WO2014075951A1 - Bremsvorrichtung zum stillsetzen einer hydraulischen aufzugsanlage, klemmelement für eine derartige bremsvorrichtung, hydraulische aufzugsanlage und verwendung einer bremsvorrichtung - Google Patents

Bremsvorrichtung zum stillsetzen einer hydraulischen aufzugsanlage, klemmelement für eine derartige bremsvorrichtung, hydraulische aufzugsanlage und verwendung einer bremsvorrichtung Download PDF

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WO2014075951A1
WO2014075951A1 PCT/EP2013/073028 EP2013073028W WO2014075951A1 WO 2014075951 A1 WO2014075951 A1 WO 2014075951A1 EP 2013073028 W EP2013073028 W EP 2013073028W WO 2014075951 A1 WO2014075951 A1 WO 2014075951A1
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braking device
clamping
component
clamping element
braking
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PCT/EP2013/073028
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Stefan Hugel
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Inventio Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B66B5/028—Safety devices separate from control system in case of power failure, for hydraulical lifts, e.g. braking the hydraulic jack

Definitions

  • the present invention relates to a braking device for stopping relatively movable components of a hydraulic elevator installation, a clamping element for such a braking device, a hydraulic elevator installation with such a braking device and the use of such a braking device.
  • Various brake devices in particular as emergency brake devices for elevator systems, are known from the prior art.
  • WO 01/89973 A1 discloses a braking device for an elevator, where brake wedges act on a guide rail.
  • the brake wedges are in turn arranged or guided in a support element and, in an emergency situation, are pushed so far into the support element mechanically until the brake element jams with the guide rail.
  • the braking device also has wedge-shaped elements which can act on a guide rail. In an emergency situation, the brake wedges are in turn moved mechanically into the support element until they contact the guide rail and become wedged.
  • US 4,449,615 discloses a safety brake device for a hydraulic elevator installation.
  • wedge-shaped clamping elements are arranged symmetrically about the hydraulic cylinder, which are mounted displaceably in corresponding support elements.
  • the wedges can be inserted by means of an actuator system in the support element, so that a braking action between the brake wedge and hydraulic piston takes place immediately. Due to the downward movement of the hydraulic piston combined with the braking force, the brake wedges are pressed into the support element until the hydraulic piston with the brake wedges completely jams in the support element.
  • An inventive braking device for stopping of a first and a second relative to each other movable component of a hydraulic elevator system comprises a clamping element with which in a clamping position, the relatively movable components are clamped to each other.
  • the clamping element is displaceable by gravity from a rest position into the clamping position.
  • Such a braking device can be used, for example, in a hydraulic elevator installation, basically e.g. but also in a lift of a car repair shop are used.
  • Characterized in that the clamping element is displaced by gravity from its rest position into the clamping position, no additional energy is required, which accomplishes the displacement.
  • a shift caused by gravity shift can always be accomplished reliably. For the shift out of the
  • the dead weight of the clamping element is sufficient for triggering or for carrying out the braking process.
  • the caused by the force of gravity displacement of the clamping element does not necessarily have to be in the vertical direction.
  • a guide which allows the clamping element to be displaced along the component which is movable relative to one another.
  • a lever construction be present, through which the clamping element due to its mass of the
  • the braking device can also be used, for example, in relatively moving components of a hydraulic elevator system, which are inclined with respect to a vertical or change their position during operation, for example in the manner of a lift or a lifting table.
  • the brake device has a fastening element for releasably holding the clamping element in the rest position.
  • a fastener ensures, for example, in proper operation, that the clamping element remains in its rest position. Only in an emergency situation, in case of a fault or if necessary, the clamping element is released or released from the fastener and moved by gravity into the clamping position.
  • the fastening element comprises an electromagnet and the clamping element has a fastening surface which has ferromagnetic properties. Due to the design of the fastener with an electromagnet, it is possible that the clamping element automatically released in the event of a power failure and then shifts by gravity from the rest position into the clamping position.
  • the fastener may be fixedly secured to the first of the two relatively movable components.
  • the support element in particular the contact surface, and the second component may be arranged a gap in which the clamping element is displaceable after release from the fastening element.
  • a gap By such a gap, the clamping position of the clamping element can be precisely defined.
  • the brake device may comprise a support member having a contact surface and the support member may be attached to the first component.
  • a support element defines with its contact surface a first clamping position in which the clamping element simultaneously touches the support element and the second component.
  • the clamping element may be designed wedge-shaped with a wedge surface and a braking surface. It goes without saying that in principle also other forms of a clamping element, in particular a spherical shape, a roll shape, a cuboid shape are conceivable. However, the formation as a wedge-shaped clamping element allows a cost-effective and easy-to-control braking device with a defined braking area.
  • the braking surface may be adapted to a shape of the relatively movable component on which it acts. For example, in the case of a circular-cylindrical component, the braking surface may be correspondingly concave, so that the best possible support on the circular-cylindrical component results.
