CN108712996B - 带有多个沿着承载机构布置的传感器的用于电梯设备的承载机构 - Google Patents

Abstract

提出一种用于电梯设备的承载机构(1)，承载机构具有：至少一个细长的负荷承载元件(3)；包裹负荷承载元件(3)的护套(5)；以及多个传感器(7)。传感器(7)在承载机构(3)上布置在多个沿承载机构(3)的纵向延伸方向(9)彼此间隔的位置上。传感器(7)被设计用于，在与相应传感器(7)局部邻接的区域中获取负荷承载元件(3)的至少一个物理特性，并且将表示所获取的物理特性的信号(11)输出。例如，传感器(7)可以获取：局部拉伸量、局部弯曲度、局部加速度、在局部作用的力、局部温度和/或通过承载机构(1)或在其上或其中的电导率。由此，承载机构(1)的状态能够不仅平均地针对整个承载机构(1)获取，而且能够关于沿承载机构(1)的长度的多个位置获取，这主要能够实现判断承载机构(1)的报废。

Description

带有多个沿着承载机构布置的传感器的用于电梯设备的承载 机构

技术领域

本发明涉及一种承载机构，例如是用于电梯设备的带以及一种配备有承载机构的电梯设备和一种用于监控承载机构状态的方法。

背景技术

电梯设备通常用于能够以一般情况下竖直的方向在建筑物中运送人或物体。在这种情况下，电梯轿厢通常在电梯竖井内移动。电梯轿厢由承载机构保持。这种承载机构可包括例如一根或多根绳索或一根或多根带。承载机构可以通过驱动装置移动，以便移动保持在其上的电梯轿厢。驱动装置例如可以具有马达，马达可旋转地驱动主动轮，以便能够使在主动轮上分布的承载机构运动。

用于电梯设备的承载机构通常具有一个或优选地多个细长的负荷承载元件。这种负荷承载元件例如可以是单独的线或股线，或者可以包括多个这样的线或股线，其通常绞合或以其他方式组合以形成例如绞合的受拉载体。负荷承载元件有时被称为绳。负荷承载元件可以由对机械牵拉具有承载性的材料组成。例如，负荷承载元件可以由金属制成，特别是由钢制成。可替换地，非金属材料如合成材料，特别是合成纤维如碳纤维、凯夫拉尔纤维等可用于负荷承载元件。

为了保护负荷承载元件例如以防机械损坏和/或腐蚀，并增加牵引力，元件通常被护套包围。这种护套可以完全或部分地包住单个或多个负荷承载元件。换句话说，一个或多个负荷承载元件可以嵌入能够以机械和/或化学方式承载负荷的材料构成的、形成护套的基材中。护套可以例如由合成材料构成。特别是，诸如聚氨酯的弹性体材料通常用于这种护套。

在电梯设备的运行期间，承载机构经常承受高机械负荷。例如，承载机构必须静态和动态地、可靠保持由悬挂在其上的电梯轿厢和可选地还由悬挂在其上的配重引起的负荷。在此，承载机构移动并且在此情况下通常多次在驱动带轮和/或带轮上偏转，在驱动带轮上，通过牵引施加额外的负荷。特别地，承载机构在负荷下的这种多次弯曲可能在电梯设备的寿命期间导致承载机构上的磨损增加，这例如由于材料疲劳和机械外部磨损。

由于承载机构尤其必须将电梯轿厢与其中的乘客和各种负荷条件保持在一起并因此适合作为电梯设备内的安全关键部件，因此必须始终确保：承载机构能够可靠地执行其保持电梯轿厢的功能。例如，可以设置如下的规定，仅在能够确保对承载机构的完整性进行足够监控的情况下，该规定才允许电梯设备的运行。

例如，在不设护套的钢丝绳形式的传统承载机构的情况下，可以例如通过在维修间隔内沿钢丝绳的整个长度目视检查钢丝绳来实现对承载机构的完整性的监控。人员维护人员可以定期检查现场电梯设备的承载机构，并检查例如机械磨损的迹象和允许的行程次数。

在护套围绕一个或多个负荷承载元件的承载机构的情况下，这种对预期磨损的目视检查通常是不可能的，因为从外部仅能看到护套并且不能发现容纳在其中的负荷承载元件是否损坏。只能在视觉上检测到不可预见的机械损坏。

因此，已经研发了替代方法，以确保这种具有设有护套的负荷承载元件的承载机构的完整性。在这种情况下，通常监控承载机构的一个或多个物理特性，以便得出关于承载机构的状况的结论。这里必不可少的是，在达到允许的行程次数之后的报废状态。

例如，已经研发了一些方法，以便能够通过使电流通过承载机构的导电的负荷承载元件并确定例如与在此起作用的电阻，来得出关于承载机构的完整性的结论。此类方法和相关方案尤其已在EP1730066B1、US7,123,030B2、US2011/0284331A1、US8,424,653B2、US2008/0223668A1、US8,011,479B2、US2013/0207668A1中介绍。在US2011/098847A1、WO2013/135285A1、EP1732837B1和Huaming Lei等人载于“传感器期刊(Sensor Journal)2012年，文章ID 750261，第5页，DOI：10.1155/2012/750261”的科学文章“电梯系统中用于包套的钢带的健康监控(Health Monitoring for Coated Steel Belt in an ElevatorSystem)”中也描述了另外的方案。

在US2014/0306829A1中还描述了一种电压传感器结构，通过电压传感器结构可以检测并且可选地校正电梯绳索中的正确电压。WO2011/131574A1描述了电梯设备中的承载机构的运行状态监控方案。WO2012/004268A1描述了一种用于监控电梯设备中的承载机构的可行方案。WO2010/007112A1描述了一种用于确定电梯的承载机构的报废的方法和设备。

