WO2019034651A1 - Aufzugsanlage und verfahren zum betreiben einer aufzugsanlage - Google Patents

Aufzugsanlage und verfahren zum betreiben einer aufzugsanlage Download PDF

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WO2019034651A1
WO2019034651A1 PCT/EP2018/072022 EP2018072022W WO2019034651A1 WO 2019034651 A1 WO2019034651 A1 WO 2019034651A1 EP 2018072022 W EP2018072022 W EP 2018072022W WO 2019034651 A1 WO2019034651 A1 WO 2019034651A1
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vibrations
elevator
sensor
calculated
elevator installation
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PCT/EP2018/072022
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Stefan Kneisler
Daniel Johnen
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Thyssenkrupp Elevator Ag
Thyssenkrupp Ag
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    • B66B7/1246—Checking means specially adapted for guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion

Definitions

  • the present invention relates to an elevator installation and to a method for operating an elevator installation.
  • Elevator systems are commonly used to transport passengers to different floors within a building. Thereby arise
  • Noise such as engine noise, rattling noises and
  • Wind noise are e.g. about wall elements in the
  • Elevators of very tall buildings should achieve high flow rates with minimum space requirements. This requirement can be met, for example, by moving a plurality of elevator cars at high speeds with the smallest possible elevator car weight in an elevator shaft. For this purpose, it is expedient that the elevator cars are driven directly without rope. For the direct drive of a ropeless elevator is particularly suitable
  • the noise of a linear motor is a particular problem, especially if the motor is fixed directly to the elevator car. Since a direct drive for elevators should have at least the same driving characteristics and no higher noise level in the elevator car than conventional high-quality cable lifts, the linear motor drive is the Elevators in particular the requirement made to generate as little vibration and noise.
  • WO 98/35904 discloses an elevator device with a linear drive, wherein the stator windings, which form the primary coils or the primary part of the linear drive, on a wall of the elevator shaft, and the stator windings, which form the primary coils or the primary part of the linear drive, on a wall of the elevator shaft, and the stator windings, which form the primary coils or the primary part of the linear drive, on a wall of the elevator shaft, and the stator windings, which form the primary coils or the primary part of the linear drive, on a wall of the elevator shaft, and the stator windings, which form the primary coils or the primary part of the linear drive, on a wall of the elevator shaft, and the stator windings, which form the primary coils or the primary part of the linear drive, on a wall of the elevator shaft, and the stator windings, which form the primary coils or the primary part of the linear drive, on a wall of the elevator shaft, and the stator windings, which form the
  • Elevator car are attached.
  • Object of the present invention is to reduce the noise development and vibration of a lift system.
  • the elevator installation according to the invention with a drive designed as a rope-free direct drive comprises at least one rail system, at least one elevator car and at least one brake, wherein the elevator installation has at least one component outside the elevator car on which at least one sensor for detecting vibrations is arranged, wherein the elevator installation furthermore at least one processing unit comprises, in order to calculate counter vibrations on the basis of the detected oscillations, wherein at least one device for generating the calculated countervibrations is arranged on the at least one component.
  • the device for generating the calculated countervibrations is in particular a
  • Vibration damper The drive, the rail system and the brake are in such
  • Elevator systems are the most important noise sources.
  • the invention ensures that vibrations such as vibrations and / or sound are detected directly at the source.
  • at least one device for generating the calculated countervibrations such as e.g. Antinoise and / or
  • Störvibrationen according to the invention as close as possible to the source at which they are generated or occur, extinguished or at least reduced so that they hardly into the interior of the elevator car or on the wall of the
  • Elevator shaft can propagate into the interior of the building.
  • sensors which may be designed as vibration sensors and / or sound sensors, are provided.
  • these sensors are arranged at regular intervals on the rail system. It is also conceivable that they are arranged at several positions of the drive and / or the brake. Advantageously, they can also at the
  • Elevator car or sled Sledge or an elevator car to be arranged It proves to be advantageous to provide several means for generating the calculated countervibrations. Such are advantageous
  • a further advantageous embodiment provides that the device for generating the calculated countervibrations and / or the at least one sensor for detecting vibrations are arranged on a holder of the rail system with which rails of the rail system are fastened, in particular between shaft wall and rail. Holder and rail system are advantageously coupled vibration technology.
  • at least one sensor for detecting vibrations and / or a device for generating the calculated countervibrations are arranged on a plurality of holders, in particular on all holders.
  • the processing unit is the necessary one
  • Processing unit is designed to self-learning, and in particular has a control that detects when counter-vibrations detected
  • At least one further reference sensor can be arranged on the rail system for this purpose, which provides the processing device with vibration data, in particular in addition to the at least one sensor for detecting vibrations.
  • the respective means for generating the calculated countervibrations are arranged on the holder there, on which the rails are suspended.
  • the sensors for detecting vibrations at the respective suspension points of the rail system, in particular in the respective shaft head and in the respective pit are arranged.
  • a further advantageous embodiment provides that the rail system is subdivided into a plurality of rail segments, wherein a rail segment in particular comprises at least one rail track, that is to say a corresponding component.
  • a rail segment is advantageously assigned at least one sensor for detecting vibrations and at least one device for generating the calculated countervibrations, advantageously arranged on a holding element of the rail segment.
