DE102016217790A1 - Bremsvorrichtung für eine Aufzugsanlage - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für eine Aufzugsanlage, eine Aufzugsanlage sowie ein Verfahren zum Einstellen einer Betätigungskraft einer Bremsvorrichtung.
- Bei konventionellen Seilaufzügen wird ein Abstürzten der Kabine, z.B. das Tragseil reißt, durch eine Fangvorrichtung verhindert. In den meisten Fällen wird die Bremskraft der Fangvorrichtung auf mittlere Nutzlast der Aufzugsanlage eingestellt. Nur dann, wenn die Kabine mit der mittleren Nutzlast beladen ist, ergibt sich eine optimale Verzögerung der Kabine. Ist die Nutzlast höher als die mittlere Nutzlast, verzögert die Fangvorrichtung die Kabine geringer, was zur Verlängerung des Bremsweges führt. Ist die Nutzlast geringer als die mittlere Nutzlast, verzögert die Fangvorrichtung schneller und die Belastung auf Komponenten der Kabine steigt. Dabei können Schäden an der Aufzugsanlage hervorgerufen werden und die Verletzungsgefahr für die Passagiere steigt.
- Die
WO 2016 071141 A1 offenbart einen Aufzug mit einer Bremsvorrichtung. Die Bremsvorrichtung ist dabei derart ausgestaltet, um einerseits als Betriebsbremse und andererseits als Fangvorrichtung eingesetzt zu werden. Je nach Einsatzzweck wird eine unterschiedliche Bremskraft bereitgestellt. - Aus der
EP 1 657 203 A2 ist eine Fangvorrichtung für einen Aufzug bekannt. Der Bremskraftverlauf ist derart eingerichtet, dass die maximale auf den Fahrkorb wirkende Bremskraft bei einer vollbeladenen Kabine größer ist als bei einer teilbeladenen Kabine. Dies wird dadurch erreicht, dass die Bremskraft rampenartig ansteigt. Ist die Kabine nicht voll besetzt, so kommt die Kabine bereits zum Stillstand, bevor die maximale Bremskraft vollständig aufgebaut ist. Das bedeutet aber im Umkehrschluss, dass bei voll besetzter Kabine die maximale Bremskraft erst vergleichsweise spät auf die Kabine wirkt und damit der Bremsweg für eine vollbesetzte Kabine vergleichsweise groß ist. - Aufgabe der Erfindung ist es, die Bremsanlage für Aufzugsanlage zu verbessern, insbesondere soll in sämtlichen Beladungszuständen eine optimale Verzögerung der Kabine und ein optimaler Bremsweg sichergestellt sein.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bremsvorrichtung, eine Aufzugsanlage und ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren. Die bezüglich der Bremsvorrichtung und der Aufzugsanlage beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungsmöglichkeiten sind ohne weiteres auf das Verfahren und umgekehrt anwendbar.
- Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung ist geeignet für eine Aufzugsanlage, welche eine Kabine, die innerhalb eines Aufzugsschachtes verfahrbar ist. Die Bremsvorrichtung weist einen Betätiger und eine Bremse auf. Der Betätiger ist eingerichtet, bedarfsweise eine Betätigungskraft für die Bremse bereitzustellen. Die Bremsvorrichtung weist eine Kraftaufnehmeranordnung zur Erzeugung eines Beladungszustandswertes der Kabine auf. Die Kraftaufnehmeranordnung ist mechanisch mit dem Betätiger derart gekoppelt, dass die Betätigungskraft abhängig vom Beladungszustandswert ist.
- Der Begriff mechanische Kopplung umfasst ausdrücklich eine fluidmechanische Kopplung, beispielsweise mittels hydraulischer oder pneumatischer Leitung. Alternativ oder in Kombination sind auch Seilzüge oder Hebel als mechanische Kopplung möglich. Bei dem Beladungszustandswert kann es sich grundsätzlich um einen Wert handeln, der die Beladung der Kabine im statischen Zustand weitgehend korrekt wiedergibt. Etwaige verfälschende dynamische Messeinflüsse können gefiltert werden.
- Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung ermöglicht es, dass die Betätigungskraft optimal auf die Beladung eingestellt ist. Je größer die Beladung bzw. der Beladungszustandswert ist, desto größer kann die Betätigungskraft sein. Damit kann erreicht werden, dass der Bremsweg und/oder die Verzögerung in einem Bedarfsfall in jedem Beladungszustand einen gewünschten Wert einnimmt. Auf eine aufwendige elektronische Regelung der Betätigungskraft, welche den Beladungszustand berücksichtigt, kann verzichtet werden. Insbesondere weist folglich die Bremsvorrichtung keine elektronische Regelung der Betätigungskraft, welche den Beladungszustand berücksichtigt, auf.
