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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Aufzugmaschinen und Aufzugsysteme und betrifft im Spezielleren
Aufzugmaschinen und -systeme, die Antriebsmaschinen mit gegenläufig rotierenden
Rotoren verwenden.
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HINTERGRUND
UND KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Hochleistungsaufzüge benötigen eine direkte Kopplung
zwischen einem Motor und einer Antriebsscheibe, um für ein gleichmäßiges Arbeiten
mit geringer Vibration zu sorgen. Das Nichtvorhandensein eines Getriebes
macht es erforderlich, dass die Maschine ein hohes Drehmoment bei
niedrigen Betriebsgeschwindigkeiten in Relation zu industriellen
Maschinen mit der gleichen Nennausgangsleistung erzeugt. Dies führt zu Motoren,
die im Vergleich zu industriellen Maschinen mit der gleichen Ausgangsleistung
groß und
teuer sind.
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Die Größe und die Kosten herkömmlicher getriebeloser
Maschinen mit hoher Leistung machen es unpraktikabel, diese bei
Seilauffahrts-Aufzugausbildungen zu verwenden, die aus verschiedenen Gründen wünschenswert
sind, welche die Optimierung des Aufzugschachtraumes sowie die bequeme Zugänglichkeit
beinhalten. Getriebemaschinen sind für bestimmte Anwendungen, wie
z. B. Seilauffahrtssysteme, nicht wünschenswert, da sie Vibrationen und
Unzulänglichkeiten
einbringen.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht in der Schaffung einer Aufzugmaschine, die die Vorteile
der Ausgangsleistung und der geringen Vibration einer Hochleistungsmaschine
beinhaltet, während sie
gleichzeitig die Vorteile des geringen Gewichts und der Effizienz
einer getriebelosen Maschine schafft. Diese und weitere Ziele werden
durch die Erfindung erreicht, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert
ist.
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Die WO-A-98/32684 offenbart die Oberbegriffsmerkmale
der unabhängigen
Ansprüche.
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Die Maschine der vorliegenden Erfindung verwendet
eine gegenläufig
rotierende Ausbildung, die das Drehmoment verdoppelt, das zum Anheben eines
Aufzugs für
einen Motor mit einer gegebenen Größe aufgewendet wird, wobei
dies zu einem Motor führt,
der in etwa die Hälfte
der Größe eines
Motors aufweist, der bei einer herkömmlichen Direktantriebsmaschine
für die
gleiche Leistung verwendet wird. Die Verwendung von gegenläufig rotierenden Antriebsscheiben
eliminiert Reaktionsdrehmoment auf dem Maschinenraumboden, wodurch
die konstruktionsmäßigen Erfordernisse
vermindert werden. Dies ist bedingt durch die Aufbringung sowohl
des Antriebsdrehmoments als auch des Reaktionsdrehmoments auf den
Aufzug, im Vergleich zu der Aufbringung des Reaktionsdrehmoments
auf den Maschinenraumboden oder eine andere Konstruktion, wie dies
bei herkömmlichen
Maschinen der Fall ist. Die Maschine weist eine ausreichend verminderte Größe auf,
um an dem Gegengewicht bzw. der Gegengewichtseinheit angebracht
zu werden, und sie eliminiert Reaktionsdrehmoment an den Führungsschienen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 eine
schematische, fragmentarische Seitenansicht eines herkömmlichen
maschinenraumlosen Aufzugsystems;
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2 eine
schematische, im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines ersten
Ausführungsbeispiels
einer gegenläufig
rotierenden Maschine der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
schematische, fragmentarische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Aufzugsystems, das eine gegenläufig rotierende Maschine der
vorliegenden Erfindung verwendet;
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4 eine
schematische, im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines zweiten
Ausführungsbeispiels
einer gegenläufig
rotierenden Maschine der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
schematische, fragmentarische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines Aufzugsystems, das eine gegenläufig rotierende Maschine der
vorliegenden Erfindung verwendet;
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6 eine
schematische, fragmentarische Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels
eines Aufzugsystems, das eine gegenläufig rotierende Maschine der
vorliegenden Erfindung verwendet;
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7 eine
schematische, im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines dritten
Ausführungsbeispiels
einer gegenläufig
rotierenden Maschine der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
schematische, im Schnitt dargestellte Ansicht eines Ausführungsbeispiels
einer gegenläufig
rotierenden Maschinen- und Gegengewichtanordnung der vorliegenden
Erfindung;
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9 eine
schematische Ansicht eines Aufzugsystems, das eine gegenläufig rotierende
Maschinen- und Gegengewichtanordnung des in 8 dargestellten Typs verwendet;
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10 eine
schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Aufzugsystems,
das eine gegenläufig
rotierende Maschine der vorliegenden Erfindung verwendet;
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11 eine
schematische Ansicht von unten einer gegenläufig rotierenden Maschine,
die an einer Aufzugkabine angebracht ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel der 10;
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12 eine
schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels
der 10 unter Darstellung
einer alternativen Seilführungsanordnung;
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13 eine
schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Aufzugsystems,
das eine gegenläufig
rotierende Maschine der vorliegenden Erfindung verwendet;
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14 eine
schematische, fragmentarische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
gemäß 13.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Unter Bezugnahme auf 1 ist eine herkömmliche Seilführungsanordnung
für ein
maschinenraumloses Aufzugsystem 10 dargestellt. Das Aufzugsystem 10 weist
einen Aufzugschacht 12, der allgemein vertikal verläuft, eine
Aufzugmaschine 14 und eine Antriebsscheibe 16,
eine erste und eine zweite obere Umlenkscheibe 18, 20,
die relativ zu dem Aufzugschacht 12 fixiert sind, eine
Aufzugkabine 22 sowie ein Gegengewicht 24 auf.
