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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Aufzug gemäß
dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die Betriebsleistung eines Aufzugs erhält man im allgemeinen
von einem sich drehenden Elektromotor, der verwendet wird, um
eine an einem Hubseil aufgehängte Auf zugskabine anzutreiben.
Das Hubseil läuft über eine Antriebsscheibe, die von dem
Elektromotor gedreht wird, und möglicherweise über
Umlenkrollen, wobei ein Gegengewicht am anderen Ende des Hubseils
aufgehängt ist. Der Elektromotor ist entweder direkt oder über
ein Getriebe mit der Welle der Antriebsscheibe verbunden. Die
Aufzugsmaschine, das heißt der Elektromotor, das Getriebe und
möglicherweise das Bedienungssystem des Elektromotors, ebenso
wie die Auf zugssteuereinheit sind in einem getrennten Raum,
einem Maschinenraum, untergebracht, der normalerweise oben
auf den Aufzugsschacht aufgebaut ist.
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Eine andere Alternative besteht darin, einen Linearmotor zu
verwenden. Beispielsweise zeigt die US-Veröffentlichung
5,062,501 einen Aufzug, in welchem die Primärschaltung eines
Linearmotors im Gegengewicht des Aufzugs angeordnet ist,
während ein Sekundärteil, der die Sekundärschaltung des
Linearmotors bildet und der eine Länge aufweist, die gleich der
Schachtlänge ist, im Aufzugsschacht montiert ist. Wenn ein
Linearmotor verwendet wird, muß kein getrennter Platz für die
Aufzugsmaschine oben auf dem Schacht bereitgestellt werden,
da diese Lösung nur eine Umlenkrolle erfordert, über die das
Hubseil läuft. Linearmotoren wurden für viele andere
Anwendungen vorgeschlagen und verwendet, in denen eine im
wesentlichen geradlinige Bewegung erzielt werden soll.
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Ein Problem bei einer Ausrüstung, die einen Linearmotor
verwendet, besteht in der Montage und dem Abstützen der langen
Sekundärkomponente. Die Sekundärschaltung ist normalerweise
aus mehreren aufeinanderfolgenden Elementen zusammengesetzt,
die miteinander verbunden und geeignet an Trägerstrukturen
befestigt sind. Beispielsweise kann in einem Aufzug der
Sekundärteil eine Länge von einigen zehn Metern haben, was es
schwierig macht, den Sekundärteil am Ort im Aufzugsschacht
zusammenzubauen und zu installieren. Andererseits sollte bei
Aufzugsanwendungen der Linearmotor nicht zu viel des
Querschnittsgebietes des Aufzugsschachtes belegen, da ansonsten
der durch das Weglassen eines Maschinenraums gesparte Platz
im Aufzugsschacht verschwendet wird. In einem hohen Gebäude
kann sogar eine leichte Zunahme der Querschnittsfläche des
Schachtes mehr Stockwerksfläche beanspruchen als ein
Maschinenraum.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen neuen Aufzug
zu schaffen, der durch einen Linearmotor betrieben wird,
dessen Sekundärschaltung leicht im Schacht zu installieren ist
und nur einen minimalen Teil seiner Querschnittsfläche
belegt. Um dies zu erzielen, ist die Erfindung gekennzeichnet
durch die Merkmale, die im kennzeichnenden Teil von Anspruch
1 angegeben sind. Vorteilhafte Ausführungsformen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Läsung der Erfindung erlaubt eine einfache Produktion der
langen sekundären Komponenten für Linearmotoren in Aufzügen.
Die flexible bandartige Sekundärschaltung kann in voller
Länge in der Fabrik hergestellt und für den Transport
aufgerollt werden. Die Installation der Sekundärkomponente im
Aufzugsschacht ist leicht, da keine aufeinanderfolgenden Teile
miteinander verbunden werden müssen, sondern das Band nur an
seinen Enden an Trägerstrukturen befestigt werden muß. Die
flache Struktur des Bandes benötigt keinen zusätzlichen Raum
in der Tiefe des Schachtes und der Motor kann im Gegengewicht
untergebracht werden. In einer Anwendung, bei der die
Sekundärkomponente des Linearmotors zwischen zwei Hälften eines
aufgespaltenen Stators eingepaßt wird, ist die
Sekundärkomponente leicht, da es möglich ist, eine Konstruktion ohne eine
Eisenschaltung zu verwenden.
