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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Hier offenbarte Ausführungsformen betreffen Aufzugsysteme und insbesondere lasttragende Elemente zum Aufhängen und/oder Antreiben von Aufzugkabinen eines Aufzugsystems.
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Aufzugsysteme sind nützlich, um Passagiere, Fracht oder beides zwischen verschiedenen Ebenen in einem Gebäude zu transportieren. Einige Aufzüge basieren auf Treibelementen und nutzen lasttragende Elemente, wie etwa Riemen oder Seile zum Stützen der Aufzugkabine und zum Erreichen der gewünschten Bewegung und Positionierung der Aufzugkabine.
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Wenn ein Riemen als ein lasttragendes Element verwendet wird, wird eine Vielzahl von Zugelementen in eine gemeinsame Ummantelung integriert. Die Ummantelung hält die Zugelemente in gewünschten Positionen zurück und stellt einen Reiblastweg bereit. Riemen nutzen üblicherweise Zugelemente, die aus Stahlelementen ausgebildet sind und als beschichtete Stahlriemen bezeichnet werden, können aber alternativ Zugelemente nutzen, die aus synthetischen oder natürlichen Fasern oder anderen Materialien ausgebildet sind, wie etwa kohlenstofffaserverstärkte Verbundstoffe, die als Kohlenstofffaserriemen bezeichnet werden. In andere Aufzugsystemen sind Zugelemente in Seilen ausgebildet, die in einigen Fällen beschichtet sein können.
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Erweiterte lasttragende Elemente des Aufzugs, wie etwa beschichtete Stahlriemen, Kohlenstofffaserriemen oder beschichtete Hochleistungsseile, weisen einen Verschleißmechanismus auf, bei dem die Schutzummantelung oder -beschichtung abgeschliffen wird, wodurch die Zugelemente freigelegt werden und somit ein Ersatz der lasttragenden Elemente erforderlich wird. Ferner erfordern einige Gesetze, dass Aufzugsysteme, die nichtmetallische Faserriemen nutzen, wie etwa Kohlenstofffaserriemen, ein vorhandenes Abnutzungsüberwachungssystem aufweisen, um den Zustand des Riemens zu überwachen.
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KURZE BESCHREIBUNG
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In einer Ausführungsform beinhaltet ein Aufhängungselement für ein Aufzugsystem mindestens ein Zugelement, das entlang einer Breite eines Aufhängungselements angebracht ist und sich in Längsrichtung entlang einer Länge des Aufhängungselements erstreckt, wobei jedes Zugelement eine Vielzahl von Fasern beinhaltet. Ein Ummantelungsmaterial hüllt das mindestens eine Zugelement ein. Eines oder mehrere leitende Elemente sind in dem Ummantelungsmaterial eingeschlossen.
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Zusätzlich oder alternativ können das eine oder die mehreren leitenden Elemente in dieser oder anderen Ausführungsformen derart gelegen und konfiguriert sein, dass, wenn das Ummantelungsmaterial aufgrund eines Betriebs des Aufzugsystems verschlissen wird. Das eine oder die mehreren leitenden Elemente werden freigelegt, bevor das mindestens eine Zugelement freigelegt wird.
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Zusätzlich oder alternativ ist das mindestens eine Zugelement in dieser oder in anderen Ausführungsformen aus der Vielzahl von Fasern ausgebildet, die in einem Matrixmaterial aufgehängt sind.
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Zusätzlich oder alternativ sind die Vielzahl von Fasern in dieser oder anderen Ausführungsformen aus einem oder mehreren aus Kohlenstoffasern, Glasfasern oder Aramidfasern ausgebildet.
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Zusätzlich oder alternativ sind das eine oder die mehreren leitenden Teile in dieser oder anderen Ausführungsformen in dem Ummantelungsmaterial gelegen und sind von dem mindestens einen Zugelement durch eine ausgewählte Entfernung getrennt.
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Zusätzlich oder alternativ sind das eine oder die mehreren leitenden Teile in dieser oder anderen Ausführungsformen um das mindestens eine Zugelement gewickelt.
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In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Überwachen einer Abnutzung eines Aufhängungselements eines Aufzugsystems das Verbinden einer Erfassungsschaltung mit einem Aufhängungselement eines Aufzugsystems. Das Aufhängungselement beinhaltet mindestens ein Zugelement, das entlang einer Breite des Aufhängungselements angebracht ist und sich in Längsrichtung entlang einer Länge des Aufhängungselements erstreckt, wobei jedes Zugelement eine Vielzahl von Fasern umfasst, wobei ein Ummantelungsmaterial mindestens teilweise das mindestens eine Zugelement einhüllt, und eines oder mehrere leitende Teile, die in dem Ummantelungsmaterial eingeschlossen sind. Die Erfassungsschaltung wird auf einen von einem Leerlaufzustand oder einem Kurzschlusszustand überwacht, der auf einen Abnutzungszustand des Aufhängungselements hinweist.
