DE60007545T2

DE60007545T2 - Rotierende ausgelöste übergeschwindigkeits sicherheitsvorrichtung

Info

Publication number: DE60007545T2
Application number: DE60007545T
Authority: DE
Inventors: M. James DRAPER; E. Richard KULAK
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: DE60007545D1; EP1226084A1; WO2001030680A1; EP1226084B1; CN1384802A; US6457569B2; JP2003512275A; JP4834268B2; CN1221456C; US20010037920A1; TW595617U

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehbetätigung, welche einen herkömmlichen Aufzug-Fliehkraftregler ersetzt und die Funktion des Fliehkraftreglers erhält.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aufzugsysteme umfassen im allgemeinen eine Aufzugkabine, die durch ein Seilsystem einschließlich eines Traktionsantriebs gehalten ist. Die Kabine ist entlang von Führungsschienen geführt, so daß während dem Einsatz relativ wenig Querbewegung auf die Kabine ausgeübt wird. Wenigstens in Passagieraufzügen ist herkömmlich ein Bremssystem vorgesehen, um die Aufzugkabine anzuhalten, falls ein Zustand einer Geschwindigkeitsüberschreitung eintritt. Bremssysteme umfassen Betätigungsvorrichtungen, welche allgemein als Fliehkraftregler bekannt sind.
Die meisten aus dem Stand der Technik bekannten Aufzüge setzen Fliehkraftregler ein. Bei solchen Aufzugsystemen detektiert der Fliehkraftregler eine exzessive Geschwindigkeit der Kabine und betätigt Notstoppvorrichtungen, falls die Kabine einen Zustand zu hoher Geschwindigkeit (Übergeschwindigkeitszustand) erfährt. Herkömmliche Fliehkraftregler umfassen eine Fliehkraftregler-Rolle an einem oberen Ende des Fliehkraftregler-Systems, eine Spann-Seilscheibe an einem unteren Ende des Fliehkraftregler-Systems, und ein endloses Fliehkraftregler-Seil, welches um die Rolle und die Seilscheibe herum und zwischen diesen verläuft und sich im wesentlichen über die Länge des Fliehkraftregler-Systems erstreckt. Ein Teil des Fliehkraftregler-Seiles ist mit einer Sicherheitsverbindungseinrichtung verbunden, welche an dem Kabinenrahmen montiert ist. Wenn die Kabine hoch- oder runterfährt, bewegt sich das Fliehkraftregler-Seil derart, daß die Fliehkraftregler-Rolle gedreht wird.
Bei einem in dieser Weise konstruierten Aufzug dreht sich die Fliehkraftregler-Rolle mit einer Geschwindigkeit, welche höher als ihre vorbestimmte Geschwindigkeit ist, wenn die Kabine sich aus irgendeinem Grund mit einer Geschwindigkeit bewegt, welche höher als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist. Wenn sich die Fliehkraftregler-Rolle mit dieser höheren Geschwindigkeit dreht, werden paarweise Fliehgewichte oder Fliehkugeln, welche an einer Spindel rotieren, durch die Zentrifugalkraft nach außen beschleunigt. Wenn die Fliehgewichte oder Fliehkugeln nach außen beschleunigt werden, wird ein Übergeschwindigkeits-Schalter ausgelöst und die Leistung des Maschinenmotors ausgeschaltet, eine Bremse wird betätigt, und, falls ein weiterer Geschwindigkeitszuwachs auftritt, eine Kupplungsvorrichtung wird aktiviert, welche sich an das Fliehkraftregler-Seil klemmt, um die Sicherheitseinrichtungen zu aktivieren. Als Ergebnis wird der Aufzug abrupt, wenngleich sicher, angehalten.
Wenn der Weg des Aufzuges sehr lang ist, wird ein sehr langes Fliehkraftregler-Seil benötigt. Wenn die Seillänge ansteigt, steigen sowohl das Gewicht des Seiles als auch die Trägheitskraft, welche während einer Beschleunigung des Seiles erzeugt wird, an. Da diese Dinge ansteigen, steigen dementsprechend auch die Anforderungen an eine größere und leistungsfähigere Ausrüstung zum Abbremsen des Fliehkraftregler-Seiles an. Gleichermaßen benötigt eine größere Ausrüstung mehr Raum.
