vorgeschlagen. Beispielsweise wurde in der EP 1 818 305 Bl eine Aufzuganlage mit einer von einem Linearantriebssystem angetriebenen Aufzugkabine beschrieben.
Es kann unter anderem ein Bedarf an einer Aufzuganlage mit einem vorteilhaft weiterentwickelten Antriebssystem bestehen. Insbesondere kann ein Bedarf an einer Aufzuganlage bestehen, bei der ein Antriebssystem mehrere Aufzugkabinen unabhängig voneinander verlagern kann.
Einem solchen Bedarf kann durch die Aufzuganlage gemäss dem unabhängigen Anspruch entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung definiert. Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird eine Aufzuganlage vorgeschlagen, welche einen Aufzugschacht, eine Aufzugkabine und eine Antriebseinrichtung zum Verlagern der Aufzugkabine innerhalb des Aufzugschachts aufweist. Die Antriebseinrichtung umfasst einen Linearmotor, welcher einen an einer Wand des Aufzugschachts festgelegten stationären Teil und einen an der Aufzugkabine festgelegten bewegbaren Teil aufweist. Die Antriebseinrichtung weist zwischen dem stationären Teil und dem bewegbaren Teil ein Luftlager auf, welches dazu konfiguriert ist, den stationären Teil von dem bewegbaren Teil über einen dazwischenliegenden Luftspalt beabstandet zu halten.
Mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf nachfolgend beschriebenen Ideen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Die hierin vorgestellte Aufzuganlage soll zumindest einen Aufzugschacht und zumindest eine Aufzugkabine aufweisen. Wie weiter unten detaillierter ausgeführt, kann der Aufzugschacht linear, insbesondere vertikal sein. Der Aufzugschacht kann aber auch Verzweigungen, Krümmungen oder Ähnliches aufweisen und/oder es können zwei über Querverbindungen miteinander verbundene Aufzugschächte vorgesehen sein. Die eine oder vorzugsweise mehreren Aufzugkabinen können innerhalb des Aufzugschachts verlagert werden, wobei im Falle mehrerer Aufzugkabinen diese vorzugsweise unabhängig voneinander verlagerbar sein sollten. Hierzu können ein oder mehrere Linearmotoren eingesetzt werden.
Linearmotoren sind elektrische Antriebsmaschinen, welche im Gegensatz zu herkömmlichen rotierenden Elektromotoren ein linear zu verlagerndes Objekt nicht mit Hilfe einer Rotationsbewegung indirekt kraftbeaufschlagen, sondern welche auf das Objekt direkt eine linear entlang eines Bewegungsweges gerichtete Kraft ausüben können. Der Bewegungsweg kann dabei geradlinig oder als gekrümmte Bahn verlaufen. Ein Linearmotor verfügt hierzu über einen stationären Teil und einen bewegbaren Teil, welche relativ zueinander entlang des Bewegungsweges verlagert werden können. Zwischen dem stationären und dem bewegbaren Teil werden hierzu zeitlich und räumlich variierende Magnetfelder erzeugt, welche die für diese Relativverlagerung notwendigen Kräfte bewirken. Hierzu können an einem der beiden Teile Elektromagnete beispielsweise in Form von Spulen vorgesehen sein, die durch gezielte Bestromung die zeitlich variierenden Magnetfelder erzeugen. An dem anderen der beiden Teile können ebenfalls Magnetfeld-erzeugende Komponenten, insbesondere Permanentmagnete, vorgesehen sein.
Je nach Polung können die jeweils erzeugten Magnetfelder zwischen den beiden Teilen des Linearmotors anziehende oder abstossende Kräfte bewirken. Ein Teil dieser Kräfte wirkt längs des Bewegungsweges, entlang dessen die den stationären Teil bildenden Magnetfeld-erzeugenden Komponenten des Linearmotors angeordnet sind. Ein anderer Teil dieser Kräfte wirkt jedoch quer zu diesem Bewegungsweg, sodass der bewegbare Teil des Linearmotors hin zu dem stationären Teil gezogen wird. Im Allgemeinen wird eine geeignete Lagerung und/oder Schmierung dazu eingesetzt, einen direkten reibungsintensiven mechanischen Kontakt zwischen dem stationären Teil und dem bewegbaren Teil des Linearmotors vermeiden.
Bei Antriebseinrichtungen, welche zum Verlagern einer Aufzugkabine in einer Aufzuganlage einen Linearmotor einsetzen, bewegt sich der an der Aufzugkabine festgelegte bewegbare Teil des Linearmotors relativ zu dem an der Aufzugschachtwand festgelegten stationären Teil. Der bewegbare Teil des Linearmotors kann dabei an der Aufzugkabine oder an einem diese tragenden Rahmen befestigt sein bzw. mit diesem in Wirkverbindung stehen. Der stationäre Teil des Linearmotors kann direkt an der Aufzugschachtwand oder an einer direkt oder indirekt an der Aufzugschachtwand angebrachten anderen Komponente der Aufzuganlage wie beispielsweise einer Lührungsschiene befestigt sein.
Zwischen den beiden Teilen des Linearmotors werden herkömmlich mechanische Lager wie beispielsweise Wälzlager eingesetzt, um bei der Relativbewegung beider Teile zueinander ein Auftreten übermässiger Reibung und dadurch möglicherweise bedingten Verschleiss zu minimieren. Insbesondere sollen solche Lager der Anziehungskraft standhalten können, welche in dem Linearmotor aufgrund der während dessen Betriebs generierten Magnetfelder zwischen dem stationären Teil und dem bewegbaren Teil wirken.
Allerdings unterliegen solche mechanischen Lager im Allgemeinen selbst einem gewissen Verschleiss. Lemer neigen mechanischen Lager dazu, Geräusche zu erzeugen, was insbesondere bei Aufzuganlagen als störend oder verunsichernd auf Passagiere wirken kann. Ausserdem sind mechanische Lager im Regelfall speziell für bestimmte Relativbewegungsrichtungen ausgelegt, lassen aber andere Relativbewegungsrichtungen nicht ohne Weiteres zu, sodass eine Lagerung von Lagerpartnem, die in unterschiedlichen Richtungen relativ zueinander verlagerbar sein sollen, mit herkömmlichen mechanischen Lagern oft nicht oder nur mit hohem Aufwand realisiert werden kann.
