KR101573552B1 - 승강실을 구동 및 지탱시키기 위한 승강기 구동장치 및 방법, 대응하는 방법 및 승강실을 감속 및 지탱시키기 위한 제동 장치 및 방법, 및 관련된 방법 - Google Patents

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Abstract

승강기 구동장치 (20) 는 승강실 (16) 을 구동 및 지탱시키는 역할을 하며, 승강기 구동장치 (20) 는 승강실 (16) 에 구동력 또는 지탱력을 전달하기 위한 견인 휠 (22), 견인 휠 (22) 을 구동시키기 위한 모터 (21), 및 견인 휠 (22) 을 지탱시키기 위한 브레이크 장치를 본질적으로 포함한다. 구동 축 (2) 은 견인 휠 (22), 모터 (21) 및 브레이크 장치를 서로 연결한다. 브레이크 장치는 적어도 2 개의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 를 포함하고, 이때 본 발명에 따르면 견인 휠 (22) 은 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 사이에 배열된다. 이는, 견인 휠 (22) 에 의해 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 에 전달되는 제동 토크 (MB1 ,2) 가 분할되기 때문에 바람직하다. 견인 휠의 양측에 반반씩 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 바람직한 대칭적인 분할의 경우에, 전달될 토크는 구동 축 (2) 에서 반으로 감소된다. 따라서, 구동 축 (2) 의 고장 위험 또는 파손 위험이 상당히 감소된다. 또한, 구동 축 (2) 의 가능한 고장 동안, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 는 견인 휠 (22) 의 양측에 분배되어 있기 때문에, 제동 기능이 지속된다.

Description

승강실을 구동 및 지탱시키기 위한 승강기 구동장치 및 방법, 대응하는 방법 및 승강실을 감속 및 지탱시키기 위한 제동 장치 및 방법, 및 관련된 방법{LIFT DRIVE AND METHOD FOR DRIVING AND DETAINING A LIFT CAR, A CORRESPONDING METHOD AND A BRAKING DEVICE, AND METHOD FOR DECELERATING AND DETAINING A LIFT CAR, AND AN ASSOCIATED METHOD}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 승강실을 구동 및 지탱시키기 위한 승강기 구동장치, 청구항 10 의 전제부에 따른 대응하는 방법, 청구항 11 에 따른 승강기 설비, 청구항 12 의 전제부에 따른 브레이크 장치, 청구항 26 의 전제부에 따른 대응하는 방법, 및 청구항 22 에 따른 승강기 설비에 관한 것이다.
정지 하우징 및 그 내부에서 회전가능한 구동 축을 가지는 승강기 구동장치에서 사용될 수 있는 것과 같은 전자기적으로 가동가능한 장치가 DE 197 37 485 C1 으로부터 공지되어 있다. 2 개의 브레이크 디스크가 구동 축에 대한 회전에 대해서는 고정되지만 축방향으로는 변위가능하도록 구동 축과 연결된다. 축방향으로 변위가능한 전기자 (armature) 디스크가, 브레이크 디스크와 하우징 사이의 제 1 마찰 접촉, 및 하우징에 대한 회전에 대해 고정되는 전기자 디스크와 브레이크 디스크 사이의 제 2 마찰 접촉이 형성되도록 브레이크 디스크에 대한 수직 힘에 의해 각각의 스프링을 통해 각각 바이어스된다 (biased). 이런 접촉에서 작용하는 마찰력은, 구동 축에 회전식으로 고정되는 브레이크 디스크와, 하우징 또는 회전식이 고정되게 하우징과 연결되는 전기자 디스크 사이의 회전에 대항하고, 따라서 구동 축을 제동한다. 브레이크를 해방시키기 위해서, 전기자 디스크는 스프링에 대해서 전자기적으로 해방된다. 전기자 디스크는 브레이크가 적용될 때 발생하는 소음을 감소시키도록 3 부분 구성 (three-part construction) 을 갖는다.
이러한 브레이크 장치가 브레이크 디스크에서의 마모로 인해 전기자 디스크와 브레이크 디스크 사이에 감소된 마찰력만을 가할 수 있다면, 지탱이 되지 않고 브레이크 부분 디스크에서 전기자 디스크의 슬립핑이 발생할 수 있다. 이는 안전성을 위태롭게 한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 승강기 구동장치의 안전성을 증가시키는 브레이크 장치를 가지는 승강기 구동장치를 제공하는 것이다.
이런 목적을 충족시키기 위해서, 청구항 1 의 전제부에 따른 승강기 구동장치가 그 특징을 특징화함으로써 개선된다. 청구항 10 은 대응하는 방법을 보호하고, 대응하는 승강기 설비가 청구항 11 에 의해 보호된다. 해결책은 청구항 12 의 전제부에 따른 브레이크 장치의 특징을 특징화함으로써 개선되는 그 브레이크 장치와 청구항 22 에 특징된 것과 같은 대응하는 승강기 설비 및 청구항 26 에 대응하는 브레이크 장치의 기능을 검출하는 방법을 추가로 포함한다.
브레이크 장치는 일반적으로 승강기 구동장치에 설치된다. 구동장치는 승강실을 구동 및 지탱하는 역할을 하고, 구동력 및/또는 지탱력을 승강실에 전달하기 위한 견인 휠 또는 구동 풀리, 견인 휠을 구동시키기 위한 모터, 및 견인 휠을 지탱시키기 위한 브레이크 장치를 실질적으로 포함한다. 구동 축은 견인 휠, 모터 및 브레이크 장치를 함께 연결한다. 브레이크 장치는 적어도 2 개의 브레이크 장치를 포함하고, 이때 본 발명의 일 양태에 따라 견인 휠은 브레이크 장치 사이에 배열된다. 이는, 견인 휠에 의해 브레이크 장치에 전달되어야 하는 제동 모멘트가 분할되기 때문에 바람직하다. 브레이크 장치의 바람직한 대칭적인 분배, 즉 견인 휠의 각각의 측부에 반반씩 분배되는 경우, 구동 축에서 전달될 모멘트는 절반으로 감소된다. 따라서, 구동 축의 고장 위험 또는 파손 위험이 상당히 감소된다. 또한, 브레이크 장치는 견인 휠의 양 측에 분배되어 있기 때문에, 구동 축의 고장이 발생해도, 제동 기능은 계속 유지된다. 용어 "견인 휠" 및 "구동 풀리" 는 본 발명에 대하여 동일한 의미를 갖는다.
바람직하게는, 브레이크 장치는 실질적으로 구동 축의 두 단부에서 배열된다. 따라서, 유지보수 및 설치를 위한 용이한 접근이 제공된다.
바람직하게는, 견인 휠의 양 측에 배열된 브레이크 장치는 개별적으로 제어가능하다. 따라서, 필요한 경우, 감시 논리 시스템이 한 브레이크 장치만이 승강실을 정지 상태에서 유지시키는 위치에 있는지의 여부를 선택적으로 확정할 수 있다. 이는, 브레이크 장치의 적용을 위한 브레이크 장치의 활성화가 지연 시간이 작은 상태에서 발생하거나, 또는 대안적으로는 승강실이 멈춰있는 동안 그리고 바람직하게는 동시에 운반에 대한 필요성이 보고되지 않는 경우 하나의 브레이크 장치가 일시적으로 해방된다는 점에서 실행되는 것이 바람직하다. 감시 논리 시스템은, 브레이크 장치 중 단지 하나만이 적용되는 시간 동안, 하나의 브레이크 장치만이 승강실을 정지 상태에 유지시키는 위치에 있는지의 여부를 확정할 수 있다. 이는, 브레이크 장치의 전체적인 기능이 검사될 수 있기 때문에 부가적으로 바람직하다.
본 발명에 따른 승강기 구동장치는 일반적으로 이동 샤프트 (travel shaft) 에서 정지 위치에 배열되고 지지 수단에 의해 승강실을 구동시킨다. 이런 관계에 있어서, 지지 수단은 승강기 구동장치 또는 견인 휠로부터 감기거나 풀리고, 또는 견인 휠 또는 구동 풀리에 의해 마찰구동된다. 마찰이 이용되는 경우, 충분한 반대 힘을 보장하는 평형추가 일반적으로 승강실에 대항하여 지지 수단의 단부에 체결된다. 이런 경우, 명확하게는 승강실 및 대응하는 평형추는 직접 매달릴 수 있거나, 또는 블록-및-태클 (block-and-tackle) 장치에 의해 복합적으로 매달릴 수 있다.
그러나, 승강기 구동장치는 또한 함께 이동할 수 있고, 따라서 승강실에 직접 배열될 수 있으며, 이때 견인 휠은 마찰 표면, 랙 (rack) 또는 스핀들을 가지는 레일, 또는 예컨대 케이블과 같은 정지된 부분에 작용한다.
바람직하게는, 브레이크 장치 또는 브레이크 장치 중 적어도 한 브레이크 장치는, 이런 종류의 승강기 구동장치, 추가로는 일반적으로 정지 요소, 및 제 1 자유도에서 정지 요소에 대해 운동가능하고 정지 요소에 대해 제동되는 운동가능한 요소 또는 구동 축을 포함한다.
이런 경우, 용어 "제동" 은 동등하게는 정지 요소에 대해 운동 가능한 요소의 제동을 포함하고, 따라서 운동가능한 요소의 상대 속도의 감소를 포함하며, 또한 운동가능한 요소의 완전한 정지 또는 지탱을 포함한다. 정지 요소와 운동가능한 요소 사이의 구별은 본 경우에 있어서 단지 자유도에서 서로에 대해 운동가능한 2 개의 요소의 차별이다. 특히, 예컨대 정지 요소 및 운동가능한 요소 중 한 요소는 정지 요소 및 운동가능한 요소 중 다른 요소를 주위에 대해 제동시키기 위해서 관성적으로 고정되도록 배열될 수 있다. 이런 경우, 브레이크 장치는 특히 승강실을 지탱하기 위한 파킹 브레이크 (parking brake) 로서 구성될 수 있다.
승강실, 또는 승강실과 연결되는 구동장치, 평형추 및 지지 수단과 같은 구동부가 기전력에 의해 조절된 방식으로 정지 상태로 감속되고, 브레이크 장치는 결과적으로 단지 이미 정지한 승강실을 지탱하기만 하면 되기 때문에, 이는 현재의 승강기 설비를 가지는 통상적인 경우이다. 그러나, 이런 종류의 브레이크 장치는, 예컨대 승강실의 동력 급속 정지의 중단이 실행되어야 하는 것과 같은 결함의 경우, 파킹 기능 이외에, 제동 기능 또한 실행해야 한다.
예컨대, 제 1 자유도는 회전에 있어서의 자유도일 수 있다. 이를 위해, 운동가능한 요소는 정지 요소에 회전가능하게 장착될 수 있다. 이런 관점에서, 용어 "힘" 은 본 발명을 함께 나타내기 위해서 각각의 자유도에서 작용하는 힘 또는 토크를 일반적으로 포함하며, 본 발명은 상이한 자유도에서 작용하는 상이한 브레이크 장치에서 사용될 수 있다. 그러므로, "마찰력" 이 언급될 때, 이것은 회전에 있어서의 자유도의 경우, 유효 마찰 토크 또한 포함한다.
