JP2004505873A - アキュムレータを有する油圧エレベータ - Google Patents

アキュムレータを有する油圧エレベータ Download PDF

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Abstract

本発明は、アキュムレータ(16)を有する油圧エレベータに関する。本発明によれば、油圧駆動機構(2)とアキュムレータ(16)との間に、モータ(14)によって駆動されるポンプ(13)が配設されており、このポンプによって、作動油が、油圧駆動機構(2)からアキュムレータ(16)へと、また逆に移送可能であり、その際、作動油の流動に影響を与える調整弁が、例えば比例的に予備制御された弁が存在するということはない。ポンプ(13)には、一方でシリンダ導管(11)内の圧力P が、またアキュムレータ導管(15)内の圧力P が作用するので、ポンプ(13)のモータ(14)は、圧力差に対して作動しなければならないだけであり、一定の作動状態で、更に発電機として作用し、モータを制御する動力調整器(23)を介して電気エネルギを放出しなければならない。従って、エレベータを作動させるためのエネルギ需要は低減される。キャビン(1)の速度は、制御調整機器(25)により動力調整器(23)を介して単独でモータ(14)を制御することによって制御もしくは調整される。

Description

【0001】
本発明は、請求項1の上位概念に挙げた様式の油圧エレベータに関する。
【0002】
請求項1の上位概念に挙げた様式の油圧エレベータは、独国特許出願公開第40 34 666号明細書から公知である。エレベータキャビンのための油圧駆動機構と、上記明細書において「バランスエレベータ」と称するアキュムレータとの間で、ポンプによって作動油が移送される。ポンプから駆動機構への及びポンプからアキュムレータへの導管内には、それぞれ1つの速度調節弁が配設されており、この速度調節弁で、運転曲線を制御することができる。更に、ポンプが電動モータにより駆動され、このモータが、インバータにより制御されることが開示されている。
【0003】
欧州特許出願公開第829 445号明細書には、一定の条件の下に、ポンプと連結されたモータが発電機として働き、従って、過剰な油圧エネルギが電気エネルギに変換すること、即ち、再生させることができる。
【0004】
米国特許第5,281,774号明細書からは、油圧エレベータのための制御装置が公知であり、この制御装置においては、ポンプを駆動する電動モータがインバータで制御される。
【0005】
アキュムレータを有する油圧エレベータは、米国特許第5,579,868号明細書からも公知である。このエレベータの場合、形態の1つにあっては、エレベータのための油圧駆動機構とアキュムレータとの間に第1のポンプが接続されており、このポンプによって、油圧駆動機構とアキュムレータとの間の作動油の流動は制御可能になる。第1のポンプと油圧モータが連結されており、この油圧モータによって、調整可能な作動油の部分流がタンクへと流れ、その際、油圧駆動機構もしくはアキュムレータから圧力を受けないタンクへと作動油を緊張緩和する際の圧力差から、第1のポンプを作動させる際に利用されるエネルギが得られる。第2のポンプによって、作動油は、アキュムレータを常に再び充填するために、タンクからアキュムレータへと移送可能である。
【0006】
国際公開第98/34868号パンフレットからは、油圧エレベータにおける作動油の移送のためのポンプを電子的な動力調整器によって作動させることが公知である。このような動力調整器は、周波数整流器の概念の下に公知である。
【0007】
本発明の基本にある課題は、油圧回路を単純化し、また、電気エネルギにおける需要、特にピーク需要、即ち電気的な接続動力を低下させることにある。
【0008】
言及した課題は、本発明によれば、請求項1の特徴によって解決される。有利な形態は、従属請求項から得られる。
【0009】
以下に、本発明の実施例を、図面を基にして詳細に説明する。
【0010】