  • the wedge surface of the clamping element may be supported on the contact surface of the support element and the braking surface of the clamping element may be in physical contact with a surface of the second component. If, in this situation, the second component continues to shift relative to the first component, then, with the wedge surface and the contact surface correctly designed, an increasing braking force is exerted on the surface of the second component, i. there is a wedging or jamming.
  • At least one of the components is formed as an elongate component, wherein the longitudinal axis is arranged parallel to a relative direction of movement of the two components.
  • both the first and the second, components are formed as elongated components, wherein the longitudinal axes are arranged coaxially to each other.
  • the first component may preferably be provided by a lifting cylinder of the elevator installation and the second component by the piston which can be moved hydraulically therein or by a piston rod adjoining the hydraulic piston.
  • one of the components, in particular the first component also a fixed component of the elevator installation such. a floor or wall of the elevator shaft can be.
  • the braking device may comprise at least two clamping elements, which are arranged with respect to the longitudinal axis of the at least one elongate component evenly distributed around this. Such an arrangement of the braking device ensures that in the case of an emergency braking or an activation of the braking device, no resultant force acts transversely to the relative direction of movement, i. in other words, the lateral forces essentially cancel each other out.
  • the clamping element may comprise at least one material comprising steel, brass, aluminum, fiber-reinforced plastic or the like.
  • the appropriate choice of material is essentially for reasons of stability and mechanical stress in
  • clamping elements which by their own weight or move by gravity of their own mass in the clamping position, and the specific weight or the entire mass of the clamping element can represent a selection criterion.
  • a multi-layered or multi-part construction of the clamping element is necessary.
  • the braking surface may have a special brake layer.
  • a brake layer can for example be fixedly arranged on the clamping element or replaceable attached thereto.
  • the braking surface may comprise a material having a specific coefficient of friction.
  • composite ceramics are used for such brake layers, which have a high load capacity and high stability.
  • the brake layer comprises, for example, a combination of the following suitable materials such as antimony trisulfide, copper, brass, iron, gray cast iron, mineral fibers, the sulfides of iron, copper, antimony, zinc, tin and molybdenum, and barium sulfate, a binding resin which undergoes heat during manufacture coked and all particles together.
  • the thickness of the brake layer can be between 5 mm to 10 mm
  • a wedge angle between the wedge surface and the braking surface may be between 4 ° and 10 °, preferably between 4 ° and 6.
  • a contact angle of the contact surface of the support element usually corresponds to the wedge angle of the clamping element. Wedge angle and contact angle correspond to the angle which is spanned between the corresponding surface and the relative direction of movement of the movable components.
  • the support element can be resiliently mounted by means of a clamping spring, in particular in the direction against the second component.
  • a resilient mounting of the support element By a resilient mounting of the support element, the maximum force which acts on the movable component through the braking surface can be adjusted. An abrupt braking of the hydraulic lifting device in the case of an emergency situation or a fault is thus prevented.
  • the support member by means of a, substantially perpendicular to the relative Movement direction of the components arranged, C-spring are stored.
  • other spring elements can be used.
  • the spring force of the clamping spring can be adjustable, so that the spring force can be adapted to the respective needs.
  • the spring force of a C-spring can be easily adjusted by inserting another sheet of C-spring.
  • An assembly comprising the clamping spring and the support member may be rotatably mounted about an axis which is parallel to the relative direction of movement of the components.
  • Such a rotatable bearing acts self-centering and thus facilitates the assembly of the assembly, as can be dispensed with a precise alignment.
  • a one-sided wear of the clamping elements is corrected automatically.
  • a clamping member for a brake device as described above.
  • Such a clamping element has a mounting surface which has ferromagnetic properties. These ferromagnetic properties make it possible for the clamping element, for example, to be held in its rest position by an electromagnet. A simple release by interrupting the supply voltage is possible. In this case, not the entire clamping element must be constructed of a ferromagnetic material, it is sufficient if the mounting surface has such ferromagnetic properties. It is also not necessary for the ferromagnetic material itself to be arranged on the surface of the fastening surface. It should be noted, however, that any overcoat over the ferromagnetic material can reduce magnetic force.
  • clamping element may have features as already described above.
  • Another aspect of the present invention relates to a hydraulic elevator system having a braking device as previously described.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of a braking device as described above in a hydraulic elevator installation.
  • the advantage of such a braking device is that in emergency situations no additional Energy is required to move the clamping element in a clamping position. Accordingly, it is possible to dispense with an emergency power device or an energy store of a hydraulic system.
  • FIG. 1 shows an illustration of a braking device according to the invention, wherein two clamping elements are in a rest position
  • Figure 2 the braking device of Figure 1, wherein the wedge elements in
  • Figure 3 a section along the line A-A through the braking device according to
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a braking device 1 according to the invention of a lifting device of a hydraulic elevator installation.
  • the lifting device is shown only schematically and shows a first component 4, for example a lifting cylinder, and a second component 2, for example a reciprocating piston, wherein the first and second components 4, 2 are movable relative to each other.
  • a support member 6 On a base plate 5 which is fixedly connected to the first component 4, a support member 6 is resiliently mounted. The resilient mounting is ensured by a clamping spring 9.