제 1 자유도는 또한 병진 (translation) 에 있어서의 자유도일 수 있다. 이를 위해, 운동가능한 요소는, 측정 브레이크 형태의 정지 요소가 브레이크 배열 레일 형태의 운동가능한 요소를 따라 선형적으로 미끄러지는 예컨대 DE 41 06 595 A1 으로부터 공지되는 바와 같이 정지 요소에서 변위가능하게 장착될 수 있다.
제 1 접촉 표면에서의 제 1 마찰 접촉은 제 2 자유도에서 작용하는 제어가능한 수직 힘에 의해 정지 요소와 이동가능한 요소 사이에서 선택적으로 형성될 수 있다. 제 1 마찰 접촉에서, 제 1 마찰력은 정지 요소에 대한 운동가능한 요소의 운동에 대항한다. DE 197 37 485 C1 에서, 이를 위해 브레이크 디스크는 예컨대 제 1 접촉 표면에서 하우징에 눌린다. 이런 마찰 접촉에서 발생하는 제 1 마찰력은 구동 디스크에 대한 회전에 대해 고정되도록 브레이크 디스크와 연결되는 구동 축의 회전에 대항한다. 앞에서 설명된 바와 같이, 이런 경우에 있어서 용어 "마찰력" 은 회전에 있어서의 구동 축의 자유도와 관련하여 구동 축에 작용하는 마찰 토크를 포함한다.
또한, 제 2 접촉 표면에서의 제 2 마찰 접촉이 수직 힘에 의해 관계 요소 (relative element) 의 각각과 운동가능한 요소 사이에서 형성되고, 제 2 마찰 접촉에서 제 2 마찰력이 관계 요소에 대한 운동가능한 요소의 운동에 대항하도록 하나 이상의 관계 요소가 제공된다. DE 197 37 485 C1 에 있어서, 예컨대, 수직 힘이 브레이크 디스크를 하우징에 강제할 때, 각각의 3 부분 전기자 디스크의 제 1 부분 디스크가 관련된 브레이크 디스크를 누른다. 이런 마찰 접촉에서 발생하는 제 2 마찰력은, 하우징에 대한 회전에 대해 고정되도록 하우징과 연결되는 제 1 부분 디스크에 대한, 브레이크 디스크에 대한 회전에 대해 고정되도록 브레이크 디스크와 연결되는 구동 축의 회전에 대항한다.
또한, 정지 요소에 대해 제 1 자유도에서 고정된 가동 요소가 각각의 관계 요소와 연관되는 것이 바람직하고, 제 3 접촉 표면에서의 제 3 마찰 접촉이 수직 힘에 의해 관계 요소와 가동 요소 사이에서 형성되고, 제 3 마찰 접촉에서 제 3 마찰력이 가동 요소에 대한 관계 요소의 운동에 대항한다. DE 197 37 485 C1 에 있어서, 예컨대, 수직 힘이 브레이크 디스크를 하우징에 강제할 때, 3 부분 전기자 디스크의 제 2 부분 디스크가 제 1 부분 디스크를 누른다. 이런 마찰 접촉에서 발생하는 제 3 마찰력은 제 2 부분 디스크에 대한 제 1 부분 디스크의 회전에 대항한다. 제 1 접촉 표면, 제 2 접촉 표면 및/또는 제 3 접촉 표면은 동일한 수직 힘에 의해 하중을 받는 것이 바람직하다.
마찰 접촉에서, 나머지 힘의 합계에 대항하는 최대치 (FRmax = μ × FN) 를 취할 수 있는 동일한 마찰력 (FR) 이 통상적으로 항상 발생하고, 이때 FN 은 접촉 표면에 작용하는 수직 힘을 나타내며, μ 는 마찰 계수를 나타낸다. 이런 경우, 정지 마찰 (색인 H) 이 존재하는 경우, 마찰력 (FRH = μH × FN) 은 최대로 발생할 수 있다. 나머지 작용하는 힘의 합계가 이런 값을 초과하는 경우, 마찰 접촉은 정지 마찰로부터 미끄럼 마찰 (색인 G) 로 변하고, 마찰 계수, FRG = μG × FN 가 발생한다. 이런 경우, 용어 "미끄럼 마찰" 은 또한 예컨대 롤러 베어링의 구름 동안 발생하는 것과 같은 구름 마찰도 포함한다.
본 발명에 따른 승강기 구동장치의 실시형태의 일 변형에 따르면, 브레이크 장치의 관계 요소는 이제 통상적인 위치와 제동 위치 사이에서 정지 요소에 대해 제 1 자유도에서 운동가능하고, 통상적인 위치로 탄성적으로 바이어스되며, 제 2 접촉 표면 및 제 3 접촉 표면은, 특히 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉에서의 스틱킹 (sticking) 의 경우의 최대 제 2 마찰력이 최대 제 3 마찰력보다 더 크도록 구성된다. 예컨대, 기계적으로 정이며 (positive) 그리고/또는 마찰적인 연결에 의해, 제 1 자유도에서의 관계 요소의 운동이 제동 위치 외로 벗어나는 것이 방지된다. 이를 위해, 받침부가 바람직하게는 통상적인 위치와 제동 위치 사이에서의 관계 요소의 운동을 제한할 수 있다.
이는 이하의 기계적인 결과를 갖는다: 운동가능한 요소가 지탱되는 경우, 수직 힘 (FN) 이 제 2 자유도에서 작용하고, 모든 3 개의 마찰 접촉이 형성되며, 정지 마찰이 나타난다. 정지 요소에 대해 제 1 자유도에서 고정되는 가동 요소와 관계 요소 사이에 작용하는 제 3 마찰력 (FR3H) 은, 관계 요소와 운동가능한 요소 사이에서 최대로 작용할 수 있는 제 2 마찰력 (FR2maxH) 보다 항상 더 작기 때문에, 이런 더 작은 제 3 마찰력 (FR3H) 은 가동 요소 및 관계 요소에 의해 정지 요소와 운동가능한 요소 사이에 전달되는 마찰력을 제한한다. 제 1 접촉 표면에 직접, 즉 가동 요소 및 관계 요소의 간섭없이 전달될 수 있는 제 1 마찰력 (FR1H) 과 함께, 운동 가능한 요소에 작용하는 전체 마찰력 (FRH) 은 이런 2 개의 마찰력의 합으로써 나타난다:
FRH = FR1H + FR3H (1)
작동에 있어서, 특히 접촉 표면에서 수직 힘의 감소 및/또는 마찰계수의 감소를 야기하는 마모 또는 오염 (contamination) 에 의해 이런 마찰력이 운동가능한 요소를 지탱시키는데 더 이상 충분하지 않은 경우, 제 1 자유도에서의 정지 요소에 대한 운동가능한 요소의 슬립핑이 발생한다.
이런 경우, 운동가능한 요소는 수직 힘 (FN) 이 존재하는 경우에도 제 1 자유도에서 운동한다. 관계 요소와 운동가능한 요소 사이의 최대 제 2 마찰력은 본 발명에 따라 관계 요소와 가동 요소 사이의 최대 제 3 마찰력보다 더 크기 때문에, 제 2 마찰 접촉에서는 정지 마찰이 존재하는 반면, 제 3 마찰 접촉은 미끄럼 (또는 구름) 으로 변한다. 이런 경우, 운동 가능한 요소는, 관계 요소가 그 통상적인 위치를 벗어나 제동 위치로 가고 예컨대 받침부 등에 의해 기계적으로 정의 방식으로 거기서 정지될 때까지 제 1 자유도에서 관계 요소를 동반시킨다. 관계 요소는 결과적으로 자동적으로, 즉 외부 제어 영향 없이 통상적인 위치로부터 제동 위치로 전환되고, 이런 변화는 양 이동 방향으로, 즉 후방 및 전방으로 일어난다.
관계 요소가 제동 위치에서 정지되고 정지 요소에 대해 제 1 자유도에서 고정되자마자, 제 2 마찰력 (FR2) 은 관계 요소와 운동가능한 요소 사이의 제 2 접촉 표면에 의해 정지 요소로부터 운동가능한 요소로 전달된다. 따라서, 운동가능한 요소에 작용하는 전체 마찰력 (FR) 은 이런 2 개의 마찰력의 합으로서 발생한다:
FR = FR1 + FR2 (1')
> FR1 + FR3 (1'')
본 발명에 따른 브레이크 장치에 있어서, 통상의 경우에 운동가능한 요소를 지탱시키도록 설계된 전체 마찰력, FR = FR1 + FR3 이 운동가능한 요소를 지탱시키기 위해 더 이상 충분하지 않은 경우, 운동가능한 요소는 제 1 자유도에서 운동하게 되고 이런 경우 앞에서 설명된 바와 같이 관계 요소를 그 제동 위치로 이동시키며, 여기서 관계 요소는 정지 요소에 대해 고정되고 더 큰 제 2 마찰력 (FR2) 을 운동가능한 요소에 전달하고, 그 결과 운동가능한 요소에 작용하는 FR1 + FR3 의 전체 마찰력이 FR1 + FR2 로 증가된다. 바람직하게는, 이에 따라, 예컨대 제 1 접촉 표면 및/또는 제 3 접촉 표면이 마모 또는 오일 오염되거나 수직 힘이 감소되기 때문에, 통상적인 총 마찰력이 더 이상 충분하지 않은 경우에 대해 안전 마진 (S = (FR1 + FR2) / (FR1 + FR3)) 이 이용가능하게 될 수 있다.
제동력이 두 단계에 의해 구성된다는 사실로 인해, 전체 운동된 시스템에서의 힘 펄스가 감소되는 한, 제동을 위해 요구되는 총 힘의 이런 변화된 구성은 추가의 바람직한 효과를 가진다.
대안적으로는, 제 3 접촉 표면 및 가동 요소 대신에, 예컨대 한편에서는 제 2 자유도에서 관계 요소의 강제를 발생시킬 수 있고 다른 한편에서는 통상적인 위치와 제동 위치 사이에서 제 1 자유도에서 관계 요소의 상대 변위를 가능하게 하는 누름 스프링도 사용할 수 있다. 이런 실시형태에 있어서, 관계 요소는 예컨대 전기자 플레이트와 동시에 구성될 수 있다. 실시형태의 이런 형태에 있어서, 제 3 접촉 표면의 마찰력 (FR3) 의 값은 실질적으로 0 으로 감소한다. 이하의 실시형태에서, 제 3 접촉 표면이 항상 사용되는 경우, 제 3 접촉 표면과 관련하여 이런 제 3 접촉 표면은 기재된 바와 같이 무시될 수도 있고 관련된 마찰력 (FR3) 은 0 값을 취하는 것으로 이해된다.
브레이크 장치에서 결함 기능을 간단하고 신뢰가능하게 검출하는 것은 어려울 수 있다. 예컨대, 이동 작동 동안 브레이크 장치가 해방되지 않는 경우, 또는 앞에서 기재한 바와 같이 브레이크 장치가 감소된 제동력만을 가하는 경우, 이러한 결함 기능이 존재할 수 있다. 이를 위해, 예컨대, 작동의 범위 내에서, 유지보수 기간에 제동력 및 마모의 검사를 수동으로 실행하는 것이 공지되어 있는데, 이는 시간 및 인력의 견지에서 비용이 많이 들고 오류가 나기 쉽다.
그러므로, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 브레이크 장치는 관계 요소의 통상적인 위치 및/또는 제동 위치를 검출하기 위한 센서 장치를 포함한다. 이러한 센서 장치는 예컨대 관계 요소가 제동 위치에 올 때 닫히고 그리고/또는 관계 요소가 통상적인 위치를 떠나자마자 열리는 접촉부일 수 있다. 동등하게는, 예컨대 광 센서가 관계 요소의 위치를 감시할 수 있고, 또는 위치 전송기가 관계 요소의 위치를 검출한다.