  • vibrations generated in this way only on the respective rail segment must be damped. Influences of vibrations of adjacent rail segments on a rail segment are advantageously reduced.
  • Each sensor is preferably associated with at least one device for generating the calculated countervibrations. It is also conceivable to provide a plurality of processing units to detect countervibrations for
  • Processing unit Calculate countervibrations for several sensors.
  • the number of sensors for detecting Vibration is greater than the number of means for generating the calculated countervibrations.
  • a processing unit receives a plurality of sensors, in particular at least two sensors, it is possible to more accurately calculate the necessary countervibrations for compensating the detected oscillations and thus to improve them
  • An advantageous ratio of sensors for detecting vibrations to means for generating the calculated countervibrations is at least 2: 1 or greater.
  • an embodiment provides that a device for generating the calculated
  • Countervibrations generated counter vibrations based on the data of multiple sensors in particular, it may be provided that the same sensor data for a plurality of means for generating the calculated
  • Sensor for detecting vibrations and / or the at least one means for generating the calculated counter-vibrations is arranged, selected from the drive, the rail system and the brake. However, this is not to be understood as limiting. So should also e.g. an outside of an elevator car or a carriage or sledge of an elevator car are understood as a component in this sense.
  • the means for generating the calculated countervibrations is located at a distance of between 1 cm and 30 cm, preferably between 2 cm and 10 cm, for example 5 cm, away from a nearest sensor.
  • a spatial proximity allows a particularly accurate detection and therefore also a particularly effective extinction or at least reduction of the noise and / or Spurious vibrations close to the source at which they are generated, since countervibrations can be calculated very accurately when the generation of the countervibrations takes place close to the sensor.
  • the at least one sensor is selected from a
  • Vibration sensor and a sound sensor This is advantageous because sound and vibration are the most significant sources of interference.
  • the at least one sensor is designed as a magnetic sensor.
  • Magnetic sensors are used, for example, in microphones and are very well suited for detecting vibrations such as vibrations and sound. They are particularly robust and durable.
  • the at least one sensor is designed as a capacitive sensor. Capacitive sensors also find
  • the at least one sensor is designed as a piezoelectric sensor.
  • Piezoelectric sensors combine high accuracy with robustness. It is particularly advantageous that they are insensitive to magnetic fields and radiation, which is particularly advantageous for use in the vicinity of coil elements of a linear drive.
  • the at least one sensor is designed as a micro-electromagnetic sensor or MEMS sensor.
  • MEMS sensors are usually made of silicon. These sensors include spring-mass systems in which the springs are only a few microns wide Silicon webs are, and also the mass is made of silicon. Due to the deflection during acceleration, a change in the electrical capacitance can be measured between the spring-suspended part and a fixed reference electrode. MEMS sensors have the advantage that they build very small, and therefore, for example, can also be installed in inaccessible areas of an elevator installation, for example, at accessible points of an elevator shaft.
  • the at least one sensor is designed as a resistive sensor.
  • the operating principle of resistive sensors is that the ohmic resistance of the sensor changes depending on measured variables such as length, temperature or mechanical strain. Resistive sensors can be provided very inexpensively.
  • the at least one actuator is designed as a magnetic actuator. Magnetic actuators are reliable, robust and durable.
  • the at least one actuator is designed as a piezoelectric actuator.
  • Piezoelectric actuators are also suitable as vibration transmitters and / or acoustic transmitters. They typically work more accurately than magnetic actuators, and are similarly robust and immune to magnetic interference.
  • the ropeless direct drive is designed as a linear drive.
  • linear actuators are particularly susceptible to noise and a noise suppression by countervibrations such as counter-noise and / or countervibrations here is particularly advantageous used.
  • the at least one elevator car is guided by means of a backpack suspension on the at least one rail system.
  • the rails of the rail system are all aligned or arranged with respect to a common side of the elevator car.
  • This is particularly advantageous so that fixed vertical rails of the rail system do not obstruct the horizontal travel path when the elevator car is moved horizontally.
  • a backpack suspension is disclosed, for example, in document WO 2017/174464, to which reference is hereby fully made.
  • Means for generating the calculated countervibrations at least one coil element of the drive, and is arranged such that the
  • Counter vibrations are modulated on the control of the coil element.
  • humming especially against low-frequency noise and vibration of electromagnets, sometimes referred to as "humming" can advantageously be counteracted directly at the location where the spurious oscillations, e.g. Noise and / or interference vibrations occur.
  • Vibrations are detected outside of an elevator car on the basis of the detected vibrations counter vibrations are calculated and the calculated counter-vibrations are generated outside the elevator car.
  • the oscillations are detected by means of at least one sensor and the countervibrations are generated by means of at least one device for generating countervibrations.
  • each associated with each other Sensors and means for generating counter-vibrations a predetermined distance from each other, as already stated above. In this way, noise that occurs outside of an elevator car, advantageously extinguished close to the source or at least greatly reduced.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of an elevator installation according to the invention in a schematic lateral sectional view
  • an embodiment of an elevator installation according to the invention is designated as a whole by 100.
  • the elevator installation has a rail system 104 attached to a shaft wall 103a of an elevator shaft 103 and an elevator cabin 102 movable along the rail system in the vertical direction in the elevator shaft 103.
