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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion des Zustands bzw. Abnutzungszustands, d.h. der so genannten Ablegereife von Tragriemen aus elastomerem Material innerhalb eines Trag- bzw. Aufzugsystems, wobei die Tragmittel in ihrer Längsrichtung im Riemenkörper eingebettete Zugträger bzw. Verstärkungselemente aufweisen, vorzugsweise ausgebildet als getwistete oder geschlagene Corde.
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Insbesondere bei Personen- oder Lastenaufzügen unterliegen die Tragmittel der Kabinen, üblicherweise Stahlseile, strengen Regelungen in Bezug auf ihre Betriebssicherheit und Zugfestigkeit. Die Zugfestigkeit kann sich im Laufe der Lebensdauer eines Aufzugs durch Setzungen, Materialverschleiß oder durch Ermüdungserscheinungen innerhalb des Tragmittels reduzieren. Prüfungsnormen geben hierzu entsprechende Regelungen vor. Aufzugsanlagen werden von entsprechenden Prüfungsorganisationen sorgfältig auf die Einhaltung dieser Reglungen und gesetzlichen Vorschriften überprüft.
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Sobald ein Tragmittel die gesetzlichen Anforderungen nicht mehr erfüllt, muss es ausgetauscht, d.h. abgelegt werden, was bedeutet, dass es aus dem Aufzugssystem entfernt und durch ein neues Tragmittel ersetzt wird. Dieser Zeitpunkt ist die sogenannte Ablegereife.
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Das Erreichen der Ablegereife bei den im Stand der Technik für Aufzüge häufig verwendeten Stahlseilen unter anderem durch eine optische Kontrolle ermittelt.
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Hierzu kann bei Stahlseilen z.B. eine Beurteilung des Zustandes der Zugfestigkeit durch optische Kontrolle der einzelnen Litzen auf Brüche erfolgen oder durch Messung eines sich etwa verändernden Durchmessers eines Stahlseils. Solche Methoden sind in der Normung aufgenommen und gehören daher zum Stand der Technik.
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Bei den heute mehr und mehr als Tragmittel verwendeten Aufzugsgurten, bei denen Stahlseile oder Stahlcorde als Zugträger in einer Gummimatrix eingebettet sind, ist eine solche Kontrolle mittels rein optischer Verfahren kaum möglich, so dass es zusätzlicher verfeinerter Messmethoden bedarf.
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Hier nutzt man eine Kombination aus optischer und messtechnischer bzw. statistischer Methoden. In der Regel ist dabei zunächst die optische Integrität der Tragmittel zu überprüfen und sicherzustellen. Die Festigkeit von metallischen Zugelementen im inneren der Kunststoffmatrix kann z. B. mittels Widerstandsmessung erfolgen. Hierzu werden die einzelnen Zugträger elektrisch miteinander verbunden. Eine Querschnittsänderung der Zugträger infolge von Reibung (Fretting) oder l.itzenbrüchen verändern z.B. den Widerstand im elektrischen Leiter, was als Indikator für die Ablegereife herangezogen werden kann. Der Nachteil bei solchen Verfahren besteht darin, dass eine solche Widerstandsmessung üblicherweise nicht im laufenden Betrieb durchgeführt werden kann.
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Die
US 2004/0046540 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem eine Abnutzung eines Seils oder auch eines Seile enthaltenden Aufzugsgurts mit einer Vielzahl von ferromagnetischen Litzen oder Corden dadurch überprüft werden kann, das die Veränderung der magnetischen Feldstärke bzw. Veränderungen im magnetischen Fluss diktiert werden. Eine solche Überprüfung kann durch laufend während des Betriebes erfolgen, weist jedoch den Nachteil auf, dass relativ komplizierte Vorrichtungen und Apparate zur Magnetisierung bzw. zur Ermittlung der Feldstärkenveränderung eingesetzt werden müssen.
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Die
EP 0 845 672 A1 offenbart ebenfalls ein magnetisches Prüfungsverfahren während des Betriebes eine Prüfung der magnetischen Eigenschaften eines magnetisierbaren länglichen Gegenstandes erlaubt, etwa eines Aufzuggurtes, bei dem Hall-Sensoren etwaige Durchmesserveränderungen der Zugträger anhand der Veränderungen der magnetischen Eigenschaften ermitteln. Auch diese Einrichtung erfordert einen relativ hohen konstruktiven Aufwand.
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Bei beiden Offenbarungen ist die Anwendung zudem beschränkt auf Tragriemen mit Seilen/Corden aus magnetisierbaren bzw. elektromagnetisch beeinflussbaren Materialien als Zugträger.