Die Antriebsscheibe 16 und die Antriebsmaschine 14 sind
dem Aufzugschacht 12 benachbart angeordnet. Die Antriebsmaschine 14 ist
nahe dem oberen Ende 26 des Aufzugschachts 12 mittels
Befestigungsträgern
oder anderen herkömmlichen
Einrichtungen (nicht gezeigt) angebracht. Die Antriebsscheibe 16 ist
zur Ausführung
einer Rotation in zwei Richtungen ausgebildet, wobei dies eine Richtung
im Gegenuhrzeigersinn beinhaltet, wie diese durch den Pfeil 28 angedeutet
ist.
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Ein Antriebsriemen oder Antriebsseil 30 ist an
einem ersten Ende 32 relativ zu dem Aufzugschacht 12 fixiert.
Vorzugsweise wird ein Flachseil 30 für optimale Traktion verwendet.
Das Antriebsseil 30 erstreckt sich nach unten und läuft unter
einer Gegengewichtsscheibe 34 hindurch, um das Gegengewicht 24 aufzuhängen. Das
Antriebsseil 30 läuft über die
zweite Umlenkscheibe 20 hinweg und erstreckt sich allgemein
horizontal zu der Antriebsscheibe 16. Das Antriebsseil 30 ist
um die Antriebsscheibe 16 herumgeführt und umschließt einen
Winkel von mehr als 180° der
Antriebsscheibe 16, wonach es zu der ersten oberen Umlenkscheibe 18 weiterläuft. Das Antriebsseil 30 ist
dann über
die er ste obere Antriebsscheibe 18 geführt und erstreckt sich nach
unten zu einer Aufzugkabinenscheibe 36. Das Antriebsseil 30 läuft dann
zu einer zweiten Aufzugkabinenscheibe, die in der Ansicht der 1 nicht dargestellt ist
und der ersten Aufzugkabinenscheibe 36 benachbart angeordnet
ist, und es ist um diese Scheibe herumgeführt, um die Aufzugkabine 22 aufzuhängen. Das
Antriebsseil erstreckt sich von der zweiten Aufzugkabinenscheibe
entlang der in 1 nicht
sichtbaren Seite der Aufzugkabine 22 bis zu einer Stelle (nicht
gezeigt) nach oben, wo es relativ zu dem Aufzugschacht 12 fixiert
ist.
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Wenn unter Bezugnahme auf 1 die Aufzugmaschine 14 die
Antriebsscheibe 16 zur Ausführung einer Rotationsbewegung
im Gegenuhrzeigersinn veranlasst, wird das Antriebsseil 30 in
einer Richtung von der festgelegten zweiten oberen Antriebsscheibe 20 zu
der Antriebsscheibe 16 voranbewegt. Diese Bewegung des
Antriebsriemens 30 verursacht eine Verkürzung der Länge des Antriebsriemens 30 zwischen
der Antriebsscheibe 16 und dem fixierten Ende 32 des
Seils 30, so dass das Gegengewicht 24 und die
Gegengewichtsscheibe 34 vertikal angehoben werden. Gleichzeitig
wird die Länge des
Antriebsseils 30 zwischen der Antriebsscheibe 16 und
dem anderen fixierten Seilende (nicht gezeigt) vergrößert, so
dass das Antriebsseil 30 über die erste fixierte obere
Scheibe 18 läuft
und die vergrößerte Länge ein
vertikales Absenken der Aufzugkabine 22 und der Aufzugkabinenscheibe 36 hervorruft.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist eine gegenläufig rotierende Maschine 38 gemäß der vorliegenden
Erfindung schematisch dargestellt. Die gegenläufig rotierende Maschine 38 weist
einen Primärmotor 40 und
einen Sekundärmotor 42 auf.
Der Primärmotor 40 beinhaltet
eine Antriebsscheibe 44 mit zwei Seilnuten 46, 48 um
ihren Umfang, einen Körper 50 mit
einem allgemein zylindrischen Innenhohlraum 52, eine Lagerachse 54 und
einen Rotationsgewichtsabschnitt 56. Die Lagerachse 54 steht
in Berührung
mit einem Lager 58, das durch eine Lagerstütze 60 zur Ausführung einer
Rotationsbewegung relativ zu diesem abgestützt ist. Schleifringe 62 sind
an der Oberfläche
des Rotationsgewichtabschnitts 56 vorgesehen.
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Der Sekundärmotor 42 weist einen
allgemein zylindrisch ausgebildeten Körper 64 auf, der konzentrisch
in dem Primärmotorkörper 50 aufgenommen ist.
Der Sekundärmotorkörper 64 ist
an einer Lagerachse 66 an einem ersten Ende durch ein Lager 68 drehbar
abgestützt
und an einer Lagerachse 70 an einem zweiten Ende durch
ein Lager 72 drehbar abgestützt. Die Lager 68, 72 sind
in dem Innenhohlraum 52 des Primärmotors 40 derart
abgestützt,
dass der Sekundärmotor 42 allgemein
konzentrisch in dem Primärmotor 40 positioniert
ist. Die Lagerachse 70 an dem zweiten Ende erstreckt sich
axial über
das Lager 72 hinaus zu einem zweiten oder äußeren Lager 74, das
von einer Lagerstütze 76 abgestützt ist.
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Der Sekundärmotor 42 weist eine
Antriebsscheibe 78 mit zwei Seilnuten 80, 82 um
ihren Umfang auf. Die Primärmotor-Antriebsscheibe 44 und die
Sekundärmotor-Antriebsscheibe 78 sind
zur Ausführung
einer Rotationsbewegung um eine gemeinsame horizontale Achse angeordnet.
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Der Primärmotor 40 und der
Sekundärmotor 42 werden
derart angetrieben, dass ihre jeweiligen Antriebsscheiben 44, 78 in
gegenläufig
rotierenden Richtungen angetrieben werden. Der Sekundärmotor 42 wird
durch eine herkömmliche
Elektromotoreinrichtung vom Induktionstyp (nicht gezeigt) angetrieben,
und der Primärmotor 40 wird
durch elektrischen Kontakt mit den Schleifringen 62 in
herkömmlicher Weise
angetrieben.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Aufzugsystem 100 dargestellt,
das eine gegenläufig
rotierende Maschine mit zwei Antriebsscheiben verwendet, wie z.