- Vorzugsweise weist die Kraftaufnehmeranordnung zumindest einen, insbesondere zumindest drei, Kraftaufnehmer auf, die eingerichtet sind, gemeinsam eine Gewichtskraft der Kabine zu erfassen. Bei der erfassten Gewichtkraft bzw. der erfassten Gewichtskräfte muss es sich nicht um sämtliche Gesamtgewichtskräfte der Kabine handeln. Vielmehr kann es genügen, die Kraftaufnehmer beispielsweise unterhalb des Kabinenbodens anzuordnen, um Teile des Bodens mit der darauf wirken Beladung zu erfassen. Die Kraftaufnehmeranordnung ist eingerichtet, aus der erfassten Gewichtskraft (einschl. etwaiger mehrerer erfassten Gewichtskräften) den Beladungszustandswertes zu erzeugen.
- Vorzugsweise umfasst die Kraftaufnehmeranordnung einen Tiefpassfilter, der eingerichtet ist, dynamische Einflüsse eines Primärwertes des Beladungszustandswertes zu filtern. Die vom mindestens einen Kraftaufnehmer erfassten Beladungszustandswerte können durch Beschleunigungen der Kabine verfälscht werden. Durch den Filter können Einflüsse dieser dynamischen Effekte zumindest verringert werden.
- Vorzugsweise weist die Bremsvorrichtung einen Anschlag zur Begrenzung des Einflusses des Beladungszustandswertes auf die Betätigungskraft auf. Hierdurch kann der Einfluss durch extreme, insbesondere unrealistische Beladungszustandswertes, begrenzt werden. Solche extremen Beladungszustandswerte können durch Defekte oder extreme dynamische Einflüsse hervorgerufen werden.
- Vorzugsweise umfasst der Betätiger einen Kraftspeicher zur Bereitstellung der Betätigungskraft. Der Betätiger ist derart ausgebildet, dass in Abhängigkeit des Beladungszustandswertes eine Vorspannung des Kraftspeichers eingestellt wird. Je größer die Vorspannung ist, desto größer auch zumindest die anfängliche Betätigungskraft.
- Vorzugsweise ist der Betätiger derart ausgebildet ist, dass der Kraftspeicher in einem Bereitschaftsbetrieb entgegen der Betätigungskraft in einer Bereitschaftsstellung gehalten wird, in welcher keine Betätigungskraft auf die Bremse aufgebracht wird, und in einem Betätigungsbetrieb der Kraftspeicher nicht in der Bereitschaftsstellung gehalten und die Betätigungskraft auf die Bremse aufgebracht wird.
- Vorzugsweise ist die Kraftaufnehmeranordnung eingerichtet, den Beladungszustandswert mittels eines unter Druck stehenden Fluids an den Betätiger zu übergeben, und insbesondere ist der Betätiger eingerichtet ist, dass das Fluid den Kraftspeicher unter Vorspannung setzt oder zumindest eine Vorspannung vergrößert.
- Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Erzeugen eines Beladungszustandswertes der Kabine anhand einer Kraftaufnehmeranordnung, Übermitteln des Beladungszustandswertes von der Kraftaufnehmeranordnung über eine mechanische Kopplung an den Betätiger, Einstellen der Betätigungskraft in Abhängigkeit des übermittelten Beladungszustandswertes.
- Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendungen bei Bremsvorrichtungen in Form von Fangvorrichtungen. Bei solchen Fangvorrichtungen wird im Wesentlichen eine, zumindest temporär, voreingestellte Betätigungskraft im Bedarfsfall voll abgerufen. Durch die vorliegende Erfindung kann der Betrag der voll abzurufenden Betätigungskraft an den Beladungszustand angepasst werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Aufzugsanlage, welche eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung umfasst; -
2 eine schematische Darstellung der Komponenten der Bremsvorrichtung der Aufzugsanlage nach1 ; -
3a) eine schematische Darstellung einer Drosseleinheit der Bremsvorrichtung nach2 ,
b) das zur Drosseleinheit zugehörige Sprungantwort-Diagramm. -
4 eine schematische Darstellung des Verlaufs ausgewählter Druck- und Kraftwerte während des Betriebs. -
1 zeigt eine erfindungsgemäße Aufzugsanlage1 , die einen Fahrkorb2 aufweist, welcher innerhalb eines Aufzugsschachtes3 aufgenommen ist. Anhand von Führungsschienen4 wird der Fahrkorb2 mittels nicht dargestellten Führungsrollen vertikal verfahrbar gehalten. Die Aufzugsanlage1 umfasst ferner eine Bremsvorrichtung5 mit zumindest einer Bremse6 . Im Falle eines Defekts können eine oder mehrere solche Bremsen6 aktiviert werden. Die Bremsvorrichtung5 umfasst einen Betätiger7 , welcher bedarfsweise eine Bremskraft bereitstellt. Die Bremskraft wird über einen Verbinder8 an die Bremsen6 übertragen. -
2 zeigt die Bremsvorrichtung5 detaillierter. Die Bremsvorrichtung umfasst demnach drei wesentliche Komponenten, nämlich die Bremse6 , den Betätiger7 sowie eine Kraftaufnehmeranordnung18 . - Die Bremse
6 tritt bei Betätigung in Interaktion mit der Führungsschiene4 , um dadurch die Geschwindigkeit der Kabine2 zumindest zu reduzieren, insbesondere zum Stillstand zu bringen. Der Betätiger7 betätigt die Bremse6 . Dabei erzeugt der Betätiger7 im Bedarfsfall eine Betätigungskraft B, aufgrund der die Bremse6 in Interaktion mit der Schiene4 tritt. - Im vorliegenden Beispiel umfasst der Betätiger einen Betätigungszylinder
10 , in welchem ein erster Arbeitskolben13 angeordnet ist. Dieser erste Arbeitskolben13 wird einerseits von einer Feder9 beaufschlagt, die derart dimensioniert ist, um die Betätigungskraft B aufzubringen. - Andererseits wird der erste Arbeitskolben
13 während eines Bereitschaftszustands durch ein in einer ersten Arbeitskammer11 vorhandenes pneumatisches Medium27 (z.B. Luft) mit einem pneumatischen Druck p11 zurückgehalten. Der pneumatische Druck p11 wirkt der Feder9 entgegen, so dass der Betätiger die Betätigungskraft B nicht auf die Bremse6 aufbringen kann. Bei Bedarf wird ein Entlüftungsventil16 geöffnet und der pneumatische Druck p11 kann aus der ersten Arbeitskammer11 entweichen. Die von dem Kraftspeicher9 erzeugbare Betätigungskraft B kann nun über den Verbinden8 auf die Bremse6 übertragen werden. Ein Zwischenraum26 zwischen den beiden Arbeitskolben13 ,14 kann mit Umgebungsdruck beaufschlagt sein. - Der Kraftspeicher
9 ist dabei vorgespannt durch einen zweiten Arbeitskolben14 , der ebenfalls in dem Betätigungszylinder angeordnet ist. Der Feder9 entgegenwirkend ist auf der anderen Seite des zweiten Arbeitskolbens14 eine zweite Arbeitskammer12 angeordnet, in der ein Hydrauliköl24 aufgenommen ist. Das Hydrauliköl24 wird von Kraftaufnehmern19 , die über eine Hydraulikverbindung25 mit der zweiten Arbeitskammer12 verbunden ist, unter Druck gesetzt. Die Kraftaufnehmer sind dabei unterhalb der Kabine2 aufgenommen und werden je nach Beladung der Kabine2 einschl. des Kabineninhalts beaufschlagt. Je nach Gewicht der Kabine wird durch die Kraftaufnehmer19 ein Primärdruck p19 erzeugt, der gleichermaßen einen ungefilterten Hydraulikdruckwert darstellt. Vorzugsweise sind zumindest drei Kraftaufnehmer19 vorgesehen, um den Kabinenboden kippfrei aufzunehmen. - In der hydraulischen Verbindung