发明内容

主要提出一种承载机构、一种配备有这种承载机构的电梯设备以及一种监控承载机构状态的方法，其中，能够有利地监控承载机构的状态，特别是能够可靠地验证承载机构的完整性。此外，提出如下的承载机构、电梯设备或监控方法，其中，通过适当的技术预防措施实现如下可能性，以有利地确定承载机构的磨损状态，并且如果必要的话，能够以高精度和/或可靠性确定承载机构的报废。

至少一种需要可以凭借本发明的主题(如其在本申请文件的独立权利要求中要求保护那样)得到满足。在从属权利要求和以下说明书中给出了有利的实施例。

根据本发明的第一方面，提出了一种用于电梯设备的承载机构，其中承载机构具有至少一个细长的负荷承载元件、围绕负荷承载元件的护套和多个传感器。传感器在承载机构上布置在沿承载机构的纵向延伸方向间隔开的多个位置处。在此，传感器被设计成，在与相应传感器局部邻接的区域中获取承载机构的至少一个物理特性，并输出表示所确定的物理特性的信号。

根据本发明的第二方面，提出了一种电梯设备，其具有电梯轿厢、驱动装置和根据本发明的上述第一方面的实施例的承载机构。在此，电梯轿厢保持在承载机构上并通过驱动装置移动承载机构而移动。

根据本发明的第三方面，提出了一种根据本发明的上述第一方面的实施例的、用于监控承载机构的状态的方法。该方法具有以下步骤：首先，接收信号，信号分别表示承载机构的确定的物理特性，这些物理特性由安装在承载机构上的多个不同位置上的传感器确定。然后，适当地处理所接收的信号，以从中确定关于承载机构的状态的信息。

首要地并且在不限制本发明的情况下，本发明的实施方式的可行的特征和优点可以视为基于下面描述的构思和认知。

如前言中所述，必须始终保证电梯设备中承载机构的完整性。因此，如也在引言中所指出的，已经研发了各种能够监控承载机构状况的规定和/或方法。

然而，这些监控承载机构的传统方法通常设计成监控承载机构整体的物理特性。例如，在所提出的监控方法中，其中电流通过承载机构的负荷承载元件并由此观察到电阻，电流有规律地在一端耦合输入到承载机构中并在另一端再耦合输入，使电流沿其整个长度流过整个承载机构。在此，如果承载机构检测到电阻的异常增加，则可以推断出对容纳在其中的负荷承载元件受到损坏。如有必要，可以采取对策或更换承载机构。

已知解决方案的缺点在于，基于在整个承载机构长度上获得的信息对是大的局部损坏还是在长度上的很长的磨损的区分，因为电阻值可以是相同的。因此，这对剩余的承载断裂载荷具有显著影响。

此外，这种传统方法尤其不能提供关于在何处、也就是在承载机构上的哪个位置上发生损坏的信息。

此外，这种传统方法通常不能：在实际已经发生了对承载机构的损坏之前，监控承载机构的实现得出关于承载机构的当前状态的结论的特性。例如，当监控通过承载机构的电阻时，如果实际上已经发生了容纳在其中的导电负荷承载元件的损坏并且因此使电阻增加的话，则仅可以检测到承载机构的状态的恶化。导致。然而，以这种方式通常不能发现承载机构中实际损坏之前的状态变化过程。

因此，提出了一种用于电梯设备的改进的承载机构，其中可以沿着承载机构在多个位置处监控一个或多个负荷承载元件的物理特性，从而不仅可以确定在负荷承载元件中的物理特性发生变化的事实，也可以确定关于承载机构的哪个区域发生了这种物理特性变化的位置信息。

为此提出：为承载机构配备多个传感器。这些传感器不仅应该布置在承载机构的一个或两个相对的端部处，而是优选地沿着承载机构的整个纵向范围布置在许多不同的位置处。

每个传感器应设计成在局部邻近相应传感器的区域中测量或获取承载机构或容纳在承载机构的护套中的负荷承载元件的一个或多个物理特性。

在此，“承载机构的物理特性”的表述应当旨在广义地解释并且旨在包括：一个或多个容纳在承载机构中的负荷承载元件的物理特性或护罩的物理特性以及承载机构的对承载机构产生影响的附近环境中的物理特性。实例解释如下。

在此，“与相应传感器局部邻接的区域”可以这样解释，使得该区域内的承载机构上的每个位置比其他设置在承载机构上的传感器中的任何一个更靠近相应的传感器。因此，沿着承载机构的每个位置可以被分配给与相应的多个传感器中的一个传感器局部邻接的几个区域中的一个。

为了实现这里提出的承载机构，尤其可以有利地使用的是，对于其他技术领域，已经研发了大量传感器，这些传感器可以沿着承载机构在不同位置使用。特别地，已经研发了小型的或甚至微型化的传感器，其可以无问题地安装在电梯设备的承载机构上或者甚至可以集成到该承载机构中。

例如，已经研发了微型化的基于半导体的部件形式的传感器，借助于该传感器可以借助于例如在微芯片上构造的部件来检测物理特性。这种传感器可以具有如下的尺寸和结构，借助于这些尺寸和结构，它们可以容易且可靠地安装到承载机构的护套上或优选地安装到承载机构的护套中。例如，这种传感器可具有几厘米或甚至仅几毫米，特别是小于5厘米，小于2厘米或小于1厘米的尺寸。此外，特别是已经研发出如下的传感器，其不仅因为它们的尺寸而且因为它们的可操作性和可加工性，表现为非常适合用于电梯设备的承载机构并且基本上不会不利地影响承载机构的使用寿命。

