WO2002014199A1 - Hydraulischer aufzug mit einem druckspeicher - Google Patents

Hydraulischer aufzug mit einem druckspeicher

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WO2002014199A1
WO2002014199A1 PCT/CH2001/000489 CH0100489W WO0214199A1 WO 2002014199 A1 WO2002014199 A1 WO 2002014199A1 CH 0100489 W CH0100489 W CH 0100489W WO 0214199 A1 WO0214199 A1 WO 0214199A1
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WO
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pressure
pump
accumulator
hydraulic
line
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Application number
PCT/CH2001/000489
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Moser
Original Assignee
Bucher Hydraulics Ag
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Filing date
Publication date
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Priority to US10/333,166 priority patent/US6957721B2/en
Priority to IL15418601A priority patent/IL154186A0/xx
Priority to CA002419737A priority patent/CA2419737C/en
Priority to AU2001281635A priority patent/AU2001281635B2/en
Priority to EP01960021A priority patent/EP1309508B1/de
Publication of WO2002014199A1 publication Critical patent/WO2002014199A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B9/00—Kinds or types of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B9/04—Kinds or types of lifts in, or associated with, buildings or other structures actuated pneumatically or hydraulically
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B50/00—Energy efficient technologies in elevators, escalators and moving walkways, e.g. energy saving or recuperation technologies

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic elevator of the type mentioned in the preamble of claim 1.
  • a hydraulic elevator of the type mentioned in the preamble of claim 1 is known from DE-Al-40 34 666. Hydraulic oil is pumped between the hydraulic drive for the elevator car and the pressure accumulator mentioned in this document. A speed setting valve is arranged in the lines from the pump to the drive and from the pump to the pressure accumulator, with which the driving curve can be controlled. It is further disclosed that the pump is driven by an electric motor which is driven by an inverter.
  • EP-AI-829 445 shows a device in which, under certain conditions, the motor coupled to the pump acts as a generator, so that excess hydraulic energy can be converted into electrical energy, that is to say recovered.
  • a hydraulic elevator with a pressure accumulator is also known from US-A-5, 579,868.
  • a first pump is connected, with which the flow of hydraulic oil between the hydraulic drive and the pressure accumulator can be influenced.
  • a hydraulic motor is coupled to the first pump, through which a controllable partial flow of the hydraulic oil flows to the tank, energy being obtained from the pressure difference when the hydraulic oil is released from the hydraulic drive or pressure accumulator to the unpressurized tank, which energy is used during the operation of the first pump. Hydraulic oil can be pumped from the tank to the pressure accumulator by means of a second pump in order to recharge the pressure accumulator again and again.
  • WO 98/34868 it is known to operate the pump for conveying hydraulic oil in a hydraulic elevator by an electronic power controller.
  • Such power controllers are known as frequency converters.
  • the invention has for its object to simplify the hydraulic circuit and to reduce the need for electrical energy, in particular the peak demand, that is, the electrical connected load.
  • Fig. 3 is a diagram for a special embodiment
  • Fig. 4 is a diagram of a particularly advantageous solution.
  • the reference numeral 1 denotes an elevator car that can be moved by a hydraulic drive 2.
  • the power transmission from the hydraulic drive 2 to the cabin 1 takes place in a known manner by means of a rope 3, which is deflected via a roller 5 attached to the hydraulic drive 2.
  • One end of the rope 3 is fastened to a building part 4, but can also be fastened to the guide rails (not shown) for the elevator car 1.
  • rope 3 and rollers 5 are possible within the scope of the invention.
  • FIG. 1 shows only one example.
  • the direct drive of the cabin 1 by the hydraulic drive, as shown in WO / 34868, is also possible.
  • the hydraulic drive 2 consists of a cylinder 6, in which a piston 8 fastened to a piston rod 7 can be moved.
  • the end of the piston rod 7 opposite the piston 8 carries the roller 5.
  • the interior of the cylinder 6 is divided by the piston 8 into a first pressure chamber 9 and a second pressure chamber 10.
  • the drive 2 of the illustrated embodiment is a so-called plunger cylinder, in which the two pressure chambers 9 and 10 are connected. So there is no seal on the piston 8 against the inner wall of the cylinder 6, but only a guide, not shown here. At the point where the piston rod 7 from the hydraulic Drive 2 emerges, there is a seal so that the pressure chamber 10 is sealed.
  • the hydraulically effective cross section corresponds to the cross section of the piston rod 7.
  • a cylinder line 11 is connected to the first pressure chamber 9 and connects this pressure chamber 9 to a valve 12.
  • this valve 12 is an electrically controllable OPEN-CLOSE valve, for example a solenoid valve.
  • the valve 12 on the other hand, is connected to a pump 13, which is driven by an electric motor 14.
  • a pressure accumulator 16 which consists of at least one accumulator 16.1, is directly connected to the pump 13 via a storage line 15 according to the general inventive idea.
  • a further memory 16.2 is shown, which is connected in parallel to the first memory 16.1.
  • the number of accumulators 16.1, 16.2, 16. n contained in the pressure accumulator 16 advantageously depends, for example, on the required storage volume, which is related to the maximum distance to be covered by the cabin 1. The larger the maximum possible path, the more memories 16.1, 16.2, 16. n are contained in the pressure accumulator 16.
  • Both bladder accumulators and piston accumulators can be considered as pressure accumulators 16.
  • One branch of the storage line 15 leads to a charge pump 17 which is driven by an electric motor 18.
