DE69907614T2

DE69907614T2 - Verschiebungsgerät angeordnet für die Führung einer Trägervorrichtung längs zumindest zweier Führungsschienen, und entsprechendes Verfahren

Info

Publication number: DE69907614T2
Application number: DE69907614T
Authority: DE
Inventors: Arnoldus Theodorus Van Der Heiden
Original assignee: Thyssen De Reus BV
Current assignee: ThyssenKrupp Liften BV
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: US6342768B1; ATE239632T1; ES2199520T3; NO996394D0; EP1013532B1; CA2293050A1; NL1010883C2; HK1029088A1; DK1013532T3; EP1013532A1; NO996394L; JP2000226170A; DE69907614D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschiebegerät, das zur Führung einer Trägervorrichtung entlang von mindestens zwei Schienen angeordnet ist, und auf ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Geräts. Ein solches Verschiebegerät ist aus der europäischen Patentanmeldung 0 394 201 bekannt.
Dieses bekannte Verschiebegerät umfasst eine erste und eine zweite Schiene, die übereinander in einer Ebene angeordnet sind, während auf jeder Schiene ein Laufwerk angeordnet ist, die eine Trägervorrichtung mit sich ziehen. Jedes Laufwerk umfasst ein Zahnrad, das in eine Zahnstange auf der fraglichen Schiene eingreift. Dieses Verschiebegerät weist einen Motor auf, der für den Antrieb der Verschiebevorrichtung sorgt, wobei die Stellung der Trägervorrichtung, mindestens in geneigten Abschnitten der Schienen, durch die Zahnräder und den Motor bestimmt werden. Die obere Schiene ist zumindest in ihren horizontalen Abschnitten mit einer Stabilitätsschiene versehen, die zwischen zwei Paaren von Stabilitätsrädern geführt ist, welche fest mit der Trägervorrichtung verbunden sind. Es wird so dafür gesorgt, dass bei einer Last außerhalb des Zentrums der Trägervorrichtung, gesehen von vorne, die Trägervorrichtung trotzdem in der gewünschten vertikalen Stellung gehalten wird.
Dieses bekannte Verschiebegerät schließt den Nachteil ein, dass es speziell in der Herstellung und dem Gebrauch kostenträchtig ist, während darüber hinaus ein wesentliches Risiko von Fehlfunktionen besteht, speziell darin, dass das Verschiebegerät in den horizontalen Teilen der Schienen statisch überbestimmt ist.
Der Grund dafür liegt darin, dass, um die gewünschte Stabilität zu erzielen, die Führungsschiene und die Führungsräder speziell genau positioniert werden müssen, um eine richtige Zusammenarbeit zu erzielen. Dies ist für sich genommen bereits kostspielig und zeitaufwendig, aber selbst wenn ein hohes Maß an Genauigkeit gegeben ist, existiert die Gefahr, dass unannehmbar große, auf die Führungsräder einwirkende Kräfte und die Führungsschiene entstehen, teilweise als Folge der relativen Verschiebungen des Verschiebegeräts relativ zu den Schienen, und zwar anders als in der beabsichtigten Richtung der Verschiebung. Darüber hinaus ist die mechanische Belastung der Führungsschiene und der Führungsräder häufig zu hoch, insbesondere beim anfänglichen Eingriff. Infolge dessen kommen häufig Brüche der Führungsräder und/oder der Führungsschiene vor, oder die Trägervorrichtung klemmt, während darüber hinaus ein hohes Ausmaß an Verschleiß auftritt. Ein weiterer, damit in Zusammenhang stehender Nachteil besteht darin, dass die Herstellung, der Einbau und der Unterhalt eines solchen bekannten Verschiebegeräts speziell genau ausgeführt werden müssen, was kostspielig ist und zu einer hohen Neigung zu Fehlern führt.
Weiterhin offenbart die internationale Patentveröffentlichung WO 92/14673 ein Verschiebegerät der im Eingangsabschnitt beschriebenen Art, bei welchen ein Laufwerk auf zwei Schienen angeordnet ist, die übereinander in einer Ebene angeordnet sind, um eine Trägervorrichtung mitzuführen. Jedes Laufwerk umfasst ein antreibbares Rad, während die Antriebe der beiden Räder gegenseitig über eine Kupplungswelle miteinander verbunden sind. Über einen Motor werden während des Betriebs sowohl das obere als auch das untere Antriebsrad gesteuert, wobei die Antriebe demgemäß synchronisiert sind. Dies bedeutet, dass insbesondere bei geneigten Abschnitten der Schienen die Stellung der Trägervorrichtung von sowohl der Gestalt der Schienen und der darin vorgesehenen Verzahnung als auch durch den Antrieb bestimmt wird. Dies gibt Anlass zu einer statisch überbestimmten Konstruktion, welche eine speziell genaue Herstellung und Einstellung der verschiedenen Teile des Verschiebegeräts erforderlich macht. Deshalb ist dieses Verschiebegerät ebenfalls kostspielig in der Herstellung und im laufenden Betrieb und anfällig gegenüber Fehlern. Im Speziellen trifft dies deshalb zu, weil bei asymmetrischer Beladung der Trägervorrichtung, mindestens in dem Ausmaß, dass ein Moment relativ zu den Laufwerken entsteht, eine ungleichförmige Belastung der beiden Antriebsräder erhalten wird, so dass ein vergrößerter Verschleiss entsteht und darüber hinaus die erwähnten Nachteile noch weiter verstärkt werden. Weiterhin besteht das Risiko, dass ein Antriebsrad sich relativ zu dem anderen Antriebsrad bewegt, was Veranlassung zu chronischem Schräglauf gibt.
