DE4115728A1 - Aufzug mit linearmotor-antrieb - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufzug mit Linearmotor-Antrieb und sie betrifft im einzelnen solche Aufzüge, bei denen eine Aufzugskabine mit Hilfe eines linearen Synchronmotors innerhalb eines Förderschachtes hochgezogen und heruntergelassen wird.

Fig. 2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines seillosen Aufzuges mit einem Linearmotor, wie er vor kurzem entwickelt worden ist. An den Innenwänden des Förderschachtes 1 sind mehrere Primär-Seitenspulen 2 angebracht, die abwechselnd in der Reihenfolge der U-, V-, und W-Phase angeordnet sind. Aus Gründen der Einfachheit ist in Fig. 2 nur eine der Primär-Seitenspulen 2 dargestellt.

Der Förderkörper oder die Aufzugskabine 3, die im Förderschacht 1 gefördert wird, ist an ihren beiden Seiten mit mehreren Reihen von Permanentmagneten 4 versehen, die als Sekundär-Seitenmagneten den Primär-Seitenspulen 2 des Linearmotors gegenüberliegen. Jede horizontale Reihe von Permanentmagneten ist in vier Magnetteile 4a bis 4d unterteilt, von denen jeweils zwei an der rechten und an der linken Seitenwand der Aufzugskabine 3 angeordnet sind. Innerhalb jeder Reihe sind die Magnete 4a bis 4d so an der Aufzugskabine 3 angebracht, daß die Polaritäten des dritten Magneten 4c und des vierten Magneten 4d jeweils mit denen des ersten Magneten 4a und des zweiten Magneten 4b übereinstimmen. Wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Polaritäten des ersten Magneten 4a und des zweiten Magneten 4b einander entgegengesetzt und die Polaritäten der Permanentmagneten 4 wechseln sich in jeder senkrechten Spalte miteinander ab.

Die Primärseitenspulen 2 sind jeweils in ihrer Mitte an eine Kraftquelle angeschlossen. Durch die Primärseitenspulen 2 und die Permanentmagnete 4, die an der Aufzugskabine 3 befestigt sind, wird ein linearer Synchronmotor gebildet. Jede einzelne der Primärseitenspulen 2 bildet eine Schleife, die an Stellen zwischen dem ersten Magneten 4a und dem zweiten Magneten 4b und zwischen dem dritten Magneten 4c und dem vierten Magenten 4d um 180° verdreht ist. Der Linearmotor weist mithin eine sogenannte Null-Fluß-Bauart auf und die Primär-Seitenspulen dienen auch als Führungsmittel zum Führen der Aufzugskabine 3 in Richtung der X- und der Y-Achse.

Die Arbeitsweise des Aufzugs mit Linearmotorantrieb nach Fig. 2 ist die folgende: Nach dem Empfang des Startsignals liefert ein nicht dargestellter Stromrichter einen Erregerstrom an die Primär-Seitenspulen 2. Diese Spulen werden erregt und es wird ein Magnetfeld geschaffen, das sich senkrecht längs des Förderschachtes 1 bewegt. Die Antriebskraft, die durch den linearen Synchronmotor längs der Z-Achse geschaffen wird, bewegt die Aufzugskabine 3 längs des Förderschachtes 1 nach oben oder unten.

Wenn die Aufzugskabine 3 das Bestimmungsstockwerk 5 erreicht, dann wird der vom Stromrichter gelieferte Erregungsstrom von den Primär-Seitenspulen abgeschaltet und die Aufzugskabine 3 wird mit Hilfe von nicht dargestellten Bremsvorrichtungen angehalten.

Wenn die Aufzugskabine 3 während der Aufzugsbewegung in der X- oder in der Y-Richtung bewegt wird, dann fließt durch die Primärseitenspulen 2 ein umlaufender Strom, der sich einer Veränderung des Magnetflusses entgegensetzt, den die Verschiebung der Aufzugskabine 3 mit sich bringt. Auf diese Weise wird eine Kraft geschaffen, die die Aufzugskabine 3 in die Mittellage des Förderschachtes 1 einstellt. Aufgrund dieses sogenannten Null-Fluß-Verfahrens dienen die Seitenspulen 2 nicht nur zum Auf- und Abbewegen der Aufzugskabine 3, sondern auch zur Führung dieser Aufzugskabine in horizontaler Richtung.