앞에서 기재된 바와 같이, 운동가능한 요소가 수직 힘 (FN) 을 받을 때에도 제 1 자유도에서 운동하는 경우, 운동가능한 요소는 관계 요소가 그 통상적인 위치로부터 제동 위치로 갈 때까지 제 1 자유도에서 관계 요소를 동반한다.
관계 요소의 이런 운동은 통상적인 위치 및/또는 제동 위치를 검출하기 위한 센서 장치에 의해 인지된다. 총 마찰력, FRH = FR1H + FR3H 이 지탱을 위해 충분할 때 관계 요소는 통상적인 위치로 바이어스되고 거기서 유지되기 때문에, 통상적인 결함 없는 작동의 경우에, 통상의 위치로부터 제동 위치로의 관계 요소의 이동으로부터 브레이크 장치 및 대응하는 승강기 구동장치의 결함 작용을 신뢰할 수 있게 끝내는 것이 가능하고, 예컨대 승강기 제어기에 경보를 발하는 것이 가능하다.
본 발명의 이점은 브레이크 장치의 정확한 작용을 감시하는 적절한 감시 논리 시스템의 사용을 통해 생긴다. 이런 감시 논리 시스템은 관계 요소의 통상적인 위치 및/또는 제동 위치를 검출하기 위한 센서 장치, 속도 및/또는 이동 측정 장치, 및 브레이크 장치에 대한 제어 신호를 포함한다. 때때로, 브레이크 장치에는 또한 상태 "접촉 작용 제거됨" 또는 "브레이크 적용됨" 또는 "접촉 작용 존재함" 또는 "브레이크 해방됨" 을 확정하기 위한 추가의 센서가 제공될 수 있다. 이하에서, "브레이크 제어 신호" 는 제어 장치가 제어 신호 ("적용" 또는 "해방") 로서 브레이크 장치에 보내는 지령 상태를 나타낸다. "속도" 는, 운동가능한 요소 또는 이동체 또는 승강실의 상태에 대응하고 운동가능한 요소가 정지 상태 (0) 또는 운동 상태 (≠0) 에 배치되어 있는지의 여부를 나타낸다.
상태의 진단은 이하의 표를 따를 수 있다:

 브레이크 제어 신호 속도 관계 요소의 위치 판정
적용 해방 0 ≠0 통상 제동
F1 X X X 정상
F2 X X X 브레이크 결함/과부하
F3 X X X 정상
F4 X X X 정상
F5 X X X 해방 결함
이 진단표는, 특히 각각의 정지 (F1, F2) 에서 원하는 상태가 검출될 수 있고 편향의 경우에는 적절한 조치가 취해질 수 있기 때문에, 브레이크 장치의 기능의 거의 일정한 감시를 가능하게 한다. 제동 위치에 도달시, 증가된 제동력, 일반적으로는 대략 계수 2 에 의해 증가된 제동력이 가용하기 때문에 어떤 위험도 나타나지 않는다. 따라서, 안전한 지탱이 보장된다.
동등하게는, 해방 결함 (F5) 의 판정시, 설비는 멈출 수 있고 기능이 확인된다. 감시 논리 시스템에 저장되는 결함 내역에 기초하여, 목표된 방식으로 유지관리가 실행될 수 있다.
이런 경우 관계 요소의 프리런닝 이동 (free-running travel) 은 작게 유지될 수 있다. 관계 요소의 프리런닝 이동은, 센서 장치에 의한 관계 요소의 위치의 신뢰가능한 판정이 간단한 방식으로 가능해지고, 다른 한편으로는 예컨대 운동가능한 요소 또는 이동체의 결과적인 변위로 인해 승강실의 경우에 간격 (step) 의 형성이 일어나는 것과 같은 지탱에 있어 위험한 이탈이 없는 크기를 가지도록 선택될 수 있다. 선택된 프리런닝 이동은 제 1 자유도에 대응하여 운동의 두 방향 각각에서 전형적으로 대략 3 mm 내지 10 mm 이다.
관계 요소는 그 통상적인 위치에 유지되거나, 상대 변위가 일어난 후 바이어스 (bias) 에 의해 통상적인 위치로 다시 복귀된다. 이런 바이어스는, 예컨대 탄력적인 스프링, 예컨대 간단한 토션바, 기계적인 토션 스프링, 또는 헬리컬 스프링, 또는 유압 스프링에 의해 형성될 수 있다. 자극이 적절히 배열된다는 점에서 자기력에 의한 바이어싱 또한 가능하다. 특히, 앞에서 설명된 바와 같이 가동 요소 대신에 누름 스프링을 사용하는 경우, 바이어싱 장치가 자기적인 해방 유닛과 조합될 수 있다.
앞에서, 통상적인 위치로부터 제동 위치로의 운동에 대해 관계 요소에 의해 극복되고, 관계 요소를 통상적인 위치로 바이어스시키거나 복귀시키려고 하는 바이어스는 무시되었다. 그러나, 바람직하게는 제 2 접촉 표면 및 제 3 접촉 표면은, 특히 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉에서의 부착의 경우에 있어서 최대 제 2 마찰력이 최대 제 3 마찰력 및 관계 요소를 그 통상적인 위치로 바이어스시키는 힘 (KV) 의 합계보다 더 크도록 또한 구성된다:
FR2maxH > FR3maxH + KV (2)
힘 (KV) 이 무시할 수 있을 정도로 작은 경우:
FR2maxH > FR3maxH (2')
제 2 마찰력이 제 3 마찰력보다 충분히 더 크다면:
FR2maxH >> FR3maxH (2'')
(2') 가 충족된다.
또한, 특히 승강기 설비에 대해서, 브레이크 장치에서 비교적 큰 마찰력 (FR2H, FR3H) 이 발생하기 때문에, 식 (2) 은 또한 식 (2') 또는 식 (2'') 을 이용하여 우수한 근사치로 적용될 수 있다.
앞에서, 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉 각각에서 정지 마찰이 나타나는 운동가능한 요소를 지탱하는 경우를 설명하였다. 브레이크 장치가 지탱을 위한 파킹 브레이크 (parking brake) 로서 제공되는 경우, 단지 이런 경우만이 발생한다.
그러나, 브레이크 장치가 운동가능한 요소의 제동을 위해 부가적으로 사용되는 경우, 운동가능한 요소는 수직 힘을 받는 경우에도 제동 동안 제 1 자유도에서 추가로 운동하고, 이런 경우 상기 원리에 의해 운동가능한 요소는 관계 요소를 동반시키고 관계 요소를 그 통상적인 위치로부터 그 제동 위치로 당기려고 한다. 이런 경우, 미끄럼 마찰이 제 1 마찰 접촉 및 적어도 제 2 마찰 접촉 또는 제 3 마찰 접촉에서 존재한다.
이런 경우에 대해서, 관계 요소를 통상적인 위치로 바이어스시키는 힘 (KV) 은, 통상적인 제동 절차의 과정에서 이 힘 (KV) 이 제 3 마찰력과 함께 제 2 마찰력을 충분히 보상하고 따라서 관계 요소를 그 통상적인 위치에서 지탱하도록 설계될 수 있다. 바이어싱은 일반적으로 예컨대 탄력적인 스프링, 예컨대 기계적인 토션 스프링 또는 헬리컬 스프링 또는 유압 스프링에 의해 형성될 수 있다. 운동가능한 요소가 정지 상태로 최종적으로 제동되고 후속하여 지탱될 때, 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉에서의 접촉 상태는 각각 미끄럼 마찰로부터 정지 마찰로 변한다. 이와 같이 발생하는 정지 마찰력은 일반적으로 제동 동안 미끄럼 마찰 (또는 구름 마찰) 에서 나타나는 마찰력보다 상당히 더 크다.
총 정지 마찰력 (FRH = FR1H + FR3H) 이 운동가능한 요소를 지탱하는데 더 이상 충분하지 않은 경우, 관계 요소는 앞에서 설명한 바와 같이 결국 그 제동 위치로 이동하여 거기서 고정되며, 이는 바람직한 실시형태에서 센서 장치에 의해 검출된다. 미끄럼 마찰은 일반적으로 정지 마찰보다 상당히 더 낮기 때문에, 접촉 표면의 적어도 일부에서 미끄럼 마찰이 발생하는 제동 동안 관계 요소는 작은 바이어스에 의해 그 통상적인 위치에 유지될 수 있는 반면, 정지 마찰 및 이에 따른 더 높은 제 2 마찰력 및 제 3 마찰력이 존재하는 지탱의 경우에는 충분한 총 마찰력을 보장하거나 오류적으로 낮은 총 정지 마찰력 (FRH = FR1H + FR3H) 을 검출하기 위해 상기 메커니즘이 생성된다.
그러므로, 바람직한 실시형태에서, 제 2 접촉 표면 및 제 3 접촉 표면은, 미끄럼 동안 제 2 마찰 접촉에서 발생하는 제 2 마찰력 (FR2G) 이 관계 요소를 그 통상적인 위치로 바이어스시키는 힘 (KV) 및 미끄럼 또는 부착 동안 제 3 마찰 접촉에서 발생하는 제 3 마찰력 (FR3G 및/또는 FR3H) 의 합계보다 더 작도록 구성된다. 이에 따라, 관계 요소는 제동 동안 그 통상적인 위치에서 유지된다. 동시에, 이런 바람직한 실시형태에서, 제 2 접촉 표면 및 제 3 접촉 표면은, 부착의 경우에 제 2 마찰 접촉에서 최대로 발생할 수 있는 최대 제 2 마찰력 (FR2maxH) 이 관계 요소를 그 통상적인 위치로 바이어스시키는 힘 (KV) 및 부착의 경우에 제 3 마찰 접촉에서 발생할 수 있는 제 3 마찰력 (FR3maxH) 의 합계보다 더 크도록 구성된다. 앞에서 설명된 바와 같이, 이는, 정지 마찰력이 일반적으로 미끄럼 마찰력보다 상당히 더 크기 때문에 간단하게 실현된다. 따라서, 바람직한 실시형태에서 이하와 같다:
FR2G < KV + FR3G (3)
FR2maxH > KV + FR3maxH (2)
그러나, 조건 (2) 의 충족은 이하의 이유로 대개 이미 충분하다: 브레이크 장치가 제동 과정을 시작할 때, 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉이 형성된다. 이런 경우, 처음에 정지 요소에 대해 운동하는 운동가능한 요소와 정지 요소에 대해 정지되는 통상적인 위치로 바이어스되는 관계 요소 사이의 제 2 마찰 접촉에서 미끄럼 마찰이 즉시 존재한다. 관계 요소가 가속되지 않는 한 관계 요소와 가동 요소 사이의 제 3 마찰 접촉에서 처음에 정지 마찰이 존재한다. 이제, 앞에서 언급된 바와 같이, 미끄럼 마찰은 일반적으로 최대 정지 마찰보다 상당히 더 작다. 따라서, 제 2 마찰 접촉에서 작용하는 제 2 마찰력 (FR2G) 은 일반적으로 제 3 마찰 접촉에서 최대로 발생할 수 있는 제 3 마찰력 (FR3maxH) 보다 더 낮다. 따라서, 일반적인 경우에 (관계 요소 및 가동 요소가 서로에 대해 운동하지 않는 한), 미끄럼 마찰이 나타나는 제 2 마찰 접촉에서의 제2 마찰력은 정지 마찰이 나타나는 제 3 마찰 접촉에서의 제 3 마찰력보다 제동 동안 상당히 더 작다. 따라서, 운동가능한 요소가 완전히 정지할 때까지, 관계 요소는 그 통상적인 위치에 지탱된다. 이와 같이, 제동의 시작시에는, 이하와 같이 되고:
FR2G < FR3maxH + KV (3')
그 결과, 관계 요소는 가동 요소에 대해 운동하지 않고 그 통상적인 위치에 유지되는 한편, 제 2 마찰 접촉에서는 미끄럼 마찰이 존재한다. 운동가능한 요소가 정지하자마자, 제 2 마찰 접촉 또한 미끄럼 마찰로부터 정지 마찰로 변하고, 이하와 같이 된다:
FR2maxH > KV + FR3maxH (2)
운동가능한 요소에 작용하는 나머지 힘이 이제 브레이크 장치에 의해 제공된 이하의 최대 마찰력을 초과하는 경우:
FRmaxH = FR1maxH + FR3maxH (1''')
관계 요소는 그 통상적인 위치로부터 제동 위치로 이동되어 거기서 고정되며, 이때 바람직하게는 결함 기능이 인지될 수 있다. 설명된 바와 같이, 조건 (2), 또는 힘 (KV) 이 무시된 상태의 조건 (2') 의 충족은 브레이크 장치의 안전성을 증가시키고 단지 지탱시키기만하는 브레이크 장치의 경우에는 결함 조건을 검출하는데 충분하다. 또한, 운동가능한 요소가 브레이크 장치에 의해 제동되는 경우, 조건 (3) 또는 (3') 의 충족 또한 관계 요소가 통상적인 제동 과정 동안 그 통상적인 위치에 유지되고 그 결과 후속하여 상기 안전 마진이 가용하게 되고 바람직하게는 지탱의 경우에 있어서의 결함 기능이 확정될 수 있는 것을 보장하는데 충분하다.
