DE3638247A1

DE3638247A1 - Hydraulischer aufzug und verfahren zum steuern eines hydraulischen aufzugs

Info

Publication number: DE3638247A1
Application number: DE19863638247
Authority: DE
Inventors: Ichiro Nakamura; Satoshi Kobayashi; Eiichi Sasaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-11-25
Filing date: 1986-11-10
Publication date: 1987-05-27
Also published as: KR870004895A; US4715478A; DE3638247C2; JPS62126087A; JPH0446877B2

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Aufzug und ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Aufzugs, bei dem der Druck von Drucköl, mit dem eine hydraulische Hebevorrichtung beaufschlagt werden soll oder das aus dieser Hebevorrichtung abgelassen werden soll, durch ein Durchflußregelventil geregelt wird und bei dem ein Förderkorb direkt oder indirekt durch die hydraulische Hebevorrichtung gehoben bzw. abgesenkt wird.

In der US-PS 39 55 649 ist zum Beispiel ein solcher gattungsgemäßer hydraulischer Aufzug beschrieben, bei dem die Geschwindigkeit des Förderkorbs gesteuert wird, indem der Durchfluß von Drucköl, das einem Hydraulikzyliner zugeführt oder aus diesem abgelassen werden soll, mittels eines Flußregelventils geregelt wird. Bei dieser Regelung werden die Steuerbefehle zum Verzögern bzw. Start- und Stopbefehle erlassen, nachdem erfaßt worden ist, daß der Förderkorb vorbestimmte Positionen passiert hat, woraufhin das Flußregelventil, das diese Befehle empfangen hat, die Flußregelung sequentiell durchführt. Diese Flußregelung erfolgt durch eine Drosselung und die Änderung des Öffnungsquerschnitts der Drossel. Die Leistung des hydraulischen Aufzuges wird dementsprechend durch die Flußregelcharakteristik des Flußregelventils und das Regelverfahren für das Flußregelventil bestimmt. In diesem Fall einer Flußregelung mit der Drossel wird ein geregelter Fluß Q durch folgende Gleichung (1) ausgedrückt: wobei a die Öffnungsfläche der Drossel, ρ die Öldichte Δ p die Differenz des Drucks vor und hinter der Drossel und C einen Flußkoeffizienten bedeuten.

Der Fluß Q verändert sich nicht nur in Abhängigkeit von der Druckdifferenz Δ P vor und hinter der Drossel, sondern auch in Abhängigkeit von der Öltemperatur, da der Flußkoeffizient C eine funktionale Abhängigkeit von der Öltemperatur aufweist. Das heißt, der Fluß durch das Durchflußregelventil und somit die Geschwindigkeit des Förderkorbs verändern sich in Abhängigkeit von der Last, die am hydraulischen Aufzug anliegt und der Öltemperatur. Dies bedeutet, wie in Fig. 4 dargestellt ist, daß selbst wenn der Förderkorb so eingestellt ist, daß er entlang einer Kennlinie I durch bestimmten Randbedingungen läuft, diese Kennlinie I sich verändert in eine Kennlinie II oder III, wenn die Betriebsbedingungen sich ändern. Die Kennlinie II entspricht dem Fall, in dem die Geschwindigkeit im Ganzen abnimmt und in dem die Zeit t _s ′, die der Aufzug benötigt, um in einer Etage anzukommen und während der der Förderkorb mit einer festgehaltenen niedrigen Geschwindigkeit fährt, länger wird als ein angemessener Wert t _s. Die Kennlinie III entspricht dem umgekehrten Fall, in dem unter extremen Bedingungen die Zeit, um eine Etage zu erreichen, Null wird und eine Haltmaßnahme während des Verzögerns beginnt. Beide Kennlinien sind für einen hydraulischen Aufzug unerwünscht. Genauer gesagt, in dem Fall, in dem die Zeitspanne, während der der Förderkorb mit geringer Geschwindigkeit läuft, lang ist, wird die Betätigungszeit des Aufzugs verlängert und die Passagiere im Aufzug werden denken, daß trotz der Verzögerung der Aufzug nicht bald halten wird. Andererseits steigt beim Hochfahren des Förderkorbs der Energieverlust durch Hitzeentwicklung, wodurch die Öltemperatur noch weiter erhöht wird. Folglich ändert sich die Geschwindigkeitskennlinie des Aufzugs weiter in Richtung auf eine Verlängerung des obenerwähnten Betätigungsintervalls, wodurch eine komfortable Aufzugfahrt verhindert und der Energiebedarf gesteigert werden. Darüberhinaus wird eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der Öltemperatur erforderlich, um den Energieverlust zu reduzieren, was wiederum die Kosten des Aufzugs erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Aufzug und ein Steuerverfahren für einen hydraulischen Aufzug anzugeben, mit denen die Fahrzeit verkürzt werden kann, um so die Fahrt angenehmer zu gestalten und mit denen ferner Energie und Kosten eingespart werden können.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Erfindungsgemäß weist der Aufzug auf: einen Fühler zum Erfassen mindestens entweder der Geschwindigkeit oder der Lage des Förderkorbs, Vorrichtung zum Erhalten der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Förderkorbs während dessen Beschleunigung von einem von dem Fühler erfaßten Wert auf und um eine Abweichung zwischen der aktuellen Fahrgeschwindigkeit und einer vorbestimmten Bezugsfahrgeschwindigkeit und Mittel zur Bestimmung einer Steuergeschwindigkeit für den Förderkorb während dessen Verzögerung auf der Grundlage des berechneten Ergebnisses, um so die Zeit, die erforderlich ist, um den Förderkorb an einer Etage ankommen zu lassen, einem vorbestimmten Wert anzunähern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 Im Diagramm eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzugs;