Die oben beschriebene, kürzlich entwickelten seillosen Aufzüge mit Linearmotorantrieb, die nach dem Null-Fluß-Verfahren arbeiten, haben jedoch die folgenden Nachteile:

• a) Auf die Aufzugskabine 3 wirkt nicht nur die Antriebskraft längs der Z-Achse, sondern zusätzlich weitere Kräfte, zu denen insbesondere starke Anziehungskräfte längs der Y-Achse gehören. Auf diese Weise muß die Aufzugskabine 3 einen genügend festen Aufbau haben, um diese starken Anziehungskräfte mit genügender Sicherheit aufnehmen zu können. Daraus folgt, daß die Aufzugskabine 3 schwer wird.
• b) Darüber hinaus wird nur eine Seite der Permanentmagneten 4 wirkungsvoll dazu ausgenutzt, die Antriebskräfte zu erzeugen. Auf diese Weise werden die Permanentmagnete schwerer.
• c) Aus a) und b) folgt, daß der lineare Synchronmotor und die zugeordneten Vorrichtungen, wie z. B. die Kraftquelle und der Umsetzer, groß werden. Das Gesamt-Baumaß des Aufzugs mit Linearmotorantrieb wird auf diese Weise groß und die Installationskosten sind hoch.
• d) Der Energieverbrauch ist groß.
• e) Die Permanentmagnete 4 sind direkt an den Seitenwänden der Aufzugskabine 3 befestigt. Dies erschwert die Herstellung und die Montage der Aufzugskabine 3.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Aufzug mit Linearmotor-Antrieb anzugeben, bei dem die horizontalen Nebenkräfte nicht direkt auf den Aufbau der Aufzugskabine wirken, so daß a) die Festigkeit der Aufzugskabine und daher deren Gewicht wesentlich vermindert werden kann, b) beide Pol-Flächen der Sekundär-Seitenmagnete können zum Erzeugen der Antriebskraft wirkungsvoll benutzt werden, wodurch das Gewicht der an der Aufzugskabine befestigten Magnete vermindert werden kann, c) die Teile des Linearmotors können kleiner und daher billiger werden, d) der Energieverbrauch wird vermindert und e) die Herstellung und die Montage der Aufzugskabine werden erleichtert.

Die oben genannte Aufgabe wird gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung durch einen Aufzug mit Linearmotorantrieb gelöst, der folgende Teile aufweist: wenigstens ein flügelförmiges Trageteil, das am Aufzugskörper (wie z. B. der Aufzugskabine) befestigt ist und sich seitwärts von dessen Seitenwand aus erstreckt; die Sekundär-Seitenmagnete des linearen Synchronmotors sind an dem Trageteil so befestigt, daß ihre Polachsen sich in der Richtung des Dickenmaßes der flügelförmigen Tragteile erstrecken; die Primär-Seitenspulen sind an der Innenseitenwand des Förderschachts längs des gesamten Förderweges befestigt, wobei jede Primär-Seitenspule sich dann mit den Sekundärseitenmagneten überdeckt, wenn der Aufzugs-Körper an der Primär-Seitenspule vorbeigeht und wobei die Abstände in Richtung der Polachse der Sekundärmagnete liegen; die Primärseitenspulen schaffen dabei ein Magnetfeld, das sich längs des Förderweges bewegt, um den geförderten Körper innerhalb des Förderschachtes zu bewegen.

Diejenigen Merkmale, die als charakteristisch für die vorliegende Erfindung angesehen werden, werden besonders in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. Der Aufbau und die Betriebsweise der Erfindung selbst gehen jedoch in am besten verständlicher Weise aus der beigefügten genauen Beschreibung hervor, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist. Es zeigt

Fig. 1 ist eine schematische, perspektivische Darstellung eines seillosen Aufzuges mit Linearmotorantrieb nach der Erfindung; und

Fig. 2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines seillosen Aufzugs mit Linearmotorantrieb nach der Null-Fluß-Bauart.