Weiterhin offenbart die EP 0 152 136 ein Verschiebegerät der im Eingangsabschnitt beschriebenen Art, bei der die beiden Schienen gegenseitig über Verbindungsteile miteinander verbunden und von hohler Ausbildung sind. Durch die Schienen und die Verbindungsteile erstreckt sich eine endlose Kugelkette. Auf jeder Schiene ist ein Laufwerk vorgesehen, die gegenseitig durch eine Trägervorrichtung miteinander verbunden sind. Die obere Schiene ist zur Unterseite offen, so dass das obere Laufwerk mittels eines Antriebsnockens zwischen die Kugeln der Kette eingreifen kann. Benachbart dem unteren Ende der oberen Schiene ist ein Antriebsrad angeordnet, mit dem die Kugelkette bewegt werden kann, wobei die Trägervorrichtung über den Antriebsnocken angetrieben wird. Jedes Laufwerk umfasst zwei Sätze von Rädern, die die gleiche Schiene an in Abstand voneinander angeordneten Stellen beaufschlagen, wobei die Sätze der Räder, die auf der oberen und der unteren Schiene laufen, miteinander über einen Vier-Stangen-Mechanismus gekoppelt sind, so dass Positionswechsel synchron vorkommen. Dieses bekannte Verschiebegerät ist hinsichtlich Konstruktion und Steuerung komplex und gegenüber Verschleiss empfindlich, insbesondere die Kugelkette und der Antriebsnocken, während die Verschiebevorrichtung darüber hinaus statisch überbestimmt ist, und zwar wegen der vier gekoppelten Sätze der Räder.
Die bekannten Verschiebegeräte sind sowohl für horizontale Verschiebungen als auch für Verschiebungen entlang eines geneigten Weges anwendbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verschiebegerät der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile bekannter Verschiebegeräte vermieden werden, während deren Vorteile aufrecht erhalten bleiben. Zu diesem Zweck ist ein Verschiebegerät gemäß der Erfindung durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 gekennzeichnet.
Die Anwendung von zwei Motoren, einer auf jeder Schiene, die in positionsgesteuerter Art oder kraftgesteuerter Art, je nach Wunsch, gesteuert werden können, sorgt für den Vorteil, dass die Trägervorrichtung sowohl mit horizontalen als auch mit geneigten Schienen immer in einer bestimmten Stellung gehalten werden kann, ohne dass die Konstruktion statisch überbestimmt ist. Auf jedem Teilstück der Schienen kann jederzeit eine geeignete Steuerung gewählt werden. Zusätzlich wird der Vorteil erzielt, dass jegliche Stellungsfehler der Laufräder auf den Laufschienen einfach kompensiert werden können. Ein derartiges Verschiebegerät hat weiterhin den Vorteil, dass die gleiche Anordnung der Trägervorrichtung und der Antriebszahnräder sowohl für horizontale Schienen und vertikale Schienen als auch für die Kombination dieser benutzt werden kann, ohne dass dies zu den erwähnten Nachteilen führt.
In einer Weiterentwicklung ist das Verschiebegerät gemäß Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet.
Die Anwendung von positionsgesteuerten Motoren auf sich horizontal erstreckenden Schienen, die sich zumindest nur zu einem kleinen Betrag neigen, sorgt für den Vorteil, dass eine Trägervorrichtung einfach in einer gewünschten Stellung mittels der Antriebswerke gehalten werden kann, unabhängig von der Belastung der Trägervorrichtung, während die Schienen und Antriebswerke mit relativ großer Toleranz hergestellt werden können. Der kraftgesteuerte Antrieb der Motoren auf geneigten Teilen der Schienen sorgt dann für den Vorteil, dass die Konstruktion nicht statisch überbestimmt ist und dass die Konstruktion auf den geneigten Teilstücken automatisch in der gewünschten Position gehalten wird.
Im Falle des kraftgesteuerten Antriebs kann jeder Motor in Abhängigkeit von den auf dem Antriebswerke anliegenden Kräften gesteuert werden, welche Kräfte direkt von der Belastung der Trägervorrichtung abhängen. Hier können die Laufgeschwindigkeit jedes Motors und daher auch jedes Laufrades auf den geneigten Schienen eingestellt werden, so dass die gewünschte Stellung der Trägervorrichtung jederzeit aufrecht erhalten bleibt. Die Stabilität der Trägervorrichtung auf den geneigten Abschnitten wird im wesentlichen dadurch erhalten, dass die Laufräder dann leicht Kräfte in Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der jeweiligen Schienen und durch Schwerkraft übertragen können.
In einer Weiterentwicklung ist das Verschiebegerät gemäß Erfindung durch Merkmale nach Anspruch 4 gekennzeichnet.
Die Registriermittel zur Bestimmung des Neigungswinkels der Schienen benachbart den Antriebsgetrieben weisen den Vorteil auf, dass in einfacher Weise das Moment bestimmt werden kann, bei dem eine Schaltung vom kraftgesteuerten Antrieb zum positionsgesteuerten Antrieb oder umgekehrt gemacht werden muss. Der Neigungswinkel, bei dem die Schaltung betätigt wird, wird vorzugsweise so gewählt, dass in jedem Fall die Trägervorrichtung gerade noch stabil ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Verschiebegerät gemäß Erfindung ferner durch die Merkmale gemäß Anspruch 7 gekennzeichnet.
