CN103287947B - 提升设备的绳索、电梯和制造绳索的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提升设备更特别地客运电梯和/或货运电梯的绳索、电梯以及用于制造绳索的方法，该绳索包括连续的负载承受部分(P)，其剖面实质上为矩形，并且横截面的宽度大于厚度，并且负载承受部分包括在聚合物基质材料内的玻璃纤维加强体和/或聚芳基酰胺纤维加强体和/或碳纤维加强体和/或聚苯并恶唑纤维加强体和/或聚乙烯纤维加强体和/或尼龙纤维加强体，负载承受部分(P)的横截面的一个或多个长侧面对称地或不对称地包括在绳索的纵向上的一个或多个凹槽(G)，其分开负载承受部分为多个更小部分(P1，P2...PM)。

Description

提升设备的绳索、电梯和制造绳索的方法
技术领域
本发明的对象是提升设备的绳索、电梯和用于制造绳索的方法。
背景技术
将提升设备的绳索，更特别的客运电梯和货运电梯的提升绳索和悬挂绳索，包括电梯的补偿绳索和超速控制器绳索，制造为复合结构的，这是有利的。如果电梯的绳索被形成为以便它们的纵向负载承受能力是基于非金属材料的，更特别的是基于非金属加强纤维的，绳索可以被制成更轻便，绳索更轻便的结果是电梯的能效将被提高。
具有负载承受复合部分的电梯悬挂绳索被示出在例如专利公开号为WO2009090299的专利文献中。通过形成绳索为复合结构的并且为带型的，可以实现相当多的节约，即便传统地用于电梯的绳索的便宜的金属材料通常被用更昂贵的材料来代替。此外，例如，当绳索穿过包含在悬挂装置中的至少一个绳索轮周围时，使得绳索的宽度比厚度大是有利的。一个优点，尤其是，绳索的弯曲半径能被降低切不会损及承载表面积。因此，绳索可以采用刚性材料制造，刚性材料的伸长属性否则会有碍有利的弯曲半径。绳索因而也可以被形成为包括比之前的更大的横截面积，由此，绳索的速度可以被使用，例如用于制动绳索。用这种方法，绳索可以比以前更可靠地被使用，而不会损及绳索的非金属部分。
复合结构的电梯绳索的一个问题是它们的制造工艺。重量轻的、带型绳索优选的包括在绳索的纵向传递力的多个复合结构的负载承受部分。绳索的纵向负载承受部分已经被单独制造并采用聚合物层粘合到一起，所述聚合物层围绕力传递部分。绳索因此被分为多个阶段进行制造，并且聚合物层不得不制造在多个部分的表面，这增加了成本并且降低了生产效率。此外，绳索的负载承受部分不得不存储在多个卷轴上，这妨碍了制造工艺并且进一步提高了成本。
发明内容
本发明的目的是消除现有技术方案中的前述缺点。本发明的目标是改进提升设备，更特别的客运电梯和/或货运电梯，的复合结构的绳索的结构和制造工艺。
本发明的目的是获得以下的优点中的一个或多个：
-获得一种绳索和电梯，其随着其轿厢运动的部分的质量比之前的更低。
-获得一种绳索和用于制造绳索的方法，使用该方法可以得到均一质量的安全电梯绳索和具有安全绕绳系统的电梯。
-获得一种绳索和用于制造绳索的方法，该方法的成本效率和生产率比以前的更好。
-获得一种绳索和用于制造绳索的方法，使用该方法绳索的负载承受部分能以单次通过成形的方式(singlepass)被快速和经济地制造。
-获得一种绳索和用于制造绳索的方法，该方法有利于绳索自动存储卷绕在一个卷轴上并有利于其运输，这有利于绳索的搬运并且降低成本。
-获得一种绳索和用于制造绳索的方法，该方法有利于绳索的涂布工艺并且提高了绳索涂布中的质量均一性。
-获得一种绳索和用于制造绳索的方法，使用该方法用于状态监控的传感器能在制造过程中结合到绳索中。
本发明基于这样的构思：提升设备的绳索包括负载承受部分，其剖面实质上为矩形，并且横截面宽度大于厚度，并且负载承受部分包括在聚合物基质材料内的玻璃纤维加强体和/或聚芳基酰胺纤维加强体和/或碳纤维加强体和/或聚苯并恶唑纤维加强体和/或聚乙烯纤维加强体和/或尼龙纤维加强体，一个或多个凹槽被对称地或不对称地形成在绳索的纵向且在负载承受部分(P)的横截面的一个或多个长的侧面上，所述凹槽将一件式的负载承受部分分为多个更小的部分，优选两个或更多，更优选三个或更多，最优选四个或更多个部分。用这种方法，负载承受部分和绳索的机械性能被优化，而不会损及负载承受部分的横截面积，并且该结构在纵向上变得结实。
利用根据本发明的方法，提升设备的绳索的负载承受部分能够优选的例如利用拉挤成型技术以单次通过成形的方式制造为单一件，在这种情况下，制造工具在负载承受部分上制出纵向凹槽。根据本发明，聚合物涂层被制作在仅一个部分的表面上，在这种情况下，制造线的生产率得到改善。具有聚合物涂层的绳索的摩擦性能变的更好并且绳索变的耐磨耐用。
拉挤成型技术是一种连续生产方法，用该方法，玻璃纤维加强的，聚芳基酰胺纤维加强的或碳纤维加强的型材被制造，如现有技术中已知的。在拉挤成型过程中，产品以长条形式被拖拉通过工具。因此，制造方法保证了用于绳索的负载承受的平的剖面的优良的抗拉强度。