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Zusätzlich oder alternativ handelt es sich in dieser oder anderen Ausführungsformen bei dem Abnutzungszustand um einen Verschleiß des Ummantelungsmaterials.
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Zusätzlich oder alternativ berühren in dieser oder anderen Ausführungsformen das eine oder die mehreren leitenden Teile eine Scheibe des Aufzugsystems, wodurch sich eine Erfassung des einen von dem Leerlaufzustand oder dem Kurzschlusszustand ergibt.
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Zusätzlich oder alternativ wird in dieser oder anderen Ausführungsformen der eine von dem Leelaufzustand oder dem Kurschlusszustand an ein Aufzugsteuersystem kommuniziert.
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Zusätzlich oder alternativ sind das eine oder die mehreren leitenden Teile in dieser oder anderen Ausführungsformen in dem Ummantelungsmaterial gelegen und sind von dem mindestens einen Zugelement durch eine ausgewählte Entfernung getrennt.
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Zusätzlich oder alternativ sind das eine oder die mehreren leitenden Teile in dieser oder anderen Ausführungsformen um das mindestens eine Zugelement gewickelt.
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In noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Aufzugsystem einen Schacht, eine Aufzugkabine, die in dem Schacht gelegen ist und entlang diesem bewegt werden kann, und ein Aufhängungselement, das mit der Aufzugkabine wirkverbunden ist, um die Aufzugkabine entlang des Schachts zu bewegen. Das Aufhängungselement beinhaltet mindestens ein Zugelement, das entlang einer Breite des Aufhängungselements angebracht ist und sich in Längsrichtung entlang einer Länge des Aufhängungselements erstreckt, wobei jedes Zugelement eine Vielzahl von Fasern beinhaltet. Ein Ummantelungsmaterial hüllt das mindestens eine Zugelement mindestens teilweise ein. Eines oder mehrere leitende Teile sind in dem Ummantelungsmaterial eingeschlossen. Eine Erfassungsschaltung ist mit der einen oder den mehreren leitenden Teile wirkverbunden. Die Erfassungsschaltung ist dazu konfiguriert, eines von einem Leerlaufzustand oder einem Kurzschlusszustand zu erfassen, der auf einen Abnutzungszustand des Aufhängungselements hinweist.
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Zusätzlich oder alternativ handelt es sich in dieser oder anderen Ausführungsformen bei dem Abnutzungszustand um einen Verschleiß des Ummantelungsmaterials.
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Zusätzlich oder alternativ berühren in dieser oder anderen Ausführungsformen das eine oder die mehreren leitenden Teile eine Scheibe des Aufzugsystems, wodurch sich eine Erfassung des einen von dem Leerlaufzustand oder dem Kurzschlusszustand ergibt.
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Zusätzlich oder alternativ sind das eine oder die mehreren leitenden Teile in dieser oder anderen Ausführungsformen in dem Ummantelungsmaterial gelegen und sind von dem mindestens einen Zugelement durch eine ausgewählte Entfernung getrennt.
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Zusätzlich oder alternativ sind das eine oder die mehreren leitenden Teile in dieser oder anderen Ausführungsformen um das mindestens eine Zugelement gewickelt.
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Figurenliste
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Die folgenden Beschreibungen sollten ein keiner Weise als einschränkend betrachtet werden. Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen sind gleiche Elemente gleich nummeriert:
- 1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Ausführungsform eines repräsentativen Aufzugsystems;
- 2 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Riemens;
- 3A ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Zugelements für einen Riemen;
- 3B ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Zugelements eines Riemens;
- 4 ist eine weitere Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Zugelements eines Riemens;
- 5 ist eine schematische Veranschaulichung einer Ausführungsform einer Erfassungsschaltung für einen Riemen eines Aufzugsystems;
- 6 ist eine weitere schematische Veranschaulichung einer Ausführungsform einer Erfassungsschaltung für einen Riemen eines Aufzugs; und
- 7 ist noch eine weitere schematische Veranschaulichung einer Ausführungsform einer Erfassungsschaltung für einen Riemen eines Aufzugsystems.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine detaillierte Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens werden hier beispielhaft und nicht einschränkend unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt.