  • the charge pump 17 is also connected to a tank 20 via a tank line 19. Hydraulic oil can be pumped from the tank 20 into the pressure accumulator 16 by means of the charge pump 17.
  • the electric motor 18 driving the charge pump 17 is advantageously automatically controlled by a pressure switch 21.
  • the pressure switch 21 rests on the storage line 15, thus detects its pressure, which is denoted by P s .
  • the pressure switch 21 switches the electric motor 18 on, so that the charge pump 17 then pumps hydraulic oil from the tank 20 into the pressure accumulator 16, as a result of which the pressure P s is increased until the pressure P s reaches a predetermined upper value, after which the charge pump 17 is then switched off again.
  • the charge pump 17 must therefore only run when the pressure P s in the pressure accumulator 16 is too low.
  • the pressure Ps can drop on the one hand because of unavoidable leakage losses via the charge pump 17, and on the other hand due to a drop in the temperature of the hydraulic oil due to environmental influences. If the temperature of the hydraulic oil rises as a result of such environmental influences, the pressure P s increases .
  • a check valve 22 is advantageously arranged between the charge pump 17 and the accumulator 16.
  • Other safety-relevant system parts such as pipe rupture protection and emergency drain are not drawn and described because such elements are not relevant with regard to the essence of the invention.
  • the pressure accumulator 16 is a bubble or a piston accumulator. Its pressure P s changes depending on the movement of the cabin 1. However, this does not have a disadvantageous effect on the control or regulation of the path and speed of the cabin 1.
  • the signal of a flow meter placed in the cylinder line 11, not shown here is taken into account in a known manner. But it can also be done by means of a sensor for the speed of the engine 14 or the speed of the cabin 1.
  • the predetermined values at which the pressure switch 21 switches the electric motor 18 on or off can advantageously be changeable by the control and regulating device 25.
  • a pressure P z prevails in the cylinder line 11, which corresponds to the pressure in the first pressure chamber 9 of the hydraulic drive 2. This pressure correlates with the load of the cabin 1.
  • the pump 13 is arranged between the cylinder line 11 and the storage line 15 according to the invention, when the valve 12 is in the "OPEN" position when the elevator is operating, the pressure P z in the cylinder line 11 acts directly on the pump 13 and thus in the hydraulic drive 2 and on the other hand directly the pressure P s in the storage line 15 and thus in the pressure accumulator 16.
  • the hydraulic circuit is therefore simplified compared to this prior art.
  • the electrical drive energy required to operate the pump 13 for the motor 14 driving the pump 13 accordingly correlates with the pressure difference P 2 - P s when the pump 13 hydraulic oil from the pressure accumulator 16 in the hydraulic drive 2 promotes, or with the pressure difference P s - P z when the pump 13 promotes hydraulic oil from the hydraulic drive 2 to the pressure accumulator 16.
  • the pressure difference P s - P z or P z - Ps can be negative, so that the pump 13 is then driven by the pressure difference in turn.
  • the motor 14 can act as a generator, as is already known.
  • the motor 14 is operated in a known manner by a power controller 23, which is a frequency converter, for example.
  • the power controller 23 is controlled by a control and regulating device 25, which in turn receives commands from an elevator control (not shown). Only one control line 26 is shown, via which the commands are transmitted from the control panels of the elevator system to the control and regulating device 25.
  • the control device 25 opens the valve 12 and operates the motor 14 in its first direction of rotation so that the pump 13 delivers hydraulic oil from the pressure chamber 9 into the pressure accumulator 16.
  • the pressure difference P s - P z acts on the pump 13. At the same time, this means that electrical energy for operating the motor 14 only has to be used as long as the pressure P z is less than the pressure P s . Because a speed control valve is not necessary, there is no corresponding pressure loss.
  • control device 25 also opens the valve 12 and operates the motor 14 in its second direction of rotation so that the pump 13 delivers hydraulic oil from the pressure accumulator 16 into the pressure chamber 9.
  • the pressure difference P z - P s acts across the pump 13. At the same time, this means that electrical energy for operating the motor 14 only has to be used as long as the pressure P s is less than the pressure P z .
  • the electrical connection value for the motor 14 can be much smaller than with conventional ones hydraulic circuits. Consequently, the motor 14 required for operation must also be designed for a smaller nominal power. This results in cost advantages for the motor 14 itself, with connection value tariffing due to the smaller connection value and with power tariffing due to the smaller consumption of electrical energy. It is also avoided according to the invention that hydraulic oil brought to high pressure by means of a pump is expanded again in the direction of tank 20 and thereby releases or loses its potential energy.
  • tank 20 can be small. It actually only serves to absorb a differential amount of hydraulic oil that corresponds to the leakage losses.
  • the solution according to the invention also has the remarkable advantage that no proportional pilot-controllable valve is required to operate the hydraulic elevator.
  • Many conventional hydraulic elevator systems have separate pilot-controllable valves for ascending and descending. This effort is avoided by the invention.
  • the control chain is therefore also very simple and clear, because the speed of the cabin 1 is controlled or regulated only by means of a single element, namely by means of the motor 14.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment, which differs from the example in FIG. 1 in that the cylinder line 11 is not connected to the first pressure chamber 9 of the hydraulic drive 2, but to the second pressure chamber 10.
  • the pressure chamber is here 10 sealed where the piston rod 7 emerges from the hydraulic drive 2.