Es wird nun vorgeschlagen, anstatt oder gegebenenfalls ergänzend zu solchen mechanischen Wälzlagern sogenannte Luftlager zwischen dem stationären Teil und dem bewegbaren Teil des Linearmotors in einer Antriebseinrichtung einer Aufzuganlage einzusetzen.
Unter einem Luftlager kann ein Lager verstanden werden, bei dem relativ zueinander bewegbare Lagerpartner durch einen dünnen Luftfilm voneinander getrennt werden. Der Luftfilm kann dabei bewirken, dass die beiden Lagerpartner einander nicht direkt mechanisch kontaktieren. Der Luftfilm kann somit als Druckpolster angesehen werden, der die beiden Lagerpartner entgegen etwaiger anderer Kräfte auf Abstand voneinander hält. Luftlager können somit auch als Gleitlager angesehen werden, bei denen die Luft, welche in einen Luftspalt zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen zweier sich relativ zueinander zu bewegender Lagerpartner gepresst wird, als Schmiermedium dient.
Dementsprechend können Reibung und/oder Haftgleiteffekte zwischen den beiden Lagerpartnem in vorteilhafter Weise weitgehend vermieden oder zumindest minimiert werden.
Ausserdem hält der in dem Luftlager generierte Luftfilm die beiden Lagerpartner auf Abstand voneinander, ohne im Allgemeinen Bewegungsrichtungen der beiden Lagerpartner relativ zueinander in verschiedenen Richtungen entlang der Ebene, in der der Luftfilm erzeugt wird, zu beschränken. Dementsprechend können die beiden Lagerpartner sich typischerweise in beliebigen Richtungen entlang einer Ebene, die sich parallel zu der Grenzfläche zwischen den beiden Lagerpartnem erstreckt, bewegen lassen.
Da als Schmiermittel lediglich Luft eingesetzt wird, entstehen in dem Luftlager im Allgemeinen keine wesentlichen Verschmutzungen. Wegen fehlender mechanischer Reibung kommt es auch nicht zu Abrieb zwischen den Lagerpartnem. Dementsprechend braucht das Luftlager im Regelfall auch nicht gereinigt werden und kann bestenfalls wartungsfrei sein.
Der Begriff „Luft“ kann in diesem Zusammenhang breit und allgemein stellvertretend für Gase verstanden werden, da vorliegend hauptsächlich die physikalischen Eigenschaften des gasförmigen Mediums von Relevanz sind und es auf die chemische Zusammen setzung des Gases für die Wirkung in dem Luftlager im Allgemeinen nicht ankommt.
Gemäss einer Ausführungsform ist das Luftlager als aerostatisches Luftlager konfiguriert und hierzu mit einer Luftzuführung ausgestattet, welche unter Druck stehende Luft in den Luftspalt zwischen dem stationären Teil und dem bewegbaren Teil presst.
Unter einem aerostatischen Luftlager kann hierbei ein Luftlager verstanden werden, bei dem bereits in einem stationären Zustand, bei dem sich die beiden Lagerpartner relativ zueinander nicht bewegen, ein die Lagerpartner voneinander beabstandendes Druckluft polster zwischen den Lagerpartnem erzeugt wird.
Hierzu verfügt das Luftlager im Allgemeinen über eine Druckluftversorgung, welche unter Druck stehende Luft an die Grenzfläche zwischen dem stationären und dem bewegbaren Teil des Linearmotors presst und hierdurch den Luftspalt zwischen diesen Teilen erzeugt. Die Druckluftversorgung kann beispielsweise über einen Kompressor verfügen. Ergänzend kann die Druckluftversorgung einen Druckluftspeicher bzw. ein Druckluftreservoir aufweisen. Lemer kann die Druckluftversorgung beispielsweise über ein oder mehrere Düsen verfügen, welche in den Luftspalt münden. Die Düsen können von dem Kompressor und/oder dem Druckluftspeicher mit unter Druck stehender Luft versorgt werden. An den Luftspalt angrenzende Kanäle können die zugeführte Druckluft lateral entlang den den Luftspalt begrenzenden Oberflächen leiten.
Lür den hierin beschriebenen Anwendungsfall kann die Luft beispielsweise mit einem Druck von zwischen 2000 hPa (2 Bar) und 10000 hPa (10 Bar), vorzugsweise zwischen 3000 hPa und 6000 hPa, in den Luftspalt gepresst werden. Derartige Drücke können im Allgemeinen genügen, um den bewegbaren Teil und den stationären Teil des Linear motors entgegen der Kräfte, die beim Betrieb des Linearmotors aufgrund der dabei erzeugten Magnetfelder als Anziehungskräfte zwischen dem bewegbaren Teil und dem stationären Teil aufeinander zu generiert werden, ausreichend voneinander auf Abstand halten zu können.
Gemäss einer Ausführungsform kann das Luftlager insbesondere dazu konfiguriert sein, den Luftspalt mit einer Spaltbreite von weniger als 0,1 mm zu erzeugen.
Anders ausgedrückt können in dem Luftlager wirkende Luftdrücke, Ausgestaltungen von Düsen, welche die Luft in den zu erzeugenden Luftspalt leiten, und/oder andere Eigenschaften des Luftlagers, welche die Ausbildung des zu erzeugenden Luftspalts beeinflussen, derart ausgestaltet sein, dass der zwischen den beiden Teilen des Linearmotors bewirkte Luftspalt eine Spaltbreite von weniger als 0, 1 mm, vorzugsweise weniger als 50 pm, insbesondere bevorzugt zwischen 1 pm und 20 pm oder weiter bevorzugt zwischen 2 pm und 10 pm, ausgebildet. Das Luftlager kann dabei ferner dazu ausgebildet sein, den Luftspalt mit einer homogenen Spaltbreite auszubilden, d.h. die Spaltbreite sollte entlang der Erstreckung des Luftspalts um möglichst weniger als beispielsweise 30 %, vorzugsweise weniger als 10 %, variieren.
Ein solcher Luftspalt kann einerseits einen ausreichenden Abstand zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Teilen des Linearmotors schaffen, um für ausreichende Luftschmierung und somit für minimale Reibung zu sorgen. Andererseits kann zur Bildung eines derart engen Luftspalts ein verhältnismässig geringer Luftstrom genügen, wodurch Anforderungen an zu komprimierende und in den Luftspalt zuzuführende Mengen von Luft in akzeptablen Grenzen gehalten werden können.
