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EP0870929A2 - Hydroseilaufzug - Google Patents

Hydroseilaufzug Download PDF

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Publication number
EP0870929A2
EP0870929A2 EP98105493A EP98105493A EP0870929A2 EP 0870929 A2 EP0870929 A2 EP 0870929A2 EP 98105493 A EP98105493 A EP 98105493A EP 98105493 A EP98105493 A EP 98105493A EP 0870929 A2 EP0870929 A2 EP 0870929A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
elevator according
hydraulic rope
rope elevator
working
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98105493A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0870929A3 (de
Inventor
Georg Sebode
Dieter Klitzke
Manfred Mägerlein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leistritz AG
Original Assignee
Leistritz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leistritz AG filed Critical Leistritz AG
Publication of EP0870929A2 publication Critical patent/EP0870929A2/de
Publication of EP0870929A3 publication Critical patent/EP0870929A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/003—Systems with load-holding valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/005—With rotary or crank input
    • F15B7/006—Rotary pump input
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20561—Type of pump reversible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50545—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using braking valves to maintain a back pressure

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic rope elevator, comprising a drive device with a differential cylinder to which a working fluid can be applied for movement a load, in particular a load-bearing cabin.
  • the working principle of previously known hydraulic rope hoists with differential cylinders is such that the load to be moved is coupled to the cylinder piston rod, possibly with the interposition of a counterweight.
  • a working fluid is pressed in under pressure in a working chamber of the differential cylinder, which is formed by the upper ring cylinder chamber, in order to convey the cylinder piston downwards and thus the load upwards.
  • Working fluid is drawn out of the working area for an opposite movement, the movement being effected solely by the downward pulling weight of the load, for example a backpack-guided delivery basket.
  • Such a construction shows a number of disadvantages.
  • the engine power required for operation is very large, since the load to be compensated for by the working fluid pressure largely corresponds to the total load that has to be moved.
  • Another disadvantage is that with a counterweight this load can only be compensated for to a limited extent, since the load itself is responsible for the downward movement thereof, since a active "movement operation, controlled solely by the differential cylinder, is not possible for a downward movement.
  • the amount of fluid required for a movement of the piston between the two end positions is also very large, which results in a correspondingly large-sized design of the system.
  • the invention is therefore based on the problem of specifying a hydraulic rope elevator, which improves especially with regard to the performance required for operation is and enables more economical operation.
  • the differential cylinder in a funding is integrated for the fluid circuit having working fluid and has two work rooms, both depending on the required movement are exposed to working fluid.
  • a cylinder is therefore used in the hydraulic rope elevator according to the invention, in which both working spaces, namely the piston-side space and the ring-shaped one Fluid is applied to the piston rod space. That way it is particularly possible to work actively in both directions of movement, depending on the required movement, the fluid accordingly is fed to or removed from the respective work area. As a result the fluid circuit is therefore a much lower power requirement for the given movement.
  • Another notable advantage is that the Downward movement of the load also takes place actively in the elevator according to the invention, namely, in that fluid is pressed into the lower piston working space becomes.
  • the fluid circuit can be a partially closed circuit, in which a reserve fluid reservoir is integrated.
  • This advantageous training enables it is only to convey the working fluid between the two work rooms and the respective required difference quantity, which is either during the transfer is supplied, or must be removed, in a reserve fluid container to lead, which advantageously leads to only a small amount of differential oil be present in the correspondingly small sized reserve fluid container must, because this is the maximum resulting from the different working space volumes resulting difference.
  • each work area at least one fluid flow regulating barrier is connected upstream, each with a blocking element as a load holding valve or Lowering brake valve can be formed, each of which is a separate one Check valve can be assigned.
  • At least one blocking member optionally a load holding valve or lowering brake valve in a fluid line connecting both work spaces.
  • a further blocking member in particular a 2/2-way valve is provided, via which, depending on the Fluid delivery working fluid is feasible in the reserve fluid container.
  • a blocking member in particular a check valve, may be provided in order to prevent accidental fluid flow.
  • the funding is a motorized reversible Screw pump is.
  • the drive especially this reversible Screw pump expediently takes place by means of a frequency-controlled Electric motor, which the funding comprises according to the invention.
