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Aufzug Die Erfindung betrifft einen Aufzug mit einer Antriebsmaschine
aus einem Antriebsmotor und eoner von dem Antriebsmotor angetriebenen Treibscheibe,
mit mehreren Draht-Tragseilen, die die Treibscheibe umschlingen und an den einen
Enden mit einem hängenden Fahrkorb und an den anderen Enden mit einem Gegengewicht
verbunden sind, und mit einer Umlenkscheibe zum Einhalten eines geeigneten Zwischenraums
zwischen dem hängenden Fahrkorb und dem Gegengewicht, wobei die Draht-Tragseile
um die Umlenkscheibe gelegt sind.
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Der zunehmende Bau von Hochhäusern wird durch eine zunehmende Verwendung
von Aufzugs-Anlagen bzw. Aufzügen begleitet,
weshalb es für ein
verbessertes Fördern von Personen und Gütern sehr erwünscht ist, Aufzüge mit erhöhte
Betriebsgeschwindigkeiten vorzusehen.
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Üblicherweise ist ein Triebwerksraum einer Aufzugsanlage auf dem
obersten Geschoß oder Stockwerk eines Gebäudes vorgesehen. In dem Triebwerksraum
sind eine Betriebstafel und eine Antriebsmaschine vorgesehen, die aus einem Antriebsmotor,
einer von dem Antriebsmotor angetriebenen Treibscheibe und einer Bremse besteht
und die Auffahr- und Absenkbewegung eines hängend angeordneten Fahrkorbs und eines
Gegengewichtes betreibt. Dabei ist es erwünscht, wenn unter den verschiedenen Maschinen-
und Bauteilen, die in dem Betriebsraum angeordnet werden müssen, diejenigen, die
umfangreich oder schwer sind und/oder diejenigen, die nicht einfach ersetzt oder
ausgetauscht werden können, so aufgebaut sind, daß semipermanente Betriebszeiten
ermöglicht werden. Weiter ist es wünschenswert, daß diese und andere Maschinen und
Bauteile kompakt und leicht ausgeführt werden, um deren Einbau und deren Ersetzen
oder Austauschen zu erleichtern.
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Sowohl die Vertikalbewegung als auch das Bremsen des hängenden Fahrkorbs
wird durch die zwischen der Treibscheibe der Antriebsmaschine und den Draht-Tragseilen
wirkenden Reibungskraft bewirkt. Bei zunehmenden Betriebsgeschwindigkeiten wird
die zwischen der Treibscheibe und den Draht-Tragseilen wirkende Reibungskraft unzureichend.
Das gilt insbesondere für den Notfall, und die zwischen der Treibscheibe und den
Draht-Tragseilen wirkende Reibung ist selten ausreichend für eine Schnellbremsung.
Die bei einer Notbremsung benötigte Reibungskraft ist in der Tat wesentlich größer
als die bei einer normalen Beschleunigung bzw. Verzögerung benötigte.
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Eine denkbare Gegenmaßnahme wäre das Einschneiden von Vertiefungen
oder Rillen in die Umfangsfläche der Treibscheibe mit einem ausgewählten Querschnitt,
der eine größere Reibungskraft vorsehen kann. Ein Nachteil dieser Maßnahme ist,
daß die Rillen, die einen zum Erzeugen einer zunehmenden Reibung geeigneten Querschnitt
besitzen, üblicherweise sehr leicht abreiben oder sich abnutzen.
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Wie erwähnt, ist die Antriebsmaschine üblicherweise in einem auf
dem obersten Geschoß eines Gebäudes angeordneten Triebwerksraum angeordnet, und
die Treibscheibe dient zum Tragen eines hängenden Fahrkorbs mittels Draht-Tragseilen.