  • the rail system 104 has guide rails, for example, which are not shown in detail in FIG.
  • the elevator car 102 has a carriage or sledge 105, which cooperates with the guide rails for guiding the elevator car along the rail system 104 in a manner known per se.
  • the illustrated elevator installation has a linear drive 110 as the drive.
  • This linear drive has as a primary part 111 along the rail system 104 extending rows of stator windings, which are spaced and arranged parallel to each other and perpendicularly projecting from a stator, for example by means of anchors on the shaft wall 3a of
  • Elevator shaft 3 is held.
  • Such primary parts 111 of linear drives are known per se, and will not be explained in detail here.
  • the carriage 105 also has a braking device 105a (shown purely schematically). This braking device can
  • a traveling magnetic field is generated in the rows of stator windings of the primary part 111. This has the consequence that by means of the excitation magnets of the secondary part 112 of the linear drive on the carriage 105 together with the elevator car 102, a thrust force is exerted in the vertical direction.
  • the elevator car 102 can thus move up and down along the rail system 104 in the elevator shaft 103 by means of the linear motor 110 together with the carriage 105.
  • FIG. 1 shows two such sensors 21, 31.
  • the associated with respective sensors 21, 31 are processing units 22, 32, which are designed such that they calculate on the basis of the detected vibrations suitable counter vibrations to minimize the noise in the cabin 102 and / or a building in which the shaft 103 is provided , It is possible to provide only one processing unit for a plurality or the entirety of the respective sensors.
  • an actuator 23, 33 is provided in the surroundings of each sensor 21, 31, for example at a maximum distance of 5 cm. Such actuators are designed to be respectively calculated by the processing unit
  • sensors, processing units and actuators 41, 42, 43 are formed on the carriage 105 according to the illustrated embodiment.
  • these components formed on the carriage can be provided on the secondary part 112 of the linear drive.
  • processing units and actuators can also be formed on the primary part 110 of the linear drive.
  • sensors, processing units and actuators can also be applied to the brake 105a, that is to say in particular to the exciter magnet of the
  • Abutment 112 of the linear actuator 110 may be provided.
  • the elevator car 102 can be effectively decoupled from the noise generated in the rail system 104, the drive 110 and / or the braking device 105a.
  • Interchangeable shaft can be spent in another shaft used.
  • sensors and actuators for generating calculated countervibrations in the vicinity of such Exchanger since occurring in practice low-frequency noise can be compensated very well.
  • noise that occurs when unlocking or locking an elevator car from or to an Exchanger can be significantly reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage (100) mit einem als seillosen Direktantrieb (110) ausgeführten Antrieb, ferner umfassen wenigstens ein Schienensystem (104), wenigstens eine Aufzugskabine (102) und wenigstens eine Bremse (105a), wobei die Aufzugsanlage (100) wenigstens eine Komponente aufweist, an der wenigstens ein Sensor (21, 31, 41) zum Erfassen von Schwingungen angeordnet ist, wobei die Aufzugsanlage weiterhin wenigstens eine Verarbeitungseinheit (22, 32, 42) umfasst, um auf der Grundlage der erfassten Schwingungen Gegenschwingungen zu berechnen, wobei an der wenigstens einen Komponente wenigstens eine Einrichtung (23, 33, 43) zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage.

Description

Aufzugsanlage und Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage. Stand der Technik
Aufzugsanlagen werden üblicherweise verwendet, um Fahrgäste auf verschiedene Stockwerke innerhalb eines Gebäudes zu transportieren. Dabei entstehen
Störgeräusche wie beispielsweise Motorgeräusche, Klappergeräusche und
Windgeräusche. Diese Geräusche werden z.B. über Wandungselemente in das
Innere einer Aufzugskabine weitergeleitet. Weiterhin setzen sich solche Geräusche auch über die Wand eines Aufzugsschachtes in das Innere eines Gebäudes fort.
Aufzüge sehr hoher Gebäude sollen bei möglichst geringem Platzbedarf hohe Förderleistungen erzielen. Diese Anforderung kann beispielsweise dadurch erfüllt werden, dass mehrere Aufzugskabinen mit hohen Geschwindigkeiten bei möglichst kleinem Aufzugskabinengewicht in einem Aufzugsschacht bewegt werden. Hierfür ist es zweckmäßig, dass die Aufzugskabinen ohne Seil direkt angetrieben werden. Für den Direktantrieb eines seillosen Aufzugs eignet sich insbesondere ein
Linearmotor.
Die Geräuschentwicklung eines Linearmotors stellt jedoch ein besonderes Problem dar, insbesondere dann, wenn der Motor direkt an der Aufzugskabine festgelegt ist. Da ein Direktantrieb für Aufzüge mindestens die gleichen Fahreigenschaften und keinen höheren Geräuschpegel in der Aufzugskabine aufweisen soll als konventionelle hochwertige Seilaufzüge, wird an den Linearmotorantrieb der Aufzüge insbesondere die Anforderung gestellt, möglichst wenig Vibrationen und Geräusche zu erzeugen.