  • a gap 16 is formed, which serves to receive a clamping element 11 when the brake device 1 is activated.
  • a fastening element 10 in the embodiment shown, is arranged above the support element 6.
  • the fastening element 10 is embodied as an electromagnet, to which a voltage U, from which a current I results, can be applied to exert a holding force. It is not shown that the fastening element 10 is connected to the first component 4 such that a constant distance between the fastening element 10 and the base plate 5 is ensured.
  • two wedge-shaped clamping elements 11 are held, which are arranged symmetrically about the second component 2.
  • Each clamping element 11 has a wedge surface 12 and a braking surface 13.
  • the braking surface 13 is the associated with the second component 2 and defines together with the wedge surface 12 a wedge angle 15. This wedge angle 15 is 6 ° in the illustrated embodiment.
  • the wedge surface 12 is aligned approximately parallel to a contact surface 7 of the support member 6.
  • a contact angle 8, which is spanned between the contact surface 7 and the relative direction of movement R of the second component 2 is approximately identical to the wedge angle 15.
  • the fastening element 10 in the present case is an electromagnet
  • the clamping element 11 has a fastening surface 14, which is formed of a ferromagnetic steel.
  • the entire clamping element 11 is formed of steel.
  • the clamping element 11 may be made only in the region of the mounting surface 14 made of steel.
  • the electromagnet In normal operation, the electromagnet is connected to a voltage source. If now due to a general voltage interruption, the lifting device can no longer be operated, and the electromagnet is no longer supplied with voltage. Accordingly, the clamping member 11 releases from the fastener 10 and moves through its heavy mass due to gravity G along the direction of movement R to the support member 6 back. There, the wedge surface 12 of the clamping member 11 contacts the contact surface 7 of the support member 6. As soon as the clamping member 11 is in physical contact with both the support member 6 and with a surface 3 of the second component 2, the wedge member 11 by a movement of the second component. 2 in the direction of movement R further down into the gap 16 between the support member 6 and the second component 2 in the direction of the base plate 5 pulled. The clamping element 11 will thus wedge within a very short time between the support member 6 and the second component 2. Both the movement of the clamping element 11 and the movement of the second component 2 in the direction of movement R is thus stopped after a short time.
  • FIG 2 shows the braking device 1 of Figure 1, wherein the clamping element 11 is in its clamping position.
  • the clamping member 11 has been drawn with the second component 2 in the relative direction of movement R in the support member 6, a clamping force K acts on the support member 6, which is resiliently supported by the clamping spring 9.
  • This clamping force K acts simultaneously on the surface 3 of the second component 2.
  • the clamping force K also causes that designed as a C-spring clamping spring 9 opens slightly and accordingly due to the travel As a corresponding counterforce builds up.
  • Figure 3 shows a section along the line AA through the braking device 1 according to Figure 1. Clearly visible is the clamping spring 9, which is designed as a C-spring.
  • the second component 2 is shown, which is enclosed on both sides by a respective clamping element 11.
  • the second component 2 is a reciprocating piston with a cylindrical surface 3.
  • the braking surface 13 of the clamping element 11 is adapted in its shape to the surface 3 of the reciprocating piston.
  • the support member 6 is held by the clamping spring 9 in position.
  • the clamping spring 9 is pivotally mounted by means of a rotation axis 17, so that in the case of activation of the braking device 1, so when the clamping element 11 is clamped between the second component 2 and the support member 6 in the clamping position, no lateral forces on the second component. 2 Act.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Maintenance And Inspection Apparatuses For Elevators (AREA)
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Abstract

Bremsvorrichtung (1) zum Stillsetzen einer ersten und einer zweiten relativ zueinander bewegbarer Komponenten (4, 2) einer hydraulischen Aufzugsanlage, umfassend ein Klemmelement(11), mit welchem in einer Klemmposition die relativ bewegten Komponenten (4, 2) untereinander festklemmbar sind, wobei das Klemmelement (11) durch Schwerkraftwirkung aus einer Ruheposition in die Klemmposition verschiebbar ist. Die Bremsvorrichtung (1) zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein Befestigungselement (10) zum lösbaren Festhalten des Klemmelements (11) in der Ruheposition aufweist und dass das Befestigungselement (10) einen Elektromagneten umfasst und das Klemmelement (11) eine Befestigungsfläche (14) aufweist, welche ferromagnetische Eigenschaften aufweist.

Description

Bremsvorrichtung zum Stillsetzen einer hydraulischen Aufzugsanlage, Klemmelement für eine derartige Bremsvorrichtung, hydraulische Aufzugsanlage und Verwendung einer Bremsvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung zum Stillsetzen relativ zueinander bewegbarer Komponenten einer hydraulischen Aufzugsanlage, ein Klemmelement für eine solche Bremsvorrichtung, eine hydraulische Aufzugsanlage mit einer solchen Bremsvorrichtung und die Verwendung einer solchen Bremsvorrichtung. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Bremsvorrichtungen, insbesondere als Notbremsvorrichtungen für Aufzugsanlagen bekannt.
