INSTALACIÓN DE ASCENSOR Y USO DE UNA INSTALACIÓN DE ASCENSOR DE ESTE TIPO PARA ASCENSORES DE ALTA VELOCIDAD DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una instalación de ascensor de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1 independiente, y al uso de la misma. En las instalaciones de ascensor que tienen una cabina de ascensor conectada con un contrapeso como medio de soporte, el contrapeso se mueve en la dirección opuesta a la de la cabina de ascensor. En ese caso la cabina de ascensor y el contrapeso se guían respectivamente en rieles de guía propios sustancialmente rectilíneos. En el cubo del ascensor puede ocurrir un choque de presión que puede causar vibraciones y ruido cuando el contrapeso se cruza con la cabina del ascensor en cubos de un solo ascensor y con cabinas de ascensor de alta velocidad. Además, el repentino cambio de presión en la cabina del ascensor que va aunado a esto puede ser desagradable para los pasajeros o las vibraciones se pueden sentir molestas. Entonces la instalación de ascensor es deficiente en el aspecto del confort de viaje. También es posible que se presenten ruidos en los edificios en los que se localiza la instalación de ascensor. Estos problemas ocurren en particular con las instalaciones de ascensor actuales en virtud de que se
hacen cada vez más esfuerzos por reducir el espacio encerrado tanto como sea posible y acomodar los componentes de la instalación de ascensor en el espacio más pequeño posible . El problema del cruzamiento del contrapeso y la cabina del ascensor en el cubo del ascensor se conoce desde hace mucho tiempo. Sin embargo, previamente únicamente se ofreció una solución interesante para ocuparse de las desventajas que se presentan durante el cruzamiento de dos cabinas de ascensor. Esta solución es de fecha reciente y es evidente de la solicitud de patente japonesa de la empresa Toshiba Corp., con el número de publicación 2002003090 A. Esta solicitud de patente se ocupa de instalaciones de ascensor en cubos de ascensores múltiples con varias cabinas de ascensor que se mueven cruzándose mutuamente. Se propone reducir la velocidad de las cabinas antes de que se encuentre en el cubo del ascensor mediante un control, para así prevenir la creación de ruidos y vibraciones. Sin embargo, los pasajeros pueden percibir como desagradable esta reducción de la velocidad. Adicionalmente se reduce la capacidad de transporte de toda la instalación debido a que resulta un tiempo de recorrido más largo debido a la reducción de la velocidad. Adicionalmente existen numerosas soluciones que se ocupan de mejorar la aerodinámica, es decir, la
resistencia al aire de las cabinas de ascensor, pero intrínsecamente no dicen nada sobre el problema del choque de presión y las posibles soluciones. Por lo tanto se presenta el problema de proporcionar una instalación de ascensor que por una parte reduce los problemas que se presentan debido al choque de presión cuando se cruzan el contrapeso y la cabina del ascensor y que mejora correspondientemente el confort del viaje, y por otra parte no crea una excesiva complicación mecánica o de control. Además, se proporcionarán soluciones que permiten un buen uso del espacio del edificio y que son particularmente adecuadas para el uso en elevadores de alta velocidad . De conformidad con la invención estos problemas se resuelven proporcionando un cubo de ascensor de diseño especial que tiene una ampliación local de la sección transversal en la región en que se cruzan en el cubo del ascensor la cabina del ascensor y el contrapeso que corren en direcciones opuestas. Mediante una ampliación local de la sección transversal de este tipo es posible reducir de manera significativa el choque de presión que parece ser la causa principal de vibraciones y ruidos sin que sea necesario que el espacio encerrado por el cubo del ascensor se tenga que incrementar de manera significativa.
