DE69020005T2

DE69020005T2 - Luftspalteinrichtung für linearen Ringmotor.

Info

Publication number: DE69020005T2
Application number: DE69020005T
Authority: DE
Inventors: Keiichiro Nakai; Yoshinori Nakanishi
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: EP0385254B1; AU620006B2; JPH02241352A; ES2025045T3; DE69020005D1; ES2025045A4; US5014826A; AU5011790A; EP0385254A1; JP2659582B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Linearmotor vom Toroidtyp aufweisend:
(a) ein bewegbares Element mit einer zylindrischen Durchgangsöffnung und ein stationäres Element, das sich durch die Durchgangsöffnung erstreckt,
(b) wobei der Linearmotor, wenn das bewegbare Element in Bewegung ist, Magnetkräfte liefert zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten, ringförmigen Luftspalts zwischen dem bewegbaren und dem stationären Element;
(c) und ein Abstützteil, das an dem bewegbaren Element befestigt ist und Berührung zwischen der Oberfläche der Durchgangsöffnung und dem stationären Element verhindern soll, wenn Magnetkräfte, die für Aufrechterhaltung des vorbestimmten, ringförmigen Luftspalts stark genug sind, nicht vorhanden sind.
Ein von einem derartigen Linearmotor angetriebener Aufzug ist bekannt.
Typischerweise wird eine sich vertikal erstreckende Säule, die an einem Gebäude befestigt ist, als das stationäre Element benutzt und ist das bewegbare Element zur Bewegung vertikal längs der Säule in einer Gegengewichtseinheit enthalten. Seilscheiben sind in dem oberen Bereich des Gebäudes drehbar befestigt. Seile, die die Gegengewichtseinheit und eine Aufzugskabine verbinden, sind durch die Seilscheiben geführt. Während sich die Aufzugskabine aufwärts und abwärts bewegt, halten im wesentiichen gleichmäßige Magnetkräfte zwischen der Säule und dem bewegbaren Element einen vorbestimmten Luftspalt dazwischen aufrecht. Wenn jedoch die Aufzugskabine angehalten ist, wird zwischen der Säule und dem bewegbaren Element keine Magnetkraft ausgeübt, so daß der Luftspalt möglicherweise nicht aufrechterhalten wird. Außerdem wird der Luftspalt möglicherweise nicht aufrechterhalten, wenn die Säule einen Stoß oder eine Schwingung erfährt. Deshalb sind bei einigen der konventionellen Aufzüge, die von einem Linearmotor vom Toroidtyp angetrieben sind, mehrere Rollen drehbar an der Oberseite und der Unterseite des bewegbaren Elements befestigt, und diese Rollen drehen sich und laufen an der Säule, um so den vorbestimmten Luftspalt aufrechtzuerhalten.
Bei solchen Aufzügen verursacht aber das Drehen der Rollen tendenziell Geräusche, wenn sich die Kabine bewegt. Da eine Säule normalerweise aus mehreren verbundenen Abschnitten gebildet ist, treten Geräusche insbesonder dann auf, wenn die Rollen über die Verbindungsstellen der Säule laufen. Derartige Geräusche können den Komfort der Aufzugsinsassen beeinträchtigen.
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, einen Linearmotor vom Toroidtyp bereitzustellen, bei dem ein Luftspalt zwischen dem bewegbaren Element und dem stationären Element aufrechterhalten ist, wobei die Geräusche verringert sind, wenn sich das bewegbare Element aufwärts und abwärts bewegt.
Der Linearmotor vom Toroidtyp gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
(d) daß das Abstützteil von dem stationären Element beabstandet ist, solange der vorbestimmte, ringförmige Luftspalt besteht;
(e) und daß das Abstützteil von dem stationären Element mit einer Distanz beabstandet ist, die Meiner ist als die Distanz zwischen der Oberfläche der Durchgangsöffnung und dem stationären Element.
Das Abstützteil kann mehrere Rollen aufweisen, die oben und unten an dem bewegbaren Element drehbar vorgesehen sind. Alternativ kann das Abstützteil Ringelemente aufweisen, die an der Oberseite und der Unterseite des bewegbaren Elements befestigt sind.
Wenn eine gleichmäßige Magnetkraft zwischen dem bewegbaren und dem stationären Element ausgeübt wird, wird der vorbestimmte, ringförmige Luftspalt normalerweise dazwischen aufrechterhalten, so daß das Abstützteil mit dem stationären Element überhaupt nicht in Berührung gebracht wird, wodurch durch die Berührung des Abstützteils mit dem stationären Element keine Geräusche auftreten. Wenn eine ungleichmäßige oder keine Magnetkraft zwischen dem bewegbaren und dem stationären Element ausgeübt wird oder wenn das stationäre Element einen Stoß oder eine Schwingung erfährt, kann das Abstützteil mit dem stationären Element in Berührung kommen, um zu verhindern, daß sich der Luftspalt unter einen vorbestimmten Wert verringert.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Aufzug, der eine Aufzugskabine und eine Gegengewichtseinheit aufweist, die beide an Seilen hängen, die über in dem oberen Bereich eines Gebäudes angeordnete Seilscheiben geführt sind, wobei der Aufzug einen Lineramotor vom Toroidtyp zum Antreiben der Gegengewichtseinheit und, über die Seile, der Aufzugskabine aufweist, wobei der Linearmotor wie hierin beschrieben konstruiert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Aufzugs, der von einem erfindungsgemäßen Linearmotor angetrieben wird;
Fig. 2 ist eine Ansicht, die eine erste bevorzugte Ausführungsform des bei dem Aufzug von Fig. 1 verwendeten Linearmotors zeigt;
Fig. 3 ist ein Schnitt, genommen entlang 3-3 von Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Ansicht, die eine zweite bevorzugte Ausführungsform des bei dem Aufzug von Fig. 1 verwendeten Linearmotors zeigt; und