Fig.@V2 und 3 Ansichten jeweils verschiedener Ausführungsformen eines Fühlers für den erfindungsgemäßen hydraulischen Aufzug; und

Fig. 4 Ein Diagramm zur Erläuterung der Geschwindigkeitskennlinien von hydraulischen Aufzügen.

Gemäß Fig. 1 wird ein Förderkorb 1 von einer hydraulischen Hebevorrichtung 2 über ein Tragseil 7, Federn 8 a, 8 b und einer Seilrolle 6 getragen. Der Förderkorb 1 wird angehoben oder abgesenkt mittels Ölzufuhr bzw. dem Ablassen von Öl zu und von der hydraulischen Hebevorrichtung 2, die als Kolben- 4- und Zylinder-5-Einheit ausgebildet ist. Der Fluß des Drucköls von einer hydraulischen Druckwelle 18, das der hydraulischen Hebevorrichtung 2 zugeführt werden soll, wird mittels eines Durchflußregelventils 17 geregelt, während der Fluß des sich in der hydraulischen Hebevorrichtung 2 befindlichen Drucköls, das abgelassen werden soll, ebenfalls durch das Flußregelventil 17 geregelt wird. Die Bezugsziffer 3 bezeichnet einen Meßfühler zum Erfassen der Lage oder der Geschwindigkeit des Förderkorbes 1. Dieser Meßfühler 3 besteht aus Seilrollen 9 a und 9 b, die in Fahrtrichtung des Förderkorbs 1 innerhalb eines Fördertrums angeordnet sind. Ferner weist der Fühler ein Seil 10 auf, das über die beiden Seilrollen 9 a, 9 b geführt ist und das am Förderkorb 1 befestigt ist. Schließlich weist der Fühler eine Erfassungseinheit, zum Beispiel einen Codierer auf. Der Meßfühler 3 arbeitet so, daß die Seilrolle 9 a durch das Verfahren des Förderkorbs 1 angetrieben wird und die Drehgeschwindigkeit bzw. der Drehwinkel der Seilrolle durch den Detektor 11, z. B. einem Codierer, erfaßt wird.

Eine Speichereinheit 12 speichert zuvor Bezugsfahrgeschwindigkeiten ab, mit denen der Förderkorb 1 fahren sollte und Werte von Konstanten und Variablen, die für verschiedene Berechnungen erforderlich sind. Eine Wandlereinheit 13 wandelt das Analog- oder Pulszugsignal, das die Geschwindigkeit oder Lage des Förderkorbs 1 wiedergibt und vom Meßfühler 3 herrührt, in ein Digitalsignal um und liefert letzteres an eine Recheneinheit 14. Auf der Grundlage der in der Speichereinheit 12 gespeicherten Information, der Daten von der Wandlereinheit 13 und der Steuerung von einer Steuereinheit 15 berechnet die Rechnereinheit 14 die Lastbedingung und die Betriebsbedingungen des Aufzuges werden ständig verarbeitet und es wird ein Steuersignal zum weiteren Betätigen des Aufzugs geliefert. Die Steuereinheit 15 liefert die notwendigen Daten und steuert somit die hydraulische Druckwelle 18 und eine Steuereinheit 16 für das Regelventil 17 auf der Basis von Steuerbefehlen von den Druckschaltern 20 im Förderkorb 1, von einem Rufschalter in der Eingangshalle, Schalter 19 im Fördertrum und von der Rechnereinheit 14, wodurch der gesamte Betrieb des Aufzugs überwacht wird. Die Ventilsteuereinheit 16 steuert das Flußregelventil 17 auf der Basis der Befehle von der Steuereinheit 15.