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Das macht es äußerst schwierig, die Treibscheibe zu ersetzen, und
zum Ersetzen der Treibscheibe muß der gesamte Aufzug für längere Zeit angehalten
werden. Deshalb wird, um die Treibscheibe nicht häufig auswechseln zu müssen, der
Querschnitt der Treibscheiben-Rillen so gewählt, daß sie dem Abrieb widerstehen,
dabei aber geringere Reibung erzeugen. Demzufolge wird bei einer Notbremsung keine
geeignete Reibung erhalten, sondern ein beträchtlich großes Durchlaufen oder Schlupfen
tritt zwischen der Treibscheibe und den Draht-Tragseilen auf, wodurch die Gefahr
besteht, daß der hängende Fahrkorb entweder gegen den Boden des Triebwerksraumes
oder gegen den Schachtboden anläuft.
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Es ist daher'Aufgabe der Erfindung, einen Aufzug mit ausreichender
Bremskraft, einschließlich einer Antriebsmaschine, die kompakt und leicht ist, vorzusehen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine der Umlenkscheibe
zugeordnete Bremse zum Stilisetzen der Draht-Tragseile.
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Die Erfindung sieht also einen Aufzug vor, bei dem mehrere Draht-Tragseile,
die eine Treibscheibe und eine Umlenkscheibe umschlingen, durch einen Antriebsmotor
angetrieben werden und an den einen Enden mit einem hängenden Fahrkorb und an den
anderen Enden mit einem Gegengewicht verbunden sind, wobei eine Bremse mit der Urnlellkscheibe
verbunden ist, um erhöhte Bremskraft zu erzeugen.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 schematisch Vergleichsansichten für eine herk(immliche und eine erfi ndungsgemäße
Antriebsmaschine; Fig 4 ein Schema zur Erläuterung der Bremskräfte 1,£' dem herkömmlichen
und dem erfindungsgemäßen Aufzug; Fig. 5 und 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung; Fig. 7 schematisch die Betriebsweise des Ausführungsbeispiels gemäß
den Fig. 5 und 6.
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Gemäß dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
eine Antriebsmaschine 18, die den Antriebsteil eines Aufzugs bildet, aus einem Antriebsmotor
16 und einer mit einer Welle 26 des Antriebsmotors 16 verbundenen Treibscheibe 17.
Die Antriebsmaschine 18 ist auf einem Fundament 27 in einem Triebwerksraum auf dem
obersten Geschoß
eines Gebäudes angeordnet. Die Welle 26 wird von
einem Paar Lager 28 getragen. Um einen geeigneten Zwischenraum zwischen dem Vertikalbewegungsraum
oder Fahrschacht eines hängenden Fahrkorbs 24 und einem Gegengewicht 25 einzuhalten,
ist in dem Triebwerksraum eine Umlenkscheibe 19 angeordnet. Mit der Umlenkscheibe
19 verbunden ist eine Bremse 22 angeordllet, die aus einem direkt mit einer Welle
34 der Umlenkscheibe 19 gekoppelten Bremsrad 33, einem Magnet 29, Armen 30, Bremsbacken
31 und Federn 32 besteht. Die Treibscheibe 17 der Antriebsmaschine 18 und die Umlenkscheibe
19 sind mit Rillen 35 bzw. 36 versehen,und entlang diesen Rillen 35, 36 sind mehrere
Tragseile 23 zumindest einmal um die Treibscheibe 17 und die Umlenkscheibe 19 gewunden,
d. h.
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von der Treibscheibe 17 zur Umlenkscheibe 19 und die Umlenkscheibe
19 umschlingend wieder zur Treibscheibe 17. Der Fahrkorb 24 hängt an den Draht-Tragseilen
23 an einem Ende, während das Gegengewicht 25 an dem anderen Ende der Draht-Tragseile
23 hängt.
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Vorzugsweise werden sowohl wegen der Schwierigkeiten beim Austauschen
der Treibscheibe 17, als auch wegen ihres Hauptzwecks, nämlich eine Treibkraft vorzusehen,
die Rillen 35 in der Treibscheibe 17 so gewählt, daß sie einen Querschnitt haben
der eine geringere Reibung ergibt, jedoch widerstandsfähig gegeniiber Abrieb ist
(z. B. U-Rillen); während sowohl wegen der vergleichsweise leichten Auswechselbarkeit
der Umlenkscheibe 19 als auch zum Erreicilell einer ausreichenden Bremswirkung die
Rillen 36 in der Umlenkscheibe 19 so gewählt sind, daß sie einen zum Erzeugen einer
größeren Reibung geeigneten Querschnitt besitzen (z. B. V-Rillen).