Fig. 5 ist ein Schnitt, der entlang der Linie 5-5 von Fig. 4 genommen wurde.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Aufzug, der von einem Linearmotor angetrieben ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist in dem oberen Bereich eines Gebäudes ein Paar von Abstützachsen 10 angeordnet und erstreckt sich parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand. Jede der Abstützachsen 10 ist mit einem Paar von Seilscheiben 12 versehen, die parallel zueinander angeordnet sind und drehbar an den Abstützachsen 10 angebracht sind. Vier Seile 14 sind von den Seilscheiben 12 geführt. Ein Ende jedes Seiles 14 ist mit einer Aufzugskabine 16 verbunden, und dessen anderes Ende ist mit einer Gegengewichtseinheit 18 verbunden. Wenn sich die Aufzugskabine 16 nach oben bewegt, bewegt sich die Gegengewichtseinheit 18 nach unten, und wenn sich die Aufzugskabine 16 nach unten bewegt, bewegt sich die Gegengewichtseinheit 18 nach oben.
Ein Paar von vertikalen Führungsschienen 20 ist an dem Gebäude auf jeder Seite des Aufzugs parallel zueinander befestigt. Die Aufzugskabine 16 ist entlang der Führungsschienen 20 über Gleitelemente 22 oder Rollen geführt, die an den Seitenwänden der Aufzugskabine 16 vorgesehen sind.
Die Gegengewichtseinheit 18 weist einen rechteckigen Rahmen 24 auf und Gewichte 26, die an dem Rahmen 24 abgestützt sind. Ein bewegbares Element 28 und eine Bremsvorrichtung 30 sind auch an dem Rahmen 24 abgestützt. Das Gesamtgewicht der Gegengewichtseinheit 18 einschließlich dieser Teile ist normalerweise so eingestellt, daß es 1 ,5 mal das Gewicht der Aufzugskabine 16 ist.
Ein Paar von vertikalen Führungsschienen 32 ist parallel zueinander an beiden Seiten der Gegengewichtseinheit 18 angeordnet. Die oberen Enden der Führungsschienen 32 sind an dem Gebäude durch einen oberen Abstützträger 34 befestigt, und deren untere Enden sind an dem Gebäude befestigt. Gleitelemente 36 oder Rollen sind an zwei Seiten der Gegengewichtseinheit 18 vorgesehen, um sie entlang der Führungsschienen 32 zu führen.
Ein Linearmotor vom Toroidtyp, der als Antriebseinrichtung für den Aufzug dient, weist eine Säule (stationäres Element) 38 aus einer Aluminiumlegierung auf, die als Sekundärleiter dient, und das bewegbare Toroidelement 28, das als Primärleiter dient.
Die Säule 38 erstreckt sich vertikal. Das obere Ende der Säule 38 ist an dem oberen Abstützträger 34 über ein Säulenabstützelement 40 befestigt. Das untere Ende der Säule 38 ist an dem Gebäude über ein Säulenabstützelement 42 und einen Bodenabstützträger 44 befestigt.
Das bewegbare Element 28 besitzt eine zylinderförmige Durchgangsöffnung 28a, die sich in Richtung der Achse des bewegbaren Elements 28 erstreckt und die Säule 38 darin aufnimmt. Wie bei Linearmotoren vom Toroidtyp bekannt, wird zwischen dem stationären und dem bewegbaren Element infolge der dazwischen erzeugten Magnetkraft ein vorbestimmter, ringförmiger Luftspalt gebildet. Wie in den Figuren 2 bis 5 gezeigt, ist das bewegbare Element 28 so konstruiert, daß es sich vertikal bewegen kann, während ein vorbestimmter Luftspalt 11 zwischen der Außenfläche der Säule 38 und der Innenfläche der Durchgangsöffnung 28a des bewegbaren Elements 28 aufrechterhalten ist.
Wenn keine im wesentlichen gleichmäßige Magnetkraft zwischen der Säule 38 und dem bewegbaren Element 28 ausgeübt wird oder wenn die Säule einen Stoß oder eine Schwingung erfährt, kann es sein, daß das bewegbare Element 28 zu der Säule 38 nicht parallel ist, so daß es sein kann, daß der vorbestimmte Luftspalt nicht aufrechterhalten ist. Um den vorbestimmten Luftspalt aufrechtzuerhalten, sind sowohl oben als auch unten an dem bewegbaren Element 28 vier Rollen 48 vorgesehen.
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Rollen 46 je zwischen einem Paar von Abstützplatten 48, die von der Oberseite und der Unterseite des bewegbaren Elements 28 vorstehen, drehbar abgestützt. Die Rollen 46 sind so angeordnet, daß sie einen vorbestimmten Abstand 12 von der Säule 38 entfernt sind. Deshalb kommen die Rollen 46 mit der Säule 38 in Berührung, wenn der Luftspalt zwischen dem bewegbaren Element 28 und der Säule 38 verringert ist, um so zu verhindern, daß der Luftspalt geringer wird als der Abstand 11-12. Da die Rollen 46 von der Säule 38 um den vorbestimmten Abstand 12 getrennt sind, wenn eine gleichmäßige Magnetkraft zwischen dem bewegbaren Element 28 und der Säule 38 ausgeübt wird, ist es außerdem möglich, verglichen mit dem konventionellen Linearmotor, bei dem die Rollen 46 die Säule 38 permanent berühren, das durch das Drehen der Rollen 46 erzeugte Geräusch zu verringern.
Bei der zweiten Ausführungsform gemäß den Figuren 4 und 5 sind die Rollen 46 durch ein ringförmiges Element 50 ersetzt. Der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 50a des ringförmigen Elements 50 ist größer als der Außendurchmesser der Säule 38 und ist Meiner als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 28a des bewegbaren Elements 28.
Da, wie vorgehend angeführt, die an dem bewegbaren Element 28 befestigten Rollen 46 von der Säule 38 einen vorbestimmten Abstand entfernt angeordnet sind, wenn ein vorbestimmter, ringförmiger Luftspalt zwischen dem bewegbaren Element und der Säule 38 besteht, drehen sich die Rollen 46 nicht immer und laufen nicht immer an der Säule, während sich die Aufzugskabine 16 aufwärts und abwärts bewegt, wie oben angeführt. Deshalb ist es möglich, ein durch das Drehen der Rollen 46 erzeugtes Geräusch zu vermeiden und zu verhindern, daß der Luftspalt unter einen vorbestimmten Wert abnimmt. In den Fällen, in denen das ringförmige Element 50 die Rollen 46 ersetzt, ist der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 50a des ringförmigen Elements 50 größer als der Außendurchmesser der Säule 38 und ist kleiner als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 28a des bewegbaren Elements 28. Deshalb kommt das ringförmige Element 50 mit der Säule 38 überhaupt nicht in Berührung, während eine gleichmäßige Magnetkraft zwischen dem bewegbaren Element 28 und der Säule 38 ausgeübt wird. Folglich ist Geräusch vermieden, während ein Verringern des Luftspalts unter einen bestimmten Wert verhindert ist.

