-
1. Gebiet
der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft generell eine Aufzugsystemkonstruktion. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine Aufzugsystemkonstruktionsstrategie,
welche eine Gurtanordnung mit einer spezialisierten Nutenkonfiguration
ausgestaltet.
-
Aufzugsysteme
weisen typischerweise eine Kabine und ein Gegengewicht auf, die
sich in einem Schacht bewegen, um Fahrgäste oder Fracht an unterschiedliche
Landesteilen beispielsweise in einem Gebäude zu transportieren. Ein
Lasttrageelement, beispielsweise eine Seilanordnung oder ein Gurt,
bewegt sich typischerweise über
einen Satz von Seilscheiben und stützt die Last der Kabine und
des Gegengewichts ab. Es gibt eine Vielzahl von Typen von Lasttrageelementen,
die in Aufzugsystemen verwendet werden.
-
Ein
Typ von Lasttrageelement ist ein mit einer Beschichtung versehener
Stahlgurt. Typische Anordnungen weisen eine Mehrzahl von Stahlseelen auf,
die sich entlang der Länge
der Gurtanordnung erstrecken. Ein Mantel ist über die Seelen aufgebracht
und bildet ein Äußeres der
Gurtanordnung. Manche Aufbringverfahren für den Mantel führen zu Ausbildung
von Nuten in der Manteloberfläche
an mindestens einer Seite der Gurtanordnung. Manche Verfahren verursachen
tendenziell auch Verlagerung oder Unregelmäßigkeiten in der Po sition der
Stahlseelen relativ zu dem Äußeren des
Mantels entlang der Länge
des Gurts.
-
Beispielsweise
zeigt 6 diese beiden Phänomene.
Wie man erkennen kann, ändert
sich der Abstand zwischen dem Äußeren des
Mantels 200 und den Seelen 210 entlang der Länge des
Gurts. Wie man aus der Darstellung erkennen kann, sind die Seelen 210 in
dem Mantel angeordnet, als würden sie
eine Serie von Seelensegmenten gleicher Länge korrespondierend zu dem
Nutabstand aufweisen. Die Darstellung der 6 beinhaltet eine Übertreibung der typischen physischen
Seelenanordnung zu Zwecken der Darstellung. Die tatsächlichen
Verlagerung oder Änderungen
in der Position der Seelen relativ zu den äußeren Außenoberflächen des Mantels sind in manchen
Beispielen durch das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.
-
Wenn
konventionelle Mantelaufbringverfahren verwendet werden, führt tendenziell
die Art, in der die Seelen während
des Mantelaufbringverfahrens abgestützt sind, zu einer derartigen
Verlagerung in der Geometrie oder der Konfiguration der Seelen relativ
zu den Außenoberflächen des
Mangels entlang der Länge
des Gurts.
-
Obwohl
sich derartige Anordnungen als nützlich
erwiesen haben, besteht ein Bedürfnis
nach einer Verbesserung. Eine besondere Schwierigkeit im Zusammenhang
mit solchen Gurtanordnungen ist, dass beim Bewegen des Gurts in
dem Aufzugsystem die Nuten und die Seelenanordnung in dem Mantel mit
anderen Systemkomponenten, beispielsweise den Seilscheiben, wechselwirken
und unerwünschtes
Geräusch,
Schwingung oder beides erzeugen. Beispielsweise erzeugt bei der
Bewegung der Gurtanordnung mit einer konstanten Geschwindigkeit
eine konstante Frequenz des Kontakts der Nuten mit den Seilscheiben
einen störenden
hörbaren
Ton. Man glaubt, dass das wiederholte Muster von Änderungen des
Seelenabstands von den Außenflächen des Mantels
zu einer derartigen Geräuscherzeugung
beiträgt.
-
Eine
alternative Anordnung ist erforderlich, um das Auftreten von Schwingungen
oder eines störenden
Tons während
des Aufzugsystembetriebs zu minimieren oder zu eliminieren. Die
Erfindung spricht dieses Bedürfnis
an.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Generell
ist die Erfindung eine Aufzugsystemkonstruktion, aufweisend einen
Gurt mit einer Mehrzahl von Nuten, die eine Gestaltung haben, die ausgewählt ist,
um Schwingung und Geräusch
während
des Aufzugsystembetriebs zu minimieren.