Die WO 98/35904 offenbart eine Aufzugsvorrichtung mit einem Linearantrieb, wobei die Statorwicklungen, die die Primärspulen bzw. den Primärteil des Linearantriebs ausbilden, an einer Wand des Aufzugsschachtes, und die
Erregermagnete, die den Sekundärteil des Linearantriebs bilden, an der
Aufzugskabine befestigt sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Störgeräuschentwicklung sowie Vibrationen einer Aufzugsanlage zu reduzieren.
Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß werden eine Aufzugsanlage mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage mit den Merkmalen des Anspruches 11 vorgeschlagen.
Die erfindungsgemäße Aufzugsanlage mit einem als seillosen Direktantrieb ausgebildeten Antrieb umfasst wenigstens ein Schienensystem, wenigstens eine Aufzugskabine und wenigstens eine Bremse, wobei die Aufzugsanlage wenigstens eine Komponente außerhalb der Aufzugskabine aufweist, an der wenigstens ein Sensor zum Erfassen von Schwingungen angeordnet ist, wobei die Aufzugsanlage ferner wenigstens eine Verarbeitungseinheit umfasst, um auf der Grundlage der erfassten Schwingungen Gegenschwingungen zu berechnen, wobei an der wenigstens einen Komponente wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen angeordnet ist. Die Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen ist dabei insbesondere ein
Schwingungsdämpfer. Der Antrieb, das Schienensystem und die Bremse sind bei derartigen
Aufzugsanlagen die wichtigsten Störgeräuschquellen. Dadurch, dass z.B. an einer derartigen Komponente außerhalb der Aufzugskabine wenigstens ein Sensor angeordnet ist, wird erfindungsgemäß gewährleistet, dass Schwingungen wie Vibrationen und/oder Schall direkt an der Quelle erfasst werden. Dadurch, dass an der wenigstens einen Komponente wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen wie z.B. Gegenschall und/oder
Gegenvibrationen, vorgesehen ist, werden Störgeräusche und/oder
Störvibrationen erfindungsgemäß möglichst nah an der Quelle, an der sie erzeugt werden bzw. auftreten, ausgelöscht oder zumindest derart reduziert, dass sie sich kaum in das Innere der Aufzugskabine oder über die Wandung des
Aufzugsschachtes in das Innere des Gebäudes fortpflanzen können.
Erfindungsgemäß ist daher insbesondere eine weitgehende akustische
Entkopplung der Aufzugskabine von Störgeräuschen, die am Antrieb, am
Schienensystem oder an der Bremse entstehen, realisiert.
Denkbar ist, dass mehrere derartige Sensoren, die als Vibrationssensoren und/oder Schallsensoren ausgebildet sein können, vorgesehen sind. Vorteilhaft sind diese Sensoren in regelmäßigen Abständen an dem Schienensystem angeordnet. Denkbar ist auch, dass sie an mehreren Positionen des Antriebs und/oder der Bremse angeordnet sind. Vorteilhaft können sie auch an der
Aufzugskabine oder einem Schlitten Sledge bzw. einer Aufzugskabine angeordnet sein. Es erweist sich als vorteilhaft, mehrere Einrichtungen zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen vorzusehen. Vorteilhaft sind derartige
Einrichtungen in regelmäßigen Abständen, d.h. insbesondere mit gleichmäßiger vertikaler Beabstandung zueinander, an dem Schienensystem angeordnet. Es ist auch vorteilhaft möglich, diese Einrichtungen an mehreren Stellen des Motors und/oder der Bremse, dem Sledge und/oder der Aufzugskabine anzuordnen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen und/oder der wenigstens eine Sensor zum Erfassen von Schwingungen an einer Halterung des Schienensystem, mit welchem Schienen des Schienensystems befestigt sind, angeordnet sind, insbesondere zwischen Schachtwand und Schiene. Halterung und Schienensystem sind dabei vorteilhafterweise schwingungstechnisch gekoppelt. Insbesondere ist vorgesehen, dass an einer Vielzahl von Halterungen, insbesondere an sämtlichen Halterungen, jeweils wenigstens ein Sensor zum Erfassen von Schwingungen und/oder eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen angeordnet sind. Der Vorteil einer Anordnung an den Halterungen liegt
insbesondere darin, dass hier nicht genutzter Platz zur Anordnung zur Verfügung steht und eine Anordnung möglich ist, ohne dass die Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen und/oder der wenigstens eine Sensor in den Bewegungsbereich der Rollenführung ragen. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, alternativ oder zusätzlich zu den Schienenhalterungen Tragelemente zur Aufnahme der Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen und/oder des wenigstens einen Sensors zum Erfassen von Schwingungen an den Schienen anzuordnen. Diese Tragelemente sind dabei vorteilhafterweise schwingungstechnisch gekoppelt an dem Schienensystem angeordnet,
insbesondere außerhalb der Bewegungsbereiche der Rollenführungen.
