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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage, insbesondere zur Personen- und/oder Lastenbeförderung.
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Technischer Hintergrund
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Die Fahrkörbe von Aufzugsanlagen werden bislang über Hängekabel mit elektrischer Energie versorgt. Die elektrische Energie dient unter anderem zur Beleuchtung des Fahrkorbs und Versorgung der Steuerungseinrichtung mit Energie. Hochwertige Aufzugsanlagen verfügen zudem über eine Klimatisierung der Kabinen. Bei sehr hohen Gebäuden ist die Klimatisierung auch mit einer Druckregulierung der Kabinen kombiniert. Diese Einrichtungen erfordern einen sehr hohen Energieeinsatz. Allerdings ist der Einsatz der Hängekabel insbesondere bei sehr hohen Aufzugsanlagen aufgrund des Gewichts und der Neigung zum Schwingen problematisch, so dass Alternativen zur Verwendung des Hängekabels gewünscht sind. Schleifkontakte weisen den Nachteil des großen Verschleißes und Geräuschentwicklung auf. Hängekabel sind bei Aufzugsanlagen mit zwei oder mehreren Fahrkörben pro Aufzugsschacht in der Regel ungeeignet.
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Aus der
EP 1 272 418 B1 ist ein Aufzug mit einer Notstromversorgungseinrichtung bekannt. Die Notstromversorgungseinrichtung weist eine Energiespeichereinheit für elektrische Energie auf, welche kurzzeitige Netzspannungsabfälle oder -unterbrechungen überbrückt und bei Ausfall der Netzspeisung die Durchführung einer Evakuationsfahrt zur nächsten Haltestelle gewährleistet.
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Die Ladezeiten solcher Energiespeichereinheiten sind bislang noch vergleichsweise groß; wenn durch solche Energiespeichereinheiten die vollständige Energieversorgung ohne Hängekabel und Schleifkontakte sichergestellt werden soll, so könnten lediglich die Verweilzeiten an einer Haltestelle zum Aufladen benutzt werden. Bei hocheffektiven Aufzugsanlagen sind die Verweilzeiten jedoch minimal und daher als alleinige Gelegenheit für die Aufladung zu kurz.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Konzept für Fahrkörbe von Aufzugsanlagen zu entwickeln, welches ohne Hängekable auskommt. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch eine Aufzugsanlage nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 9; bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Demnach umfasst eine Aufzugsanlage zumindest einen in einem Aufzugsschacht verfahrbaren Fahrkorb, insbesondere mehrere, in einem Aufzugsschacht verfahrbare Fahrkörbe. Am Fahrkorb ist jeweils zumindest eine Versorgungseinheit zur Versorgung des Fahrkorbs, insbesondere mit Energie, Material und/oder Daten, vorgesehen. Erfindungsgemäß umfasst die Aufzugsanlage eine Wechselanordnung, welche eingerichtet ist zum Durchführen eines Wechselvorgangs der Versorgungseinheit am Fahrkorb, nämlich zum Entfernen der Versorgungseinheit vom Fahrkorb und/oder zum Anbringen der Versorgungseinheit am Fahrkorb.
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Der Kern der Erfindung liegt nun insbesondere darin, die Fahrkörbe mit auswechselbaren Versorgungseinheiten zu versehen, welche zum Aufladen vom Fahrkorb entnommen werden und in insbesondere einer ortsfesten Ladeeinrichtung aufgeladen werden. Dabei können die recht kurzen Aufenthalte in einer Haltestelle dazu genutzt werden, lediglich die Versorgungseinheiten auszuwechseln; der länger dauernde Ladevorgang der Versorgungseinheiten hingegen kann unabhängig von der Verweildauer des Fahrkorbs an einer Haltestelle erfolgen. Somit ist es möglich, große Mengen von Energie, Material oder Daten innerhalb kurzer Zeit auf den Fahrkorb zu übertragen. Auf eine kontinuierliche Versorgungsleitung, beispielsweise durch ein Hängekabel oder durch Schleifkontakte, die über den gesamten Fahrweg zur Verfügung stehen, kann somit verzichtet werden.
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In der Versorgungseinheit kann insbesondere elektrische Energie gespeichert werden. Ferner die Speicherung von Druckluft oder Kaltluft als Material denkbar, mit der eine am Fahrkorb angebrachte Klimaanlage betrieben wird. Auch kann Kondenswasser aus der Klimaanlage über eine Versorgungseinheit abgeführt werden. Auch das Anbringen von Ballast (z.B. Ausgleichsgewichten) als Material kann auf die vorgeschlagene Weise erfolgen.