Im folgenden wird der Betrieb des erfindungsgemäßen hydraulischen Aufzugs erläutert.

Beim Anheben des Förderkorbs 1 wird die hydraulische Pumpe mit konstantem Volumen der hydraulischen Druckwelle 18 mit einer konstanten Drehzahl betrieben, um so einen bestimmten Durchfluß von Drucköl durch das Flußregelventil 17 zu gewährleisten. Das Durchflußregelventil 17 zapft den Überschuß an Drucköl ab, der sich entwickelt derart, daß der zur Speisung der hydraulischen Hebevorrichtung 2 erforderliche Fluß von dem gelieferten Fluß abgezogen wird. Dementsprechend steigt der Abzapffluß gemäß der oben aufgeführten Gleichung (1), wenn die Last des hydraulischen Aufzugs steigt und die Druckdifferenz Δ P vor und hinter der Drossel größer wird oder die Öltemperatur steigt, wodurch der Flußkoeffizient C vergrößert wird, wodurch der zur hydraulischen Hebevorrichtung 2 anzuliefernde Fluß abnimmt. Das heißt, der Zustand wechselt von Kennlinie I in die Kennlinie II in Fig. 4.

Andererseits wird beim Absenken des Förderkorbs 1 das aus der hydraulischen Hebevorrichtung 2 abzulassende Drucköl durch das Flußregelventil 17 geregelt. Daher steigt der Ablaßfluß von der hydraulischen Hebevorrichtung 2, wenn der Differenzdruck Δ P oder der Flußkoeffizient C größer werden und die Geschwindigkeit des Förderkorbs 1 wechselt sich von einem auf der Kennlinie I gelegenen Zustand nach Fig. 4 in einen Zustand, der auf der Kennlinie III liegt.

Wie sich aus Gleichung (1) ergibt, kann die Änderungsrate der Geschwindigkeitskennlinie des Förderkorbs 1 über die Druckdifferenz Δ P und die Öltemperatur T vorherbestimmt werden. Umgekehrt, wenn die Geschwindigkeit des Förderkorbs 1 ermittelt worden ist, kann der kombinierte Einfluß des Differenzdrucks Δ P und der Öltemperatur T vorher bestimmt werden, obwohl diese Einflüsse schwer getrennt voneinander vorhersagbar sind. Bei dem erfindungsgemäßen hydraulischen Aufzug wird daher die Geschwindigkeitssteuerung des Förderkorbs wie folgt durchgeführt.

Die Ist-Geschwindigkeit des Förderkorbs, wenn der hydraulische Aufzug nach einem Bezugsschema V _s betrieben wird, das in der Speichereinheit 12 abgespeichert ist, unter einer bestimmten Randbedingung I sei angenommen als die in Fig. 4 gezeigte Kennlinie I. Die Ist-Geschwindigkeit wird dann mit V _I bezeichnet. Die Ist-Geschwindigkeit während des Betriebs des Aufzugs unter einer anderen Bedingung II wird als die Kennlinie II in Fig. 4 angenommen und mit V _II bezeichnet. Erfindungsgemäß wird die Differenz der Geschwindigkeit V _I und V _II in der Beschleunigungsphase (A) des hydraulischen Aufzugs dazu verwendet, die Betriebsgeschwindigkeitssteuerung in einer Phase (B) vom Beginn der Verzögerung des Förderkorbes und dessen Anhalten zu steuern. Genauer gesagt, einer Steuergeschwindigkeit V _s ′ zum Betreiben des hydraulischen Aufzugs wird berechnet und ist gegeben durch:

V _s ′ = V _s + (V _I - V _II) (2)

Bei dieser Gelegenheit wird während der Periode (A) das vom Meßfühler 3 erfaßte Signal über die Wandlereinheit 13 zur Rechnereinheit 14 geschickt. Während das Bezugsbetriebsschema V _s, das in der Speichereinheit 12 zuvor abgespeichert worden ist und die Differenz der Betriebsgeschwindigkeiten (V _I - V _II) miteinander verglichen werden, speichert die Rechnereinheit 14 die Beziehung zwischen V _s und (V _I - V _II) in V _II) in der Speichereinheit 12 ab.