図1には、符号1でエレベータキャビンが指示されており、このエレベータキャビンは、油圧駆動機構2によって動作可能である。油圧駆動機構2からキャビン1への力の伝達は、公知の方法で、鋼索3によって行なわれ、この鋼索は、油圧駆動機構2に固定されたローラ5を介して転向される。鋼索3の一方の端部は、建物部分4に固定されているが、しかしながらまた図示されてないエレベータキャビン1のためのガイドレールに固定することもできる。相違する公知の鋼索3及びローラ5の配設も、本発明の枠内で可能である。これに関して、図1は一例を示したに過ぎない。また、国際公開第34868号パンフレットに示されているような、油圧駆動機構によるキャビン1の直接の駆動も可能である。
【0011】
油圧駆動機構2はシリンダ6から成り、このシリンダ内には、ピストンロッド7に固定されたピストン8が動作可能である。ピストン8に向かい合って位置するピストンロッド7の端部はローラ5を担持する。シリンダ6の内部空間は、ピストン8によって、第1の加圧空間9と第2の加圧空間10に分割される。図示された実施例の駆動機構2は、いわゆるプランジャシリンダであり、このプランジャシリンダにおいては、両方の加圧空間9と10とが接続されている。即ち、ピストン8には、いかなるシリンダ6の内壁に対するシールも存在せず、ここでは図示されてないガイドが存在するだけに過ぎない。ピストンロッド7が油圧駆動機構2から進出する位置に、シールが存在し、従って、加圧空間10はシールされている。このシリンダの構造様式においては、油圧に有効な横断面がピストンロッド7の横断面に相当する。
【0012】
第1の加圧空間9に、シリンダ導管11が接続されており、このシリンダ導管は、この加圧空間9を弁12と接続する。この弁12は、本発明によれば、電気により制御可能なオンオフ弁、即ち、例えば電磁弁である。弁12は、他方でポンプ13と接続されており、このポンプは、電動モータ14によって駆動される。ポンプ13には、他方で、一般的な発明思想によるアキュムレータ導管15を介して、少なくとも1つのアキュムレータ16.1から成るアキュムレータ16が直接接続されている。別のアキュムレータ16.2が図示されており、このアキュムレータは、第1のアキュムレータ16.1に対して平行に接続されている。アキュムレータ16内に含まれたアキュムレータ16.1,16.2,16.nの数は、有利な方法で、例えば必要なアキュムレータ容積に合わされ、このアキュムレータ容積は、キャビン1によって戻すべき最大の移動距離と関連する。最大に可能な移動距離が大きくなればなる程、増々多くのアキュムレータ16.1,16.2,16.nが、アキュムレータ16内に含まれている。アキュムレータ16としては、ブリスタアキュムレータも、またピストンアキュムレータも問題になる。
【0013】
アキュムレータ導管15の支線は、電動モータ18により駆動される充填ポンプ17に通じる。加えて、充填ポンプ17は、タンク導管19を介してタンク20と接続されている。充填ポンプ17によって、作動油は、タンク20からアキュムレータ16内へと移送可能である。有利なことに、充填ポンプ17を駆動する電動モータ18は、圧力スイッチ21によって自動的に制御される。圧力スイッチ21は、アキュムレータ導管15に接続しており、即ち、P で指示されているアキュムレータ導管の圧力を検出する。圧力P が、所定の下の値以下に低下した場合、圧力スイッチ21は電動モータ18を起動し、従って、その際、充填ポンプ17が作動油をタンク20からアキュムレータ16内へと移送し、これにより圧力P は、圧力P が所定の上の値に達するまでの間高められ、これにより、その際、充填ポンプ17は再び停止させられる。即ち、充填ポンプ17は、アキュムレータ16内の圧力P が非常に低い場合にのみ作動しなければならない。圧力P は、一方で、充填ポンプ17を介する漏損が不可避であるために低下してしまい、他方で、環境の影響による作動油の温度の低下によって低下してしまう。このような環境の影響によって作動油の温度が上昇する場合は、圧力P が上昇する。このような温度上昇は、決して非常に迅速に行なわれるわけではないので、通常でも、アキュムレータ16とタンク20との間に、作動油をタンク20内の圧力P が上昇した際に排出することができる安全弁を設けることは必要ない。充填ポンプ17の漏損は、それ自身、圧力P を非常に激しく上昇させないために十分である。それにもかかわらず、安全を考慮してこのような安全弁を使用することができる。有利なことに、充填ポンプ17とアキュムレータ16との間には、チェック弁22が配設されている。チューブ破損保護装置及び非常用ドレンのような安全性に関連した更なる設備部分は、図示も記載もされていない。何故なら、このような要素は、本発明の方法を考慮すれば関係がないからである。