El movimiento del contrapeso en cruzamiento con la cabina del ascensor puede tener lugar casi libre de vibración y ruido mediante una medida de construcción correspondiente al crear el cubo del ascensor. Otras formas de realización ventajosas se desprenden de las reivindicaciones subordinadas. Los detalles adicionales de la invención y varias ventajas de ella se explican con más detalle en la parte siguiente de la descripción. La invención se describe a continuación en detalle mediante ejemplos y con relación a dibujos esquemáticos que no son fieles a escala y en los que la: Figura 1 muestra una primera instalación de ascensor de conformidad con la invención en ilustración muy simplificada, vista en elevación lateral; Figura 2 muestra una sección muy simplificada a través de un cubo de ascensor convencional con cabina de ascensor y contrapeso; Figura 3A muestra una sección muy simplificada a través del cubo de ascensor de una primera instalación de ascensor de conformidad con la invención de acuerdo a la figura 1; Figura 3B muestra una sección muy simplificada a través del cubo de ascensor de una segunda instalación de ascensor de conformidad con la invención;
Figura 3C muestra una sección muy simplificada a través de un cubo de ascensor de una tercera instalación de ascensor de conformidad con la invención; y Figura 4 muestra un detalle esquemático de una cuarta instalación de ascensor de conformidad con la invención en ilustración muy simplificado, en elevación lateral . Para los componentes que son los mismos y funcionan de manera similar o idéntica se proporcionan los mismos números de referencia en todas las figuras. La figura 1 muestra una instalación de ascensor 1. La instalación de ascensor 1 comprende un cubo 10 de ascensor que en el ejemplo ilustrado está limitado por un piso 10.1, paredes 10.2, 10.3 laterales y un techo 10.4 (intermedio) . En el cubo 10 del ascensor se localiza al menos una cabina 11 de ascensor y un contrapeso 12 que se disponen para moverse a lo largo de rieles 14 , 15 de guía rectilíneos verticales. La cabina 11 de ascensor y el contrapeso 12 se conectan mediante medios de soporte (no ilustrados) de modo que durante el movimiento de la cabina 11 del ascensor el contrapeso 12 ejecuta un movimiento opuesto, como lo indican las flechas encima de la cabina 11 del ascensor y debajo del contrapeso 12. En el instante ilustrado la cabina 11 del ascensor se mueve hacia arriba y el contrapeso 12 hacia abajo. En el ejemplo de acuerdo a la
figura 1 se muestra una sola cabina de ascensor. Es obvio que también se puede usar una cabina de pisos múltiples, por ejemplo una cabina de doble piso. En el caso de una cabina de pisos múltiples se disponen varias cabinas una tras otra y se mueven en el cubo del ascensor como una unidad de cabina de transporte coherente. La cabina 11 de ascensor y el contrapeso 12 se cruzan mutuamente en una región A de proximidad. La longitud LA de esta región A de proximidad (esquemáticamente indicada en la figura 1 mediante una llave) depende de la longitud LK de la cabina del ascensor y de la longitud LG del contrapeso. La longitud LA de la región A de proximidad se puede determinar de acuerdo a la fórmula siguiente: [LK-LG] LA = LK + LG + 2 Por lo tanto, si el contrapeso LG y la cabina LK son de la misma longitud, la longitud LA de la región A de proximidad es: LA = 2 * LK ó 2 * LG. La región A de proximidad se localiza en aquel sitio del cubo 10 de ascensor en el que se encuentran la cabina 11 del ascensor y el contrapeso 12. En el caso de una cabina de pisos múltiples la longitud LK contiene la