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Vorzugsweise weist die Wechselanordnung eine Fahrkorbeinheit, eine Schachteinheit und eine Umsetzeinheit auf. Die Fahrkorbeinheit ist fest am Fahrkorb angebracht und die Schachteinheit ist fest am Aufzugschacht angebracht. Die Umsatzeinheit ist eingerichtet, die Versorgungseinheit zwischen einer ersten Stellung an der Fahrkorbeinheit und einer zweiten Stellung an der Schachteinheit umzusetzen. Der Begriff Aufzugsschacht ist hierbei weit zu verstehen und umfasst im Wesentlichen sämtliche ortsfesten Einrichtungen der Aufzugsanlage, insbesondere einen separate Maschinen- oder Wartungsraum.
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Die Umsetzeinheit umfasst vorzugsweise ein Greifer, der eingerichtet ist, eine feste Verbindung zwischen der Umsetzeinheit und der Versorgungseinheit herzustellen. Der Greifer ist zwischen einer ersten Greiferstellung und einer zweiten Greiferstellung verfahrbar. In der ersten bzw. zweiten Greiferstellung ist der Greifer jeweils so angeordnet, dass die daran befestigte Versorgungseinheit in deren ersten bzw. zweiten Stellung ist.
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Die Fahrkorbeinheit umfasst Mittel zum Entnehmen der Energie, des Materials oder der Daten, die in der Versorgungseinheit geladen sind. Die Schachteinheit umfasst Mittel zum Beladen der Versorgungseinheit mit Energie, Material oder Daten. Dies kann durch eine Kupplung erfolgen.
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Die Kupplung ist je nach Art der Beladung zu gestalten. Eine Kupplung für elektrische Energie ist beispielsweise eine Steckverbindung oder ein Druckkontakt; eine Druckluftkupplung ist für die Übertragung von Druckluft als Material geeignet. Für Daten können jegliche drahtgebundenen Kupplungen verwendet werden, die für elektrische Verbindungen geeignet sind.
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Vorzugsweise ist die Wechselanordnung eingerichtet, dass durch das Überführen der Versorgungseinheit in die erste bzw. zweite Stellung die Versorgungseinheit in einen Zustand überführt wird, in dem ein Energie-, Material- und/oder Datenaustausch mit der Fahrkorbeinheit bzw. der Schachteinheit ermöglicht ist.
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Dabei ist die Wechselanordnung vorzugweise eingerichtet, den Wechselvorgang im laufenden Betrieb des Fahrkorbs durchzuführen. Damit ist insbesondere gemeint, dass der Fahrkorb während des Wechselvorgangs weiterhin die Transportaufgaben zu Personen- oder Lastenbeförderung durchführen kann, ohne dass es dabei zu einer merklichen Verzögerung im Betrieb kommt.
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Vorzugsweise ist die Wechselanordnung dazu eingerichtet, den Wechselvorgang während eines regulären Türöffnungszyklus durchzuführen. Insbesondere ist dabei die Dauer eines Wechselvorgangs nicht größer als die minimale Dauer eines Türöffnungszyklus.
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Es wird der reguläre Halt in einer Haltestelle dazu genutzt, dass neben dem Ein- und Aussteigen von Passagieren auch die Versorgungseinheit ausgetauscht werden kann. Bei optimaler Nutzung des Türöffnungszyklus ergibt sich folglich keine Verzögerung durch den Wechselvorgang. Die Dauer des Wechselvorgangs wird hierbei definiert als der Zeitraum, in dem der Fahrkorb aufgrund des Wechselvorgangs an einer Weiterfahrt gehindert ist. Der Wechselvorgang umfasst dabei nicht zwangsläufig das vollständige Einbringen der Versorgungseinheit in eine schachtseitige Ladestation.
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Vorzugsweise erfolgt während eines ersten Türöffnungszyklus das Entfernen einer ersten Versorgungseinheit vom Fahrkorb. Während eines zweiten nachfolgenden Türöffnungszyklus erfolgt das Anbringen einer zweiten Versorgungseinheit an den Fahrkorb.