  • the usage a frequency-controlled drive has compared to known hydraulic rope hoists with conventional control the advantage that the state of the art Bypass control is no longer required because the excess volume flow is no longer in the acceleration and deceleration phases must be transported into the fluid tank against system pressure.
  • the differential cylinder has a gear ratio of 2: 1 because in this case, the volume flows flowing when the working fluid is conveyed around stand in such a relationship that the piston speed is the same is made possible both with upward and downward movement.
  • the reserve fluid container is in the invention Hydro rope elevator can be dimensioned much smaller due to the smaller Amount of fluid that has to be absorbed.
  • an im Alternative of the invention chosen with a view to optimizing the size of the overall system before that the size of the reserve fluid reservoir depending of the maximum differential volume of the two work rooms is selected.
  • the Reserve fluid container in comparison to the known prior art is small, it can be outside the shaft in which the Hydro rope elevator is arranged, may be provided, for example in a corresponding Control room or control cabinet. Of course there is parallel the possibility of also arranging the fluid container inside the shaft.
  • the Hydro rope hoist itself is advantageously a 1: 2 elevator where the movement distance of the cylinder piston corresponds to twice the distance of the moving load.
  • the invention relates to a method for operating a hydraulic rope elevator with a differential cylinder for moving a load coupled thereto, in particular a payload-receiving cabin, the differential cylinder with a working fluid.
  • the method according to the invention draws is characterized in that the one in a funding for the working fluid
  • Fluid circuit integrated differential cylinder two work rooms has, which are both acted upon by working fluid, which is dependent the required movement to the respective work area or is carried away from the respective work area.
  • FIG. 1 shows a hydraulic rope hoist according to the invention comprising a differential cylinder 1, to the piston rod 2 of which a counterweight 3 is coupled.
  • the counterweight 3 is assigned a first deflection roller 4, around which a rope 5, which hangs at the end at a fastening point 6, is guided and runs to a second deflection roller 7.
  • the rope 5 is attached at the other end to an attachment point 8 on the frame 9 of a cabin which is only partially shown.
  • This 1: 2 system shown enables operation in such a way that when the piston rod 2 of the differential cylinder 1 is moved by a distance x, the frame 9 and thus the cabin, ie the load, is moved 2x by a distance.
  • the differential cylinder 1 has two working spaces, as can be seen from FIG. 2.
  • a fluid inlet or outlet 10, 11 is provided at each work space, to each of which a feed line 12, 13 is connected.
  • the lines 12, 13 are connected to a control block 14, the Inner life "is explained in more detail with reference to FIG. 2.
  • a conveying means 15 with a reversible screw pump 16, which is driven by a frequency-controlled electric motor 17, is also integrated in the fluid circuit.
  • the motor is controlled by a frequency control 18 , which is followed by the elevator control 19.
  • the fluid circuit also shows a reserve fluid container 20, which is likewise connected to the control block 14 via corresponding lines 21, 22. To move the load, fluid is now conveyed within the fluid circuit depending on the direction of movement.
  • Fig. 2 The exact method of operation is shown in Fig. 2.
  • the differential cylinder is shown on the left 1 with its piston rod 2.
  • the two work rooms can also be seen 23 (upper, ring-shaped work space) and 24 (lower work space).
  • the thick dash-dotted line A gives the separation between the hydraulic rope elevator containing shaft and the cabinet from Fig. 1 again.
  • a first is in the supply line 13 to the lower working space 24
  • the supply line 12 to the upper working space 23 is in a connecting line 27 between the two fluid lines 12, 13, a second load holding valve 28 and, in Extension of the feed line 12, a check valve 29 assigned to it upstream.
  • the reserve fluid container 20, the two check valves 30, 31 are assigned.
  • the load holding valves 25 and 28 serve the differential cylinder gently and without pressure peaks respectively Accelerate or decelerate pressure fluctuations. These load holding valves 25, 28 are determined by the return pressure, the flow pressure and accordingly the control ratio regulated. You yourself have no influence on that Cylinder speed. For example, the piston rod 2 should now be lowered the working fluid from the working space 24 via the load holding valve 25 sucked off by means of the screw pump 16 and via the check valve 29 fed to the upper work area 23. The load holding valve 28 is in this case blocked.