【0014】
アキュムレータ16は、既に前で説明したように、ブリスタアキュムレータ又はピストンアキュムレータである。アキュムレータの圧力P は、キャビン1の動作に依存して変化する。しかしながら、キャビン1の移動距離及び速度の制御もしくは調整のために、これは、不利には作用しない。キャビン1の移動距離及び速度を調整する際、公知の方法では、例えば、シリンダ11内に配置されたここでは図示されてないフローメータの信号が考慮される。しかしながら、この調整は、モータ14の回転数又はキャビン1の速度のための測定値発信機によっても行なうことができる。
【0015】
圧力スイッチ21が電動モータ18を起動もしくは停止させる所定の値は、有利なことに、制御調整機器25によって変更可能とすることができる。
【0016】
シリンダ導管11内を、油圧駆動機構2の第1の加圧空間9内の圧力に相当する圧力P が支配する。この圧力は、キャビン1の負荷と相関がある。
【0017】
本発明によればポンプ13がシリンダ導管11とアキュムレータ導管15との間に配設されているので、エレベータを作動させる際に弁12が位置「オン」に存在する場合に、ポンプ13に、一方で、直接、シリンダ導管11内の、従って油圧駆動機構2内の圧力P が作用し、他方で、直接、アキュムレータ導管15内の、従ってアキュムレータ16内の圧力P が作用する。即ち、公知の従来技術に対して、速度を調整するための調節弁が必要ない。即ち、油圧回路は、この従来技術に対して単純化されている。ポンプ13を作動させるために必要な、ポンプ13を駆動するモータ14のための電気による駆動エネルギは、これにより、ポンプ13が作動油をアキュムレータ16から油圧駆動機構2内へと移送する場合は圧力差P −P と相関があり、もしくは、ポンプ13が作動油を油圧駆動機構2からアキュムレータ16へと移送する場合は圧力差P −P と相関がある。圧力差P −P もしくはP −P は、全く逆とすることができ、従って、その際、ポンプ13は、圧力差自体によって駆動される。これにより、これは既に公知であるように、モータ14は発電機として作用することができる。このようなエネルギの再生が有利なことに可能であるように、モータ14は、公知の方法で、動力調整器23によって作動させられ、この動力調整器は、例えば周波数整流器である。動力調整器23は、制御調整機器25によって制御され、この制御調整器自体は、図示されてないエレベータ制御装置から命令を受け取る。制御導線26は図示されているに過ぎないが、この制御導線を介して、命令は、エレベータ設備のコントロールテーブルから制御調整機器25に伝達される。
【0018】
エレベータのキャビン1が静止している場合は、制御調整機器25により制御される弁12が閉鎖されている。従って、弁12を介して圧力差P −P もしくはP −P が、しかしながらポンプ13を介してではなく作用する。
【0019】
キャビン1が下方へと動作すべきである場合は、制御調整機器25によって、弁12が開放され、モータ14は、ポンプ13が作動油を加圧空間9からアキュムレータ16内へと移送するようなその第1の回転方向に作動させられる。その際、ポンプ13を介して圧力差P −P が作用する。これは、同時に、モータ14を作動させるための電気エネルギは、圧力P が圧力P よりも小さい間だけ消費されなければならないということを意味する。速度調節弁が省略可能であるので、相応の圧力損失も生じない。
【0020】