Während der Phase (B) rechnet die Rechnereinheit 14 die Steuergeschwindigkeit V _s ′ aus den abgespeicherten Daten V _s und (V _I - V _II) ab und sendet an die Steuereinheit 15 ein Signal ab, daß dieser Steuergeschwindigkeit V _s ′ entspricht. Die Steuereinheit 15 sendet den Befehl von der Rechnereinheit 14 an die Ventilsteuereinheit 16 ab, die das Flußsteuerventil 17 steuert.

Wie oben erläutert, wird erfindungsgemäß die Geschwindigkeitssteuerung V _s ′ für die Verzögerungsphase (B) vom Beginn der Verzögerung an bis zum Anschalten als eine Geschwindigkeit V _II ′ der Kennlinie V _II ′ nach Fig. 4 durch die Rechnereinheit 14 berechnet, wenn die Ist-Geschwindigkeit V _I′, z. B., V _II in der Beschleunigungsphase (A) erfaßt wird, woraufhin die Ist- Geschwindigkeit von V _II zu V _I geändert wird.

Es versteht sich von selbst, daß in dem Fall, in dem die Ist-Geschwindigkeit in der Beschleunigungsphase (A) die Geschwindigkeit V _III gemäß der Kennlinie III ist, das Geschwindigkeitssteuersignal V _s ′ für die Verzögerungsphase (B) berechnet wird zu der Geschwindigkeit V _III ′ der Kennlinie III′ und daß die Ist-Geschwindigkeit von der Geschwindigkeit V _III zu V _I geändert wird.

Das Flußregelventil 17 muß ein Regelventil sein, das den Fluß regeln kann, während es der Größe eines Steuersignals folgt.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Meßfühlers in dem erfindungsgemäßen hydraulischen Aufzug. Obwohl die Seilrollen 9 a und 9 b auf die gleiche Art angeordnet sind, wie im vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, besteht ein Unterschied darin, daß ein perforiertes Band 10′ über beide Seilrollen gespannt ist und eine Lichtquelle 21′, wie z. B. eine lichtemittierende Diode und ein Fotosensor 21, wie z. B. ein Fototransistor, sind sich gegenüberliegend angeordnet, wobei das Band 10′ zwischen ihnen verläuft. Wenn der Förderkorb 1 verfahren wird, wird der Lichtstrahl von der Lichtquelle 21′ durch das Band 10′ abwechselnd transmittiert und unterbrochen, so daß die Transmission und die Unterbrechung als Pulszugsignal des Fotosensors 21 abgeleitet werden. Damit wird die Position oder Geschwindigkeit des Förderkorbs 1 erfaßt.

Fig. 3 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Meßfühlers in dem erfindungsgemäß hydraulischen Aufzug. Eine Rolle 22 ist an dem Förderkorb 1 montiert und wird gegen eine Führungsschiene 24 des Förderkorbs 1 mittels einer Feder 23 gedrückt. Dabei wird die Bewegung des Förderkorbs 1 in eine Drehbewegung der Rolle 22 umgewandelt und die Drehung wird durch den Detektor 25, z. B. einem Tachogenerator erfaßt.

Selbst wenn die Lastbedingungen oder die Öltemperatur sich während des Aufzugsbetriebs geändert haben, wird die Betriebszeit des Aufzugs verkürzt. Die Aufzugsfahrt verläuft daher für die Passagiere angenehm. Darüberhinaus können Energie und Kosten gespart werden, indem Energieverluste reduziert werden.