  • the upper work area 23 only half of the working fluid has to be supplied, the other half flows of the volume sucked in by the screw pump 16 via a 2/2-way valve 32 in the reserve fluid container 20.
  • the valve 32 can be electrical or can be controlled hydraulically via a control line 33 shown in dashed lines.
  • the flow volume flow to the work space 23 is controlled by the frequency of the electric motor 17 is determined since, according to the frequency at the motor 17th a speed is set from which the particular pump 16 is pumped Volume flow results.
  • the amount of oil required is only a fraction compared to the previously known elevator, for which the maximum amount to be taken up by the reserve fluid container is given here
  • the hydraulic lifts according to the invention are considerably lower, and the cylinder pressures acting in each case are specified, the respective working chamber pressures (1st value for the piston-side work) for the differential cylinders according to the invention space, 2nd value for the work area on the ring surface) are listed as examples.
  • Hydraulic elevator 1 2 Hydraulics LZZ70 / 50 energy saving elevator Hydraulics LZZ85 / 70 energy saving elevator Load capacity (kg) 630 630 630 Speed (m / s) 1.0 1.0 1.0 1.0 Delivery head (m) 20th 12th 21 Engine power 28 5.5 5.5 Steadfastness 20.2 5.3 6.3 Acceleration performance 0.53 0.71 0.72 Power loss ⁇ (kW) 4.1 1.8 2.8 Amount of oil (l) 785 62 111 Weight drive (kg) in the shaft 550 240 460 Noise level [dB (A)] in the shaft 55 55 55 55 55 55 55 Pressure (bar) 36.5 21/41 17/33 Volume flow (l / min) 331 115 170

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Abstract

Hydroseilaufzug, umfassend eine Antriebsvorrichtung mit einem mit einem Arbeitsfluid beaufschlagbaren Differentialzylinder (1) zum Bewegen einer Last, insbesondere einer eine Zuladung aufnehmenden Kabine, wobei der Differentialzylinder (1) in einen ein Fördermittel für das Arbeitsfluid aufweisenden Fluidkreislauf eingebunden ist und zwei Arbeitsräume (23,24) aufweist, die beide in Abhängigkeit der geforderten Bewegung mit Arbeitsfluid beaufschlagbar sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydroseilaufzug, umfassend eine Antriebsvorrichtung mit einem mit einem Arbeitsfluid beaufschlagbaren Differentialzylinder zum Bewegen einer Last, insbesondere einer eine Zuladung aufnehmenden Kabine.
Das Arbeitsprinzip bisher bekannter Hydroseilaufzüge mit Differentialzylindern ist derart, daß an der Zylinderkolbenstange die zu bewegende Last, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Gegengewichts, angekoppelt ist. Zum Bewegen der Last wird in einem Arbeitsraum des Differentialzylinders, der von dem oberen Ringzylinderraum gebildet wird, ein Arbeitsfluid unter Druck eingepreßt, um den Zylinderkolben nach unten und damit die Last nach oben zu befördern. Für eine entgegengesetzte Bewegung wird Arbeitsfluid aus dem Arbeitsraum abgezogen, die Bewegung erfolgt dabei allein durch das nach unten ziehende Gewicht der Last, beispielsweise eines rucksackgeführten Förderkorbes. Eine derartige Konstruktion zeigt aber eine Reihe von Nachteilen. Zum einen ist die für den Betrieb erforderliche Motorleistung sehr groß, da die durch den Arbeitsfluiddruck zu kompensierende Last weitgehend der Gesamtlast, die zu bewegen ist, entspricht. Nachteilig ist ferner, daß mit einem Gegengewicht diese Last nur bedingt ausgeglichen werden kann, da die Last selbst für die Abwärtsbewegung derselben verantwortlich ist, da ein
Figure 00010001