例如，为了在机动车辆轮胎中使用，已经研发了可以集成到轮胎的弹性体混合物中并且轮胎可以在其上得到测量的传感器，例如测量内部轮胎压力和/或在那里出现的加速度。前提是，这种传感器也可以有利地用于电梯设备的承载机构中。

沿着承载机构设置的传感器可以设计成，将承载机构的局部伸展、承载机构的局部弯曲度、承载机构的局部加速度、承载机构上的局部作用力、承载机构的温度和/或由承载机构的负荷承载元件确定的电导率被确定为局部的物理特性。

借助于这种传感器确定的每个物理特性原则上可用于，导出关于承载机构的当前状态的信息。由此可以获知如下提示，其例如可以得出关于已经存在的对承载机构的负荷承载元件的损坏的结论，或者在最好的情况下，已经可以给出承载机构内的、可能会导致这种损害的变化的提示。

例如，承载机构的机械应力，特别是容纳在其中的负荷承载元件的机械应力会随着时间的推移而导致材料疲劳现象。在电梯设备的运行期间，例如当容纳在电梯轿厢中并因此由承载机构保持的负荷暂时改变时，负荷承载元件的伸长被认为通常发生。此外，例如在紧急制动的情况下，可能偶尔会出现承载机构的异常拉伸。承载机构和容纳在其中的负荷承载元件的伸长在承载机构的某些区域中比在其他区域中更明显。例如，在承载机构当前偏转的位置，例如在滚轮周围，可能发生负荷变化时局部增加的伸长。承载机构、特别是容纳在其中的负荷承载元件的局部拉伸可能具有促进磨损的效果。

另外，在电梯设备的运行期间，承载机构的局部弯曲反复发生，例如当围绕滚轮偏转时，并且已经观察到承载机构的这种弯曲会极大地促进其磨损。

通过借助于设置在承载机构传感器上的多个装置进行局部监控承载机构是否在部分区域中被拉伸和/或弯曲的可行方案，则可以在其使用过程中得出关于承载机构的机械应力的有价值的信息。特别地，可以发现，例如承载机构在某些部分中特别频繁地偏转并由此弯曲，因此在这些区域中损坏的风险可能特别高。例如，这种信息可以用于将其他检查措施专门集中在这些区域上，或者通过适当的措施，尤其是在这些区域中减少承载机构的负荷。

作为另一物理特性，传感器可以监控负荷承载元件的局部加速度。一方面，对这种局部加速度的监控可以给出承载机构的相应区域受到多大程度的机械应力的提示。另一方面，观察承载机构的区域中的过高的局部加速度可以指示出承载机构上已经存在的缺陷。可以在一个或多个空间方向上测量局部加速度。优选地，至少在横向于承载机构的纵向移动方向的一个方向上测量局部加速度。

作为另外的物理特性，传感器可以确定在局部作用于负荷承载元件上的力。这种局部作用力可以但不一定引起承载构件上的加速。然而，这种局部作用力通常充当机械负荷并因此潜在地增加磨损。

作为要监控的另一物理特性，可以获取承载机构的局部温度。在承载机构的部分区域中所存在的温度可以由于不同的影响，随时间而变化。在最简单的情况下，仅环境温度、例如在电梯竖井中可以改变。这种温度变化通常是大空间的，不限于承载机构的局部区域，并且通常不是关键的。

然而，仅在承载机构的部分区域中的局部温度变化可能指示出潜在的破坏性条件或可能已经是承载机构的局部损坏的结果。例如，持续出现并限于承载机构的一小部分的温度升高意味着：承载机构的局部损坏或与其局部热接触的其他部件的局部损坏。在承载机构的一部分中重复出现的、但在时间上受限的温度增加可能例如表示承载机构反复引导经过热的区域或物体，例如过热的主动轮或转向轮。例如，也可以通过监控负荷承载元件处的温度来发现由于电梯竖井中或附近存在的火灾引起的局部温度升高，并且可以启动有利的对策，例如限制电梯设备的行驶区段。

因此，可以有利地使用由承载机构上的一个或多个传感器确定的、关于局部存在的温度的信息来获得关于承载机构的状态的信息，而且还有关于对于电梯设备运行的重要的其他环境条件的信息。

此外，由承载机构的负荷承载元件监控的电导率可以被确定为要监控的物理特性。这种电导率也可以例如在两个邻接布置的传感器之间局部地确定，使得不仅可以沿着整个承载机构而且可以在其部分区域内检测电导率的变化，并且可以由此推断出关于局部损伤的结论。

传感器可以配置为确定单个物理特性。然而，还可以使用获取多个不同物理特性并且可以发送相应测量信号的传感器。例如，传感器可以测量加速度和温度。传感器可以被设计成连续地、近似连续地或间隔地、优选地周期性地获取一个或多个物理特性。表明所获取的物理特性的信号也可以连续地、近似连续地或间隔地输出，优选地周期性地输出。

根据另一实施例，传感器可以被设计为，将表示所获取的物理特性的信号发送到位于远程的控制器和/或外部监控设备。

换句话说，传感器应当不仅能够监控承载机构的物理特性并且例如能够存储所获得的测量结果，还能够向位于远程的控制器提供相关的测量信号。

该控制器例如可以布置在电梯设备的另一区域中或完全布置在电梯设备外部，也就是说例如在远程设置的监控中心中。控制器可以设计成处理和评估由传感器接收的信号，以便能够从中获取关于承载机构状态的所需信息。由此，借助于在此提出的承载机构和由布置在其上的传感器提供给外部位置的测量信号，可以从远程位置监控承载机构的当前状态。由此实现的所谓的远程监控系统例如实现了随时对电梯设备的当前的承载机构状态进行在线查询，例如为此无须人员将在本地在现场检查承载机构。以这种方式，例如可以实现及时的服务计划并且可以使电梯设备的停机时间最小化。