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Dadurch, dass lediglich innerhalb eines Türöffnungszyklus entweder das Entfernen von dem Fahrkorb oder das Anbringen der Versorgungseinheit an den Fahrkorb erfolgt, können auch recht kurze Türöffnungszyklen einen Wechselvorgang ermöglichen. Bei einem solchen Verfahren ist es ferner bevorzugt, dass stets eine (weitere) Versorgungseinheit am Fahrkorb verbleibt, welche die Versorgung des Fahrkorbs während der Zwischenzeit sicherstellt, in der zwar die erste Versorgungseinheit schon entfernt ist, die zweite Versorgungseinheit aber noch nicht angebracht ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgen das Entfernen einer ersten Versorgungseinheit vom Fahrkorb und das Anbringen einer zweiten Versorgungseinheit an den Fahrkorb während eines einzigen Türöffnungszyklus. Dies hat den Vorteil, dass nach einem Türöffnungszyklus eine entladene Versorgungsarbeit vollständig durch eine geladene Versorgungseinheit ersetzt ist. Es ist hierbei dann nicht zwangsläufig erforderlich, dass eine weitere Versorgungseinheit am Fahrkorb verbleibt, um die Versorgung während des Austausches sicherzustellen. Eine einzige Aufnahmeeinheit (Fahrkorbeinheit) zur Aufnahme der Versorgungseinheit am Fahrkorb kann ausreichen.
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Bevorzugt ist eine stationäre Versorgungsleitung im Aufzugschacht angebracht, welche eingerichtet ist, den Fahrkorb für die Dauer eines Wechselvorgangs zu versorgen. Insbesondere wenn lediglich eine Fahrkorbeinheit vorgesehen ist kann es dazu führen, dass keine Versorgungseinheit während des Wechselvorgangs am Fahrkorb angeordnet ist. Für diesen Zeitraum stellt die stationäre Versorgungsleitung die entsprechende Versorgung des Fahrkorbs sicher.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern einer Aufzugsanlage, insbesondere einer Aufzugsanlage der vorgenannten Art. Die Aufzugsanlage umfasst zumindest einen, insbesondere mehrere, in einem Aufzugsschacht verfahrbare Fahrkörbe. Am Fahrkorb ist zumindest eine Versorgungseinheit zur Versorgung des Fahrkorbs, insbesondere mit Energie, Material und/oder Daten, angebracht. Anhand eines Steuerungsprogramms wird unter Berücksichtigung von Benutzereingaben einem Fahrkorb eine Zielhaltestelle zugewiesen. Wenn der Fahrkorb diese Zielhaltestelle passiert, wird der Fahrkorb dort abgebremst, so dass insbesondere Personen an dieser Zielhaltestelle den Fahrkorb betreten oder verlassen können. Erfindungsgemäß erfolgt das Zuweisen einer Haltestelle als Zielhaltestelle nun unter Berücksichtigung des Ladezustands der Versorgungseinheit. Weiter vorzugsweise erfolgt das Zuweisen als Zielhaltestelle unter Berücksichtigung von freien Ladekapazitäten an dieser Haltestelle.
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Insbesondere befindet sich an einer Zielhaltestelle die Schachteinheit, an der die Versorgungseinheit aufgeladen werden kann. Im Falle, dass die Versorgungseinheit in Kürze entladen ist, ist ein baldiger Wechselvorgang erforderlich. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird nun überprüft, welche Haltestelle über eine Wechseleinrichtung verfügt, deren Schachteinheit derzeit bereit für die Aufnahme einer entladenen Versorgungseinheit ist. Ist eine solche Haltestelle ermittelt, so kann diese als Zielhaltestelle festgelegt werden, die beim nächsten Passieren vom Fahrkorb angefahren wird. Dann wird ein Wechselvorgang durchgeführt. Insofern wird diese Zielhaltestelle gleichgesetzt mit anderen Haltestellen, die aufgrund einer Benutzereingabe als Zielhaltestelle festgelegt wurden und vom Fahrkorb anzufahren sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert, hierin zeigt
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1 eine erfindungsgemäße Aufzugsanlage in einer ersten Ausgestaltung in den unterschiedlichen Situationen während der Umsetzung einer Versorgungseinheit;
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2 eine erfindungsgemäße Aufzugsanlage in einer zweiten Ausgestaltung in den unterschiedlichen Situationen während der Umsetzung einer Versorgungseinheit;
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3 alternative Umsetzeinheiten, geeignet für die Aufzugsanlagen nach den 1 und 2.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1a zeigt eine erste erfindungsgemäße Aufzugsanlage 1. Diese umfasst einen Fahrkorb 3, welcher in einem Aufzugsschacht, hier dargestellt durch zwei Schachtwände 2, entlang eines vertikalen Fahrweges F verfahrbar ist. Zur Versorgung mit elektrischer Energie sind am Fahrkorb 3 eine erste und eine zweite Versorgungseinheit 4‘, 4‘‘ angebracht. Über jeweils eine Kupplung 15 erfolgt der Austausch von elektrischer Energie von der jeweiligen Versorgungseinheit 4‘, 4‘‘ auf den Fahrkorb 3. Im Fahrbetrieb wird die elektrische Energie zur Beleuchtung oder Steuerungszwecken verwendet. Der Antrieb des Aufzugs wird über einen nicht dargestellten Linearantrieb bewirkt.
