-
Diese
Erfindung betrifft im Allgemeinen Lasttrageanordnungen wie Seile
oder Riemen in einem Aufzugsystem. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine
Lasttrageanordnung mit wahrnehmbaren Markierungen, die Information
bezüglich
eines Zustands der Anordnung bereitstellen.
-
Aufzugsysteme
weisen typischerweise eine Kabine und ein Gegengewicht auf, die
mittels eines länglichen
Lasttrageelements zusammengekoppelt sind. Typische Lasttrageelemente
weisen Stahlseile und, in letzter Zeit, synthetische Seile und Multi-Element-Seile
wie polymerbeschichtete, verstärkte
Riemen auf. Die steigende Verwendung von Aufzügen in hoch aufragenden Gebäuden hat
zu dem Bedarf an einer steigenden Verwendung von polymerbeschichteten,
verstärkten
Riemen aufgrund deren Gewicht-zu-Festigkeit-Verhältnissen, verglichen mit Stahlseilanordnungen,
geführt.
-
Ein
Inspizieren eines Lasttrageelements in einem Aufzugsystem wurde
auf verschiedene Arten durchgeführt.
Bei herkömmlichen
Stahlseilen erlaubt eine manuelle, visuelle Inspektion des Seils
dem Techniker, festzustellen, wenn spezielle Adern des Stahlseils
ausgefranst, gebrochen oder anderweitig abgenutzt sind. Dieses Inspektionsverfahren
ist jedoch beschränkt
auf die äußeren Bereiche
des Seils und gibt keinen Hinweis über den Zustand innerer Adern
des Seils. Außerdem
ist dieses Inspektionsverfahren einigermaßen schwierig und zeitraubend und
erlaubt nicht immer eine vollständige
Inspektion der gesamten Länge
der Lasttrageanordnung.
-
Es
gibt ähnliche
Beschränkungen
beim Verwenden visueller Inspektionstechniken bei neueren Seilen.
Zum Beispiel erlauben die polymerbeschichteten, verstärkten Riemen
keine visuelle Inspektion, aufgrund des Mantels oder der Beschichtung,
die typischerweise über
den Litzen angebracht ist. Es wurden einige Fortschritte zum Vereinfachen
einer Inspektion solcher Lasttrageanordnungen vorgeschlagen. Ein
Beispiel ist in dem US-Patent Nr.
5 834 942 gezeigt,
bei dem mindestens eine Kohlenstoffaser in dem Lasttrageelement
enthalten ist. Ein elektrischer Strom wird durch die Faser geleitet.
Durch Messen einer elektrischen Spannung über die Faser wird eine Feststellung
hinsichtlich des Zustands des Lasttrageelements getroffen. Diese
Vorschlag ist jedoch begrenzt dahingehend, dass er keine Information
hinsichtlich Stellen maximaler Dehnung entlang der Länge des
Lasttrageelements bereitstellt. Außerdem gibt es keinen Weg,
zu garantieren, dass ein Leitfähigkeitsverlust
durch die Kohlenstoffaser direkt korreliert ist zu einer Dehnung
oder einem Schaden an dem Lasttrageelement. Ein weiterer Nachteil
einer solchen Anordnung ist, dass es keine qualitative Information
hinsichtlich einer Degradation des Lasttrageelements über die
Zeit gibt.
-
Es
besteht ein Bedarf für
verbesserte Anordnungen und Verfahren zum Feststellen des Zustands eines
Lasttrageelements in einem Aufzugsystem. Diese Erfindung gibt eine
einzigartige Lösung
für dieses
Problem.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Allgemein
ausgedrückt
ist diese Erfindung eine Lasttrageanordnung zur Verwendung in einem Aufzugsystem.
Die erfindungsgemäße Anordnung weist
eine Mehrzahl von länglichen
Lasttrageelementen auf. Ein Mantel umschließt die Lasttrageelemente wenigstens
teilweise. Eine Mehrzahl von detektierbaren Markierungen ist in
Längsrichtung
an mindestens einer Seite des Mantels beabstandet. Die Markierungen
sind bei einem Intervall entlang der Seite des Mantels voneinander
beabstandet, wenn die Anordnung in einem ersten Zu stand ist. Der
Abstand zwischen mindestens zwei der Markierungen ändert sich ansprechend
auf eine Änderung
in dem Zustand der Anordnung.
-
Änderungen
in Abständen
zwischen Markierungen geben einen Hinweis auf Reckungen, Dehnungen
oder Ermüdungszustände. Die
erfindungsgemäße Anordnung
erlaubt eine periodische Inspektion des Zustands der Anordnung,
um festzustellen, ob eine Systemwartung oder ein Ersetzen des Riemens erforderlich
sein kann. Ferner erlaubt die erfindungsgemäße Anordnung ein Sammeln von
Daten hinsichtlich einer Geschichte des Verhaltens der Anordnung.
