CN113544074A - 承载机构的状态确定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监控与电梯轿厢11连接并能够使电梯轿厢移动的承载机构23的物理状态的方法和装置21。承载机构23沿其长度具有标记25，该标记将承载机构23分成区段S₁、S₂、S_n。根据本发明，能够逐区段地监控承载机构23的伸长量差Δε，方式为，借助信号处理单元31基于在两个选定的由检测装置29检测到的标记25之间的距离来确定在第一载荷F₁下的第一伸长量ε₁和在第二载荷F₂下的第二伸长量ε₂，并且由两个伸长量ε₁、ε₂算出代表区段S₁、S₂、S_n的弹性性能的伸长量差Δε，其中，借助载荷测量装置33能够测量在两个选定的标记25之间作用于承载机构23上的载荷F₁、F₂。

Description

承载机构的状态确定

技术领域

本发明涉及一种用于监控承载机构的物理状态的方法、一种用于执行该方法的装置以及一种带有该装置的电梯设备。

背景技术

电梯或者说电梯设备具有用于接纳人员和/或物体的电梯轿厢以及带有驱动滑轮和通常的承载机构的驱动器。该承载机构与电梯轿厢连接并且通过驱动滑轮引导，从而驱动器可以使电梯轿厢运动。根据电梯设备的设计方案，承载机构还与对重连接。此外，不同的承载机构引导变型方案是可行的。根据承载机构引导变型方案存在力传动能力，如其例如由曳引绳已知的那样。此外，电梯设备也可以具有多个相互平行地引导的承载机构。

电梯设备的最关键的构件是承载机构。重要的原因是，一方面需要承载人员且另一方面由于功能原因承受最高的载荷，如较高的增加的曳引力和弯曲交变。上述类型的承载机构可以是由钢绞线、芳族聚酰胺纤维或碳纤维制成的承载的曳引载体或制造的绳索，承载机构必要时具有塑料包套。但也可以是一种电梯皮带，电梯皮带通常由聚氨酯制成并且在其内部具有承载的曳引载体，这些曳引载体由钢绞线、芳族聚酰胺纤维束和/或碳纤维束制成。

基于通过驱动滑轮和必要时通过转向辊进行的承载机构引导，并非承载机构的每个纵向区段都承受相同的载荷，因此单个的纵向区段在一定的运行时间之后显示出不同的磨损现象。在此，限制使用寿命的磨损现象是承载横截面由于承载机构的承载载荷的曳引载体的线材断裂或纤维断裂而减小。

由于这种磨损现象，必须定期更换承载机构，其中，在逻辑上，承载机构的最严重受损的纵向区段是决定性的。迄今为止，在不考虑承载机构的实际状态的情况下，通常将承载机构的弯曲交变次数考虑为磨损的程度。这种更换非常昂贵，因此在运营者方面非常关注，在不冒着在运行期间承载机构断裂的风险的情况下尽可能长时间地使用承载机构。

为了满足这种需求，US 2003/0111298A1提出一种电梯设备中的承载机构的监控方法。为此，承载机构通过标记分成区段。标记可以通过检测装置检测，从而可以测量各个区段的长度变化。然后将各个区段的长度变化与极限值进行比较。一旦区段中的一个达到极限值，承载机构就必须被替换。借助这种监控方法，通常也称为报废状态的承载机构更换的时间点不再取决于运行小时，而是取决于电梯承载机构的实际状态。

但是，根据US 2003/0111298A1的说明，所提出的方法假设长度变化总是在相同的载荷下确定，例如在空载电梯轿厢行驶时。这种为测量目的而设置的空载行驶限制了电梯设备的可用性。此外，所测量的长度变化还包括钢绞线或纤维束的垂坠(Setzen)，这对承载机构的承载能力没有影响。所提出的解决方案可能由于包含在测量结果中的本身可忽略的垂坠效应(Setzeffkte)而导致过早地更换承载机构。

发明内容

因此，本发明的目的是，在不限制可用性的情况下还更精确地根据承载机构的状态确定报废状态。

该目的通过一种用于监控承载机构的物理状态的方法来实现，该承载机构与电梯轿厢连接并且可以使该电梯轿厢运动。承载机构沿其长度具有标记，这些标记可借助检测装置来检测。标记可以例如通过彩色印刷或通过热方法如激光烘烤方法施加在承载机构的表面上。在此，标记尤其可以构造为点、水平线、矩阵码、条形码等。但标记也可以是其他性质，例如设置在承载机构内部的RFID标签等。与此相应地，检测装置与所使用的标记相协调并且可以是激光扫描器、RFID读取设备、相机等。

为了使垂坠效应对状态测定没有影响，按照本发明代替单纯的长度变化或伸长逐区段地监控承载机构的伸长量差。确定伸长量差，方式为，通过信号处理单元根据由检测装置检测的两个选定标记之间的距离来确定第一载荷下的第一应变和第二载荷下的第二应变，并且根据两个伸长量计算出代表区段的弹性性能的伸长量差。为了检测在伸长量测量时作用的载荷，设有载荷测量装置，借助载荷测量装置能够测量在两个选定的标记之间作用在承载机构上的载荷。