根据一种实施方式，传感器可以特别地设计成将其信号无线地传输到位于远程的控制器。这种无线信号传输可以例如通过无线电信号等来完成。除了测量单元之外，传感器还可以具有无线信号传输单元，该无线信号传输单元例如可以将测量的信号转换成无线电信号并将无线电信号传输到外部控制器。信号传输单元可以设计用于传输和/或接收信号。由此，特别是可以显著减少在此提出的承载机构的布线耗费。

额外地或替代地，根据一种实施方式，至少一个传感器可以设计成与至少一个负荷承载元件保持接触，使得可以在相应的传感器与位于远程的控制器之间通过负荷承载元件进行信号传输。

换句话说，传感器不一定必须设置用于无线信号传输。替代地或另外地，传感器还可以经由承载机构的通常由导电材料制成的负荷承载元件将由它们确定的测量信号传输到例如位于远程的控制器。这种信号传输通常比无线信号传输，特别是在狭窄且通常设有许多金属部件的电梯井中的无线传输干扰更小。在这种情况下，更不容易发生故障。可以使针对每个传感器的额外布线工作避免或最小化，因为不需要在承载机构上提供用于信号传输的额外线缆，而是这种信号传输可以通过服务在这种情况下作为数据传输件的负荷承载元件来进行。

例如，多个传感器可以通过设置在承载机构中的不同的负荷承载元件将它们的信号传输到各种外部部位。可替换地，多个传感器也可以通过一个或同一负荷承载元件传输其信号，每个传感器能够将由其传输的信号例如以不同的方式编码，或者用单独的标记，以便例如对于外部控制实现：区分来自不同传感器的信号。

根据一种实施方式，传感器的至少一部分被设计和布置成使得其穿透承载机构的护套并与负荷承载元件接触。在这样的实施例中，传感器可以例如布置在承载机构的外表面上并固定在那里。原则上，传感器可以安装在承载机构的任意外表面上，然而，可能优选的是将传感器布置在背面表面上，该背面表面与相对设置的前侧前接触表面相比，没有或更少地接触承载机构的主动轮和/或转向轮。相应的传感器尤其可以后续改装在传统的承载机构或甚至已经安装的承载机构上。在这种情况下，护套仅需要局部打开或穿透，以使传感器能够与被护套包裹的负荷承载元件进行机械的、电的和/或热学的接触。例如，传感器可以具有接触针，接触针可以刺穿护套并被压入承载构件中。这使得可以在(初始)安装之后利用至少一个传感器或甚至几个传感器来改装承载机构。

根据另一实施例，至少一个传感器可以集成在围绕负荷承载元件的护套中。换句话说，传感器可以完全或封装在护套内。因此传感器可以成为承载机构的一部分。在这种情况下，传感器可以被类似于负荷承载元件的护套包覆，并且例如受到保护免受外部机械或化学影响。虽然在这种情况下几乎不可能用传感器改装现有的承载机构，但是传感器例如可以例如在承载机构的制造期间，直接集成到弹性体护套中。传感器可以集成到承载机构中，使得其有利地与一个或多个负荷承载元件机械地、电地和/或热学地接触。

根据一种实施方式，至少一个传感器被设计成：在没有自己或者说单独的电源的情况下，获取物理特性并发送相关信号。这种传感器也可以称为“无源”，因为它不会在无需外部影响的情况下自身激活，并且在任何情况下，能够被动地读取。对于自己的电源下，可以理解为：例如仅与单独一个传感器相对应的能量源，例如自身对应的电池。

设有这种无源传感器的承载机构的方案可以简化承载机构的制造和维护，因为例如不需要为多个传感器的多个电池加以保存、维护和/或以规则的时间间隔更换。

例如，可以设想的是，例如传感器的电特性或磁特性根据负荷承载元件在邻接局部区域中作用于其上的物理特性而变化，并且这些改变的特性可以从在外面读取。例如，电磁辐射可以从控制器发射到传感器并且由传感器以改变的方式根据当前主导的条件反射，然后可以由控制器检测和评估反射的辐射。

可替换地，传感器可以设计用于自给自足的获取能量，例如，通过提供合适的能量产生元件，例如至少一个压电元件来实现。可替换地，可以根据具体情况从外部提供能量，例如，通过射频信号实现。该能量可以存储在合适的能量存储元件中，使得传感器至少在能量产生或外部电源之后的一定时间内是可运行的。因此，例如，使两次行驶之间的时间得到桥接，这种行驶要么产生能量(压电技术)，或者可选地将传感器送到能量源(外部供应的能量)附近。

根据另一实施方式，至少一个传感器可以设计成，与至少一个负荷承载元件接触，使得传感器可以通过流过负荷承载元件的电流来实现供电。

换句话说，传感器按照上面提到的方式不需要是“无源的”，但传感器的电源仍然不需要通过多个可以分散设置的、并分配给每个传感器的能量源、例如电池来建立。取而代之地，传感器可以通过在大多数情况下导电的承载机构的负荷承载元件来提供电能。负荷承载元件的电绝缘区域或者优选地为两个单独的导电负荷承载元件可以用作电导体，例如可以加载外部电压并且因此可以用作用于供应一个或多个所安装的传感器的提供电能的输送导线。

根据另一实施方式，承载机构包括多个彼此平行延伸的负荷承载元件，并且传感器设计成，对与相应的传感器局部邻接的区域中，在至少一个负荷承载元件中、而优选地在几个或甚至所有负荷承载元件，确定至少一个物理特性。