Modernere Fliehkraftregler-Vorrichtungen lassen die stationäre Fliehkraftregler-Rolle und das Fliehkraftregler-Seil weg und statten jede Aufzugkabine mit seinem eigenen, kleineren Regler aus. Nakagawa offenbart in US-Patent Nr. 5,377,786 einen Regler, der ein rotierendes Element umfasst, welches an einer Aufzugkabine derart montiert ist, daß es die Führungsschiene, entlang derer der Aufzug sich bewegt, rollend kontaktiert. Dieses rotierende Element ist durch einen Gürtel zu einem Betätigungsmittel durchgeschleift, welches den Stoppmechanismus betätigt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Elementes eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet.
Eine Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung, welche ein Paar von schwenkbar montierten Gegengewichten umfasst, welche fest an einem Rad angebracht sind, welches rollend mit einer Aufzug-Führungsschiene zusammenwirkt, ist in US-A-4,662,481 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in dem unabhängigen Anspruch definiert. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, welche als Beispiel gebend und nicht als beschränkend zu verstehen sind, und wobei gleiche Elemente in verschiedenen Figuren gleich nummeriert sind, wobei:
1 ist eine Explosionsansicht des Kupplungsgehäuses, des Reifens und der Rotationsbetätigung;
2 ist eine ausgeschnittene Seitenansicht des Kupplungsgehäuses, der Basisplatte, der Lager, welche die Basisplatte halten, und der Gegengewichte;
3 ist eine isometrische Ansicht der Rotationsbetätigung;
4A ist eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform, welche Lager geringer Reibung zeigt, welche zwischen das Gegengewicht und die Basisplatte zwischengelagert sind;
4B ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform, welche Lager geringer Reibung zeigt, welche zwischen das Gegengewicht und die Basisplatte zwischengelagert sind;
5 ist eine Aufsicht auf die Rotationsbetätigung;
6 ist eine Aufsicht auf das Gegengewicht und seinen Kontaktpunkt mit dem Kupplungsgehäuse; und
7 ist eine Explosionsansicht einer alternativen Ausführungsform der Rotationsbetätigung, welche zwei Sätze von Gegengewichten an einer Basisplatte zeigt, wie sie innerhalb eines Gehäuses eingepasst würden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die oben zusammengefasste und durch die aufgezählten Ansprüche definierte Erfindung wird besser verstanden, wenn auf die folgende, detaillierte Beschreibung Bezug genommen wird, welche in Verbindung mit den begleitenden Figuren gelesen werden sollte.
1 veranschaulicht eine Rotationsbetätigung 10. Die Rotationsbetätigung 10 umfasst ein Paar von Gegengewichten 12, welche an einer Basis 14 montiert sind und miteinander durch einen Kupplungsstab 16 verbunden sind. Die Basisplatte 14 ist drehbar innerhalb eines Kupplungsgehäuses 22 montiert und fest an einem Ende eines Schafts 28 angebracht. Ein gegenüberliegendes Ende des Schaftes 28 ist fest an einem drehbaren Reifen 20 montiert. Der Reifen 20 greift drehend in den Steg-Bereich einer T-förmigen Führungsschiene ein.
Die Basisplatte 14 dreht sich frei innerhalb des Kupplungsgehäuses 22, wie in 2 gezeigt, vorausgesetzt, die Gegengewichte 12 sind nicht zentrifugal in Kontakt mit dem Kupplungsgehäuse 22 getrieben. Der Schaft 28 ist fest an der Basisplatte 14 angebracht. Ein Basisplattenstab 30 ist fest an der Rückseite der Basisplatte 14 angebracht und ist in dem Raum des Schaftes 28 angeordnet. Lager 15 sind innerhalb eines Lagergehäuses 17 aufgenommen und erlauben somit der Basisplatte 14, sich frei innerhalb des Kupplungsgehäuses 22 zu drehen. Eine axiale Rotation des Kupplungsgehäuses 22 läßt einen Arm (nicht gezeigt) Aufzugsicherheitseinrichtungen aktivieren.