Claims

1. Linearmotor vom Toroidtyp, aufweisend:

(a) ein bewegbares Element (28) mit einer zylindrischen Durchgangsöffnung und ein stationäres Element (38), das sich durch die Durchgangsöffnung (28) erstreckt,

(b) wobei der Linearmotor, wenn das bewegbare Element (28) in Bewegung ist, Magnetkräfte liefert zum Aufrechterhalten eines vorbestinunten, ringförmigen Luftspalts (11; 13) zwischen dem bewegbaren und dem stationären Element (28, 38);

(c) und ein Abstützteil (46; 50), das an dem bewegbaren Element (28) befestigt ist und Berührung zwischen der Oberfläche (28a) der Durchgangsöffnung und dem stationären Element (38) verhindern soll, wenn Magnetkräfte, die für Aufrechterhaltung des vorbestimmten, ringförmigen Luftspalts (11; 13) stark genug sind, nicht vorhanden sind,

dadurch gekennzeichnet,

(d) daß das Abstützteil von dem stationären Element (38) beabstandet ist, solange der vorbestimmte, ringförmige Luftspalt besteht;

(e) und daß das Abstützteil (46; 50) von dem stationären Element (38) mit einer Distanz (12; 14) beabstandet ist, die kleiner ist als die Distanz (11; 13) zwischen der Oberfläche (28a) der Durchgangsöffnung und dem stationären Element (38).

2. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil mehrere drehbare Rollen (46) aufweist, die an beiden Enden des bewegbaren Elements (28) vorgesehen sind.

3. Linearmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß winkelmäßig beabstandete Rollen (46) an beiden Enden des bewegbaren Elements (28) vorgesehen sind.

4. Linearmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützteil ringförmige Teile (50) aufweist, die an beiden Enden des bewegbaren Elements (28) vorgesehen sind.

5. Aufzug, der eine Aufzugskabine (16) und eine Gegengewichtseinheit (18) aufweist, die beide an Seilen (14) hängen, die über in dem oberen Bereich eines Gebäudes angeordnete Seilscheiben (12) geftihrt sind, wobei der Aufzug einen Linearmotor vom Toroidtyp zum Antreiben der Gegengewichtseinheit (18) und, über die Seile (14), der Aufzugskabine (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor so ausgebildet ist, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 angegeben.