In den Zeichnungen bedeuten gleiche Bezugsziffern gleiche oder ähnliche Teile oder Abschnitte.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines seillosen Aufzuges mit Linearmotorantrieb nach der Erfindung. Diejenigen Teile, die ähnlich sind wie diejenigen gemäß Fig. 2, sind durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet und deren Beschreibung kann daher unterlassen werden.

Gemäß Fig. 1 sind mehrere Permanentmagneten 4, die die Sekundärseitenmagneten des linearen Synchronmotors darstellen, an einem Paar von flügelförmigen Tragteilen 21 befestigt, die ihrerseits an der rechten und linken Seitenwand 3a der Aufzugskabine 3 befestigt sind und sich von diesen Wänden jeweils seitlich weg erstrecken. Die Richtung der Polachsen der Permanentmagnete 4 liegt in der Richtung der Dickenerstreckung der Tragteile 21, so daß die Nordpol- und Südpolflächen der Permanentmagnete an der Vorder- und Rückseite der Tragteile 21 liegen. Wie bei der bekannten Anordnung, ist jede horizontale Reihe von Permanentmagneten 4 in vier Teile unterteilt, wobei der erste Magnet 4a und der zweite Magnet 4b am rechten Tragteil 21 angebracht sind und der dritte Magnet 4c und der vierte Magnet 4d am linken Tragteil 21. Die Polaritäten der ersten bis vierten Magnete 4a bis 4d wechseln von links nach rechts ab. Wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist, wechseln sich die Polaritäten der Permanentmagnete 4 ferner in jeder senkrechten Reihe miteinander ab.

Mehrere Primär-Seitenspulen 20, die abwechselnd in der Reihenfolge der U-, V- und W-Phase längs des gesamten Förderweges 1 angeordnet sind, sind in rechte Seitenspulen 20a und linke Seitenspulen 20b unterteilt. Aus Einfachheitsgründen ist in der Figur nur eine Spule der Primärseitenspulen 20 (U-Phase) dargestellt. Die Primärseitenspulen 20 werden von einem nicht dargestellten Umsetzer mit einem Dreiphasenstrom beliefert, so daß ein Magnetfeld geschaffen wird, das sich längs des Förderschachts 1 bewegt.

Die schleifenförmigen rechten Seitenspulen 20a sind jeweils in ihrer Mitte gebogen, um zwei sich horizontal erstreckende Abschnitte zu bilden, die sich jeweils mit einem dazwischenliegenden Abstand an der Vorder- und Rückseite des rechten, flügelförmigen Tragteils 21 gegenüberliegen. Jeder Abschnitt der rechten Seitenspulen 20a ist in einer Lage zwischen dem ersten Magneten 4a und dem zweiten Magneten 4b um 180° verdreht. In gleicher Weise sind die schleifenförmigen linken Seitenspulen 20b jeweils in ihrer Mitte gebogen, um zwei Abschnitte zu bilden, die sich jeweils auf der Vorder- und Rückseite des linken, flügelförmigen Tragteils 21 gegenüberliegen. Jeder Abschnitt der linken Seitenspulen 20b ist in einer Lage zwischen dem dritten Magneten 4c und dem vierten Magneten 4d um 180° verdreht. Die Primär-Seitenspulen 20 überdecken auf diese Weise die Permanentmagnete 20 mit dazwischenliegenden, vorbestimmten Zwischenräumen in Richtung der Polachsen der Permanentmagnete, wenn die Aufzugskabine 3 vorbeiläuft.