Zur Steuerung der Motoren in Abhängigkeit voneinander, wenn ihr Antrieb positionsgesteuert ist, und unabhängig voneinander, wenn ihr Antrieb kraftgesteuert ist, wird der Vorteil erzielt, dass die gewünschte Stabilität der Trägervorrichtung auf den horizontalen oder doch nur leicht geneigten Schienen erzielt wird und, noch besser, ohne zusätzliche Maßnahmen aufrecht erhalten werden kann, während auf dem geneigten Teil der Schienen die Stabilität aufrecht erhalten wird, während die Antriebswerke bzw. antreibenden Getriebe einfach der Neigung und jeglicher Ungenauigkeit der Schienen folgen können. Der dabei erzieltbare Vorteil liegt ferner darin, dass in dem geneigten Abschnitt der Schienen die beiden Motoren unabhängig voneinander gesteuert und hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit überprüft werden können, so dass die unabhängigen Antriebe einem sogenannten „Fail Safe"-System folgen können. Ein solches ausfallsichres System ist notwendig, um die Trägervorrichtung im Falle eines Ausfalls daran zu hindern, unabsichtlich nach unten entlang der Schienen in unkontrollierter Weise zu gleiten. Die Anwendung der gegenseitig unabhängig angetriebenen, kraftgesteuerten Motoren sorgt für den Vorteil, dass selbst dann, wenn einer der beiden Motore fehlfunktioniert, die Trägervorrichtung immer noch in einer erreichten Stellung gehalten werden kann oder aus dieser in kontrollierter Weise herausgefahren werden kann. Infolge dessen wird die Sicherheit des Verschiebegeräts beträchtlich vermehrt, ohne weitere Mittel zu diesem Zweck zu benötigen, beispielsweise eine Sicherheitsbremse oder dergleichen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Steuerung eines Verschiebegeräts, wie durch die Merkmale gemäß Anspruch 9 gekennzeichnet.
Bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein Bezugswinkel in der Steuereinrichtung voreingestellt, die Motoren werden in positionsgesteuerter Weise gesteuert, wenn der Winkel der Schienen kleiner als der Bezugswinkel ist, und die Motoren werden in einer kraftgesteuerten Art gesteuert, wenn der Winkel der Schienen größer als der Bezugswinkel ist. Dadurch wird erzielt, dass das Verschiebegerät, mindestens eine Trägervorrichtung davon, immer in gewünschter Stellung relativ zu den Schienen gehalten wird, während relativ große Toleranzen in der Konstruktion zulässig sind.
In einer Weiterentwicklung wird ein Verfahren gemäß Erfindung durch die Merkmale gemäß Anspruch 11 gekennzeichnet.
Indem die Geschwindigkeit der Bewegung des Verschiebegeräts überwacht wird, und zwar mindestens die Drehgeschwindigkeit der beiden Motoren, kann auf einfache Weise festgestellt werden, ob die Trägervorrichtung ein gewünschtes Bewegungsmuster aufweist. Wenn die Geschwindigkeit der Bewegung ein voreingestelltes Maß übersteigt, kann angenommen werden, dass sich die Trägervorrichtung entlang der Schienen in unkontrollierter Weise bewegt. Daraufhin können die Motoren verlangsamt werden, so dass die Trägervorrichtung an Geschwindigkeit verliert und gegebenenfalls anhält. Ferner können die Motoren von selbst blockierender Ausbildung sein, so dass beim Ausfall einer der beiden Motoren die Trägervorrichtung automatisch zu einem Halt kommt.
In einem Verfahren oder Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung können die Motoren gegenseitig gekoppelt werden, insbesondere im Falle eines positionsgesteuerten Antriebs. Während die Kopplung mechanisch ausgeführt werden kann, wird die elektronische Kopplung bevorzugt. Der Ausdruck „Motor" bedeutet mindestens eine Antriebseinheit, um ein Laufrad in einem Antriebsgetriebe aktiv anzutreiben, welches direkt und individuell erregt werden kann, aber nicht braucht.
Alternative Ausführungsformen des Geräts und des Verfahrens gemäß der Erfindung werden in weiteren Unteransprüchen dargelegt. Um. die Erfindung weiter zu erklären, werden ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der Erfindung anhand von Beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Verschiebegerät gemäß Erfindung, ausgebildet als Plattformlift in einer Vorderansicht,
2 eine Plattform mit zwei Antriebswerken für ein Lift gemäß 1, auf zwei Schienen getragen, in einer Seitenansicht,
3 ein Steuerdiagramm für ein Verschiebegerät gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,
4 ein Teil eines unteren Antriebswerkes in einer Seitenansicht,
5 ein Teil eines oberen Antriebswerkes in schematischer Darstellung, und
6 ein Antriebswerk gemäß 4 oder 5, versehen mit einer Winkelregistriereinrichtung in schematischer Darstellung.