考虑将伸长量差用作确定报废状态的标准基于以下认识，即，当单个的钢绞线或纤维遭受断裂或磨损并且承载机构的承载横截面减小时，则对于垂坠效应产生附加的长度变化。这种减小导致承载机构区段的弹性性能的改变，方式是，承载机构区段变得容易伸长或者说“更软”。换言之，具有钢绞线断裂或纤维断裂的区段的伸长量差发生改变或增加。在此可以看出，借助所提出的方法考虑最重要的标准来确定报废状态，即承载机构的承载横截面的减小。由于通过检测作用的载荷可以与固定载荷无关地进行用于确定伸长量差的测量，因此能够确定在任何时间点的以及因此在正常运行期间的伸长量差。

计算出的伸长量差随后可以与伸长量差极限值进行比较。如果一个区段的伸长量差等于或大于伸长量差极限值，则信号处理单元优选地向电梯设备的控制单元和/或向输出单元发送警报信号，以便例如固定电梯设备和/或显示需要更换承载机构。

替代地或附加地，可以由该伸长量差计算承载横截面的横截面损失，并且将该横截面损失与最大允许的横截面损失的极限值进行比较，或者由该伸长量差计算断裂负荷损失，并且将该断裂负荷损失与最大允许的断裂负荷损失的极限值进行比较。

如果一个区段的所计算的伸长量差或所计算的横截面损失或所计算的断裂负荷损失低于伸长量差极限值、横截面损失极限值或断裂负荷损失极限值，则可以在信号处理单元中例如借助先前确定的伸长量差值、横截面损失值或断裂负荷损失值和当前所确定的值的外插来计算所使用的承载机构的剩余寿命。借助该剩余寿命，能够在预测性的维护计划的意义上为运营商和维护公司计划承载机构的更换。

为了减少从测量和计算中得出的数据量，可以将各个区段的伸长量差相互比较并且建立区段关于其伸长量差的分级结构。类似于该分级结构，可以选择区段，使得相比于具有不变的伸长量差的区段，更频繁地确定具有已经增大的伸长量差的区段的伸长量差，并且将其与伸长量差极限值进行比较。此外，可以设有随机算法，根据随机算法随机地选择直至开始具有不变的或略微改变的伸长量差的区段并且确定其伸长量差。

由于标记位于承载机构上，因此标记也可能受到磨损的影响。为了能够进一步无干扰地确定伸长量差，可以基于标记的可检测性设置可检测性标准。如果标记不符合这个可检测性标准并且因此不能读取或难以读取，则可以由检测装置或信号处理单元选择下一个能够读取的标记。

为了能够更精确地判断刚度的变化，有利的是，不考虑制造商的标准值，而是在其新状态下分析实际使用的承载机构。为此，当承载机构调试运行时，通过在新状态下测量区段在不同载荷下的多个伸长量并将其存储为表示新状态下的伸长量差的力/伸长量曲线，能够在每个区段的新状态下测量并存储伸长量差。在运行期间，可以将各个区段的伸长量差定期与在新状态下的力/伸长量曲线的分别相关联的伸长量差进行比较。

由一个区段的伸长量差的变化也可以计算出该区段的承载横截面的横截面损失，并将结果传输到输出单元上。

为了实施该方法，需要一种装置，其中，该装置具有至少一个借助标记分成多个区段的承载机构、载荷测量装置、信号处理单元和用于检测标记的检测装置。载荷测量装置能够非常不同地设计。载荷测量装置例如可以包含设置在承载机构中的力测量单元。然而优选地，力测量单元不设置在承载机构中，而是设置在承载机构端部固定部位的一部分处，在该承载机构端部固定部位上，承载机构的承载机构端部之一固定在轿厢、对重或建筑物的一部分上，其中，该建筑物在逻辑上包含具有待监控的承载机构的电梯设备。

信号处理单元被设计成逐区段地监控承载机构的伸长量差，方式为，基于检测装置检测到的两个选定标记之间的距离来确定由载荷测量装置作用在承载机构上的第一测量载荷下的第一伸长量和由载荷测量装置作用在承载机构上的第二测量载荷下的第二伸长量，并且根据这两个伸长量计算代表弹性性能的伸长量差。为此，信号处理单元具有带有处理器和存储器单元的相应的硬件以及合适的软件，在该软件中尤其也实现在附图描述中列举的公式。

根据软件中经过编程的方法流程，通过信号处理单元可以按照预给定的标准选出一个区段和相应的两个标记。该选择可以被传送到检测装置上，该检测装置随后检测两个选定的标记之间的距离。优选地，在此使用光学系统并且将区段的长度选择为，使得能够同时检测至少两个标记。为了确定区段的伸长量，必要时也可以检测和考虑两个所选标记的检测时间差以及承载机构相对于检测装置的速度或速度曲线，以便确定两个标记之间的正确距离或区段的伸长量。

为了能够明确地定位最严重的磨损位置，有利地，每个标记具有能够与其他标记明确区分的标识。

为了便于检测，两个所选定的标记优选相继地布置在承载机构上，并界定应计算伸长量差的区段。

然而，还可以在界定区段的两个选定标记之间设置其他标记，这些标记设置在承载机构上。如果这两个选定的标记不再能够同时通过检测装置检测，则必须如上面所提及的那样由检测时间和速度计算出区段的长度。

