包括两个驱动机构的直线电机装置的制作方法

本发明涉及一种用于电梯设备的直线装置。这种电梯设备包括可以沿着轨道移动的至少一个轿厢。直线电机装置适合在轨道方向上驱动该轿厢。

背景技术：

这种直线电机特别用于没有驱动绳进行驱动的电梯设备中。具有多个驱动模块的驱动机构沿着轿厢的轨道延伸，该多个驱动模块产生与轿厢一起行进的磁场。固定地附接在轿厢上的转子单元受到行进磁场的影响，从而驱动轿厢。

当前的趋势是朝向所谓的多轿厢系统，其中多轿厢系统容纳有多个轿厢，使得它们可以在共用电梯井道中移动。在此，特别有利的是，除了竖直轨道之外，电梯系统还提供轿厢的横向、特别是水平运动。

us2016/0297648a1描述了一种具有直线电机装置和转移站的多轿厢系统，其中，在竖直移入转移站时降低了驱动功率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改进的直线装置，其中驱动机构适应于轨道的方向和轨道的功能。

本发明所基于的目的通过如权利要求1或2所述的直线装置和如权利要求12所述的电梯设备来实现；优选的实施例将从从属权利要求和随后的描述中得出。

一种适用于电梯设备的直线电机装置，其中，电梯设备包括至少一个轿厢，轿厢能够沿着第一轨道和第二轨道移动。在这种情形下，直线电机装置适合于驱动轿厢。直线电机装置包括沿着第一轨道布置的第一驱动机构。此外，直线电机装置包括沿着第二轨道布置的第二驱动机构。这里，第一轨道相对于第二轨道形成角度，并且第一驱动机构在至少一个特性上不同于第二驱动机构。传动系的不同构造使得可以实现对相应轨道的定向的适应。取决于轨道在三维空间中的定向，例如对于不同的驱动功率有要求以便使轿厢沿着相应的轨道运动。

因此，在本发明的一个特定实施例中，第一驱动机构比第二驱动机构适合于提供更高的驱动功率密度。驱动功率密度定义为沿轨道的每单位距离的驱动功率。

除了驱动机构的构造之外，所传递的驱动功率当然还取决于转子单元的构造。特别地，驱动功率取决于转子磁体的数量和磁场强度。如果在本申请的文本内比较两个不同的驱动机构的驱动功率或驱动功率密度，则应以这样的方式理解该比较，即两个驱动机构中的驱动功率被传递到相同的转子单元。

出于不同的原因，可能需要为不同的驱动机构提供不同的驱动功率。一方面，由于在轿厢向上移动期间，重力相反地指向驱动力，因此在竖直驱动机构中可能需要更高的驱动功率。如果将其与原本构造为相同的水平轨道进行比较，则水平轨道中的重力由引导件、特别是辊子引导件吸收。与向上移动相反，在水平移动期间仅需克服引导件的惯性和摩擦力。因此，水平轨道需要较小的驱动功率。另一方面，由于轨道的不同机械构造，不同的驱动功率也可以是有利的。例如，用于竖直轨道和水平轨道的辊子引导件不必具有相同的设计。如今水平输送对于乘客来说是非常不寻常的，因此在这里期望更高的行进舒适度。这进而导致以下事实：用于水平输送的引导件被配置为不同的，并且因此包括不同的摩擦力。因此也可以想到这样的配置，其中在水平方向上需要比在竖直方向上更高的驱动功率。在另一种情况下，由于水平方向上的启动加速度较低或移动速度较低，因此在水平输送过程中将为乘客提供更高的舒适度。这避免了乘客可能跌倒的情况。对于这种缓慢的水平输送，在水平驱动结构中也需要较小的驱动功率。对于倾斜延伸的驱动机构，也可以考虑相应的方案。

因此，使驱动功率密度适应轨道的方向具有这样的优点，即，驱动机构仅精确地提供了使轿厢沿相应轨道移动所需的驱动功率。例如，这使得可以以相应的成本有效的方式提供驱动机构。运行期间不需要的驱动电源不被保持为可获取。

目的还由一种适用于电梯设备的直线电机装置，其中，电梯设备包括至少一个轿厢，轿厢能够沿着第一轨道和第二轨道移动，并且其中，直线电机装置适合于驱动轿厢。在这种情形下，直线电机装置包括沿着第一轨道布置的第一驱动机构和沿着第二轨道布置的第二驱动机构。这里，第一驱动机构适合于提供比第二驱动机构更高的驱动功率密度。