Vorteilhafterweise ist die Verarbeitungseinheit, die die notwendigen
Gegenschwingungen berechnet, insbesondere ausgebildet, eine mögliche
Schwingungsabweichung zwischen Schienensystem und Schienenhalterung bzw. Tragelement auszugleichen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die
Verarbeitungseinheit dazu selbstlernend ausgebildet ist, und insbesondere eine Regelung aufweist, die erkennt, wenn Gegenschwingungen die erfassten
Schwingungen nicht hinreichend kompensiert und das Erzeugen der
Gegenschwingungen entsprechend anpasst. Insbesondere kann dazu wenigstens ein weiterer Referenzsensor an dem Schienensystem angeordnet sein, welcher der Verarbeitungseinrichtung Schwingungsdaten bereitstellt, insbesondere zusätzlich zu dem wenigstens einen Sensor zum Erfassen von Schwingungen. Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen in einem jeweiligen Schachtkopf und wenigstens eine
Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen in einer jeweiligen Schachtgrube angeordnet, insbesondere an den Aufhängepunkten der Schienen des Schienensystems. Insbesondere ist vorgesehen, dass die jeweilige Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen dabei an der dortigen Halterung, an der die Schienen aufgehängt sind, angeordnet sind.
Vorteilhafterweise sind auch die Sensoren zum Erfassen von Schwingungen an den jeweiligen Aufhängepunkten des Schienensystems, insbesondere in dem jeweiligen Schachtkopf und in der jeweiligen Schachtgrube, angeordnet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Schienensystem in eine Mehrzahl von Schienensegmenten unterteilt ist, wobei ein Schienensegment insbesondere wenigstens einen Schienenstrang, also ein entsprechendes Bauteil, umfasst. Jedes Schienensegment ist dabei vorteilhafterweise wenigstens ein Sensor zum Erfassen von Schwingungen und wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen zugeordnet, vorteilhafterweise angeordnet an einem Halteelement des Schienensegments. Vorteilhafterweise sind die
Schienensegmente dabei schwingungstechnisch gegeneinander entkoppelt.
Vorteilhafterweise müssen so nur an dem jeweiligen Schienensegment erzeugte Schwingungen gedämpft werden. Einflüsse von Schwingungen benachbarter Schienensegmente auf ein Schienensegment sind dabei vorteilhafterweise reduziert.
Bevorzugt ist jedem Sensor wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen zugeordnet. Es ist auch denkbar, mehrere Verarbeitungseinheiten vorzusehen, um Gegenschwingungen für erfasste
Schwingungen zu berechnen. In vorteilhafter Weise kann eine
Verarbeitungseinheit Gegenschwingungen für mehrere Sensoren berechnen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Anzahl der Sensoren zum Erfassen von Schwingungen größer ist als die Anzahl der Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen. Vorteilhafterweise lassen sich dann, wenn eine Verarbeitungseinheit von mehreren Sensoren, insbesondere wenigstens von zwei Sensoren, empfängt, die notwendigen Gegenschwingungen zum Kompensieren der erfassten Schwingungen exakter berechnen und somit eine verbesserte
Schwingungsdämpfung erzielen. Ein vorteilhaftes Verhältnis von Sensoren zum Erfassen von Schwingungen zu Einrichtungen zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen liegt wenigstens bei 2:1 oder größer. Insbesondere sieht eine Ausgestaltung vor, dass eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten
Gegenschwingungen die Gegenschwingungen basierend auf den Daten mehrerer Sensoren erzeugt, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass derselbe Sensor Daten für mehrere Einrichtungen zum Erzeugen der berechneten
Gegenschwingungen bereitstellt. Bevorzugt ist die wenigstens eine Komponente, an dem der wenigstens eine
Sensor zum Erfassen von Schwingungen und/oder die wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen angeordnet ist, ausgewählt aus dem Antrieb, dem Schienensystem und der Bremse. Dies ist allerdings nicht beschränkend zu verstehen. So soll auch z.B. eine Außenseite einer Aufzugskabine oder ein Schlitten bzw. Sledge einer Aufzugskabine als Komponente in diesem Sinne verstanden werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen in einer vorbestimmten Entfernung, insbesondere einer vorbestimmten maximalen
Entfernung, von dem Sensor angeordnet. Beispielsweise ist die Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen in einer Entfernung von zwischen 1 cm und 30 cm, vorzugsweise zwischen 2 cm und 10 cm, beispielsweise 5 cm, von einem nächstliegenden Sensor entfernt angeordnet. Eine derartige räumliche Nähe erlaubt eine besonders genaue Erfassung und daher auch eine besonders effektive Auslöschung oder zumindest Reduktion der Störgeräusche und/oder Störvibrationen nahe an der Quelle, an der sie erzeugt werden, da Gegenschwingungen sehr genau berechnet werden können, wenn die Erzeugung der Gegenschwingungen nahe an dem Sensor erfolgt. Bevorzugt ist der wenigstens eine Sensor ausgewählt ist aus einem
Vibrationssensor und einem Schallsensor. Dies ist vorteilhaft, da Schall und Vibrationen die bedeutendsten Störquellen darstellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Sensor als magnetischer Sensor ausgebildet. Magnetische Sensoren finden beispielsweise Anwendung bei Mikrofonen und eignen sich sehr gut zum Erfassen von Schwingungen wie Vibrationen und Schall. Sie sind insbesondere robust und langlebig. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der wenigstens eine Sensor als kapazitiver Sensor ausgebildet. Kapazitive Sensoren finden ebenfalls