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In 1 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Treibscheibenaufzugsystems 10 gezeigt. Merkmale des Aufzugsystems 10, die nicht für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung nötig sind (wie etwa die Führungsschienen, Sicherheiten, usw.), werden hier nicht erörtert. Das Aufzugsystem 10 beinhaltet eine Aufzugkabine 14, die mit einem oder mehreren Aufhängungselementen, zum Beispiel Riemen 16, operativ aufgehängt oder in einem Schacht 12 gestützt ist. Wenngleich die nachstehende Beschreibung, bei den Riemen 16 handelt es sich um die Aufhängungselemente handelt, die in dem Aufzugsystem genutzt werden, versteht ein Fachmann, dass die vorliegende Offenbarung mit anderen Aufhängungselementen genutzt werden kann, wie etwa Seile. Der eine oder die mehreren Riemen 16 wirken mit den Scheiben 18 und 52 zusammen, um um verschiedene Komponenten des Aufzugsystems 10 geführt zu werden. Die Scheibe 18 ist als eine Umleit-, Ablenk- oder Laufscheibe konfiguriert und die Scheibe 52 ist als eine Treibscheibe konfiguriert, die durch eine Maschine 50 angetrieben wird. Eine Bewegung der Treibscheibe 52 durch die Maschine 50 treibt den einen oder die mehreren Riemen 16, die um die Treibscheibe 52 geführt sind, (durch Traktion) an, bewegt diesen oder treibt ihn voran. Umleit-, Ablenk- oder Laufscheiben 18 werden nicht durch eine Maschine 50 angetrieben, unterstützen aber das Führen des einen oder der mehreren Riemen 16 um die verschiedenen Komponenten des Aufzugsystems 10. Der eine oder die mehreren Riemen 16 können ebenfalls mit einem Gegengewicht 22 verbunden sein, das verwendet wird, um ein Ausgleichen des Aufzugssystems 10 zu unterstützen und den Unterschied bei der Riemenspannung auf beiden Seiten der Treibscheibe während des Betriebs zu reduzieren. Die Scheiben 18 und 52 weisen jeweils einen Durchmesser auf, der gleich sein oder sich unterscheiden kann.
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In einigen Ausführungsformen könnte das Aufzugsystem 10 zwei oder mehr Riemen 16 zum Aufhängen und/oder Antreiben der Aufzugkabine 14 verwenden. Des Weiteren könnte das Aufzugsystem 10 verschiedene Konfigurationen aufweisen, sodass entweder beide Seiten des einen oder der mehreren Riemen 16 die Scheibe 18, 52 in Eingriff nehmen oder nur eine Seite des einen oder der mehreren Riemen 16 die Scheiben 18, 52 in Eingriff nehmen. Die Ausführungsform aus 1 zeigt eine 1:1-Seilanordnung, in welcher der eine oder die mehreren Riemen 16 an der Kabine 14 und dem Gegengewicht 22 enden, während andere Ausführungsformen andere Seilanordnungen verwenden können.
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Die Riemen 16 sind aufgebaut, um Anforderungen an die Lebensdauer des Riemens zu erfüllen und einen reibungslosen Betrieb aufzuweisen, während sie ausreichend fest sind, um Anforderungen an die Festigkeit zum Aufhängen und/oder Antreiben der Aufzugkabine 14 und des Gegengewichts 22 zu erfüllen.
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2 stellt ein Querschnittsschema eines beispielhaften Aufbaus oder einer beispielhaften Ausgestaltung eines Riemens 16 bereit. Der Riemen 16 beinhaltet eine Vielzahl von Zugelementen 24, die sich in Längsrichtung entlang des Riemens 16 erstrecken und über eine Riemenbreite 26 angebracht sind. Die Zugelemente 24 sind mindestens teilweise in einem Ummantelungsmaterial 28 eingeschlossen, um eine Bewegung der Zugelemente 24 in dem Riemen 16 in Bezug aufeinander zu begrenzen und die Zugelemente 24 zu schützen. Das Ummantelungsmaterial 28 definiert eine Treibseite 30, die dazu konfiguriert ist, mit einer entsprechenden Fläche der Treibscheibe 52 zusammenzuwirken. Beispielhafte Materialien für das Ummantelungsmaterial 28 beinhalten die Elastomere aus thermoplastischen und duroplastischen Polyurethanen, thermoplastischen Polyesterelastomeren, Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer, Chloropren, Chlorosulfonyl-Polyethylen, Ethylenvinylacetat, Polyamid, Polypropylen, Butylkautschuk, Acrylonitril-Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Acrylelastomer, Fluoroelastomer, Silikonelastomer, Polyolefin-Elastomer, Styrolblock- und Dienelastomer, Naturkautschuk oder Kombinationen davon. Es können andere Materialien zum Bilden des Umhüllungsmaterials 28 verwendet werden, wenn diese angemessen sind, um die erforderlichen Aufgaben des Riemens 16 zu erfüllen. Eine Hauptaufgabe des Umhüllungsmaterials 28 zum Beispiel ist es, einen ausreichenden Reibungskoeffizienten zwischen dem Riemen 16 und der Treibscheibe 52 bereitzustellen, um eine gewünschte Triebhöhe dazwischen herzustellen. Das Ummantelungsmaterial 28 sollte ebenfalls die Reibungslasten auf die Zugelemente 24 übertragen. Des Weiteren sollte das Umhüllungsmaterial 28 verschleißfest sein und die Zugelemente 24 vor zum Beispiel Aufprallschäden zu schützen oder davor, Umweltfaktoren, wie etwa Chemikalien, ausgesetzt zu werden.