In dieser Beschreibung weisen korrespondierende Teile entsprechende Bezugszeichen auf. In dieser Beschreibung wird ein Verschiebegerät als ein Plattformlift beschrieben, aber andere Ausführungsformen sind auch möglich, beispielsweise ein Fahrstuhl oder Sessellift oder andere Geräte zum Fahren von Personen und/oder Gütern in horizontaler und/oder vertikaler Richtung.
1 zeigt in einer Vorderansicht einen Teil eines Treppenlifts gemäß Erfindung, der eine erste Schiene 2 und eine zweite Schiene 4 umfasst, die sich parallel zueinander erstrecken und in der gleichen vertikalen Ebene enthalten sind. Eine Trägervorrichtung 6 wird auf den beiden Schienen 2, 4 durch ein erstes Antriebswerk 8 getragen, das an der ersten Schiene 2 eingreift, und ein zweites Antriebswerk 10, das an der zweiten Schiene 4 eingreift. Das erste Antriebswerk 8 umfasst einen ersten Motor 12, der über ein Reduziergetriebe 14 mit einem Antriebsrad 16 in Verbindung steht. Das Antriebsrad 16 ist mit äußeren Zähnen versehen, die mit einer Verzahnungsbahn oder Zahnstange 18 an der ersten Schiene 2 zusammen arbeiten können. In ähnlicher Weise umfasst das zweite Antriebswerk 10 einen zweiten Motor 20, der über ein Reduziergetriebe 22 mit einem zweiten Antriebsrad 24 verbunden ist, die mit ihren äußeren Zähnen in eine zweite Verzahnungsbahn oder Zahnstange 26 an der zweiten Schiene 4 eingreift.
Ein Treppenlift gemäß 1 umfasst einen horizontalen Abschnitt 28 der Schienen, die über eine Biegung 30 in einen geneigten Abschnitt 32 der Schienen übergeht. Die beiden Schienen 2, 4 sind so ausgebildet, dass der vertikale Abstand zwischen den beiden Zahnstangen 18, 26 im wesentlichen über die gesamte Wegstrecke der Schienen gleich ist. Die Antriebsgetriebe 8, 10 sind gerade übereinander platziert, sind relativ kompakt ausgebildet und haben mindestens, gesehen in Längsrichtung der Schiene, eine relativ schmale Gesamtbreite. Infolgedessen kann eine Trägervorrichtung 6 auch Biegungen mit relativ kleinem Biegeradius durchqueren, die beispielsweise in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene der 1 gelegen sind, wie schematisch in Perspektive unten rechts der 1 dargestellt ist.
Die Antriebsgetriebe 8, 10 in den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen sind für eine Schwenkbewegung relativ zu der Trägervorrichtung 6 um eine Schwenkachse 34 bzw. 36 gelagert, wobei die Achsen virtuell sein können, aber nicht müssen. Die Schwenkachsen erstrecken sich senkrecht zur Zeichenebene, benachbart den Achsen der Antriebsräder 16, 24 in der gezeigten, beispielhaften Ausführungsform. Dabei wird erzielt, dass, wenn die Antriebsräder 16, 24 die Biegung 30 durchqueren, eine Schwenkbewegung der Antriebsgetriebe 8, 10 erhalten wird, und zwar gleich der zeitweiligen Winkeländerung der Schienen 2, 4, so dass die Antriebsräder, insbesondere die Antriebsräder 16, 24 weiterhin gerade auf den Zahnstangen 18, 26 weiter laufen. 1 zeigt eine Trägervorrichtung 6 sowohl auf dem horizontalen Abschnitt 28 und auf dem geneigten Abschnitt 32 und macht damit die Änderung der Stellung der beiden Antriebsgetriebe 8, 10 sichtbar.
Mindestens eines der beiden Antriebsgetriebe 8, 10 umfasst eine Winkelmesseinrichtung 38, mit der die Stellung des jeweiligen Antriebsgetriebes 8, 10 relativ zu beispielsweise der Vertikalen bestimmt werden kann. In der Stellung der Trägervorrichtung 8 in 1 links, auf dem horizontalen Teil 28 der Schienen 2, 4, beträgt der fragliche Winkel α₀ ungefähr 0°. In der Stellung der Trägervorrichtung 6 in 1 rechts, auf dem geneigten Abschnitt 32 der Schiene 2, 4 beträgt dieser Winkel α₂ beispielsweise 45°. Der Winkel α₂ hängt offensichtlich vom Neigungswinkel β des fraglichen Teils der Schienen 2, 4 ab. In 1 ist an der ersten Biegung 30a ein Winkel α₁ schematisch eingezeichnet. Wenn die Antriebsgetriebe 8, 10 eine Stellung einnehmen, welche diesen Winkel α₁ einschließt, ist die Trägervorrichtung noch immer gerade stabil. In der zweiten Biegung 30b in 1 ist ein Winkel α₄ eingezeichnet. Wenn die Antriebsgetriebe 8, 10 eine Winkelposition einnehmen, welche den Winkel α₄ einschließt, ist die Trägervorrichtung 6 gleicherweise gerade noch stabil. Wenn die Trägervorrichtung einen Winkel größer als α₁ oder α₄ annimmt, ist die Trägervorrichtung 6 im Prinzip instabil, da die Antriebsgetriebe 8, 10 und die Schienen 2, 4 in diesem Wegstück ungenügend in der Lage sind, exzentrische Kräfte aufzunehmen, die auf die Trägervorrichtung 6 ausgeübt werden, so dass Schwenkung der Trägervorrichtung in der Zeichenebene möglich sein würde, wenn keine weiteren Maßnahmen getroffen werden würden. Deshalb wird im Gerät gemäß der Erfindung jedes Antriebsgetriebe 8, 10 in positionsgesteuerter Weise angetrieben, und zwar in dem Wegstück, wo die Antriebseinheiten 6, 8 einen Winkel zwischen α₀ und α₁ bzw. zwischen α₀ und α₄ einschließen. Infolgedessen kann die Trägervorrichtung in beschriebener Weise in der gewünschten vertikalen Stellung gehalten werden. In der Tat kann die relative Stellung jedes Antriebsgetriebes 8, 10 relativ zu der jeweiligen Schiene 2, 4 dann genau bestimmt und eingestellt werden, während jegliche vorkommenden exzentrischen Kräfte durch das Zusammenwirken der Zahnstangen 18, 26 und der Antriebsräder 16, 24 aufgenommen werden kann. In einer solchen Position erfolgt keine statische Überbestimmung.