-
Die
Markierungen können
an dem Mantel der erfindungsgemäßen Anordnung
in einer Vielzahl von Arten angebracht werden. Zum Beispiel kann
ein Lasermarkieren, ein Ätzen,
ein Stempeln oder ein Aufbringen in Farbe verwendet werden. Der
gewählte Markentyp
und die gewählte
Markierungstechnik hängen
teilweise von der ausgewählten Überwachungs-
oder Inspektionstechnik und der ausgewählten Überwachungs- oder Inspektionsausrüstung ab.
-
In
einem Beispiel werden Paare von Marken bei einem ausgewählten Abstand
gesetzt, wobei der Abstand zwischen den Paaren nicht notwendigerweise
kontrolliert wird. Durch Überwachen
von Änderungen
im Abstand zwischen den Paaren von Marken, welche vorzugsweise streng
kontrolliert werden, kann ein Hinweis auf den Zustand der Anordnung
in der Umgebung der Marken wahrgenommen werden.
-
Verschiedene
Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden dem mit dem Stand
der Technik vertrauten Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die
die detaillierte Beschreibung begleitenden Zeichnungen können kurz
wie folgt beschrieben werden.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 veranschaulicht schematisch
ein Aufzugsystem, welches eine Lasttrageanordnung und eine Überwachungsvorrichtung
aufweist, welche gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung konstruiert sind.
-
2 veranschaulicht schematisch
ausgewählte
Bereiche der Ausführungsform
aus 1 in ein wenig genaueren
Einzelheiten.
-
3 veranschaulicht schematisch eine Lasttrageanordnung,
welche gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung konstruiert ist.
-
4 veranschaulicht schematisch
ein Beispiel einer Markierungsvorrichtung, welche einsetzbar ist
zum Platzieren von Markierungen an einer Lasttrageanordnung gemäß dieser
Erfindung.
-
5 veranschaulicht schematisch
ein weiteres Beispiel einer Lasttrageanordnung, welche gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung konstruiert ist.
-
6 veranschaulicht schematisch
ein weiteres Beispiel einer Lasttrageanordnung, welche gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung konstruiert ist.
-
7 veranschaulicht grafisch
einen Beispielsatz von Daten, welche unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung
gesammelt wurden.
-
8 veranschaulicht grafisch
einen weiteren Beispielsatz von Daten, welche unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Anordnung
gesammelt wurden.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 veranschaulicht schematisch
ein Aufzugsystem 20. Wie aus dem Stand der Technik bekannt,
bewegt sich eine Aufzugkabine 22 z. B. durch einen Aufzugschacht 24 zwischen
Stockwerken in einem Gebäude.
Eine Lasttrageanordnung 26 hält eine Kabine 22 in
dem Aufzugschacht, wenn sich die Kabine in einer herkömmlichen
Weise bewegt.
-
Eine
Vielzahl von Lasttrageanordnungen 26 kann innerhalb des
Umfangs dieser Erfindung verwendet werden. Beispiele schließen flache
Riemen, von denen einige eine Polymermantelbeschichtung über eine
Mehrzahl von Lasttrageelementen haben, ein. Andere Typen von Riemen
oder Seilen können ebenfalls
in einer Ausführungsform
dieser Erfindung verwendet werden. Die Ausdrücke "Riemen" oder "Seil" sollen
nicht ihrem strengen Sinn nach interpretiert werden, wenn sie in
dieser Beschreibung verwendet werden.
-
Eine Überwachungsvorrichtung 30 ist
strategisch relativ zu der Lasttrageanordnung 26 angeordnet,
um einen Zustand der Lasttrageanordnung 26 zu beobachten.
Die Überwachungsvorrichtung 30 kann z.
B. mit einem entfernt befindlichen Computermodul 32 kommunizieren,
welches durch einen Aufzugtechniker verwendbar ist. Alternativ (und
zusätzlich
in dem veranschaulichten Beispiel) kommuniziert die Überwachungsvorrichtung 30 mit
einer Steuerung 34, die der Kabine 22 zugeordnet
ist. Solche Steuerungen sind bekannt, obwohl die in einer Anordnung enthaltenen
vorzugsweise so programmiert sind, dass sie mit der Überwachungsvorrichtung
kommunizieren, wie dies für
bestimmte Situationen benötigt wird.
Wenn die Überwachungsvorrichtung 30 sich
in dem Aufzugschacht 24 über einen langen Zeitraum befindet,
können
bei solchen Beispielen historische Daten hinsichtlich einer der
Kabine 22 zugeordneten speziellen Lasttrageanordnung 26 gesammelt
und, wenn gewünscht,
in einem Speicher 34 gespeichert werden.
-
Wie
in 2 schematisch veranschaulicht, weist
die Überwachungsvorrichtung 30 einen
Verstärker 36 und
einen Detektor 38 auf. Die Lasttrageanordnung 26 weist
eine Mehrzahl von Markierungen 40 entlang einer Außenseite
der Anordnung 26 auf. Die Markierungen sind vorzugsweise
an wenigstens einer Seite des Mantels der Anordnung 26.