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Der Riemen 16 weist eine Riemenbreite 26 und eine Riemendicke 32 auf, wobei ein Größenverhältnis von Riemenbreite 26 zu Riemendicke 32 größer als eins ist. Der Riemen 16 beinhaltet ferner eine Rückseite 34 gegenüber von der Treibseite 30 und Riemenkanten 36, die sich zwischen der Treibseite 30 und der Rückseite 34 erstrecken. Wenngleich in der Ausführungsform aus 2 fünf Zugelemente 24 veranschaulicht sind, können andere Ausführungsformen andere Anzahlen an Zugelementen 24 beinhalten, zum Beispiel 6, 10 oder 12 Zugelemente 24. Wenngleich ferner die Zugelemente 24 der Ausführungsform aus 2 im Wesentlichen identisch sind, können sich die Zugelemente 24 in anderen Ausführungsformen voneinander unterscheiden. Wenngleich in 2 ein Riemen 16 mit einem rechteckigen Querschnitt veranschaulicht ist, versteht sich, dass Riemen 16, die andere Querschnittformen aufweisen, im Umfang dieser Offenbarung berücksichtigt werden.
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Nun unter Bezugnahme auf 3A kann es sich bei dem Zugelement 24 und eine Vielzahl von Kabeln 38, zum Beispiel Stahlkabeln 38, handeln, die in einigen Ausführungsformen in einem oder mehreren Strängen 40 ausgebildet sind. In anderen Ausführungsformen, wie etwa in 3B gezeigt, kann das Zugelement 24 eine Vielzahl von Fasern 42 beinhalten, wie etwa Kohlenstofffaser, Glasfaser, Aramidfaser oder ihre Kombination, die in einem Matrixmaterial 44 angeordnet sind. Materialien wie etwa Polyurethan, Vinylester oder Epoxid sowie andere duroplastische Materialien und zum Beispiel duroplastische Polyurtethanmaterialien können als das Matrixmaterial genutzt werden. Wenngleich in der Ausführungsform aus 3B eine kreisförmige Querschnittsgeometrie eines Zugelements veranschaulicht ist, können andere Ausführungsformen unterschiedliche Querschnittsgeometrien von Zugelementen, wie etwa rechteckig oder elliptisch, beinhalten. Wenngleich die Querschnittsgeometrien der Zugelemente 24 in 2 als identisch gezeigt sind, können sich die Querschnittsgeometrien der Zugelemente in anderen Ausführungsformen voneinander unterscheiden.
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Um einen Verschleiß des Riemens 16 verlässlich zu überwachen, beinhaltet der Riemen 16 eines oder mehrere leitende Elemente 46. In einigen Ausführungsformen, wie etwa in 2, handelt es sich bei den leitenden Elementen 46 zum Beispiel um Metallkabel oder andere Teile, die in das Umhüllungsmaterial 28 integriert sind und sich entlang einer Länge des Riemens 16 erstrecken. In einigen Ausführungsformen, wie gezeigt, sind die leitenden Elemente 46 zwischen den Zugelementen 24 und der Treibseite 30 des Riemens 16 gelegen. Wenngleich in 2 vier leitenden Elemente 46 gezeigt sind, versteht sich, dass andere Mengen und/oder Stellen von leitenden Elementen 46 genutzt werden können.
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In anderen Ausführungsformen, wie etwa in 4 gezeigt, sind die leitenden Elemente 46 an den Zugelementen 24 gelegen oder um diese gewickelt. In einigen Ausführungsformen der Riemen 16 kann jedes der Zugelemente 24 leitende Elemente 46 beinhalten, während in anderen Ausführungsformen nur ausgewählte Zugelemente 24 leitende Elemente 46 beinhalten. Wenngleich es sich in der Ausführungsform aus 4 bei den leitenden Elementen 46 um ein kabelähnliches Element handelt, das um das Zugelement 24 gewickelt ist, können in anderen Ausführungsformen andere Konfigurationen, wie etwa eine leitende Beschichtung des Zugelements 24, genutzt werden, um als das leitende Element 46 zu wirken.