换句话说，类似于传统的、用作电梯设备的承载机构的带地，承载机构可设置有多个细长的负荷承载元件，通常也称为绳索或者说芯线，它们共同容纳在护套中。沿着承载机构纵向以适当的间隔，能够将传感器布置在承载机构上或承载机构中，或者布置在其护套上或中。每个传感器可以确定邻接区域中的一个或多个负荷承载元件中的一个或多个物理特性，并将相应的信号输出到外部。

根据另一实施例，传感器可沿承载机构的纵向延伸方向彼此等距地布置。换句话说，对于设置在承载机构上的所有传感器的、在纵向延伸方向上相邻的传感器之间的距离可以相同。因此，承载机构可以例如作为标准化和/或预制构件制造和提供。例如，可以制造配备有传感器的、具有非常大的长度的带形式的承载机构，然后分别针对具体的应用情形以相应的长度切断。

然而，原则上，在承载机构的延伸方向上邻接的传感器之间的距离也可以是非等距的。例如，可以设想的是，选择表现为更需要监控的区域中传感器之间的距离更小于不太危险的区域中的情况。

取决于待确定的物理特性和/或要确定的物理特性的期望局部分辨率，可以适当地选择邻接传感器之间的距离。例如，选择邻接传感器之间的距离在几厘米的范围内，例如，10厘米，直到数米，例如，5米、10米或甚至20米。

在配备有根据本发明的承载机构的电梯设备的情况下，还可以设置监控设备，监控设备分别设计用于，从安装在承载机构上的不同传感器接收表示所确定的物理特性的信号和信息，通过处理所接收的信号以获取承载机构的当前状态。

在此，监控装置可以远离承载机构地布置。信号可以在传感器与监控装置之间传输，例如通过承载机构上的可以特别设置的布线无线传输，或者通过设置在承载机构中的导电的负荷承载元件传输信号来实现。

监控设备可以被设计为执行根据本发明第三方面的实施方式的方法，即处理从不同传感器接收的信号，以便从中确定关于承载机构的状态的信息。

在这种情况下，可以有利的是，在处理所接收的传感器信号的方案中除了包含在其中的关于由传感器确定的物理特性的信息之外，还有关于传感器布置在承载机构上的位置的信息。这些信息可以由传感器与表示信号的物理特性一起传送或以其他方式导出。

例如，在将承载机构安装在电梯设备中之后，可以执行“学习阶段”，在此期间，例如，承载机构通过电梯设备的驱动而被有针对性地移位，并且在此“学习到”安装在承载机构上的传感器或由传感器传输的信号的特性或者说表现。

可替代地或作为补充地，每个传感器可以具有一种单独或者说个性化的标识符，其例如可以与编码物理特性的信号一起发送到监控设备。可以使由其标识符个性化的传感器的个性化位置预先得到确认并存储，在学习阶段中得到学习和/或例如基于其他与位置相关特征得到确认。

应该理解的是，这里参考不同的实施例描述了本发明的一些可能的特征和优点。特别地，参考根据本发明设计的承载机构，参考根据本发明设计的电梯设备或参考用于监控承载机构的状态的、需要根据本发明执行的方法，描述了一些可能的特征和优点。根据本发明。本领域技术人员可以认识到，能够以合适的方式组合、匹配、转用或交换所描述的特征和所得到的优点，以便得到本发明的其他实施例。

附图说明

下面，参照附图详细阐述本发明的实施方式，其中，附图还有说明书都不会对本发明构成限定。

图1示出具有根据本发明的一种实施方式的承载机构的电梯设备。

图2示出根据本发明的一种实施方式的承载机构的透视剖视图。

图3示出根据本发明的另一实施方式的承载机构的透视剖视图。

图4示出根据本发明的又一实施方式的承载机构的透视剖视图。

附图仅为示意的并且不忠实于比例。相同的附图标记在不同的附图中表示相同的或起相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出了具有根据本发明的一种实施方式的、用于电梯设备100中的承载机构1的电梯设备100。

电梯设备100具有电梯轿厢102，电梯轿厢能够借助驱动装置104在电梯竖井106内上下运动。驱动装置104在示出的实施例中，安装在电梯竖井106的顶板108上，但可以可选地是例如安装在单独的机房中。驱动装置104具有电马达110，通过该电马达可以旋转驱动主动轮112。在此，主动轮112的表面可以在这种情况下与承载机构1的接触表面处于摩擦接触中，使得通过转动主动轮112，使承载机构1沿着纵向延伸方向9能够移动。在所示的示例中，承载机构1的一端在此固定在电梯轿厢102上，以便保持电梯轿厢102。可替换地，承载机构1例如也可以缠绕安装在电梯轿厢102上的转向轮并且以其端部固定在顶板108上。承载机构1的相反的端部必要时可以保持对重(未示出)。通过驱动承载机构1，则可以使电梯轿厢102、以及必要时还有对重在电梯竖井106内部运动。在此，驱动装置104可以借助控制器114来控制。

在电梯设备100运行期间，必须确保，承载机构1随时能够可靠地完成其任务，也就是保持电梯轿厢102。为此，应该持续地或者至少以适当的时间间隔监控承载机构1的反映承载机构1的完整性的状态。

这里提出的电梯设备100在其承载机构1上为了上述目的而具有多个传感器7。传感器7布置在多个沿承载机构1的纵向延伸方向9彼此间隔的位置上。换言之，不仅是在承载机构1的端部上布置有传感器7，或者将整个承载机构与外部传感器件相连接(这正如大多数情况那样)，而是将多个传感器7在承载机构1的长度上分散布置，使得例如在纵向延伸方向9上、在承载机构1的中心或附近存在一个或多个传感器7。