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Im folgenden wird die Erfindung im Detail mit Hilfe einiger
ihrer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufzug in einer
perspektivischen Ansicht;
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Figur 2 zeigt eine Linearmotorkonstruktion gemäß der
Erfindung;
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Figur 3 zeigt eine andere Linearmotorkonstruktion gemäß der
Erfindung;
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Figur 4 zeigt die Führungen, die zwischen den primären und
sekundären Schaltungen vorgesehen sind.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, bewegt sich die Aufzugskabine 1,
aufgehängt an Hubseilen 2, in einem Aufzugsschacht. Die
Hubseile 2 sind an dem überkopfbalken 3 des Kabinenrahmens, der
die Aufzugskabine trägt, befestigt. Die Hubseile laufen über
eine Umlenkrolle 4, die im oberen Teil des Aufzugsschachtes
montiert ist, wobei das andere Ende der Seile an einem
Gegengewicht 5 befestigt ist. Der Aufzugsschacht ist mit
Führungsschienen 6 und 7 für die Aufzugskabine 1 und das Gegengewicht
5 versehen. Die Führungen der Kabine und des Gegengewichtes
lehnen sich gegen die Führungsschienen, um eine seitliche
Bewegung zu verhindern.
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Im Gegengewicht ist die Frimärwindung 8 des Linearmotors
untergebracht. Die Primärwindung wird als Doppelstruktur
hergestellt, so daß der Motor getrennte Windungen auf der Seite,
die der Schachtwand gegenübersteht, und auf der Seite, die
der Auf zugskabine gegenüber steht, aufweist. Zwischen den
zwei Hälften der Primärwindung ist ein Luftspalt, der sich
vertikal durch das Gegengewicht erstreckt, wobei die
bandartige Sekundärwindung so befestigt ist, daß sie durch diesen
Luftspalt läuft. Das Band 9, das die Sekundärwindung des
Motors bildet, ist mit elastischen Befestigungselementen 10
oben und unten am Schacht befestigt, so daß die
Sekundärkomponente immer mit einer geeigneten Straffheit gespannt
bleibt. In diesem Fall ist die Sekundärkomponente so
montiert, daß sie zentral durch das Gegengewicht verläuft, wobei
die Hubseile an jeder Seite von ihr plaziert sind. Im Rahmen
der Erfindung sind auch andere Alternativen bei der
Plazierung der Sekundärwindung möglich.
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Das Gegengewicht 5 ist mit Magnetbremsen 13 versehen. Über
ein Kabel 12, das am Gegengewicht befestigt ist, ist die
Primärwindung des Motors mit einer
Aufzugssteuereinheitsschnittstelle 15 verbunden, die in der Schachtwand vorgesehen ist.
Die Aufzugskabine ist ebenso mit der Schnittstelle 15 mit
einem sich bewegenden Kabel 14 verbunden. Die Leistung, die von
der Primärseite des Linearmotors benotigt wird, wird über das
Kabel 12 geliefert, und der Motor wird durch ein
Motorantriebssystem gesteuert, das in der Aufzugssteuereinheit
plaziert ist. Der Linearmotor ist ein Induktionsmotor, in
welchem die Primärwindung einen Kurzschlußstrom in den
Sekundärwindungen induziert. Die Geschwindigkeit des Motors wird
eingestellt durch Variieren der Versorgungsfrequenz und/oder
Spannung des Frequenzwandlers oder Inverters, der den Motor
speist.