Bezugnehmend auf 3 wird nun eine Rotationsbetätigung 10 in genaueren Einzelheiten beschrieben. Jedes Gegengewicht 12 weist im allgemeinen eine zylindrische Form auf und ist derart dimensioniert und konfiguriert, um in das Kupplungsgehäuse 22 zu passen. Die Oberfläche des Gegengewichtes 12, welche über die Oberfläche der Basisplatte 14 gleitet, ist zu dem gleichen, glatten Finish poliert, wie die Oberfläche der Basisplatte 14, um den Reibungswiderstand während des Betriebs der Rotationsbetätigung 10 zu minimieren. In einer bevorzugten Ausführungsform, bezugnehmend auf die 4A und 4B, sind Buchsen 33 geringer Reibung zwischen die Basisplatte 14 und die Gegengewichte 12 für eine verbesserte Reibungsverringerung zwischengelagert. Das bevorzugte Konstruktionsmaterial für Buchsen 33 geringer Reibung ist Polytetrafluorethan oder ein ähnliches Material. Die Seiten der Gegengewichte 12 sollten nicht poliert sein, sondern sollten stattdessen eine rauhere Textur aufweisen, um den Reibungswiderstand zu maximieren, wenn die Gegengewichte 12 in eine Bremsfläche an der Innenseite des Kupplungsgehäuses 22 während des Betriebs der Rotationsbetätigung 10 eingreifen. Der Betrieb der Rotationsbetätigung 10 wird weiter unten in Einzelheiten beschrieben.
Wie in 5 veranschaulicht ist, sind Gegengewichte 12 an diametral gegenüberliegenden Seiten der Basisplatte 14 montiert. Jedes Gegengewicht 12 ist schwenkbar an der Basisplatte 14 an einem Punkt montiert, welcher nicht der Schwerpunkt des Gegengewichts 12 ist.
Jedes Ende des Kupplungsstabes 16 ist schwenkbar verbunden zu einem Punkt nahe der äußeren Kante der Querschnittsfläche jedes Gegengewichts 12. Der Kupplungsstab 16 ist zu den Gegengewichten 12 in einer solchen Weise verbunden, daß er ein Verschwenken jeden Gegengewichts 12 im Einklang ermöglicht. Ferner ist der Abstand und der Bewegungsweg jedes Gegengewichtes 12 symmetrisch in Bezug auf den anderen. Vorzugsweise ist die Gegenge wicht- 12 und Verbindungsstab-Anordnung 16 genau ausbalanciert, um Gravitationseffekte auszugleichen.
Eine Feder 34 wird eingesetzt, um die Gegengewichte 12 in der unbetätigten Position zu halten. Ein Ende der Feder 34 ist schwenkbar an einem der Gegengewichte 12 des Paares an einem der äußeren Kante des Gegengewichts 12 nahen Punkt angebracht. Das andere Ende der Feder 34 ist fest an der Basisplatte 14 angebracht. Die Feder 34 weist eine Spannung auf, welche der Geschwindigkeit korrespondiert, welche nötig ist, um die Rotationsbetätigung 10 auszulösen. In der vollständig unbetätigten Position definiert der Abstand zwischen der äußersten Kante des Gegengewichts 12 und einer inneren Wand 36 des Kupplungsgehäuses 22 einen Zwischenraum 37.
Der Betrieb der Rotationsbetätigung 10 hängt von der Rotationsgeschwindigkeit des Reifens 20 entlang der Führungsschiene ab. Die Rotationsbetätigung 10 wird durch ihre Rotation um einen axialen Schwerpunkt 32 bei einer solchen Winkelgeschwindigkeit ausgelöst, bei der sich die Feder 34 dehnt und die Gegengewichte 12 in Einklang miteinander aus ihren jeweiligen Schwenkpunkten 40 exzentrisch nach außen schwenken, um simultan mit der Innenwand 36 des Kupplungsgehäuses 22 zusammenzuwirken. Es wird nun auf 6 Bezug genommen, in der eine erste Linie 48 durch einen Kontaktpunkt 54 des Gegengewichts 12 mit der Innenwand 36 des Kupplungsgehäuses 22 verläuft und sich zu dem axialen Schwerpunkt 32 der Betätigung 10 erstreckt. Eine zweite Linie 50 verläuft durch denselben Kontaktpunkt 54 und erstreckt sich zu einem Schwenkpunkt 40. Die erste Linie 48 und die zweite Linie 50 definieren einen Winkel 38, welcher bewirkt, daß sich die Gegengewichte 12 gegen die Innenwand 36 des Kupplungsgehäuses „verkeilen" und in Eingriff mit der Innenwand 36 verbleiben.