上述装置可以是电梯设备的固定的、持久存在的组成部分。但也可以考虑的是，上述装置仅暂时安装在电梯设备中，以便能够更精确地估计所呈现的使用寿命终点并且更好地计划等待的更换。当然，也可以通过所述装置来改装现有的设备。

当电梯设备包括即时更新的数字替身数据组时，可以实现特别精确的监控，该即时更新的数字替身数据组包含将电梯设备的以数字形式作为具有表征特性的相互连接且相互作用的构件模型数据组的物理组件。在此，信号处理单元被设计为与即时更新的数字替身数据组交换数据。

由信号处理单元传送给即时更新的数字替身数据组的数据可以包括区段的伸长量差，伸长量差可以作为表征特性被传递到即时更新的数字替身数据组的被呈现为数字构件模型数据组的承载机构的所配属的虚拟区段。在此，替换虚拟的区段的相应的迄今为止的表征特性或伸长量差值并且由此对即时更新的数字替身数据组进行即时更新。

借助即时更新的数字替身数据组可以执行静态和动态的模拟以确定报废状态或剩余使用寿命。在此，即时更新的模拟提供很好的虚拟的模拟环境，因为虚拟的模拟环境包含电梯设备的物理构件的所有重要的表征特性并且将其呈现。因此，例如可以模拟由于改变的刚度引起的如承载机构振动的附加载荷，并检查其对其他构件的影响，从而例如区段的增加的伸长量差或相应减小的承载横截面不直接确定报废状态，而是确定承载机构的改变的振动特性及其对例如行驶舒适性和电梯设备的其他构件如导轨、电梯轿厢的导靴等的影响。接着可以在信号处理单元中通过相应地编程的逻辑电路对这样获得的模拟结果进行评估，必要时可以通过信号处理单元生成警报信号并且将其传送到电梯设备的控制单元和/或输出单元上。输出单元可以具有不同的设计方案。输出单元可以例如具有显示装置，如扬声器或屏幕。此外，由输出单元通过即时更新的数字替身数据组的其他数据处理模拟结果，并且将其作为三维虚拟显示示出在屏幕上。这种显示也可以是动态的，也就是说，允许在电梯设备的虚拟显示中类似于物理的电梯设备地以三维的方式示出的构件模型数据组运动并且动态地相应于其物理等效物来表现。

附图说明

下面参照附图描述本发明的实施方式，其中，附图和说明书都不应视为对本发明的限制。其中：

图1示意性示出具有根据本发明的装置的电梯设备，该装置具有借助标记分成区段的承载机构、用于检测标记的检测装置以及载荷测量装置；

图2A至图2C以一种可能的设计方案示出借助标记分成区段的承载机构的部分，其中，附图示出同一部分的不同阶段；

图3示出具有基于本发明的力-伸长量曲线的图表，其中，第一曲线顶部处于新状态的区段的伸长量差，第二曲线代表相同区段在达到报废状态时的伸长量差；

图4以三维的信息视图示出图1的具有根据本发明的装置的电梯设备以及呈现物理的人员运送设备的即时更新的数字替身数据组(ADDD)，该即时更新的数字替身数据组存储在数据云(Cloud)中并且信号处理单元可以与该即时更新的数字替身数据组交换数据。

具体实施方式

图1示意性示出布置在建筑物5的电梯竖井3中的电梯设备1。电梯设备1在竖直方向上连接建筑物5的多个楼层7、9并且用于运送人员和/或物体。

该电梯设备1具有电梯轿厢11、带有驱动滑轮15的驱动器13和对重17。此外，在电梯设备1中设置有根据本发明的装置21，该装置包括借助标记25分成区段S的承载机构23、检测装置29、信号处理单元31以及载荷测量装置33。

根据电梯设备类型，使用钢丝绳、芳族聚酰胺绳、碳纤维绳或具有曳引载体的皮带作为承载机构23。作为曳引载体，能够以由聚氨酯套包裹钢绞线、芳族聚酰胺纤维束或碳纤维束的方式布置在皮带的内部。

在图1中示出的标记25沿着承载机构23的长度设置并且作为较小的突起示出。为了不影响行驶舒适性，标记25优选不是突出地构造，而是例如通过彩色印刷或通过热方法如激光烘烤方法施加在承载机构23的表面上。横向于纵向延伸方向布置在承载机构23中的缺口或凹部也可以用作标记。在此，标记25可以被设计为点、水平线、矩阵码、条形码等。但标记25也可以是其他性质，例如设置在承载机构内部的RFID标签等。

检测装置29与所使用的标记25相协调并且可以是激光扫描器、RFID读取设备、相机等，从而能够无问题地检测标记25。如图1所示，多个标记25能够同时通过检测装置29检测。这具有决定性的优点，即，至少两个相邻布置的标记25的距离以及由此通过可检测的标记25限定的区段S的区段长度L可以直接从通过检测装置29拍摄的照片中确定，并且不必检测从检测装置29旁边经过的承载机构23的速度，以便借助速度和检测时间计算两个标记25之间的区段S的区段长度L。