Anwendung bei Mikrofonen und eignen sich gut zum Erfassen von Schwingungen wie Vibrationen und Schall. Sie weisen außerdem den Vorteil auf, dass sie wenig Bauraum benötigen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der wenigstens eine Sensor als piezoelektrischer Sensor ausgebildet. Piezoelektrische Sensoren kombinieren eine hohe Genauigkeit mit Robustheit. Besonders vorteilhaft ist, dass sie unempfindlich gegenüber magnetischen Feldern und Strahlungen sind, was insbesondere für einen Gebrauch in der Nähe von Spulenelementen eines Linearantriebs von Vorteil ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der wenigstens eine Sensor als mikro-elektromagnetischer Sensor bzw. MEMS-Sensor ausgebildet. MEMS- Sensoren sind in der Regel aus Silizium hergestellt. Diese Sensoren umfassen Feder-Masse-Systeme, bei deren die Federn nur wenige Mikrometer breite Silizium-Stege sind, und auch die Masse aus Silizium hergestellt ist. Durch die Auslenkung bei Beschleunigung kann zwischen dem gefedert aufgehängten Teil und einer festen Bezugselektrode eine Änderung der elektrischen Kapazität gemessen werden. MEMS-Sensoren weisen den Vorteil auf, dass sie sehr klein bauen, und z.B. daher auch an unzugänglichen Stellen einer Aufzugsanlage, beispielsweise um an zugänglichen Stellen eines Aufzugsschachtes, angebracht werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Sensor als resistiver Sensor ausgebildet. Das Wirkprinzip resistiver Sensoren ist, dass sich in Abhängigkeit von Messgrößen wie etwa Länge, Temperatur oder mechanische Dehnung der ohmsche Widerstand des Sensors ändert. Resistive Sensoren sind sehr kostengünstig bereitstellbar. Vorteilhafterweise ist die Einrichtung zum Erzeugen der berechneten
Gegenschwingungen als Aktor ausgebildet. Als Aktor ist beispielsweise ein
Akustikgeber und/oder ein Vibrationsgeber denkbar. Dies erweist sich als vorteilhaft, da ein Aktor als separates Bauteil gezielt angesteuert werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der wenigstens eine Aktor als magnetischer Aktor ausgebildet. Magnetische Aktoren sind zuverlässig, robust und langlebig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Aktor als piezoelektrischer Aktor ausgebildet. Auch piezoelektrische Aktoren eignen sich als Vibrationsgeber und/oder Akustikgeber. Sie arbeiten in der Regel genauer als magnetische Aktoren, und sind gleichzeitig ähnlich robust und nicht anfällig für magnetische Störfelder.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der seillose Direktantrieb als Linearantrieb ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da wie bereits oben beschrieben, insbesondere Linearantriebe besonders störgeräuschanfällig sind und eine Störgeräusch-Unterdrückung durch Gegenschwingungen wie Gegenschall und/oder Gegenvibrationen hier besonders vorteilhaft zum Einsatz kommt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Aufzugkabine mittels einer Rucksackaufhängung an dem wenigstens einen Schienensystem geführt ist. Das bedeutet insbesondere, dass die Schienen des Schienensystems allesamt in Bezug auf eine gemeinsame Seite der Aufzugkabine ausgerichtet bzw. angeordnet sind. Das ist insbesondere vorteilhaft, damit feststehende vertikale Schienen des Schienensystems beim horizontalen Umsetzen der Aufzugkabine dessen horizontalen Verfahrweg nicht versperren. Eine solche Rucksackaufhängung ist beispielsweise in der Druckschrift WO 2017/174464 offenbart, auf welche hiermit vollumfänglich referenziert wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die
Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen wenigstens ein Spulenelement des Antriebs, und ist derart eingerichtet, dass die
Gegenschwingungen auf die Ansteuerung des Spulenelements aufmoduliert werden. Auf diese Weise kann insbesondere gegen niederfrequente Störgeräusche und Vibrationen von Elektromagneten, bisweilen als auch als "Brummen" bezeichnet, vorteilhaft direkt an dem Ort gegengesteuert werden, an denen die Störschwingungen wie z.B. Störgeräusche und/oder Störvibrationen entstehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage mit einem seillosen Direktantrieb vorgeschlagen, wobei
Schwingungen außerhalb einer Aufzugskabine erfasst werden, auf der Grundlage der erfassten Schwingungen Gegenschwingungen berechnet werden und die berechneten Gegenschwingungen außerhalb der Aufzugskabine erzeugt werden. Insbesondere werden die Schwingungen mittels wenigstens eines Sensors erfasst und die Gegenschwingungen mittels wenigstens einer Einrichtung zur Erzeugung von Gegenschwingungen erzeugt. Bevorzugt weisen jeweils einander zugeordnete Sensoren und Einrichtungen zum Erzeugen von Gegenschwingungen eine vorbestimmte Entfernung zueinander auf, wie oben bereits ausgeführt. Auf diese Weise werden Störgeräusche, die außerhalb einer Aufzugskabine entstehen, vorteilhaft nahe an der Quelle ausgelöscht oder zumindest stark reduziert.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufzugsanlage in einer schematischen seitlichen Schnittansicht
In Figur 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufzuganlage insgesamt mit 100 bezeichnet. Die Aufzuganlage weist ein an einer Schachtwand 103a eines Aufzugsschachtes 103 angebrachtes Schienensystem 104 und eine entlang des Schienensystems in vertikaler Richtung in dem Aufzugschacht 103 verfahrbare Aufzugskabine 102 auf.