미끄럼 마찰 (또는 구름 마찰) 은 일반적으로 정지 마찰보다 상당히 더 낮기 때문에, 조건 (3') 은 대개 조건 (2) 또는 (2') 와 동시에 충족된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 제 2 마찰 접촉에서 존재하고 일반적으로 최대 정지 마찰력 (FR2maxH) 에 의해 규정되는 최대 마찰력 (FR2max) 에 대해서는, 단지 제 3 마찰 접촉에서 존재하고 일반적으로 최대 정지 마찰력 (FR3maxH) 에 의해 규정되는 최대 마찰력 (FR3max) 보다 더 클 것이 요구된다 (조건 (2')). 따라서, 일반적으로 조건 (3') 이 또한 충족되고, 그 결과 제동의 경우에도 관계 요소는 지탱된 상태가 달성될 때까지 그 통상적인 위치에서 유지된다.
그러나, 바람직하게는, 브레이크 장치가 지탱 브레이크 또는 파킹 브레이크로서 주로 사용되고 필요한 경우에만 이동체의 동적인 제동을 위해 사용되는 경우, 이런 바이어스의 미세-전환 (fine-turning) 은 생략된다. 예컨대, 필요한 경우는 속도 감시 회로 또는 동력 정지 (failure) 등의 응답이다. 이러한 필요한 경우에, 관계 요소는 지연 없이 제동 위치 (B) 로 동반되고 그 후 더 높은 제동력을 반드시 만들어내는 것이 확실히 요구된다. 바이어스에 대한 요구는 대응하여 낮고, 바이어스는 단지 하중을 받지 않는 상태의 관계 요소 (3) 를 통상적인 위치로 역으로 이동시키고 그 관계 요소 (3) 를 작은 힘으로 거기에 해방식으로 유지시키도록 설계된다.
예컨대, 최대 제 2 마찰력은, 제 2 접촉 표면이 제 3 접촉 표면보다 더 높은 마찰 계수를 갖는다는 점에서, 최대 제 3 마찰력보다 더 크도록 미리 정해질 수 있다. 따라서, 조건 (2) 또는 (2') 및 조건 (3) 또는 (3') 이 충족될 수 있다. 상관 요소 및 가동 요소가 동일한 수직 힘 (FN) 을 받는 경우, 최대 제 3 마찰력 (FR3 = μ3 × FN) 보다 더 큰 최대 제 2 마찰력 (FR2 = μ2 × FN) 이 발생한다. 이를 위해, 예컨대 제 2 접촉 표면 및 제 3 접촉 표면은 상이한 재료로 구성된다. 따라서, 관계 요소는 제 2 접촉 표면에서 마찰 계수 (μ2) 를 증가시키기 위한 코팅을 가질 수 있고/있거나, 가동 요소는 제 3 접촉 표면에서 마찰 계수 (μ3) 를 감소시키기 위한 코팅을 가질 수 있다. 특정 마찰 계수를 나타내기 위한 롤러 베어링, 특히 니들 베어링 또한 제 3 접촉 표면에 배열될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 접촉 표면 및 제 2 접촉 표면의 마찰 계수는 실질적으로 동일하고, 그 결과 실질적으로 동일한 마찰력이 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉에서 발생하고, 이는 바람직하게는 하중을 더 균일하게 분산시킬 수 있다. 용어 "마찰 계수" 는 본 경우에 마찰 접촉의 정지 마찰 계수와 미끄럼 또는 구름 마찰 계수를 포함하며, 실제의 적용에서 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉은 브레이크 마찰 라이닝과 같이 증명된 형태 및 방식으로 실행된다.
대안적으로 또는 부가적으로, 최대 제 2 마찰력은, 제 3 접촉 표면이 수직 힘에 대해 기울어져 있다는 점에서, 최대 제 3 마찰력보다 더 크도록 미리 정해질 수 있다. 따라서, 대응하게 낮은 수직 힘이 기울어진 제 3 접촉 표면에 작용하고, 결과적으로 제 3 마찰력을 대응하게 낮춘다. 바람직하게는, 기울어진 제 3 접촉 표면의 경우에, 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉에서 작용하는 수직 힘은, 제 3 접촉 표면에 수직하고 제 3 마찰력을 유도하는 성분, 및 제 3 접촉 표면에 접하고 제 1 자유도의 방향에서 운동이 있을 때는 제 3 마찰력에 더해지고 반대의 운동이 있을 때는 제 3 마찰력으로부터 감해져 제 3 총 마찰력을 형성하는 성분으로 나누어진다. 따라서, 반대의 운동의 경우, 제 1 자유도에서는 상이한 제 3 총 마찰력이 나타날 수 있다. 바람직하게는, 기울어진 제 3 접촉 표면을 사용하는 경우, 예컨대 이런 수직 힘을 만들어내기 위해 사용되는 스프링은 긴장되거나 느슨해지기 때문에, 관계 요소와 가동 요소 사이에 상대 이동이 있을 때는 수직 힘에서 변화가 발생한다. 이는 예컨대 부분 균형식 평형추를 가지는 승강기 설비에서의 사용의 경우에 바람직하게 채용되는데, 이는 슬립의 가능한 방향에 따라 상이한 제동 작용이 만들어질 수 있기 때문이다.
앞에서 언급한 바와 같이, 각각의 자유도에서 작용하는 병진 힘 또는 토크는 본 발명에서 용어 "힘" 으로 이해된다. 그러므로, 상이한 레버 아암에 의해 상이한 마찰력이 또한 나타날 수 있다. 따라서, 예컨대, 제 2 마찰 접촉이 제 3 마찰 접촉에서 보다 운동가능한 요소의 회전 축선으로부터 반경방향으로 더 이격되어 있다는 점에서, 더 큰 제 2 마찰력 (이 경우에는 토크) 이 나타날 수 있다. 따라서, 동일한 수직 힘의 경우에, 상이한 마찰력 (이 경우에는 토크) 이 나타난다.
관계 요소 및 가동 요소는 바람직하게는 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉이 형성되도록 제 2 자유도에서 수직 힘에 의해 운동될 수 있다. 이는 마찰 접촉의 간단한 기계적인 실현을 가능하게 한다. 특히, 운동가능한 요소에 대해, 제 1 자유도에서 고정되고, 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉이 형성되도록 제 2 자유도에서 수직 힘에 의해 운동되는 브레이크 요소가 제공될 수 있다. 동등하게는, 운동가능한 요소는, 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉이 형성되도록 제 2 자유도에서 수직 힘에 의해 정지 요소에 대해 운동, 특히 탄력적으로 변형될 수 있다.
가동 요소는, 예컨대 DE 197 37 485 C1 또는 DE 41 06 595 A1 으로부터 공지된 방식에서, 특히 탄력적인 수단에 의해 수직 힘에 의해 바이어스될 수 있고, 전자기적으로 그리고/또는 유압식으로 선택적으로 해방될 수 있다. 전자석에 인가되는 전압의 실패, 유압 라인에서의 압력 감소 또는 브레이크 장치의 제어기에서의 결함의 경우에, 가동 요소는 더 이상 해방되지 않고, 그 결과 수직 힘이 마찰 접촉을 형성시키고 따라서 브레이크 장치를 적용시킨다. 따라서, 결함의 경우, 브레이크 장치는 독립적으로 그리고 자동적으로 적용된다.
본 발명에 따른 승강기 구동장치는, 따라서 이동체 또는 운동가능한 요소가 정지될 때 브레이크 장치가 제 1 지탱력을 발생시키는 통상적인 위치로 이 브레이크 장치가 전환될 수 있도록 구성되는 브레이크 장치를 포함한다. 이 지탱력은 운동가능한 요소를 정지 상태로 유지시키도록 설계된다. 또한, 운동가능한 요소의 가능한 운동의 경우에 그리고 운동의 방향에 관계없이, 브레이크 장치는 통상적인 위치로부터 제동 위치로 자동으로 변한다. 제동 위치에서, 브레이크 장치는 실질적으로 두 배 또는 다수 배의 지탱력 또는 제동력을 만들어낸다.
바람직하게는, 통상적인 위치로부터 제동 위치로의 이런 자동적인 변화는 센서 장치에 의해 감시된다. 본 발명의 이런 부분의 장점은, 운동가능한 요소의 제 1 슬립핑이 센서 장치에 의해 인지될 수 있고 지탱력의 자동적인 증폭이 발생되어, 추가의 슬립핑이 방지된다는 것이다.
바람직하게는, 승강기 구동장치는, 각각의 경우에 예컨대 전기 모터에 의해 또는 유압식으로 정지 상태로부터 조절된 방식으로 이동체를 가속시키고, 다시 정지 상태로 감속시키는 승강기에서 사용되므로, 브레이크 장치는 통상적인 경우에 단지 이동체를 정지 상태에 지탱시키기 위해서만 채용된다.
브레이크 장치를 구비하는 본 발명에 따른 승강기 구동장치는, 예컨대 DE 197 37 485 C1 으로부터 기본적으로 공지되는 바와 같이, 복수의 관계 요소와 각각 그와 관련되는 가동 요소를 포함할 수 있다. 앞에서 설명된 총 마찰력은 제 1 마찰력 및 제 3 마찰력 또는 제 2 마찰력의 합계로부터 나온다.