B. der in Bezug auf 2 beschriebenen Maschine.
Die Seilführungsanordnung
ist in mancher Hinsicht mit der in Bezug auf 1 beschriebenen ähnlich. Das Aufzugsystem 101 besitzt
einen allgemein vertikal verlaufenden Aufzugschacht 112,
eine gegenläufig
rotierende Aufzugmaschine 114 mit einer ersten Antriebsscheibe 116 und
einer zweiten Antriebsscheibe (nicht gezeigt), eine erste und eine zweite
obere Umlenkscheibe 118, 120, die relativ zu dem
Aufzugschacht 112 festgelegt sind, eine Aufzugkabine 122 sowie
ein Gegengewicht 124. Die zweite Antriebsscheibe ist in 1 nicht zu sehen, da sie der
ersten Antriebsscheibe 116 benachbart ist und sich in der
Ansicht der 3 direkt hinter
dieser befindet. Die Antriebsscheiben 116 und die Antriebsmaschine 114 sind
dem Aufzugschacht 112 benachbart positioniert. Die Antriebsmaschine 114 ist
nahe dem oberen Ende 126 des Aufzugschachts 112 mittels Befestigungsträgern oder
anderen herkömmlichen Einrichtungen
(nicht gezeigt) angebracht. Die Antriebsscheiben 116 sind
zur Ausführung
einer Rotationsbewegung in zwei Richtungen ausgebildet, wobei dies
eine Bewegung im Gegenuhrzeigersinn beinhaltet, wie dies durch den
Pfeil 128 angedeutet ist.
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Ein Paar Antriebsriemen oder Antriebsseile 130, 131 sind
an einem ersten Ende 132 relativ zu dem Aufzugschacht 112 festgelegt.
In 3 ist das erste Antriebsseil 130 als
durchgezogene Linie dargestellt, und das zweite Antriebsseil 131 ist
in unterbrochener Linie dargestellt. Für eine optimale Traktion werden
vorzugsweise Flachseile verwendet. Die Antriebsseile 130, 131 erstrecken
sich nach unten und laufen unter einer Gegengewichtsscheibe 134 hindurch,
um das Gegengewicht 124 aufzuhängen. Die Gegengewichtsscheibe 134 weist
zwei Nuten (nicht gezeigt) auf, oder es kann sich um einen Satz aus
zwei unabhängigen
Scheiben mit gemeinsamer Achse handeln, die unmittelbar nebeneinander
angeordnet sind, um beide Antriebsseile 130, 131 aufzunehmen.
Die Antriebsseile 130, 131 laufen über die zweite
Umlenkscheibe 120 und divergieren in der dargestellten
Weise. Das erste Antriebsseil 130 erstreckt sich allgemein
horizontal zu der Oberseite der ersten Antriebsscheibe 116.
Das erste Antriebsseil 130 ist um die erste Antriebsscheibe 116 herumgeführt und
umschlingt die erste Antriebsscheibe 116 über einen
Winkel von mehr als 180°.
Dann erstreckt es sich von dem Boden der ersten Antriebsscheibe 116 zu
der Oberseite der ersten oberen Umlenkscheibe 118. Das
zweite Antriebsseil 131 verläuft von der zweiten Umlenkscheibe 120 horizontal
sowie nach unten zu dem Boden der zweiten Antriebsscheibe. Anschließend ist
es unter und um die zweite Antriebsscheibe herum geführt, bevor
es zu der Oberseite der ersten Umlenkscheibe 118 läuft. Die
erste und die zweite Umlenkscheibe 118, 120 weisen
jeweils zwei Nuten (nicht gezeigt) auf oder können jeweils einen Satz von
zwei unabhängigen
Scheiben nebeneinander auf einer gemeinsamen Achse aufweisen, um
beide Antriebsseile 130, 131 aufzunehmen.
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Nach dem Herumführen um die erste Umlenkscheibe 118 erstrecken
sich beide Antriebsseile 130, 131 nach unten zu
einer Aufzugkabinenscheibe 136. Die Antriebsseile 130, 131 sind
um die Aufzugkabinenscheibe 136 herumgeführt und
verlaufen horizontal zu einer zweiten Aufzugkabinenscheibe, die in
der Ansicht der 3 nicht
zu sehen ist und der ersten Aufzugkabinenscheibe 136 benachbart
ist. Die Antriebsseile 130, 131 sind um die erste
und die zweite Aufzugkabinenscheibe 136 herumgeführt, um die
Aufzugkabine 112 aufzuhängen.
Die Antriebsseile 130, 131 laufen von der zweiten
Aufzugkabinenscheibe entlang der in 1 nicht
sichtbaren Seite der Aufzugkabine 122 nach oben zu einer
Stelle (nicht gezeigt), wo sie relativ zu dem Aufzugschacht 112 festgelegt
sind.
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Wenn unter Bezugnahme auf 3 die Aufzugmaschine 114 die
erste Antriebsscheibe 116 zur Ausführung einer Rotationsbewegung
im Gegenuhrzeigersinn veranlasst und die zweite Antriebsscheibe (nicht
gezeigt) zur Ausführung
einer Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn veranlasst, wird das erste
Antriebsseil 130 in einer Richtung von der festgelegten zweiten
oberen Antriebsscheibe 120 zu der ersten Antriebsscheibe 116 voranbewegt.
Diese Bewegung des ersten Antriebsriemens 130 verursacht
eine Verkürzung
der Länge
des ersten Antriebsriemens 130 zwischen der ersten Antriebsscheibe 116 und
dem fixierten Ende 132 des ersten Antriebsseils 130,
so dass das Gegengewicht 124 und die Gegengewichtsscheibe 134 vertikal
angehoben werden. Gleichzeitig wird die Länge des ersten Antriebsseils 130 zwischen
der ersten Antriebsscheibe 116 und dem anderen fixierten
Seilende (nicht gezeigt) größer, so
dass das erste Antriebsseil 130 über die erste fixierte obere
Scheibe 118 läuft
und die größere Länge dazu
führt,
dass die Aufzugkabine 122 sowie die erste und die zweite
Aufzugkabinenscheibe 136 vertikal abgesenkt werden.