25 zwischen den Kraftaufnehmern19 und der zweiten Arbeitskammer12 ist ein Tiefpassfilter20 , hier in Form einer Drossel, angeordnet. Eine beispielhafte Drossel ist in3a näher dargestellt, das zugehörige Sprungantwort-Diagramm zeigt3b . Der Tiefpassfilter20 umfasst einen Einlass21 , der über eine erste Leitung25 1 mit den Kraftaufnehmer19 verbunden ist. Am Einlass21 liegt der hydraulische Primärdruck p19 an, der von den Kraftaufnehmern19 bereitgestellt wird. Über eine Drosselstelle mit22 einem verringerten Leitungsquerschnitt ist der Einlass21 mit einem Auslass23 verbunden, welcher wiederum über eine zweite Leitung25 2 mit der zweiten Arbeitskammer12 verbunden ist. Der am Auslass23 anliegende Sekundärdruck p20, der zugleich einen gefilterten Hydraulikdruckwert darstellt, liegt auch in der zweiten Arbeitskammer12 an und beeinflusst maßgeblich die Vorspannkraft für die Feder9 . Die zweite Leitung25 2 stellt die Kopplung zwischen der Kraftaufnehmeranordnung18 und dem Betätiger7 dar. - Die Bedeutung des Tiefpassfilters
20 wird anhand des Diagramms der4 erläutert. Gezeigt ist der Verlauf des Primärdrucks p19 und des Sekundärdrucks p20. Der Verlauf des Sekundärdrucks p20 ist mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Wo sich der Verlauf des Primärdrucks p19 vom Verlauf des Sekundärdrucks p20 unterscheidet ist der Verlauf des Primärdrucks p19 mit gestrichelter Linie dargestellt. Der Verlauf des Primärdrucks p19 ist im Wesentlichen identisch zu einer Kabinenlast F, die von oben auf die Kraftaufnehmer19 wirkt. Zudem ist oben der Pneumatikdruck p11 in der ersten Arbeitskammer11 dargestellt. - Zum Zeitpunkt t0 ist die Kabine
2 stationär in einer Etage. Es Öffnen sich die Türen. Zum Zeitpunkt t1 steigt eine erste Person ein, zum Zeitpunkt t2 steigt eine zweite Person ein. Das Einsteigen der Personen ist jeweils durch eine Stufe im Verlauf des Primärdrucks p19 ersichtlich. Aufgrund der Trägheit des Filters20 folgt der Verlauf des Sekundärdrucks p20 zeitverzögert. Die Türen schließen und die Kabine2 fährt abwärts. Aufgrund der Beschleunigung nach unten reduziert sich die Belastung auf die Kraftaufnehmer19 , der Primärdruck p19 sinkt temporär ab. Auch hier folgt der Verlauf des Sekundärdrucks p20 zeitverzögert. Ab dem Zeitpunkt t4 fährt die Kabine2 mit konstanter Geschwindigkeit abwärts. - Zum Zeitpunkt t5 wird durch Öffnen des Ventils
16 eine Notbremsung eingeleitet, wobei der Pneumatikdruck p11 entfällt. Unmittelbar darauf wird die Bremse6 aktiviert und bremst bis zum Zeitpunkt t6 die Kabine2 vollständig ab. Aufgrund der massiven Beschleunigung während des Bremsvorgangs erhöht sich temporär der Primärdruck p19. Aufgrund des Verlaufs des Primärdrucks p19 ist es ersichtlich, dass der dynamische Primärdruck p19 keine zufriedenstellende Repräsentation des Beladungszustandes der Kabine darstellt. - Der Sekundärdruck p20 folgt zwar dem Verlauf des Primärdrucks p19, der Verlauf ist aber wesentlich gedämpfter. Insbesondere während des Bremsvorgangs im Zeitraum zwischen t5 und t6 stellt der Sekundärdruck p20 einen Wert dar, der den tatsächlichen Beladungszustand wesentlichen besser abbildet als der Primärdruck p19. Durch geeignete Auswahl der Filterparameter lässt sich der Verlauf des Sekundärdrucks p20 während des Bremsvorgangs optimieren.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Aufzugsanlage
- 2
- Kabine
- 3
- Aufzugsschacht
- 4
- Führungsschienen
- 5
- Bremsvorrichtung
- 6
- Bremse
- 7
- Betätiger
- 8
- Verbinder
- 9
- Vorspannfeder
- 10
- Betätigungszylinder
- 11
- erste Arbeitskammer (Pneumatikkammer)
- 12
- zweite Arbeitskammer (Hydraulikkammer)
- 13
- erster Arbeitskolben
- 14
- zweiter Arbeitskolben
- 15
- Entlüftungsleitung
- 16
- Entlüftungsventil
- 17
- Anschlag
- 18
- Kraftaufnehmeranordnung
- 19
- Kraftaufnehmer
- 20
- Drosseleinheit
- 21
- Einlass
- 22
- Drosselstück
- 23
- Auslass
- 24
- Hydrauliköl
- 25
- Hydraulikleitung
- 26
- Zwischenraum
- 27
- Pneumatikmedium
- P19
- ungefilterter Hydraulikdruckwert
- p20
- gefilterter Hydraulikdruckwert
- p11
- Pneumatikdruckwert
- F
- Kabinenlast
- B
- Betätigungskraft
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2016071141 A1 [0003]
- EP 1657203 A2 [0004]
Claims (10)
- Bremsvorrichtung (