每个传感器7被设计用于，在与相应的传感器7局部邻接的区域中，获取承载机构1的至少一个物理特性，并且基于所获取的物理特性，输出适当的信号11。例如，可以确定为物理特性的是承载机构1的局部的拉伸量、承载机构1的局部的加速度、在局部作用于承载机构1的力、承载机构1上的局部温度和/或通过承载机构1的电导率。为此，传感器7可以与承载机构1或与其部件，例如负荷承载元件或包围负荷承载元件的护套保持机械的、电的、热学的等类型的接触。

在此，传感器7被设计用于，将由其测量或检测到的物理特性呈信号11的形式输出。信号11例如可以作为无线电信号输出，也就是呈电磁波13的形式输出。在电梯竖井106中或其上，可以设置有接收器15、17，所述接收器能够接收信号11并且适当地继续传输。

例如，接收器15可以安装在电梯轿厢102上，使得其与电梯轿厢102一起行驶通过电梯竖井106，并且在此例如，在布置于承载机构1的处于与电梯轿厢102相反的端部附近的区域中的传感器7的附近经过。这样按照在电梯轿厢102中的接收器15在此在电梯设备100运行过程中，反复在多个安装在承载机构1的传感器7的附近经过，或本身位于这些安装在电梯轿厢102附近的承载机构1上的传感器7的附近。因此，到达接收器15的数据传输必要时仅需要跨过很短的路程。因此，可以在数据传输时实现良好的质量。

相对于安装在电梯轿厢102上并且与之一起运动的接收器15可替代地或作为补充，接收器17可以固定地安装在电梯竖井106上或中。例如，这种固定的接收器17布置在电梯竖井106的中心附近。在此，多个安装在承载机构上的传感器7在承载机构1的在电梯设备100运行中发生的移动期间，多次在接收器17附近引导经过。因此，信号传输仅需要走过很短的路程。也是按照这种方式，能够实现从每个传感器7到接收器17的可靠的数据信号传输。

也可以设置多个接收器15、17。例如可以沿电梯竖井106的高度布置多个固定的接收器17。

接收器15、17可以将传感器7的由其接收的信号11向控制器114继续传输。在那里，信号11可以得到处理，以便能够由此确定关于承载机构1的状态的所希望的信息。可替换地或额外地，信号11可以传输给外部监控装置116，以便从那里，也就是例如从远程控制中心能够评估所述信号11，并且能够从远程监控电梯设备100、特别是容纳于其中的承载机构1的状态。

相对于借助电磁波13对信号11的无线传输作为替换方案，信号11也可以例如通过容纳在承载机构1中的或者安装在承载机构1上的电导线导引至控制器114和/或导引至外部监控设备116。

特别地，可以有利地利用的是，在承载机构1中通常容纳有本来就导电的、呈容纳于其中的金属的负荷承载元件的形式的结构，这种结构也能够用于通过承载机构1最终到达控制器114或外部监控装置116的信号传输。为此目的，传感器7可以将由其产生的信号耦合输入到导电的负荷承载元件中。在一个位置上、例如在承载机构1的一端上，用于传输信号的负荷承载元件则可以向外例如连接到与控制器114或监控装置116连接的导线。

在图2至图4中以透视剖视图示出承载机构1的不同的实施方式。

每个承载机构1具有负荷承载元件3，负荷承载元件由护套5包裹。所示的承载机构1是指扁平带，其中，多个负荷承载元件3平行于承载机构1的纵向延伸方向9地延伸并且彼此平行地并排布置。带的这种负荷承载元件3也被称为“绳索”，并且例如可以具有金属线或金属线材束或者由其构成。负荷承载元件3的直径可以在一毫米或几毫米到几厘米的典型范围内。相邻的负荷承载元件之间的侧向距离可以例如处于相同的数量级，如负荷承载元件的直径也就是可以处在几毫米到几厘米的范围内。

在承载机构1的例如设计为带的示例性实施例中，每个负荷承载元件3由护套5的一部分所包围，使得负荷承载元件3彼此以机械和电的方式分离。护套可以由合成材料，特别是聚合物材料，优选弹性材料构成。在此，护套5与容纳于其中的负荷承载元件3一起形成了呈形成承载机构1的带的形式的单元。

带的正面表面19在应用承载机构1期间形成接触表面，承载机构1通过接触表面例如与驱动装置112摩擦接触。例如，正面表面19可以是设有纹理或是平坦的。例如，设有纹理的正面表面19可以例如具有多个彼此平行延伸的沟槽或凹槽21。与正面表面19中的一个相反的背面表面21通常是平坦的，也就是没有设有纹理。

作为设置有多个负荷承载元件3的带的替代方案，承载机构1也可以仅设置有作为芯的单个负荷承载元件3和围绕该芯的护套。

在图2所示的带状承载机构1的例子中，多个传感器7沿纵向延伸方向9安装在护套5的背面表面21上。在此，传感器7安装到背面表面21上，并且与其机械连接或以机械方式固定在其中。

在这种情况下，例如，前伸部23伸入到护套5中。前伸部23一方面可以提供对传感器7的机械锚固。另一方面，该前伸部23可以与护套5内的其中一个负荷承载元件3建立传感接触，使得传感器7通过该前伸部23例如机械地，电气地，热地或以类似的方式连接到负荷承载元件3上。按照这种方式，传感器7可以获取承载机构1的物理特性，特别是容纳在其中的负荷承载元件3的物理特性。

例如，传感器7通过前伸部23检测在负荷承载元件3上局部出现的拉伸或弯曲。为此，例如测量负荷承载元件3内的长度变化、取向变化和/或电压变化。

替代地或附加地，局部作用在承载机构1上的力或加速度，特别是局部作用在容纳在其中的负荷承载元件3上的力或加速度可以直接测量，或者必要时通过其前伸部23测量。

也可以借助于传感器7测量温度，如这种温度在背面表面21上局部地存在或者如其在承载机构1内，例如在被接触的负荷承载元件3上存在那样。

还可以想到，以如下方式设计传感器7并且将它们安装在承载机构1上，使得在它们的帮助下，电流可以由负荷承载元件3中的一个局部地产生。例如，电压可以是在两个相邻布置的传感器7之间产生，从而使电流流过连接在它们之间的负荷承载元件3。特别地，这种电流的变化然后可以给出针对负荷承载元件3可能损坏的指示。损坏不仅可以有利地被检测到，而且还可以定位为处在两个传感器7之间的区域中。