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Gleichzeitig verursacht diese Bewegung
des zweiten Antriebsriemens 131 eine Verkürzung der Länge des
zweiten Antriebsriemens 131 zwischen der zweiten Antriebsscheibe
und dem fixierten Ende 132 des zweiten Antriebsseils 131,
so dass das Gegengewicht 124 und die Gegengewichtsscheibe 134 vertikal
angehoben werden. Gleichzeitig wird die Länge des zweiten Antriebsseils 131 zwischen
der zweiten Antriebsscheibe und dem anderen fixierten Seilende (nicht
gezeigt) größer, so
dass das zweite Antriebsseil 131 über die erste fixierte obe re
Scheibe 118 läuft
und die vergrößerte Länge dazu
führt,
dass die Aufzugkabine 122 sowie die erste und die zweite Aufzugkabinenscheibe 136 vertikal
abgesenkt werden.
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Das erste und das zweite Antriebsseil 130, 131 führen somit
gleichzeitig ein Anheben oben Absenken der Aufzugkabine 122 und
des Gegengewichts 124 aus, wobei sie sich die Last allgemein gleichmäßig teilen.
Die Seilführungsanordnung
für jedes
Antriebsseil 130, 131 ist im Wesentlichen ähnlich und
ist bei Bedarf unterschiedlich, um den gegenläufigen Rotationsrichtungen
der ersten und der zweiten Antriebsscheibe der gegenläufig rotierenden
Antriebsmaschine 114 Rechnung zu tragen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer gegenläufig rotierenden
Maschine 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist schematisch in 4 dargestellt.
Die gegenläufig
rotierende Maschine 200 beinhaltet einen Primärmotor 202 und
einen Sekundärmotor 204.
Der Primärmotor 202 beinhaltet
eine Antriebsscheibe 206 mit zwei Seilnuten 208, 210 um
ihren Umfang, einen Körper 212 mit
einem allgemein zylindrischen Innenhohlraum 214 sowie eine
Lagerachse 216. Die Lagerachse 216 steht in Berührung mit
einem Lager 218, das von einer Lagerstütze 220 zur Ausführung einer
Rotationsbewegung relativ zu diesem abgestützt ist. Schleifringe 222 sind
an der äußeren radialen
Oberfläche
der Antriebsscheibe 206 vorgesehen.
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Der Sekundärmotor 204 weist einen
allgemein zylindrisch ausgebildeten Körper 224 auf, der konzentrisch
in dem Primärmotorkörper 212 aufgenommen
ist. Der Sekundärmotorkörper 224 ist
an einer Lagerachse 226 an einem ersten Ende durch ein Lager 228 drehbar
abgestützt
und an einer Lagerachse 230 an einem zweiten Ende durch
ein Lager 232 drehbar abgestützt. Die Lager 228, 232 sind
in dem Innenhohlraum 214 des Primärmotors 202 derart
abgestützt,
dass der Sekundärmotor 204 allgemein konzentrisch
in dem Primärmotor 202 positioniert
ist. Die Lagerachse 230 an dem zweiten Ende erstreckt sich
axial über
das Lager 232 hinaus zu einem zweiten oder äußeren Lager 234,
das in einer Lagerstütze 236 abgestützt ist.
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Der Sekundärmotor 224 weist eine
Antriebsscheibe 238 mit zwei Seilnuten 240, 242 um
ihren Umfang auf. Die Primärmotor-Antriebsscheibe 206 und
die Sekundärmotor-Antriebsscheibe 238 sind
zur Ausführung
einer Rotationsbewegung um eine gemeinsame horizontale Achse angeordnet.
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Der Primärmotor 202 und der
Sekundärmotor 204 werden
derart angetrieben, dass ihre Antriebsscheiben 206, 238 jeweils
in gegenläufig
rotierenden Richtungen angetrieben werden. Der Sekundärmotor 204 wird
durch eine herkömmliche
Elektromotoreinrichtung vom Induktionstyp (nicht gezeigt) angetrieben,
und der Primärmotor 202 wird
durch elektrischen Kontakt mit den Schleifringen 222 in
herkömmlicher
Weise angetrieben.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Aufzugsystems 300 gemäß der vorliegenden Erfindung
schematisch dargestellt. Das Aufzugsystem 300 beinhaltet
eine Aufzugmaschine 302 des in den 2 und 4 offenbarten Typs,
die gegenläufig
rotierende Antriebsscheiben 304, 306 aufweist.
Ein Antriebsseil 308, das vorzugsweise in Form eines Flachseils
oder flachen Riemens mit hoher Traktion vorliegt, ist an einem ersten
Ende 310 an einer stationären Konstruktion angebracht, wie
z. B. der Innenseite eines Aufzugschachts (nicht gezeigt). Das Antriebsseil 308 erstreckt
sich von dem ersten festgelegten Ende 310 nach unten und
ist um eine erste Gegengewichtsscheibe 312 geschlungen und
unter dieser hindurch geführt,
wonach es nach oben über
sowie um eine erste fixierte Scheibe 314 geführt ist.
Die erste fixierte Scheibe 314 ist relativ zu einer stationären Konstruktion
fixiert bzw. festgelegt. Die erste Gegengewichtsscheibe 312 ist
an einem Gegengewicht 316 angebracht. Das Antriebsseil 308 erstreckt
sich von der ersten fixierten Scheibe 314 nach unten zu
einer zweiten Gegengewichtsscheibe 318, erstreckt sich
unter der zweiten Gegengewichtsscheibe 318 hindurch um
diese herum. Die zweite Gegengewichtsscheibe 318 ist an
dem Gegengewicht 316 derart angebracht, dass das Gegengewicht 316 von
dem Antriebsseil 308 durch die erste Gegengewichtsscheibe 312 und
die zweite Gegengewichtsscheibe 318 aufgehängt ist.