aktiver" Bewegungsbetrieb, allein durch den Differentialzylinder gesteuert, für eine Abwärtsbewegung nicht möglich ist. Auch die erforderliche Fluidmenge, die für eine Bewegung des Kolbens zwischen den beiden Endpositionen erforderlich ist, ist sehr groß, was in einer entsprechend großdimensionierten Auslegung der Anlage resultiert.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen Hydroseilaufzug anzugeben, der insbesondere im Hinblick auf die zum Betrieb erforderliche Leistung verbessert ist und einen sparsameren Betrieb ermöglicht.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Hydroseilaufzug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorsehen, daß der Differentialzylinder in einem ein Fördermittel für das Arbeitsfluid aufweisenden Fluidkreislauf eingebunden ist und zwei Arbeitsräume aufweist, die beide in Abhängigkeit der geforderten Bewegung mit Arbeitsfluid beaufschlagbar sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Hydroseilaufzug kommt also ein Zylinder zum Einsatz, bei dem beide Arbeitsräume, nämlich der kolbenseitige Raum und der ringförmige Kolbenstangenraum mit Fluid beaufschlagt werden. Auf diese Weise ist es mit besonderem Vorteil möglich, in beiden Bewegungsrichtungen aktiv zu arbeiten, wobei abhängig von der geforderten Bewegung das Fluid entsprechend dem jeweiligen Arbeitsraum zugeführt beziehungsweise abgezogen wird. Infolge des Fluidkreislaufes ist damit ein wesentlich geringerer Leistungsbedarf für die jeweilige Bewegung gegeben. Ein weiterer beachtlicher Vorteil liegt darin, daß die Abwärtsbewegung der Last beim erfindungsgemäßen Aufzug ebenfalls aktiv erfolgt, nämlich dadurch, daß in den unteren Kolbenarbeitsraum Fluid eingepreßt wird. Bedingt hierdurch ist es vorteilhaft möglich, auch das Gegengewicht entsprechend exakter auszulegen, da dieses in diesem Fall die gesamte Last ausgleichen kann, was ebenfalls für eine beachtliche Reduzierung der erforderlichen Leistung von Vorteil ist.
Erfindungsgemäß kann der Fluidkreislauf ein teilgeschlossener Kreislauf sein, in den ein Reservefluidbehälter integriert ist. Diese vorteilhafte Ausbildung ermöglicht es, das Arbeitsfluid zwischen den beiden Arbeitsräumen lediglich umzufördern und die jeweilige erforderliche Differenzmenge, die beim Umfördern entweder zugeführt wird, oder aber abgeführt werden muß, in einen Reservefluidbehälter zu führen, was vorteilhaft dazu führt, daß nur eine geringe Differenzölmenge im entsprechend klein zu dimensionierenden Reservefluidbehälter vorhanden sein muß, denn diese beträgt maximal die sich aus den unterschiedlichen Arbeitsraumvolumina ergebende Differenz.
Um für einen effizienten Betrieb Sorge tragen zu können, sieht die Erfindung ferner vor, daß jedem Arbeitsraum wenigstens ein den Fluidfluß regelndes Sperrorgan vorgeschaltet ist, wobei jeweils ein Sperrorgan als Lasthalteventil beziehungsweise Senkbremsventil ausgebildet sein kann, dem jeweils ein separates Rückschlagventil zugeordnet sein kann. Dabei kann zumindest ein Sperrorgan, gegebenenfalls ein Lasthalteventil beziehungsweise Senkbremsventil in einer die beiden Arbeitsräume verbindenden Fluidleitung angeordnet sein. In weiterer Erfindungsausgestaltung kann vorgesehen sein, daß ein weiteres Sperrorgan, insbesondere ein 2/2-Wege-Ventil vorgesehen ist, über welches in Abhängigkeit der Fluidförderung Arbeitsfluid in den Reservefluidbehälter führbar ist. In der Fluidleitung zwischen dem Fördermittel und dem Reservefluidbehälter selbst kann wenigstens ein Sperrorgan, insbesondere ein Rückschlagventil vorgesehen sein, um einen unbeabsichtigten Fluidfluß zu verhindern.
Da durch den teilgeschlossenen Fluidkreislauf vorteilhaft lediglich ein Umfördern des Arbeitsfluids erforderlich ist, sieht eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfindungsgedankens vor, daß das Fördermittel eine motorisch betriebene reversierbare Schraubenspindelpumpe ist. Der Antrieb insbesondere dieser reversierbaren Schraubenspindelpumpe erfolgt zweckmäßigerweise mittels eines frequenzgeregelten Elektromotors, den das Fördermittel erfindungsgemäß umfaßt. Die Verwendung eines frequenzgeregelten Antriebs besitzt gegenüber bekannten Hydroseilaufzügen mit konventioneller Steuerung den Vorteil, daß die im Stand der Technik erforderliche Bypass-Steuerung nicht mehr erforderlich ist, da in der Beschleunigungs- und Verzögerungsphase nicht mehr der überschüssige Volumenstrom gegen Systemdruck in den Fluidtank befördert werden muß.