在图1中示出的承载机构引导变型方案示出承载机构23，承载机构的两端通过承载机构连接装置35与建筑物5连接并且承载机构通过驱动滑轮15以及通过对重17和电梯轿厢11的转向辊19被引导。由此可以清楚地识别出，在电梯设备1的运行期间，承载机构23承受哪种弯曲交变载荷。此外，承载机构23通过电梯轿厢11和对重17被加载以较高的曳引力。由于电梯轿厢11和对重17在两个竖直方向上被加速和再次制动，因此向曳引力附加地叠加一个增加的曳引力。作用在承载机构23上的曳引力或载荷可借助载荷测量装置33来测量，载荷测量装置在本实施例中布置在两个承载机构端部连接装置35处。

载荷测量装置33以及检测装置29与信号处理单元31通过以点划线示出的信号线路37、39连接。

如以下根据图2A至图2C和图3详细说明的那样，通过具有相应的装置21的电梯设备1可以监控承载机构23的状态。在此计算出的针对拉伸差、截面损失或断裂负荷损失的值可以随后与相应的极限值相比较。如果区段S的这些计算出的值等于或大于相应的极限值，则信号处理单元31可以通过信号线路43向电梯设备1的控制单元45和/或有线或无线地向输出单元47发送警报信号，以便触发其他动作，例如电梯设备1进行固定和/或显示承载机构23的必要的更换。

图2A至图2C以可行的设计方案示出在不同阶段借助标记25A、25B、25C分成区段S₁、S₂、S_n的承载机构23的相同部分。标记25A、25B、25C中的每一个均是印刷在承载机构23的材料上的矩阵编码，该矩阵编码具有明确的或唯一的可区分的标记，因此所示的标记25A、25B、25C的附图标记以字母数字的方式补充。

如图2A中所示，标记25A、25B、25C界定区段S₁、S₂、S_n，其中在本实施例中，区段边界41通过标记25A、25B、25C的下棱边来限定。当然，每个标记25A、25B、25C的中心、上边缘、确定的定心点或标记25A、25B、25C的其他可唯一识别的特性也可以被考虑用于限定区段边界41。

为了便于检测，被选择用来限定区段S₁、S₂、S_n的两个标记25A、25B、25C优选相继地布置在承载机构23上并且界定区段S₁、S₂、S_n，应计算这些区段的伸长量差Δε(参见图3)。在本示例中，区段S₁具有区段长度L₁，区段S₂具有区段长度L₂。

逻辑上，不仅存在具有区段长度L₁、L₂的两个区段S₁、S₂，而且优选地，整个承载机构23被分成具有可比较的区段长度L_n的区段S_n，如图1中所示。

但也可行的是，由于承载机构表面的磨损现象，标记25A、25B、25C不再能够由检测装置29检测到。在这种情况下，可能跳过不能读取的标记25A、25B、25C，并且可以选择下一标记25A、25B、25C。在本实施例中，三个示出的标记25B中的中间的标记对于检测装置29是不能读取的，从而该中间的标记被跳过并且在两个选定的界定区段S₃的标记25A、25C之间存在另一布置在承载机构23上的标记25B。由此，新限定的区段S₃具有区段长度L₃。如果这两个选定的标记25A、25C不再能够由检测装置29同时检测到，则如上所述，区段S₃的区段长度L₃必须由两个标记25A、25C的检测时间和承载机构23的速度计算得出。

为了能够更好地说明对承载机构23的不同影响，图2A示出处于全新的未加载状态下的承载机构23的一部分，从而区段S₁、S₂具有通过印刷标记25A、25B、25C产生的区段长度L₁、L₂。

图2B示出同样处于新状态下然而示例性地是在载荷FN之下与图2A相同的部分，该载荷例如相应于最大允许的载荷或电梯轿厢11的最大允许的载重。在此，承载机构23伸长，从而区段S₁具有区段长度L₁+ε_NS1，并且区段S₂具有区段长度L₂+ε_NS2。

图2C示出在相同的载荷F_N下与图2B相同的部分，但在长期使用承载机构23之后此时承载机构23已经达到其使用寿命或报废状态。如与图2B相比清楚可见的是，在相同的载荷F_N下，第一区段S₁的区段长度L₁+R+ε_ABS1至少以垂坠效应R增加。单是区段S₁的垂坠效应R还不会导致报废，因为垂坠效应主要是由于在载荷下曳引载体的不可逆对准和/或由于在转向辊处的滚动效应而导致的不可逆或永久的伸长而造成的，并且由此不会显著减小承载机构23的承载横截面。

如附标表明，在报废ε_ABS1下的伸长的长度部分与在新状态ε_NS1下的伸长的长度部分也可以不同。然而，这仅在垂坠效应R的纯长度部分已知时才能确定。但是，这种情况不能与伸长分开地确定。