앞에서 설명된 바와 같이, 브레이크 장치의 가능한 결함 기능 중 한 기능은, 제 1 마찰력 및 제 3 마찰력을 포함하는 전체 마찰력이 너무 작아서 운동가능한 요소를 정지 상태에 지탱할 수 없다는데 있다. 이런 결함 기능은, 관계 요소가 그 통상적인 위치에 더 이상 있을 수 없다는 것을 센서 장치가 검출하는 경우에 인지될 수 있다. 이런 경우, 관계 요소의 운동은 받침부에 의해 제한되는 것이 바람직하다. 결과적으로, 이런 받침부에 도달될 때, 제 3 마찰력에 비해 더 높은 제 2 마찰력이 작용하게 되고 운동가능한 요소를 지탱한다. 따라서, 이런 결함 기능은, 운동가능한 요소의 지탱 기능이 전체적으로 위태로워지지 않은 상태에서 인지될 수 있다. 이는 안전 마진 (S) 이 확보되었다는 것을 나타낼 뿐이다. 따라서, 브레이크 장치의 안전성이 증가되고 유지관리가 시작될 수 있다.
추가의 가능한 결함 기능은, 브레이크 장치가 해방하는데 오류로 실패한다는 것, 즉 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉이 이동 작동 동안 제자리에 유지된다는 것에 있다. 이런 결함 기능은 예컨대 브레이크 제어 유닛의 결함으로부터 발생할 수 있다. 또한, 이런 결함 기능은, 관계 요소가 그 통상적인 위치에 있지 않다는 것을 센서 장치가 검출하는 경우에 인식될 수 있는데, 이는 앞에서 기재한 바와 같이, 이러한 경우에 있어 운동가능한 요소가 제 1 자유도에서 관계 요소를 동반시켜, 관계 요소가 그 통상적으로 위치로부터 그 제동 위치로 이동되기 때문이다. 예컨대, 이런 종류의 결함 기능이 발생하는 경우, 대응하는 접촉 표면이 과열되거나 마모 또는 다른 손상을 입기 전에, 이동 작동은 멈출 수 있다.
이와 관련하여, 브레이크 장치의 모든 통상적인 작동 역할에 대해 브레이크 장치의 기능적인 능력 및 충분한 안전 마진이 확정될 수 있다면 특히 바람직하다. 이는 브레이크 장치의 작동 안전성을 상당히 증가시킨다.
대개, 이런 종류의 브레이크 장치는 새로운 설비와 함께, 바람직하게는 대응하는 구동 유닛과 직접적으로 함께 전달된다. 동등하게는, 또한 대응하는 브레이크 장치가 기존의 브레이크 장치에 대한 대체물로서 기존의 플랜트 및 승강기 설비에서 사용될 수 있다. 따라서, 특히 구동 조절 시스템의 가능한 현대화와 관련하여 증가된 안전성이 달성될 수 있다. 공지된 승강기 설비에 적합한 적절한 현대화 킷 (kit) 이 제공될 수 있다.
본 발명의 추가의 목적, 특징 및 이점은 종속청구항 및 이하의 기재된 예시적인 실시형태로부터 명확하다. 이에 대한 부분적인 개략적인 도시가 있다.
도 1a 는, 도 1b 의 단면 I-I 에서 해방된 상태에 있는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 브레이크 장치를 나타낸다.
도 1b 는 도 1a 에 따른 브레이크 장치를 측단면도로 나타낸다.
도 2a, 2b 는 통상적인 지탱 상태에 있어서의 도 1 에 따른 브레이크 장치를 나타낸다.
도 3a, 3b 는 감시 논리 시스템을 구비하는 결함 기능의 경우에 있어서의 도 1 따른 브레이크 장치를 나타낸다.
도 4 는 개방된 상태에 있어서의 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 브레이크 장치를 측단면도로 나타낸다.
도 5 는 통상적인 지탱 상태에 있어서의 도 4 에 다른 브레이크 장치를 나타낸다.
도 6 은 결함 기능의 경우에 있어서의 도 4 에 따른 브레이크 장치를 나타낸다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시형태의 개략적인 도를 나타낸다.
도 8a, 8b 는 연속하는 브레이크 디스크를 구비하는 도 1 에 따른 브레이크 장치를 나타낸다.
도 9 은 브레이크 장치가 부착된 승강기 구동장치를 나타낸다.
도 10 은 견인 휠의 양 측에 브레이크 장치가 부착되어 있는 승강기 구동장치를 나타낸다.
도 11 은 승강기 구동장치의 대안적인 실시형태를 나타낸다.
도 12 는 도 11 에 따른 구동장치에 있어서의 브레이크 장치의 상세사항을 나타낸다.
도 13 은 승강기 설비의 실시예를 나타낸다.
도면에서 동등한 기능에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 1a 및 도 2b 는 해방된 비제동 상태에 있는 본 발명의 실시형태에 따른 승강기 구동장치에 유용한 브레이크 장치를 측면도 및 정면도로 각각 나타낸다. 브레이크 장치는 관성의 견지에서 고정되는 멀티-파트 하우징 (multi-part housing) (1) 형태의 정지 요소를 포함한다. 작동 축 (2) 형태의 운동가능한 요소가 하우징 (1) 내에 회전가능하게 장착되고 하우징 (1) 에 대해 회전 자유도 (
Figure 112010030525392-pct00001
) 를 갖는다. 브레이크 디스크 (5) 형태의 2 개의 브레이크 요소가 축방향으로 변위가능하도록 축에 배열되지만, 예컨대 축 스플라인 또는 키 (도시 생략) 에 의해 상대 회전에 대해서는 안정된다.
전기자 디스크 (4) 형태의 2 개의 가동 요소가 축방향으로 변위가능하지만 상대 회전에 대해서는 안정되도록 하우징 (1) 내에 장착된다. 이를 위해, 원주에는 3 개의 핀 (9) 이 분포되어 있으며, 이 3 개의 핀 (9) 은 하우징 (1) 및 전기자 디스크 (4) 의 관통 보어 또는 블라인드 보어 안에 결합되고 이 3 개의 핀 (9) 에서 전기자 디스크 (4) 가 미끄러진다.
디스크 (3) 형태의 관계 요소가 축방향으로 변위가능하도록 각각의 브레이크 디스크 (5) 와 전기자 디스크 (4) 사이에 장착된다. 디스크 (3) 는 홈 기부를 가지는 3 개의 홈형 컷아웃부 (cut-out) (10) 를 각각 구비하며, 핀 (9) 은 이 핀 (9) 이 각각의 홈 기부에 놓이고 따라서 디스크 (3) 를 회전가능하게 장착하도록 이 홈 기부를 통해 결합된다. 디스크 (3) 의 회전은 홈 (10) 의 옆면에 의해 기계적으로 정으로 (positively) 제한되고, 이때 디스크는 핀 (9) 이 각각의 옆면을 지탱하기 전에 특정 각에 걸쳐 회전될 수 있다. 디스크 (3) 는, 하우징 (1) 안에 수용되고 옆면 (10) 에서 내부적으로 지지되며 (도 1a 의 상부에서) 옆면에 대해 늘어나는 2 개의 스프링에 의해, 도 1 및 도 2 에 도시되어 있고 센서 장치 (8) 에 의해 검출되는 그 통상적인 위치 (A) 로 바이어스된다.
도 1a, 1b 는 해방된 상태의 브레이크 장치를 나타낸다. 이를 위해, 전자석이 압축 스프링 (7) 의 압력에 대항하여 전기자 디스크 (4) 를 브레이크 디스크 (5) 로부터 멀어지도록 당기며, 따라서 브레이크 디스크 (5) 는 작동 축 (2) 과 함께 자유롭게 회전할 수 있다. 이런 상태에서, 관계 요소 (3) 는 상기 스프링에 의해 무결함 작동을 나타내는 그 통상적인 위치에 유지된다.
도 2a, 2b 는 적용된 상태의 브레이크 장치를 나타낸다. 이를 위해, 전자석은 더 이상 에너지를 공급받지 않으며, 따라서 전기자 디스크 (4) 는 제 2 축방향 자유도 (y) 의 방향에서 스프링 (7) 에 의해 수직 힘 (FN) 으로 작용된다. 전기자 디스크 (4) 는 동일한 수직 힘으로 관계 요소 (3) 를 브레이크 디스크 (5) 에 누르고, 따라서 브레이크 디스크 (5) 는 축방향으로 변위되고 동일한 수직 힘에 의해 하우징 (1) 에 눌린다.
이런 수직 힘 (FN) 을 통해, 제 1 마찰 접촉이 하우징 (1) 과 브레이크 디스크 (5) 사이의 제 1 접촉 표면 (6.1) 에서 형성되고, 제 2 마찰 접촉이 브레이크 디스크 (5) 와 관계 요소 (3) 사이의 제 2 접촉 표면 (6.2) 에서 형성되며, 제 3 마찰 접촉이 관계 요소 (3) 와 전기자 디스크 (4) 사이의 제 3 접촉 표면 (6.3) 에서 형성된다. 결과적으로, 회전하는 작동 축 (2) 으로 인해 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉에서 처음에는 미끄럼 마찰이 나타나고, 따라서 제 1 마찰력 또는 제 2 마찰력 (또는 마찰 토크) 은 FRiG = μiG - × FN (i=1, 2) 이 된다. 이런 경우, μiG - 는 제 1 마찰 접촉 또는 제 2 마찰 접촉에서의 미끄럼 마찰 계수를 나타낸다.
관계 요소 (3) 및 전기자 디스크 (4) 는 서로에 대해 정지해 있기 때문에, 제 3 마찰 접촉에서는 처음에 정지 마찰이 나타난다. 최대 유효 제 3 마찰력 (FR3max) 은 따라서 FR3maxH = μ3H × FN 이 되고, 여기서 μ3H 는 제 3 마찰 접촉에서의 정지 마찰 계수를 나타낸다. 이는, 최대 제 3 정지 마찰력이 제 2 미끄럼 마찰력보다 더 크도록 선택된다:
μ3H > μ2G (5)
⇒ μ3H × FN > μ2G × FN (5')
⇒ FR3maxH > FR2G (5'')
관계 요소 (3) 는 부착력 마진 (FR3maxH - FR2G) 에 의해 그 통상적인 위치 (A) 에서 유지되며, 브레이크 디스크가 관계 요소 (3) 에서 미끄러진다. 작동 축 (2) 이 마지막으로 정지하면 (도 2), 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉 또한 미끄럼 마찰로부터 정지 마찰로 변한다. 정지 마찰 계수는 μ1H = μ2H >> μ3H 로 선택되기 때문에, 최대 제 2 마찰력 (FR2max) 은 이제 최대 제 3 마찰력 (FR3max) 보다 더 크다. 이런 관계에 있어서, 간략화를 위해 각각의 경우에 있어 단지 마찰 계수 (μiH, μiG) 만을 언급한다는 것에 유의해야 한다. 실제로, 이런 마찰계수 각각은 오차의 마진 또는 허용 오차의 영향을 받는다. 예컨대, 규정 μ3H > μ2G 은, 따라서 μ3H 의 값이 그 허용 오차 위치에 무관하게 μ2G 의 값보다 그 허용 오차 위치에 무관하게 더 크다는 점에서 이해된다. 그러므로, 허용 오차 한계는, 실제로 허용 오차 내에서 일어나는 스캐터 (scatter) 의 경우에도 본 발명에 따른 기능성을 보장할 수 있도록 허용 오차 한계에서의 마찰력 또는 마찰 계수에도 설명된 식이 적용될 수 있도록 선택되는 것이 바람직하다.