Gemäss einer Ausführungsform kann der stationäre Teil des Linearmotors in einer Richtung orthogonal zu seiner zu dem bewegbaren Teil gerichteten Oberfläche flexibel verlagerbar an der Schachtwand gehalten sein und/oder der bewegbare Teil des Linearmotors in einer Richtung orthogonal zu seiner zu dem stationären Teil gerichteten Oberfläche flexibel verlagerbar an der Aufzugkabine gehalten sein.
Anders ausgedrückt können der stationäre Teil des Linearmotors und/oder der bewegbare Teil des Linearmotors vorzugsweise nicht vollkommen starr an der Schachtwand bzw. der Aufzugkabine festgelegt sein. Stattdessen kann es vorteilhaft sein, diese Teile des Linearmotors zumindest in einem geringen Masse flexibel verlagerbar mit der Schachtwand bzw. der Aufzugkabine zu koppeln. Die flexible Anbindung soll dabei derart ausgestaltet sein, dass sich der jeweilige Teil des Linearmotors relativ zu der Aufzugkomponente, an der er festgelegt werden soll, in der zu dem jeweils anderen Teil des Linearmotors gerichteten Richtung zumindest geringfügig und in elastischer Weise verlagern lässt.
Mit einer solchen Verlagerbarkeit der beiden Teile des Linearmotors relativ zueinander, kann unter anderem bewirkt werden, dass der zwischen diesen Teilen ausgebildete Luftspalt hinsichtlich seiner Spaltbreite zumindest geringfügig variieren kann. Beispielsweise soll die Verlagerbarkeit derart ausgestaltet sein, dass der Luftspalt in seiner Spaltbreite um wenigstens 20 %, vorzugsweise wenigstens 50 % oder sogar wenigstens 100 % variieren kann. Anders ausgedrückt kann die mechanische Anbindung des stationären Teils an die Aufzugschachtwand und/oder des verlagerbaren Teils an die Kabine derart ausgestaltet sein, dass sich der jeweilige Teil um beispielsweise bis zu 50 pm oder zumindest bis zu 20 pm elastisch hin zu der Aufzugschachtwand bzw. der Kabine verlagern lässt.
Durch die zumindest geringfügig flexible Anbindung von Teilen des Linearmotors an die von ihm relativ zueinander zu bewegenden Komponenten der Aufzuganlage können beispielsweise Unebenheiten, wie sie an einer möglichst glatt auszubildenden, zu dem Luftspalt gerichteten Oberfläche des stationären Teils des Linearmotors auftreten können, kompensiert werden. Anders ausgedrückt können Unebenheiten in dem Bewegungsweg des Linearmotors zumindest teilweise ausgeglichen werden.
Gemäss einer Ausführungsform umfasst der stationäre Teil aktive bestrombare Elektromagnete, wohingegen der bewegbare Teil des Linearmotors passive Permanentmagnete umfasst.
Mit anderen Worten soll deijenige Teil des Linearmotors, mit dem zeitlich variierbar magnetische Felder erzeugt werden sollen, durch den an der Aufzugschachtwand festgelegten stationären Teil gebildet werden. Der stationäre Teil kann hierzu Elektromagnete aufweisen, bei denen mithilfe eines durch eine Spule geleiteten elektrischen Stromes ein magnetisches Feld erzeugt werden kann. Abhängig von einer Richtung und einer Stromstärke des Stromes können dabei eine Polung und eine Stärke des magnetischen Feldes beeinflusst werden, wodurch dieser Teil auch als aktiver Teil des Linearmotors bezeichnet werden kann.
In dem passiven Teil des Linearmotors hingegen können lediglich statische Magnetfelder generiert werden, beispielsweise durch dort vorgesehene Permanentmagnete (Dauermagnete). Dabei ist zu bevorzugen, den passiven Teil des Linearmotors durch den an der Aufzugkabine festgelegten bewegbaren Teil zu bilden. Dementsprechend braucht für diesen bewegbaren Teil keinerlei Stromversorgung vorgesehen werden, sodass insbesondere eine aufwändige Verkabelung der Aufzugkabine entfallen kann.
Gemäss einer Ausführungsform kann die Aufzugkabine mit einer Rucksackkonstruktion ausgebildet sein und der bewegbare Teil des Linearmotors an der Rückseite der Rucksackkonstruktion angeordnet sein.
Bei einer in Rucksackkonstruktion ausgebildeten Aufzugkabine wird die Aufzugkabine lediglich an einer Seite gehalten. Typischerweise wird die Aufzugkabine von einem Rahmen gehalten, der die Aufzugkabine von einer Rückseite her hält. Die Rückseite liegt dabei im Allgemeinen einer Frontseite der Aufzugkabine gegenüber, an der beispielsweise eine Kabinentür vorgesehen ist, durch die Passagiere ein- und aussteigen können. Der Rahmen trägt die Aufzugkabine und dient zur Kraftübermittlung einer von der Antriebseinrichtung ausgeübten Kraft auf die Aufzugkabine. Bei herkömmlichen Aufzügen greifen bei einer Rucksackkonstruktion die Tragseile bzw. Trageriemen regelmässig an einem hinter der Aufzugkabine befindlichen Teil des Rahmens an.
In ähnlicher Weise soll bei der hierin beschriebenen Aufzuganlage die Antriebs einrichtung die zum Verlagern der Aufzugkabine notwendigen Kräfte in einem hinteren Bereich an oder angrenzend an die Aufzugkabine, insbesondere auf einen dort befindlichen Teil eines Rahmens, ausüben. Da die Antriebseinrichtung in diesem Fall von einem oder mehreren Linearmotoren gebildet wird, bedeutet dies, dass der bewegbare Teil eines solchen Linearmotors am hinteren Teil der Aufzugkabine, das heisst insbesondere an dem dort befindlichen Teil des Rahmens, angebracht ist. Die Aufzugkabine wird in diesem Fall von lediglich einer Seite her gehalten, sodass die von den Magneten bewirkten anziehenden Kräfte, wie sie in dem Linearmotor erzeugt werden, die Aufzugkabine daran hindert, zu kippen und von dem Bewegungsweg weg zu fallen. Insgesamt wird hierdurch eine besonders einfache Konstruktion für die Aufzuganlage ermöglicht.
Gemäss einer Ausführungsform weist die Aufzuganlage mehrere Aufzugkabinen auf, die innerhalb des gleichen Aufzugschachts zu verlagern sind.