Der Detektor 38 beobachtet die Stellen der Markierungen und
ist in der Lage, Information hinsichtlich eines Abstands zwischen
den Markierungen zu liefern. Der Verstärker 36 vereinfacht
eine bessere Detektion über
den Detektor 38. Wenn z. B. die Markierungen 40 optisch
detektierbar sind und der Detektor 38 eine Kamera ist,
ist der Verstärker 36 ein
Licht, das den Bereich der Anordnung 26 innerhalb des Gesichtsfelds 42 des
Detektors 38 beleuchtet. Der ausgewählte Detektortyp 38 und
ob ein Verstärker 36 benötigt wird,
hängen
von der speziellen Konfiguration der Anordnung 26 und dem
Markierungstyp 40 ab.
-
Die
Markierungen 40 an der Außenseite der Lasttrageanordnung 26 sorgen
für einen
detektierbaren Hinweis auf einen Zustand der Lasttrageanordnung 26.
Wenn sich die Distanzen oder der Abstand zwischen Marken sich ändert, deutet
dies eine Änderung
des Zustands der Lasttrageanordnung an. Wenn sich die Anordnung 26 z.
B. unter Belastung reckt, ändert
sich der Abstand. In ähnlicher
Weise kann, wenn die Lasttrageanordnung gedehnt wird oder ermüdet, eine
Längung
einiger Bereiche der Anordnung und eine entsprechende Änderung
im Abstand zwischen Markierungen auftreten.
-
Eine
Mehrzahl von Markierungstypen kann innerhalb des Umfangs dieser
Erfindung verwendet werden.
-
Das
Beispiel aus 2 zeigt
kreisförmige Markierungen 40.
Das Beispiel aus 3 zeigt lineare Markierungen 40.
Jede geometrische Form oder jedes geometrische Muster kann gewählt werden, vorausgesetzt,
dass der Detektor 38 in der Lage ist, die Markierungen
und deren Positionen relativ zueinander an der Lasttrageanordnung 26 zu
erkennen.
-
Die
Markierungen 40 können
auf viele verschiedene Arten angebracht werden. In einem Beispiel
werden die Markierungen an einer Außenoberfläche des Mantels der Lasttrageanordnung 26 in Farbe
aufgebracht. In einem anderen Beispiel wird ein reflektierendes
Material an der Außenseite
des Mantels angebracht. In einem weiteren Beispiel werden Laser
verwendet, um die Außenoberfläche der Anordnung 26 zu
markieren. Die Markierungen können
in die Oberfläche
der Anordnung 26 eingekerbt oder geätzt werden. Andere Alterna tiven
umfassen u. a. das Herstellen von Marken mittels einer Aufschlagvorrichtung,
Pressformung, Stempelung oder geheizter Werkzeuge. Abhängig von
dem Material der Außenseite
der Lasttrageanordnung 26 wird eine geeignete Markierung
ausgewählt,
so dass die detektierbaren Merkmale der Markierungen über die
erwartete Betriebslebensdauer der Anordnung 26 intakt bleiben.
-
Die
Markierungen 40 geben einen Hinweis auf den Zustand der
Lasttrageanordnung 26, indem sie z. B. Information hinsichtlich
einer Reckung oder Nachgiebigkeit der Lasttrageanordnung bereitstellen. Wie
aus 3 entnommen werden kann, bestimmt die Überwachungsvorrichtung 30 eine
Distanz zwischen den Markierungen. In dem Beispiel aus 3 wird eine Distanz X jeweils zwischen
Markierungen 40B und 40C und zwischen 40C und 40D gemessen. Eine
Distanz X + δ wird
zwischen den Markierungen 40D und 40E gefunden.
Durch Feststellen der Betragsänderung δ und Vergleichen
dieser mit einem vorbestimmten Standard kann eine Entscheidung getroffen
werden, ob der zu dem Abschnitt zwischen den Markierungen 40D und 40E korrespondierende Abschnitt
der Anordnung 26 ausreichend gereckt oder anderweitig beschädigt wurde,
um ein Ersetzen der Anordnung zu rechtfertigen. Es kann z. B. möglich sein,
dass die Änderung δ aus Belastungszuständen in
dem Aufzugsystem resultiert und nicht notwendigerweise aus einer
Degradation in der Qualität oder
Tauglichkeit(fitness) der Anordnung.
-
Bei
einigen Beispielen sind die Markierungen 40 vorzugsweise
bei höchst
regelmäßigen Intervallen längs entlang
der Anordnung 26 beabstandet. Bei solchen Beispielen ist
die Distanz zwischen allen benachbarten Markierungen vorzugsweise
identisch oder innerhalb einer akzeptierbaren Toleranz, wenn die
Anordnung 26 in einem ersten Zustand ist, wie nachdem sie
produziert wurde, aber bevor sie in einem Aufzugsystem in Betrieb
genommen wurde.