キャビン1が上方へと動作すべきである場合は、制御調整機器25によって、弁12が同様に開放され、モータ14は、ポンプ13が作動油をアキュムレータ16から加圧空間9内へと移送するようなその第2の回転方向に作動させられる。その際、ポンプ13を介して圧力差P −P が作用する。これは、同時に、モータ14を作動させるための電気エネルギは、圧力P が圧力P よりも小さい間だけ消費されなければならないということを意味する。
【0021】
本発明によれば基本的にそれぞれの圧力差P −P もしくはP −P に相応する電気による駆動動力だけが消費されなければならないので、モータ14のための電気的な接続負荷は、従来の油圧回路におけるよりも極めて小さくすることができる。従って、作動のために必要なモータ14も、より小さい定格動力に設定することができる。従って、接続負荷−料率設定においては、より小さな接続負荷によって、また、動力−料率設定においては、より少ない電気エネルギの消費によって、モータ14自体のコストの利点が生じる。本発明によれば、先ず、ポンプによって高い圧力にもたらされた作動油が再びタンク20の方向に緊張緩和され、その際、その位置エネルギを放出するか、もしくは消費することも回避される。
【0022】
更に、タンク20を小さく寸法設定できることが有利である。タンクは、本来漏損に相当する作動油の差量を収容するためにのみ使用される。
【0023】
加えて、本発明による解決策は、油圧エレベータを作動させるために、比例して予備制御可能ないかなる弁も必要でないという顕著な利点を有する。多くの従来の油圧エレベータ設備においては、上昇及び下降のために分離された予備制御可能な弁が存在する。この費用は、本発明によって回避される。これにより、制御調整連鎖は、非常に簡素で明快でもある。何故なら、唯1つの要素によって、即ち、モータ14によって、キャビン1の速度が制御もしくは調整されるからである。
【0024】
図2には、図1による例とは、シリンダ導管11が油圧駆動機構2の第1の加圧空間9に接続されているのではなく、第2の加圧空間10に接続されている点で相違する第2の実施例が示されている。その際、加圧空間10は、ピストンロッド7が油圧駆動機構2から進出するところでシールされている。この実施変形例は、複数の観点で有利である。第2の加圧空間10の横断面は、ピストンロッド7のために、第1の加圧空間9の横断面よりも小さい。従って、一定のキャビン1の動作を得るために、僅かな作動油が、油圧駆動機構2とアクチュエータ16との間を圧送し返される。これは、同時に、アクチュエータ16の容積をより小さく寸法設定できることを意味する。しかしながら、ピストンロッド7が座屈に対しては負荷を受けていないことは、全く本質的である。何故なら、ここでは、引張りシリンダを問題にしているからである。
【0025】
この駆動機構2の構造様式においては、加圧空間9が、加圧空間10に対して、ピストン8に配設されたシールによってシールされている。これは、シリンダ6のシリンダ状の内壁部を加工しなければならないということである。
【0026】
同時に、油圧駆動機構2からキャビン1への力の伝達は、他の、しかしながら同様に公知の方法で行なわれる。この力の伝達は鋼索3によって行なわれ、この鋼索は、建物部分4もしくは油圧駆動機構2に固定されたローラ5を介して転向される。ローラ5は、建物部分4にの代わりに、例えばガイドレールの上端部における担持体にも固定することができる。
【0027】
その他、図2による構成は、更に、第1の加圧空間9をタンク20と接続する付加的な導管30が図示されていることによって、図1による構成と相違する。従って、ピストン8を介して第2の加圧空間10から第1の加圧空間9内へと越流する作動油は、タンク20内へと導出される。
【0028】
図3には、図1の実施例のための特別な形態が示されている。ここでは、弁12の様式のオンオフ弁が、アキュムレータ導管15内にも配設されている。この弁12と作用の同じ弁は、符号12’で指示されている。弁12のように、弁12’も、キャビン1が動作させられるべきである場合に、位置「オン」へと制御される。この付加的な弁12’は、有利なことに、ポンプ13が、ポンプ13が圧力の作用を受けている場合に漏損が生じる構造様式である場合に設けられる。弁12’を除いて、ポンプ13は不漏出でなければならない。しかしながら、このような不漏出のポンプ13は高価である。即ち、付加的な弁12’は、有利な方法で不漏出ではない単純なポンプ13の適用を可能にする。漏出によってポンプ13から流出する作動油は、漏出導管30によってタンク20内へと返還される。その際、エレベータの静止状態において、弁12及び12’が位置「オフ」にあることによって、圧力が低減され次第、もはやいかなるポンプ13における漏出も生じない。エレベータの静止状態において閉鎖される弁12’によって、不漏出ではないポンプ13を使用する際に、確実に、アキュムレータ16内の圧力がポンプ13における漏出によって低減されることが回避される。