longitud de toda la unidad de cabina de transporte. De conformidad con la invención se proporciona una ampliación E de la sección transversal Q del cubo 10 de ascensor en la región A de proximidad con el fin de reducir el choque de presión que se forma en la región A de proximidad cuando se cruzan la cabina 11 de ascensor y el contrapeso 12. El choque de presión mencionado se produce debido al hecho de que el movimiento del contrapeso al cruzarse con la cabina de ascensor produce un cambio momentáneo en la resistencia al flujo de la cabina en virtud de que se influye en el flujo de aire próximo a la cabina del ascensor. El contrapeso 12 ya influye en el flujo de aire poco antes de cruzarse el contrapeso 12 con la cabina 11 de ascensor, y el aire difícilmente puede fluir a lo largo de la cabina 11 en la sección transversal de cubo restante QV = Q - (QA + QG) de un cubo de ascensor convencional. En la fórmula indicada QA es la sección transversal de la cabina 11 de ascensor y QG la sección transversal del contrapeso 12. Esta situación se ilustra esquemáticamente en la figura 2 en una sección a través de un cubo de ascensor convencional. La sección transversal QV de cubo remanente se encuentra sombreada en esta ilustración. Mediante las figuras 3A, 3B y 3C se muestran diferentes formas de realización de la invención. El
incremento local QE de la sección transversal que resulta debido a la ampliación E que se proporciona en el cubo E del ascensor se indica en estas figuras mediante un sombreado diferente del resto de la sección transversal del cubo. La figura 3A ahora muestra una sección C-C en la región de la ampliación E a través del cubo 10 del ascensor mostrado en la figura 1. La solución que se muestra en las figuras 1 y 3A es una primera^ posibilidad de forma de realización de la invención. En esta primera forma de realización la ampliación E está ubicada en la pared 10.3 posterior del cubo. Otra forma de realización ejemplar de la invención se muestra en la figura 3B. En la forma de realización mostrada en esta figura la ampliación E se localiza en la pared 10.3 posterior del cubo y se extiende sobre toda la anchura de esta pared posterior del cubo. Esta forma de realización tiene la ventaja de que en términos constructivos se puede realizar de manera más sencilla que la variante mostrada en la figura 3A. Otra forma mas de realización ejemplar de la invención se muestra en la figura 3C. En la forma de realización mostrada en esta figura la ampliación E no sólo se extiende a lo largo de la pared 10.3 posterior del cubo, sino que también a lo largo de al menos una parte de las
paredes laterales. Es obvio que se puede concebir extender esta ampliación sobre toda la profundidad de las paredes laterales . La ampliación efectiva de la sección transversal (designada QE) es de aproximadamente el mismo tamaño en todos los tres ejemplos mostrados en las figuras 3A, 3B y 3C. Sin embargo, esta dimensión solamente se seleccionó para poder comparar mejor una con otra las formas de realización. Es obvio que los ejemplos mostrados en las figuras 3A a 3C también se pueden usar en disposiciones en las que el contrapeso se dispone lateral. En ese caso la localización de la ampliación QE de la sección transversal se selecciona ventajosamente en correspondencia con la disposición del contrapeso. Mediante esta forma de construcción especial del cubo 10 del ascensor con una ampliación E local, el aumento de presión o choque de presión no se puede formar ni siquiera inicialmente, o al menos se reduce de manera tan sustancial que ya no se producen vibraciones o ruidos perturbadores. Por lo tanto, con la consideración relativa de la cabina se encuentra presente una sección transversal QV que permanece sustancialmente constante sobre toda la longitud del trayecto de recorrido. La ampliación E se puede proporcionar en la forma de una o varias ampliaciones locales del cubo 10 del
ascensor, en donde la sección transversal QW efectiva del cubo 10 del ascensor es mayor en la región de la ampliación E que en la región restante del cubo 10 del ascensor. En ese caso, la ampliación E que incrementa localmente la sección transversal QW efectiva del cubo 10 del ascensor puede resultar de una ampliación dentro del cubo 10 del ascensor en que, como se muestra en las figuras ÍA y 3A, el grosor d de pared de una pared del cubo 10 del ascensor (por ejemplo, la pared 10.3 posterior) o de varias paredes laterales (ver, por ejemplo, figura 3C) del cubo 10 del ascensor se reduce en la proximidad de la región A. En este caso no se remueve fuera del cubo 10 del ascensor ningún espacio adicional utilizado de otra manera por el edificio. La desventaja de esta variante es que debido a la reducción local del grosor d de pared se puede presentar una posible debilitación de la estática del edificio en la proximidad de la región A del cubo 10 del ascensor. Adicionalmente es posible que resulten desventajas con respecto a la acústica, el aislamiento térmico o ignífugo del cubo 10 del ascensor en comparación con las partes restantes del edificio por un grosor de pared reducido de las paredes laterales del cubo 10 del ascensor. Sin embargo, una pared construida con un adelgazamiento local se puede reforzar estáticamente mediante medidas de construcción y los reglamentos de las