Das Antriebsseil 308 läuft
von der zweiten Gegengewichtsscheibe 318 nach oben zu einer
zweiten fixierten Scheibe 320 und läuft über diese herum, wonach es
sich wieder nach unten erstreckt. Die zweite fixierte Scheibe 320 ist
an einer statio nären
Konstruktion fixiert. Das Antriebsseil 308 erstreckt sich
von der zweiten fixierten Scheibe nach unten und ist unter einer
ersten Aufzugkabinenscheibe 322 herumgeführt, wonach
es allgemein horizontal von dieser weg zu der zweiten Antriebsscheibe 306 läuft. Das
Antriebsseil 308 erstreckt sich dann nach oben zu einer
dritten fixierten Scheibe 324, die in Bezug auf eine stationäre Konstruktion
fixiert ist. Das Antriebsseil 308 ist um sowie über die dritte
fixierte Scheibe 324 geführt und läuft nach unten zu der ersten
Antriebsscheibe 304. Das Antriebsseil 308 ist
um sowie unter der ersten Antriebsscheibe 304 hindurch
geführt
und erstreckt sich horizontal von dieser weg zu einer zweiten Aufzugkabinenscheibe 326.
Das Antriebsseil 308 erstreckt sich von der ersten Antriebsscheibe 304 nach
oben zu einer Stelle an einer stationären Konstruktion, wo das zweite
Ende 328 des Antriebsseils 308 fixiert ist.
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Die erste und die zweite Antriebsscheibe 304, 306,
die Antriebsmaschine 302 sowie die erste und die zweite
Aufzugkabinenscheibe 322, 326 sind an einer Aufzugkabine
(nicht gezeigt) festgelegt. Vorzugsweise sind diese Komponenten
am Boden der Aufzugkabine festgelegt. Da die Scheiben frei drehbar
sind und das Antriebsseil 308 in Reibungseingriff mit den
Antriebsscheiben 304, 308 steht, führt eine Rotationsbewegung
der Antriebsscheiben 304, 306 dazu, dass die Aufzugkabine
und die daran angebrachten Komponenten in Abhängigkeit von der Rotationsrichtung
jeder Antriebsscheibe 304, 306 vertikal angehoben
oder vertikal abgesenkt werden.
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Wenn unter Bezugnahme auf 5 die erste Antriebsscheibe 304 im
Gegenuhrzeigersinn rotationsmäßig bewegt
wird, wie dies durch den Pfeil 330 angedeutet ist, und
die zweite Antriebsscheibe 306 im Uhrzeigersinn rotationsmäßig bewegt
wird, wie dies durch den Pfeil 332 angedeutet ist, werden
die Aufzugkabine und die daran angebrachten Komponenten vertikal
angehoben, während
das Gegengewicht 316 gleichzeitig abgesenkt wird. Wenn
die erste Antriebsscheibe 304 in der durch den Pfeil 334 angedeuteten
Weise im Uhrzeigersinn rotationsmäßig bewegt wird und die zweite
Antriebsscheibe 306 in der durch den Pfeil 336 angedeuteten
Weise im Gegenuhrzeigersinn rotationsmäßig bewegt wird, werden die
Aufzugkabine und die daran angebrachten Komponenten vertikal abgesenkt,
während
das Gegengewicht 316 gleichzeitig an gehoben wird. Entsprechend der
Seilführungskonfiguration
sind die erste Antriebsscheibe 304 und die zweite Antriebsscheibe 306 in einem
Verhältnis
von 1 : 1 bzw. 3 : 1 übersetzt.
Die Seilführungsanordnung
kann auch für
ein System mit einem Verhältnis
2 : 1 konfiguriert sein.
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Da die Antriebsscheiben 304, 306 sich
in entgegengesetzten Rotationsrichtungen bewegen, wird kein Reaktionsdrehmoment
auf die Aufzugkabine ausgeübt.
Das Antriebsseil 308 bewegt sich relativ zu der Antriebsmaschine 302 gleichzeitig
in zwei gegenläufigen
Richtungen, und zwar mit derselben Geschwindigkeit. Die einzige
Kraft, die auf die Aufzugkabine und die daran angebrachten Scheiben
ausgeübt
wird, ist somit die Hubkraft, die durch die effektive Verkürzung des
Antriebsseils 308 zwischen der zweiten Fixierstelle 328 und
der zweiten fixierten Scheibe 320 geschaffen wird.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufzugsystems 400 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 6 veranschaulicht.
Das Aufzugsystem 400 ist derart konfiguriert, dass die
fixierten bzw. festgelegten Scheiben 402, 428, 404 und
die fixierten Seilenden 406, 408 an Führungsschienen 410, 412 angebracht
sind.
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Wie unter Bezugnahme auf 6 zusehen ist, beinhaltet
das Aufzugsystem 400 eine Aufzugmaschine 414 des
in den 2 und 4 offenbarten Typs mit gegenläufig rotierenden
Antriebsscheiben 416, 418. Ein Antriebsseil 420,
vorzugsweise in Form eines Flachseils oder flachen Riemens mit hoher
Traktion ist an einem ersten Ende 406 an einer ersten Führungsschiene 410 fixiert.
Das Antriebsseil 420 läuft
von dem ersten fixierten Ende 406 nach unten und ist um
sowie unter einer ersten Gegengewichtsscheibe 422 herumgeführt und
erstreckt sich nach oben über
sowie um eine erste fixierte Scheibe 402. Die erste fixierte
Scheibe 402 ist an der ersten Führungsschiene 410 angebracht.
Die erste Gegengewichtsscheibe 422 ist an einem Gegengewicht 424 angebracht.
Das Antriebsseil 420 erstreckt sich von der ersten fixierten
Scheibe 402 nach unten zu einer zweiten Gegengewichtsscheibe 426 und
läuft unter der
zweiten Gegengewichtsscheibe 426 um diese herum. Die zweite Gegengewichtsscheibe 426 ist
an dem Gegengewicht 424 derart angebracht, dass das Gegengewicht 424 von
dem Antriebsseil 420 durch die erste Gegengewichtsscheibe 424 und die
zweite Gegengewichtsscheibe 426 aufgehängt ist. Das Antriebsseil 420 erstreckt
sich von der zweiten Gegengewichtsscheibe 426 nach oben
zu einer zweiten fixierten Scheibe 428 und ist über diese
herumgeführt, wonach
es sich wieder nach unten erstreckt. Die zweite fixierte Scheibe 428 ist
an der ersten Führungsschiene 410 festgelegt
und der ersten fixierten Scheibe 402 benachbart angeordnet.