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Beim Betrieb des Aufzugs wird die Drehkraft des Antriebsmotors
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auf die Treibscheibe 17 übertragen, so das die Draht-Tragseile 23 durch die zwischen
der Treibscheibe 17 und den Draht-Tragseilen 23 wirkende Reibung getrieben werden.
Das Bremsen des Aufzugs wird durch die zwischen der Umlenkscheibe 19 und den Draht-Tragseilen
23 wirkende Reibung bewirkt, wenn das mit der Umlenkscheibe 19 einstückige Bremsrad
33 durch die Bremsbacken 31 gebremst wird.
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Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Aufzug, bei der ein Antriebsbereich
und ein Bremsbereich zusammengehfirig angeordnet sind, enthält die Anordnung der
Erfindung einen getrennt von der Antriebsmaschine 18 angeordneten und an der Umlenkscheibe
19 vorgesehenen Bremsbereich. Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung kann
die Gefahr unzureichender Bremskraft beseitigt werden, und die Antriebsmaschine
18 kann kompakt und leicht ausgeführt werden, wodurch der Einbau des Aufzugs erleichtert
wird. In Fig. 3 ist ein Schema dargestellt zum Vergleichen der Antriebsmaschine
der Erfindung (Vollinien) mit einer herkömmlichen Antriebsmaschine (Strichlinie).
Die Antriebsmaschine gemäß der Erfindung kann im Vergleich mit einer herkömmlicien
Antriebsmaschine um etwa 30 % in der Höhe, 10 % in der Länge und 15 % im Gewicht
herabgesetzt werden. Außerdem ermöglicht die Anordnung gemäß der Erfindung ein Kurzen
der Welle, wodurch die Welle dünner und die Lager kleiner gemacht werden können.
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Durch die getrennte Anordnung des Antriebsbereichs und des Bremsbereichs
und durch den der Umlenkscheibe 19 zugeordneten Bremsmechanismus kann die Antriebskraft
im allgemeinen kleiner als die Bremskraft gemacht werden, wodurch den in der Treibscheibe
17 gebildeten Rillen 35 eine einem Abrieb widerstehende Form gegeben werden kann.
Andererseits
kann der Querschnitt der in der Umlenkscheibe 19 gebildeten
Rilleii 36 zum Vorsehen einer zuverlässigen Bremswirkung gewählt werden. Die Umlenkscheibe
19 kann wegen Abriebs der Rillen 36 vergleichsweise leicht ausgetauscht werden,
ohne daß komplizierte Verfahren wie das Abtrennen des Antriebsmotors 16 wie bei
der Treibscheibe 17 nö-@ig sind.
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Im folgenden wird der Aufzug der Erfindung und ein herkömmlicher
zusammen mit ihren Bremskräften anhand der schematischen Darstellung gemäß Fig.
4 miteinander verglichen. Es wird dabei vorausgesetzt, daß der hängende Fahrkorb
24 eiii größeres Gewicht als das Gegengewicht 25 besitzt. In der folgenden Beschreibung
bedeuten: T1 - T5 = an verschiedenen Abschnitten der Draht-Tragseile 23 au@tretende
Spannungen, 131 13 Umschlingungswi nkel der Draht-Tragseile 23 um die Treibscheibe
17 [rad], ß2, ß4 = Umschlingungswinkel der Draht-Tragseile um die Umlenkscheibe
19 [rad], µ's = scheinbarer Reibungskoeffizient zwischen der Treibscheibe 17 und
den Draht-Tragseilen 23, und µ'@ = scheinbarer Reibungskoeffizient zwischen der
Umlenkscheibe 19 und den Draht-Tragseilen 23.