优选的，一个绳索的负载承受部分被存储在一个卷轴上并被转运，这有利于搬运并且降低成本。
优选的，绳索的负载承受部分的宽度/厚度比至少为2或更多，更优选的至少4，或者乃至5或更多，或者乃至6或更多，或者乃至7或更多，或者乃至8或更多。用这种方法，好的负载承受能力被获得并具有小的弯曲半径。这可以优选通过在本专利申请中提出的纤维加强复合材料实现，该材料由于该结构的刚度具有有利地大的宽度/厚度比。
优选的，被负载承受部分的纵向凹槽分开的部分的横截面的宽度大于厚度，优选以使得每个前述的部分的宽度/厚度比至少是1.3或更多，或者乃至2或更多，或者乃至3或更多，或者乃至4或更多，或者乃至5或更多。用这种方法，宽的绳索能被简单的形成并且是薄的。
优选的，当加载时，负载承受部分以受控的方式在凹槽的位置分开为实质上相等大小的多个单独的负载承受部分。聚合物涂层，优选弹性体涂层，例如聚氨酯涂层，在绳索周围保持带型绳索在一起，在这种情况下，负载承受部分的横截面保持大致相同，并且正因为如此，绳索的纵向强度和刚度不会受损。
优选的，在聚合物涂层内是织物，例如在编织机上编织的织物加强件，该织物确保在负载承受部分裂开之后涂层保持完整。用这种方法，结构变得比之前更耐用。
优选的，负载承受部分还可以完全地或部分地采用加强体进行编织，在这种情况下，各加强纤维束交叠在彼此上下。用这种方法，负载承受部分能够用加强体彼此结合起来，并且在破裂之后负载承受部分将留在它们的位置。用这种方法，获得一种用于绳索的结构，其中编织物很好地吸收能量并且阻挡裂缝的传播。
优选的，绳索的负载承受部分包括玻璃纤维加强体，更优选聚芳族酰胺纤维加强体或者碳纤维加强体。因而加强体的比刚度和比强度较金属纤维的更高。
优选的，绳索的负载承受部分包括聚合物纤维加强体，例如聚苯并恶唑纤维加强体，或聚乙烯纤维加强体，例如UHMWPE纤维加强体，或尼龙纤维加强体。这样，所有的加强体均比金属纤维更轻重量。
在一个实施例中，绳索的负载承受部分在负载承受部分的相同结构中包括不同的加强体，优选的，例如碳纤维加强体和聚苯并恶唑纤维加强体。因而绳索的负载承受部分在其机械性能和价格方面能被优化为期望的。
优选的，一个或多个光学纤维和/或纤维束通过制造被布置在负载承受部分的内部或者表面上，用于布置来监控绳索的状态或者用于数据传送。
优选的，以体积计，前述绳索的负载承受部分的加强体的比例，为在负载承受部分内至少60％体积的加强纤维。用这种方法，负载承受部分的纵向的机械性能是足够的。
优选的，前述的绳索的负载承受部分的加强体的比例为在负载承受部分内至少60％重量的加强纤维。用这种方法，负载承受部分的纵向的机械性能是足够的。
优选的，绳索的前述的负载承受部分的横截面的表面面积的至少65％是加强纤维。用这种方法，负载承受部分的纵向的机械性能是足够的。
优选的，绳索的前述的负载承受部分占绳索的横截面的超过50％的表面面积，优选55％或者更多，甚至更优选60％或者更多，甚至更优选65％或者更多。用这种方法，绳索的横截面面积的大部分使得承载负载的。
在一个实施例中，绳索的负载承受部分包括在其内或者在其表面上的一个或多个光学纤维，最优选一纤维束或纤维卷，其实质上被配置在所述负载承受部分内和/或在其表面附近，如在绳索的厚度方向观察的。
优选的，用于绳索的状态监视以及用于测量目的的光学纤维包括若干用于测量的光学纤维，以及除它们之外的用于数据传输的纤维。
优选的，绳索的负载承受部分的横截面的超过60％的表面面积是前述的加强纤维和光学纤维，优选以使得45-85％是前述的加强纤维和光学纤维，更优选以使得60-75％是前述的加强纤维和光学纤维，最优选以使得大约59％的表面面积是加强纤维且最多大约1％是光学纤维且大约40％是基质材料。
在一个实施例中，起到光学法布里-珀罗(Fabry-Pérot)型传感器功能的光学纤维被结合到绳索的负载承受部分内。
在一个实施例中，包括布拉格栅的一件式的光学纤维结合到绳索的负载承受部分内，也就是，所谓的纤维布拉格栅FBG方法被用于绳索的状态监视上。
在一个实施例中，光学纤维，其用作基于飞行时间(Time-Of-Flight)原理工作的传感器，被结合到绳索的负载承受部分内。
在一个实施例中，光学纤维，其用作基于布里渊频谱测量的传感器，被结合到绳索的负载承受部分内。
在一个实施例中，绳索的负载承受部分包括在其内和/或其表面上的一个或多个光学纤维，最优选纤维束或纤维卷，其实质上被布置在被所述绳索的负载承受部分的纵向凹槽分开的剖面的部分的内部或者其表面附近，如在绳索的厚度方向观察的。
优选的，被绳索的负载承受部分的纵向凹槽分开的剖面的部分的抗张强度和/或弹性模量被调整为大致相同的。
优选的，被绳索的负载承受部分的纵向凹槽分开的剖面的部分的横截面的表面面积是大致相同的。