-
Bei
anderen Beispielen sind die Markierungen 40 nicht notwendigerweise
bei einem kontrollierten Abstand platziert. Bei solchen Beispielen
sammelt die Überwachungsvorrichtung 30 Information hinsichtlich
des Abstands zwischen benachbarten Markierungen, wenn der Riemen
in einem ersten bekannten Zustand ist und zeichnet diese Daten für spätere Vergleiche
auf. Bei solchen Beispielen wird die Messung zwischen zwei Markierungen
dann mit einer nachfolgenden Messung zwischen denselben zwei Markierungen
verglichen, um festzustellen, ob es eine Änderung im Abstand gibt. Da
jeder Satz von Markierungen einen unterschiedlichen anfänglichen Abstand
haben kann, ist die Überwachungsvorrichtung 30 vorzugsweise
in der Lage, über
jede individuelle Markierung und ihre Position an der Riemenanordnung 26 relativ
zu benachbarten Markierungen die Übersicht zu halten. Bei solchen
Beispielen können
die Markierungen einzigartige Identifizierungsmerkmale in sich eingebaut
haben, um die Überwachungsvorrichtung 30 in
die Lage zu versetzen, Unterscheidungen zwischen den Markierungen
zu treffen.
-
Bei
einem weiteren Beispiel werden Paare von Markierungen bei höchst kontrollierten
Abständen
gesetzt, so dass Messungen zwischen ausgewählten Paaren die gewünschte Information
hinsichtlich des Zustands der Lasttrageanordnung zur Verfügung stellen.
Bei solchen Beispielen wird der Abstand zwischen den Markierungen
eines speziellen Paars vorzugsweise kontrolliert, der Abstand zwischen
unterschiedlichen Paaren braucht jedoch nicht regelmäßig zu sein,
weil nur Messungen zwischen Paaren von Markierungen verwendet werden,
um eine Feststellung des Zustands der Anordnung zu treffen.
-
4 veranschaulicht schematisch
eine Vorrichtung 50 zum Herstellen von Paaren von Markierungen
bei einem kontrollierten Abstand d. Eine Struktur 52 trägt ein Paar
von Markierungsvorrichtungen 54 und 56. Bei dem
veranschaulichten Beispiel sind die Markierungsvorrichtungen Laser,
die Markierungen 60 und 62 auf die Außenseite
der Lasttrageanordnung anbringen. Weil die Markierungsvorrichtungen 54 und 56 bei
einer kontrollierten Distanz d sind, sind die sich ergebenden Markierungen
an dem Riemenmantel ebenfalls bei einer kontrollierten Distanz d.
Der Riemen 26 kann indexiert oder relativ zu den Vorrichtungen 54 und 56 bewegt
werden, so dass Paare von Markierungen entlang einer ausgewählten Länge des
Riemens platziert werden. Eine solche Anordnung ermöglicht einen
genauen Abstand zwischen Markierungen für Messungszwecke.
-
Bezugnehmend
auf 5 ist ein erstes
Beispielpaar von Markierungen 60A und 62A um eine Distanz
d voneinander beabstandet. Ein zweites Paar von Markierungen 60B und 62B ist
ebenfalls um die Distanz d voneinander beabstandet. Ein Abstand s
zwischen den Paaren von Markierungen braucht jedoch weder konsistent
zu sein, noch muss sie gleich der Distanz d sein. Wenn der Detektor 38 Information hinsichtlich
der Markierungen 60 und 62 sammelt, wird nur die
Distanz zwischen den Sätzen
von Markierungen jedes Paars verwendet, um eine Feststellung hinsichtlich
des Zustands der Anordnung zu treffen.
-
Wie
z. B. in 5 gezeigt,
weisen die Paare von Markierungen eine Unterscheidung zwischen dem
Anfang eines Paars und dem Ende eines Paars auf. In dem Beispiel
von 5 sind die Marken 60A und 60B kontinuierliche
Linien, wohingegen die Marken 62A und 62B unterbrochene
Linien sind. Die Überwachungsvorrichtung 30 ist
vorzugsweise so programmiert, dass sie erkennt, dass die Markierungen 60A und 60B den
Anfang eines Markierungspaars kennzeichnen und die Markierungen 62A und 62B den
jeweiligen Endmarkierungen entsprechen. Eine Strategie zum Detektieren
der Paare kann einen einzelnen Detektor 38 aufweisen, der
ein Sichtfeld 42 hat, das beide Markierungen in einem Paar
umfasst. Alternativ können
zwei individuelle Detektoren 38 mit einer räumlichen
Beziehung eingesetzt werden, die jedem Detektor erlaubt, eine der
Markierungen aus einem Paar zu erkennen, und eine geeignete Programmierung
wird verwendet, um die Distanz zwischen den Markierungen jedes Paars
zu bestimmen.