autoridades contra incendios también se pueden conservar, por ejemplo, mediante la aplicación de medios de aislamiento adecuados. Otra variante para la ampliación local de la sección transversal QW efectiva del cubo 10 del ascensor es agregar una ampliación al cubo 10 del ascensor en la proximidad de la región A. En esta variante no se reduce el grosor de pared del cubo 10 del ascensor en la proximidad de la región A, sino que se proporciona una ampliación E a manera de mochila en un lado (o en varios lados) del cubo 10 del ascensor. Sin embargo, una desventaja de esta variante es que se ocupa espacio adicional de otra manera utilizado por el edificio. Por lo tanto, también es concebible una combinación de las dos variantes precedentemente descritas. En este caso no solamente se reduce el grosor de pared del cubo 10 del ascensor sino que también se proporciona una ampliación anexa al cubo 10 del ascensor en la proximidad de la región A. Mediante esto es posible optimizar las ventajas y desventajas de las dos variantes. Las investigaciones han demostrado que la ampliación E considerada en términos de la sección transversal (es decir, QE) debiera preferiblemente tener una extensión que corresponde aproximadamente a la sección transversal QG del contrapeso 12, para poderle ofrecer al
aire comprimido o del contrapeso 12 una posibilidad de escape cuando la cabina 11 del ascensor se mueve cruzándose con el contrapeso 12. Por lo tanto es suficiente con proporcionar una ampliación de la sección transversal que es considerablemente menor que la sección transversal QA de la cabina 11 del ascensor. Este resultado es interesante y no se tomó en cuenta previamente. Si el cubo 10 del ascensor se ampliara localmente por la sección transversal QA de la cabina 11 del ascensor, entonces esto sería demasiado y requeriría de medidas de construcción sumamente complicadas y la realización no sería económicamente factible . Los cálculos y evaluaciones de pruebas experimentales arrojaron por resultado de que la sección transversal QE preferiblemente debe corresponder de 0.5 a 3 veces la sección transversal QG del contrapeso. 05 * QG < QE < 3 * QG. En esta conexión, una sección transversal QE en el área limítrofe de 0.5 * QG requieren de una cantidad muy pequeña de espacio de construcción en el edificio, y una sección transversal QE en el área limítrofe de 3 * QG produce una reducción sustancial del choque de presión. Se prefieren particularmente las formas de realización en las que: 1 * QG < QE < 2 * GG .
Esta regla de diseño permite obtener un buen confort de viaje con poco requerimiento de espacio. Adicionalmente se comprobó que la longitud LE de la ampliación E también desempeña un papel. La ampliación E debiera tener, considerada en la dirección vertical del cubo 10 del ascensor una longitud LE mayor que la longitud
LA de la región A de proximidad. En virtud de que el primer contacto entre el aumento de presión al frente del contrapeso 12 y el aumento de presión al frente de la cabina 11 del ascensor ocurre antes de que tenga lugar el cruzamiento de la cabina 11 y el contrapeso 12, las dimensiones de la longitud LE de la ampliación E preferiblemente debieran proceder de la fórmula siguiente: 1.2 • LA < LE < 1.5 • LA. En este caso son aplicables de manera análoga las mismas consideraciones como las aplicadas a la ampliación de la sección transversal QE . Una pequeña extensión LE de longitud requiere de menos espacio de construcción y una extensión LE de longitud larga promueve el confort de viaje. Una longitud LE que comprende una adición de 25% a la longitud LA es particularmente adecuada, es decir: LE * 1.25 • LA. Ventajosamente la longitud LE se puede adaptar a la ubicación de los techos o cielos intermedios del edificio, de manera que la longitud LE se extiende por un