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Die in den Versorgungseinheiten gespeicherte Energie ist endlich. Zum Aufladen der Versorgungseinheiten werden diese vom Fahrkorb 3 entnommen und in ortsfesten Ladestationen am Aufzugsschacht verbracht. Dazu weist die Aufzugsanlage 3 eine Wechselanordnung 10 auf.
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Die Wechselanordnung 10 weist eine erste und eine zweite Fahrkorbeinheit 11‘, 11‘‘ auf, die jeweils am Fahrkorb 3 angebracht sind und jeweils eine Versorgungseinheit 4‘, 4‘‘ aufnehmen können. Die Versorgungseinheiten 4 versorgen über die bereits angesprochenen Kupplungen 15 den Fahrkorb 3 mit Energie. Die erste Fahrkorbeinheit 11‘ ist oberhalb der Kabine des Fahrkorbs 3 angeordnet, die zweite Fahrkorbeinheit 11‘‘ ist unterhalb der Kabine des Fahrkorbs 3 angeordnet, wobei andere Arten der Anordnung ohne weiteres möglich sind.
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Die Wechselanordnung 10 umfasst eine erste und eine zweite Umsatzeinheit 13‘, 13‘‘ zum Umsetzen der ersten bzw. zweiten Versorgungseinheit 4‘, 4‘‘ von ersten bzw. zweiten Fahrkorbeinheit 11‘, 11‘‘ zu einer entsprechenden ersten bzw. zweiten Schachteinheit 12‘, 12‘‘, die am Aufzugsschacht 2 angebracht sind. Die Schachteinheiten stellen die Ladestationen dar; über eine Kupplung 15 an der Schachteinheit 12‘, 12‘‘ wird die Versorgungseinheit 4 zum Laden mit elektrischer Energie versorgt.
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Die erste bzw. zweite Umsetzeinheit 13‘, 13‘‘ weist einen ersten bzw. zweiten Greifer 14‘, 14‘‘ auf, welcher jeweils zwischen einer ersten, der Fahrkorbeinheit 11 zugewandten, Greiferstellung und einer zweiten, der Schachteinheit 12 zugewandten, Greiferstellung verfahrbar ist. 1a zeigt die beiden Greifer 14 jeweils in deren zweiten Greiferstellung.
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Während des Betriebs der Aufzugsanlage 10 ist in jedem Betriebszustand zumindest an einer der Fahrkorbeinheiten 11 eine Versorgungseinheit 4 angebracht, in 1a ist die erste Versorgungseinheit 4‘ an der ersten Fahrkorbeinheit 11’ angebracht. Rechtzeitig bevor die erste Versorgungseinheit 4‘ keine Energie gespeichert hat wird ein Wechselvorgang eingeleitet. Hierzu fährt der Fahrkorb 3 zunächst in eine Haltestelle ein, welche mit einer erfindungsgemäßen Wechselanordnung 10 ausgestattet ist. Unbemerkt von den Fahrgästen, die den Fahrkorb 3 verlassen oder betreten, wird die erste Versorgungseinheit 4‘ gegen eine zweite Versorgungseinheit 4‘‘ ausgetauscht. Der erste Greifer 14 fährt nun in dessen erste Greiferposition (1b) und greift die an der Fahrkorbeinheit 11 angebrachte erste Versorgungseinheit 4‘, wodurch eine feste Verbindung zwischen dem ersten Greifer 14‘ der ersten Versorgungseinheit 4‘ hergestellt wird. Im Wesentlichen zeitgleich bringt die Wechselanordnung 10 durch Verlagern des zweiten Greifers 14‘‘ die zweite Versorgungseinheit 4‘‘ aus deren zweiten Stellung an der zweiten Schachteinheit 12‘‘ in deren erste Stellung an der zweiten Fahrkorbeinheit 11‘‘. Durch Anbindung mithilfe der Kupplung 15 wird eine energieübertragene Verbindung zwischen der zweiten Versorgungseinheit 4‘‘ und der zweiten Fahrkorbeinheit 11‘‘ hergestellt, so dass der Fahrkorb 3 nun durch die zweite Versorgungseinheit 4‘‘ versorgt wird.