区段S₂也具有垂坠效应R，使得该区段具有区段长度L₂+R+ε_NS2AB。由于如图2A所示的两个区段原本具有大致相同的区段长度L₁、L₂，并且如图2B所示，每个区段S₁、S₂也具有可比的伸长ε_NS1、ε_NS2和因此具有可比的伸长量差Δε，所以图2C中的区段长度L₁、L₂也一定具有大致相同的长度。然而，情况并不是这样，因为区段S₂显著长于区段S₁。这种差异是由于在该区段S₂中的伸长量差Δε的减小。这种变化直接与承载机构23的承载横截面的减小相关，因为通过这种减小，区段S₂变得“更软”，并且在相同的载荷FN的情况下能够更大程度地伸长。通过在电梯设备1的运行期间对于每个区段S₁、S₂、S_n以根据本发明的方式测定伸长量差Δε，可以回避前文所述的关于垂坠效应R的问题。

关于附图标记L₁、L₂、R、ε_NS1、ε_NS2AB，应当指出的是，根据通常的含义，这些附图标记会具有不同的单位。图2A至图2B中选定的添加附图标记仅旨在指示基于不同原因的长度变化的部分。

图3示出具有基于本发明的力-伸长曲线D_NEU、D_AB和D_S1的图表。第一力-伸长曲线D_NEU表示在新状态下区段S₁、S₂、S_n的伸长量差Δε_NEU，而第二力-伸长曲线D_AB表示达到报废状态时区段S₁、S₂、S_n的伸长量差Δε_AB。在图表的纵坐标中以相对于初始的区段长度L₁、L₂、L_n的百分比示出区段S₁、S₂、S_n的伸长量并且在横坐标中示出作用在区段S₁、S₂、S_n中或者在承载机构23处的载荷F。

从所示的图表中可以清楚地看出，垂坠效应R对监控承载机构23的状态没有影响。垂坠效应R是两个力-伸长量曲线D_NEU、D_AB之间的纯偏移。根据本发明，替代纯伸长量，逐区段地监控承载机构23的伸长量差Δε。确定伸长量差Δε，方式为，借助在图1中示出的信号处理单元31由在两个选定的由检测装置29检测的标记25之间的距离或区段长度L₁、L₂、L_n，确定在第一载荷F₁下的第一伸长量ε₁和在第二载荷F₂下的第二伸长量ε₂，并且由两个伸长量ε₁、ε₂根据如下通式计算代表弹性性能的伸长量差Δε：

伸长量差Δε＝ε₂-ε₁

对于在图表中示出的情况“新状态”和“报废状态”适用：

在新状态下的伸长量差：Δε_NEU＝ε_NEU2-ε_NEU1

在报废状态下的伸长量差：Δε_AB＝ε_AB2-ε_AB1

其中，公式符号为：

ε_NEU1＝在载荷F₁下的新状态的伸长量

ε_NEU2＝在载荷F₂下的新状态的伸长量

ε_AB1＝在载荷F₁下的报废状态的伸长量

ε_AB2＝在载荷F₂下的报废状态的伸长量

通过所确定的伸长量差Δε_NEU、Δε_AB，也可以在相应的区段S₁、S₂、S_n中计算承载机构23的承载横截面的横截面损失ΔA：

其中，公式符号为：

F₁＝第一载荷

F₂＝比第一载荷F₁大的第二载荷

E＝承载的横截面的弹性模量

Δε_NEU＝新状态下的伸长量差

Δε_AB报废时伸长量差

也可以计算该区段S₁、S₂、S_n中的断裂负荷损失：

其中，公式符号为：

F_{Bruch NEU}＝在新状态下承载机构的断裂负荷

A_NEU＝在新状态下承载机构的承载横截面的横截面面积

ΔA＝横截面损失

从前面的阐述中可以看出，横截面损失ΔA或断裂负荷损失ΔF_Bruch可与针对最大允许的横截面损失ΔA_Grenz或最大允许的断裂负荷损失ΔF_{Bruch Grenz}的确定的极限值相比较。在达到这些极限值时也达到报废状态。

此外，在图3中通过点划线示出力-伸长曲线D_S1的示例，力-伸长曲线示出在数个运行小时后区段S₁的伸长量差Δε_S1。对于该特定的区段S₁也可以看出还没有发生那么多的垂坠效应R_S1。如可以清楚地看出由于运行而已经承载的区段S₁的力-伸长曲线D_S1的走向平行于在新状态D_NEU下的力-伸长曲线，尽管已经完成运行小时，区段S₁的伸长量差Δε_S1与在新状态Δε_NEU下的伸长量差没有区别，并且因此承载机构23关于该区段S₁还没有达到报废状态。即使区段S₁的垂坠效应R_S1等于垂坠效应R，由于伸长量差Δε_S1、Δε_NEU没有差别，仍未达到承载机构23关于该区段S₁的报废状态。