número de pisos, por ejemplo, por dos pisos. Esto se puede realizar de manera sencilla en el edificio. En los ejemplos de dimensiones especificados para la longitud LE ya también se tomó en cuenta que los cables de soporte se expanden con el transcurso del tiempo. Debido a esta expansión puede resultar un leve desplazamiento del punto de cruce en el cubo del ascensor. Si la longitud LE se seleccionara para ser demasiado corta sería posible en consecuencia que después de algún tiempo se desplazara la región de proximidad de manera correspondiente con la expansión del cable para quedar fuera de la ampliación E, debido a lo cual nuevamente se presentarían choques de presión . Preferiblemente la sección transversal Q del cubo 10 del ascensor debiera ampliarse lentamente en la región E de ampliación a la sección transversal QW efectiva. Una ampliación repentina de la sección transversal QW efectiva mediante un borde puede provocar choques de presión o perturbaciones adicionales. En consecuencia se deberá tener cuidado de que la ampliación de la ampliación E, considerada en sección transversal, se efectúe de manera paulatina desde la sección transversal Q normal del cubo a la sección transversal Q + QE ampliada en la región de la ampliación E. Esta transición es inmediatamente aparente en la figura 4 . Un ángulo W de transición inferior a 10 grados
es ideal, siendo que un ángulo W inferior a 7° ha probado ser particularmente favorable (ver figura 4 ) . Se comprobó que la ampliación de la sección transversal QE se debe localizar lo más cerca posible del punto de la sección transversal Q del cubo 10 del ascensor en la que las regiones de presión de impacto de aire de la cabina 11 del ascensor y del contrapeso 12 inciden una en otra . Adicionalmente es posible influir favorablemente en el comportamiento de escape de las masas de aire mediante un revestimiento 13 aerodinámico de la cabina 11 del ascensor y/o del contrapeso. Así, por ejemplo, es posible que el revestimiento aerodinámico del contrapeso 12 sea diseñado como se muestra en la figura 4 de manera que las masas de aire sean apartadas de la cabina 10 del ascensor hacia la sección transversal QE ampliada. Un revestimiento aerodinámico del contrapeso 12 proporciona la ventaja adicional de que el contrapeso 12 produce menos resistencia al aire durante su recorrido a través del cubo 10 del ascensor. Debido al contorno del revestimiento 12 aerodinámico se provocan menos perturbaciones. Cuando la cabina 11 del ascensor y el contrapeso se cruzan, las masas de aire se remueven selectivamente hacia la región E de la ampliación . En una forma de realización actualmente preferida
de la instalación de ascensor de la invención la ampliación E se localiza, considerada en la dirección vertical del cubo 10 del ascensor, aproximadamente en el centro de la región del cubo 10 del ascensor por el que viaja la cabina 11 del ascensor. El encuentro entre la cabina 11 del ascensor y el contrapeso 12 ocurre en esta región. La invención se ha destacado particularmente en instalaciones de ascensor diseñadas como instalaciones de ascensores de alta velocidad para transportar a velocidades de al menos 4 m/segundo, pero el uso de esta invención también es factible en el caso de velocidades menores cuando para el propósito de reducir el espacio que rodea la instalación del ascensor se reduce la sección transversal QV restante del cubo.
Lista de símbolos de referencia I Instalación de ascensor 10 Cubo del ascensor 10.1 Piso de 10 10.2,10.3 Paredes laterales de 10 10.4 Techo de 10 II Cabina del ascensor 12 Contrapeso 13 Revestimiento aerodinámico del contrapeso 12 14 Riel de guía, contrapeso
Riel de guía, cabina del ascensor A Región de proximidad E Ampliación Q Sección transversal QW Sección transversal efectiva QV Sección transversal restante QE Ampliación de la sección transversal QG Sección transversal de contrapeso QA Sección transversal de la cabina del ascensor LA Longitud de la región de proximidad LB Longitud de la región completamente ampliada
LE Longitud de la ampliación E LG Longitud del contrapeso 12 LK Longitud de la cabina 11 de ascensor W Ángulo