同样独立于行进方向，电梯设备的某些区域仅以较低的速度和较低的轿厢负荷行进。例如，这些区域是轿厢临时停放的区域。在多轿厢系统的情况下，这可能是必要的，以使一个轿厢的轨道畅通。然后，将挡住轨道的第二轿厢预先移动到停车位置。这样的停车位置可以例如在竖直轨道的上端或下端，即在井道头部中或在井道坑中。或者，也可以提供特定的停车轨道。它们可以以任何期望的方向配置，尤其是也可以水平配置。也可以将汽车临时停在这样的停车轨道上，以进行检查和维护。在所有这些情况下，如果相应的区域以降低的速度和较低的负载行进就足够了。因此，沿着该第二轨道布置的第二驱动机构可以被构造成使得其提供较小的驱动功率密度或冗余度。这使得例如可以以相应的成本有效的方式提供驱动机构。运行期间不需要的驱动功率不被保持为可获取。

在直线电机装置的另一实施例中，第一驱动机构包括多个第一驱动模块，在第一驱动模块之间具有第一距离。相应地，第二驱动机构包括多个第一驱动模块，在驱动模块之间具有第二距离。第一驱动机构与第二驱动机构的不同之处在于，第一距离小于第二距离。因此，第一驱动机构和第二驱动机构包括相同的第一驱动模块。在两个驱动机构中，仅第一驱动模块之间的距离不同。这是在两个驱动机构中实现不同的驱动功率密度的一种可能性。每个第一驱动模块都适合于使得固定的驱动功率可获取。通过不同的距离，驱动机构中的第一驱动模块的密度也不同。因此，驱动机构中的驱动功率密度也不同。在其中第一驱动模块具有较小的距离的第一驱动机构中，驱动功率密度高于其中第一驱动模块具有较大的距离的第二驱动机构。这种配置可以通过非常简单的方式实现改变驱动功率密度，并且特别具有可以使用相同的第一驱动模块的优点。因此，可以将不同部件的数量保持为较少。

具体地，第一驱动模块被结合到安装支架中，该安装支架本身被紧固到井道壁上。为此，安装支架包括适合于每个第一驱动模块的容纳部。

在改进的实施例变型中，第二距离等于第一驱动机构的两个不相邻的第一驱动模块之间的第三距离。具体地，在每一种情形下，第三距离存在于两个隔一个而相邻的第一驱动模块中。这种构造的优点在于，可以将相同的安装支架用于第一驱动机构和第二驱动机构。仅在第二驱动机构中，在装配期间支架的安装支架的每隔一个容纳部不安装第一驱动模块。否则，安装支架可以不加改变地使用，从而不需要单独的组件。因此，第二驱动机构中的驱动功率密度是第一驱动机构可提供的驱动功率密度的一半。因此，仅可以在安装支架的每三个容纳部、每四个容纳部等等配备第一驱动模块。然后，在每三个第一驱动模块或每四个第一驱动模块等之间存在第三距离。这样，与完全装备安装支架相比，驱动功率密度相应地仅为其三分之一、四分之一等。

在直线电机装置的另一实施例中，第一驱动机构包括多个第一驱动模块，第二驱动机构包括多个第二驱动模块。在这种情形下，第一驱动模块适于提供比第二驱动模块更高的驱动功率。这具有以下优点，即可以使用第二驱动模块，因为第二驱动模块的功率输出较小而因此更易于生产。

具体地，第一驱动模块每一者包括至少一个第一定子线圈，第二驱动模块每一者包括至少一个第二定子线圈。在这种情形下，第一定子线圈包括与第二定子线圈不同的设计形式。这意味着第一定子线圈与第二定子线圈在以下至少一项特性上有所不同：绕组数量、导电横截面、线圈横截面、导体材料、冷却装置(尤其是散热筋的数量和形状)、灌封材料、总体积(特别是线圈宽度或线圈高度)。在特别优选的实施例中，第一定子线圈包括铜绕组，而第二定子线圈包括铝绕组。由于铝具有更高的电阻，所以第二定子线圈可以在热量损失保持不变的情况下仅以较低的电流强度运行。因此，第二驱动模块的磁场和驱动功率将小于第一驱动模块的磁场和驱动功率。但是，通过使用铝减少了第二定子模块的成本。

在直线电机装置的一个具体实施例中，第一轨道在竖直方向上延伸，并且角度大于10°。这意味着第二轨道与竖直方向成至少10°角延伸。因此，沿着第二轨道移动的轿厢在行进期间同样发生水平偏移。这允许在新颖构造的建筑物中有效地进行乘客输送。特别优选地，该角度在35°至55°之间或在80°至100°之间。在第一种情况下，这意味着第二轨道特别优选地沿着对角线延伸，而第二种情况描述了大致水平的轨道。