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Fig. 2 zeigt das strukturelle Prinzip des Linearmotors der
Erfindung. Der Stator, der in der Auf zugsanwendung, die in
Fig. 1 dargestellt wurde, im Gegengewicht plaziert ist,
besteht aus zwei parallelen plattenförmigen Hälften 21 und
22, die in einer Entfernung voneinander angeordnet sind. Der
Rahmen der Primärwindung ist aus Platten zusammengesetzt, um
die Magnetschaltung des Motors zu bilden und er ist mit
Rinnen 23 versehen, die in einer Richtung rechtwinklig zur
Bewegungsrichtung des Motors ausgerichtet sind, wobei die
Primärwindungen in diesen Rinnen plaziert sind. Zwischen den
beiden Hälften der Primärseite befindet sich die
Sekundärkomponente 9 des Motors, ein bandförmiges Element, das sich in
seiner Langsrichtung außerhalb des Primärteils erstreckt. Die
Breite des Bandes 9 ist im wesentlichen von derselben
Größenordnung
wie die des Statorkernpakets aus Preßteilen. Das Band
besteht aus einem Netz oder Gewebe 24, das eine
Trägerstruktur bildet, und beispielsweise aus Glasfaser oder Stahldraht
hergestellt ist. An jeder Seite der Trägerstruktur ist ein
netzartiges Geflecht 25 aus Aluminium oder Kupfer befestigt,
das die Sekundärwindung des Motors bildet. Die Primär- und
Sekundärteile sind durch einen Luftspalt getrennt. Die
Struktur, die durch die Trägerstruktur und die Windung gebildet
wird, ist in Längsrichtung flexibel, wohingegen sie in
Richtung ihrer Breite im wesentlichen gerade und unflexibel ist.
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Fig. 3 zeigt ein Diagramm, das eine andere Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In diesem Fall besteht der Primärteil
des Motors aus einem ringförmigen Eisenkern 31, in welchem
die Primärwindung 32 so befestigt ist, daß sie die Öffnung 33
umgibt, die innerhalb des Kerns ausgebildet ist. Die Windung
ist ringförmig, so daß keine Endverbindungen benotigt werden.
Innerhalb des Primärteils ist ein bandförmiger Sekundärteil
34 befestigt, der aus mehreren Schichten besteht und relativ
zum Primärteil bewegbar ist, wobei ein Luftspalt 38 zwischen
dem Primärteil und dem Sekundärteil vorgesehen ist. Die
Sekundärwindung des Linearmotors besteht aus leitenden
Aluminiumstangen 35, die die äußeren Schichten des Sekundärteils
bilden, die der Primärwindung gegenüberstehen. Die Stangen
sind an ihren Enden miteinander verbunden, um eine
Kurzschlußwindung zu bilden. Auf jeder Seite des bandförmigen
Sekundärteils sind unter den Aluminiumstangen Stahlstangen 36
angebracht, die den Eisenteil der Magnetschaltung der
Sekundärkomponente des Motors bilden. Zwischen den Stahlstangen in
der Mitte des Sekundärbandes ist ein Netz oder Gewebe 37, das
die Stützstruktur des Bandes bildet, und beispielsweise mit
Kautschuk belschichtet ist, um die Magnetschaltungen der
beiden Hälften des Sekundärteils gegeneinander zu isolieren.
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Fig. 4 zeigt eine Anordnung, die gestaltet ist, um einen
konstanten Luftspalt zwischen den Primär- und Sekundärteilen des
Linearmotors in der in Fig. 2 dargestellten Motorstruktur
aufrecht zu erhalten. In Fig. 4a) ist der Motor in einer
Draufsicht und in Fig. 4b) in einer Seitenansicht, gesehen
aus der Richtung der Ebene des Sekundärteils, dargestellt. An
den beiden Hälften 22 und 23 des Primärteils sind
Rollenführungen 41 und 42 befestigt, die sich auf ihren Achsen drehen
und entlang der Horizontaloberflächen 43 und 44 des
Sekundärteils rollen. Das Sekundärband wurde etwas breiter gemacht
als die Sekundärwindung selbst, wobei die Kanten aus einem
Material gemacht sind, das widerstandsfähig gegenüber dem
Verschleiß ist, der durch die Rollenführungen verursacht
wird. Alternativ dazu sind die Kanten des Bandes mit einem
abriebfesten Material in den Gebieten, die den Druck der
Rollenführungen aufnehmen, beschichtet. Eine entsprechende
Führungsstruktur wird auch in Verbindung mit der Ausführungsform
in Fig. 3 verwendet, um einen konstanten Luftspalt zwischen
den Primär- und Sekundärteilen zu halten. In einem bevorzugen
Fall ist der Motor nur mit Rollenführungen an den Enden des
Primärteils des Motors versehen.
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Die Erfindung wurde oben mit Hilfe einer ihrer
Ausführungsformen beschrieben. Diese Darstellung darf jedoch nicht
einschränkend verstanden werden, da vielmehr der Schutzumfang
der Erfindung frei innerhalb der Grenzen variieren kann, die
durch die folgenden Ansprüche definiert sind.