Das Antriebsseil 420 erstreckt sich von der zweiten fixierten
Scheibe 428 nach unten und läuft um sowie unter einer ersten
Aufzugkabinenscheibe 430 hindurch, von der es sich allgemein
horizontal weg zu der ersten Antriebsscheibe 416 erstreckt.
Das Antriebsseil 420 erstreckt sich dann nach oben zu einer
dritten fixierten Scheibe 404, die an einer zweiten Führungsschiene 412 festgelegt
ist. Das Antriebsseil 420 ist um sowie über die dritte fixierte Scheibe 404 geführt und
läuft nach
unten zu der zweiten Antriebsscheibe 418. Das Antriebsseil 420 läuft um sowie
unter der zweiten Antriebsscheibe 418 hindurch und erstreckt
sich horizontal von dieser weg zu einer zweiten Aufzugkabinenscheibe 432.
Das Antriebsseil 420 erstreckt sich von der zweiten Antriebsscheibe 432 nach
oben zu einer Stelle an einer stationären Konstruktion, wo das zweite
Ende 408 des Antriebsseils 420 festgelegt ist.
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Die erste und die zweite Antriebsscheibe 416, 418,
die Antriebsmaschine 414 sowie die erste und die zweite
Aufzugkabinenscheibe 430, 432 sind an der Aufzugkabine 434 festgelegt.
Vorzugsweise sind diese Komponenten am Boden der Aufzugkabine 434 festgelegt.
Da die Scheiben frei drehbar sind und das Antriebsseil 420 in
reibungsmäßigem Eingriff mit
den Antriebsscheiben 416, 418 steht, verursacht eine
Rotationsbewegung der Antriebsscheiben 416, 418 eine
Bewegung der Aufzugkabine 434 und der daran angebrachten
Komponenten vertikal nach oben oder vertikal nach unten, wobei dies
von der Rotationsrichtung jeder Antriebsscheibe 416, 418 abhängig ist.
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Wenn unter Bezugnahme auf 6 die erste Antriebsscheibe 416 in
Richtung des Uhrzeigersinns rotationsmäßig bewegt wird, wie dies durch
den Pfeil 431 angedeutet ist, und die zweite Antriebsscheibe 418 in
Richtung des Gegenuhrzeigersinns rotationsmäßig bewegt wird, wie dies durch
den Pfeil 433 angedeutet ist, werden die Aufzugkabine 434 und
die daran angebrachten Komponenten vertikal angehoben, während das
Gegengewicht 424 gleichzeitig abge senkt wird. Wenn die
erste Antriebsscheibe 416 im Gegenuhrzeigersinn rotationsmäßig bewegt
wird, wie dies durch den Pfeil 433 angedeutet ist, und
die zweite Antriebsscheibe 418 im Uhrzeigersinn rotationsmäßig bewegt
wird, wie dies durch den Pfeil 431 angedeutet ist, werden
die Aufzugkabine 434 und die daran angebrachten Komponenten
vertikal abgesenkt, während
das Gegengewicht 424 gleichzeitig angehoben wird. Entsprechend
der Seilführungskonfiguration
sind die erste Antriebsscheibe 416 und die zweite Antriebsscheibe 418 in
einem Verhältnis
3 : 1 bzw. 1 : 1 übersetzt.
Die Seilführungsanordnung
kann auch für
ein System mit einem Verhältnis
von 2 : 1 konfiguriert sein.
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Da die Antriebsscheiben 416, 418 in
gegenläufigen
Richtungen rotationsmäßig bewegt
werden, wird kein Reaktionsdrehmoment auf die Aufzugkabine 434 aufgebracht.
Das Antriebsseil 420 bewegt sich relativ zu der Antriebsmaschine 414 gleichzeitig in
zwei entgegengesetzten Richtungen sowie mit derselben Geschwindigkeit.
Die einzige Kraft, die auf die Aufzugkabine 434 und die
daran angebrachten Scheiben aufgebracht wird, ist somit die Hubkraft,
die durch die effektive Verkürzung
des Antriebsseils 420 zwischen der zweiten Fixierstelle 408 und
der zweiten fixierten Scheibe 404 geschaffen wird.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, gegenläufig rotierenden
Antriebsmaschine 500 ist in 7 dargestellt.
Bei der Antriebsmaschine 500 handelt es sich um eine doppelendige
Maschine, bei der der Innenrotor 502 an einem jeweiligen
ersten und zweiten Ende eine mit Nuten versehene Antriebsscheibe 504, 506 aufweist. Falls
gewünscht,
kann auch ein einendiges System mit entsprechender Ausbildung vorgesehen
sein. Drei Phasenschleifringe 508 sind zur Kraftübertragung
in die Antriebsmaschine 500 hinein an dem Innenrotor 504 angebracht.
Bei dem Außenrotor 510 kann
es sich um eine Kurzschlussläufer"-Induktionsvorrichtung
oder eine Permanentmagnet-Vorrichtung handeln. Falls gewünscht, könnte Energie
durch Schleifringe auf den Außenrotor 510 übertragen
werden, und die Kopplung zwischen den Rotoren könnte umgekehrt sein. Der Außenrotor 510 ist
ebenfalls an einem jeweiligen ersten und zweiten Ende mit einer mit
Nuten versehenen Antriebsscheibe 512, 514 ausgestattet.
Innenlager 518, 520 stützen den Innenrotor 502 zur
Ausführung
einer Rotationsbewegung relativ zu den Lagerstützen 526, 528 ab.
Au ßenlager 522, 524 stützen den
Außenrotor 510 zur
Ausführung
einer Rotationsbewegung relativ zu den Lagerstützen 526, 528 ab.