브레이크 장치의 가능한 결함 기능은, 작동 축이 작동에 있어서 역으로 될 때 브레이크 장치가 오류로 해방되지 않는다는 점에 있다. 이런 경우에 있어서, 작동 축 (2) 은 브레이크 디스크 (5) 에 의해 도 2 와 관련하여 앞에서 기재된 지탱 위치로부터 계속 형성되고 있는 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉에 힘을 가한다. 마찰 계수 μ1H = μ2h >> μ3H 의 선택으로 인해 최대 제 3 마찰력은 그 최소 마찰력에 있기 때문에, 제 3 마찰 접촉이 처음에 정지 마찰로부터 미끄럼 마찰로 변하고, 관계 요소 (3) 는 전기자 디스크 (4) 에 대해 회전하기 시작한다. 이런 경우, 관계 요소는 도 3 에 도시되어 있고 센서 장치 (8) 에 의해 검출되는 제동 위치 (B) 로 회전한다. 센서 장치 (8) 는 그 결과 상태 정보를 감시 논리 시스템 (11) 에 전달한다. 감시 논리 시스템 (11) 은, 예컨대 이동체 또는 운동가능한 요소 (2) 의 운동 또는 속도 상태 및/또는 브레이크가 적용되는지 또는 해방되는지의 여부를 나타내는 제동 신호와 같은 추가의 신호를 이용하여 센서 장치 (8) 의 신호를 평가하고, 결함 정보의 가능한 목록을 승강기 제어기 (도시 생략) 에 발하며, 이 제어기는 작동 축 (2) 의 구동을 정지시키고 따라서 브레이크 디스크 (5) 의 극도의 가열 (red-hot heating) 및 대응하는 서비스 전달 (service communication) 의 유발을 방지한다.
브레이크 장치의 추가의 가능한 결함 기능은 브레이크 장치에 의해 적용된 지탱력이 불충분하다는 점에 있다. 또한, 도 2 와 관련하여 기재된 지탱 상태로부터, 브레이크 장치에 의해 통상적인 위치 (A) 에서 최대로 가해진 제동력 (FRmax) 은 2 개의 브레이크 디스크의 실시형태의 경우에 이하와 같다:
FRmax = 2 × (μ1H + μ3H) × FN (6)
앞에서 설명된 바와 같이, 이런 경우에도, 회전 자유도 (
Figure 112010030525392-pct00002
) 에 기초하여, 병진력 대신 토크의 식에서도 사용될 수 있다. 마찰력이 불충분한 경우, 작동 축 (2) 은 회전하기 시작한다. 마찰 계수, μ1H = μ2H >> μ3H 의 선택으로 인해 최대 제 3 마찰력은 그 최소 마찰력에 있기 때문에, 제 3 마찰 접촉은 정지 마찰로부터 미끄럼 마찰로 변화되는 한편, 제 2 마찰 접촉에서는 정지 마찰이 계속 존재한다. 관계 요소 (3) 는 전기자 디스크 (4) 에 대해 회전하기 시작한다. 이런 경우, 관계 요소는 다시 도 3 에 도시되고 센서 장치 (8) 에 의해 검출되는 제동 위치 (B) 로 회전한다. 센서 장치 (8) 는 그 결과, 앞에서 기재된 바와 같이 예컨대 감시 논리 시스템에 의해 결함 기능 보고를 승강기 제어기 (도시 생략) 에 발한다.
제동 위치 (B) (도 3) 에서, 핀 (9) 과 컷아웃부 (10) 의 옆면 사이의 기계적으로 정의 연결은 관계 요소 (3) 의 추가의 회전을 방지하고, 따라서 관계 요소 (3) 는 하우징 (1) 에 대해 제 1 자유도 (
Figure 112010030525392-pct00003
) 에서 고정된다. 따라서, 관계 요소 (3) 는 이제 더 큰 제 2 정지 마찰력을 브레이크 디스크 (5) 에 전달하고, 전체 제동력은 결과적으로 이하로 증가한다:
FR + 2 × (μ1H + μ2H) × FN (6')
브레이크 장치는, 통상적인 경우에 식 (6) 에 따라 제 1 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉에서 가용한 마찰력이 작동 축 (2) 을 지탱시키는데 충분하도록 설계되기 때문에, (μ1H + μ2H)/(μ1H + μ3H) 의 안전 마진이 주어진다.
도 4 는 해방된 상태의 제 2 실시형태에 따른 브레이크 장치를 측면도로 나타낸다. 이 브레이크 장치는, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 가 도 11 및 도 12 에 도시된 바와 같이 승강기 구동장치의 브레이크 디스크에 설치되거나, 또는 도 13 의 도시와 유사하게 승강실 (16) 에 체결될 수 있는 하우징 (1) 이 브레이크 레일 (2, 15) 을 따라 제 1 자유도 (x) 에서 운동하는 승강기 설비를 위해 제공된다.
브레이크 장치가 해방될 때 (도 4), 전자석이 압축 스프링 (7) 의 바이어스에 대해 전기자 요소 (4) 를 제 2 자유도 (y) 에서 하우징 (1) 으로 당기고, 그 결과 하우징 (1) 이 브레이크 레일을 따라 마찰 없이 미끄러질 수 있다.
승강실 (16) 의 제동을 위해, 전자석 (또는 다른 적절한 해방 구동장치) 은 스위치오프되고 (도 5), 압축 스프링 (7) 은 제 2 자유도 (y) 에서 수직 힘 (FN) 으로 전기자 요소 (4) 를 관계 요소 (3) 에 누르는데, 이 관계 요소 (3) 는 제 1 자유도 (x) 를 따라 변위가능하도록 전기자 요소 (4) 에 배열되어 있으며 압축 스프링에 의해 양측에서 통상적인 위치 (A) 에 지탱되어 있다 (도 4, 도 5). 따라서, 관계 요소 (3) 또한 수직 힘 (FN) 에 의해 브레이크 레일 (2, 15) 에 눌리고, 이 브레이크 레일 (2, 15) 은 다시 하우징 (1) 에 눌린다. 이런 경우, 브레이크 레일 (2) 이 하우징 (1) 에 눌리는 제 1 접촉 표면 (6.1) 에서 제 1 마찰 접촉이 형성되고, 관계 요소 (3) 가 브레이크 레일 (2) 에 접촉하는 제 2 접촉 표면 (6.2) 에서 제 2 마찰 접촉이 형성되며, 전기자 요소 (4) 및 관계 요소 (3) 가 서로 접촉 상태에 있는 제 3 접촉 표면 (6.3) 에서 제 3 마찰 접촉이 형성된다. 이런 경우, 하우징 (1) 에 대해 상대적으로 운동하는 브레이크 레일 (2) 로 인해 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉에서는 미끄럼 마찰이 존재하고, 서로에 대해 정지 상태에 있는 관계 요소 (3) 와 전기자 요소 (4) 사이의 제 3 마찰 접촉에서는 정지 마찰이 존재한다.
제 1 예시적인 실시형태에서는 정지 마찰 계수, μ1H = μ2H >> μ3H 가 선택된다. 동등하게는, 제 1 접촉 표면 및 제 2 접촉 표면에서의 미끄럼 마찰 계수 (μ1G = μ2G) 는 제 3 접촉 표면에서의 정지 마찰 계수 (μ3H) 보다 더 작다. 모든 접촉 표면은 동일한 수직 힘 (FN) 에 의해 작용하기 때문에, 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉에서의 미끄럼 마찰력은 제 3 마찰 접촉에서의 최대 정지 마찰력보다 더 작다:
μ1G = μ2G < μ3H < μ1H = μ2H (7)
⇒ FR1G = FR2G < FR3maxH (7')
그러므로, 브레이크 레일 (2, 15) 은 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉에서 미끄러지는 한편, 관계 요소 (3) 는 그 통상적인 위치 (A) 에서 압축 스프링에 의해 바이어스된 상태로 유지된다 (도 5). 정지시, 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉 또한 미끄럼 마찰로부터 정지 마찰로 변하고, 하우징 (1) 이 브레이크 레일 (2) 을 지탱하는 총 마찰력은 제 1 마찰 접촉 및 제 2 마찰 접촉에서 정지 마찰에 의해 제한된다:
FRmax = (μ1H + μ3H) × FN (6'')
제 1 예시적인 실시형태에서와 같이, 브레이크 디스크 (2) 에 대한 상대적인 하우징 (1) 의 운동에도 불구하고 해방되지 않는 블로킹 브레이크 장치는, 식 (6'') 에 따른 과도하게 작은 총 마찰력 (FRmax) 처럼, 관계 요소 (3) 가 전기자 요소의 상부 받침부 (abutment) 에서 정지할 때까지 (도시 생략) 관계 요소 (3) 가 제 1 자유도 (x) 에서 브레이크 레일 (2) 에 의해 동반되는 결과를 갖는다. 이런 경우, 센서 (8) 가 통상적인 위치 (A) (도 5) 로부터 이런 제동 위치 (B) (도 6) 까지의 관계 요소의 천이를 기록하고 결함 기능 보고를 발한다. 관계 요소가 전기자 요소 (4) 에 대해 제 1 자유도 (x) 에서 받침부 (도시 생략) 에 의해 고정되자마자, 제 2 접촉 표면 (6.2) 에서의 제 2 마찰력 (FR2) 은 운동에 대항하고 총 마찰력, FR 은 (μ1 + μ3) × FN 로부터 (μ1 + μ2) × FN 로 증가한다.
제 1 예시적인 실시형태 및 제 2 예시적인 실시형태에 있어서, 최대 제 2 마찰력 및 최대 제 3 마찰력은 마찰 계수 (μ2, μ3), 특히 정지 마찰 계수 (μ2H, μ3H) 의 적절한 선택에 의해 각각 실현된다. 그러나, 대안적으로 또는 부가적으로, 제 3 접촉 표면 (6.3) 이 수직 힘에 대해 기울어져 있다는 점에서 상이한 최대 마찰력 또한 실현될 수 있다. 이를 위해, 도 7 은 공통 수직 힘 (FN) 을 받는 경우에 있어서 관계 요소 (3) 에 작용하는 힘을 개략적인 도면으로 보여준다. 도 7 에 도시된 원리는 예컨대 제 1 예시적인 실시형태 및 제 2 예시적인 실시형태에서 실현될 수 있으며, 이때 동일한 도면부호는 동일한 요소에 대응하고, 예컨대 도 7 의 가동 요소 (4) 는 제 1 예시적인 실시형태의 전기자 디스크 또는 제 2 예시적인 실시형태의 전기자 요소 (4) 에 대응한다.
처음에, 지탱된 운동가능한 요소 (2) 가 외부 힘, 예컨대 제 1 자유도 (x) 에서 정의 방향 (도 7 에서 상방향) 의 승강실의 하중의 영향하에 운동하려고 하는 것으로 가정할 수도 있다. 수직 힘 (FN) 에 의해 가동 요소 (4) 가 하중을 받을 때, 운동가능한 요소 (2) 에 작용하는 나머지 힘의 합계와 동일한 크기이지만 이 힘에 대항하는, 최대 FR2max = μ2H × FN 일 수 있는 마찰력 (F2) 이 제 2 접촉 표면 (6.2) 에서 발생한다.