WO 01/89973 AI offenbart eine Bremseinrichtung für einen Aufzug, wo Bremskeile auf eine Führungsschiene wirken. Die Bremskeile sind wiederum in einem Stützelement an- geordnet bzw. geführt und werden in einer Notsituation mechanisch so weit in das Stützelement hinein geschoben, bis sich das Bremselement mit der Führungsschiene verklemmt.
Eine ähnliche Anordnung wird in US 5,964,320 offenbart. Die Bremseinrichtung weist ebenfalls keilförmige Elemente auf, welche auf eine Führungsschiene wirken können. In einer Notfallsituation werden die Bremskeile wiederum mechanisch in das Stützelement hineinbewegt, bis diese mit der Führungsschiene kontaktieren und sich verkeilen.
US 4,449,615 offenbart eine Sicherheitsbremseinrichtung für eine hydraulische Aufzugsanlage. Dabei sind symmetrisch um den Hydraulikzylinder keilförmige Klemmelemente angeordnet, welche in korrespondierenden Stützelementen verschiebbar gelagert sind.
Um bei einem unerwünschten Druckabfall der Hydraulik ein unkontrolliertes Absinken der Aufzugskabine zu verhindern, können die Keile mittels eines Aktuatorsystems in das Stützelement eingeschoben werden, sodass unmittelbar eine Bremswirkung zwischen Bremskeil und Hydraulikkolben erfolgt. Durch die Abwärtsbewegung des Hydraulikkol- bens kombiniert mit der Bremskraft werden die Bremskeile so weit in das Stützelement hineingedrückt, bis sich der Hydraulikkolben mit den Bremskeilen komplett im Stützelement verklemmt.
Bei all diesen Notbremsvorrichtungen ist es nachteilig, dass die Bremskeile jeweils aktiv in das Stützelement eingeführt werden müssen, bis ein erster Kontakt zwischen Bremskeil und Führungsschiene bzw. Bremskeil und Hydraulikkolben entsteht. Dies bedingt jedoch bei einer elektromechanischen Ausgestaltung eine Notstromversorgung bzw. eine komplizierte mechanische Konstruktion, um auch in Notfallsituationen noch funktionsfähig zu sein. Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Bremsvorrichtung für eine hydraulische Aufzugsanlage zur Verfügung zu stellen, welche einfach und kostengünstig realisiert werden kann und trotzdem eine hohe Zuverlässigkeit auch in Notfallsituationen oder bei Störungen gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierten Vorrichtungen gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Eine erfindungsgemässe Bremsvorrichtung zum Stillsetzen von einer ersten und einer zweiten relativ zu einander bewegbaren Komponente einer hydraulischen Aufzugsanlage umfasst ein Klemmelement mit welchem in einer Klemmposition die relativ bewegbaren Komponenten aneinander festklemmbar sind. Das Klemmelement ist dabei durch Schwerkraftwirkung aus einer Ruheposition in die Klemmposition verschiebbar. Eine solche Bremsvorrichtung kann beispielsweise in einer hydraulischen Aufzugsanlage, grundsätzlich z.B. aber auch in einer Hebebühne einer Autowerkstätte zum Einsatz kommen. Dadurch, dass das Klemmelement durch Schwerkraftwirkung aus seiner Ruheposition in die Klemmposition verschiebbar ist, wird keine zusätzliche Energie benötigt, die das Verschieben bewerkstelligt. Insbesondere im Falle eines Stromausfalles bzw. eines Druckverlustes in der Hydraulikanlage kann eine durch Schwerkraftwirkung ausgelöste Verschiebung jederzeit zuverlässig bewerkstelligt werden. Für die Verschiebung aus der
Ruheposition in die Klemmposition wird abgesehen von der Schwerkraft keine zusätzliche Aktivierung benötigt. Das Eigengewicht des Klemmelements reicht zur Auslösung bzw. zur Durchführung des Bremsvorgangs aus. Die durch die Schwerkraftwirkung hervorgerufene Verschiebung des Klemmelementes muss nicht zwingend in vertikaler Richtung erfolgen. Beispielsweise kann bei einer nichtvertikalen Anordnung der relativ zueinander bewegbaren Komponenten eine Führung vorhanden sein, welche das Klemmelement entlang der zueinander bewegbaren Komponente verschieben lässt. Grundsätzlich kann z.B. auch eine Hebelkonstruktion vorhanden sein, durch welche das Klemmelement aufgrund seiner Masse von der
Schwerkraft in eine gewünschte oder benötigte Richtung umgelenkt verschiebbar ist. Somit kann die Bremsvorrichtung beispielsweise auch bei relativ zueinander bewegten Komponenten einer hydraulischen Aufzugsanlage zur Anwendung kommen, welche bezüglich einer Vertikalen geneigt oder im Betrieb ihre Lage ändernd angeordnet sind, beispielsweise nach Art einer Hebebühne oder eines Hubtisches.