Anders ausgedrückt können innerhalb eines gemeinsamen Aufzugschachts mehrere Aufzugkabinen verlagert werden. Jede Aufzugkabine kann dabei vorzugsweise unabhängig von den anderen Aufzugkabinen verlagert werden. Jede einzelne Aufzugkabine kann hierbei über einen ihr zugeordneten Linearmotor verfügen, der angesteuert werden kann, um diese Aufzugkabine individuell verlagern zu können.
Dabei braucht nicht unbedingt jeder Linearmotor jeder Aufzugkabine einen eigenen stationären Teil und einen eigenen bewegbaren Teil aufzuweisen. Stattdessen kann ein gemeinsam zu nutzender stationärer Teil in dem Aufzugschacht festgelegt sein. Elektromagnete in diesem stationären Teil können individuell bestromt werden, sodass der gesamte stationäre Teil als in Segmente unterteilt angesehen werden kann. Dementsprechend können Spulen in einem oder einigen der Segmente gezielt geeignet bestromt werden, um eine der Aufzugkabinen, die sich angrenzend an dieses Segment befindet, individuell durch Wechselwirkung mit deren bewegbarem Teil des Linearmotors verlagern zu können.
Gemäss einer Ausführungsform kann der Aufzugschacht vertikale Bereiche und nicht vertikale Bereiche aufweisen.
Beispielsweise kann der Aufzugschacht einen vertikalen Bereich aufweisen, der verschiedene Stockwerke innerhalb eines Gebäudes miteinander verbindet. Von diesem vertikalen Bereich ausgehend können ein oder mehrere nicht-vertikalen Bereiche, insbesondere horizontale Bereiche, abgehen. Aufzugkabinen können hierbei entlang des vertikalen Bereichs verlagert werden, um Personen zwischen den Stockwerken zu befördern. Wenn es dabei zwischen verschiedenen Aufzugkabinen zu Konfliktsituationen kommt, bei denen beispielsweise eine Kabine eine andere Kabine überholen soll oder entgegenkommende Kabinen einander ausweichen sollen, kann eine der Kabinen in einen nahe liegenden nicht-vertikalen Bereich verfahren werden, d.h. quasi der anderen Kabine kurzzeitig ausweichen. Gegebenenfalls können auch zwei separate vertikale Bereiche einen gemeinsam zu nutzenden Aufzugschacht bilden, sodass beispielsweise nach oben fahrende Aufzugkabinen immer in einem Schacht bewegt werden und über einen der nicht-vertikalen Bereiche in den anderen Schacht gelangen können, um dort wieder nach unten fahren zu können.
Für eine derartige Ausgestaltung einer Aufzuganlage kann es einerseits vorteilhaft sein, die Antriebseinrichtung mit ihren Linearmotoren derart auszugestalten, dass damit die Aufzugkabinen in vertikaler wie auch in nicht-vertikaler Richtung verlagert werden können. Andererseits sollte auch eine Lagerung und/oder eine Führung, die die Aufzugkabine während ihrer verschiedenen Verlagerungen lagert bzw. führt, die Verlagerungsbewegungen der Aufzugkabine in den verschiedenen Richtungen zulassen können.
Hierzu kann gemäss einer Ausführungsform die Antriebseinrichtung einen Linearmotor, der hierin nachfolgend auch als Vertikal-Linearmotor bezeichnet wird, aufweisen, dessen länglicher stationärer Teil sich vertikal erstreckt und der dazu konfiguriert ist, die Aufzugkabine vertikal zu verlagern.
Mit anderen Worten ist der Vertikal-Linearmotor dazu ausgelegt, die Aufzugkabine entlang eines vertikalen Bewegungsweges zu verlagern. Hierzu kann der Vertikal- Linearmotor über eine Vielzahl von individuell bestrombaren Elektromagneten verfügen, die entlang des Bewegungsweges zumindest im Wesentlichen vertikal übereinander angeordnet sind. Mithilfe des Vertikal -Linearmotors kann somit eine einzelne Aufzugkabine oder jede einer Mehrzahl von Aufzugkabinen individuell innerhalb des Aufzugschachts aufwärts und abwärts verlagert werden.
Alternativ oder vorzugsweise ergänzend kann, gemäss einer Ausführungsform, die Antriebseinrichtung einen Linearmotor, der hierin nachfolgend auch als Horizontal- Linearmotor bezeichnet wird, aufweisen, dessen länglicher stationärer Teil sich horizontal erstreckt und der dazu konfiguriert ist, die Aufzugkabine horizontal zu verlagern. Der Horizontal-Linearmotor ermöglicht somit eine Verlagerung der Aufzugkabine entlang eines horizontalen Bewegungsweges bzw. eines Bewegungsweges, der nicht vollkommen vertikal ist, sondern zumindest eine horizontale Komponente aufweist. Der Begriff „horizontal“ kann in diesem Zusammenhang breit ausgelegt werden als quer zu einer vertikalen Richtung, vorzugsweise senkrecht zu einer vertikalen Richtung. Hierzu kann der Horizontal-Linearmotor über eine Vielzahl von individuell bestrombaren Elektromagneten verfügen, die entlang des Bewegungsweges zumindest im Wesentlichen horizontal nebeneinander angeordnet sind. Elektromagneten eines solchen Horizontal- Linearmotors sind dabei horizontal beabstandet nebeneinander angeordnet. Mithilfe eines solchen Horizontal-Linearmotors kann eine Aufzugkabine somit aus der Vertikalen heraus beispielsweise in einen horizontal abzweigenden Teilbereich des Aufzugschachts verlagert werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann die Antriebseinrichtung einen ergänzenden Linearmotor aufweisen, der dazu konfiguriert und angeordnet ist, eine Kraft auf die Aufzugkabine zu bewirken, welche einem auf die Aufzugkabine wirkenden Kippmoment entgegenwirkt.
Der ergänzende Linearmotor kann dabei ähnlich aufgebaut sein, wie der Vertikal- Linearmotor oder der Horizontal-Linearmotor und/oder kann unabhängig von diesen Linearmotoren angesteuert werden. Der ergänzende Linearmotor kann vorzugsweise in einer gleichen Ebene mit dem zuvor beschriebenen Vertikal-Linearmotor und/oder dem Horizontal-Linearmotor angeordnet sein. Dabei kann der ergänzende Linearmotor lateral beabstandet zu dem Vertikal-Linearmotor bzw. dem Horizontal-Linearmotor angeordnet sein.