优选的，由于粘合负载承受部分到一起的基质材料的透明性，被绳索的负载承受部分的纵向凹槽分开的剖面的部分在绳索外是可见的。
优选的，包括在绳索的负载承受部分内的光学纤维和/或纤维束相对于LED或者激光是基本半透明的。因而负载承受部分的状态能通过监控其光学性质中的一个的变化来监控。
优选的，绳索的负载承受部分的加强纤维在受拉时的比强度超过500(MPa/g/cm3)。一个优点是，纤维重量轻，并且它们不需要很多，因为它们非常结实。
优选的，绳索的负载承受部分是连续的长型的杆状件。
优选的，绳索的负载承受部分实质上平行于绳索的纵向。
优选的，绳索的负载承受部分的结构在绳索的全部长度上实质上一样地延续。
优选的，绳索的负载承受部分的各个加强纤维均匀分布到前述的基质材料内。
优选的，在制造过程中，用前述聚合基质材料，通过配置加强纤维和光学纤维在聚合基质材料内，绳索的负载承受部分的加强纤维和一个或者多个光学纤维和/或纤维束粘接在连续的负载承受部分内。
优选的，绳索的负载承受部分由实质上平行于绳索纵向的直的加强纤维以及一个或者多个光学纤维和/或纤维束组成，它们被用聚合物基质材料粘接在连续的部分内。
优选的，前述的绳索的负载承受部分的实质上所有的加强纤维和一个或者多个光学纤维和/或纤维束位于绳索的纵向。
优选的，绳索的负载承受部分的基质材料是非弹性体。更优选的，绳索的负载承受部分的基质材料包括环氧树脂，聚酯树脂，酚醛树脂或乙烯基酯。
优选的，绳索的负载承受部分的基质材料的弹性模量E高于1.5GPa，最优选高于2GPa，甚至更优选在2-10GPa范围内，最优选在2.5-4GPa范围内。
优选的，绳索的负载承受部分由聚合物层包围，该聚合物层优选的为弹性体，最优选的为高摩擦弹性体，例如聚氨酯。
优选的，绳索的负载承受部分由前述的聚合物基质、通过聚合物基质连接到一起的加强纤维和一个或多个光学纤维和/或纤维束、以及可能的在纤维周围的浆料，以及可能的混入聚合物基质之内的添加剂组成。
在一个实施例中，绳索的光学纤维同样能够起到长的振动传感器的作用。在振动测定设备中，单模光纤或多模光纤被用作传感器，以及固态激光器被用作光源。振动检测是基于测量在光学纤维的第二端(在远端场)发生的亮点和暗点形成的斑点图的变化。
根据本发明，电梯包括用于监控绳索的光学纤维和/或纤维束的状态的装置，所述装置从绳索的负载承受部分来优选地监控前述的一个或多个光学纤维和/或纤维束的状态。
优选的，通过前述的状态监控装置，绳索和/或绕绳的状态通过监控包括一个或多个光学纤维和/或纤维束的部分的状态来监控，其通过以下方法进行：
-通过测量在光学纤维内发生的光脉冲的飞行时间的变化，
-通过检测被反射、偏转或散射的光的频谱和/或相位和/或波长的变化，
-通过可视地或借助于光电二极管检测行进通过纤维的光的量，
-通过彼此比较来自不同的纤维和/或纤维束测得的值以及通过观测在测量值而非绝对值之间的偏差。
本发明的某些实施例同样在本申请的说明书中以及附图中被描述。本申请的发明内容还可以用与下面示出的权利要求不同的来限定。发明内容还可以由若干独立的发明来组成，特别地如果鉴于表达或隐含的子任务或从获得的优点或优点种类的角度来考虑的话。在这种情况下，包含在下述权利要求中的一些属性从单独的发明构思的角度来看会是多余的。本发明的各实施例的特征可以在基本发明构思范围内结合其他实施例而应用。
附图说明
现将主要参照附图并结合本发明的优选实施例描述本发明，其中：
图1示出了按照本发明的电梯的一个实施例。
图2示意性地示出了按照本发明的绳索的第一实施例的放大横截面图。
图3示意性地示出了按照本发明的绳索的第二实施例的放大横截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的电梯的一个实施例，该电梯包括电梯轿厢2，配重3和绕绳1，该绕绳包括一个或多个绳索R，并彼此连接上述电梯轿厢2和配重3。绕绳1通过为该目的设计的装置，优选的例如为支撑在建筑物上的牵引槽轮4，而被移动，使得牵引槽轮旋转的动力源，例如提升机M，连接到该牵引槽轮。绳索R在结构方面优选为图2，3中所示的绳索中的一种。电梯优选的是客用或者货运电梯，其安装为在建筑物内的电梯井S中行进。
用于施加力到电梯轿厢或者配重以使其运动的装置同样可以包括与悬挂绕绳相分离的提升绕绳。不必连接提升绕绳到电梯轿厢和配重二者，而是相反地，当提升绕绳连接到轿厢和配重中的仅一个时，通过使用提升绕绳移动轿厢和配重中的一个，另外一个也被移动，因为它们能经由悬挂绕绳而彼此连接，因此它们的位置彼此互相依赖。这可被形成以使得提升机能够经由提升绕绳施加向下或向上的拉力在配重上以及相应地在电梯轿厢上。1∶1悬挂比是有利的，因为当绳索结构是按照特定形式的复合结构时，进行大量的挠曲由于这些挠曲所占的空间而是不利的。但是，悬挂比也可以是一些其他的，例如2∶1。提升绕绳可以在其横截面和/或其材料方面不同于悬挂绕绳。在此情形下，提升绕绳的绳索的结构可例如从摩擦的角度进行优化，同时，悬挂绕绳的绳索的结构可以从绳索的抗拉强度和刚度和轻便的角度进行优化。提升绕绳可以包括一个或多个绳索，所述绳索包括一个或多个力传递部分，所述部分是编绳。提升机M同样可以被配置在电梯井S旁的空间内，在电梯轿厢的行程的底部末端的附近。这类实施例的优点尤其是，用于电梯的机械的便宜的安装成本，在检修维护方面的机械的可接近性以及节省实际的提升通路空间。