Die Bremsvorrichtung weist ein Befestigungselement zum lösbaren Festhalten des Klemmelementes in der Ruheposition auf. Ein solches Befestigungselement gewährleistet beispielsweise im ordnungsgemässen Betrieb, dass das Klemmelement in seiner Ruheposition verbleibt. Erst in einer Notsituation, bei einer Störung oder bei Bedarf wird das Klemmelement vom Befestigungselement losgelassen bzw. gelöst und durch Schwerkraftwirkung in die Klemmposition verschoben.
Das Befestigungselement umfasst einen Elektromagneten und das Klemmelement weist eine Befestigungsfläche auf, welche ferromagnetische Eigenschaften aufweist. Durch die Ausgestaltung des Befestigungselementes mit einem Elektromagneten, wird ermöglicht, dass das Klemmelement im Falle eines Stromausfalls automatisch losgelassen und sich dann durch Schwerkraftwirkung aus der Ruheposition in die Klemmposition verschiebt.
Das Befestigungselement kann dabei ortsfest an der ersten der beiden relativ zueinander bewegbaren Komponenten befestigt sein.
Zwischen dem Stützelement, insbesondere der Kontaktfläche, und der zweiten Komponente kann ein Spalt angeordnet sein, in welchen das Klemmelement nach dem Lösen vom Befestigungselement verschiebbar ist. Durch einen solchen Spalt kann die Klemm- position des Klemmelementes präzise definiert werden.
Die Bremsvorrichtung kann ein Stützelement mit einer Kontaktfläche aufweisen und das Stützelement kann an der ersten Komponente befestigt sein. Ein solches Stützelement definiert mit seiner Kontaktfläche eine erste Klemmposition, in welcher das Klemmele- ment gleichzeitig das Stützelement und die zweite Komponente berührt.
Das Klemmelement kann keilförmig mit einer Keilfläche und einer Bremsfläche ausgestaltet sein. Es versteht sich von selbst, dass grundsätzlich auch weitere Formen eines Klemmelementes, insbesondere eine Kugelform, eine Rollenform, eine Quaderform denkbar sind. Die Ausformung als keilförmiges Klemmelement erlaubt jedoch eine kostengünstige und einfach zu beherrschende Bremsvorrichtung mit einer definierten Brems- fläche. Die Bremsfläche kann an eine Form derjenigen relativ bewegbaren Komponente angepasst sein, auf welche sie wirkt. Z.B. kann bei einer kreiszylindrischen Komponente die Bremsfläche entsprechend konkav gewölbt ausgebildet sein, damit sich eine möglichst gute Auflage auf der kreiszylindrischen Komponente ergibt.
In der Klemmposition kann die Keilfläche des Klemmelementes an der Kontaktfläche des Stützelementes abgestützt sein und die Bremsfläche des Klemmelementes in physischem Kontakt mit einer Oberfläche der zweiten Komponente stehen. Verschiebt sich nun in dieser Situation die zweite Komponente weiter relativ zur ersten Komponente, so wird bei korrekter Ausgestaltung der Keilfläche und der Kontaktfläche eine zunehmende Bremskraft auf die Oberfläche der zweiten Komponente bewirkt, d.h. es erfolgt ein Verkeilen oder Verklemmen.
Bevorzugt ist wenigstens eine der Komponenten als längliche Komponente ausgebildet, wobei die Längsachse parallel zu einer relativen Bewegungsrichtung der beiden Komponenten angeordnet ist. Mit Vorteil sind beide, sowohl die erste und die zweite, Komponenten als längliche Komponenten ausgebildet, wobei die Längsachsen koaxial zueinander angeordnet sind. Dies ist insbesondere bei hydraulischen Hubzylindern von Aufzugsanlagen der Fall. In diesem Fall kann bevorzugt die erste Komponente durch einen Hubzylinder der Aufzugsanlage und die zweite Komponente durch den darin hydraulisch bewegbaren Hubkolben bzw. eine an den Hydraulikkolben anschliessende Kolbenstange bereitgestellt sein. Es versteht sich, dass eine der Komponenten, insbesondere die erste Komponente, auch eine feststehende Komponente der Aufzugsanlage wie z.B. ein Boden oder eine Wand des Aufzugsschachts sein kann.
Die Bremsvorrichtung kann wenigstens zwei Klemmelemente umfassen, welche bezüglich der Längsachse der wenigstens einen länglichen Komponente gleichmässig verteilt um diese herum angeordnet sind. Eine derartige Anordnung der Bremsvorrichtung gewährleistet, dass im Falle einer Notbremsung bzw. einer Aktivierung der Bremsvorrich- tung keine resultierende Kraft quer zur relativen Bewegungsrichtung wirkt, d.h. mit anderen Worten die Querkräfte heben sich gegenseitig im Wesentlichen auf.
Das Klemmelement kann wenigstens ein Material umfassend Stahl, Messing, Aluminium, faserverstärkter Kunststoff oder dergleichen aufweisen. Die geeignete Materialwahl ist dabei im Wesentlichen aus Gründen der Stabilität und der mechanischen Belastung in
Notsituationen abhängig. Bei Klemmelementen, welche sich durch ihr Eigengewicht bzw. durch Schwerkraftwirkung ihrer eigenen Masse in die Klemmposition verschieben, kann auch das spezifische Gewicht bzw. die gesamte Masse des Klemmelements ein Auswahlkriterium darstellen. Gegebenenfalls ist eine mehrschichtige oder mehrteilige Konstruktion des Klemmelements nötig.