  • the cross section of the second pressure chamber 10 is smaller than the cross section of the first pressure chamber 9 because of the piston rod 7. This means that less hydraulic oil has to be pumped between the hydraulic drive 2 and the pressure accumulator 16 in order to achieve a specific movement of the cabin 1. At the same time, this means that the volume of the pressure accumulator 16 can be made smaller.
  • the piston rod 7 is not loaded for buckling, because this is a pull cylinder.
  • the pressure chamber 9 is sealed off from the pressure chamber 10 by a seal arranged on the piston 8. This also means that the cylindrical inner wall of the cylinder 6 must be machined.
  • the power transmission from the hydraulic drive 2 to the cabin 1 takes place in a different but also known manner. It takes place with the aid of the rope 3, which is deflected via rollers 5 fastened to the building part 4 or to the hydraulic drive 2.
  • the rollers 5 can, for example, also be fastened to a support at the upper end of guide rails instead of on the building part 4.
  • FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that an additional line 30 is shown, which connects the first pressure chamber 9 to the tank 20. Hydraulic oil passing from the second pressure chamber 10 into the first pressure chamber 9 is thus discharged into the tank 20 via the piston 8.
  • FIG. 3 shows a special embodiment for the embodiment of FIG. 1.
  • an OPEN-CLOSE valve of the type of the valve 12 is also arranged in the storage line 15.
  • This valve which has the same effect as the valve 12, is designated by the reference number 12 '.
  • the valve 12 ' is moved into the "OPEN" position when the cabin 1 is to be moved.
  • This additional valve 12 ' is advantageously provided when the pump 13 is of a type in which leakage losses occur when the pump 13 is pressurized. Without the valve 12 ', the pump 13 must be leak-free. Such leak-free pumps 13 are more expensive.
  • the additional valve 12 'thus advantageously enables the use of a simple, non-leak-free pump 13.
  • the hydraulic oil leaking from the pump 13 is returned to the tank 20 by means of a leakage line 30. Because the valves 12 and 12 'are in the "CLOSED" position when the elevator is at a standstill, there is no longer any leakage at the pump 13 as soon as the pressure is released.
  • the valve 12 ′ which is closed when the elevator is at a standstill, reliably prevents the pressure in the pressure accumulator 16 from decreasing due to leakage at the pump 13 when a pump 13 is not leak-free.
  • FIG. 4 A particularly advantageous embodiment is shown in FIG. 4.
  • the solution differs from the solution according to FIG. 1 in that one on the cylinder line 11 Load pressure sensor 31 is arranged, the signal of which is fed to the control and regulating device 25.
  • the load pressure sensor 31 thus determines the pressure Pz, which correlates with the current load on the cabin 1.
  • this solution also differs in that a pressure control valve 32 is arranged in the storage line 15 and can be controlled by the control and regulating device 25.
  • the control signal for the pressure control valve 32 is generated by the control and regulating device 25, taking into account the signals from the load pressure sensor 31 and a storage pressure sensor 33, which detects the storage pressure Ps and at the same time fulfills the function of the pressure switch 21.
  • the pressure control valve 32 regulates the pressure at the storage-side connection of the pump 13 to a value which is identical to the pressure P z in the cylinder line 11. With each size of the load on the cabin 1, the same pressure P z prevails at both connections of the pump 13 , This results in an extremely advantageous manner that the pump 13 does not have to work against a pressure difference P s - Pz or P z - Ps.
  • the power to be applied by the pump 13 thus only corresponds to the friction losses during the movement of the cabin 1, which is composed of several components and contains the friction in the hydraulic drive 2, on the cable guide and on the rails of the cabin 1, not shown, and kinematic resistances.
  • the power to be applied by the pump 13 and thus by the motor 14 is completely independent of the loading of the cabin 1 and is only determined by the frictional losses when moving.
  • the power to be applied is again significantly reduced and approaches the theoretically possible minimum.
  • the leakage line 30 is also necessary here. Because this is only necessary under these circumstances, the leakage line 30 is shown in broken lines here.
  • the pressure control valve 32 it is also necessary for the pressure control valve 32 to have the functionality of the
  • Valve 12 'included. If the pressure control valve 32 is not activated by the control and regulating device 25, it is closed. If, on the other hand, the control and regulating device 25 actuates it, it behaves like an adjustable throttle.
  • the accumulator pressure sensor 33 also includes the functionality of the pressure switch 21. This then also includes that signals run in both directions via the connection between the control and regulating device 25 and the accumulator pressure sensor 33: the pressure signal from the accumulator pressure sensor 33 to the control and Control device 25 and the aforementioned change in the predetermined values, at which the pressure switch 21 switches the electric motor 18 on or off, from the control device 25 to the accumulator pressure sensor 33. In FIG. 4, this is indicated by arrows on the connection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Aufzug mit einem Druckspeicher (16). Erfindungsgemäß ist zwischen dem hydraulischen Antrieb (2) und dem Druckspeicher (16) eine mittels eines Motors (14) angetriebene Pumpe (13) angeordnet, mit der Hydrauliköl vom hydraulischen Antrieb (2) zum Druckspeicher (16) und umgekehrt förderbar ist, ohne daß dabei den Fluß von Hydrauliköl beeinflussende Regelventile, beispielsweise proportional vorgesteuerte Ventile, vorhanden sind. Da an der Pumpe (13) einerseits der Druck PZ in der Zylinderleitung (11) und andererseits der Druck PS in der Speicherleitung (15) wirkt, muß der Motor (14) der Pumpe (13) lediglich gegen den Differenzdruck arbeiten und kann in bestimmten Betriebszuständen sogar als Generator wirken und über einen ihn ansteuernden Leistungssteller (23) elektrische Energie abgeben. Damit wird der Energiebedarf zum Betreiben des Aufzugs vermindert. Die Geschwindigkeit der Kabine (1) wird von einem Steuer- und Regelgerät (25) über den Leistungssteller (23) allein durch die Ansteuerung des Motors (14) gesteuert bzw. geregelt.