Die Rotationsbetätigung 10 rotiert bei einer Winkelgeschwindigkeit um den axialen Schwerpunkt 32. Wenn sich die Gegengewichte 12 verschwenken und in die Innenwand 36 des Kupplungsgehäuses 22 eingreifen, wird ein Drehmoment auf das Kupplungsgehäuse 22 aufgrund der Winkelgeschwindigkeit und der Last an dem Reifen 20 übertragen. Die Übertragung des Drehmomentes auf das Kupplungsgehäuse 22 löst wiederum ein Eingreifen der Aufzugsicherheitseinrichtungen über einen Verbinder (nicht gezeigt) aus, wodurch bewirkt wird, daß die Aufzugkabine zum Stehen kommt.
Um die Aufzugsicherheitseinrichtungen wieder zu lösen, nachdem sie einmal eingegriffen haben, aufgrund eines Auslösens durch die Rotationsbetätigung 10, muss die Aufzugkabine in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden. Eine Bewegung der Aufzugkabine in die entgegengesetzte Richtung ermöglicht dem Reifen 20, in die Richtung entgegengesetzt der Richtung zu rollen, in der es gerollt ist während der Geschwindigkeitsüberschreitung, welche dazu geführt, daß die Rotationsbetätigung 10 ausgelöst wurde und in die Aufzugsicherheitseinrichtungen eingreift. Sobald der Reifen 20 anfängt, in die entgegengesetzte Richtung zu rollen, werden die Gegengewichte 12 „entkeilt" von der Innenwand 36 und die Feder 34 wird entspannt, wodurch sie ein Gegengewicht 12 (direkt) zurück in dessen Vor-Verschwenk-Position vorspannt. Wenn das erste Gegengewicht 12 in seine Vor-Verschwenk-Position zurückkehrt, bewegt sich der Verbindungsstab 16 und zieht das zweite Gegengewicht 12 zurück in seine Vor-Verschwenk-Position. Beide Gegengewichte 12 werden entkeilt und die Innenwand 36 des Kupplungsgehäuses 22 wird freigegeben und bewegt sich frei relativ zu der Basisplatte 14. Diese Bewegung in die entgegengesetzte Richtung gibt auch die Aufzugsicherheitseinrichtungen frei.
Ein Paar von Gegengewichten 12 wird so angeordnet, daß es die Aufzugkabine entweder beim Aufsteigen oder beim Absteigen anhalten kann. Ein zweites Paar von Gegengewichten 42 kann auch schwenkbar mit jedem Ende eines zweiten Verbindungsstabes 46 verbunden sein und an der Basisplatte 14 wie in 7 gezeigt montiert sein. Das zweite Paar von Gegengewichten 42 ist derart konfiguriert, daß es um den ersten Satz von Gegengewichten 12 und in das Kupplungsgehäuse 22 passt. Das zweite Paar von Gegengewichten weist die gleichen Eigenschaften und Dimensionen wie das erste Paar von Gegengewichten 12 auf, aber die Konfiguration der einzelnen Gewichte an der Basisplatte 14 ist „rückwärts". Mit anderen Worten sind die Gegengewichte 42 in einer solchen Weise montiert, dass das Rollen des Rades 20 in der gleichen Richtung, welche den ersten Satz von Gegengewichten 12 dazu veranlasst hat, betätigt zu werden und mit der Innenwand 36 des Kupplungsgehäuses 22 zusammenzuwirken, dem Gegengewicht 42 nicht ermöglicht, sich gegen das Kupplungsgehäuse 22 zu verkeilen. Dies liegt daran, daß der Winkel, der durch eine Linie definiert ist, welche sich von dem Kontaktpunkt des Gegengewichtes 42 und des Gehäuses 22 und des Drehpunktes 40 und einer radialen Linie, welche durch den Kontaktpunkt verläuft, nicht geeignet ist für die Gegengewichte 42, sich in dieser Richtung zu verkeilen. Der Reifen 20 dreht sich in dieselbe Richtung, in die eine zweite Feder 44 vorgespannt ist; daher wird der zweite Satz von Gegengewichten 42 nie betätigt werden. Um den zweiten Satz von Gegengewichten 42 zu betätigen, muss sich der Reifen 20 in die entgegengesetzte Richtung drehen. Zum Beispiel würde vorangehend eine Geschwindigkeitsüberschreitung bewirken, daß der erste Satz von Gegengewichten 12 sich verschwenkt und mit der Innenwand 36 des Kupplungsgehäuses 22 zusammenwirkt, wenn der Aufzug hinunter fährt. Nun müßte der Aufzug hinauf fahren und eine Geschwindigkeitsüberschreitung müßte auftreten, um zu bewirken, daß der zweite Satz von Gegengewichten 42 sich verschwenkt und mit der Innenwand 36 des Kupplungsgehäuses 22 zusammenwirkt.