-
In
dem Beispiel aus 5 überlappen
die Paare von Markierungen nicht. Bei einigen Beispielen kann es
wünschenswert
oder notwendig sein, die Paare von Markierungen zu überlappen.
In solchen Situationen werden vorzugsweise Markierungsunterscheidungen
gemacht, so dass die Überwachungsvorrichtung 30 in
der Lage ist, Paare von Markierungen zu erkennen. Ein solches Beispiel
ist in 6 gezeigt, wo
Markierungen 60A und 60B an der Außenseite
der Anordnung ausgerichtet sind, wohingegen Markierungen 62A und 62B miteinander
ausgerichtet sind, aber von den Markierungen 60A und 60B versetzt
sind. In diesem Beispiel bilden die Markierungen 60A und 62A ein
Messungspaar. Ebenso bilden die Markierungen 60B und 62B ein
Paar. Die Überwa chungsvorrichtung 30 ist
vorzugsweise derart programmiert, dass sie die Querposition der
Markierungen erkennt, um festzustellen, welche Markierungen ein
Paar bilden und um dann Information zu sammeln, um eine geeignete
Messung durchzuführen.
-
Es
kann eine breite Vielzahl von Markierungskonfigurationen und Unterscheidungsstrategien
vorgesehen werden, um der Überwachungsvorrichtung 30 zu
ermöglichen,
geeignete Paare von Markierungen zu erkennen und Information, die
zum Durchführen
einer Messung notwendig ist, zu sammeln. Fachleute werden angesichts
dieser Beschreibung in der Lage sein, geeignete Anordnungen zu realisieren,
um den Bedürfnissen
ihrer speziellen Situation zu genügen.
-
Es
gibt eine Vielzahl von Markierungsstrategien. Die Lasttrageanordnung
kann an den Markierungsvorrichtungen in einer kontinuierlichen Bewegung
vorbeibewegt werden oder kann schrittweise bewegt werden oder indexiert
werden. Unabhängig davon,
wie die Anordnung an der Markierungsvorrichtung oder den Markierungsvorrichtungen
vorbeibewegt wird, ist es erwünscht,
eine gleichmäßige Längsspannung
an dem Bereich der Anordnung, der markiert ist, aufrechtzuerhalten.
-
Es
gibt eine Vielzahl von Strategien zum Kontrollieren des Abstands
zwischen Markierungen. Wie beschrieben, können Paare von Markierungsvorrichtungen
bei eingestellten Abständen
verwendet werden. Alternativ kann eine Markierungsvorrichtung betätigt werden,
um eine neue Marke an die Anordnung zu platzieren in Reaktion auf
eine Detektion einer zuvor gemachten Marke bei einer bestimmten räumlichen
Position mittels eines optischen Sensors, einer digitalen oder anderen
Kamera oder einer Angabe einer linearen Versetzung der Anordnung
z. B. von einem Rotationscodierer oder einem anderen mechanischen
Sensor.
-
Die
Markierungen können
von der normalen Oberfläche
der Außenseite
der Anordnung durch Farbe, Reflektivität, Oberflächenstruktur oder eine unterschiedliche
physikalische Form, verglichen mit dem Oberflächenprofil oder einer Oberflächenkontur der
Außenseitenoberfläche der
Anordnung unterschieden werden.
-
Eine
Vielzahl von Detektoren 38 kann verwendet werden. Bei einem
Beispiel werden Digitalfeldkameras eingesetzt, weil sie einen geeigneten Grad
an quantitativen Messungen bereitstellen und eine Vielzahl von Hardware-
und Softwaretechnologie derzeit erhältlich ist, die in einem gemäß dieser Erfindung
ausgelegten System implementiert werden kann. Alternativen umfassen
herkömmliche
Kameras oder andere optische Sensoren. Es wird angenommen, dass
z. B. Faseroptiksensoren eine gute Wahl sein können, weil sie relativ kostengünstig sind.
Solche Sensoren können
z. B. Änderungen
in Nähe, Kontrast
oder Lichtreflektivität
detektieren. Anhand dieser Beschreibung werden die Fachleute in
der Lage sein, aus kommerziell erhältlichen Detektionsvorrichtungen
und -anordnungen auszuwählen,
um die durch diese Erfindung gegebenen Ergebnisse zu realisieren.
-
Die
Wahl des Sensors und des Typs der verwendeten Markierungen wird
z. B. davon abhängen, ob
die Überwachungsvorrichtung 30 eine
solche sein wird, die zeitweise z. B. durch einen Wartungstechniker
in dem Aufzugschacht angeordnet wird, oder ob sie dazu vorgesehen
ist, permanent in dem Aufzugschacht angebracht zu sein.
-
Bei
einem Beispiel wird ein Laser-Strichcodeleser verwendet, um die
Markierungen an der Anordnung 26 zu detektieren. Es wird
angenommen, dass Laser-Strichcodeleser eine gute Alternative sind,
weil sie relativ kostengünstig
sind und weil sie widerstandsfähig
genug sind, um permanent in einem Aufzugsystem angeordnet zu werden.