Description

Hydraulischer Aufzug mit einem Druckspeicher
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Aufzug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Ein hydraulischer Aufzug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus der DE-Al-40 34 666 bekannt. Zwischen dem hydraulischen Antrieb für die Aufzugskabine und dem in dieser Schrift Ausgleichsaufzug genannten Druckspeicher wird mittels einer Pumpe Hydrauliköl gefördert. In den Leitungen von der Pumpe zum Antrieb und von der Pumpe zum Druckspeicher ist je ein Geschwindigkeits-Einstellventil angeordnet, mit denen die Fahrkurve gesteuert werden kann. Offenbart ist weiter, daß die Pumpe von einem elektrischen Motor angetrieben wird, der von einem Inverter angesteuert wird.
In EP- AI -829 445 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei der unter bestimmten Bedingungen der mit der Pumpe gekoppelte Motor als Generator wirkt, so daß überschüssige hydraulischer Energie in elektrische Energie umgewandelt, also zurückgewonnen werden kann.
Aus US-A-5,281,774 ist eine Steuereinrichtung für einen hydraulischen Aufzug bekannt, - bei der der die Pumpe antreibende elektrische Motor mit einem Inverter gesteuert wird.
Ein hydraulischer Aufzug mit einem Druckspeicher ist auch aus US-A-5, 579,868 bekannt. Bei diesem Aufzug ist bei einer der Ausgestaltungen zwischen den hydraulischen Antrieb für den Aufzug und den Druckspeicher eine erste Pumpe geschaltet, mit der der Fluß des Hydrauliköls zwischen dem hydraulischen Antrieb und dem Druckspeicher beeinflußbar wird. Mit der ersten Pumpe ist ein Hydromotor gekoppelt, durch den ein regelbarer Teilstrom des Hydrauliköls zum Tank fließt, wobei aus der Druckdifferenz beim Entspannen des Hydrauliköls vom hydraulischen Antrieb bzw. Druckspeicher zum drucklosen Tank Energie gewonnen wird, die beim Betrieb der ersten Pumpe ausgenutzt wird. Mittels einer zweiten Pumpe ist Hydrauliköl vom Tank zum Druckspeicher förderbar, um den Druckspeicher immer wieder aufzuladen.
Aus WO 98/34868 ist es bekannt, die Pumpe zum Fördern von Hydrauliköl bei einem hydraulischen Aufzug durch einen elektronischen Leistungssteller zu betreiben. Solche Leistungssteller sind unter dem Begriff Frequenzumrichter bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hydraulische Schaltung zu vereinfachen und den Bedarf an elektrischer Energie, insbesondere den Spitzenbedarf, also die elektrische Anschlußleistung, zu senken.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Schema eines hydraulischen Aufzugs,
Fig. 2 ein Schema einer vorteilhaften Variante dazu,
Fig. 3 ein Schema für eine besondere Ausgestaltung und
Fig. 4 ein Schema einer besonders vorteilhaften Lösung.
In der Fig. 1 ist mit der Bezugszahl 1 eine Aufzugskabine bezeichnet, die von einem hydraulischen Antrieb 2 bewegbar ist. Die Kraftübertragung vom hydraulischen Antrieb 2 auf die Kabine 1 erfolgt in bekannter Weise mittels eines Seiles 3, das über eine am hydraulischen Antrieb 2 befestigte Rolle 5 umgelenkt wird. Das eine Ende des Seiles 3 ist an einem Gebäudeteil 4 befestigt, kann aber auch an den nicht dargestellten Führungsschienen für die Aufzugskabine 1 befestigt sein. Bekannte abweichende Anordnungen von Seil 3 und Rollen 5 sind im Rahmen der Erfindung möglich. Diesbezüglich zeigt die Fig. 1 lediglich ein Beispiel. Auch der direkte Antrieb der Kabine 1 durch den hydraulischen Antrieb, wie in WO/34868 gezeigt, ist möglich.
Der hydraulische Antrieb 2 besteht aus einem Zylinder 6, in dem ein an einer Kolbenstange 7 befestigter Kolben 8 bewegbar ist. Das dem Kolben 8 gegenüber liegende Ende der Kolbenstange 7 trägt die Rolle 5. Der Innenraum des Zylinders 6 wird durch den Kolben 8 unterteilt in einen ersten Druckraum 9 und einen zweiten Druckraum 10. Der Antrieb 2 des dargestellten Ausführungsbeispiels ist ein sogenannter Plungerzylinder, bei dem die beiden Druckräume 9 und 10 verbunden sind. Am Kolben 8 ist also keine Dichtung gegen die Innenwand des Zylinders 6 vorhanden, sondern lediglich eine hier nicht dargestellte Führung. An der Stelle, wo die Kolbenstange 7 aus dem hydraulischen Antrieb 2 heraustritt, befindet sich eine Dichtung, so daß der Druckraum 10 abgedichtet ist. Bei dieser Zylinderbauart entspricht der hydraulisch wirksame Querschnitt dem Querschnitt der Kolbenstange 7.