Gemäss einer konkreten Ausgestaltung kann der ergänzende Linearmotor als zweiter Vertikal-Linearmotor ausgebildet sein, der in einem seitlichen Abstand beispielsweise parallel zu dem ersten Vertikal-Linearmotor zum Bewirken einer vertikalen Verlagerungsbewegung für die gleiche Aufzugkabine konfiguriert ist.
Mithilfe des ergänzenden Linearmotors kann dabei eine zusätzliche Kraft auf die Aufzugkabine bewirkt werden. Aufgrund der Beabstandung zwischen dem ergänzenden Linearmotor und dem Vertikal-Linearmotor bzw. dem Horizontal-Linearmotor kann hierdurch ein Drehmoment auf die Aufzugkabine erzeugt werden. Ein solches Drehmoment kann um eine Achse herum wirken, welche orthogonal zu dem Luftspalt in dem Linearmotor steht. Dieses Drehmoment kann dabei derart eingestellt werden, dass es einem auf die Aufzugkabine wirkenden Kippmoment entgegenwirkt. Ein solches Kippmoment kann beispielsweise auf die Aufzugkabine wirken, wenn sich eine oder mehrere Personen innerhalb der Aufzugkabine nicht im Wesentlichen im Zentrum der Aufzugkabine, sondern entfernt von deren Schwerpunkt, aufhalten. Durch geeignetes Ansteuem des ergänzenden Linearmotors kann ein solches Kippmoment somit weitgehend kompensiert werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann die Antriebseinrichtung angrenzend an den Luftspalt eine Bremsbeschichtung aufweisen.
Mit anderen Worten kann beispielsweise an einer zu dem Luftspalt gerichteten Oberfläche des stationären Teils des Linearmotors und/oder an einer gegenüberliegenden und zu dem Luftspalt gerichteten Oberfläche des bewegbaren Teils des Linearmotors eine spezielle Bremsbeschichtung vorgesehen sein. Diese Bremsbeschichtung kann beispiels weise eine erhöhte Reibung zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen aufweisen, wenn diese in mechanischen Kontakt miteinander kommen, als dies der Pall wäre ohne eine solche Bremsbeschichtung. Beispielsweise kann eine solche Bremsbeschichtung aus einem Kunststoff, insbesondere einem Polymer bzw. Elastomer bestehen.
Das Vorsehen einer solchen Bremsbeschichtung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn gemäss einer Ausführungsform das Luftlager steuerbar aktivierbar und deaktivierbar ist.
In diesem Pall kann die Antriebseinrichtung ergänzend auch als Bremseinrichtung eingesetzt werden. Solange das Luftlager aktiviert ist, werden der stationäre Teil und der bewegbare Teil des Linearmotors über den dazwischen generierten Luftspalt voneinander beabstandet. Die Generierung des Luftspalts kann jedoch durch Deaktivieren des Luftlagers temporär unterbrochen werden, beispielsweise indem eine Druckluft versorgung mithilfe von steuerbaren Ventilen zeitweise geschlossen wird. Sobald das Luftlager deaktiviert wird, kommen die einander gegenüberliegenden Oberflächen beider Teile des Linearmotors miteinander in mechanischen Kontakt und werden, getrieben durch die in dem Linearmotor erzeugten und zwischen den beiden Teilen des Linearmotors anziehend wirkenden magnetischen Kräfte, gegeneinander gepresst. Die Bremsbeschichtung kann dabei einerseits eine erhöhte Friktion zwischen den sich entlang des Bewegungsweges relativ zueinander bewegenden Teilen des Linearmotors bewirken. Andererseits kann die Bremsbeschichtung derart ausgestaltet sein bzw. derart wirken, dass Beschädigungen an den Teilen des Linearmotors aufgrund der erzeugten Reibung und/oder dadurch entstehender Wärme vermieden werden können.
Insbesondere für den Fall, dass in der Aufzuganlage mehrere Aufzugkabinen unabhängig voneinander verlagerbar sein sollen, kann es gemäss einer Ausführungsform vorteilhaft sein, das Luftlager mit einer Vielzahl von Luftlagersegmenten auszubilden, welche entlang eines Bewegungsweges der Aufzugkabine hintereinander angeordnet sind, wobei die Luftlagersegmente einzeln steuerbar aktivierbar und deaktivierbar sind.
Anders ausgedrückt kann es vorteilhaft sein, dass Luftlager nicht als einheitliches Bauelement auszubilden, dass sich über weite Strecken innerhalb des Aufzugschachts, d.h. beispielsweise vertikal von nahe einem Schachtboden bis zu nahe einer Schachtdecke, erstreckt und dessen Funktion nur über seine gesamte Erstreckungslänge hin gesteuert werden kann. Stattdessen kann das Luftlager aus mehreren Luftlager segmenten zusammengesetzt sein, welche individuell aktiviert und deaktiviert werden können. Die Luftlagersegmente können dabei entlang des angestrebten Bewegungsweges der Aufzugkabine benachbart zueinander angeordnet werden, sodass bei geeigneter Ansteuerung der Luftlagersegmente der verlagerbare Teil des Linearmotors stets durch einen Luftspalt, der von den lokal angrenzenden Luftlagersegmenten generiert wird, von dem benachbarten stationären Teil des Linearmotors beabstandet werden kann. Mit anderen Worten kann die von dem Luftlager bewirkte Lagerung jeweils durch gezieltes Ansteuem der lokalen Luftlagersegmente am aktuellen Ort der Aufzugkabine hervorgerufen werden. Die Luftlagerung kann hierdurch effizienter werden, da Luftverluste an nicht benötigten Positionen des Luftlagers vermieden werden können.
Insbesondere, wenn mehrere Aufzugkabinen unabhängig voneinander verlagert werden sollen, kann die Möglichkeit, die Luftlagersegmente unabhängig voneinander ansteuem zu können, ausserdem dazu genutzt werden, durch lokales Deaktivieren einzelner Fuftlagersegmente gezielt eine Bremswirkung für eine einzelne der Aufzugkabinen zu generieren. Hierzu können diejenigen Fuftlagersegmente, die sich angrenzend an eine aktuelle Position der zu bremsenden Aufzugkabine befinden, gezielt zeitweise deaktiviert werden, sodass sich der bewegbare Teil des Finearmotors dieser Aufzugkabine an den stationären Teil anlegt und die dabei entstehende Reibung zu der gewünschten Bremswirkung auf die Aufzugkabine führt.