Um die Möglichkeit einer Eilgangschaltung zu realisieren, bei der in beiden Drehrichtungen der Schraubenspindelpumpe bei gleicher Drehzahl die Zylinderkolbengeschwindigkeit die gleiche ist, ist in weiterer Erfindungsausgestaltung vorgesehen, daß der Differentialzylinder ein Übersetzungsverhältnis von 2:1 aufweist, da in diesem Fall die beim Umfördern des Arbeitsfluids fließenden Volumenströme in einem derartigen Verhältnis zueinander stehen, daß eine gleiche Kolbengeschwindigkeit sowohl bei Auf- als auch bei Abwärtsbewegung ermöglicht wird.
Wie bereits beschrieben, ist der Reservefluidbehälter beim erfindungsgemäßen Hydroseilaufzug wesentlich kleiner dimensionierbar bedingt durch die geringere Fluidmenge, die er aufzunehmen hat. In diesem Zusammenhang sieht eine im Hinblick auf eine Optimierung der Größe des Gesamtsystems gewählte Erfindungsalternative vor, daß die Größe des Reservefluidbehälters in Abhängigkeit des maximalen Differenzvolumens der beiden Arbeitsräume gewählt ist. Da der Reservefluidbehälter im Vergleich zum bekannten Stand der Technik entsprechend klein dimensionierbar ist, kann er außerhalb des Schachtes, in dem der Hydroseilaufzug angeordnet ist, vorgesehen sein, beispielsweise in einem entsprechenden Schaltraum oder Steuerschrank. Selbstverständlich besteht parallel die Möglichkeit, den Fluidbehälter auch innerhalb des Schachtes anzuordnen. Der Hydroseilaufzug selbst ist vorteilhaft ein 1:2-Aufzug, bei dem die Bewegungsstrecke des Zylinderkolbens der doppelten Wegstrecke der bewegten Last entspricht.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Hydroseilaufzugs mit einem Differentialzylinder zum Bewegen einer daran gekoppelten Last, insbesondere einer eine Zuladung aufnehmenden Kabine, wobei der Differentialzylinder mit einem Arbeitsfluid beaufschlagt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der in einen ein Fördermittel für das Arbeitsfluid aufweisenden Fluidkreislauf eingebundene Differentialzylinder zwei Arbeitsräume aufweist, die beide mit Arbeitsfluid beaufschlagt werden, welches in Abhängigkeit der geforderten Bewegung dem jeweiligen Arbeitsraum zugeführt beziehungsweise von dem jeweiligen Arbeitsraum abgeführt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im nachfolgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1
eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Hydroseilaufzugs, und
Fig. 2
eine prinzipielle Schaltskizze des Fluidkreislaufs des erfindungsgemäßen Hydroseilaufzugs.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Hydroseilaufzug umfassend einen Differentialzylinder 1, an dessen Kolbenstange 2 ein Gegengewicht 3 gekoppelt ist. Dem Gegengewicht 3 ist eine erste Umlenkrolle 4 zugeordnet, um welche ein Seil 5, das endseitig an einer Befestigungsstelle 6 hängt, geführt ist und zu einer zweiten Umlenkrolle 7 läuft. Das Seil 5 ist am anderen Ende an einer Befestigungsstelle 8 am Rahmen 9 einer nur teilweise gezeigten Kabine befestigt. Diese gezeigte 1:2-Anlage ermöglicht einen Betrieb derart, daß bei einer Bewegung der Kolbenstange 2 des Differentialzylinders 1 um eine Strecke x der Rahmen 9 und damit die Kabine, also die Last, um eine Strecke 2x bewegt wird. Der Diffentialzylinder 1 weist zwei Arbeitsräume auf, wie sich anhand von Fig. 2 ergibt. An jedem Arbeitsraum ist ein Fluidein- beziehungsweise -auslaß 10, 11 vorgesehen, an den jeweils eine Zuleitung 12, 13 angeschossen ist. Die Leitungen 12, 13 stehen mit einem Steuerblock 14 in Verbindung, dessen Innenleben" bezüglich Fig. 2 näher erläutert wird. Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist in den Fluidkreislauf ferner ein Fördermittel 15 mit einer reversierbaren Schraubenspindelpumpe 16 integriert, die über einen frequenzgeregelten Elektromotor 17 angetrieben wird. Die Regelung des Motors erfolgt über eine Frequenzregelung 18, der die Aufzugssteuerung 19 nachgeschaltet ist. Der Fluidkreislauf zeigt ferner einen Reservefluidbehälter 20, der ebenfalls über entsprechende Leitungen 21, 22 mit dem Steuerblock 14 in Verbindung steht. Zum Bewegen der Last wird nun, abhängig von der Bewegungsrichtung, Fluid innerhalb des Fluidkreislaufs umgefördert. Soll beispielsweise die Last angehoben werden, das heißt, die Kolbenstange 2 muß nach unten gefahren werden, so wird Arbeitsfluid in den oberen Arbeitsraum über den Zulauf 10 eingefördert, während gleichzeitig aus dem unteren Arbeitsraum entsprechend Arbeitsfluid abgezogen wird. Da aus dem unteren Arbeitsraum mehr Fluid abläuft, als oben zuzuführen ist, bedingt durch die unterschiedlich großen Differenzvolumina, wird das überschüssige Arbeitsfluid dem Reservebehälter 20 zugeführt. Im umgekehrten Fall wird dem unteren Arbeitsraum das Arbeitsfluid zugeführt, um den Kolben nach oben zu bewegen, wobei zu aus dem oberen Arbeitsraum abfließende Fluid und zusätzlich die Differenzmenge aus dem Reservefluidbehälter 20 eingepreßt wird.
Die genaue Arbeitsweise ergibt sich aus Fig. 2. Gezeigt ist links der Differentialzylinder 1 mit seiner Kolbenstange 2. Zu entnehmen sind ferner die beiden Arbeitsräume 23 (oberer, ringförmiger Arbeitsraum) und 24 (unterer Arbeitsraum). Die dicke strichpunktierte Linie A gibt dabei die Trennung zwischen dem den Hydroseilaufzug beinhaltenden Schacht und dem Schaltschrank aus Fig. 1 wieder. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, ist in die Zuleitung 13 zum unteren Arbeitsraum 24 ein erstes Lasthalteventil 25 und ein diesem zugeordnetes Rückschlagventil 26 geschaltet. Der Zuleitung 12 zum oberen Arbeitsraum 23 ist in eine Verbindungsleitung 27 zwischen den beiden Fluidleitungen 12, 13 ein zweites Lasthalteventil 28 und, in Verlängerung der Zuleitung 12, ein diesem zugeordnetes Rückschlagventil 29 vorgeschaltet. Gezeigt ist ferner der Reservefluidbehälter 20, dem zwei Rückschlagventile 30, 31 zugeordnet sind. Ferner ist die reversierbare Schraubenspindelpumpe 16 und ihr frequenzgeregelter Elektromotor 17 zu entnehmen.
Durch die Rückschlagventile 26, 29 und das Lasthalteventil 28 wird der Aufzug lecagefrei im abgeschalteten Zustand gehalten. Die Lasthalteventile 25 und 28 dienen dazu, den Differentialzylinder sanft und ohne Druckspitzen beziehungsweise Druckschwankungen zu beschleunigen oder zu verzögern. Diese Lasthalteventile 25, 28 werden durch den Rücklaufdruck, den Vorlaufdruck und entsprechend dem Ansteuerverhältnis geregelt. Sie selbst haben keinen Einfluß auf die Zylindergeschwindigkeit. Soll nun beispielsweise die Kolbenstange 2 abgesenkt werden, wird vom Arbeitsraum 24 das Arbeitsfluid über das Lasthalteventil 25 mittels der Schraubenspindelpumpe 16 abgesaugt und über das Rückschlagventil 29 dem oberen Arbeitsraum 23 zugeführt. Das Lasthalteventil 28 ist in diesem Fall gesperrt. Da bei einer 2:1-Auslegung des Differentialzylinders 1 dem oberen Arbeitsraum 23 nur die Hälfte an Arbeitsfluid zuzuführen ist, fließt die andere Hälfte des von der Schraubenspindelpumpe 16 angesaugten Volumens über ein 2/2-Wege-Ventil 32 in den Reservefluidbehälter 20. Das Ventil 32 kann elektrisch oder über eine gestrichelt dargestellte Steuerleitung 33 hydraulisch angesteuert werden. Der Vorlaufvolumenstrom zum Arbeitsraum 23 wird durch die Frequenzregelung des Elektromotors 17 bestimmt, da entsprechend der Frequenz am Motor 17 eine Drehzahl eingestellt wird, aus der sich der jeweilige von der Pumpe 16 geförderte Volumenstrom ergibt.