An den ersten Druckraum 9 ist eine Zylinderleitung 11 angeschlossen, die diesen Druckraum 9 mit einem Ventil 12 verbindet. Dieses Ventil 12 ist erfindungsgemäß ein elektrisch ansteuerbares AUF-ZU- Ventil, also beispielsweise ein Magnetventil. Das Ventil 12 ist andererseits mit einer Pumpe 13 verbunden, die von einem elektrischen Motor 14 angetrieben wird. An die Pumpe 13 ist andererseits über eine Speicherleitung 15 gemäß der allgemeinen Erfindungsidee ein Druckspeicher 16 unmittelbar angeschlossen, der aus mindestens einem Speicher 16.1 besteht. Dargestellt ist ein weiterer Speicher 16.2, der parallel zum ersten Speicher 16.1 angeschlossen ist. Die Zahl der im Druckspeicher 16 enthaltenen Speicher 16.1, 16.2, 16. n richtet sich in vorteilhafter Weise beispielsweise nach dem benötigten Speichervolumen, das mit dem von der Kabine 1 zurückzulegenden maximalen Weg zusammenhängt. Je größer der maximal mögliche Weg ist, desto mehr Speicher 16.1, 16.2, 16. n sind im Druckspeicher 16 enthalten. Als Druckspeicher 16 kommen sowohl Blasenspeicher als auch Kolbenspeicher in Betracht.
Ein Zweig der Speicherleitung 15 führt zu einer Ladepumpe 17, die vom einem Elektromotor 18 angetrieben wird. Die Ladepumpe 17 ist außerdem über eine Tankleitung 19 mit einem Tank 20 verbunden. Mittels der Ladepumpe 17 ist Hydrauliköl vom Tank 20 in den Druckspeicher 16 forderbar. Vorteilhaft wird der die Ladepumpe 17 antreibende Elektromotor 18 durch einen Druckschalter 21 automatisch gesteuert. Der Druckschalter 21 liegt an der Speicherleitung 15 an, erfaßt also deren Druck, der mit Ps bezeichnet ist. Sinkt der Druck Ps unter einen vorgegebenen unteren Wert, so schaltet der Druckschalter 21 den Elektromotor 18 ein, so daß dann die Ladepumpe 17 Hydrauliköl vom Tank 20 in den Druckspeicher 16 fördert, wodurch der Druck Ps so lange erhöht wird, bis der Druck Ps einen vorgegebenen oberen Wert erreicht, wonach dann die Ladepumpe 17 wieder ausgeschaltet wird. Die Ladepumpe 17 muß also nur dann laufen, wenn der Druck Ps im Druckspeicher 16 zu klein ist. Der Druck Ps kann einerseits wegen unvermeidlicher Leckverluste über die Ladepumpe 17 absinken, andererseits durch Absinken der Temperatur des Hydrauliköls durch Umgebungseinflüsse. Steigt durch solche Umgebungseinflüsse die Temperatur des Hydrauliköls an, so steigt der Druck Ps an. Da ein solcher Temperaturanstieg nie sehr schnell geschieht, ist es auch in der Regel nicht nötig, zwischen dem Druckspeicher 16 und dem Tank 20 ein Überdruckventil vorzusehen, durch das Hydrauliköl bei steigendem Druck Ps in den Tank 20 abgelassen werden kann. Die Leckverluste der Ladepumpe 17 reichen an sich aus, um den Druck Ps nicht zu stark ansteigen zu lassen. Gleichwohl kann aus Sicherheitsgründen ein solches Überdruckventil vorhanden sein. Vorteilhaft ist zwischen Ladepumpe 17 und Speicher 16 ein Rückschlagventil 22 angeordnet. Nicht gezeichnet und beschrieben sind weitere sicherheitsrelevante Anlagenteile wie Rohrbruchsicherung und Notablaß, weil solche Elemente nicht relevant im Hinblick auf das Wesen der Erfindung sind.
Der Druckspeicher 16 ist, wie schon zuvor erwähnt, ein Blasen- oder ein Kolbenspeicher. Dessen Druck Ps ändert sich in Abhängigkeit von der Bewegung der Kabine 1. Für die Steuerung bzw. Regelung von Weg und Geschwindigkeit der Kabine 1 wirkt sich dies aber nicht nachteilig aus. Bei der Regelung von Weg und Geschwindigkeit der Kabine 1 wird in bekannter Weise beispielsweise das Signal eines in der ZyHnderleitung 11 plazierten, hier nicht dargestellten Durchflußmessers berücksichtigt. Sie kann aber auch mittels eines Meßwertgebers für die Drehzahl des Motors 14 oder die Geschwindigkeit der Kabine 1 erfolgen.
Die vorgegebenen Werte, bei denen der Druckschalter 21 den Elektromotor 18 ein- bzw. ausschaltet, können vorteilhaft durch das Steuer- und Regelgerät 25 veränderbar sein.
In der Zylinderleitung 11 herrscht ein Druck Pz, der dem Druck im ersten Druckraum 9 des hydraulischen Antriebs 2 entspricht. Dieser Druck korreliert mit der Last der Kabine 1.
Weil erfindungsgemäß die Pumpe 13 zwischen der Zylinderleitung 11 und der Speicherleitung 15 angeordnet ist, wirkt dann, wenn sich beim Betrieb des Aufzugs das Ventil 12 in der Stellung "AUF" befindet, auf die Pumpe 13 einerseits unmittelbar der Druck Pz in der Zylinderleitung 11 und somit im hydraulische Antrieb 2 und andererseits unmittelbar der Druck Ps in der Speicherleitung 15 und somit im Druckspeicher 16.
Gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik sind also Einstellventile zur Regelung der Geschwindigkeit nicht erforderlich. Die hydraulische Schaltung ist also gegenüber diesem Stand der Technik vereinfacht. Die zum Betrieb der Pumpe 13 nötige elektrische Antriebsenergie für den die Pumpe 13 antreibenden Motor 14 korreliert demgemäß mit der Druckdifferenz P2 - Ps, wenn die Pumpe 13 Hydrauliköl vom Druckspeicher 16 in den hydraulischen Antrieb 2 fördert, bzw. mit der Druckdifferenz Ps - Pz, wenn die Pumpe 13 Hydrauliköl vom hydraulischen Antrieb 2 zum Druckspeicher 16 fördert. Die Druckdifferenz Ps - Pz bzw. Pz - Ps kann durchaus negativ sein, so daß dann die Pumpe 13 durch die Druckdifferenz ihrerseits angetrieben wird. Dadurch kann der Motor 14 als Generator wirken, wie dies schon bekannt ist. Damit eine solche Energierückgewinnung vorteilhaft möglich ist, wird der Motor 14 in bekannter Weise durch einen Leistungssteller 23 betrieben, der beispielsweise ein Frequenzumrichter ist. Der Leistungssteller 23 wird von einem Steuer- und Regelgerät 25 angesteuert, welches seinerseits von einer nicht dargestellten Aufzugssteuerung Befehle erhält. Dargestellt ist lediglich eine Steuerleitung 26, über die die Befehle von den Bedientableaus der Aufzugsanlage an das Steuer- und Regelgerät 25 übermittelt werden.
Steht die Kabine 1 des Aufzugs still, so ist das Ventil 12, angesteuert vom Steuer- und Regelgerät 25, geschlossen. Damit wirkt über dem Ventil 12 die Druckdifferenz Ps - Pz bzw. Pz - Ps, nicht jedoch über der Pumpe 13.
Soll sich die Kabine 1 abwärts bewegen, so wird durch das Steuer- und Regelgerät 25 das Ventil 12 geöffnet und der Motor 14 in seiner ersten Drehrichtung betrieben, daß die Pumpe 13 Hydrauliköl vom Druckraum 9 in den Druckspeicher 16 fördert. Dabei wirkt über der Pumpe 13 die Druckdifferenz Ps - Pz. Das bedeutet gleichzeitig, daß elektrische Energie für den Betrieb des Motors 14 nur so lange aufgewendet werden muß, solange der Druck Pz kleiner ist als der Druck Ps. Weil ein Geschwindigkeits-Einstellventil verzichtbar ist, entsteht auch ein entsprechender Druckverlust nicht.
Soll sich die Kabine 1 aufwärts bewegen, so wird durch das Steuer- und Regelgerät 25 das Ventil 12 ebenfalls geöffnet und der Motor 14 in seiner zweiten Drehrichtung betrieben, daß die Pumpe 13 Hydrauliköl vom Druckspeicher 16 in den Druckraum 9 fördert. Dabei wirkt über der Pumpe 13 die Druckdifferenz Pz - Ps. Das bedeutet gleichzeitig, daß elektrische Energie für den Betrieb des Motors 14 nur so lange aufgewendet werden muß, solange der Druck Ps kleiner ist als der Druck Pz.
Da erfindungsgemäß grundsätzlich nur eine der jeweiligen Druckdifferenz Ps - Pz bzw. Pz - Ps entsprechende elektrische Antriebsleistung aufgewendet werden muß, kann der elektrische Anschlußwert für den Motor 14 sehr viel kleiner sein als bei herkömmlichen hydraulischen Schaltungen. Folglich ist auch der zum Betrieb nötige Motor 14 auf eine kleinere Nennleistung auszulegen. Damit entstehen Kostenvorteile für den Motor 14 selbst, bei Anschlußwert-Tarifierung durch den kleineren Anschlußwert und bei Leistungs- Tarifierung durch den kleineren Verbrauch an elektrischer Energie. Es wird nach der Erfindung auch vermieden, daß einmal mittels einer Pumpe auf hohen Druck gebrachtes Hydrauliköl wieder in Richtung Tank 20 entspannt wird und dabei seine potentielle Energie abgibt bzw. verliert.
Vorteilhaft ist weiter, daß der Tank 20 klein bemessen sein kann. Er dient eigentlich nur dazu, eine Differenzmenge an Hydrauliköl aufzunehmen, die den Leckageverlusten entspricht.
Die erfindungsgemäße Lösung hat außerdem den bemerkenswerten Vorteil, daß zum Betrieb des hydraulischen Aufzugs kein proportional vorsteuerbares Ventil erforderlich ist. Bei vielen herkömmlichen hydraulischen Aufzugsanlagen sind getrennte vorsteuerbare Ventile für die Aufwärts- und die Abwärtsfahrt vorhanden. Dieser Aufwand wird durch die Erfindung vermieden. Die Steuer- bzw. Regelkette ist damit auch sehr einfach und übersichtlich, weil nur mittels eines einzigen Elements, nämlich mittels des Motors 14, die Geschwindigkeit der Kabine 1 gesteuert bzw. geregelt wird.