在所示的示例中，每个传感器7设置有传感器件25以及发送和/或接收单元27。传感器件25用于测量承载机构1的待确定的物理特性。然后，发送和/或接收单元27可以将所获取的测量信号转换为要输出的信号11。然后，该信号11可以被发送到控制器114和/或外部监控设备116，以进行进一步的处理和评估。

这种信号传输又可以是无线的，例如通过电磁波13实现。可替换地，发送和/或接收单元27也可以例如通过前伸部23将产生的信号11耦合输入到负荷承载元件3中并且通过负荷承载元件传输到控制器114并且必要时从那里传输到外部监测设备116。作为另一替代方案，可以设想对每个传感器7单独布线。

此外，在图2所示的示例中，相邻传感器7不仅可以与控制器114和/或外部监控器116交换信号11和数据，而且还可以设想，相邻传感器7之间进行信号传输。在此，相邻的传感器7可以无线地彼此通信，例如通过电磁波14实现。以这种方式，例如，可以设想传感器7之间的信息交换。

特别地，可以设想的是，相邻的传感器7例如可以按照如下方式协调流过负荷承载元件3的连接传感器的分段的电流，以便特别是能够局部地确定电阻或另一电阻的变化。通过这种方式，可以特别地使承载机构1的负荷承载元件3内的电特性的变化不仅能够全局地、即针对整个负荷承载元件3的变化，也能够局部地、即例如在两个相邻传感器之间的区域中，得到确定和评估。

在图2中所示的示例中，传感器7可沿纵向延伸方向9安装在承载机构1上，使得传感器分别接触一个且为同一负荷承载元件3(在所示的示例中，左起第三个)并且相应地在负荷承载元件3的附近，确定相应的、局部的物理特性。然而，还可以设置为，在承载机构1上布置有额外的传感器8，借助于额外的传感器，例如，局部地测量诸如温度等的其他物理特性，优选地结合其他物理特性，可以导出承载机构1的当前局部状态的补充信息。

在承载机构1的图3中所示的示例中，传感器7集成到承载机构1的护套5中。换句话说，传感器7完全位于护套5内部，并且因此以类似于负荷承载元件3的方式由护套5保护，以防机械和/或化学影响。在所示的示例中，传感器7基本上在带状承载机构1的整个宽度上延伸。在此，多个前伸部23接触容纳在承载机构1中的每一个负荷承载元件3。承载机构1的物理特性可以在每个负荷承载元件3处或附近的区域中得到局部确定。

在图4中的示例示出的实施例中，传感器7被更深地容纳在承载机构1的内部。特别地，传感器7在旁侧被容纳在彼此相邻地延伸的负荷承载元件3之间，并且因此位于护套5的深处。在此，传感器7又可以通过前伸部23接触一个或在所示示例中为两个与其相邻地延伸的负荷承载元件3，以便能够局部地确定负荷承载元件的物理特性。

除了从传感器7通过负荷承载元件3之一到控制器114和/或外部监测装置116的已经解释的信号传输的可行方案之外，传感器7的供能也可以借助一个或多个容纳在承载机构1中的负荷承载元件3来实现。例如，传感器能够如图4所示地利用前伸部23或其他接触可行方案接触两个独立的负荷承载元件3，在外部对负荷承载元件3施加适当的电压，以便借助流过负荷承载元件3的电流能够实现对传感器7供能。

可替换地，传感器7可以形成为无源构件，或者分别配备有自己的供能装置，例如电池。

最后，根据本发明的承载机构或配备有这种承载机构的电梯设备或能够利用这种承载机构执行的监控方法的实施方式的可行的构造方案以及由此可能能够实现的优点可以总结如下，部分地使用替代上述描述的措辞：

作为核心方案，可以考虑将多个传感器布置在承载机构上或承载机构内部在其长度上分散地布置。

传感器可以足够小，以便仅将它们局部地安装在承载机构上或者甚至能够集成到承载机构中。借助于这些传感器，可以在承载机构上或承载机构中检测物理特性，例如弯曲、负载、温度和/或振动。

例如，可以借助承载机构中的传感器来确定：承载机构的分段发生弯曲的频率。由此，例如可以推导出承载机构何时达到报废。这尤其可以具有以下优点：可以获取承载机构的整个行程范围内的历史，并且可以在正确的时间更换承载机构，而不会例如降低到所要求的断裂负载以下。

不允许地高的局部加速度可以指示缺陷，从而例如电梯设备可以停止运行。承载机构的基于来自传感器的信号获取的状态可以由控制器或外部监控装置评估，并且例如可以传递所对应的信息给电梯控制器。实质上，加速度特性的与例如新状态相比的变化可能导致承载机构的使用过早结束。

凭借整个载体长度和相应的弯曲型廓的历史，可以根据电梯使用情况，实现对承载机构直至报废更好地利用。到目前为止，只评估了电梯设备的数次行驶。此外，可以通过远程监控系统随时在线查询电梯设备的承载机构状态。因此，例如及时的维护计划可以防止出现故障时间。

在特定实施例中，例如通过由传感器检测到的、关于承载机构中的相应拉应力的信息，可以非常精确地确定负载状态。这种信息可以为控制器提供轿厢的装载状态。另外，例如可以为装配人员显示多个承载机构内的电压差，并且可以在装配时或在维护情况下后续调整。由此，尤其可以更好地充分利用承载机构的寿命并且可以保持行驶舒适性。