Es wird daraufhingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Aufzuganlage und insbesondere des darin verwendeten Finearmotors und des darin verwendeten Fuftlagers beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine seitliche Schnittansicht auf eine Aufzuganlage gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Frontansicht auf eine Aufzuganlage gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht massstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale
In den Fign. 1 und 2 sind Komponenten einer Aufzuganlage 1 in seitlicher bzw. frontaler Schnittansicht schematisch dargestellt. Die Aufzuganlage 1 verfügt über einen Aufzugschacht 3, in dem wenigstens eine Aufzugkabine 5 verlagert werden kann. Um die Aufzugkabine 5 verlagern zu können, ist eine Antriebseinrichtung 7 vorgesehen. Die Antriebseinrichtung 7 umfasst einen Linearmotor 9 mit einem an einer Wand 11 des Aufzugschachts 3 festgelegten stationären Teil 13 und einem an der Aufzugkabine 5 festgelegten bewegbaren Teil 15. Ferner verfügt die Antriebseinrichtung über ein Luftlager 17, dass zwischen dem stationären Teil 13 und dem bewegbaren Teil 15 des Linearmotors 9 ausgebildet ist, um diese beiden Teile 13, 15 über einen dazwischenliegenden Luftspalt 19 voneinander zu beabstandenden.
In dem dargestellten Beispiel verfügt die Aufzuganlage 1 mit ihrem Aufzugschacht 3 über zwei parallel zueinander verlaufende und horizontal voneinander beabstandet angeordnete vertikale Bereiche 21‘, 21“ sowie zwei parallel zueinander verlaufende und vertikal voneinander beabstandete nicht-vertikale, insbesondere horizontale Bereiche 23 ‘, 23“. Die beiden horizontalen Bereiche 23 ‘, 23“ verbinden die beiden vertikalen Bereiche 21 ‘ , 21 “ miteinander.
In dem derart zweiteilig aufgebauten Aufzugschacht 3 können mehrere Aufzugkabinen 5‘, 5“ unabhängig voneinander verlagert werden. Beispielsweise kann eine Aufzugkabine 5‘ in einem der vertikalen Bereiche 21 ‘ nach oben fahren. An einem oberen Ende des vertikalen Bereichs 21 ‘ angekommen kann diese Aufzugkabine 5‘ horizontal durch den dortigen horizontalen Bereich 23 ‘ hin zu dem anderen vertikalen Bereich 21“ verlagert werden. Anschliessend kann die Aufzugkabine 5‘ durch diesen vertikalen Bereich 21“ nach unten verlagert werden, um letztlich durch den dort befindlichen anderen horizontalen Bereich 23 ‘ ‘ wieder ihre anfängliche Position in dem erstgenannten vertikalen Bereich 21 ‘ erreichen zu können.
Um die Aufzugkabine 5 entsprechend verfahren zu können, weist die Antriebseinrichtung 7 mehrere Linearmotoren 9 auf.
Insbesondere sind Vertikal -Linearmotoren 25 dazu vorgesehen, die Aufzugkabine 5 mit einer vertikal nach oben gerichteten Kraft 27 zu beaufschlagen. Diese Kraft 27 kann dabei eine Gewichtskraft der Aufzugkabine 5 überkompensieren, sodass die Aufzugkabine 5 nach oben bewegt werden kann.
Im dargestellten Beispiel sind in jedem der beiden vertikalen Bereiche 21 des Aufzugschachts 3 jeweils Komponenten für einen Vertikal-Linearmotor 25 vorgesehen, der sich im Wesentlichen entlang einer gesamten Länge des vertikalen Bereichs 21 erstreckt und somit für eine Verlagerung der Aufzugkabine 5 entlang eines Bewegungsweges, der sich über die gesamte Länge des vertikalen Bereichs 21 erstreckt, ausgelegt ist.
Der Vertikal-Linearmotor 25 verfügt dabei über einen stationären Teil 29, der an der Wand 11 des Aufzugschachts 3 angebracht ist, sowie über einen bewegbaren Teil 31, der an der Aufzugkabine 5 angebracht ist. Der stationäre Teil 29 ist hierbei im dargestellten Beispiel als aktiver Teil des Vertikal-Linearmotors 25 ausgestaltet, um zeitlich und/oder räumlich variierende Magnetfelder zu erzeugen. Hierzu ist der stationäre Teil 29 in eine Vielzahl von Linearmotorsegmenten 33 unterteilt. Die Linearmotorsegmente 33 sind vertikal übereinander in einer linearen Anordnung an der Wand 11 des Aufzugschachts 3 verankert. In jedem Linearmotorsegment 33 ist ein Elektromagnet 35 in Form beispiels weise einer bestrombaren Spule vorgesehen. Eine Bestromung der Elektromagnete 35 in den verschiedenen Linearmotorsegmenten 33 kann beispielsweise von einer Steuerung 37 gesteuert oder geregelt werden (aus Übersichtlichkeitsgründen wurde eine Verkabelung der Linearmotorsegmente 33 mit der Steuerung 37 nicht dargestellt). Der bewegbare Teil 31 des Vertikal-Linearmotors 25 ist als passiver Teil ausgestaltet und verfügt zur Erzeugung von zeitlich konstanten Magnetfeldern über Permanentmagnete 39.
Ferner verfügt die Antriebseinrichtung 7 über Horizontal -Linearmotoren 4L Die Horizontal -Linearmotoren 41 sind dazu ausgelegt, zeitlich variierende Magnetfelder zu erzeugen, mithilfe derer eine horizontal gerichtete Kraft 43 auf die Aufzugkabinen 5 ausgeübt werden kann. Im dargestellten Beispiel befinden sich Komponenten der Horizontal -Linearmotoren 41 an jedem der horizontalen Bereiche 23 des Aufzugschachts 3, um die Aufzugkabinen 5 jeweils durch einen dieser horizontalen Bereiche 23 verlagern zu können.
Auch die Horizontal -Linearmotoren 41 verfügen über einen stationären Teil 45 und einen bewegbaren Teil 47. Der stationäre Teil 43 ist wiederum an der Wand 11 des Aufzugschachts 3 angebracht und als aktiver Teil mit darin vorgesehenen Elektromagneten 35 ausgestaltet. Der stationäre Teil 43 erstreckt sich dabei über die gesamte Breite der beiden nebeneinander angeordneten vertikalen Bereiche 21 des Aufzugschachts 3 einschliesslich des dazwischenliegenden horizontalen Bereichs 23. Linearmotorsegmente 33 können hierbei horizontal nebeneinander angeordnet sein. Der bewegbare Teil 47 ist als passiver Teil an der Aufzugkabine 5 angebracht.