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Bei einem herkömmlichen Aufzug wird die Treibscheibe 17 gehemmt und
die Umlenkscheibe 19 läuft frei, und deshalb bestehen die Beziehungen T2 = T3 und
T4 = T5. Deshalb kann die bei einem herkömmlichen Aufzug erzeugte Bremskraft F1
ausgedrückt werden durch; F1 = T5 (exp(µ's(ß1 + ß3))-1 (1).
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Im Gegensatz dazu wird bei der Anordnung der Erfindung die Umlenkscheibe
19 gehemmt und die Treibscheibe 17 läuft frei, und demzufolge bestehen die Beziehungen
T1 = T2 und T3 = T4. Deshalb kann die durch den erfindungsgemäßen Aufzug erzeugte
Bremskraft F2 ausgedrückt werden durch: F2 = T5 (exp(/U l( 2 + ß4))-1) (2).
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Im allgemeinen können Werte bis zu ß1 + ß3 = 3300, ß2 + ß4 = 2400,
/U( = 0,156 und /ujl = 0,56 praktisch verwendet werden, und durch Einsetzen dieser
Werte in die Formeln (1) und (2) kann gemäß der Erfindung eine Bremskraft erhalten
werden, die 400 % der Bremskraft des herkömmlichen Aufzugs beträgt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. 5 und 6 beschrieben,
die ein anderes Ausführungsbeispiel wiedergeben. In einem Triebwerksraum auf dem
obersten Geschoß eines Gebäudes ist eine Antriebsmaschine 54 auf einem Fundament
55 angeordnet. Die Antriebsmaschine 54 besteht aus einem Antriebsmotor 51 und einer
direkt an eine Welle 55 des Antriebsmotors 51 gekoppelten Treibscheibe 53. Der Antriebsmaschine
54 ist eine Bremse 56 zugeordnet, die aus einem direkt an die Welle 52 des Antriebsmotors
51 gekoppelten Bremsrad 57, einem Magnet 58, Armen 59, Bremsbacken 60 und Federn
61 besteht. Die Welle 52 des Antriebsmotors 51 wird durch Lager 62 getragen. Eine
Umlenkscheibe 63 ist ebenfalls in dem Triebwerksraum vorgesehen und der Umlenkscheibe
63 ist eine Bremse 64 zugeordnet, die aus einem direkt an eine Welle 65 der Umlenkscheibe
63 gekoppelten Bremsrad 66, einem Magnet 67, Armen 68, Bremsbacken 69 und Federn
70 besteht. In den Umfangsflächen der Tre-ibscheibe 53
und der
Umlenkscheibe 63 sind mehrere Rillen 71 bzw. 72 gebildet zur Aufnahme mehrerer Draht-Tragseile
73. Diese Draht-Tragseile 73 sind mindestens einmal um die Treibscheibe 53 und die
Umlenkscheibe 63 gewickelt, d. h. erstrecken sich von der Treibscheibe 53 zur Umlenkscheibe
63 und um die Umlenkscheibe 63 herum wieder zur Treibscheibe 53. Die Draht-Tragseile
73 tragen an den einen Enden einen hängenden Fahrkorb 74 und an den anderen Enden
ein Gegengewicht 75.
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In Anbetracht der außerordentlich schwierigen Austauschbarkeit der
Treibscheibe 53 haben die Rillen 71 in der Treibscheibe 53 einen Querschnitt, der
lediglich eine geringe Reibung vorsieht, jedoch widerstandsfähig gegen Abrieb ist
(z. B. U-Rillen); während es wegen der vergleichsweise leichten Durchführbarkeit
des Auswechselns der Umlenkscheibe 63 vorzuziehen ist, daß die Rillen 72 in der
Umlenkscheibe 63 einen Querschnitt haben, der eine größere Reibung vorsieht (z.
B. V-Rilln).
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Beim Betrieb des Aufzugs wird die Drehkraft des Antriebsmotors 51
auf die Treibscheibe 53 übertragen, so daß die Draht-Tragseile 53 durch die zwischen
der Treibscheibe 53 und den Draht-Tragseilen 73 wirkende Reibung angetrieben werden.