Das Schienensystem 104 weist beispielsweise Führungsschienen auf, die in der Figur 1 nicht im Einzelnen dargestellt sind. Die Aufzugskabine 102 weist einen Schlitten bzw. Sledge 105 auf, welcher mit den Führungsschienen zur Führung der Aufzugskabine entlang des Schienensystems 104 in an sich bekannter Weise zusammenwirkt. Die dargestellte Aufzugsanlage weist als Antrieb einen Linearantrieb 110 auf. Dieser Linearantrieb weist als Primärteil 111 sich entlang des Schienensystems 104 erstreckende Reihen von Statorwicklungen auf, die beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind und senkrecht von einem Statorträger abstehen, der beispielsweise mittels Verankerungen an der Schachtwand 3a des
Aufzugsschachtes 3 gehalten ist. Derartige Primärteile 111 von Linearantrieben sind an sich bekannt, und werden hier nicht im Einzelnen erläutert.
An dem Schlitten 105 befindet sich, als Sekundärteil 112 des Linearantriebs 110, eine Reihe von Erregermagneten abwechselnder Polarität, die den
Statorwicklungen des Primärteils 111 in einem vorbestimmten Abstand
gegenüberliegen. Der Schlitten 105 weist ferner eine (rein schematisch) dargestellte Bremseinrichtung 105a auf. Diese Bremseinrichtung kann
beispielsweise durch entsprechende Ansteuerung der Erregermagnete des Sekundärteils 112 des Linearantriebs realisiert sein.
Zum Antrieb der Aufzugskabine der 102 wird, wie ebenfalls bekannt ist, in den Reihen der Statorwicklungen des Primärteils 111 ein magnetisches Wanderfeld erzeugt. Dies hat zur Folge, dass mittels der Erregermagnete des Sekundärteils 112 des Linearantriebs auf den Schlitten 105 zusammen mit der Aufzugskabine 102 eine Schubkraft in vertikaler Richtung ausgeübt wird. Die Aufzugskabine 102 kann sich so mittels des Linearmotors 110 zusammen mit dem Schlitten 105 entlang des Schienensystems 104 im Aufzugsschacht 103 auf und ab bewegen.
An dem Schienensystem 104 sind in regelmäßigen Abständen Sensoren
vorgesehen, um Schwingungen wie insbesondere Schall und/oder Vibrationen zu erfassen. In der Figur 1 sind zwei derartige Sensoren 21, 31 dargestellt. Den jeweiligen Sensoren 21, 31 zugeordnet sind Verarbeitungseinheiten 22, 32, welche derart ausgebildet sind, dass sie auf der Grundlage der erfassten Schwingungen geeignete Gegenschwingungen zur Minimierung der Geräuschentwicklung in der Kabine 102 und/oder einem Gebäude, in dem der Schacht 103 vorgesehen ist, berechnen. Es ist hierbei möglich, lediglich eine Verarbeitungseinheit für eine Mehrzahl oder die Gesamtheit der jeweiligen Sensoren vorzusehen.
Ferner ist in der Umgebung jedes Sensors 21, 31, beispielsweise in einem maximalen Abstand von 5 cm, ein Aktor 23, 33 vorgesehen. Derartige Aktoren sind ausgebildet, um den jeweils durch die Verarbeitungseinheit berechneten
Gegenschall und/oder die berechneten Gegenvibrationen zu erzeugen.
Weitere entsprechende Sensoren, Verarbeitungseinheiten und Aktoren 41, 42, 43 sind gemäß der dargestellten Ausführungsform an dem Schlitten 105 ausgebildet. Insbesondere können diese auf dem Schlitten ausgebildeten Komponenten auf dem Sekundärteil 112 des Linearantriebs vorgesehen sein.
Weitere Sensoren, Verarbeitungseinheiten und Aktoren können ebenfalls auf dem Primärteil 110 des Linearantriebs ausgebildet sein.
Insbesondere können derartige Sensoren, Verarbeitungseinheiten und Aktoren auch an der Bremse 105a, also insbesondere den Erregermagneten des
Sekundärteils 112 des Linearantriebs 110, vorgesehen sein. Mit der Erfindung kann die Aufzugskabine 102 wirksam von Störgeräuschen, die im Schienensystem 104, dem Antrieb 110 und/oder der Bremseinrichtung 105a entstehen, entkoppelt werden.
In einer aktuellen Entwicklung werden Aufzugsanlagen konzipiert, bei denen in mehreren parallelen Schächten jeweils mehrere Fahrkörbe vorgesehen sind. Weiterhin gibt es Aufzugsanlagen, bei denen Fahrkörbe zwischen zwei benachbarten Schächten hin- und herwechseln können. Hierbei werden vorteilhaft Linearantriebe mit sogenannten Wechseleinheiten (auch als Exchanger
bezeichnet), mittels welcher ein Fahrkorb von einem Schacht über einen
Wechselschacht in einen anderen Schacht verbracht werden kann, verwendet. In der Praxis erweist es sich als vorteilhaft, Sensoren sowie Aktoren zum Erzeugen von berechneten Gegenschwingungen in der Nähe derartiger Exchanger anzuordnen, da hier in der Praxis auftretende niederfrequente Störgeräusche sehr gut kompensiert werden können. Mit dieser Maßnahme können insbesondere Störgeräusche, die bei einer Entriegelung oder Verriegelung einer Aufzugskabine von bzw. an einem Exchanger auftreten, signifikant reduziert werden.