Die Bremsfläche kann eine spezielle Bremsschicht aufweisen. Eine solche Bremsschicht kann beispielsweise fest auf dem Klemmelement angeordnet oder aber auswechselbar daran befestigt werden. Die Bremsfläche kann ein Material umfassen, welches einen spezifischen Reibkoeffizienten aufweist. Üblicherweise werden für solche Bremsschichten Verbundkeramiken verwendet, welche eine hohe Belastbarkeit sowie eine hohe Standfestigkeit aufweisen. Die Bremsschicht umfasst beispielsweise eine Kombination folgender geeigneter Materialien wie Antimontrisulfid, Kupfer, Messing, Eisen, Grauguss, Mineralfasern, die Sulfide von Eisen, Kupfer, Antimon, Zink, Zinn und Molybdän sowie Bariumsulfat, ein bindende Harz, welches im Laufe der Herstellung unter Wärmeeinwirkung verkokt und alle Partikel miteinander verbindet.
Die Dicke der Bremsschicht kann zwischen 5 mm bis 10 mm liegen
Ein Keilwinkel zwischen der Keilfläche und der Bremsfläche kann zwischen 4° und 10°, bevorzugt zwischen 4° und 6 betragen. Ein Kontaktwinkel der Kontaktfläche des Stützelements entspricht in der Regel dem Keilwinkel des Klemmelements. Keilwinkel und Kontaktwinkel entsprechen denjenigen Winkel, welche zwischen der entsprechenden Fläche und der relativen Bewegungsrichtung der bewegbaren Komponenten aufgespannt wird. Durch geeignete Wahl des Keilwinkels bzw. des Kontaktwinkels kann gewährleis- tet werden, dass sich das Keilelement in der Klemmposition optimal verklemmt und somit die Relativbewegung der bewegbaren Komponenten rasch still setzt. Andererseits gewährleistet dieser Keilwinkel bzw. der Kontaktwinkel, dass das Klemmelement aus der Klemmposition wieder relativ einfach gelöst werden kann, um in die Ruheposition verschoben werden zu können.
Das Stützelement kann mittels einer Klemmfeder federnd, insbesondere in Richtung gegen die zweite Komponente, gelagert sein. Durch eine federnde Lagerung des Stützelementes kann die maximale Kraft, welche auf die bewegliche Komponente durch die Bremsfläche einwirkt, eingestellt werden. Ein abruptes Bremsen der hydraulischen Hebe- einrichtung im Falle einer Notsituation oder einer Störung wird somit verhindert. Beispielsweise kann das Stützelement mittels einer, im Wesentlichen senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung der Komponenten angeordneten, C-Feder gelagert werden. Selbstverständlich sind auch andere Federelemente einsetzbar.
Die Federkraft der Klemmfeder kann einstellbar sein, so dass die Federkraft auf die je- weiligen Bedürfnisse angepasst werden kann. Die Federkraft einer C-Feder kann beispielsweise einfach angepasst werden, indem ein weiteres Blatt einer C-Feder eingesetzt wird.
Eine Baugruppe umfassend die Klemmfeder und das Stützelement kann um eine Achse, welche parallel zur relativen Bewegungsrichtung der Komponenten angeordnet ist, drehbar gelagert sein. Eine solche drehbare Lagerung wirkt selbstzentrierend und erleichtert somit die Montage der Baugruppe, da auf eine präzise Ausrichtung verzichtet werden kann. Ausserdem wird ein einseitiger Verschleiss der Klemmelemente automatisch korrigiert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Klemmelement für eine Bremsvorrichtung wie vorgängig beschrieben. Ein solches Klemmelement weist eine Befestigungsfläche auf, welche ferromagnetische Eigenschaften aufweist. Durch diese ferromagnetischen Eigenschaften wird ermöglicht, dass das Klemmelement beispielswei- se durch einen Elektromagneten in seiner Ruheposition festgehalten wird. Ein einfaches Lösen durch Unterbrechen der Versorgungsspannung wird möglich. Dabei muss nicht das gesamte Klemmelement aus einem ferromagnetischen Material aufgebaut sein, es genügt, wenn die Befestigungsfläche solche ferromagnetischen Eigenschaften aufweist. Ebenfalls ist es nicht nötig, dass das ferromagnetische Material selbst auf der Oberfläche der Befes- tigungsfläche angeordnet ist. Es ist jedoch zu beachten, dass jede Deckschicht über dem ferromagnetischen Material eine Magnetkraft reduzieren kann.