【0029】
図4には、特に有利な形態が示されている。図1による解決策とは、この解決策が、先ず、シリンダ導管11に負荷圧力センサ31が配設されており、その信号が、制御調整機器25に供給されることによって相違する。即ち、負荷圧力センサ31は、瞬間のキャビン1の負荷と相関がある圧力P を算定する。他方で、この解決策は、更にまた、アキュムレータ導管15内に、制御調整機器25により制御可能である圧力調整弁32が配設されていることによって相違する。圧力調整弁32のための制御信号は、制御調整機器25により発生させられ、しかも、負荷圧力センサ31及び蓄積圧力センサ33の信号を考慮して発生させられ、この蓄積圧力センサは、蓄積圧力P を検出し、同時に圧力スイッチ21の機能を満足する。圧力調整弁32は、ポンプ13のアキュムレータ側の接続部における圧力をシリンダ導管11内の圧力P と同一である値に調整する。その際、キャビン1の負荷がそれぞれの大きさである場合に、ポンプ13の両方の接続部を同じ圧力P が支配する。これから、非常に有利な方法で、ポンプ13が圧力差P −P もしくはP −P に抗して作動しなくてもよいということが得られる。従って、ポンプ13により調達すべき動力は、複数の構成要素から構成され、鋼索ガイド及び図示されてないキャビン1の走行レールにおける油圧駆動機構2内の摩擦、並びに動的抵抗を含むキャビン1を動作させる際の摩擦損失だけに相応する。即ち、この解決策の場合は、ポンプ13により、これによりモータ14により調達すべき動力は、全くキャビン1の負荷に依存せず、動作の際の摩擦損失によって設定されている。即ち、一般的な発明思想に対して、調達すべき動力は、再度明らかに低下させられ、理論的に可能な最小値に近づく。
【0030】
ポンプ13が不漏出ではない構造様式である場合は、ここでも、漏出導管30が必要である。このことが、この状況下で必要であるので、ここでは漏出導管30が破線で示されている。不漏出ではない構造様式を使用する際は、圧力調整弁32が弁12’の機能性に共に含むことも必要である。圧力調整弁32が制御調整機器25により制御されない場合は、この圧力調整弁は閉鎖されている。これに反して、制御が制御調整機器25によって行なわれる場合は、調整可能な絞りのように動作する。
【0031】
更に、蓄積圧力センサ33は、圧力スイッチ21の機能性を共に含むことを述べておく。その際、これには、制御調整機器25と蓄積圧力センサ33との間の接続部を介して信号が両方の方向に走行すること、即ち、圧力信号が、蓄積圧力センサ33から制御調整機器25へと走り、また、圧力スイッチ21が電動モータ18を起動もしくは停止させる所定の値の予め言及した変更が、制御調整機器25から蓄積圧力センサ33へと走ることも必要である。図4では、このことが、接続部における矢印によって特徴付けられている。
【0032】
ここでは、更に、図3及び4による有利な解決策が、油圧回路がその他に図2の油圧回路に相当する場合にも適用できることを述べておく。
【図面の簡単な説明】
【図1】油圧エレベータの概略図を示す。
【図2】図1に対する有利な変形例の概略図を示す。
【図3】特別な形態のための概略図を示す。
【図4】特に有利な解決策の概略図を示す。
【符号の説明】
1      エレベータキャビン
2      油圧駆動機構
3      鋼索
4      建物部分
5      ローラ
6      シリンダ
7      ピストンロッド
8      ピストン
9      第1の加圧空間
10     第2の加圧空間
11     シリンダ導管
12     弁