In der Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, daß sich vom Beispiel der Fig. 1 darin unterscheidet, daß die Zylinderleitung 11 nicht an den ersten Druckraum 9 des hydraulischen Antriebs 2 angeschlossen ist, sondern an den zweiten Druckraum 10. Dabei ist der Druckraum 10 dort, wo die Kolbenstange 7 aus dem hydraulischen Antrieb 2 heraustritt, abgedichtet. Diese Ausführungsvariante ist in mehrerer Hinsicht vorteilhaft. Der Querschnitt des zweiten Druckraums 10 ist wegen der Kolbenstange 7 kleiner als der Querschnitt des ersten Druckraums 9. Damit muß weniger Hydrauliköl zwischen dem hydraulischen Antrieb 2 und dem Druckspeicher 16 umgepumpt werden, um eine bestimmte Bewegung der Kabine 1 zu erreichen. Das bedeutet gleichzeitig, daß das Volumen des Druckspeichers 16 kleiner bemessen werden kann. Ganz wesentlich ist aber, daß die Kolbenstange 7 nicht auf Knickung belastet ist, weil es sich hier um einen Zugzylinder handelt. Bei dieser Bauart des Antriebs 2 ist der Druckraum 9 gegenüber dem Druckraum 10 durch eine am Kolben 8 angeordnete Dichtung abgedichtet. Das heißt auch, daß die zylindrische Innenwandung des Zylinders 6 bearbeitet sein muß.
Gleichzeitig erfolgt die Kraftübertragung vom hydraulischen Antrieb 2 auf die Kabine 1 in anderer, aber ebenfalls bekannter Weise. Sie erfolgt mit Hilfe des Seils 3, das über an dem Gebäudeteil 4 bzw. am hydraulischen Antrieb 2 befestigten Rollen 5 umgelenkt wird. Die Rollen 5 können statt am Gebäudeteil 4 beispielsweise auch an einem Träger am oberen Ende von Führungsschienen befestigt sein.
Ansonsten unterscheidet sich die Ausführung nach Fig 2. von jener nach Fig. 1 noch dadurch, daß eine zusätzliche Leitung 30 dargestellt ist, die den ersten Druckraum 9 mit dem Tank 20 verbindet. Über den Kolben 8 aus dem zweiten Druckraum 10 in den ersten Druckraum 9 übertretendes Hydrauliköl wird damit in den Tank 20 abgeleitet.
In der Fig. 3 ist eine besondere Ausgestaltung für das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigt. Hier ist ein AUF-ZU- Ventil von der Art der Ventils 12 auch in der Speicherleitung 15 angeordnet. Dieses dem Ventil 12 wirkungsgleiche Ventil ist mit der Bezugszahl 12' bezeichnet. Wie das Ventil 12 wird auch das Ventil 12' in die Stellung "AUF" gesteuert, wenn die Kabine 1 bewegt werden soll. Dieses zusätzliche Ventil 12' wird vorteilhaft dann vorgesehen, wenn die Pumpe 13 von einer Bauart ist, bei der Leckageverluste auftreten, wenn die Pumpe 13 mit Druck beaufschlagt ist. Ohne das Ventil 12' muß die Pumpe 13 leckagefrei sein. Solche leckagefreien Pumpen 13 sind aber teurer. Das zusätzliche Ventil 12' ermöglicht also in vorteilhafter Weise die Anwendung einer einfachen, nicht leckagefreien Pumpe 13. Das durch Leckage aus der Pumpe 13 austretende Hydrauliköl wird mittels einer Leckageleitung 30 in den Tank 20 zurückgeführt. Dadurch, daß beim Stillstand des Aufzugs die Ventile 12 und 12' in der Stellung "ZU" sind, tritt dann keine Leckage an der Pumpe 13 mehr auf, sobald der Druck abgebaut ist. Durch das beim Stillstand des Aufzugs geschlossene Ventil 12' wird bei Verwendung einer nicht leckagefreien Pumpe 13 sicher verhindert, daß sich der Druck im Druckspeicher 16 durch Leckage an der Pumpe 13 abbaut.
In der Fig. 4 ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung gezeigt. Von der Lösung nach der Fig. 1 unterscheidet sich die Lösung einmal dadurch, daß an der Zylinderleitung 11 ein Lastdrucksensor 31 angeordnet ist, dessen Signal dem Steuer- und Regelgerät 25 zugeleitet wird. Der Lastdrucksensor 31 ermittelt also den Druck Pz, der mit der momentanen Belastung der Kabine 1 korreliert. Zum anderen unterscheidet sich diese Lösung auch noch dadurch, daß in der Speicherleitung 15 ein Druckregelventil 32 angeordnet ist, das vom Steuer- und Regelgerät 25 ansteuerbar ist. Das Ansteuersignal für das Druckregelventil 32 wird vom Steuer- und Regelgerät 25 generiert und zwar unter Berücksichtigung der Signale des Lastdrucksensors 31 und eines Speicherdrucksensors 33, der den Speicherdruck Ps erfaßt und gleichzeitig die Funktion des Druckschalter 21 erfüllt. Das Druckregelventil 32 regelt den Druck am speicherseitigen Anschluß der Pumpe 13 auf einen Wert, der identisch ist mit dem Druck Pz in der Zylinderleitung 11. Bei jeder Größe der Belastung der Kabine 1 herrscht dann an beiden Anschlüssen der Pumpe 13 der gleiche Druck Pz. Daraus ergibt sich in außerordentlich vorteilhafter Weise, daß die Pumpe 13 nicht gegen eine Druckdifferenz Ps - Pz bzw. Pz - Ps arbeiten muß. Die von der Pumpe 13 aufzubringende Leistung entspricht damit nur den Reibungsverlusten bei der Bewegung der Kabine 1, die sich aus mehreren Komponenten zusammensetzt und die Reibung im hydraulischen Antrieb 2, an der Seilführung und an den nicht dargestellten Laufschienen der Kabine 1 sowie kinematische Widerstände beinhaltet. Bei dieser Lösung ist also die von der Pumpe 13 und damit vom Motor 14 aufzubringende Leistung völlig unabhängig von der Beladung der Kabine 1 und nur durch die Reibungsverluste bei Bewegung bestimmt. Gegenüber der allgemeinen Erfindungsidee ist also die aufzubringende Leistung nochmals deutlich vermindert und nähert sich dem theoretisch möglichen Minimum.