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Anschließend wird die entladene erste Versorgungseinheit 4‘ von der ersten Fahrkorbeinheit 11‘ gelöst und zur ersten Schachteinheit 12‘ (1c) verbracht. Dort wird die erste Versorgungseinheit 4‘ geladen, während gleichzeitig der Fahrkorb die Haltestation dem Fahrweg F folgend verlässt.
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2a zeigt eine zweite erfindungsgemäße Aufzugsanlage 1, die weitgehend der Aufzugsanlage nach 1 entspricht; im Folgenden wird nur auf die Unterschiede eingegangen.
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Am Fahrkorb 3 ist lediglich eine Fahrkorbeinheit 11 angeordnet. Zudem umfasst Wechselanordnung 10 lediglich eine Umsetzeinheit 13 mit einem Greifer 14. Zunächst die wird die erste Versorgungseinheit 4‘ durch die Umsetzeinheit 13 von der Fahrkorbeinheit 11 entnommen und anschließend in die freie erste Schachteinheit 12‘ verbracht (2b). Anschließend fährt der Greifer 14 zur zweiten Schachteinheit 12‘‘ und greift dort die zweite, geladene Versorgungseinheit 4‘‘ und bringt diese zur Fahrkorbeinheit 11 (2c). Die Umsetzeinheit 13 ist hierbei entlang des Schachtes 2 verfahrbar und kann somit beide Schachteinheiten 12 bedienen.
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Da lediglich eine Fahrkorbeinheit 11 vorgesehen ist, ist in einer kurzen Zwischenzeit keine Versorgungeinheit 4 am Fahrkorb 3 angebracht. In dieser Zwischenzeit wird die Energieversorgung über eine stationäre Versorgungsleitung 16 sichergestellt. Eine Kontaktierung kann beispielsweise über einen Schleifkontakt erfolgen.
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In den Ausgestaltungen der 1 und 2 umfasst die Umsetzeinheit 13 einen Gurtförderer 17 und den daran angebrachten Greifer 14. In den nachfolgenden Figuren werden alternative Umsetzeinheiten vorgestellt, welche in den Aufzugsanlagen der 1 und 2 anwendbar sind.
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3a zeigt eine Umsetzeinheit 13, welche einen mehrgelenkigen Roboterarm 18 umfasst, an dessen Ende der Greifer 14 angebracht ist. Gezeigt ist eine Zwischenstellung des Greifers 14 zwischen der ersten und der zweiten Greiferstellung.
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3b zeigt eine Umsetzeinheit 13, welche einen ausschiebbaren Teleskoparm 19 umfasst, an dessen Ende der Greifer 14 angebracht ist. Gezeigt ist die erste Greiferstellung (3b oben) und die zweite Greiferstellung (3b unten).
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3c zeigt eine Umsetzeinheit 13, welche einen ausschiebbaren Scherenarm 20 umfasst, an dessen Ende der Greifer 14 angebracht ist. Gezeigt ist eine Zwischenstellung des Greifers 14 zwischen der ersten und der zweiten Greiferstellung.
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3d zeigt eine Umsetzeinheit
13, welche einen rückensteife Kette
21 umfasst, an dessen Ende der Greifer
14 angebracht ist. Eine solche Kette ist dem Grunde nach in der
DE 20 2012 001 762 U1 beschrieben und wird vielfach eingesetzt bei der automatischen Betätigung von Fenstern. Gezeigt ist die zweite Greiferstellung (
3b oben) und die erste Greiferstellung (
3b unten).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufzugsanlage
- 2
- Aufzugsschacht / Schachtwand
- 3
- Fahrkorb
- 4
- Versorgungseinheit
- 10
- Wechselanordnung
- 11
- Fahrkorbeinheit
- 12
- Schachteinheit
- 13
- Umsetzeinheit
- 14
- Greifer
- 15
- Kupplung
- 16
- Versorgungsleitung
- 17
- Gurtförderer
- 18
- Roboterarm
- 19
- Teleskoparm
- 20
- Scherenarm
- 21
- rückensteife Kette
- F
- Fahrtrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1272418 B1 [0003]
- DE 202012001762 U1 [0041]