图2和3示出了按照本发明的电梯的提升绕绳1的绳索R的优选实施例的横截面图。如前所述，提升绕绳1包括一个或多个绳索R，所述绳索包括负载承受复合部分P，该部分P包括在基质材料内的加强纤维，所述基质材料优选为树脂。负载承受复合部分P是指绳索R的力传递部分，其是在绳索R的纵向延伸的部分，用于在绳索的纵向传递力。该部分P能承受施加于所述绳索R上的负载的主要部分，例如根据图1的实施例的在绳索R的纵向的、由移动电梯轿厢2和配重3所引起的拉伸应力。根据图1中示出的电梯的实施例，绕绳1的绳索R的负载承受部分P从电梯轿厢2至少延续到配重3，并且绳索R被布置为通过上述负载承受部分P在绳索的纵向上在电梯轿厢2和配重3之间传递力。因此，电梯轿厢2和配重3实质上通过上述负载承受部分P悬挂支撑。
优选的，提升绕绳1与电梯轿厢2和配重3连接，以使得当电梯轿厢向上移动时，配重向下移动，反之亦然，并且，提升绕绳在支撑就位的绳索滑轮4上移动。绕绳的绳索1还可以通过弯曲被悬挂在绳索滑轮的周围，所述绳索滑轮不必是从动绳索滑轮，在此情况下，刚性绳索的弯曲由于机械也不大。绳索滑轮4优选的，而不是必须地，在中央比在侧边略厚，那就是说，绳索滑轮是拱形的。绳索滑轮的前述拱度优选的小于绳索滑轮的直径的1％。以这种方法，在运行期间，带型的绳索更好地停留在绳索滑轮的中央。
根据本发明，前述的负载承受部分P的宽度优选地大于厚度，且前述的负载承受部分P包括在绳索的纵向上的、在其更宽的侧面的一个或多个上的一个或多个凹槽G。前述的凹槽G将负载承受部分P分为在绳索的纵向的多个部分，例如，在图2和3所示实施例中，在大致矩形的负载承受部分P的两个长的侧面上，三个凹槽对称地将负载承受部分P的横截面分为大致相等尺寸的四个部分P1，P2，P3，PM，这些部分牢固地为一体的。绳索的负载承受部分P的宽度/厚度比优选至少为2或更大，更优选至少4，乃至5或更大，乃至6或更大，乃至7或更大，乃至8或更大。由绳索纵向凹槽G分隔的轮廓的前述部分P1，P2，P3，PM的宽度大于厚度，优选以使得每个前述部分的宽度/厚度比至少是1.3或更大，乃至2或更大，乃至3或更大，乃至4或更大，乃至5或更大。例如，利用拉挤成型技术，通过制造工具制成的负载承受部分的凹槽G的深度优选为0.5-2mm，更优选1-1.5mm，宽度优选为0.5-3mm，更优选1-2mm。优选的，前述凹槽G是V槽形，V角度α优选15-40度，更优选25-30度。拉挤成型是连续的，高度自动化的轮廓制造方法，其达到高生产速度，优选的，生产速度高达0.5-2米/分钟，即，拉挤成型特别适于大批制造。拉挤成型产品的特征在于具有高加强成分以及加强物的纵向对齐。由于这一点，轴向机械性能同样很高。加强物典型地为粗纱类型的加强物。
用这种方法，宽绳索能简单地形成，并且为薄的，并且带型绳索在绳索滑轮的拱形的顶部也形状适配(shapeout)良好，并且在运行期间呆在绳索滑轮的中心。根据本发明，由单一件构成的负载承受复合部分包括环绕它的涂层C，该涂层优选弹性体，最优选聚氨酯，其改善摩擦性能和耐磨性能。
根据图2和3的实施例的前述负载承受部分P在承载时紧紧地布置在拱形绳索滑轮上，绕绳索的纵向自成型。带型绳索绕绳索纵向在凹槽G的位置受拉弯曲。优选地，负载承受部分P在凹槽G的位置在拉力下以受控的方式分开为多个单独的负载承受部分，根据图2和3的实施例，分开为大致相同尺寸的部分P1，P2，P3，PM。弹性体涂层，优选聚氨酯涂层C，在绳索周围保持带型绳索在一起，在这种情况下，负载承受部分的总的横截面积基本保持相同，正因为如此，绳索的纵向强度和刚度不会受损。在绳索中，可以有一个或多个沿着绳索的纵向的凹槽G，以使得凹槽的数量根据绳索的使用目的而被优化。绳索还可以使用在没有拱形的绳索滑轮上。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，绳索R包括：负载承受部分P，其优选为玻璃纤维加强的和/或聚芳基酰胺纤维加强的和/或碳纤维加强的和/或聚苯并恶唑纤维加强的和/或聚乙烯纤维加强的和/或尼龙纤维加强的塑料复合材料，其包括玻璃纤维和/或聚芳基酰胺纤维和/或碳纤维和/或聚苯并恶唑纤维和/或聚乙烯纤维和/或尼龙纤维，最优选碳纤维；以及在聚合物基质材料中的一个或多个光学纤维，更优选的一个或多个纤维束O1，O2，O3，ON，用于监控绳索的状态。在制造时，光学纤维或纤维束O1，O2，O3，ON可以为配置在复合结构内或者在复合结构表面附近的一个连续纤维或束，以使得纤维在绳索的第一端进入结构内，在绳索的另一端掉转折回，并再次在绳索的第一端从结构中出来。纤维和/或纤维束可以被盘绕，也就是说，纤维可以在结构内或结构的表面上具有一个或多个转弯，以使得但是仅一个纤维和/或纤维束被用于测量，并且前述的纤维和/或纤维束能在绳索的相同端或者不同端进出。以这种方法，一个或多个光学纤维和/或纤维束结合到结构中，作为传感器纤维和/或基准纤维，该传感器纤维的状态被监控，例如通过测量在传感器纤维内的光脉冲的飞行时间。