Ist die Pumpe 13 von einer nicht leckagefreien Bauart, so ist auch hier die Leckageleitung 30 nötig. Weil dies nur unter diesen Umständen erforderlich ist, ist hier die Leckageleitung 30 gestrichelt gezeichnet. Bei Verwendung einer nicht leckagefreien Bauart ist es auch erforderlich, daß das Druckregelventil 32 die Funktionalität des
Ventils 12' mit beeinhaltet. Wird das Druckregelventil 32 vom Steuer- und Regelgerät 25 nicht angesteuert, ist es geschlossen. Erfolgt dagegen eine Ansteuerung durch das Steuer- und Regelgerät 25, so verhält es sich wie eine regelbare Drossel.
Erwähnt sei noch, daß der Speicherdrucksensors 33 die Funktionalität des Druckschalter 21 mit beinhaltet. Dazu gehört dann auch, daß über die Verbindung zwischen dem Steuer- und Regelgerät 25 und dem Speicherdrucksensor 33 Signale in beiden Richtungen laufen: Das Drucksignal vom Speicherdrucksensor 33 zum Steuer- und Regelgerät 25 und die zuvor erwähnte Änderung der vorgegebenen Werte, bei denen der Druckschalter 21 den Elektromotor 18 ein- bzw. ausschaltet, vom Steuer- und Regelgerät 25 zum Speicherdrucksensor 33. In der Fig. 4 ist dies durch Pfeile an der Verbindung gekennzeichnet.
Erwähnt sei hier noch, daß sich die vorteilhaften Lösungen gemäß den Fig. 3 und 4 auch dann anwenden lassen, wenn die hydraulische Schaltung ansonsten jener der Fig. 2 entspricht.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulischer Aufzug mit einem Druckspeicher (16), bei dem der Fluß von Hydrauliköl zwischen einem hydraulischen Antrieb (2) durch eine Zylinderleitung (11) und dem Druckspeicher (16) durch eine Speicherleitung (15) mittels einer Pumpe (13) erzeugbar ist, welche von einem Motor (14) antreibbar ist, der aufgrund von Signalen eines Steuer- und Regelgeräts (25) von einem Leistungssteller (23) betrieben wird, und bei dem der Druckspeicher (16) mittels einer von einem Elektromotor (18) angetriebenen Ladepumpe (17) mit Hydrauliköl aus einem Tank (20) aufladbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (13) einerseits unmittelbar an die ein elektrisch ansteuerbares Ventil (12), das ein AUF-ZU- Ventil ist, beinhaltende Zylinderleitung (11) mit dem hydraulischen Antrieb (2) und andererseits unmittelbar über die Speicherleitung (15) mit dem Speicher (16) verbunden ist.
2. Hydraulischer Aufzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (16) aus mindestens einem Speicher (16.1, 16.2, 16.n) besteht.
3. Hydraulischer Aufzug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (18) der Ladepumpe (17) von einem den Druck Ps in der Speicherleitung (15) erfassenden Druckschalter (21) automatisch ein- und ausschaltbar ist.
4. Hydraulischer Aufzug nach Ansprüche 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorgegebene Grenzwerte, bei denen der Druckschalter (21) den Motor (18) der Ladepumpe (17) ein- bzw. ausschaltet, vom Steuer- und Regelgerät (25) veränderbar sind.
5. Hydraulischer Aufzug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderleitung (11) am ersten Druckraum (9) des hydraulischen Antriebs (2) angeschlossen ist.
6. Hydraulischer Aufzug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderleitung (11) am zweiten Druckraum (10) des hydraulischen Antriebs (2) angeschlossen ist.
7. Hydraulischer Aufzug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ladepumpe (17) und dem Druckspeicher (16) ein Rückschlagventil (22) angeordnet ist.
8. Hydraulischer Aufzug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speicherleitung (15) ein weiteres AUF-ZU- Ventil (12') angeordnet ist, die Pumpe (13) von einer nicht leckagefreien Bauart ist, deren Leckageöl über eine Leckageleitung (31) zum Tank (20) rückführbar ist.
9. Hydraulischer Aufzug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zylinderleitung (11) ein Lastdrucksensors (31), an der Speicherleitung (15) ein Speicherdrucksensor (33) und im Zuge der Speicherleitung (15) ein Druckregelventil (32) angeordnet sind, wobei das Druckregelventil (32) vom Steuer- und Regelgerät (25) so ansteuerbar ist, daß beidseits der Pumpe (13) ein Druck Pz herrscht, der dem aktuellen Druck in der Zylinderleitung (11) entspricht.
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