考虑将伸长量差Δε作为用于确定报废状态的标准基于以下认识，即，当承载机构23的承载横截面的单个的线股或纤维断裂并且由此承载机构23的承载横截面减小时，则对于垂坠效应R产生附加的长度变化。这种减小导致由于断裂和磨损而弱化的区段S₁、S₂、S_n的弹性性能的改变，因为区段容易伸长或者说“更软”。换句话说，具有钢绞线断裂或纤维断裂的区段S₁、S₂、S_n的伸长量差Δε发生改变或增加。在此可以看出，借助所提出的方法考虑最重要的标准来确定报废状态，即承载机构23的承载横截面的减小。由于通过检测作用的载荷F₁、F₂可以与固定载荷F₁、F₂无关地进行用于确定伸长量差Δε的测量，所以能够在任何时间点并且因此在电梯设备1的正常运行期间确定伸长量差Δε。在此，两个载荷F₁、F₂逻辑上应该是不同的，并且优选在电梯轿厢11的相同行进方向的情况下进行测量。为了检测在伸长量测量时在两个选定的标记25之间作用在承载机构23上的载荷F₁、F₂，设置有图1中示出的载荷测量装置33。

当区段S₁、S₂、S_n的计算出的伸长量差Δε低于伸长量差极限值Δε_Grenz时，可以在信号处理单元31中例如借助对先前所确定的伸长量差Δε的外插和最新的伸长量差Δε来计算处于使用中的承载机构23的剩余使用寿命。借助该剩余寿命，能够在预测性的维护计划的意义上为运营商和维护公司计划承载机构23的更换。

为了能够更精确地判断伸长量差Δε的变化，有利的是，不使用制造商的标准值，而是在其新状态下分析实际使用的承载机构23。为此，在承载机构23的运转中，通过在新状态下测量区段S₁、S₂、S_n的在不同载荷F₁、F₂下的多个伸长量并且将其存储为代表在新状态下的伸长量差Δε_NEU的力/伸长曲线，可以测量和存储每个区段S₁、S₂、S_n的在新状态下的伸长量差Δε_NEU。在运行期间，各个区段S₁、S₂、S_n的伸长量差可以周期性地与新状态下分别相关联的伸长量差Δε_NEU进行比较。

图4以三维视图更详细地示出图1的具有根据本发明的装置21的电梯设备1。与非常示意性示出的图1不同，在图4的电梯设备1中明显存在三个相互平行设置的承载机构23A、23B、23C，这些承载机构属于装置21。由于不同的垂坠效应、动态的载荷差异、摩擦等，不是所有三个承载机构23A、23B、23C都被同时加载，也就是说，被加载相同的载荷。为了考虑到这一点并且尽可能精确地分别确定每个单独的承载机构23A、23B、23C的区段S₁、S₂、S_n(参见图2A至图2C)的伸长量差Δε，为三个承载机构23A、23B、23C中的每一个分别配置一个载荷测量装置33A、33B、33C，载荷测量装置同样属于装置21。装置21的所设置的检测装置29可检测所有三个承载机构23A、23B、23C的未示出的标记。

如果电梯设备1包括即时更新的数字替身数据组101，则可以实现特别精确地监控承载机构状态，该即时更新的数字替身数据组包含电梯设备1的以数字形式的物理部件作为相互连接和相互作用的、具有表征特性的构件模型数据组。在此，装置21的信号处理单元31如通过双箭头161所示出的那样设计用于与即时更新的数字替身数据组101交换数据131。为了更好的可读性，将呈现电梯设备1的即时更新的数字替身数据组101在下面简称为ADDD 101。

ADDD 101是尽可能全面的、跟随电梯设备1的当前物理状态的虚拟呈现，并且因此是指配属于电梯设备1的虚拟电梯设备。这意味着，ADDD 101不仅是电梯设备1的大致代表其尺寸的虚拟的壳体模型，而且是从电梯轿厢11、竖井门49、对重17直至最后一个螺栓的每个单独的物理构件，ADDD 101以这些构件的尽可能所有的表征特性也以数字化的形式在ADDD 101中作为电梯轿厢111的构件模型数据组、竖井门149的构件模型数据组、对重117的构件模型数据组等存在和呈现。同样，电梯设备1的接口、例如配属于建筑物5的电梯竖井3可以作为构件模型数据组103呈现在ADDD 101中。

电梯设备1的物理对应物的包含在构件模型数据组111、149、117中的表征特性可以是构件的几何尺寸，例如长度、宽度、高度、横截面、半径、圆角等。构件的表面特性、例如粗糙度、纹理、涂层、颜色、反射率等也属于表征特性。此外，材料值，例如弹性模量、交变弯曲疲劳强度值、硬度、缺口冲击韧性值、抗拉强度值等也可以存储为相应构件的表征特性。在此，不涉及理论特性(额定数据)，如其例如可在制造图上找到的那样，而是涉及实际上在物理构件上确定的表征特性(实际数据)。与安装相关的数据，例如实际施加的螺栓的拧紧扭矩以及由此其预紧力优选对应于各个构件。

在每次确定各个区段S₁、S₂、S_n的伸长量差Δε_S1、Δε_S2、Δε_Sn时，这些伸长量差可以从信号处理单元31传送到ADDD 101。在此，新确定的各个承载机构23A、23B、23C的伸长量差Δε_S1、Δε_S2、Δε_Sn替换承载机构123A、123B、123C的同样分为区段S₁、S₂、S_n的构件模型数据组的至今存在的伸长量差Δε_S1、Δε_S2、Δε_Sn，以便由此连续地即时更新ADDD 101。