Der Innenrotor 502 ist mit einer inneren Encoderscheibe 530 versehen,
und der Außenrotor 510 ist
mit einem äußeren Encoder 532 versehen,
die von einer Encoder-Leseeinrichtung 534 abgetastet werden,
um die relative Position zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor 502, 510 zu
messen. Der Innenrotor 502 und der Außenrotor 510 sind
mit einer jeweiligen Bremsscheibe 536, 538 versehen.
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Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen, gegenläufig rotierenden
Antriebsmaschine, die in integraler Weise in ein Gegengewicht eingebaut
ist, ist in 8 veranschaulicht. Die
Gegengewicht- und Maschinenanordnung 600 beinhaltet einen
Gegengewichtkörper 602 und
eine Antriebsmaschine 604. Bei der Antriebsmaschine 604 handelt
es sich um eine herkömmliche Luftspalt-Maschine.
Eine stationäre
Achse 606, die an beiden Enden an dem Gegengewichtkörper 602 fixiert
ist, stützt
den ersten und den zweiten Rotor 608, 610 in drehbarer
Weise. Der erste Rotor 608 ist mit Schleifringen 610 für die Kraftübertragung
auf die Antriebsmaschine 604 versehen. Ein Satz von Permanentmagneten 614, 616,
die an dem ersten bzw. zweiten Rotor 608, 610 angebracht
sind, übertragen Kraft
bzw. Leistung auf den zweiten Rotor 610. Ein Satz von Lagern 618, 620,
die den jeweiligen Rotoren 608, 610 entsprechen,
stützen
die Rotoren 608, 610 zur Ausführung einer Rotationsbewegung
um die Achse 606 ab. Die Achse 606 ist an dem
Gegengewichtkörper 602 durch
Stützarme 622, 624 angebracht.
Eine Keilbremse 626 ist zum Zusammenwirken mit den abgeschrägten Rändern 628, 630 der Rotoren 608, 610 vorgesehen.
Seilnuten 632, 634 sind in den jeweiligen Rotoren 608, 610 vorgesehen.
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Ein viertes Ausführungsbeispiel eines Aufzugsystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist schematisch in 9 dargestellt.
Das Aufzugsystem 700 beinhaltet eine Gegengewichtanordnung 702 mit einer
daran angebrachten, gegenläufig
rotierenden Antriebsmaschine 704, wie z. B. eine der Antriebsmaschinen,
die in Bezug auf die 7 und 8 beschrieben worden sind.
Die Antriebsmaschine 704 beinhaltet ein Paar gegenläufig rotierender
Antriebsscheiben 706, 708. Das System verwendet
zwei Antriebsseile, wobei es sich vorzugsweise um Flachseile oder
flache Riemen handelt, die durch eine durchgezogene Linie 710 bzw.
eine unterbrochene Linie 712 dargestellt sind. Ein erstes
Endes jedes Antriebsseils 710, 712 ist an einer
Stelle 714 relativ zu einem Aufzugschacht (nicht gezeigt)
festgelegt. Jedes Antriebsseil 710, 712 erstreckt
sich nach unten, um mit einer doppelnutigen Aufzugkabinenscheibe 716 in Eingriff
zu treten, die an einer Aufzugkabine 718 festgelegt ist.
Falls gewünscht,
kann die Aufzugkabinenscheibe 716 ein Paar einander benachbarter
Scheiben aufweisen. Die Seile 710, 712 erstrecken
sich nach oben zu einer ersten fixierten Scheibe 720 und verlaufen
einzeln weiter zu einer zweiten bzw. dritten Scheibe 722, 724.
Das erste Seil 710 ist um die zweite Scheibe 722 herumgeführt, und
das zweite Seil ist um die dritte Scheibe 724 herumgeführt. Jedes
Seil 710, 712 erstreckt sich zu einer betreffenden
der Antriebsscheiben 706, 708 nach unten. Nach
dem Herumführen
um die jeweilige Antriebsscheibe 706, 708 erstreckt
sich jedes Seil 710, 712 nach oben zu einer jeweiligen
Fixierstelle 726, 728, die relativ zu dem Aufzugschacht
festgelegt ist. Die Seile 710, 712 sind in entgegengesetzten
Richtungen um die jeweilige Antriebsscheibe 706, 708 herumgeführt, und
zwar entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn, so dass
bei Ausführung
von gegenläufigen
Rotationsbewegungen der Antriebsscheiben 706, 708 die
Gegengewichtanordnung 702 angehoben oder abgesenkt wird
und dadurch die Aufzugkabine 718 veranlasst wird, sich
in der entgegengesetzten vertikalen Richtung zu bewegen. Ein mitlaufendes
Stromkabel 730 sorgt für
die Energiezufuhr zu der Antriebsmaschine 704.
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Während
der Beschleunigung kann die zum Beschleunigen des ersten und des
zweiten Rotors der Antriebsmaschine 704 erforderliche Drehmomentkomponente
unterschiedlich sein, wenn die Trägheiten der beiden Rotoren
nicht gleich sind. Diese unterschiedlichen Trägheiten führen zu unterschiedlichen Seilspannungen.
Wenn die Seile 710, 712 von unterschiedlichen
Antriebsscheiben 706, 708 über die antriebslose Scheibe 720 laufen
oder wenn die Seile gemeinsam abgeschlossen sind, kommt es zu einer
Kraftübertragung
durch die antriebslose Scheibe 720 oder das Anschlussende,
wodurch die Seile 710, 712 und letztendlich die
Rotoren synchronisiert werden.
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Ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Aufzugsystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung, das von einer gegenläufig
rotierenden Antriebsmaschine Gebrauch macht, ist schematisch in 10 dargestellt. Das Aufzugsystem 800 beinhaltet
ein Paar von Aufzugkabinen 802, 804, von denen
jede eine gegenläufig
rotierende Antriebsmaschine 806, 808 aufweist.