例如如果故障发生于松弛段或整个承载机构区域，则可以立即检测到。在传感器链中有利地绝无延迟。

此外，精确的承载机构监视可以实现在安全因素考量中的适应，并由于条件信息不足而重新评估历史安全因素。

在承载机构的各个区段中的温度可以在发生火灾时提供信息。例如，电梯设备内的行驶路线可以受到限制，因此系统可以更长时间地保持运行。

根据可行的实施方式，多个单独的传感器以一定距离安装在承载机构中或承载机构上。传感器可以例如布置在承载机构的背面或运行型廓上或承载机构中。传感器可以与导电线和/或光纤连接，或者可以是电绝缘的。信号可以通过导体传输到端点，或者也可以直接通过遥测传输到接收器。在初始安装或维修期间，可以通过示教过程来学习传感器系统的位置，该示教过程可以提供额外信息，但是这是可选的。关于承载机构的信息，例如生产时间、生产批次和载体类型，可以由供应商直接存储在传感器件中。通过局部分段的温度信息、加速状态和承载机构应力可以提供给控制器以进行进一步处理。

最后，应当注意，诸如“具有”、“包括”等术语不排除其他元件或步骤，诸如“一个”的术语不排除多个。还应当指出，参考任何上述实施例描述的特征或步骤也可以与上述其他实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不应视为限制。

附图标记列表

1 承载机构

3 负荷承载元件

5 护套

7 传感器

8 额外的传感器

9 纵向延伸方向

11 信号

13 电磁波

14 电磁波

15 接收器

17 接收器

19 正面表面

21 背而表面

23 前伸部

25 传感器件

27 发送和/或接收单元

100 电梯设备

102 电梯轿厢

104 驱动装置

106 电梯竖井

108 顶板

110 马达

112 主动轮

114 控制器

116 外部监控设备

Claims (14)

1.一种用于电梯设备(100)的承载机构(1)，其中，承载机构(1)具有：

至少一个细长的负荷承载元件(3)；

包裹负荷承载元件(3)的护套(5)；

多个传感器(7)，传感器在承载机构(1)上布置在多个沿承载机构(1)的纵向延伸方向(9)彼此间隔的位置上，其中，

传感器(7)被设计用于，在与相应传感器(7)局部邻接的区域中获取承载机构(1)的至少一个物理特性，并且将表示所获取的物理特性的信号(11)输出，其特征在于，

传感器(7)被设计用于，确定选自一组物理特性的至少一个物理特性，所述一组物理特性包括：承载机构(1)的局部拉伸量、承载机构(1)的局部弯曲度、承载机构(1)的局部加速度、在局部作用于承载机构(1)的力、承载机构(1)的局部温度和通过承载机构(1)的电导率。

2.根据权利要求1所述的承载机构，其中，传感器(7)被设计用于，将表示所获取的物理特性的信号(11)传输给远程布置的控制器(114)和外部的监控设备(116)中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的承载机构，其中，传感器(7)中的至少一个设计用于，无线传输信号(11)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的承载机构，其中，传感器(7)中的至少一个被设计用于以及以如下方式与至少一个负荷承载元件(3)保持接触：使得传感器(7)与远程布置的控制器(114)或外部的监控设备(116)之间的信号传输能够通过负荷承载元件(3)来实现。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的承载机构，其中，传感器(7)的至少一部分贯穿护套(5)并且与负荷承载元件(3)发生接触。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的承载机构，其中，传感器(7)中的至少一个集成到护套(5)中。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的承载机构，其中，传感器(7)中的至少一个作为以微型化的半导体为基础的构件来提供。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的承载机构，其中，传感器(7)中的至少一个设计用于，在无需自己的供能装置的情况下，获取物理特性并且传输信号(11)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的承载机构，其中，传感器(7)中的至少一个设计用于以及以如下方式与至少一个负荷承载元件(3)保持接触：使得传感器(7)的供电能够通过流经负荷承载元件(3)的电流来实现。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的承载机构，其中，承载机构(1)具有多个彼此平行地延伸的负荷承载元件(3)，并且传感器(7)设计用于，在与相应的传感器(7)局部邻接的区域中，获取至少一个负荷承载元件中的至少一个物理特性。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的承载机构，其中，传感器(7)沿纵向延伸方向(9)彼此等间距间隔地布置。

12.一种电梯设备(100)，具有：

电梯轿厢(102)；

驱动装置(104)；

根据权利要求1至11中任一项所述的承载机构(1)；

其中，电梯轿厢(102)保持在承载机构(1)上，并且电梯轿厢(102)通过借助驱动装置(104)使承载机构(1)运动而能够移动。

13.根据权利要求12所述的电梯设备，还具有外部的监控设备(116)，外部的监控设备设计用于，从不同的、安装在承载机构(1)上的传感器(7)接收表示所获取的物理特性的信号(11)并且通过对所接收的信号(11)的处理获取关于承载机构(1)的状态的信息。

14.一种用于监控根据权利要求1至11中任一项所述的承载机构(1)的状态的方法，其中，所述方法包括：

接收信号(11)，所述信号分别表示承载机构(1)的所获取的物理特性，所述物理特性已由安装在承载机构(1)上的多个不同的位置上的传感器(7)获取，其中，物理特性选自包括承载机构(1)的局部拉伸量、承载机构(1)的局部弯曲度、承载机构(1)的局部加速度、在局部作用于承载机构(1)的力、承载机构(1)的局部温度和通过承载机构(1)的电导率的组；并且处理所接收的信号(11)，以便由此获取关于承载机构(1)的状态的信息。

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