Aufgrund der Verdrehungen, die in jeder Schleife gebildet sind, führen die Primär-Seitenspulen 20 die Aufzugskabine 3 entsprechend dem Null-Fluß-Verfahren, so daß eine horizontale Verlagerung der Aufzugskabine 3 automatisch korrigiert wird. Die Aufzugskabine 3 wird längs des Förderweges 1 durch die Antriebskräfte auf- und abbewegt, die durch den linearen Synchronmotor erzeugt werden, der seinerseits aus den Primär-Seitenspulen 20 und den Permanentmagneten 4 besteht. Sowohl die Nord- als auch die Südpolflächen der plattenförmigen Permanentmagneten 4 liegen den Abschnitten der Primärseitenspulen 20 dann gegenüber, wenn die Aufzugskabine 3 vorbeiläuft. Auf diese Weise können beide Polflächen der Permanentmagnete 4 wirkungsvoll zum Erzeugen der Antriebskraft für die Aufzugskabine 3 benutzt werden.

Die starken Anziehungskräfte, die auf die Permanentmagnete 4 von den Primär-Seitenspulen einwirken, wirken in Richtung der Dicke der Tragteile 21, also in Richtung der Polachsen der Permanentmagnete 4. Diese starken Anziehungskräfte, die auf die Permanentmagnete 4 in Richtung der Dicke der Tragteile 21 einwirken, wirken mithin nicht auf den Kastenaufbau der Förderkabine 3 ein. Auf diese Weise kann die mechanische Festigkeit der Aufzugskabine 3 im Vergleich mit dem bekannten Fall vermindert werden, was auch eine Verminderung des Gewichtes dieser Aufzugskabine bedeutet. Aufgrund der wirksamen Ausnutzung der beiden Polflächen kann ferner das Gewicht der Permanentmagnete 4 vermindert werden. Folglich kann die gesamte Vorrichtung, einschl. des Linearmotors und des Umsetzers und der weiteren Ausrüstung für die Stromquelle zum Antrieb des Linearmotors kleiner ausgebildet werden und mithin weniger kostenaufwendig. Der Stromverbrauch wird ebenfalls vermindert.

Da die Permanentmagneten ferner an den Tragteilen 21 angebracht sind, können die Herstellung des Kastenaufbaus der Aufzugskabine 3 und die der Tragteile 21 mit den Permanentmagneten 4 voneinander getrennt werden. Dies erleichtert die Herstellung und die Montage der Aufzugskabine 3.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden als Sekundär-Seitenmagnete Permanentmagnete verwendet. Die Sekundär-Seitenmagnete können jedoch auch aus Elektromagneten bestehen. Die oben beschriebene Ausführungsform beschreibt ferner den Fall eines seil- oder kabellosen Aufzuges mit Linearmotorantrieb. Das Prinzip dieser Erfindung kann jedoch ebensogut bei einem Aufzug mit Linearmotorantrieb verwendet werden, der mit einem Aufzugsseil versehen ist. In einem solchen Fall kann der Aufbau der Permanentmagnete 4 an dem anzuhebenden Körper über die flügelförmigen Tragteile 21 gemäß der vorliegenden Erfindung an den Gegengewichten ebenso wie an der Aufzugskabine angewendet werden. Die Gegengewichte gleichen das Gewicht der Aufzugskabine über ein Seil aus, welches über eine Seilscheibe geleitet ist, wobei an einem Ende des Seils die Aufzugskabine und am anderen Ende des Seils das Gegengewicht hängt.

Die oben beschriebene Ausführungsform zeigt ferner den Fall, in dem die Aufzugskabine 3 mit Hilfe des Null-Fluß-Verfahrens geführt wird. Die Erfindung kann jedoch auch in dem Fall angewendet werden, in dem die Aufzugskabine mit Hilfe von Führungsschienen geführt wird.

Ferner ist die obige Ausführungsform für den Fall beschrieben worden, bei dem die Tragteile 21 sowohl von der rechten als auch von der linken Seitenwand 3a der Aufzugskabine 3 abstehen. Die Tragteile 21 zum Aufnehmen der Permanentmagnete 4 auf ihnen können jedoch auch nur an einer der Seitenwände 3a oder an der Rückwand der Aufzugskabine 3 angebracht sein und sich von dort aus weg erstrecken.