Mit der Trägervorrichtung auf dem geneigten Abschnitt 32, wo die Antriebsgetriebe 8, 10 einen Winkel größer als α₁ bzw. α₄ einnehmen, ist es möglich, bei exzentrischer Last auf die Trägervorrichtung, für einen relativ großen Teil der vorkommenden Kräfte, dass diese bequem von den Laufrädern 40 der Trägervorrichtung 6 (2) aufgenommen werden. In der Tat wirkt die relativ große Komponente der vorkommenden resultierenden Kraft im rechten Winkel zu der Längsrichtung des jeweiligen Abschnitts der Schienen 2, 4. In dem fraglichen Weg werden die Antriebsgetriebe 8, 10 in kraftgesteuerter Weise angetrieben, so dass die statische Überbestimmung verhindert wird, während jedoch die gewünschte Position der Trägervorrichtung 6 automatisch erhalten wird und aufrecht erhalten bleibt. Die Kräftesteuerung sorgt darüber hinaus für den Vorteil, dass, wenn eines der Antriebsgetriebe 8, 10 einer schwereren Belastung dahingehend unterliegt, dass die daraus entstehenden Kräfte größer als beispielsweise auf dem anderen Antriebsgetriebe sind, dies automatisch kompensiert wird, so dass für jedes Antriebsgetriebe die geeignetste Antriebsgeschwindigkeit erhalten wird und aufrecht erhalten bleibt. Sollte eines der Antriebsgetriebe 8, 10 auf dem geneigten Teil 32 der Schienen 2, 4 fehlfunktionieren oder ausfallen, wird dies als Ergebnis der vorkommenden Kräfte und/oder der Drehgeschwindigkeit von vorzugsweise des Antriebsgetriebes festgestellt, welches funktioniert, und die Trägervorrichtung wird anhalten und/oder in einer Stellung in kontrollierter Weise gesichert werden oder auf und ab entlang der Schiene 2, 4 in eine horizontale Stellung 28 bewegt werden. Auf dem geneigten Abschnitt 32 der Schiene 2, 4 fungieren die kraftgesteuerten Antriebsgetriebe 8, 10 deshalb als ein Ausfallsicherheitssystem „FaiL-Safe". Dies macht weitere Sicherheitsvorkehrungen, wie Bremsen, Sicherheitsgreifr und dergleichen, grundlegend redUndant.
Eine Trägervorrichtung 6, wie in Seitenansicht in 2 gezeigt, weist eine Rückenseitenplatte 42 auf, benachbart deren Unterseite eine Faltplattform 46 mittels einer Schwenkachse 44 montiert ist. Mit der Rückseitenplatte 42 ist das obere Antriebsgetriebe 6 schwenkbar über die Achse 34 und das untere Antriebsgetriebe 10 über die Achse 36 verbunden. Zu diesem Zweck weist jedes Antriebsgetriebe einen Mitnahme-Tragarm 48 auf, mit dem das Reduktionsgetriebe 14, 22 mit den zugeordneten Motoren 12 bzw. 20 verbunden sind und in welchen die Antriebswellen 50, 52 mit den Antriebsrädern 16, 24 gelagert sind. Jeder Aufhängetragarm 48 erstreckt sich um die jeweilige Schiene 2, 4 herum. Bei dem oberen Antriebsgetriebe 8 auf der Antriebswelle 50 nahe des Antriebsrades 16 ist ein leicht konisch gestaltetes, erstes Führungsrad 54 angeordnet, während der Aufhängetragarm 48 zwei sekundäre Führungsräder 56 trägt, die auf der entgegengesetzten Seite der Schiene 2 laufen, in jedem Fall um ungefähr 60° gegeneinander relativ zu dem ersten Führungsrad versetzt. Mit anderen Worten, die Schiene 2 ist zwischen dem ersten Führungsrad 54 und den beiden sekundären Führungsrädern 56 eingeschlossen. An der Antriebswelle 52 des unteren Antriebsgetriebes 10 sind zwei im wesentlichen konische dritte Führungsräder 58 angeordnet, wobei die Kegelstumpfenden einander gegenüber stehen und die dritten Führungsräder eng gegen die Außenseite der unteren Schiene 4 anliegen. Der jeweilige Aufhängetragarm 48 ist auf der Seite entfernt von den dritten Führungsrädern 58 mit einem vierten Führungsrad oder einer Führungsstütze 60 versehen, so dass die untere Schiene 4 zwischen den beiden dritten Führungsrädern 58 und dem vierten Führungsrad 60 eingeschlossen ist. Offensichtlich können andere Gestaltungen für die Führung der beiden Antriebsgetriebe auf den fraglichen Schienen gewählt werden. Die Führungsräder 52, 60 weisen jeweils Umfangsflächen auf, die dem Außenumfang der jeweiligen Schienen 2, 4 angepasst sind. Solche Arten des Umschlusses von Schienen durch Führungsräder oder dergleichen sind gut bekannt.