同样的，若干平行的纤维或束可以按照图3的实施例示出的方式被用于测量。在图3中，根据本发明的前述负载承受部分P的宽度优选的大于厚度，并且前述的负载承受部分P包括在绳索的纵向上在其较宽的侧面的一个或多个上的一个或多个凹槽，所述前述的凹槽G在绳索的纵向上将负载承受部分P分为多个部分，例如在图3示出的实施例中，在大致矩形的负载承受部分P的两个长的侧面中的三个凹槽G对称地将负载承受部分P的横截面分为大致相等尺寸的四个部分P1，P2，P3，PM，这些部分牢固地为一体的。剖面的一个或者多个部分P，P1，P2，P3，PM包括光学纤维或纤维束O1，O2，O3，ON，所述光学纤维或纤维束优选至少包括传感器纤维，优选的以及基准纤维。基准纤维同样可以被安装在封壳内以使得由被测量的结构所引起应变不会施加在其上。
绕绳的状态通过监控传感器纤维Oj的部分Pi的状态来监控，其中i＝1，...M，M是被凹槽G分开的负载承受部分P的剖面的部分的数量，j＝1，...N，N是传感器纤维的数量，并且如果检测到传感器纤维的一部分被破坏或者其状态已经落在某一预定水平下，则更换或检修绳索的需求被诊断，绳索更换工作或绳索维护工作被启动。绕绳的状态还可以通过以下方式来进行监控：测量在不同的部分Pi内的传感器纤维Oj中的光脉冲飞行时间，其中i＝1...M，j＝1，...N，以比较互相之间的光脉冲飞行时间，并且当在光脉冲飞行时间之间的差异增加到预定水平之上时，更换或检修绳索的需求被诊断，并且绳索更换工作或绳索维护工作被启动。状态监视装置可以被布置以引发警报，如果光脉冲的飞行时间未落入期望值范围内，或者与正被测量的其它绳索的光脉冲的飞行时间的测定值足够地不同的话。当取决于绳索的负载承受部分的状态的特性，例如伸长或位移，变化时，光脉冲的飞行时间发生变化。例如，由于断裂，光脉冲飞行时间变化，由该变化可以推论出负载承受部分处于不良状态。
优选的，用于监控绕绳1，R的状态的装置包括连接到绳索R的传感器纤维和基准纤维的状态监视设备，所述设备包括这样的装置，例如，包括激光发射器，接收器，鉴时器，测量时间间隔的电路，可编程序逻辑电路和处理器的计算机。这些装置包括一个或多个传感器，每个传感器包括例如反射器和处理器，当它们检测到例如在传感器纤维内的光脉冲的飞行时间变化时，发出关于绳索过度磨损的警报。
被观测的特性还可以是例如行进通过绳索的光的量的改变。在这种情况下，光被从一端用激光发射器或用LED发射器馈入到光学纤维中，且光在绳索中的通过可以可视地进行评估，或在纤维的另一端借助于光电二极管进行评估。当行进通过绳索的光的量清楚地减少时，绳索的状态被评估为已经恶化。
在本发明的一个实施例中，光学纤维Oj，j＝1，...N起到法布里-珀罗型(Fabry-Pérot-type)传感器的作用。法布里-珀罗干涉仪FPI包括在纤维的未端的两个反射面，或两个平行的高反射分色镜。当光遇到镜时，一部分光通过，一部分被反射回来。在镜之后，通过的光行进通过例如空气，之后，其从第二镜反射回来。一些光在不同的材料里已经行进了更长的距离，引起了光的属性的变化。伸长导致了例如光的相位的变化。具有改变了的属性的光与原始光发生干涉，之后，该变化被分析。在光已经组合后，它们止于接收器中和信号处理装置中。采用这种方法，纤维的伸长以及由此绳索的状态被评估。
在本发明的一个实施例中，包括布拉格栅(Bragggrating)的光学纤维Oj，j＝1，...N被使用，即，所谓的纤维布拉格栅FBG方法被应用在绳索的状态监视中。周期性栅结构被制造在用于FBG传感器的单模光纤中，所述栅结构反射回去对应栅的某个波长的光。当光被引导进入纤维之内时，对应于栅的所述波长的光被反射回去。当应变施加到栅结构上时，纤维的折射率发生变化。折射率的变化影响被反射回来的光的波长。通过监控波长的变化，施加到栅上的应变的变化能被确定，由此绳索的状态能被确定。相同的纤维的一侧可以有数十或者数百条栅。