Die Antriebsmaschinen 806, 808 sind miteinander
identisch, so dass nur eine in der Ansicht von unten der 11 dargestellt ist. Die
Antriebsmaschine 806 beinhaltet eine erste und eine zweite
Antriebsscheibe 810, 812, die in gegenläufigen Richtungen
rotieren. Eine jeweilige antriebslose Scheibe 814, 816 führt eine
Mehrzahl von Antriebsseilen oder -riemen 818, 820 um
die untere Ecke der Aufzugkabine 802 herum. Jeder Satz
von Seilen 818, 820 kann ein oder mehrere Antriebsseile
aufweisen. Unter Bezugnahme auf 10 wird
ein erster Satz von Antriebsseilen als erstes Antriebsseil 818 bezeichnet und
in einer durchgezogenen Linie dargestellt. Ein zweiter Satz von
Antriebsseilen wird als zweites Antriebsseil 820 bezeichnet
und in unterbrochener Linie dargestellt.
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Das erste Antriebsseil 818 ist
an einem ersten Ende 822 in Bezug auf einen Aufzugschacht (nicht
gezeigt) festgelegt und erstreckt sich nach unten sowie um die erste
antriebslose Scheibe 814 herum, die an der ersten Aufzugkabine 802 angebracht ist.
Nach dem Hindurchführen
unter sowie um die erste antriebslose Scheibe 814 herum
verläuft
das erste Seil 818 über
und um die erste Antriebsscheibe 810. Das erste Antriebsseil 818 erstreckt
sich dann zu der Oberseite der ersten antriebslosen Scheibe 814 sowie über diese
hinweg, bevor es nach unten läuft.
Wenn eine zweite Aufzugkabine 804 vorhanden ist, wie dies
bei dem Ausführungsbeispiel
der 10 dargestellt ist,
dann wirkt das erste Seil 818 mit einem weiteren Satz aus
antriebsloser Scheibe und Antriebsscheibe in der gleichen Weise
wie mit der ersten Aufzugkabine 802 zusammen. Nach der
letzten Aufzugkabine 804 erstreckt sich das erste Seil 818 nach
unten und ist an einer ersten Spanneinrichtung 824 angebracht.
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Das zweite Antriebsseil 820 steht
in Wechselwirkung mit der zweiten antriebslosen Scheibe 816 und
der zweiten Antriebsscheibe 812, und zwar in einer Weise,
die zu dem ersten Antriebsseil 818 symmetrisch entgegengesetzt,
je doch entsprechend zu diesem ist, bis es an einer zweiten Spanneinrichtung 826 endet.
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Die Aufzugkabinen 802, 804 können in
der gleichen Weise angehoben oder abgesenkt werden, wie dies nun
unter Bezugnahme auf die erste Aufzugkabine 802 beschrieben
wird. Wenn es erwünscht
ist, die erste Aufzugkabine 802 anzuheben bzw. nach oben
zu bewegen, werden die erste Antriebsscheibe 810 und die
zweite Antriebsscheibe 804 dazu veranlasst, sich im Uhrzeigersinn
bzw. im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Die Rotation der Antriebsscheiben 810, 812 führt dazu,
dass die effektive Länge
des jeweiligen Antriebsseils 818, 820 zwischen
den Antriebsscheiben 810, 812 und den festgelegten
Enden 822, 828 geringer wird.
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Eine alternative Seilführungsanordnung
für ein
dem in den 10 und 11 dargestelltes ähnliches System
ist in 12 gezeigt. Bei
dem in 12 dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist eine Aufzugkabine 830 eine daran angebrachte, gegenläufig rotierende
Antriebsmaschine auf, die eine erste Antriebsscheibe 832 und
eine Antriebsscheibe (nicht gezeigt) sowie eine erste und eine zweite
antriebslose Scheibe 834, 836 aufweist, die so
angeordnet sind, wie dies in Bezug auf 11 beschrieben wurde. Das erste Antriebsseil 838 läuft sowohl
unter der ersten antriebslosen Scheibe 834 als auch der
ersten Antriebsscheibe 832 hindurch, bevor es zurück über diese
beiden Scheiben sowie hinab zu der ersten Spanneinrichtung 842 verläuft. Das
zweite Antriebsseil 840 läuft sowohl unter der zweiten
antriebslosen Scheibe 836 als auch der zweiten Antriebsscheibe (nicht
gezeigt) hindurch, bevor es über
die beiden Scheiben zurück
sowie nach unten zu der Spanneinrichtung 844 verläuft.
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Ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Aufzugsystems
mit einer gegenläufig
rotierenden Antriebsmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in den 13 und 14 dargestellt. Das Aufzugsystem 900 beinhaltet
eine Aufzugkabine 902, die an einem Seil oder Riemen 904 angebracht
ist, das bzw. der sich nach oben erstreckt, um mit einer ersten
fixierten Scheibe 906 in Eingriff zu treten und über diese
zu laufen. Das Seil 904 läuft zu einer zweiten fixierten
Scheibe 908. Die erste und die zweite fixierte Scheibe 906, 908 sind
in Bezug auf einen Auf zugschacht (nicht gezeigt) fixiert. Das Seil 904 erstreckt sich
nach unten und ist an einem Gegengewicht 910 angebracht.
An dem Gegengewicht 910 ist eine gegenläufig rotierende Antriebsmaschine 912 angebracht,
wie z. B. eine des in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen
Typs. Die Antriebsmaschine 912 beinhaltet gegenläufig rotierende Antriebsscheiben 914, 916 sowie
antriebslose Scheiben 918, 920. Ein Paar aus einem
ersten und einem zweiten Antriebsseil 922, 924 ist
um die Antriebsscheiben 914, 916 und antriebslosen
Scheiben 918, 920 in ähnlicher Weise herumgeführt, wie
dies bei dem Ausführungsbeispiel
der 10 oder der 12 dargestellt ist. Spanneinrichtungen 926, 928 sind
an den Anschlussenden der Antriebsseile 922, 924 vorgesehen.
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Vorstehend sind zwar bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben worden, jedoch versteht es sich, dass
Modifikationen der vorstehend erläuterten, speziellen Ausführungsformen vorgenommen
werden können,
ohne dass man den Umfang der beanspruchten Erfindung verläßt.