Wie schematisch in 2 dargestellt, ist mit jeder Schwenkachse 34, 36 ein Winkelsensor 38 gekoppelt, um den von dem jeweiligen Antriebsgetriebe 8, 10 eingenommenen Winkel zu bestimmen. Auf der Rückseitenplatte 42 ist ferner ein Schwenkarm in Form eines Sicherheitsbügels 62 angeordnet.
In 3 ist schematisch gezeigt, wie die Antriebsgetriebe 8, 10 mit einer zentralen Steuereinheit 71 verbunden sind. In der gezeigten Ausführungsform sind die Antriebsgetriebe und die Verbindungen von spiegelbildlich symmetrischer Ausbildung, es ist jedoch auch möglich, danach zu beschreibende Mess- und Steuermittel für nur ein einzelnes Antriebsgetriebe 8 oder 10 vorzusehen. Für jedes Antriebsgetriebe 8, 10 in der gezeigten Ausführungsform ist eine Winkelmesseinrichtung 38 vorgesehen sowie Geschwindigkeitsmess- und -steuereinrichtungen 70 und Positionsmess- und -steuereinrichtungen 72, während darüber hinaus eine Einrichtung 74 vorgesehen sein kann, um die Belastung der Motoren 12, 20 zu registrieren. Die unterschiedlichen Mess- und Steuermittel 38, 70, 72 und 74 sind mit der zentralen Steuereinheit 71 verbunden, an der im übrigen Betätigungsmittel 76 angeschlossen sind. Diese Betätigungsmittel 76 können beispielsweise auf der Trägervorrichtung 6 und/oder benachbart einem Ende oder einer Zwischenposition der Schienen 2, 4 angeordnet sein. Mit der zentralen Steuereinheit ist ferner ein Computer 78 oder dergleichen Dateneingangsvorrichtung verbunden, mit dem Grenzwerte gesetzt werden können und mit dem ein Teil der Steuerung programmiert, geprüft und kontrolliert werden kann. Zu diesem Zweck können offensichtlich auch Mittel in der zentralen Steuereinheit 71 vorgesehen sein, beispielsweise ein Mikroprozessor und ein Tastenfeld. Diese und vergleichbare Varianten sind dem Fachmann unmittelbar klar.
Die Grenzwerte α₁ und α₄ sowie jeder Grenzwert für die Last, Drehgeschwindigkeit und Position, insbesondere Lagedifferenzen der Antriebsgetriebe, können in die zentrale Steuereinheit eingegeben werden, während darüber hinaus maximal zulässige Abweichungen für die Antriebsgetriebe 8, 10 relativ zueinander und/oder zu den eingestellten Grenzwerten festgesetzt werden. Wenn demgemäß die Winkel α₁ und α₄ überschritten werden, schaltet die zentrale Einheit 71 von positionsgesteuerter Steuerung auf kraftgesteuerte Steuerung der Motore um oder umgekehrt, basierend auf den zuvor erwähnten Umständen. Mittels der Registriermittel zur Registrierung der Geschwindigkeit, der Last der Motore und/oder der Stellung der Antriebsgetriebe 8, 10 können die gewünschten Daten der zentralen Steuereinheit zugeführt werden, auf deren Basis über Steuerung der Antriebsgetriebe die gewünschte Stellung der Trägervorrichtung 6 relativ zu den Schienen 2, 4 gesteuert werden kann, und zwar unabhängig oder in Abhängigkeit von deren Belastung.
In 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Antriebsgetriebes 108 für eine Trägervorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, und zwar als oberes Antriebsgetriebe. Es umfasst ein Antriebsrad 116, das sich mit einer Antriebswelle 134 umdreht, die durch einen ersten Motor 112 über ein erstes Reduktionsgetriebe 114 angetrieben wird. Das Antriebsrad 116 erstreckt sich in einer vertikalen Ebene unter der oberen Schiene 102, in welcher eine geeignete Verzahnung 118 vorgesehen ist. Dank der vertikalen Stellung des fraglichen Antriebsrades 116 kann der erste Motor 112 fest mit der Trägervorrichtung 106 verbunden sein.
5 zeigt eine ähnliche Ansicht eines unteren Antriebsgetriebes 110, das mit einem zweiten Antriebsrad 124 versehen ist und das über eine zweite Antriebswelle 136 und ein zweites Reduktionsgetriebe 122 mit einem zweiten Motor 120 in Verbindung steht, der fest mit der Trägervorrichtung 6 verbunden ist. Das untere Antriebsrad 124 greift in eine Verzahnungsspur oder Zahnstange 136 ein, die an der unteren Schiene 104 vorgesehen ist, und ist in einer vertikalen Ebene gelegen, vorzugsweise die gleiche vertikale Ebene wie das obere Antriebsgetriebe 116. Wie aus 4 und 5 ersichtlich, ist auf der Welle 134, 136 ein Stützrad 135, 137 angeordnet, das sich auf der Außenseite der Schiene 102, 104 abstützt, um eine geeignete Positionierung des Antriebsrades 116, 124 relativ zu der Zahnstange 118, 126 zu erhalten. Zu diesem Zweck sind auf jeder Schiene 102, 104 weitere Führungsräder 156, 158, vergleichbar mit den Führungsrädern in 2, vorgesehen. Viele Variationen dieser Konstruktion sind jedoch möglich, wie einem Fachmann unmittelbar ersichtlich ist.