在本发明的一个实施例中，基于布里渊(Brillouin)光谱测定法的分布式传感器纤维被用作光学纤维Oj，j＝1，...N。普通单模光纤或多模光纤可被用作传感器。光学纤维起到分布式传感器的作用，可以起到一个数百米长的传感器的功能，其整个长度用于测量，并且如果必要对应数千个点式传感器。当光在纤维中传播时，光的反向散射连续地发生。通过监控某些反向散射波长的强度，这可以被利用。布里渊散射在制造阶段在纤维内产生的非均匀点中发生。通过观察原始和散射光信号的波长，纤维的伸长以及由此绳索的状态被确定。
温度对伸长测量的影响可以被消除，尤其是通过利用起到辅助作用的基准纤维，所述基准纤维被设置为以便由被测量的结构引起的应变不会施加到其上。
前述的负载承受复合部分在结构上优选为复合结构，优选为非金属复合结构，其包括在聚合物基质材料中的加强纤维。加强纤维大致均匀分布在基质材料内，所述基质材料围绕各个加强纤维并且被固定到它们上。基质材料充填各个加强纤维之间的区域，并作为连续的结实的粘接剂将在基质材料内的基本全部加强纤维彼此粘接。在这种情况下，在加强纤维之间磨损运动和在加强纤维与基质材料之间的运动被阻止。优选的，化学粘接剂存在于全部的各加强纤维和基质材料之间，其一个优点是结构的结合。为了加强化学接合，作为加强纤维的表面处理的结果而获得的浆料(sizing)可以在加强纤维和基质材料之间，在这样情况下，前述的对纤维的粘接经由所述浆料来形成。
因为加强纤维位于聚合物基质材料内，这意味着各个加强纤维和可能的光学纤维在制造过程中通过基质材料，例如树脂，而彼此接合。通过根据本发明的方法，在拉挤成型时，采用树脂浸润的加强体或者预浸处理的加强体被拖拉通过作为模具的被加热的喷嘴，在所述模具中工件接受它的形状并且树脂硬化。在这种情况下，在彼此接合的各加强纤维之间的是树脂。因此，根据本发明，在绳索的纵向大量彼此结合的加强纤维分布在基质材料内，从而同样均匀分布在负载承受部分P内。当在绳索的横截面方向观察时，加强纤维优选大致均匀地分布在基质材料内，以使得负载承受部分P尽可能地匀质。用这种方法，加强物密度在负载承受部分P中不会有大的变化。与基质材料一起的加强纤维和可能的光学纤维形成连续的负载承受部分P，当绳索被弯曲时，在该负载承受部分P中不会发生大的形状变形。负载承受部分P的各纤维主要被基质材料所围绕，但是在纤维之间的接触可能在某些位置发生，例如，由于基质材料中存在气孔。但是，如果期望减少在纤维之间的随机发生的接触，各个纤维可以在各个纤维彼此接合之前进行表面处理。在本发明中，负载承受部分的各个纤维可以包括在它们周围的基质材料的材料，以便基质材料直接抵靠着纤维，但是，纤维的薄的表面处理材料，例如在制造过程中布置在纤维的表面上以便提高对基质材料的化学粘结的底料，可以位于之间。基质材料可以包括基础聚合物和作为补充的用于优化基质材料性能或用于硬化基质材料的添加剂。基质材料优选为非弹性体。最优选的基质材料是环氧树脂，聚酯树脂酚醛树脂或乙烯基酯。基质材料的弹性模量E优选超过1.5GPa，更优选超过2GPa，甚至更优选在2-10GPa范围内，最优选在2.5-4GPa范围内。
优选的，前述的加强纤维是非金属纤维，其具有高的比刚度，也就是弹性模量和密度的比率；以及比强度，也就是强度和密度的比率。优选的，拉伸下的绳索的负载承受部分的加强纤维的比强度超过500(MPa/g/cm3)并且比刚度超过20(GPa/g/cm3)。优选的，前述的加强纤维是碳纤维，玻璃纤维，聚芳基酰胺纤维或聚合物纤维，例如聚乙烯纤维，例如UHMWPE纤维，聚苯并恶唑纤维或尼龙纤维，它们全部较金属加强物重量更轻。负载承受部分P的加强纤维可以包括这些中的一种，例如仅仅碳纤维，或可以是这些纤维的组合，例如碳纤维和聚苯并恶唑纤维，或可以包括这些纤维的至少一个。最优选的，前述的加强纤维是碳纤维或聚苯并恶唑纤维，其在受拉时具有良好的比刚度和比强度，并且同时能承受很高的温度。在电梯中这是重要的，因为提升绳索的不良的耐热性会造成损伤甚至点燃提升绳索，这是一个安全风险。好的热传导性同样改善摩擦热的向前传递并且因而降低在绳索的部分上的热的蓄积。
绳索的宽度因此实质上大于厚度。此外，绳索优选的而不是必要的具有至少一个，优选两个，宽且实质上平的表面，在这种情况下，宽的表面能有效地利用摩擦或者正接触(positivecontact)而作为力传递表面，因为以这种方法宽大的接触面得以实现。宽的表面不必是完全平的，作为替代，在其上可以具有凹槽或者突出部，或其可以具有弯曲形状。绳索的结构优选实质上相同地在绳索的整个距离上延续。如果需要的话，横截面也可以被布置为间歇地改变，例如作为齿。
提升绕绳在其横截面或者其材料方面可以不同于悬挂绕绳。提升绕绳的绳索的结构这种情况下可例如从传递张力的角度，例如从摩擦或正锁定的角度进行优化，而悬挂绕绳的绳索的结构可从绳索的抗拉强度和刚度以及轻便的角度进行优化。
明显的，所属技术领域的技术人员在本发明的基本构思的基础上能够以很多不同的方式实施本发明。本发明和其实施例因此并不局限于如上所述的例子，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (38)