Ausserdem verfügt die Antriebseinrichtung 7 über ergänzende Linearmotoren 49. Diese ergänzenden Linearmotoren 49 sind dazu ausgelegt, Ausgleichskräfte 51 auf die Aufzugkabine 5 zu bewirken, welche einem Kippmoment der Aufzugkabine 5 entgegenwirken. Hierzu können die ergänzenden Linearmotoren 49 derart angeordnet sein, dass die von Ihnen bewirkten Ausgleichskräfte 51 lateral entfernt von den von dem Vertikal-Linearmotor 25 bewirkten Kräften 27 wirken, sodass insgesamt ein Drehmoment auf die Aufzugkabine 5 bewirkt wird, welches die in der Aufzugkabine 5 wirkenden Kippmomente weitestgehend kompensieren kann.
Im dargestellten Beispiel sind die ergänzenden Linearmotoren 49 als zusätzliche, in Vertikal-Richtung verlaufende Linearmotoren ausgestaltet und verlaufen dabei seitlich beabstandet zu einem jeweils zugeordneten Vertikal-Linearmotor 25. Zusammen mit dem zugeordneten Vertikal-Linearmotor 25 kann mithilfe des ergänzenden Linearmotors 49 somit ein Paar von vertikal nach oben oder unten gerichteten Kräften 27, 51 auf die Aufzugkabine 5 ausgeübt werden, zwischen denen sich ein auf die Aufzugkabine 5 wirkendes Drehmoment einstellt, welches ein sich beispielsweise durch eine inhomogene Beladung der Aufzugkabine 5 einstellendes Kippmoment ausgleichen kann.
An den horizontalen Bereichen 23 des Aufzugschachts 3 sind ferner Komponenten von zusätzlichen Linearmotoren 53 vorgesehen. Mithilfe von an der Wand 11 vertikal angeordneten stationären Teilen 54 und an der Aufzugkabine 5 vertikal angeordneten bewegbaren Teilen 56 solcher zusätzlicher Linearmotoren 53 können Haltekräfte 55 erzeugt werden, welche der Gewichtskraft der Aufzugkabine 5 entsprechen, sodass das Gewicht der Aufzugkabine 5, während diese mithilfe des Horizontal -Linearmotors 41 horizontal durch den horizontalen Bereich 23 bewegt wird, mithilfe dieser zusätzlichen Linearmotoren 53 gehalten werden kann.
Von den verschiedenen Linearmotoren 9 werden erhebliche Kräfte auf die Aufzugkabine 5 bewirkt. Dabei wirken nicht nur Kräfte 27, 43, 51, 55 in vertikaler Richtung bzw. horizontaler Richtung in Ebenen parallel zu einem Bewegungsweg der Aufzugkabine 5, sondern es wirken auch Kräfte, die die Aufzugkabine 5 hin zu den stationären Teilen 13 der Linearmotoren 9 ziehen. Insbesondere wirken aufgrund der in den Linearmotoren 9 bewirkten magnetischen Felder Anziehungskräfte zwischen dem jeweiligen stationären Teil 13 und dem zugehörigen bewegbaren Teil 15.
Um die stationären und bewegbaren Teile 13, 15 dennoch reibungsarm relativ zueinander bewegen zu können, ist zwischen ihnen das Luftlager 17 mit dem Luftspalt 19 ausgebildet. Das Luftlager 17 ist dabei vorzugsweise als ein aerostatisches Luftlager ausgebildet. Zu diesem Zweck verfügt das Luftlager 17 über eine Luftzuführung 57, mithilfe derer unter Druck stehendes Gas in den Luftspalt 19 gepresst werden kann. Die Luftzuführung 57 kann hierzu einen Kompressor 59 und/oder ein Druckreservoir 61 aufweisen. Dort erzeugtes bzw. gelagertes unter Druck stehendes Gas kann durch Leitungen (aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt) der Luftzuführung 57 hin zu Düsen 63 geleitet werden, die im dargestellten Beispiel an einer Oberfläche des stationären Teils 13 des Linearmotors 9 in den angrenzenden Luftspalt 19 münden.
Durch Anpassung unterschiedlicher Parameter wie beispielsweise einer geometrischen Anordnung und Dimensionierung der Düsen 63 und einer Anpassung des Drucks des zugeführten Gases auf beispielsweise 4000 - 5000 hPa kann das Luftlager 17 derart konfiguriert werden, dass der Luftspalt 19 eine Spaltbreite S im Bereich von beispielsweise 0,01 - 0,05 mm einnimmt. Der Luftspalt 19 wirkt dabei als Gleitlager zwischen dem stationären Teil 13 und dem bewegbaren Teil 15 des Linearmotors 9.
Der stationäre Teil 13 und/oder der bewegbare Teil 15 können dabei vorzugsweise flexibel verlagerbar an der Wand 11 bzw. an der Aufzugkabine 5 gehalten sein. Hierzu kann ein flexibles Metallblech 65 beispielsweise an einer Rückseite einer die Elektromagneten 35 aufnehmenden tragenden Struktur 67 vorgesehen sein. Beispielsweise können die Spulen, welche die Elektromagnete 35 bilden, in die tragende Struktur 67 aus einem ausgehärteten Harz eingegossen sein. Eine zu dem Luftspalt 19 gerichtete Oberfläche einer solchen tragenden Struktur 67 kann sehr glatt ausgebildet sein. Die tragende Struktur 67 des stationären Teils 13 des Linearmotors 9 kann von hinten her von dem flexiblen Metallblech 65 gehalten sein, sodass die gesamte tragende Struktur 67 mitsamt den Elektromagneten 35 geringfügig orthogonal zu dem bewegbaren Teil 15 des Linearmotors 9 flexibel elastisch verlagert werden kann. Ungenauigkeiten in der Anordnung des stationären und des bewegbaren Teils 13, 15 relativ zueinander können hierdurch zumindest teilweise ausgeglichen werden.