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Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine sichere Bestimmung des Abnutzungszustands von Zug- oder Tragmitteln in Form von mit Zugträgern verstärkten Tragriemen, insbesondere von Aufzugsriemen möglich wird und welches nur einen geringen apparativen/konstruktiven Aufwand für die dazugehörigen Vorrichtungen beinhaltet.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Dabei wird eine Länge L des Tragmittels als nach dem Erreichen eines eingelaufenen Neuzustands gemessene Länge List(Ein1) ins Verhältnis gesetzt zur jeweils aktuellen gemessenen entsprechenden Länge List des Tragmittels oder zur jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebszeit oder Lastspielzahl gemessenen entsprechenden Länge List(n) des Tragmittels, wobei nach Erreichen eines vorgegebenen Verhältnisses der Längen (List / LEin1) bzw. (List(n) / LEin1) ein Warnsignal gegeben bzw. zum Austausch des Tragmittels aufgefordert wird.
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Unter dem Begriff „eingelaufener Neuzustand“ versteht man denjenigen Zustand des Trag- bzw. Aufzugssystems und des Zugmittels/ Zugriemens, der nach einer Reihe von mehreren hundert Belastungszyklen durch Setzungen und Einlaufen des Systems entstanden ist. Als Belastungszyklus ist hier ein einmaliger Aufwärts- oder Abwärtshub zu verstehen. In Bezug auf den Zugriemen hat sich dann die Verbindung zwischen Festigkeitsträgern oder Zugträgern und der Gummimatrix und das Einlaufen in die Umlenk- und Antriebsrollen soweit gesetzt, dass wesentliche Zustandsveränderungen nur noch nach sehr viel längeren Zeiträumen sich ausbilden.
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Hier dient also die Längenänderung des Tragmittels als Indikator für die Alterung bzw. den Abbau der Tragfähigkeit bzw. Zugfestigkeit. Mit dieser Methode kann im Gegensatz zur Messung des elektrischen Widerstands oder der Messung magnetischer Eigenschaften eine Positionsermittlung des ablegereifen Bereiches erfolgen. Zudem ist keine aufwendige „Aufmagnetisierung“ oder eine im Tragmittel anliegende Spannung nötig.
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Ein vorsorglich zeitlich festgeschriebener und begrenzter Einsatz des Tragmittels ist hiermit auch nicht mehr nötig, da der Abnutzungs- oder Verschleißzustand, d.h. die Ablegereife permanent bzw. je nach Bedarf ermittelt werden können.
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Infolge der jeweils vorliegenden Belastungskollektive eines Tragriemens kommt es im Laufe der Lebenszeit im Tragmittel und in den Zugträgern zu Verschleißerscheinungen. Betrachtet man das Zusammenspiel zwischen der Zugbeanspruchung des Tragmittels und der Anzahl an Biegungen an den Umlenkrollen und Antriebsscheiben, so ergibt sich ein typisches Verschleißbild, welches die Zugfestigkeit des Tragriemens so weit reduziert, dass die Ablegereife erreicht wird. Diese Verringerung der Zugfestigkeit entsteht im Wesentlichen durch eine Verringerung des tragenden Querschnitts infolge von Reibung/Verschleiß der einzelnen Filamente zueinander (Fretting) und infolge von Sprödbrüchen einzelner Filamente infolge der Biegewechsel-Dauerbelastung.
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Durch diese Vorgänge und durch eine geometrische Veränderung der einzelnen Zugelemente innerhalb der Polymermatrix entsteht eine Längenänderung des Zugmittels. Die geometrische Veränderung der einzelnen Zugträger/Zugelemente entsteht zum Beispiel dadurch, dass durch Reibung/Verschleiß der miteinander geschlagenen/getwisteten Filamente, das heißt durch im Betrieb erfolgende Bewegung der einzelnen Filamente relativ zueinander und das dadurch entstehende bereits genannte Fretting eine Veränderung der Form und der Lage der einzelnen Filamente und Litzen eines Zugträger resultiert. Dies erzeugt eine Durchmesseränderung innerhalb der Zugträger und damit auch eine Längung des Zugriemens, die detektierbar ist. Die Längenänderung ist damit ein Maß für die Veränderung des Zug-Dehnungsverhalten des Zugriemens, d.h. für die Alterung des Zugriemens. Mit der entsprechenden Korrelation zwischen der Längung des Zugriemens einerseits und der Alterung bzw. verbliebenen Resttragfähigkeit des Zugriemens andereseits erreicht man durch das erfindungsgemäße Verfahren eine sichere und eindeutige Kontrolle der Tragfähigkeit des Zugriemens und kann den Ablegezeitpunkt / die Ablegereife mit hinreichender Genauigkeit bestimmen.