Im umgekehrten Betrieb, wenn also die Kolbenstange angehoben werden soll, wird wiederum über die reversierbare Schraubenspindelpumpe 16 das Arbeitsfluid umgefördert, wobei in diesem Fall vom Arbeitsraum 23 austretendes Fluid über das Lasthalteventil 28 und das Rückschlagventil 26 direkt in den Arbeitsraum 24 gefördert wird. Die erforderliche Differenzmenge wird in diesem Fall über das Rückschlagventil 31 von der Pumpe 16 aus dem Reservefluidbehälter 20 angesaugt. Das Rückschlagventil 31 dient hier als Nachsaugventil.
Aus Fig. 2 ergibt sich auch, daß bei einem Übersetzungsverhältnis von 2:1 des Differentialzylinders eine Eilgangschaltung möglich ist. Diese wird durch das Lasthalteventil 28 in der Verbindungsleitung 27 zwischen den beiden Arbeitsräumen 23 und 24 ermöglicht. Wird Arbeitsfluid vom Arbeitsraum 23 in den Vorlauf des Arbeitsraums 24 gefördert, ist in diesem Fall bei einem Übersetzungsverhältnis von 2:1 der ablaufende Volumenstrom des Arbeitsraums 23 gleich dem Pumpenförderstrom, da der Ablaufstrom genau der Hälfte des zuzuführenden Fluidvolumens entspricht, folglich also die andere Hälfte von der Pumpe 16 geliefert werden muß. Der Zylinder wird mit dem erforderlichen doppelten Volumenstrom an der Zylinderkolbenseite versorgt und ermöglicht so die gleiche Kolbengeschwindigkeit bei gleichem Pumpenförderstrom, wie bei umgekehrter Fluidförderrichtung, also bei umgekehrter Zylinderbewegungsrichtung. Fig. 2 zeigt schließlich noch zwei weitere Ventile 34, 35, die beide als Sicherungsventile dienen.
Die sich aus dem erfindinngsgemäßen Aufbau ergebenden Vorteile sowohl im Hinblick auf die Leistung als auch die erforderliche Fluidmenge ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle. Gegenübergestellt ist einmal ein gewöhnlicher Hydraulikaufzug in 1:2-Auslegung und zwei erfindungsgemäße Energiesparaufzüge" mit unterschiedlichen Förderhöhen und damit verschiedenen Differentialzylindern. Wie aus der Tabelle ersichtlich, beträgt die Motorleistung beim bekannten Aufzug 28 Kilowatt, wohingegen die erforderliche Leistung bei den erfindinngsgemäßen Hydraulikaufzügen auf 5,5 Kilowatt sinkt. Dies allein bedingt durch die beidseitige Druckbeaufschlagung der Arbeitsräume. Auch die Verlustleistung ist beachtlich niedriger als bei bisher bekannten Aufzügen. Wie der Tabelle ferner zu entnehmen ist, beträgt auch die erforderliche Ölmenge verglichen mit dem bisher bekannten Aufzug nur einen Bruchteil, wofür hier jeweils die vom Reservefluidbehälter aufzunehmende Maximalmenge angegeben ist. Auch die Volumenströme bei den erfindungsgemäßen Hydraulikaufzügen sind beachtlich geringer. Angegeben sind ferner die jeweils wirkenden Zylinderdrucke, wobei für die erfindungsgemäßen Differentialzylinder die jeweiligen Arbeitsraumdrucke (1. Wert für den kolbenseitigen Arbeitsraum, 2. Wert für den ringflächenseitigen Arbeitsraum) exemplarisch aufgeführt sind.