5 ) für eine Aufzugsanlage (1 ), die Aufzugsanlage (1 ) umfasst eine Kabine (2 ), die innerhalb eines Aufzugsschachtes (3 ) verfahrbar ist, wobei die Bremsvorrichtung (5 ) einen Betätiger (7 ) und eine Bremse (6 ) aufweist, wobei der Betätiger (7 ) eingerichtet ist, bedarfsweise eine Betätigungskraft (B) für die Bremse (6 ) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (5 ) eine Kraftaufnehmeranordnung (18 ) zur Erzeugung eines Beladungszustandswertes (p20) der Kabine (2 ) aufweist, dass die Kraftaufnehmeranordnung (18 ) mechanisch mit dem Betätiger (7 ) derart gekoppelt ist, dass die Betätigungskraft (B) abhängig vom Beladungszustandswert (p20) ist. - Bremsvorrichtung (
5 ) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (7 ) derart ausgebildet ist, dass die Betätigungskraft (B) umso größer ist, je größer der Beladungszustandswertes (p20) ist. - Bremsvorrichtung (
5 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftaufnehmeranordnung (18 ) zumindest einen, insbesondere zumindest drei, Kraftaufnehmer (19 ) aufweist, die eingerichtet sind, gemeinsam eine Gewichtskraft (F) der Kabine (2 ) zu erfassen, und dass die Kraftaufnehmeranordnung (18 ) eingerichtet ist, aus der erfassten Gewichtskraft (F) den Beladungszustandswertes (p20) zu erzeugen. - Bremsvorrichtung (
5 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftaufnehmeranordnung (18 ) einen Tiefpassfilter (20 ) umfasst, der eingerichtet ist, dynamische Einflüsse aus einem Primärwert (p19) des Beladungszustandswertes (p20) zu filtern. - Bremsvorrichtung (
5 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (5 ) einen Anschlag (17 ) zur Begrenzung des Einflusses des Beladungszustandswertes (p20) auf die Betätigungskraft (B) aufweist. - Bremsvorrichtung (
5 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (7 ) einen Kraftspeicher (9 ) zur Bereitstellung der Betätigungskraft (B) umfasst, und dass der Betätiger (9 ) derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit des Beladungszustandswertes (p20) eine Vorspannung des Kraftspeichers (9 ) eingestellt wird. - Bremsvorrichtung (
5 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (7 ) derart ausgebildet ist, dass der Kraftspeicher (9 ) in einem Bereitschaftsbetrieb entgegen der Betätigungskraft (B) in einer Bereitschaftsstellung gehalten wird, in welcher keine Betätigungskraft auf die Bremse (6 ) aufgebracht wird, und dass in einem Betätigungsbetrieb der Kraftspeicher nicht in der Bereitschaftsstellung gehalten und die Betätigungskraft (B) auf die Bremse (6 ) aufgebracht wird. - Bremsvorrichtung (
5 ) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftaufnehmeranordnung (18 ) eingerichtet ist, den Beladungszustandswert (p20) mittels eines unter Druck stehenden Fluids (24 ) an den Betätiger (7 ) zu übergeben, und insbesondere dass der Betätiger (7 ) eingerichtet ist, dass das Fluid (24 ) den Kraftspeicher (9 ) unter Vorspannung setzt oder zumindest eine Vorspannung vergrößert. - Aufzuganlage (
1 ) umfassend eine Bremsvorrichtung (5 ) nach einem der vorherigen Ansprüche. - Verfahren zum Einstellen einer Betätigungskraft (B) einer Bremsvorrichtung (
6 ), insbesondere einer Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, einer Aufzuganlage (1 ), insbesondere einer Aufzugsanlage nach dem vorherigen Anspruch, die Aufzugsanlage (1 ) umfasst eine Kabine (2 ), die innerhalb eines Aufzugsschachtes (3 ) verfahrbar ist, die Bremsvorrichtung (5 ) weist einen Betätiger (7 ) und eine Bremse (6 ) auf, der Betätiger (7 ) ist eingerichtet, bedarfsweise eine Betätigungskraft (B) für die Bremse (6 ) bereitzustellen, das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Erzeugen eines Beladungszustandswertes (p20) der Kabine (2 ) anhand einer Kraftaufnehmeranordnung (18 ), Übermitteln des Beladungszustandswertes (p20) von der Kraftaufnehmeranordnung (18 ) über eine mechanische Kopplung (25 2) an den Betätiger (7 ), Einstellen der Betätigungskraft (B) in Abhängigkeit des übermittelten Beladungszustandswertes (p20).
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