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Es kann natürlich auch eine bestimmte Anzahl von Lastspielen oder eine bestimmte Betriebszeit vorgegeben werden, wonach jeweils das Verhältnis der ursprünglich gemessenen Länge und der dann vorhandenen entsprechenden Länge des Tragmittels gemessen wird.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Länge L des Tragmittels durch in einem vorgegebenen Abstand auf dem Tragmittel angebrachte Markierungen festgelegt ist und die Markierungen durch Sensoren innerhalb des Trag- bzw. Aufzugsystems detektierbar sind. Hierdurch ist eine sehr einfache Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. Markierungen, hier Farbmarkierungen oder Schwarz-Weiß-Übergänge, können beispielsweise sehr einfach durch eine Kamera detektiert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Länge L des Tragmittels durch in einem vorgegebenen Abstand innerhalb des Tragmittels angeordnete Einbauten, vorzugsweise elektromagnetisch wirksame Bereiche, Einsätze oder Transponder, markiert ist und die Markierungen durch Sensoren innerhalb des Trag- bzw. Aufzugsystems detektierbar sind. Als „Einbauten“ in diesem Sinne sind auch Beeinflussungen des Zugmittels zu verstehen, wie etwa Magnetisierungen von innen liegenden Metallteilen oder Corden. Solche Veränderungen können ebenfalls sehr leicht durch die entsprechenden Sensoren die detektiert werden. Insbesondere kann man im Zugriemen eingebaute Transponder ortsgenau und lagerichtig ermitteln.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Länge L des Tragmittels festgelegt ist durch die in einem bestimmten Betriebspunkt gemessenen Höhen bzw. Positionen mindestens zweier Komponenten des Trag- bzw. Aufzugsystems, insbesondere der Positionen bzw. Höhen von Hubeinrichtung bzw. -kabine und Gegengewicht. Auch hier reichen einfache Näherung Sensoren aus, um eine Längenveränderung eines Zugriemens im Aufzugsystem zu ermitteln.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
- 1 in prinzipieller Darstellung einen Zugriemen,
- 2 die geometrische Veränderung eines Zugträgers aus getwisteten/geschlagenen metallischen Filamenten innerhalb des Zugriemens nach 1,
- 3 schematisch eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 4.
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1 zeigt in prinzipieller Darstellung einen Zugriemen 1 der mit in Längsrichtung verlaufenden Festigkeitsträgern 2 versehen ist. Jeder dieser Festigkeitsträger besteht aus geschlagenen Filamenten, wie sie im Detail in der 2 dargestellt sind.
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2 zeigt die geometrische Veränderung eines Zugträgers aus getwisteten/geschlagenen metallischen Filamenten innerhalb eines Zugriemens. Die geometrische Veränderung der einzelnen Zugträger/Zugelemente entsteht zum Beispiel dadurch, dass durch Reibung/Verschleiß der miteinander geschlagenen/getwisteten Filamente, wie sie im linken Teil der 2 in ihrer Ursprungslage dargestellt sind, durch im Betrieb erfolgende Bewegung der einzelnen Filamente relativ zueinander und das dadurch entstehende bereits genannte Fretting. Die Veränderung der Form und der Lage der einzelnen Filamente und Litzen eines Zugträger entsteht etwa dann so, wie sie dann im rechten Teil der 2 gezeigt ist. Deutlich erkennt man hier den Unterschied des dann entstandenen Durchmessers des Zugträgers im Vergleich zu dem ursprünglich vorhandenen Durchmesser. Diese Durchmesseränderung erzeugt auch eine Längenänderung des Zugriemens, die detektierbar ist.
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3 zeigt schematisch eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 4, bei der die Länge L des Tragmittels festgelegt ist durch die in einem bestimmten Betriebspunkt gemessenen Höhen bzw. Positionen mindestens zweier Komponenten des Trag- bzw. Aufzugsystems 7. In einem bestimmten Betriebszustand ist hier die Höhe der Aufzugskabine 3 durch einen Sensor 4 gemessen und gleichzeitig die Höhe des Gegengewichts 5 durch einen Sensor 6.
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So wird bei dieser Ausbildung eine über mehrere Umlenkrollen laufende Länge L des Tragmittels als Referenzlänge genutzt, wobei nach Erreichen eines vorgegebenen Verhältnisses der Längen (List / LEin1) bzw. (List(n) / LEin1) ein Warnsignal gegeben bzw. zum Austausch des Tragmittels aufgefordert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Zugriemen
- 2.
- Festigkeitsträger / Cord
- 3.
- Aufzugskabine
- 4.
- Sensor
- 5.
- Gegengewicht
- 6.
- Sensor
- 7.
- Aufzugssystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2004/0046540 A1 [0008]
- EP 0845672 A1 [0009]