1.提升设备的绳索(R)，该绳索包括连续的负载承受部分(P)，该负载承受部分的横截面为大致矩形形状，并且横截面的宽度大于厚度，并且所述负载承受部分包括在聚合物基质材料中的加强体，该加强体为玻璃纤维加强体、聚芳基酰胺纤维加强体、碳纤维加强体、聚苯并恶唑纤维加强体、聚乙烯纤维加强体和尼龙纤维加强体中的一种或多种，其特征在于，所述负载承受部分(P)的横截面的一个或多个长的侧面包括在绳索的纵向上的一个或多个凹槽(G)，该凹槽将所述负载承受部分分为多个更小的部分(P1,P2,…PM)。
2.根据前述的权利要求1的绳索(R)，其特征在于，所述提升设备为客运电梯或货运电梯。
3.根据前述的权利要求1的绳索(R)，其特征在于，前述的负载承受部分的横截面的一个或多个长的侧面中形成的一个或多个凹槽(G)的横截面的厚度方向的深度是0.5-2mm，并且前述的凹槽(G)是V槽形的，所述V槽形的V的角度(α)为15-40度。
4.根据前述的权利要求3的绳索(R)，其特征在于，所述V槽形的V的角度(α)为25-30度。
5.根据前述的权利要求3的绳索(R)，其特征在于，前述的负载承受部分的横截面的一个或多个长的侧面中形成的一个或多个凹槽(G)的横截面的厚度方向的深度是1-1.5mm。
6.根据前述的权利要求1的绳索(R)，其特征在于，前述的连续的负载承受部分(P)被涂以连续的涂料(C)，该涂料为聚合物。
7.根据前述的权利要求6的绳索(R)，其特征在于，该涂料为高摩擦弹性体。
8.根据前述的权利要求6的绳索(R)，其特征在于，该涂料为聚氨酯。
9.根据前述的权利要求6的绳索(R)，其特征在于，当承载时，负载承受部分(P)以受控的方式在一个或多个凹槽(G)的位置裂开为更小的负载承受部分(P1,P2,…PM)，以使得所述涂料(C)保持带型的绳索在一起并且负载承受横截面的量大致不变。
10.根据前述的权利要求9的绳索(R)，其特征在于，前述的负载承受部分(P1,P2,…PM)包括布置在负载承受部分的复合结构的内部或者在负载承受部分的复合结构的表面附近的一个或多个光学纤维或纤维束(O1，O2，…ON)。
11.根据前述的权利要求9的绳索(R)，其特征在于，前述的负载承受部分(P1,P2,…PM)包括一个或多个光学纤维或纤维束(O1，O2，…ON)，所述光学纤维或纤维束基本上从绳索(R)的第一端进入复合结构内，并且基本上从绳索(R)的第二端出来。
12.根据前述的权利要求9的绳索(R)，其特征在于，前述的负载承受部分(P1,P2,…PM)包括一个或多个光学纤维或纤维束(O1，O2，…ON)，所述光学纤维或纤维束基本上从绳索(R)的第一端进入复合结构内，在绳索(R)内进行一次或多次弯折，并且基本上从绳索(R)的第一端或者第二端出来。
13.根据前述的权利要求9的绳索(R)，其特征在于，前述的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，…ON)包括用于绳索(R)的状态监控的法布里－珀罗型传感器纤维。
14.根据前述的权利要求9的绳索(R)，其特征在于，前述的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，…ON)包括传感器纤维，该传感器纤维包括用于绳索(R)的状态监控的布拉格栅结构。
15.根据前述的权利要求9的绳索(R)，其特征在于，前述的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，…ON)包括传感器纤维，该传感器纤维用作用于绳索(R)的状态监控的布里渊分布式纤维传感器。
16.根据前述的权利要求9的绳索(R)，其特征在于，前述的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，…ON)包括传感器纤维，在该传感器纤维中，光脉冲的飞行时间被测量用于绳索(R)的状态监控。
17.电梯，包括：电梯轿厢(2)；配重(3)；绕绳(1，R)，所述绕绳连接前述的电梯轿厢(2)和配重(3)到彼此；以及用于移动所述绕绳(1)的装置(4，M)，其特征在于，所述电梯包括按照权利要求1-16任一项的绳索(R)，以及所述电梯轿厢(2)被布置为借助于前述的绳索(R)进行移动。
18.根据前述的权利要求17的电梯，其特征在于，所述电梯为客运电梯或货运电梯。
19.根据前述的权利要求17的电梯，其特征在于，用于移动前述的绕绳(1，R)的装置(4，M)包括：绕绳(1，R)，该绕绳(1，R)连接到电梯轿厢(2)和/或配重(3)；以及提升机(M)，该提升机(M)包括用于移动绕绳(1，R)的设备。
20.根据前述的权利要求19的电梯，其特征在于，用于移动绕绳(1，R)的所述设备包括旋转装置和被旋转的牵引装置(4)。