6 zeigt schematisch in einer Vorderansicht ein Antriebsgetriebe 108, 110 gemäß 4 und 5, die Winkelmesseinrichtungen 138 einschließen. Die Winkelmesseinrichtungen 138 umfassen beispielsweise einen Arm 139, der in einem Schwenkpunkt 141 schwenken kann, der fest relativ zur Drehachse 134, 136 des Antriebsrades 116, 124 angeordnet ist. In einer Entfernung von dem Schwenkpunkt 141 ist beispielsweise ein Führungsrad 143 angeordnet, das sich gegen die Oberseite der Schiene 102, 104 abstützt. Der Schwenkarm 139 ist in Abwärtsrichtung vorgespannt, so dass das Rad 143 in Kontakt mit der jeweiligen Schiene 102, 104 bleibt. Im Schwenkpunkt 141 ist ein Winkelsensor angeschlossen, um den Winkel α₁ zu messen, der von dem Schwenkarm 139 und der Horizontalen H eingeschlossen wird. Auf diese Weise kann in einfacher Weise der Winkel bestimmt werden, bei dem eine Umschaltung von der positionsgesteuerten Steuerung zu der kraftgesteuerten Steuerung oder umgekehrt durchgeführt werden soll, wie zuvor mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. Nebenbei wird klar, dass andere Arten von Winkelregistriereinrichtungen 138 benutzt werden können, so lange die Gestalt der Schiene mit genügender Genauigkeit durch diese bestimmt werden kann, um von der positionsgesteuerten Steuerung zur kraftgesteuerten Steuerung und umgekehrt umzuschalten.
Die Erfindung ist nicht in irgendeiner Weise auf die in der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Viele Variationen sind möglich.
Beispielsweise können Mittel zur Lieferung eines Signals vorgesehen sein, wenn eingestellte Grenzwerte überschritten werden, beispielsweise wenn einer der Motoren einer exzessiven Belastung unterliegt. Die Antriebsgetriebe, insbesondere in dem positionsgesteuerten Zustand, können in gegenseitiger Abhängigkeit gesteuert werden, während die Antriebsgetriebe 8, 10 miteinander elektronisch über die zentrale Steuereinheit 71 oder mechanisch über beispielsweise eine Kupplungswelle zwischen den beiden Antriebsgetrieben gekoppelt sein kann, die ein- und ausgeschaltet werden können. Während der Kraftsteuerung werden die Motoren vorzugsweise unabhängig voneinander gesteuert. Die Grenzwinkel, bei denen eine Schaltung von der kraftgesteuerten Steuerung zur positionsgesteuerten Steuerung und umgekehrt durchgeführt wird, können gleich sein, aber es ist auch möglich, jeden Grenzwinkel unterschiedlich einzustellen oder ihn von der Belastung der Plattform abhängig zu machen. Die Tatsache besteht, dass bei größerer oder exzentrischer Belastung der Plattform eine geringere Stabilität von größerem Einfluss ist als im Falle einer geringeren Last und/oder einer mehr zentralen Last. Die Schienen 2, 4 und die zugeordneten Führungsmittel zur Führung der Trägervorrichtung entlang der Schienen können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Schienen eines unterschiedlichen Querschnitts, während darüber hinaus die Verzahnungsbahn bzw. Zahnstangen an unterschiedlicher Stellung auf den Schienen 2, 4 angeordnet sein können. Wie festgestellt, kann ferner die Trägervorrichtung in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, beispielsweise als ein Stuhl oder Korb oder als eine Hängevorrichtung. Offensichtlich können die Schienen 2, 4 an alle Arten von Wegen angepasst werden und können alle Arten von zwei- oder dreidimensionalen Biegeformen annehmen, angepasst an die spezielle Anwendung. Diese und viele vergleichbare Ausführungsformen sollen innerhalb des Rahmenwerks der Erfindung fallen, wie durch die angefügten Ansprüche umrissen.

Claims

Verschiebegerät umfassend: eine erste Schiene (2), eine zweite Schiene (4), die sich unterhalb und im Wesentlichen parallel zur ersten Schiene erstreckt, und eine Trägervorrichtung (6), die auf den beiden Schienen (2, 4) durch ein erstes Antriebswerk (8, 10) angetrieben und geführt wird; das erste Antriebswerk (8) mit einem ersten Motor (12) greift an der ersten Schiene (2) an, und das zweite Antriebswerk (10) mit einem zweiten Motor (20) greift an der zweiten Schiene (4) an; die erste und die zweite Schiene umfassen mindestens einen geneigten Abschnitt (32); Steuereinrichtungen (70, 72, 74) sind für die beiden Motoren vorgesehen, und zwar sind die Steuereinrichtungen (70, 72, 74) zur Steuerung des ersten und zweiten Motors (12, 20) in Kraft-gesteuerter Weise zumindest an einem Teil des wenigstens einen geneigten Abschnitts (32) der ersten und der zweiten Schiene (2, 4) angeordnet.