Bezugszeichenliste
100 Aufzugsanlage
102 Aufzugskabine
103 Aufzugsschacht
103a Schachtwand
104 Schienensystem
105 Schlitten (Sledge)
105a Bremseinrichtung
110 Linearantrieb
111 Primärteil
112 Sekundärteil
21 erster Sensor
22 erste Verarbeitungseinheit
23 erster Aktor
31 zweiter Sensor
32 zweite Verarbeitungseinheit
33 zweiter Aktor
41 dritter Sensor
42 dritte Verarbeitungseinheit dritter Aktor

Claims

Patentansprüche
1. Aufzugsanlage (100) mit einem als seillosen Direktantrieb (110) ausgeführten Antrieb, ferner umfassend wenigstens ein Schienensystem (104), wenigstens eine Aufzugskabine (102) und wenigstens eine Bremse (105a), dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzugsanlage wenigstens eine Komponente außerhalb der Aufzugskabine (102) aufweist, an der wenigstens ein Sensor (21, 31, 41) zum Erfassen von Schwingungen angeordnet ist, wobei die Aufzugsanlage weiterhin wenigstens eine Verarbeitungseinheit (22, 32, 42) umfasst, um auf der Grundlage der erfassten Schwingungen Gegenschwingungen zu berechnen, wobei an der wenigstens einen Komponente wenigstens eine Einrichtung (23, 33, 43) zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen angeordnet ist.
2. Aufzugsanlage (100) nach Anspruch 1, wobei der Antrieb (110) zumindest eine der Komponenten ist.
3. Aufzuganlage (100) nach Anspruchl oder Anspruch 2, wobei die Bremse (105a) zumindest eine der Komponenten ist.
4. Aufzuganlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schienensystem (104) zumindest eine der Komponenten ist
5. Aufzuganlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Halteelement des Schienensystems (104) zumindest eine der Komponenten ist.
6. Aufzugsanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Einrichtung (23, 33, 43) zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen in einer vorbestimmten Entfernung von dem wenigstens einen Sensor (21, 31, 41) angeordnet ist.
7. Aufzugsanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (21, 31, 41) ausgewählt ist aus einer Gruppe, die umfasst: einen Vibrationssensor und einen Schallsensor.
8. Aufzugsanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (21, 31, 41) als magnetischer Sensor, kapazitiver Sensor, piezoelektrischer Sensor, MEMS-Sensor oder als resistiver Sensor ausgebildet ist.
9. Aufzugsanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen der berechneten
Gegenschwingungen als wenigstens ein Aktor (23, 33, 43) ausgebildet ist.
10. Aufzugsanlage (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktor (23, 33, 43) als magnetischer oder piezoelektrischer Aktor ausgebildet ist.
11. Aufzugsanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der seillose Direktantrieb (110) als Linearantrieb (111, 112) ausgebildet ist.
12. Aufzugsanlage (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen wenigstens ein Spulenelement des Linearantriebs (111, 112) umfasst, und derart eingerichtet ist, dass die Gegenschwingungen auf eine Ansteuerung des Spulenelements aufmoduliert werden.
13. Aufzuganlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Aufzugkabine (102) der Aufzuganlage (100) mittels einer
Rucksackaufhängung an dem wenigstens einen Schienensystem (104) geführt ist.
14. Aufzuganlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Sensoren (21, 31, 41) zum Erfassen von Schwingungen größer ist als die Anzahl der Einrichtungen (23, 33, 43) zum Erzeugen der berechneten
Gegenschwingungen, vorzugsweise wenigstens doppelt so groß ist.
15. Aufzuganlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Sensor (21, 31, 41) zum Erfassen von Schwingungen und/oder wenigstens eine Einrichtung (23, 33, 43) zum Erzeugen der berechneten
Gegenschwingungen an einer Aufhängung des Schienensystems in einer
Schachtgrube der Aufzuganlage angeordnet ist und/oder wobei wenigstens ein Sensor (21, 31, 41) zum Erfassen von Schwingungen und/oder wenigstens eine Einrichtung (23, 33, 43) zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen an einer Aufhängung des Schienensystems in einem Schachtkopf der Aufzuganlage angeordnet ist.
16. Verfahren zum Betreiben einer Aufzugsanlage (100) mit einem seillosen Direktantrieb, wobei Schwingungen außerhalb einer Aufzugskabine (102) erfasst werden, auf der Grundlage der erfassten Schwingungen Gegenschwingungen berechnet werden und die berechneten Gegenschwingungen außerhalb der Aufzugskabine (102) erzeugt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Schwingungen von einem Sensor an einer Komponente außerhalb der Aufzugskabine (102) erfasst werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Gegenschwingungen von einer Verarbeitungseinheit (22, 32, 42) berechnet werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Gegenschwingungen von einer Einrichtung (23, 33, 43) zum Erzeugen der berechneten Gegenschwingungen erzeugt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, das unter Verwendung einer Aufzugsanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 durchgeführt wird.
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