Ein einen permanent positionierten Laser-Strichcodeleser einsetzendes Beispiel
kann Daten über
die Lebensdauer der Anordnung im Betrieb in dem Aufzugsystem bereitstellen.
-
Laser-Strichcodeleser
können
Information hinsichtlich eines Abstands zwischen Markierungen bereitstellen.
Außerdem
können
die Markierungen eine Codierung oder Information enthalten, um die Markierungen
jeweils zu identifizieren.
-
In
einem Beispiel ist der Riemenmantel schwarz, und die Markierungen
weisen weiße
Linien an dem Mantel auf. Kommerziell erhältliche Farben können verwendet
werden, um diese Markierungen herzustellen. Der Kontrast des Schwarzen
und des Weißen
ermöglicht
dem Strichcodeleser, die notwendige Information zu sammeln.
-
Wenn
nur eine Erfassungsvorrichtung verwendet wird, wird die Bewegungsgeschwindigkeit der
Lasttrageanordnung relativ zu der Erfassungsvorrichtung vorzugsweise
sorgfältig
kontrolliert und überwacht.
Dies kann durch herkömmliche
Techniken durchgeführt
werden, wie z. B. das Bekanntsein der Geschwindigkeit einer Aufzugkabinenbewegung.
-
Die Überwachungsvorrichtung 30 wird
vorzugsweise bei einer konstanten Distanz von der Oberfläche der
Lasttrageanordnung, welche die Markierungen trägt, gehalten. Eine Art, dies
zu erreichen, ist die Verwendung einer Abstützvorrichtung 70 (siehe 1) mit einer Mehrzahl von
federvorgespannten Rollen oder anderen mechanischen Führungen, die
gegen die Lasttrageanordnung gehalten sind. Eine Abstützstruktur 74 hält die Überwachungsvorrichtung 30 vorzugsweise
in einem ausgewählten
Bereich der Lasttrageanordnung, um genaue Auslesungen zu gewährleisten.
Bei einem Beispiel verhindern die Rollen oder mechanischen Führungen
auch eine Querbewegung der Lasttrageanordnung 26, wenn sie
sich in Längsrichtung
relativ zu der Überwachungsvorrichtung 30 bewegt.
-
Eine
Beispielanordnung weist Detektoren mit telezentrischen Linsen auf,
um alle Änderungen
in einer Relativposition zwischen dem Riemen und den Detektoren
auszugleichen.
-
Eine
bevorzugte Anordnung weist zwei Erfassungsvorrichtungen auf, welche
Digitalfeldkameras sind. Die Kameras sind vorzugsweise in einem starren
Gehäuse
angebracht, welches derart aufgebaut ist, dass die Separation zwischen
den Kameras dem Abstand von Paaren von Marken (wobei die Paare von
Marken wie oben beschrieben verwendet werden) entspricht. Wenn zwei
De tektoren 38 in der Überwachungsvorrichtung 30 enthalten
sind, werden beide Detektoren betätigt, um ein Bild zum gleichen Zeitpunkt
aufzunehmen, der mit dem Vorbeilaufen der jeweiligen Marken durch
das Sichtfeld jeder Kamera zeitlich zusammenfällt. In einem Beispiel werden
die Detektoren betätigt,
um ein Bild zu einem Zeitpunkt aufzunehmen, der demjenigen entspricht, zu
dem von den Markierungen erwartet wird, dass sie in dem Sichtfeld
der Kamera sind.
-
In
einem weiteren Beispiel nehmen die Kameras immer ein Bild auf, werden
aber derart betätigt,
Bilder zu Zeitpunkten zu speichern, die Positionen der Markierungen
in dem Gesichtsfeld entsprechen. Ein Betätigen einer Bildaufnahme (oder
Speicherung eines Bildes) kann z. B. auf einer Detektion einer Marke
in einem bestimmten Bereich des Sichtfelds des Detektors, durch
Detektieren einer Marke durch eine Hilfskamera, durch Detektieren
einer Marke durch einen optischen Sensor oder durch Messen der linearen
Versetzung der Lasttrageanordnung mittels eines Rotationscodierers
oder eines anderen Sensors basiert werden.
-
Ein
Verstärker 36 kann
abhängig
von den Bedürfnissen
einer bestimmten Situation verwendet werden. Wenn Digitalfeldkameras
als Detektoren 38 verwendet werden, ist der Verstärker 36 vorzugsweise
ein Stroboskoplicht. Stroboskopbelichtung ist bekannt, um eine optimale
Unschärfe
der durch die Detektoren erzeugten Signale korrespondierend zum Detektieren
der Markierungen zu erreichen. Bei einigen Situationen kann z. B.
die Genauigkeit, mit der Interpolationsalgorithmen die Position
der Markierungen berechnen können,
verbessert werden, wenn eine Stroboskopbelichtung verwendet wird.