Bei der obigen Ausführungsform erstrecken sich ferner die Tragteile 21 in rechten Winkeln von den Seitenwänden 3a der Aufzugskabine 3 ab, so daß die Polflächen der Permanentmagnete 4 zu den Seitenwänden 3a rechtwinklig liegen. Die Tragteile können sich jedoch auch in einem spitzen Winkel von den Seitenwänden 3a wegerstrecken, so daß sich auch die Polflächen 3 in einem spitzen Winkel von den Seitenwänden 3a wegerstrecken.

Claims (8)

1 Aufzug mit Linearmotorantrieb zum Auf- und Abfördern eines Förder-Körpers 3 längs eines Förderweges 1 mit Hilfe eines linearen Synchronmotors, dadurch gekennzeichnet,

• - daß wenigstens ein flügelförmiges Tragteil (21) an einer Seitenwand des Förderkörpers (3) befestigt ist und sich von ihr wegerstreckt,
• - daß an dem Tragteil (21) Sekundär-Seitenmagnete (4) des linearen Synchronmotors so befestigt sind, daß ihre Polachsen in Richtung des Dicken-Maßes der flügelförmigen Tragteile (21) liegen und
• - daß an der Innenwand des Förderschachtes (1) längs des gesamten Förderweges Primär-Seitenspulen (2) befestigt sind, wobei jede Primär-Seitenspule (2) die Sekundär-Seitenmagnete (4) über bestimmte Zwischenräume in Richtung der Hohlachsen der Sekundär-Seitenmagnete (4) dann zwischen sich aufnimmt, wenn der Förderkörper (3) die Primär-Seitenspule (2) durchläuft, wobei die Primär-Seitenspulen (2) ein Magnetfeld erzeugen, das sich längs des Förderweges bewegt, um den Förderkörper (3) innerhalb des Förderschachtes anzutreiben.

2. Aufzug mit Linearmotor-Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkörper eine Aufzugskabine (3) ist.

3. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkörper ein Gegengewicht umfaßt, das die Aufzugskabine (3) über ein Seil ausbalanciert, das seinerseits über eine Seilscheibe herumgelegt ist und an dessen einem Ende das Gegengewicht und an dem anderen Ende die Aufzugskabine befestigt ist.

4. Aufzug mit Linearmotor-Antrieb, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Paar flügelförmiger Tragteile an den jeweiligen Seitenwänden des Förderkörpers (3) befestigt ist und sich von innen wegerstreckt;
• - daß an den Tragteilen (21) Sekundär-Seitenmagnete (4) des linearen Synchronmotors so angebracht sind, daß ihre Polachsen sich längs der Dickenrichtung des jeweiligen Tragteils (21) erstrecken und
• - daß an den inneren Seitenwänden des Förderschachtes längs des gesamten Förderweges Primär-Seitenspulen (2) angebracht sind, wobei jede Primär-Seitenspule (2) die Sekundärseitenmagnete (4) zwischen sich über bestimmte Abstände aufnimmt, die sich in Richtung der Hohlachsen der Sekundär-Zweitmagnete (4) erstrecken, wenn der Förderkörper (3) die Primär-Seitenspule (2) durchläuft, wobei die Primär-Seitenspulen (2) ein Magnetfeld schaffen, das sich längs des Förderweges bewegt, um den Förderkörper (3) innerhalb des Förderschachtes anzutreiben.

5. Aufzug mit Linearmotor-Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schleife der Primärspulen (2) in ihrer Mitte gebogen ist, um zwei Abschnitte zu bilden, die den Permanentmagneten (4) jeweils über vorbestimmte Zwischenräume in Richtung der Polachsen der Sekundär-Seitenmagneten (4) dann gegenüberliegen, wenn der Förderkörper (3) durch die Schleife hindurchläuft.

6. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär-Seitenmagneten (4) Permanentmagneten sind.

7. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär-Seitenmagneten Elektromagnete sind.

8. Aufzug mit Linearmotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Seitenspulen (2) und die Sekundär-Seitenmagnete (4) des Aufzugs mit Linearmotorantrieb den Förderkörper (3) innerhalb des Förderschachtes nach dem Null-Fluß-Verfahren führen.