Das Bremsen des Aufzugs wird durch die zwischen der Umlenkscheibe 63 und den Draht-Tragseilen
73 wirkende Reibung bewirkt, wenn die Bremsräder 57 und 66 durch die Bremsbacken
60 bzw. 69 gebremst werden. Offensichtlich kann ein normaler Bremsbetrieb sowohl
an der Antriebsmaschine 54 als auch an der Umlenkscheibe 63 bewirkt werden; und
lediglich im Notfall kann der Bremsbetrieb sowohl an der Antriebsmaschine 54 als
auch der Umlenkscheibe 63 simultan bewirkt werden.
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Ein Hauptmerkmal dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, daß im
Gegensatz zu herkömmlichen Aufzügen, bei denen die Bremse lediglich der Antriebsmaschine
zugeordnet ist, ein Paar getrennter Bremsen 56', 64 angeordnet sind, von denen.
die eine der Antriebsmaschine 54 und die andere der Umlenkscheibe 63 zugeordnet
ist. Mit einer solchen Anordnung können nicht nur die Bremsen 56, 64, sondern auch
die Antriebsmaschine 54 kompakt und leicht ausgeführt werden, wodurch der Einbau
deS Aufzugs erleichtert wird. Selbstverständlich ist ein weiteres Merkmal der Erfindung
die erhöhte Bremswirkung.
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Im folgenden wird der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels anhand
der schematischen Darstellung gemäß Fig. 7 erläutert. Es wird vorausgesetzt, daß
der hängende Fahrkorb 74 ein größeres Gewicht als das Gegengewicht 75 besitzt. In
der folgenden Beschreibung bedeuten: T1 - T5 = an verschiedenen Abschnitten der
Draht-Tragseile 73 auftretende Spannung, ß1, ß3 = Umschlingungswinkel der Draht-Tragseile
73 um die Treibscheibe 53 [rad], ß2, ß4 = Umschlingungswinkel der Draht-Tragseile
73 um die Umlenkscheibe 63 [rad], u = scheinbarer Reibungskoeffizient zwischen der
5 s Treibscheibe 53 und den Draht-Tragseilen 73, und uXl = scheinbarer Reibungskoeffizient
zwischen der Umlenkscheibe 63 und den Draht-Tragseilen 73.
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Bei einem herkömmlichen Aufzug wird die Treibscheibe 53 gehemmt,
während die Umlenkscheibe 63 frei läuft, und demzufolge bestehen die Beziehungen
T2 = T3 und T4 = T5.
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Deshalb kann die durch einen herkömmlichen Aufzug erzeugbare Bremskraft
F1 ausgedrückt werden durch: F1 = T5 (exp(µ's (ß1 + ß3))-1) (3).
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Im Gegensatz dazu werden bei der Anordnung gemäß der Erfindung sowohl
die Umlenkscheibe 63 als auch die Treibscheibe 53 gehemmt, und demzufolge kann die
erzeugte Bremskraft F2 ausgedrückt werden durch: F2 = T5 (exp(/u'5(ß1 +ß3) + µ'1(ß2
+ ß4))-1) (4).
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Wegen der allgemeinen Beziehungen ß1 + B3 = 3300, ß2 + ß4 = 2400
und /u' = /ul kann die Erfindung eine / 1 Reibungskraft vorsehen, die etwa 70 %
größer ist als die durch die herkömmliche Anordnung erhaltene. Da die Umlenkscheibe
63 leichter ausgetauscht werden kann als die Treibscheibe 53, und wenn die in der
Umlenkscheibe 63 gebildeten Rillen 72 so gewählt sind, daß sie einen Querschnitt
besitzen, der die Reibungskraft zunehmen läßt, so kann eine weiter erhöhte Bremskraft
erhalten werden.
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Obwohl die Erfindung anhand einer Trommelbremse beschrieben wurde,
kann die gleiche Wirkung durch die Verwendung einer Scheibenbremse erreicht werden.