在非常特别优选的实施例中，第一轨道竖直延伸，第二轨道水平延伸，因此，第一轨道相对于第二轨道形成90°的角度。

本发明还可以在一种电梯设备中应用，该电梯设备包括能够沿第一轨道和第二轨道移动的轿厢、和用于驱动前述类型轿厢的直线电机装置。

在这种情形下，轿厢具体地包括具有至少一个转子磁体的转子单元。这里，第一驱动机构被设计为产生沿第一轨道的方向行进、并且至少一个转子磁体被其磁性地影响以驱动转子单元的磁场。而且，第二驱动机构设计为产生沿第二轨道的方向行进、并且至少一个转子磁体被其磁性地影响以驱动转子单元的磁场。

具体地，电梯设备包括多个、尤其是两个以上的轿厢，轿厢能够彼此独立地沿着第一轨道和第二轨道移动。

附图说明

以下将参考附图更详细地解释本发明。

图1示意性地示出了电梯设备的横截面；和

图2示意性地示出了图1中的轿厢的详细图示。

具体实施方式

图1示意性地示出了通过电梯设备11的横截面。电梯设备11包括两个轿厢13，其可以沿着轨道f1、轨道f2和轨道f3移动。此外，电梯设备11包括直线电机装置15。直线电机装置15包括驱动机构a1、驱动机构a2和驱动机构a3。在此，驱动机构a1沿着轨道f1布置，驱动机构a2沿着轨道f2布置，并且驱动机构a3沿着轨道f3布置。轨道和驱动机构的布置在这里应被理解为仅仅是示例性的。根据建筑物的具体设计，轨道和驱动机构统也可以采用不同的轮廓。在轨道的交叉点17处布置有可旋转的轨道段19，轿厢13可通过该轨道段在不同的轨道f1、f2、f3之间切换。例如在de102015218025a1中公开了可旋转的轨道段19的操作模式。

在当前情况下，轨道f1竖直定向，以及轨道f2水平定向。因此，轨道f1连接已经结合了电梯设备11的建筑物的不同楼层，而轨道f2沿着同一楼层延伸。因此，轨道f1与轨道f2形成90°的角度21。相反，轨道f1与轨道f3形成45°的角度23。因此，轨道f3连接建筑物的不同楼层，同时产生水平偏移。原则上，轨道的其他构造也是可能的。取决于建筑物的设计，轨道之间的其他角度可能是有帮助的，以允许在建筑物内有效地运送乘客。

轿厢13包括转子单元27，该转子单元27与和轿厢13接合的驱动机构相互作用。这样，驱动力被传递到转子单元27，以使连接到转子单元的轿厢13沿着相应的轨道移动。例如在图2中更详细地示出沿着轨道f1移动的轿厢13的这种操作模式。驱动机构a1沿着轨道f1布置。所述驱动机构包括多个第一驱动模块25。第一驱动模块25在此结合到安装支架33中，该安装支架本身固定在井道壁上。为此，安装支架33包括适合于每个第一驱动模块25的容纳部35。第一驱动模块25本身包括至少一个第一定子线圈31。在所示的配置中，第一驱动模块25每一者包括三个第一定子线圈31。轿厢13的转子单元27邻近于第一驱动模块25布置。转子单元27包括至少一个转子磁体29(在当前情况下为两个转子磁体29)。在电梯设备11的运行期间，定子线圈31产生沿轨道f1的方向行进的磁场，并且至少一个转子磁体29可以通过该磁场被磁影响。以此方式，为了驱动转子单元27，将驱动力传递到至少一个转子磁体29。因此驱动力也传递到轿厢13，轿厢13因此响应于行进的磁场而沿着轨道f1运动。

除了驱动机构的构造之外，所传递的驱动功率当然还取决于转子单元的构造。特别地，驱动功率取决于转子磁体的数量和磁场强度。如果在本文范围内比较两个不同的驱动机构的驱动功率或驱动功率密度，则应以这样的方式理解该比较，即两个驱动机构中的驱动功率被传递到相同的转子单元。