Weiter kann das Klemmelement Merkmale aufweisen, wie sie bereits vorgängig beschrieben sind.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine hydraulische Aufzugsanlage, welche eine Bremsvorrichtung wie vorgängig beschrieben aufweist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer Bremsvor- richtung wie vorgängig beschrieben in einer hydraulischen Aufzugsanlage. Der Vorteil einer solchen Bremsvorrichtung liegt darin, dass in Notsituationen keine zusätzliche Energie benötigt wird, um das Klemmelement in eine Klemmposition zu verschieben. Entsprechend kann auf eine Notstromeinrichtung bzw. auf einen Energiespeicher einer Hydraulikanlage verzichtet werden. Anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Figur 1 : eine Darstellung einer erfindungsgemässen Bremsvorrichtung, wobei sich zwei Klemmelemente in einer Ruheposition befinden,
Figur 2: die Bremsvorrichtung aus Figur 1, wobei sich die Keilelemente in
Klemmposition befinden, und
Figur 3 : einen Schnitt entlang der Linie A-A durch die Bremsvorrichtung gemäss
Figur 1.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Bremsvorrichtung 1 einer Hebeeinrichtung einer hydraulischen Aufzugsanlage. Die Hebeeinrichtung ist dabei nur schematisch dargestellt und zeigt eine erste Komponente 4, beispielsweise ei- nen Hubzylinder, und eine zweite Komponente 2, beispielsweise einen Hubkolben, wobei die erste und zweite Komponente 4, 2 relativ zueinander bewegbar sind. Auf einer Basisplatte 5, welche fest mit der ersten Komponente 4 verbunden ist, ist ein Stützelement 6 federnd gelagert. Die federnde Lagerung wird dabei durch eine Klemmfeder 9 gewährleistet. Zwischen dem Stützelement 6 und einer Oberfläche 3 der zweiten Komponente 2 ist ein Spalt 16 ausgebildet, welcher zur Aufnahme eines Klemmelementes 11 dient, wenn die Bremsvorrichtung 1 aktiviert wird.
Des Weiteren ist ein Befestigungselement 10, in der gezeigten Ausführungsform, oberhalb des Stützelementes 6 angeordnet. Das Befestigungselement 10 ist dabei als Elektro- magnet ausgebildet, an welchen zur Ausübung einer Haltekraft eine Spannung U angelegt werden kann, aus welcher ein Strom I resultiert. Nicht gezeigt ist, dass das Befestigungselement 10 derart mit der ersten Komponente 4 verbunden ist, dass ein konstanter Abstand zwischen dem Befestigungselement 10 und der Basisplatte 5 gewährleistet ist. Am Befestigungselement 10 sind zwei keilförmige Klemmelemente 11 festgehalten, welche symmetrisch um die zweite Komponente 2 angeordnet sind. Jedes Klemmelement 11 weist eine Keilfläche 12 und eine Bremsfläche 13 auf. Die Bremsfläche 13 ist dabei der zweiten Komponente 2 zugeordnet und definiert zusammen mit der Keilfläche 12 einen Keilwinkel 15. Dieser Keilwinkel 15 beträgt in der dargestellten Ausführungsform 6°. Die Keilfläche 12 ist dabei in etwa parallel zu einer Kontaktfläche 7 des Stützelements 6 ausgerichtet. Entsprechend ist auch ein Kontaktwinkel 8, welcher zwischen der Kontakt- fläche 7 und der relativen Bewegungsrichtung R der zweiten Komponente 2 aufgespannt ist in etwa identisch zum Keilwinkel 15. Da es sich beim Befestigungselement 10 vorliegend um einen Elektromagneten handelt, weist das Klemmelement 11 eine Befestigungsfläche 14 auf, welche aus einem ferromagnetischen Stahl ausgebildet ist. Beispielsweise ist das ganze Klemmelement 11 aus Stahl geformt. Alternativ kann das Klemmelement 11 nur im Bereich der Befestigungsfläche 14 aus Stahl gefertigt sein.
Im normalen Betrieb ist der Elektromagnet an eine Spannungsquelle angeschlossen. Wenn jetzt aufgrund eines allgemeinen Spannungsunterbruchs die Hebeeinrichtung nicht mehr betrieben werden kann, wird auch der Elektromagnet nicht mehr mit Spannung versorgt. Entsprechend löst sich das Klemmelement 11 vom Befestigungselement 10 und bewegt sich durch seine schwere Masse aufgrund der Schwerkraft G entlang der Bewegungsrichtung R zum Stützelement 6 hin. Dort berührt die Keilfläche 12 des Klemmelementes 11 die Kontaktfläche 7 des Stützelementes 6. Sobald das Klemmelement 11 sowohl mit dem Stützelement 6 als auch mit einer Oberfläche 3 der zweiten Komponente 2 in physischem Kontakt steht, wird das Keilelement 11 durch eine Bewegung der zweiten Komponente 2 in Bewegungsrichtung R weiter hinunter in den Spalt 16 zwischen dem Stützelement 6 und der zweiten Komponente 2 in Richtung zur Basisplatte 5 gezogen. Das Klemmelement 11 wird sich also innert kürzester Zeit zwischen Stützelement 6 und der zweiten Komponente 2 verkeilen. Sowohl die Bewegung des Klemmelementes 11 als auch die Bewegung der zweiten Komponente 2 in Bewegungsrichtung R wird somit nach kurzer Zeit gestoppt.