수직 힘 (FN) 에 대해 각 (π - α) 으로 기울어져 있는 제 3 접촉 표면 (6.3) 에 작용하는 수직 힘 (FN) 은 2 개의 성분으로 나누어지고, 이때 한 성분 (FN × sin(α)) 은 제 3 접촉 표면 (6.3) 에 수직하고 다른 성분 (FN × cos(α)) 은 제 3 접촉 표면 (6.3) 에 접하게 배향된다. 제 3 접촉 표면 (6.3) 에서 최대로 작용하는 제 3 마찰력은 상기 한 성분으로부터 FR3max = μ3H × sin(α) × FN 을 형성한다. 따라서, 기울기 각 (α) 의 적절한 선택을 통해, 예컨대 동일한 정지 마찰 계수에 대하여 더 낮은 최대 제 3 마찰력을 미리 설정하는 것이 가능하다. 이런 마찰력이 제 3 자유도 (x) 에서 계속 산출되는 경우, 제 1 자유도에서의 가동 요소 (4) 에 대한 관계 요소 (3) 의 운동은 단지 최대 FR3max = μ3H × sin2(α) × FN 의 정지 마찰력에 계속 대항한다.
도 7 에서 부가적으로 볼 수 있는 바와 같이, 정의 방향 (도 7 에서 상방향) 에서 제 1 자유도 (x) 에서의 가동 요소에 대한 관계 요소 (3) 의 운동은 부가적으로 성분, FN × cos(α) 에 대항하고, 이 성분, FN × cos(α) 은 이 정도까지 최대 제 3 마찰력의 총 효과를 증가시키다. 그에 반해, 부의 방향 (도 7 에서 하방향) 에서의 운동의 경우에, 이 성분, FN × cos(α) 은 유효 제 3 마찰력을 감소시키고, 그 결과 운동의 두 방향에서 상이한 최대 제 3 마찰력이 발생한다. 이는 바람직하게는, 예컨대 브레이크 장치에 의해 지탱되는 승강실이 단지 부분균형이 되는 경우, 즉 운동 요소 (2) 가 운동의 한 방향에서 다른 방향에서보다 더 강하게 지탱되어야 하는 경우에 이용될 수 있다.
또한, 가동 요소 (4) 에 대한 관계 요소 (3) 의 변위에 대해, 자유도 (y) 를 따른 조정 이동에서 변화가 필연적으로 생긴다. 이런 변화는 예컨대 압축 스프링 (7) (도 4 내지 도 6) 과 같은 조정 엑츄에이터의 힘 특성에 대응하여 수직 힘 (FN) 에 있어서의 증가 또는 감소를 발생시킨다. 따라서, 운동 방향 또는 제동 방향에 대응하여 제동력이 영향을 받을 수 있다.
예시적인 실시형태는 단일 지탱의 경우에서와 제동 및 후속하는 지탱의 경우에 결함 기능을 신뢰가능하게 검출할 수 있도록 마찰 표면의 미끄럼 마찰 계수 및 정지 마찰 계수를 조화시키는 것과 관련된다. 이는 이하의 조건:
μ2G < μ3H < μ2H (7)
이 충족될 때 달성된다. 이는, 현재 많이 사용하는 경우에 있어서, 브레이크 장치가 통상의 경우에 단지 예컨대 정지 상태에 있는 승강실을 지탱하기 위해서만 사용되기 때문에 의무적이지는 않다. 제동을 위한 브레이크 장치의 사용은 단지 결함이 있는 경우에만 요구되며, 따라서 그자체도 불완전한 상태를 나타낸다. 이런 개별적인 경우에 있어서는 관계 요소 (3) 가 그 통상적인 위치에 유지되는 것이 요구되지 않는다. 관계 요소 (3) 는 그 통상적인 위치로부터 제동 위치로 매우 용이하게 변위될 수도 있고, 따라서 대응하게 더 높은 제동력
FR = FR1 + FR2 (1')
이 작용한다. 이는, 제 3 접촉 표면의 마찰 계수 (μ3H, μ3G) 가 제 2 접촉 표면의 마찰 계수 (μ2H, μ2G) 보다 상당히 더 작게 선택된다는 점에서 달성될 수 있다:
μ3G < μ3H << μ2G < μ2H (7')
실시형태의 이런 도시된 형태의 조합이 명백히 가능하다. 따라서, 예컨대 수개의 제 2 접촉 표면 및 제 3 접촉 표면이 제 1 접촉 표면을 형성하도록 조합될 수 있고, 따라서 안전 마진이 부가적으로 증가된다.
실시형태의 바람직한 변형에서, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 는, 도 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 승강기 설비 (18) (도 13 을 참조하여 이하에서 설명되는 바와 같음) 의 구동장치 (20) 에 설치 또는 부착된다. 구동장치 (20) 는 구동 축 (2) 에 통합 또는 장착되는 하나 이상의 구동 풀리 또는 견인 휠 (22) 을 포함한다. 구동 축 (2) 은 모터 (21) 에 의해 구동되고, 정지된 상태에서 지탱되거나, 필요한 경우에는 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 에 의해 제동된다. 때때로, 전환 (translation) 수단이 모터 (21) 와 구동 축 (2) 사이에 배열될 수 있다. 따라서, 구동장치 (20) 는 또한 대개 2 개의 실질적으로 동일한 유닛으로 분할되는 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 를 포함한다. 유닛의 각각은, 그 제동 위치 (B) 에서, 자체적으로 운동된 이동체를 정지 및 고정시킬 수 있다. 구동장치의 실시형태의 제 1 형태에 따르면, 2 개의 유닛은 단일 브레이크 장치를 형성하도록 조합되고 구동 축의 단부에서 배열된다. 실시형태의 이런 형태에 있어서, 구동 축은 운동가능한 요소 (2) 에 대응한다. 이런 배열 형태는, 브레이크 장치가 예컨대 완전한 유닛으로서 미리 장착될 수 있기 때문에 경제적이다.
본 발명의 구동장치 (20) 의 실시형태의 일 형태에 따르면, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 2 개의 유닛은 구동 축 (2) 의 2 개의 단부에 부착된다. 이는, 구동 풀리 (22) 가 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 유닛 사이에 배열되는 것을 의미한다. 따라서, 제동 동안, 제동 또는 지탱 모멘트가 구동 풀리 (22) 로부터 2 개의 유닛으로 분배된다. 따라서, 구동 축 (2) 에서의 힘의 상당히 더 나은 분배가 나타나고, 구동 축 (2) 의 파손으로 인한 브레이크 장치의 고장 위험이 감소된다.
이상적인 경우에, 통상적인 위치와 제동 위치 사이의 제동 작용은 2 배가 된다. 이는 제 3 접촉 표면에서의 마찰 계수 (μ3) 가 대략 0 일 때의 경우이다. 예컨대 도 8a 및 도 8b 에 도시된 바와 같이 하나가 다른 것의 뒤에 연결되는 수개의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 를 구비하는 브레이크 장치의 사용을 통해, 통상적인 위치와 제동 위치 사이에서 제동력 증폭에 영향을 주는 것이 가능하다. 예컨대, 수개의 브레이크 디스크 (5) 및 관계 요소 (3) 또는 정지 요소 (1) 가 하나가 다른 것의 뒤에 있는 상태로 배열되는 경우, 개별적인 관계 요소 또는 정지 요소의 프리런닝 이동의 설계에 의해 원하는 제동 증폭이 달성될 수 있다. 도 8a 및 도 8b 에 따른 실시형태에 있어서, 제동 위치에서만 작용하게 되는 3 개의 제 2 접촉 표면 (6.2) 은 제 1 접촉 표면 (6.1) 을 형성하도록 배열된다. 따라서, 제 3 접촉 표면 (6.3) 의 마찰력에 관계없이, 제동 위치에 도달시에 제동력의 증가가 발생한다. 전문가가 원하는 조합을 결정할 수 있다.
도 11 및 도 12 는 브레이크 장치를 구비하는 승강기 구동장치 (20) 의 대안적인 배열을 나타낸다. 이런 관계에 있어서, 도 4 내지 도 6 에 기재된 바와 같은 수개의 브레이크 장치 (24.1, 24.2, 24.3, 등) 가 구동 축을 가지는 유닛을 형성하는 브레이크 디스크 (2) 의 원주에 걸쳐 분포되도록 배열된다.
도 13 은 이동 샤프트 (12) 의 상부 영역에 배열된 승강기 구동장치 (20) 를 가지는 승강기 설비 (18) 를 나타낸다. 승강기 구동장치 (20) 는 지지 및 구동 수단 (13) 을 통해 견인 휠 (22) 에 의해 승강실 (16) 을 구동시킨다. 지지 및 구동 수단 (13) 은, 승강기 구동장치의 구동 방향에 대응하여 승강실 (16) 이 상방향으로 운동하고 평형추 (17) 는 하방향으로 운동하거나, 승강기 구동장치의 회전 방향이 변하면 그 반대로 되도록, 승강실 (16) 을 평형추 (17) 와 연결시킨다. 승강기 구동장치 (20) 가 그 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 에 의해 지탱되는 경우, 승강실 및 평형추 (17) 또한 멈춤 또는 정지 상태에 있다. 도시된 실시예에 있어서, 승강실 (16) 및 평형추 (17) 는 편향 롤러 (14) 에 의해 지지 및 구동 수단 (13) 과 연결된다. 따라서, 구동장치 (20) 에 작용하는 힘은 절반이 된다.
대안적으로는, 구동장치 (20) 는 또한 편향 롤러 (14) 중 한 롤러 대신에 배열될 수 있다.
브레이크 장치의 2 개의 유닛은 구동 축 (2) 의 두 단부에 부착된다. 이는, 구동 풀리 (22) 가 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 유닛 사이에 배열되는 것을 의미한다. 따라서, 제동 동안, 제동 또는 지탱 모멘트가 구동 풀리 (22) 로부터 2 개의 유닛으로 분배된다. 따라서, 구동 축 (2) 에서 상당히 더 우수한 힘 분배가 나타나고, 구동 축 (2) 의 파손으로 인한 브레이크 장치의 고장 위험이 감소된다.
브레이크 장치의 개별적인 유닛 또는 장치, 바람직하게는 도 4 내지 도 7 의 실시형태의 변형에서 도시되고 설명된 것과 같은 유닛이 승강실에 직접 배열되는 경우, 브레이크 유닛을 승강실의 2 측에 분배하는 것이 바람직하다. 따라서, 결과적인 제동력 및 지탱력은 대응하는 브레이크 레일 또는 안내 레일에 절반씩 도입될 수 있다. 대응하는 방식에서, 브레이크 장치가 예컨대 4 개의 브레이크 장치로 분할되는 경우, 바람직하게는 브레이크 장치 중 2 개는 승강실 아래에 배열되고 나머지 2 개의 브레이크 장치는 승강실의 상부 영역에 배열된다. 결과적으로, 브레이크 레일 또는 안내 레일로의 힘의 도입이 최적화되고, 승강실 자체로의 힘의 도입 또한 최적화된다.
전문가는 추가의 바람직한 배열을 인식할 것이다. 따라서, 예컨대 전문가는 브레이크 유닛을 승강실 및 평형추에, 또는 승강실 및 평형추 및 편향 롤러 또는 구동 풀리에 분배할 수 있다. 이는 제동력 및 지탱력을 상이한 성분 또는 하중 영역에 분배하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 개별적인 성분이 부분적인 힘에 의해서만 하중을 받기 때문에, 기능적인 신뢰성이 증가된다.