Verschiebegerät nach Anspruch 1, umfassend mindestens einen im Wesentlichen horizontal sich erstreckenden Abschnitt (28) der ersten und der zweiten Schiene (2, 4), wobei die Steuereinrichtung (72) zur Steuerung des ersten und zweiten Motors (12, 20) in Positions-gesteuerter Weise zumindest auf einem Teil des wenigstens einen im Wesentlichen horizontalen Abschnitts (28) der Schienen ausgebildet ist.
Verschiebegerät nach Anspruch 1 oder 2, worin die Steuereinrichtungen (72) zur Steuerung der Motoren (12, 20) in Positions-gesteuerter Weise zumindest benachbart einem anfänglichen Teil und/oder einem Endteil des wenigstens einen geneigten Abschnitts (32) der Schienen (2, 4) ausgebildet ist.
Verschiebegerät nach Anspruch 3, worin Registriermittel (38, 76) vorgesehen sind, um den Neigungswinkel (β) der ersten und/oder der zweiten Schiene und/oder des ersten und/oder des zweiten Antriebswerkes festzustellen, wobei die Registriereinrichtungen (30, 76) mit der Steuereinrichtung (70) verbunden sind und die Steuereinrichtung mindestens auf der Basis der Daten von den Registriermitteln zur Schaltung zwischen Kraft-gesteuerter Steuerung und Positions-gesteuerter Steuerung der Motoren (12, 20) ausgebildet sind.
Verschiebegerät nach Anspruch 4, worin die Registriermittel (38, 76) und/oder die Steuereinrichtung (70) zur Registrierung des Neigungswinkels (β) des zumindest einen geneigten Abschnittes (32) und/oder eines sich darauf befindlichen Antriebswerkes (8, 10) einstellbar sind, wobei die Steuereinrichtungen (70, 72, 74) zwischen Kraft-gesteuerter Steuerung und Positions-gesteuerter Steuerung der Motoren (12, 20) umschalten.
Verschiebegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der erste und der zweite Motor (12, 20) miteinander gekoppelt sind, vorzugsweise elektronisch.
Verschiebegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, worin die Steuereinrichtungen (70, 72, 74) zur Steuerung der Motoren (12, 20) in Abhängigkeit voneinander in Positions-gesteuerter Weise und unabhängig voneinander in Kraft-gesteuerter Weise auf den hierfür geeigneten Teilen der Schienen (2, 4) angeordnet sind.
Verschiebegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das erste und das zweite Antriebswerk (8, 10) in Verzahnungen (18, 26) eingreifen, die in oder an den entsprechenden ersten und zweiten Schienen (2, 4) vorgesehen sind.
Verfahren zur Steuerung eines Verschiebegerätes, das eine Trägervorrichtung (6) umfasst, die auf zwei Schienen (2, 4) mit einem Antriebswerk (8, 10) auf jeder Schiene angetrieben und geführt wird, wobei jedes Antriebswerk einen Motor (12, 20) umfasst und Steuereinrichtungen (70, 72, 74) zur Steuerung der Motoren vorgesehen sind, mit folgenden Maßnahmen: mindestens ein Bezugswinkel (α₁, α₄) wird in der Steuereinrichtung (70) eingestellt; die Motoren (12, 20) werden durch die Steuereinrichtung (72) in einer Positions-gesteuerten Weise auf einem Abschnitt der Schienen gesteuert, welches einen Winkel (β) größer als der Bezugswinkel einschließt.
Verfahren nach Anspruch 9, worin die Motoren (12, 20) durch die Steuereinrichtungen (70, 72, 74) in Positions-gesteuerter Weise auf einem Abschnitt der Schienen in Abhängigkeit voneinander gesteuert werden, das einen Winkel (β) mit der Horizontalen einschließt, welcher kleiner als der Bezugswinkel ist; und die Motoren durch die Steuereinrichtungen in Kraft-gesteuerter Weise auf einem Abschnitt der Schienen unabhängig voneinander gesteuert werden, das einen Winkel (β) größer als der Bezugswinkel einschließt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, worin mindestens während des Kraft-gesteuerten Antriebes der Motoren (12, 20) die Geschwindigkeit der Bewegung der Trägervorrichtung (6) unter einem voreingestellten Grenzwert überwacht wird, wobei die Anordnung derart ist, dass bei Ausfall eines der Motoren das Verschiebegerät angehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, worin zwei Bezugswinkel (α₁, α₂) voreingestellt werden, ein erster Bezugswinkel zum Umschalten von der Positions-gesteuerten Steuerung der Motoren (12, 20) auf die Kraft-gesteuerte Steuerung benutzt wird, und ein zweiter Bezugswinkel zum Umschalten von der Kraft-gesteuerten Steuerung der Motoren auf die Positions-gesteuerte Steuerung verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, worin die Belastung der beiden Motoren (12, 20) festgestellt wird, und zwar mindestens während der kraftgesteuerten Steuerung, und wenn die festgestellte Kraft in mindestens einem der Motoren einen voreingestellten Grenzwert überschreitet, ein Warnsignal durch die Steuereinrichtung (70) erzeugt wird.