Claims

1. Hydraulischer Aufzug mit einem Förderkorb (1), einer hydraulischen Hebevorrichtung (2), einer hydraulischen Druckquelle (18), einem Druckregelventil (17) und einer Steuervorrichtung (16), wobei der Durchfluß eines Druckfluids, das zu der hydraulischen Hebevorrichtung (2) gefördert oder von dieser abgelassen werden soll, gesteuert wird, um den Förderkorb (1) direkt oder indirekt anzuheben oder abzulassen, gekennzeichnet durch einen Meßfühler (3) zum Erfassen wenigstens entweder der Geschwindigkeit oder der Lage des Förderkorbs (1), Mittel (14) zum Erhalten der Ist-Geschwindigkeit des Förderkorbs (1) während dessen Beschleunigung, aus einem vom Meßfühler (3) erfaßten Meßwert und zur Berechnung einer Abweichung zwischen der Ist-Geschwindigkeit und einer vorbestimmten Bezugsgeschwindigkeit und durch Mittel (14) zum Bestimmen einer Steuergeschwindigkeit des Förderkorbes (1) während dessen Verzögerung auf der Grundlage des errechneten Ergebnisses, so daß die Zeit zum Erreichen eines Stockwerks einem vorbestimmten Wert angeglichen wird.

2. Hydraulischer Aufzug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Speicher (12) zum Speichern eines Bezugsgeschwindigkeitssignals V _s, wobei eine Fahrtgeschwindigkeit V ₁ unter Referenzbetriebsbedingungen und die Ist-Geschwindigkeit V ₁, während der Beschleunigungsphase des Förderkorbes (1) erfaßt werden und die Steuergeschwindigkeit V _s ′ während der Verzögerung berechnet wird nach der Gleichung V _s ′ = V _s + (V ₁ - V ₁ ′).

3. Hydraulischer Aufzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (3) Seilrollen (9 a, 9 b) aufweist, die am oberen und unteren Ende eines Fördertrums in der Bewegungsrichtung des Förderkorbs (1) angeordnet sind, ein Seil (10), das über die Seilrollen (9 a, 9 b) geführt ist und daß an dem Förderkorb (1) befestigt ist und einen Detektor (11) aufweist, der die Bewegung des Seils erfaßt.

4. Hydraulischer Aufzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (3) Seilrollen (9 a, 9 b), die am oberen und unteren Ende eines Fördertrums in Bewegungsrichtung des Förderkorbs (1) angeordnet sind, ein perforiertes Band (10′), das über die Seilrollen (9 a, 9 b) geführt ist und von dem ein Teil an dem Förderkorb (1) befestigt ist und eine Lichtquelle (21′) und einen Fotodetektor (21) aufweist, die so angeordnet sind, daß das perforierte Band (10′) zwischen ihnen geführt ist.

5. Hydraulischer Aufzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (3) eine Rolle (22), die am Förderkorb (1) befestigt ist, eine Feder (23), die die Rolle (22) gegen eine Führungsschiene (24) des Förderkorbs (1) presst und einen Detektor (25) aufweist, der die Bewegung der Rolle (22) erfaßt.

6. Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Aufzugs, der einen Förderkorb (1), eine hydraulische Hebevorrichtung (2), eine hydraulische Druckquelle (18), ein Druckregelventil (17) und eine Steuervorrichtung (16) aufweist, wobei
- der Durchfluß eines Druckfluids, das zu der hydraulischen Hebevorrichtung (2) gefördert oder von dieser abgelassen werden soll, gesteuert wird, um den Förderkorb (1) direkt oder indirekt anzuheben oder abzulassen, dadurch gekennzeichnet, daß
- entweder die Geschwindigkeit oder die Lage des Förderkorbs erfaßt werden,
- die Geschwindigkeit des Förderkorbes während dessen Beschleunigung aus den erfaßten Meßwerten ermittelt wird,
- eine Steuergeschwindigkeit des Förderkorbes während dessen Verzögerung auf der Grundlage der ermittelten Geschwindigkeits- bzw. Lagewerte bestimmt wird und
- die Ist-Geschwindigkeit des Förderkorbes so gesteuert wird, daß die benötigte Zeit zum Erreichen eines Stockwerks einem vorbestimmten Wert angeglichen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugsgeschwindigkeitssignal V _s abgespeichert wird und wobei eine Fahrtgeschwindigkeit V ₁ unter unter Referenzbetriebsbedingungen und die Ist-Geschwindigkeit V ₁ ′ während der Beschleunigungsphase des Förderkorbes 1 erfaßt werden und die Steuergeschwindigkeit V _s ′ während der Verzögerung berechnet wird nach der Gleichung V _s ′ = V _s + (V ₁ - V ₁ ′).