Hydraulik Aufzug 1:2 Hydraulik LZZ70/50 Energiesparaufzug Hydraulik LZZ85/70 Energiesparaufzug
Tragkraft (kg) 630 630 630
Geschwindigkeit (m/s) 1,0 1,0 1,0
Förderhöhe (m) 20 12 21
Motorleistung 28 5,5 5,5
Beharrungsleistung 20,2 5,3 6,3
Beschleunigungsleistung 0,53 0,71 0,72
Verlustleistung Σ (kW) 4,1 1,8 2,8
Ölmenge (l) 785 62 111
Gewicht Antrieb (kg) im Schacht 550 240 460
Geräuschpegel [dB(A)] im Schacht 55 55 55
Druck (bar) 36,5 21/41 17/33
Volumenstrom (l/min) 331 115 170

Claims (14)

  1. Hydroseilaufzug, umfassend eine Antriebsvorrichtung mit einem mit einem Arbeitsfluid beaufschlagbaren Differentialzylinder zum Bewegen einer Last, insbesondere einer eine Zuladung aufnehmenden Kabine, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialzylinder (1) in einen ein Fördermittel (15) für das Arbeitsfluid aufweisenden Fluidkreislauf eingebunden ist und zwei Arbeitsräume (23, 24) aufweist, die beide in Abhängigkeit der geforderten Bewegung mit Arbeitsfluid beaufschlagbar sind.
  2. Hydroseilaufzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidkreislauf ein teilgeschlossener Kreislauf ist, in den ein Reservefluidbehälter (20) integriert ist.
  3. Hydroseilaufzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Arbeitsraum (23, 24) wenigstens ein den Fluidfluß regelndes Sperrorgan vorgeschaltet ist.
  4. Hydroseilaufzug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Sperrorgan als Lasthalteventil (25, 28) bzw. Senkbremsventil ausgebildet ist, dem jeweils ein separates Rückschlagventil (26, 29) zugeordnet ist.
  5. Hydroseilaufzug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrorgan, gegebenenfalls ein Lasthalteventil (28) bzw. Senkbremsventil in einer die beiden Arbeitsräume (23, 24) verbindenden Fluidleitung (27) angeordnet ist.
  6. Hydroseilaufzug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiters Sperrorgan, insbesondere ein 2/2-Wege-Ventil (32) vorgesehen ist, über welches in Abhängigkeit der Fluidförderung Arbeitsfluid in den Reservefluidbehälter (20) führbar ist.
  7. Hydroseilaufzug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fluidleitung zwischen dem Fördermittel und dem Reservefluidbehälter wenigstens ein Sperrorgan, insbesondere ein Rückschlagventil (31) vorgesehen ist.
  8. Hydroseilaufzug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (15) eine motorisch betrieben reversierbare Schraubenspindelpumpe (16) ist.
  9. Hydroseilaufzug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (15) einen frequenzgeregelten Elektromotor (17) umfaßt.
  10. Hydroseilaufzug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialzylinder (1) ein Übersetzungsverhältnis von 2:1 aufweist.
  11. Hydroseilaufzug nach einem der Ansprüchen 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Reservefluidbehälter (20) in Abhängigkeit des maximalen Differenzvolumens der beiden Arbeitsräume (23, 24) gewählt ist.
  12. Hydroseilaufzug nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reservefluidbehälter außerhalb des Schachtes, in dem der Hydroseilaufzug angeordnet ist, vorgesehen ist.
  13. Hydroseilaufzug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydroseilaufzug ein 1:2 - Aufzug ist.
  14. Verfahren zum Betrieb eines Hydroseilaufzugs mit einem Differentialzylinder zum Bewegen einer daran gekoppelten Last, insbesondere einer eine Zuladung aufnehmenden Kabine, wobei der Differentialzylinder mit einem Arbeitsfluids beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in einen ein Fördermittel für das Arbeitsfluid aufweisenden Fluidkreislauf eingebundene Differentialzylinder zwei Arbeitsräume aufweist, die beide mit Arbeitsfluid beaufschlagt werden, welches in Abhängigkeit der geforderten Bewegung dem jeweiligen Arbeitsraum zugeführt bzw. von dem jeweiligen Arbeitsraum abgeführt wird.
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