Nachdem verschiedene, exemplarische Ausführungsformen der Erfindung derart beschrieben wurden, ist es ersichtlich, daß dem Fachmann verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen einfach einfallen. Solche Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen sollen, obwohl sie oben nicht ausdrücklich beschrieben sind, trotzdem beabsichtigt sein und dem Gedanken und dem Umfang der Erfindung implizit sein. Demgemäß ist die vorangehende Diskussion nur als veranschaulichend auszulegen; die Erfindung ist nur durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt und definiert.

Claims

Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung aufweisend: ein drehbares Rad (20); eine Basis (14), welche fest mit und in einer parallelen, Planaren Beziehung zu dem Rad verbunden ist; ein erstes Paar von Gegengewichten (12), welche an die Basis gekoppelt sind und durch eine Rotation des drehbaren Rades derart angetrieben werden, dass sie um eine Längsachse umlaufen, wobei beide Gegengewichte des ersten Paares von Gegengewichten zentrifugal betätigt werden, wenn das drehbare Rad in einer Richtung rotiert und eine vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit überschreitet; ein zweites Paar von Gegengewichten (42), welche an die Basis gekoppelt sind und durch eine Rotation des drehbaren Rades derart angetrieben werden, dass sie um die Längsachse umlaufen, wobei beide Gegengewichte des zweiten Paares von Gegengewichten zentrifugal betätigt werden, wenn das drehbare Rad in einer zweiten Richtung rotiert und dabei eine zweite vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit überschreitet; und ein Kupplungsgehäuse (22), welches relativ zu der Längsachse bewegbar ist, und welches an eine Aufzugssicherheitseinrichtung gekoppelt sein kann, und welches angrenzend an das erste und das zweite Paar von Gegengewichten angeordnet ist, so dass es mit einem der beiden Paare von Gegengewichten zusammenwirkt, wenn dieses zentrifugal betätigt wird, und von diesem angetrieben wird.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der Gegengewichte schwenkbar innerhalb des Kupplungsgehäuses an einem Drehpunkt (40) montiert ist, welcher um die Längsachse umläuft, und wobei die Drehpunkte der Gegengewichte nicht den Schwerpunkten der Gegengewichte entsprechen.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Drehpunkt jedes der Gegengewichte an der Basis ist.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend: einen Verbindungsstab (16), welcher schwenkbar mit beiden Gegengewichten des ersten Paares von Gegengewichten verbunden ist und welcher dem ersten Paar von Gegengewichten ermöglicht, im Einklang betätigt zu werden.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4, welche ferner eine Feder (34) umfasst, welche ein Gegengewicht des ersten Paares von Gegengewichten gegen ein zentrifugales Betätigen vorspannt.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Feder durch eine Feder mit einer anderen Federrate ersetzt werden kann, um eine Rotationsrate der Basis, welche benötigt wird, um eine Betätigung der Gegengewichte zu bewirken, zu ändern.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: zwei Verbindungsstäbe (16, 46), von denen jeder schwenkbar mit beiden Gegengewichten eines jeweiligen Paares der Paare von Gegengewichten verbunden ist und welche es jedem Paar von Gegengewichten ermöglichen, im Einklang zentrifugal betätigt zu werden.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei wenigstens ein Gegengewicht jeden Paares von Gegengewichten gegen eine zentrifugale Betätigung Feder-vorgespannt ist.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jedes Gegengewicht jedes der Paare von Gegengewichten schwenkbar an der Basis montiert ist.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche ferner Lager (15) umfasst, welche zwischen der Basis und dem Kupplungsgehäuse angeordnet sind.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche ferner Buchsen (33) geringer Reibung umfasst, welche zwischen den Gegengewichten und der Basis angeordnet sind.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Buchsen geringer Reibung aus Polytetrafluorethan gefertigt sind.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das drehbare Rad dazu ausgelegt ist, mit einer Führungsschiene zusammenzuwirken und an dieser entlang zu rollen.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Bewegung des Kupplungsgehäuses eine Aufzugsicherheitseinrichtung betätigen kann.
Übergeschwindigkeits-Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche ferner einen an dem Rad montierten Reifen umfasst.