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Eine Erfassungsschaltung 60 ist wirkverbunden mit den leitenden Elementen 46, wobei eine beispielhafte Konfiguration in 5 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform ist die Erfassungsschaltung 60 mit zwei leitenden Elementen 46 des Riemens 16 verbunden. Wenn das Umhüllungsmaterial 28 zum Beispiel aufgrund eines Betriebs des Aufzugsystems 10 verschleißt, können zwei oder mehr der leitenden Elemente 46 freigelegt werden, wenn das Umhüllungsmaterial 28 abgetragen wird. Demnach können eines oder mehrere der leitenden Elemente 46 eine Scheibe 18 berühren, insbesondere die Treibschiebe 52. Wenn das leitende Element 46 die Treibscheibe 52 berührt, erfasst die Erfassungsschaltung 60 einen Kurzschluss an der Treibscheibe 52. Wenn der Kurzschluss erfasst wird, kann die Erfassungsschaltung 60 einem Aufzugsteuersystem 62 signalisieren, dass eine Überprüfung und/oder Wartung oder ein Ersatz des Riemens 16 erforderlich ist. In einigen Ausführungsformen kann das Aufzugsteuersystem 62 eine Position der Aufzugkabine 14 oder andere Informationen zur Zeit der Kurzschlusserfassung nutzen, um eine Stelle auf dem Riemen 16 zu bestimmen, die einer Überprüfung bedarf.
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Andere Ausführungsformen von Erfassungsschaltungen 60 sind in 6 und 7 veranschaulicht. In der Ausführungsform aus 6 nutzt die Erfassungsschaltung 60 nur ein leitendes Element 46 und ist zum Beispiel an der Treibscheibe 52 geerdet. Die Erfassungsschaltung 60 aus 6 erfasst anschließend einen Kurzschluss an der Treibscheibe 52 (Erdung), wenn das Umhüllungsmaterial 28 verschlissen oder beschädigt ist, wodurch eine Berührung des leitenden Elements 46 mit der Treibscheibe 52 ermöglicht wird.
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In der Ausführungsform aus 7 nutzt die Erfassungsschaltung 60 zwei leitende Elemente 46 des Riemens 16, die zum Beispiel an einem Steckverbinder 64 einem Ende des Riemens 16 verbunden sind. Die Erfassungsschaltung 60 dieser Konfiguration öffnet sich, wenn das Umhüllungsmaterial 28 verschlissen oder beschädigt ist, wodurch eine Berührung des leitenden Elements 46 mit der Treibscheibe 52 ermöglicht wird.
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Die Riemen 16, die die leitenden Elemente 46 beinhalten, die mit der Erfassungsschaltung 60 verbunden sind, ermöglichen eine Abnutzungsüberwachung der Riemen 16, besonders von denen mit nichtmetallischen Zugelementen 24. Ferner kann durch Prüfen und Analyse gezeigt werden, dass bei derartigen Riemen 16 ein Verschleiß des Umhüllungsmaterials 28 insofern auf eine allgemeine Lebensdauer des Riemens 16 hinweist, dass bei derartigen Riemen 16 das Umhüllungsmaterial 28 vor einem Festigkeitsverlust in dem Zugelement 24 verschleißt.
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Der Ausdruck „ungefähr“ soll den Fehlergrad beinhalten, der einer Messung der konkreten Menge auf Grundlage des zum Zeitpunkt der Einreichung der Anmeldung verfügbaren Ausstattung zugeordnet ist. „Ungefähr“ kann zum Beispiel einen Bereich von ± 8 % oder 5 % oder 2 % eines gegebenen Werts beinhalten.
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Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung konkreter Ausführungsformen und soll die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Im hier verwendeten Sinne sollen die Einzahlformen „ein“, „eine“ sowie „der“, „die“, „das“ auch die Mehrzahlformen beinhalten, es sei denn, der Kontext weist eindeutig auf etwas anderes hin. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein genannter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Abläufe, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Abläufe, Teile, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließt.
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Wenngleich die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht der Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente Teile ersetzen können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Des Weiteren können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der vorliegenden Offenbarung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Umfang abzuweichen. Demnach soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen beschränkt werden soll, die als die beste Art zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung offenbart ist, sondern dass die vorliegende Offenbarung alle Ausführungsformen, die innerhalb den Umfang der Patenansprüche fallen, beinhaltet.