图1还示出了驱动机构a1包括多个第一驱动模块25，其中，相邻的第一驱动模块25彼此之间具有第一距离d1。相比之下，驱动机构a2包括多个第一驱动模块25，多个第一驱动模块25彼此之间具有第二距离d2。在此，第一距离d1小于第二距离d2。因此，第一驱动模块25在驱动机构a1中比在驱动机构a2中更紧密地布置。因此，两个驱动机构在第一驱动模块25的密度特性上是不同的。由于驱动机构a1中的第一驱动模块25和驱动机构a2中的第一驱动模块25原本相同，因此驱动机构a1适合于提供比驱动机构a2更大的驱动功率密度。这具有的优点是，沿着驱动机构a2没有多余的驱动力被保持为可获取。与沿着竖直轨道f1延伸的驱动机构a1不同，驱动机构a2沿着水平轨道f2延伸。因此，对于轿厢13沿着轨道f2的移动，相比于沿着轨道f1移动所需的驱动力较小。特别是对于沿着轨道f1在向上方向上的移动，即必须补偿轿厢13的重力。为此，需要附加的驱动力。相反，轿厢13在沿着轨道f2移动时的重力由引导件(未示出)、特别是辊子引导件吸收。因此，仅需要克服轿厢13的惯性和由于引导而产生的摩擦力。

驱动机构a2的第一驱动模块25之间的距离d2在当前情况下等于驱动机构a1的两个不相邻的第一驱动模块25之间的第三距离d3。在所示的示例性配置的情况下，第三距离d3是驱动机构a1的两个隔一个而相邻的驱动模块25之间的距离。这种构造的优点在于，相同的安装支架33可以用于驱动机构a1和驱动机构a2。仅在驱动机构a2中，安装支架33的每个第二容纳部35在组装期间均未配备有第一驱动模块25。否则，可以不加变化地使用安装支架33，因此不需要单独的部件。因此，驱动机构a2中的驱动功率密度是驱动机构a1可以提供的驱动功率密度的一半。相应地，安装支架33的每三个接收器35、每四个接收器35等等可以配备有第一驱动模块25，因此，相比于完整配备有一个安装支架33，驱动功率密度相应地仅为其三分之一、四分之一等。

图1还示出了沿着轨道f3布置的驱动机构a3。轨道f3与轨道f1形成45°的角度23。驱动机构a3包括多个第二驱动模块37。第二驱动模块37与驱动机构a1中的第一驱动模块25的不同之处在于，第一驱动模块25适合于提供比第二驱动模块37更高的驱动功率。因此，两个驱动机构在性质上不同，即它们配备有不同的驱动模块。由于在当前情况下轨道f3相对于竖直方向(因此相对于轨道f1)成45°角延伸，因此轿厢13在沿着轨道f3行进期间的一些重力也被轨道的引导件吸收。因此，沿着轨道f3需要比例如沿着竖直延伸的轨道f1小的驱动力。因此，第二驱动模块37可以用于驱动机构a3，其提供较小的驱动功率并且因此更有利。

如图2所示，第一驱动模块25每一者包括至少一个第一定子线圈31。相应地，第二驱动模块每一者包括至少一个第二定子线圈。第一驱动模块25和第二驱动模块37具有不同的驱动力，这是由于第一定子线圈31具有与第二定子线圈不同的设计形式。这例如通过第一定子线圈31具有更多的绕组、更大的横截面或者具有更高的磁导率的材料来实现。

图1还示出了沿着轨道f4布置的驱动机构a4。轨道f4是与轨道f1邻接并且相对于轨道f1不成角度的停车轨道。轨道f4布置在井道头部中，也就是说布置在正常运行期间可以接近的楼层的上方。例如，如果两个轿厢13位于轨道f1上，则有必要将两个轿厢13的上部停放在轨道f4中，以便两个轿厢13的下部能够接近最上层。临时停车可能会以较低的速度发生，从而需要较低的驱动功率。因此，沿着轨道f4的驱动机构a4包括较小密度的第一驱动模块25。因此，驱动机构a4包括彼此之间具有距离d4的多个第一驱动模块25。因此，驱动机构a1中的距离d1小于距离d4。因此，第一驱动模块25在驱动机构a1中比在驱动机构a4中更紧密地布置。替代地，类似于驱动机构a3，驱动机构a4也可以配备有提供较小驱动功率的驱动模块。

附图标记列表

11电梯设备

13轿厢

15直线电机装置

17交叉点

19可旋转的轨道段

21角度

23角度

25第一驱动模块

27转子单元

29转子磁体

31定子线圈

33安装支架

35容纳部

37第二驱动模块

f1轨道

f2轨道

f3轨道

a1驱动机构

a2驱动机构

a3驱动机构

d1第一距离

d2第二距离

d3第三距离

d4第四距离