换句话说，从信号处理单元31传送到ADDD 101的数据131可以包括区段S₁、S₂、S_n的伸长量差Δε_s1、Δε_S2、Δε_Sn，这些区段作为表征特性被传递到呈现为数字构件模型数据组的承载机构123A、123B、123C的所配属的虚拟区段S₁、S₂、S_n。逻辑上也可以传输区段S₁、S₂、S_n的测出的长度L₁、L₂、L_n，从而承载机构123A、123B、123C的构件模型数据组也具有其物理的对应物的有效长度。

ADDD 101不与特定的存储位置或处理位置绑定。ADDD 101可以例如存储在装置的信号处理单元31中，但也可以存储在控制单元45中、计算机121中或具有多个计算机系统的网络中。具体地，如图所示，ADDD 101可以在以数据云50(云)的形式存储和处理数据的计算机网络中实现。为此，计算机网络可以具有存储器，或者如象征性地示出的那样具有数据云50中的存储源151，ADDD 101的数据(象征性地以虚线作为物理的人员传输设备1的三维图像示出)可以例如以电子的或磁的形式存储在该存储源中。这意味着ADDD 101可以被存储在任何存储位置处。

借助ADDD 101可以执行静态的和动态的模拟以确定报废状态或者剩余使用寿命t_AB。ADDD 101在此提供很好的虚拟的模拟平台，因为虚拟的模拟平台包含物理组件的所有重要的表征特性并且将其呈现。模拟可以例如在数据云50中执行，但也可以通过在信号处理单元31中临时存储和处理ADDD 101来执行。因此，可以模拟附加载荷例如基于改变的伸长量差Δε_S1、Δε_S2、Δε_Sn和/或通过承载机构23A、23B、23C的改变的长度的承载机构振动，并且研究对其他构件的影响，从而例如区段S₁、S₂、S_n的增加的伸长量差Δε_S1、Δε_S2、Δε_Sn或相应减小的承载横截面不直接确定报废状态，而是确定承载机构23A、23B、23C的改变的振动特性和其对例如驾驶舒适性的影响和对电梯设备1的构件例如导轨55、电梯轿厢11的导靴等的影响。在使用按照时间顺序存储的先前确定的伸长量差Δε_S1、Δε_S2、Δε_Sn的情况下通过模拟内插，还可以计算直到报废状态的剩余时间，也称为剩余寿命t_AB。

这样获得的模拟结果159可以如通过箭头163所示的那样接着被传输到输出单元、在本示例中是便携式计算机121的屏幕122上。此外，还可以生成警报信号155并将其传输到输出单元122上，当然在计算和/或模拟已经表明承载机构23A、23B、23C达到其报废状态时尤为如此。输出单元在此不必是屏幕122，而是例如也可以是扬声器或类似物。警报信号155例如也可以处理成被传递到物理的电梯设备1的控制单元45或类似物并且在那里触发相应的动作。

此外，如箭头157象征性所示，模拟结果可以用ADDD 101的其他数据来渲染，并且被呈现为屏幕122上的三维虚拟显示128。这种虚拟显示128也可以是动态的，这意味着，在电梯设备的虚拟显示128中通过ADDD 101的数据可以如在物理的电梯设备1中那样移动所有设有自由度的、三维示出的构件模型数据组111、117、149，并且动态地相应于其物理等效物地表现。

尽管图1至图4涉及本发明的不同方面，并且以具有所谓的2：1的承载机构引导变型方案的电梯设备1为例详细描述这些方面，但显而易见的是，所述方法步骤和相应的装置同样也可以应用于具有其他承载机构引导变型方案如1：1、3：1等的电梯设备1。此外，信号处理单元31在图1和图4中作为由硬件和软件组成的独立的单元示出。但是，信号处理单元31也可以与物理的电梯设备1分开，例如在便携计算机121上或数据云50中实现。

最后应当指出，如“具有”、“包括”等等的概念不排除其他的元件或者步骤，并且如“一个”或者“一”的概念不排除多个。此外，应当指出，参照上述实施例之一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组合使用。权利要求中的附图标记不应视为限制。

Claims (14)