21.根据前述的权利要求17的电梯，其特征在于，绳索(R)的负载承受部分(P,P1,P2,P3,PM)包括光学纤维和/或包含若干光学纤维的纤维束(O1，O2，O3，ON)，其特征在于，
所述电梯包括用于监控前述的绳索(R)的状态的装置，
所述用于监控前述的绳索(R)的状态的装置监控所述负载承受部分(P,P1,P2,P3,PM)的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，O3，ON)的状态。
22.根据前述的权利要求21的电梯，其特征在于，所述用于监控前述的绳索(R)的状态的装置通过测量光脉冲的飞行时间、伸长和位移中的一种或多种来监控前述的绳索(R)的负载承受部分(P,P1,P2,P3,PM)的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，O3，ON)的状态。
23.用于制造提升装置的绳索(R)的方法，所述绳索包括连续的负载承受部分(P)，该负载承受部分(P)的横截面大致为矩形形状，并且所述横截面的宽度大于厚度，并且所述负载承受部分包括在聚合物基质材料中的加强体，该加强体为玻璃纤维加强体、聚芳基酰胺纤维加强体、碳纤维加强体、聚苯并恶唑纤维加强体、聚乙烯纤维加强体和尼龙纤维加强体中的一种或多种，其特征在于，一个或多个凹槽(G)在绳索的纵向被形成在负载承受部分(P)的横截面的一个或多个长的侧面上，所述凹槽将负载承受部分(P)分为更小的部分(P1,P2,…PM)。
24.根据前述的权利要求23的方法，其特征在于，所述提升装置为客运电梯或货运电梯。
25.根据前述的权利要求23的方法，其特征在于，前述的负载承受部分(P)的横截面的长的侧面上形成的一个或多个凹槽(G)的横截面的厚度方向的深度是0.5-2mm，并且前述的凹槽(G)是V槽形，所述V槽形的V的角度(α)为15-40度。
26.根据前述的权利要求25的方法，其特征在于，前述的负载承受部分(P)的横截面的长的侧面上形成的一个或多个凹槽(G)的横截面的厚度方向的深度是1-1.5mm。
27.根据前述的权利要求25的方法，其特征在于，所述V槽形的V的角度(α)为25-30度。
28.根据前述的权利要求23的方法，其特征在于，所述连续的负载承受部分被涂以连续的涂料(C)。
29.根据前述的权利要求28的方法，其特征在于，该涂料为高摩擦弹性体。
30.根据前述的权利要求28的方法，其特征在于，该涂料为聚氨酯。
31.根据前述的权利要求23的方法，其特征在于，一个或多个光学纤维或纤维束(O1，O2，…ON)布置在负载承受部分(P1,P2,…PM)的内部或者在负载承受部分(P1,P2,…PM)的表面附近。
32.根据前述的权利要求31的方法，其特征在于，前述的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，…ON)包括用于绳索(R)的状态监控的法布里－珀罗型传感器纤维。
33.根据前述的权利要求31的方法，其特征在于，前述的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，…ON)包括传感器纤维，该传感器纤维包括用于绳索(R)的状态监控的布拉格栅结构。
34.根据前述的权利要求31的方法，其特征在于，前述的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，…ON)包括传感器纤维，该传感器纤维用作用于绳索(R)的状态监控的布里渊分布式纤维传感器。
35.根据前述的权利要求31的方法，其特征在于，前述的光学纤维和/或纤维束(O1，O2，…ON)包括传感器纤维，在该传感器纤维中，光脉冲的飞行时间被测量用于绳索(R)的状态监控。
36.根据前述的权利要求23的方法，其特征在于，所述方法包括以下阶段:
-绳索(R)的负载承受部分(P)用拉挤成型技术制造，其是通过拉动在聚合物基质材料内的前述的加强体通过成形工具而实现的，
-在拉挤成型时，凹槽(G)在绳索的纵向上形成在绳索(R)的负载承受部分(P)的横截面的长的侧面上，
-绳索的连续的负载承受部分(P)被涂布连续的涂料(C)，
-绳索(R)被切割为期望长度并且绳索(R)被卷绕到卷轴上，
-绳索(R)在其操作位置被安装在前述电梯中，以及
-通过在前述的电梯中在其操作位置加载所述绳索(R)，绳索的负载承受部分(P)在前述凹槽(G)位置被分为多个负载承受部分(P1，P2，P3，PM)。
37.根据前述的权利要求36的方法，其特征在于，所述涂料为高摩擦弹性体。
38.根据前述的权利要求36的方法，其特征在于，所述涂料为聚氨酯。
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