Figur 2 zeigt die Bremsvorrichtung 1 aus Figur 1 , wobei sich das Klemmelement 11 in seiner Klemmposition befindet. Dadurch, dass das Klemmelement 11 mit der zweiten Komponente 2 in der relativen Bewegungsrichtung R in das Stützelement 6 hineingezogen wurde, wirkt eine Klemmkraft K auf das Stützelement 6, welches durch die Klemmfeder 9 federnd gelagert ist. Diese Klemmkraft K wirkt gleichzeitig auch auf die Oberfläche 3 der zweiten Komponente 2. Die Klemmkraft K bewirkt ausserdem, dass sich die als C-Feder ausgebildete Klemmfeder 9 leicht öffnet und entsprechend bedingt durch den Federweg As eine entsprechende Gegenkraft aufbaut. Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A durch die Bremsvorrichtung 1 gemäss Figur 1. Deutlich zu erkennen ist die Klemmfeder 9, welche als C-Feder ausgebildet ist. Ausserdem wird die zweite Komponente 2 gezeigt, welche beidseitig von je einem Klemmelement 11 umfasst wird. Bei der zweiten Komponente 2 handelt es sich um einen Hubkolben mit zylindrischer Oberfläche 3. Die Bremsfläche 13 des Klemmelements 11 ist in seiner Form an die Oberfläche 3 des Hubkolbens angepasst. Das Stützelement 6 wird durch die Klemmfeder 9 in Position gehalten. Die Klemmfeder 9 ist dabei mittels einer Drehachse 17 schwenkbar gelagert, so dass im Falle einer Aktivierung der Bremsvorrichtung 1 , also wenn das Klemmelement 11 zwischen der zweiten Komponente 2 und dem Stützelement 6 in der Klemmposition verklemmt ist, keine seitlichen Kräfte auf die zweite Komponente 2 wirken.

Claims

Bremsvorrichtung (1) zum Stillsetzen einer ersten und einer zweiten relativ zueinander bewegbaren Komponente (4, 2) einer hydraulischen Aufzugsanlage, umfassend ein Klemmelement (11), mit welchem in einer Klemmposition die relativ bewegbaren Komponenten (4, 2) aneinander festklemmbar sind, wobei das Klemmelement (11) durch Schwerkraftwirkung aus einer Ruheposition in die Klemmposition verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (1) ein Befestigungselement (10) zum lösbaren Festhalten des Klemmelements (11) in der Ruheposition aufweist und dass das Befestigungselement (10) einen Elektromagneten umfasst und das Klemmelement (11) eine Befestigungsfläche (14) aufweist, welche ferromagnetische Eigenschaften aufweist.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bremsvorrichtung (1) ein Stützelement (6) mit einer Kontaktfläche (7) aufweist und das Stützelement (6) an der ersten Komponente (4) befestigt ist.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (11) keilförmig mit einer Keilfläche (12) und einer Bremsfläche (13) ausgestaltet ist.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Klemmposition die Keilfläche (12) des Klemmelementes (11) an der Kontaktfläche (7) des Stützelementes (6) abgestützt ist und die Bremsfläche (13) des Klemmelementes (11) in physischem Kontakt mit einer Oberfläche (3) der zweiten Komponente (2) steht.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Befestigungselement (10) ortsfest an der ersten Komponente (4) befestigt ist.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Stützelement (6) und der zweiten Komponente (2) ein Spalt (16) angeordnet ist, in welchen das Klemmelement (11) nach Lösen vom Befestigungselement (10) verschiebbar ist. Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Komponenten (2, 4) als längliche Komponente ausgebildet ist und die Längsachse parallel zu einer relativen Bewegungs richtung (R) der Komponenten (2, 4) angeordnet ist, wobei bevorzugt sowohl die erste und die zweite Komponente (2, 4) als längliche Komponenten (2, 4) ausgebildet sind und die Längsachsen koaxial zueinander angeordnet sind.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bremsvorrichtung (1) wenigstens zwei Klemmelemente (11) umfasst, welche bezüglich der Längsachse der länglichen Komponente (4, 2) gleichmässig verteilt um diese herum angeordnet sind.
Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (6) mittels einer Klemmfeder (9) federnd gelagert ist, insbesondere in Richtung gegen die zweite Komponente (2).
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federkraft der Klemmfeder (9) einstellbar ist.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Baugruppe umfassend die Klemmfeder (9) und das Stützelement (6) um eine Achse (17), welche parallel zur relativen Bewegungsrichtung (R) der Komponenten (4, 2) angeordnet ist, drehbar gelagert ist.
Klemmelement (11) für eine Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (11) eine Befestigungsfläche (14) aufweist, welche ferromagnetische Eigenschaften aufweist.
Hydraulische Aufzugsanlage mit einer Bremsvorrichtung (1) nach einem Ansprüche 1 bis 11.
Verwendung einer Bremsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 einer hydraulischen Aufzugsanlage.
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