Die Dauer der Lichtpulse des Stroboskops ist vorzugsweise so bemessen,
dass ein erwünschtes
Ergebnis erreicht wird. Anhand dieser Beschreibung und der Kenntnisse
von Fachleuten im Bereich der Bilderfassung kann eine geeignete
Stroboskop- oder andere Beleuchtungssteuerung realisiert werden.
-
Die
Weise der Messung von Abständen
zwischen Markierungen kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden.
-
Unter
manchen Umständen
ist es bevorzugt, mehrfache Messungen jedes Marke-zu-Marke-Abstands
aufzunehmen. Die Messdaten für
jeden Abstand können
dann statistisch verarbeitet werden durch das Computermodul 32 (oder
die Steuerung 34), um die Beeinflussungen von Streuungen
an den Messungen zu reduzieren, Marken von Rissen oder Defekten
in der Manteloberfläche
zu unterscheiden, gezielt angebrachte Marken von zufälligen Kratzern oder
andere Marken an der Oberfläche
zu unterscheiden, die Einflüsse
von an der Manteloberfläche vorhandenem
Staub oder Schmutz zu eliminieren, den Marke-zu-Marke-Abstand genau zu bestimmen trotz
möglicher
teilweiser Zerstörung
der Marke an einigen Positionen aufgrund von Abnutzung oder anderen
Prozessen und ein Verwinden der Marke zu detektieren, das hinweisend
auf eine unübliche
Zugelementdehnung ist.
-
Ein
Beispiel umfasst das Aufnehmen einer Anfangsmessung, wenn die Lasttrageanordnung 26 gefertigt
ist und das Verwenden derselben als eine Grundmessung. Eine solche
anfängliche
Messung liefert eine Angabe darüber,
wie die Markierungen anfänglich
an der Lasttrageanordnung angeordnet waren. Eine solche Grundmessung
ist in ihrem Wert jedoch beschränkt,
wenn man in Betracht zieht, dass eine gewisse Reckung der Lasttrageanordnung
einfach dadurch auftreten kann, dass sie in ihre Betriebsposition
in dem Aufzugsystem platziert wird, aufgrund des inhärenten Gewichts
der Kabine und der Spannung auf die Lasttrageanordnung.
-
Ein
weiteres Beispiel umfasst ein Aufnehmen einer Grundmessung, wenn
das Aufzugsystem einen bekannten Belastungszustand hat. Diese Grundmessung
kann mit späteren
Messungen mit dem gleichen Belastungszustand verwendet werden. Alternativ
können
spätere
Messungen unter unterschiedlichen Belastungszuständen verwendet werden, und
ein Korrelationsfaktor basierend auf den Unterschieden in den Belastungszuständen wird
verwendet, um eine geeignete Bestimmung hinsichtlich Änderungen
im Abstand zwischen den Markierungen zu treffen.
-
Es
ist auch innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, Änderungen
in der Belastung auf die Lasttrageanordnung, wenn diese sich an
der Überwachungs vorrichtung 30 vorbeibewegt,
in Betracht zu ziehen. Wenn z. B. die Aufzugkabine am Boden eines
Aufzugschachts ist, ist die Belastung auf einen Abschnitt des Riemens
nahe dem oberen Ende des Aufzugschachts höher, verglichen mit dem Zustand, wenn
die Aufzugkabine nahe dem oberen Ende des Aufzugschachts ist. Dies
liegt daran, dass die Lasttrageanordnung selbst ein Gewicht hat,
das zu der Belastung auf die Anordnung an einer speziellen Stelle
beitragen kann. Dementsprechend liegt es innerhalb des Umfangs dieser
Erfindung, Änderungen in
einem Abstand zwischen Markierungen entlang der Länge des
Riemens, welche von Änderungen
in dem Belastungszustand abhängen,
in Betracht zu ziehen. Es ist am stärksten bevorzugt, Messungen unter
kontrollierten Belastungsbedingungen durchzuführen, wie z. B. wenn die Kabine
leer ist. Es ist am stärksten
bevorzugt, Messungen durchzuführen, wenn
die Aufzugkabine nicht im Betrieb ist, so dass Passagiere die Kabine
nicht mitten im Messprozess entlang der Länge des Riemens betreten oder
verlassen.
-
Eine
Art, Änderungen
der Belastung an dem System Rechnung zu tragen, ist, ein Drehmoment, welches
durch den für
die Bewegung der Kabine durch den Aufzugschacht verantwortlichen
Motor erzeugt wird, zu bestimmen. Drehmomentüberwachungstechniken sind bekannt.
Weil das Drehmoment mit der Belastung variiert, sorgt ein Messen
des Drehmoments für
eine Fähigkeit,
das Gewicht oder die Belastung an dem System zu korrelieren, und
Variationen im Drehmoment erlauben ein Kompensieren von Variationen
in der Belastung. Daher können Änderungen
in einem Abstand zwischen Markierungen, die Änderungen in Belastungszuständen zuordnenbar
sind, ausgeglichen und geeignet gehandhabt werden, während Feststellungen
hinsichtlich des Zustands der Lasttrageanordnung getroffen werden.