Claims (29)

  1. 승강실 (16) 또는 이동체를 구동 및 제동시키기 위한 승강기 구동장치 (20) 로서,
    - 승강실 (16) 또는 이동체에 구동력 및 제동력을 제공하기 위한 견인 휠 (22),
    - 견인 휠 (22) 을 구동시키기 위한 모터 (21),
    - 견인 휠 (22) 을 제동시키기 위한 브레이크 장치, 및
    - 견인 휠 (22), 모터 (21) 및 브레이크 장치를 함께 연결하는 구동 축 (2) 을 포함하고,
    브레이크 장치는 적어도 2 개의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 를 포함하고, 견인 휠 (22) 은 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 사이에 배열되며, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 는 실질적으로 구동 축 (2) 의 단부에서 배열되는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  2. 제 1 항에 있어서, 견인 휠 (22) 의 양측에 배열된 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 는 개별적으로 활성화되고, 따라서 하나의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 만이 승강실 (16) 을 정지 상태에 유지시키는 위치에 있는지의 여부를 감시 논리 시스템 (11) 이 확정할 수 있는 것을 특징으로 하는 승강기 구동 장치 (20).
  3. 제 2 항에 있어서,
    승강실 (16) 이 멈춰있는 동안 하나의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 가 일시적으로 해방되고, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 중 하나가 적용되는 시간 동안 하나의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 만이 승강실 (16) 을 정지 상태에 유지시키는 위치에 있는지의 여부를 감시 논리 시스템 (11) 이 확정하는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 에는,
    - 정지 요소 (1),
    - 이동체의 이동 방향에 대응하여 제 1 자유도 (
    Figure 112010030592228-pct00025
    ; x) 에서 정지 요소에 대해 운동할 수 있는 운동가능한 요소 (2), 및
    - 운동가능한 요소 (2) 의 방향에서 제 2 자유도 (y) 에서 조정가능한 관계 요소 (3) 가 제공되며,
    제 2 자유도 (y) 에서 작용하는 수직 힘 (FN) 에 의해 정지 요소 (1) 와 운동가능한 요소 (2) 사이에 제 1 접촉 표면 (6.1) 에서의 제 1 마찰 접촉이 형성될 수 있고, 제 1 마찰 접촉에서 제 1 마찰력 (FR1) 이 정지 요소 (1) 에 대한 운동가능한 요소의 운동에 대항하고,
    수직 힘 (FN) 에 의해 운동가능한 요소 (2) 와 관계 요소 (3) 사이에 제 2 접촉 표면 (6.2) 에서의 제 2 마찰 접촉이 형성되고, 제 2 마찰 접촉에서 제 2 마찰력 (FR2) 이 관계 요소에 대한 운동가능한 요소의 운동에 대항하며,
    관계 요소 (3) 는 통상적인 위치 (A) 와 제동 위치 (B) 사이에서 정지 요소 (1) 에 대해 제 1 자유도 (
    Figure 112010030592228-pct00026
    ; x) 에서 운동가능하며, 관계 요소 (3) 는 통상적인 위치 (A) 로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  5. 제 4 항에 있어서, 제동 위치 (B) 를 넘어가는 상기 관계 요소 (3) 의 운동이 차단되는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 는 추가로,
    - 정지 요소 (1) 에 대해 제 1 자유도 (
    Figure 112015035841113-pct00027
    ; x) 에서 고정되고, 운동가능한 요소 (2) 의 방향에서 제 2 자유도 (y) 에서 조정가능한 가동 요소 (4) 를 포함하며,
    수직 힘 (FN) 에 의해 조정된 상태에서 가동 요소 (4) 와 관계 요소 (3) 사이에 제 3 접촉 표면 (6.3) 에서의 제 3 마찰 접촉이 형성되고, 제 3 마찰 접촉에서 제 3 마찰력 (FR3) 은 가동 요소 (4) 에 대한 관계 요소 (3) 의 운동에 대항하고,
    제 2 접촉 표면 및 제 3 접촉 표면 (6.2, 6.3) 은, 제 2 접촉 표면 (6.2) 의 최대 제 2 마찰력 (FR2max) 이 제 3 접촉 표면 (6.3) 의 최대 제 3 마찰력 (FR3max) 보다 더 크도록 구성되는, 승강기 구동장치 (20).
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 브레이크 장치는 관계 요소 (3) 의 통상적인 위치 (A) 및 제동 위치 (B) 중 하나 이상을 검출하기 위한 센서 장치 (8) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  8. 제 7 항에 있어서, 감시 논리 시스템 (11) 은, 센서 장치 (8) 의 신호, 브레이크 장치의 제어 신호, 및 운동가능한 요소 (2) 의 운동 상태를 평가하고, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 기능을 판정하는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 감시 논리 시스템은,
    - 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제어 신호가 "적용되어 있음" 을 나타내고, 운동가능한 요소 (2) 의 운동 상태가 "0" 을 나타내며, 관계 요소 (3) 가 그 제동 위치 (B) 에 배치되어 있을 때, 또는
    - 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제어 신호가 "해방되어 있음" 을 나타내고, 운동가능한 요소 (2) 의 운동 상태가 "≠0" 을 나타내며, 관계 요소 (3) 가 그 제동 위치 (B) 에 배치되어 있을 때, 기능으로서 결함 기능을 확정하는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 감시 논리 시스템은,
    - 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제어 신호가 "적용되어 있음" 을 나타내고, 운동가능한 요소 (2) 의 운동 상태가 "0" 을 나타내며, 관계 요소 (3) 가 그 통상적인 위치 (A) 에 배치되어 있을 때, 또는
    - 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제어 신호가 "적용되어 있음" 을 나타내고, 운동가능한 요소 (2) 의 운동 상태가 "≠0" 을 나타내며, 관계 요소 (3) 가 그 제동 위치 (B) 에 배치되어 있을 때, 또는
    - 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제어 신호가 "해방되어 있음" 을 나타내고, 운동가능한 요소 (2) 의 운동 상태가 "≠0" 을 나타내며, 관계 요소 (3) 가 그 통상적인 위치 (A) 에 배치되어 있을 때, 기능으로서 정상 기능을 확정하는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제 2 접촉 표면 (6.2) 은 제 3 접촉 표면 (6.3) 보다 더 큰 마찰 계수 (μ) 를 가지는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제 3 접촉 표면 (6.3) 은 수직 힘 (FN) 에 대해 기울기를 가지는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  13. 제 6 항에 있어서, 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 관계 요소 (3) 및 가동 요소 (4) 중 하나 이상은 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉이 형성되도록 제 2 자유도 (y) 에서 수직 힘 (FN) 에 의해 운동되는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 는 운동가능한 요소 (2) 에 대해 제 1 자유도 (
    Figure 112015035841113-pct00028
    ) 에서 고정되고, 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉이 형성되도록 제 2 자유도 (y) 에서 수직 힘 (FN) 에 의해 운동되는 브레이크 요소 (5) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  15. 제 6 항에 있어서, 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 운동가능한 요소 (2) 및 정지 요소 (1) 는, 제 1 마찰 접촉, 제 2 마찰 접촉 및 제 3 마찰 접촉이 형성되도록 제 2 자유도 (y) 에서 수직 힘 (FN) 에 의해 서로에 대해 운동되는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  16. 제 6 항에 있어서, 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 가동 요소 (4) 는 수직 힘 (FN) 에 의해 바이어스되고, 전자기적으로 또는 유압식으로 선택가능하게 해방되는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  17. 제 6 항에 있어서, 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 는 복수의 관계 요소 (3) 및 이것과 각각 관련되는 가동 요소 (4) 를 포함하고, 수직 힘 (FN) 에 의해 각각의 관계 요소 (3) 와 운동가능한 요소 (2) 사이에 제 2 접촉 표면 (6.2) 에서의 제 2 마찰 접촉이 형성되고, 수직 힘 (FN) 에 의해 각각의 관계 요소 (3) 와 관련 가동 요소 (4) 사이에 제 3 접촉 표면 (6.3) 에서의 제 3 마찰 접촉이 형성되는 것을 특징으로 하는 승강기 구동장치 (20).
  18. 승강기 구동장치 (20) 에 의해 승강실 (16) 또는 이동체를 구동 및 제동시키기 위한 방법으로서, 승강기 구동장치 (20) 는,
    - 승강실 (16) 에 구동력 또는 제동력을 제공하기 위한 견인 휠 (22),
    - 견인 휠 (22) 을 구동시키기 위한 모터 (21),
    - 견인 휠 (22) 을 제동시키기 위한 브레이크 장치, 및
    - 견인 휠 (22), 모터 (21) 및 브레이크 장치를 함께 연결하는 구동 축 (2) 을 구비하고, 브레이크 장치는 적어도 2 개의 브레이크 장치 (24.21, 24.2) 를 포함하고, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 는 견인 휠 (22) 의 양측에 배열되며,
    제 1 방법 단계에서, 제 1 브레이크 장치 (24.1) 가 가동되고,
    제 2 방법 단계에서, 제동 결합 또는 지탱 결합에 있어 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 유효성이 검사되며, 그리고
    제 3 방법 단계에서, 제 1 브레이크 장치 (24.1) 가 다시 역으로 가동되거나, 제 2 브레이크 장치 (24.2) 가 가동되는, 승강기 구동장치 (20) 에 의해 승강실 (16) 또는 이동체를 구동 및 제동시키기 위한 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 승강기 구동장치 (20) 를 구비하는 승강기 설비 (18) 에 있어서,
    - 승강기 구동장치 (20) 는 이동 샤프트 (travel shaft) (12) 에서 정지 위치에 배열되고, 승강기 구동장치 (20) 는 이 승강기 구동장치 (20) 를 승강실 (16) 과 연결시키는 지지 및 구동 수단 (13) 에 의해 승강실 (16) 을 상승, 하강 및 지탱할 수 있거나, 또는
    - 승강기 구동장치 (20) 는 승강실 (16) 에서 배열되고, 승강기 구동장치 (20) 는 견인 휠 (22) 에 의해 견인력을 이동 샤프트 (12) 에 전달하며, 승강실 (16) 은 이런 견인력에 의해 상승, 하강 및 지탱될 수 있는 것을 특징으로 하는 승강기 설비 (18).
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 또는 승강기 구동장치 (20) 의 정지 요소 (1) 와 운동가능한 요소 (2) 중 하나는 관성의 견지에서 고정되도록 배열되고, 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 정지 요소 (1) 와 운동가능한 요소 (2) 중 다른 하나는 그것이 승강기 설비의 승강실을 지탱하고, 제동시킬 수 있도록 이것과 연결되는 것을 특징으로 하는 승강기 설비.
  21. 제 19 항에 있어서, 수직 힘 (FN) 은, 승강기 구동장치 (20) 의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 통상적인 위치 (A) 에서 발생되는 부착력이 승강실을 그 허용가능한 하중과 함께 지탱하는데 충분하도록 정해지는 것을 특징으로 하는 승강기 설비.
  22. 제 19 항에 있어서, 수직 힘 (FN) 은, 승강기 구동장치 (20) 의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제동 위치 (B) 에서 발생되는 미끄럼력이 승강실을 그 허용가능한 하중과 함께 확실하게 제동하는데 충분하도록 정해지는 것을 특징으로 하는 승강기 설비.
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 승강기 구동장치 (20) 의 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 제동 위치 (B) 에서 발생되는 미끄럼력은 브레이크 장치 (24.1, 24.2) 의 통상적인 위치 (A) 에서 발생되는 부착력보다 적어도 50 % 더 큰 것을 특징으로 하는 승강기 설비.
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