1.一种用于监控与电梯轿厢(11)连接并能够使电梯轿厢移动的承载机构(23、23A、23B、23C)的物理状态的方法，其中，所述承载机构(23、23A、23B、23C)沿其长度具有标记(25、25A、25B、25C)，所述标记将承载机构(23、23A、23B、23C)分成区段(S₁、S₂、S_n)，并且所述标记(25、25A、25B、25C)能够借助检测装置(29)来检测，其特征在于，逐区段地监控承载机构(23、23A、23B、23C)的伸长量差(Δε)，方式为，借助信号处理单元(31)基于两个选定的由检测装置(29)检测到的标记(25、25A、25B、25C)之间的距离来确定在第一载荷(F₁)下的第一伸长量(ε₁)和在第二载荷(F₂)下的第二伸长量(ε₂)，并且由两个伸长量(ε₁、ε₂)计算出代表区段(S₁、S₂、S_n)的弹性性能的伸长量差(Δε)，其中，借助载荷测量装置(33、33A、33B、33C)能够测量在两个选定的标记(25、25A、25B、25C)之间作用于承载机构(23、23A、23B、23C)上的载荷(F₁、F₂)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将计算出的伸长量差(Δε)与伸长量差极限值(Δε_Grenz)进行比较，或者由伸长量差(Δε)计算出横截面损失(ΔA)并且将横截面损失与最大允许的横截面损失的极限值(ΔA_Grenz)进行比较，或者由伸长量差(Δε)计算断裂负荷损失(ΔF_Bruch)并且将断裂负荷损失与最大允许的断裂负荷损失的极限值(ΔF_{Bruch Grenz})进行比较。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，将各个区段(S₁、S₂、S_n)的伸长量差(Δε)相互比较，建立区段(S₁、S₂、S_n)关于其伸长量差(Δε)的分级结构，并且类似于所述分级结构地选择区段(S₁、S₂、S_n)，使得与具有不变的伸长量差(Δε)的区段(S₁、S₂、S_n)相比，更频繁地确定具有已经增大的伸长量差(Δε)的区段(S₁、S₂、S_n)的伸长量差(Δε)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，设置关于所述标记(25、25A、25B、25C)的可检测性方面的可检测性标准，并且当标记(25、25A、25B、25C)不满足可检测性标准并且因此不能读取或难以读取时，选择下一个能够读取的标记(25、25A、25B、25C)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在所述承载机构(23、23A、23B、23C)调试运行时，测量和存储每个区段(S₁、S₂、S_n)在新状态下的伸长量差(Δε_NEU)，并且在运行期间定期将各个区段(S₁、S₂、S_n)的伸长量差(Δε)与新状态下各自对应的伸长量差(Δε_NEU)进行比较。

6.一种用于实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法的装置(21)，其中，所述装置(21)具有至少一个借助标记(25、25A、25B、25C)分成区段(S₁、S₂、S_n)的承载机构(23、23A、23B、23C)、载荷测量装置(33、33A、33B、33C)、信号处理单元(31)和用于检测标记(25、25A、25B、25C)的检测装置(29)，其特征在于，所述信号处理单元(31)被设计用于，逐区段地监控所述承载机构(23、23A、23B、23C)的伸长量差(Δε)，方式为，基于两个选定的由检测装置(29)检测的标记(25、33A、25B、25C)之间的距离来确定在作用于所述承载机构(23、23A、23B、33B)上的由测量装置(23、23A、23B、33C)检测到的第一载荷(F₁)下的第一伸长量(ε₁)和在作用于所述承载机构(23、23A、23B、33B)上的由测量装置(23、23A、23B、33C)检测到的第二载荷(F₂)下的第二伸长量(ε₂)，并且由两个伸长量(ε₁、ε₂)计算出代表区段(S₁、S₂、S_n)的弹性性能的伸长量差(Δε)。

7.根据权利要求6所述的装置(21)，其中，通过所述信号处理单元(31)能够按照预给定的标准选择一个区段(S₁、S₂、S_n)以及与之相应的两个标记(25、25A、25B、25C)，并且能够将所述选择传达给所述检测装置(29)上。

8.根据权利要求6或7所述的装置(21)，其中，每个标记(25、25A、25B、25C)具有一个能够与其他标记(25、25A、25B、25C)明确地区分开的标识。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置(21)，其中，两个选定的标记(25、25A、25B、25C)被相继布置在所述承载机构(23、23A、23B、23C)上，并且界定需要计算伸长量差(Δε)的所述区段(S₁、S₂、S_n)。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的装置(21)，其中，两个选定的标记(25、25A、25B、25C)界定需要计算伸长量差(Δε)的区段(S₁、S₂、S_n)，并且，在两个选定的标记(25、25A、25B、25C)之间设有布置在所述承载机构(23、23A、23B、23C)上的其他标记(25、25A、25B、25C)。

11.一种具有根据权利要求7至10中任一项所述的装置(21)的电梯设备(1)。

12.根据权利要求11所述的电梯设备(1)，其中，所述电梯设备包括即时更新的数字替身数据组(101)，所述即时更新的数字替身数据组包含电梯设备(1)的以数字形式作为具有表征特性的构件模型数据组(111、117、149)的物理部件(11、17、49)，其中，所述信号处理单元(31)被设计为与所述即时更新的数字替身数据组(101)交换数据。

13.根据权利要求12所述的电梯设备(1)，其中，由信号处理单元(31)传送的数据包括区段(S₁、S₂、S_n)的伸长量差(Δε)，所述伸长量差能够作为表征特性传递到即时更新的数字替身数据组(101)的呈现为数字构件模型数据组的承载机构(123、123A、123B、123C)的配属的虚拟区段，并且替换所述区段(S₁、S₂、S_n)的相应的迄今为止的表征特性。

14.根据权利要求13所述的电梯设备(1)，其中，借助所述即时更新的数字替身数据组(101)执行静态和动态的模拟，以便确定报废状态或剩余寿命(t_AB)，并且模拟结果能够被传送到所述电梯设备(1)的控制单元(45)和/或传送到输出单元(122)。

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