-
Die
Markierungen sind vorzugsweise derart beabstandet, dass geringfügige Änderungen
in der Distanz zwischen Marken wahrnehmbar sind. Es ist wünschenswert,
in der Lage zu sein, Änderungen von
0,1% oder weniger in der Distanz zu detektieren, da angenommen wird,
dass solche kleine Zunahmeänderungen
ein Hinweis auf eine Änderung
im Zustand des Riemens sind.
-
7 veranschaulicht grafisch
eine Art der Analyse von mittels der erfindungsgemäßen Anordnung
gesammelten Daten. Ein erwarteter Abstand von Marken ist im Plot 100 gezeigt.
Ein erstes Beispiel eines tatsächlichen
Abstands ist in 102 gezeigt, was eine gleichmäßige Degradation
der Nachgiebigkeit (compliance) der Lasttrageanordnung über die Zeit
hin wiedergibt.
-
Ein
weiterer Plot 104 zeigt eine lokale Degradation bei 106,
welche z. B. einem gedehnten Bereich der Lasttrageanordnung resultierend
aus Biegungsermüdung
entspricht. Abhängig
von den Eigenschaften einer speziellen Lasttrageanordnung geben
die Unterschiede zwischen dem erwarteten Abstand 100 und
den Plots 104 und 102 jeweils einen Hinweis auf
den Zustand der Anordnung und ob ein Ersetzen notwendig ist. Bekannte
Techniken wie Biegungsermüdungstests
können
verwendet werden, um korrelierende Daten zu entwickeln, so dass
eine Entscheidung basierend auf tatsächlichen Messungen aus eine
Feldmessung getroffen werden kann.
-
Das
Beispiel aus 7 ist nützlich,
wenn der erwartete Abstand 100 aus einer Messung der Lasttrageanordnung
kurz nach einer anfänglichen
Installation abgeleitet wird, so dass der Zustand der Anordnung
unter bekannten Belastungsbedingungen bekannt ist. Die aus den Plots 102 und 104 resultierenden
aufgenommenen Messungen werden vorzugsweise später bei den gleichen Belastungsbedingungen
aufgenommen, um für
einen genauen Vergleich zu sorgen, aus dem eine Zustandsbestimmung
hergeleitet werden kann.
-
Ein
weiterer beispielhafter Messungsplot ist in 8 gezeigt. Die Distanz zwischen Abständen bei
einer ersten Belastung ist als 110 gezeigt. Die Distanz
zwischen Abständen
bei einer zweiten Belastung ist als 112 gezeigt. Wenn die Änderung
zwischen den Plots 110 und 112 entlang der Länge der Lasttrageanordnung
konstant bleibt, wäre
in diesem Beispiel der Unterschied in Abstandsdistanzen lediglich
der Änderung
in der Belastung zurechenbar. Wenn es sich unterscheidende Variationen
entlang der Länge
der Lasttrageanordnung gibt, können
spezielle Positionen entlang der Riemenlänge gedehnt oder anderweitig
ermüdet
sein.
-
Wie
in den 7 und 8 zu beobachten, wächst der
Abstand zwischen Markierungen entlang der Länge der Anordnung selbst bei
dem erwarteten Abstandsplot 100 an. Dies ist anwendbar
in Situationen, die eine Lasttrageanordnung umfassen, die einem
gewissen unterschiedlichen Betrag von Reckung, abhängig von
der Position der Kabine innerhalb des Aufzugschachts, unterliegt,
wie oben diskutiert.
-
Die
vorangehende Beschreibung ist nur beispielgebender und nicht beschränkender
Natur. Variationen und Modifikationen an den offenbarten Beispielen,
die nicht notwendigerweise von dem Wesen dieser Erfassungsvorrichtung
abweichen, können den
mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleuten ersichtlich werden.
Der Umfang des dieser Erfindung gegebenen Rechtsschutzes kann nur
durch Studieren der nachfolgenden Ansprüche bestimmt werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine
Lasttrageanordnung (26) in einem Aufzugsystem weist eine
Mehrzahl von wahrnehmbaren Markierungen (40) an einer Außenoberfläche der
Anordnung auf. Eine Überwachungsvorrichtung
weist wenigstens einen Detektor (30) auf, der Positionen von
Markierungen entlang der Länge
der Anordnung detektiert. Änderungen
im Abstand zwischen Markierungen geben einen Hinweis auf Belastungszustände des
Riemens (26) und sorgen für die Fähigkeit, einen Zustand des
Riemens dahingehend festzustellen, ob ein Ersetzen des Riemens notwendig
sein kann. Eine Vielzahl von Markierungen und eine Vielzahl von
Detektierungsanordnungen werden offenbart.