In dem dargestellten Beispiel ist die Kabine 5 der Aufzuganlage 1 mit einer Rucksack konstruktion ausgebildet. Die jeweiligen bewegbaren Teile 15, 31, 47, 56 der unterschiedlichen Linearmotoren 9, 25, 41, 49, 53 sind dabei in einem hinteren Teil der Aufzugkabine 5, insbesondere an einem die Aufzugkabine 5 von hinten her haltenden Rahmen 69, angeordnet.
Im dargestellten Beispiel ist ferner in der Antriebseinrichtung 7 angrenzend an den Luftspalt 19 eine Bremsbeschichtung 71 vorgesehen. Die Bremsbeschichtung 71 kann beispielsweise an einer Oberfläche einer weiteren tragenden Struktur 73 beispielsweise ausausgehärtetem Harz, in das die Permanentmagnete 39 der bewegbaren Teile 31, 47, 56 der Linearmotoren 9, 25, 41, 49 aufgenommen sind, vorgesehen sein. Die Brems beschichtung 71 kann beispielsweise eine Schicht oder ein Bauteil aus einem Polymermaterial oder einem Elastomermaterial sein.
Das Luftlager 17 kann in diesem Fall beispielsweise über die Steuerung 37 lokal steuerbar aktivierbar und deaktivierbar sein. Das Luftlager 17 kann hierzu in eine Vielzahl von Luftlagersegmenten 73 unterteilt sein, welche einzeln steuerbar mit Druckluft beaufschlagt werden können. Hierzu können in Druckluftleitungen beispielsweise steuerbare Ventile vorgesehen sein (nicht dargestellt). Die Luftlager segmente 73 können entlang eines Bewegungsweges der Aufzugkabine 5 übereinander bzw. nebeneinander angeordnet sein. Dementsprechend kann bei Bedarf ein oder mehrere der Luftlagersegmente 73 lokal an der Position, an der sich eine Aufzugkabine 5 aktuell befindet, deaktiviert werden. Ohne den von dem jeweiligen Luftlagersegment 73 erzeugten Luftspalt 19 presst sich der bewegbare Teil 15 gegen den stationären Teil 13 des jeweiligen Linearmotors 9. Aufgrund der zwischen beiden Teilen 13, 15 angeordneten Bremsbeschichtung 71 kann somit eine Bremswirkung auf die sich zuvor verlagernde Aufzugkabine 5 bewirkt werden. Anders ausgedrückt kann das Luftlager 17 bei geeigneter Auslegung und Steuerbarkeit der jeweiligen Luftlagersegmente 73 eine zusätzliche Funktionalität als Bremseinrichtung zum Bremsen von Bewegungen der Aufzugkabine 5 an verschiedenen Orten des Aufzugschachts 3 bereitstellen. Abschliessend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschliessen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschliessen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Aufzuganlage (1), aufweisend: einen Aufzugschacht (3); eine Aufzugkabine (5); eine Antriebseinrichtung (7) zum Verlagern der Aufzugkabine (5) innerhalb des Aufzugschachts (3); wobei die Antriebseinrichtung (7) einen Linearmotor (9) umfasst, welcher einen an einer Schachtwand (11) des Aufzugschachts (3) festgelegten stationären Teil (13) und einen an der Aufzugkabine (5) festgelegten bewegbaren Teil (15) aufweist; wobei die Antriebseinrichtung (7) zwischen dem stationären Teil (13) und dem bewegbaren Teil (15) ein Luftlager (17) aufweist, welches dazu konfiguriert ist, den stationären Teil (13) von dem bewegbaren Teil (15) über einen dazwischenliegenden Luftspalt (19) beabstandet zu halten.
2. Aufzuganlage nach Anspruch 1, wobei das Luftlager (17) als aerostatisches Luftlager mit einer Luftzuführung (57) ausgestattet ist, welche unter Druck stehende Luft in den Luftspalt (19) zwischen dem stationären Teil (13) und dem bewegbaren Teil (15) presst.
3. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Luftlager (17) dazu konfiguriert ist, den Luftspalt (19) mit einer Spaltbreite (S) von weniger als 0,1 mm zu erzeugen.
4. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der stationäre Teil (13) des Linearmotors (9) in einer Richtung orthogonal zu seiner zu dem bewegbaren Teil (15) gerichteten Oberfläche flexibel verlagerbar an der Schachtwand (11) gehalten und/oder der bewegbare Teil (15) des Linearmotors (9) in einer Richtung orthogonal zu seiner zu dem stationären Teil (13) gerichteten Oberfläche flexibel verlagerbar an der Aufzugkabine (5) gehalten ist.
5. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der stationäre Teil (13) aktive bestrombare Elektromagnete (35) umfasst und wobei der bewegbare Teil (15) passive Permanentmagnete (39) umfasst.
6. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufzugkabine (5) mit einer Rucksackkonstruktion ausgebildet ist und der bewegbare Teil (15) des Linearmotors (9) an der Rückseite der Rucksackkonstruktion angeordnet ist.
7. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufzuganlage (1) mehrere Aufzugkabinen (5‘, 5“) aufweist, die innerhalb des gleichen Aufzugschachts (3) zu verlagern sind.
8. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Aufzugschacht (3) vertikale Bereiche (21‘, 21“) und nicht-vertikale Bereiche (23 ‘, 23“) aufweist.
9. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (7) einen Vertikal-Linearmotor (25) aufweist, dessen stationärer Teil (29) sich vertikal erstreckt und der dazu konfiguriert ist, die Aufzugkabine (5) vertikal zu verlagern.
10. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (7) einen Horizontal -Linearmotor (41) aufweist, dessen stationärer Teil (45) sich horizontal erstreckt und der dazu konfiguriert ist, die Aufzugkabine (5) horizontal zu verlagern.
11. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (7) einen ergänzenden Linearmotor (49) aufweist, der dazu konfiguriert und angeordnet ist, eine Ausgleichskraft (51) auf die Aufzugkabine (5) zu bewirken, welche einem auf die Aufzugkabine (5) wirkenden Kippmoment entgegenwirkt.
12. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (7) angrenzend an den Luftspalt (19) eine Bremsbeschichtung (71) aufweist. 13. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Luftlager
(19) steuerbar aktivierbar und deaktivierbar ist.
14. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Luftlager (19) mit einer Vielzahl von Luftlagersegmenten (73) ausgebildet ist, welche entlang eines Bewegungsweges der Aufzugkabine (5) hintereinander angeordnet sind, wobei die Luftlagersegmente (73) einzeln steuerbar aktivierbar und deaktivierbar sind.
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