13     ポンプ
14     モータ
15     アキュムレータ導管
16     アキュムレータ
16.1   アキュムレータ
16.2   アキュムレータ
16.n   アキュムレータ
17     充填ポンプ
18     電動モータ
19     タンク導管
20     タンク
21     圧力スイッチ
22     チェック弁
23     動力調整器
25     制御調整機器
26     制御導線
     圧力
     圧力

Claims (9)

  1. アキュムレータ(16)を有する油圧エレベータであって、このエレベータにおいては、シリンダ導管(11)を経る油圧駆動機構(2)と、アキュムレータ導管(15)を経るアキュムレータ(16)との間の作動油の流動が、制御調整機器(25)の信号に基づいて動力調整器(23)により作動させられるモータ(14)により駆動可能であるポンプ(13)によって発生可能であり、また、アキュムレータ(16)が、電動モータ(18)により駆動される充填ポンプ(17)によってタンク(20)からの作動油で充填可能である油圧エレベータにおいて、
    ポンプ(13)が、一方で、直接、電気により制御されるオンオフ弁である弁(12)を含むシリンダ導管(11)を介して油圧駆動機構(2)と、他方で、直接、アキュムレータ導管(15)を介してアキュムレータ(16)と接続されていることを特徴とする油圧エレベータ。
  2. アキュムレータ(16)が、少なくとも1つのアキュムレータ(16.1,16.2,16.n)から成ることを特徴とする請求項1に記載の油圧エレベータ。
  3. 充填ポンプ(17)のモータ(18)が、アキュムレータ導管(15)内の圧力P を検出する圧力スイッチ(21)により自動的に起動及び停止可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の油圧エレベータ。
  4. 圧力スイッチ(21)が充填ポンプ(17)のモータ(18)を起動もしくは停止させる所定の限界値が、制御調整機器(25)により変更可能であることを特徴とする請求項3に記載の油圧エレベータ。
  5. シリンダ導管(11)が、油圧駆動機構(2)の第1の加圧空間(9)に接続されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の油圧エレベータ。
  6. シリンダ導管(11)が、油圧駆動機構(2)の第2の加圧空間(10)に接続されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の油圧エレベータ。
  7. 充填ポンプ(17)とアキュムレータ(16)との間に、チェック弁(22)が配設されていることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1つに記載の油圧エレベータ。
  8. アキュムレータ導管(15)内に、別のオンオフ弁(12’)が配設されており、ポンプ(13)が不漏出ではない構造様式であり、このポンプの漏出油が、漏出導管(31)を介してタンク(20)へと返還可能であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の油圧エレベータ。
  9. シリンダ導管(11)には負荷圧力センサ(31)が、アキュムレータ導管(15)にはアキュムレータ圧力センサ(33)が、そしてアキュムレータ導管(15)の経路内には圧力調整弁(32)が配設されており、その際、圧力調整弁(32)が、制御調整機器(25)により、ポンプ(13)の両側を、シリンダ導管(11)内の現在の圧力に相当する圧力P が支配するように制御可能であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の油圧エレベータ。
JP2002519305A 2000-08-18 2001-08-09 アキュムレータを有する油圧エレベータ Withdrawn JP2004505873A (ja)

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