-
Ein
gemäß der Erfindung
konstruiertes Aufzugsystem weist eine Kabine auf, die Fahrgäste oder Fracht
zwischen Landesteilen beispielsweise in einem Gebäude befördert. Ein
Gurt stützt
die Kabine ab und erleichtert die Bewegung der Kabine. Der Gurt
hat eine Mehrzahl von beabstandeten Nuten an mindestens einer Seite
des Guts. Mindestens eine Seilscheibe, über die sich der Gurt bei der
Bewegung der Kabine bewegt, weist einen Durchmesser auf, der gewählt ist,
dass er eine Relation zu der Breite der Nuten an dem Gurt hat. Das
Verhältnis
der Nutbreite zu dem Seilscheibendurchmesser ist gewählt, dass
er weniger als etwa 0,05 beträgt.
-
In
einem Beispiel ist das Verhältnis
zwischen Nutbreite und Gurtdurchmesser zwischen etwa 0,001 und 0,015
gewählt.
-
Ein
Verfahren zum Konstruieren eines Aufzugsystems gemäß der Erfindung
beinhaltet das Auswählen
eines Durchmessers von mindestens der Antriebsseilscheibe, die für das Bewegen
des Gurts und der Kabine in dem Schacht verantwortlich ist. Die Breite
der Nuten wird dann ausgewählt,
dass ein Verhältnis
der Nutbreite zu dem Scheibendurchmesser geringer als etwa 0,05
ist. Die erfindungsgemäße Gurtanordnung
beinhaltet eine Mehrzahl von Seelen, die sich generell parallel
zu einer Längsachse
des Gurts erstrecken. Ein Mantel über den Seelen weist eine Mehrzahl
von Nuten auf, die gestaltet sind, dass sie das Auf treten von Schwingungen
und Geräusch während des
Aufzugbetriebs minimieren.
-
In
einem anderen Beispiel haben die Nuten in der Nähe der mit der Seilscheibe
zusammenwirkenden Oberfläche
des Mantels Rundungen. Ein Krümmungsradius
der Rundungen kann zusammen mit anderen Systemparametern maßgeschneidert werden,
um Schwingungen und Geräusch
zu minimieren. In einem Beispiel haben die Rundungen einen Krümmungsradius
von zwischen etwa 0,1 mm und etwa 0,5 mm.
-
Die
verschiedenen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann
aus der folgenden detaillierten Beschreibung der momentan bevorzugten
Ausführungsformen
ersichtlich. Die Zeichnungen, welche die detaillierte Beschreibung
begleiten, können
kurz folgendermaßen
beschrieben werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt schematisch einen
Teil einer beispielhaften Gurtanordnung, die gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung konstruiert wurde.
-
2 ist eine Schnittdarstellung,
die entlang der Linien 2-2 von 1 genommen ist.
-
3 ist eine schematische
Darstellung eines gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung konstruierten Aufzugsystems.
-
4 zeigt grafisch ein Merkmal
des erfindungsgemäßen Ansatzes
zur Aufzugsystemkonstruktion.
-
5 zeigt grafisch die schwingungsverursachenden
Auswirkungen einer Relation zwischen den Abmessungen der Nutbreite
und des Seilscheibendurchmessers.
-
6 zeigt schematisch einen
Gurt des Stands der Technik.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 und 2 zeigen schematisch eine Gurtanordnung 20,
die zur Verwendung in einem Aufzugsystem konstruiert ist. Ein Mehrzahl
von Seelen 22 ist generell parallel zu einer Längsachse
der Gurtanordnung 20 ausgerichtet. In einem Beispiel können die Seelen 22 aus
Strängen
von Stahldraht hergestellt sein.
-
Ein
Mantel 24 überdeckt
die Seelen 22. Der Mantel 24 weist vorzugsweise
ein Material auf Polyurethanbasis auf. Eine Anzahl von derartigen
Materialien ist kommerziell erhältlich
und in dem Technikgebiet als nützlich
für Aufzuggurtanordnungen
bekannt. Mittels dieser Beschreibung sind die Fachleute in der Lage,
ein geeignetes Mantelmaterial auszuwählen, um die Bedürfnisse
für deren
spezielle Situation zu erfüllen.
-
Der
Mantel 24 bildet eine äußere Breite
und ein Dicke der Gurtanordnung 20. In einem Beispiel beträgt die Breite
der Gurtanordnung 30 mm, und die Dicke beträgt 3 mm. In dem gleichen Beispiel
haben die Seelen 22 einen Durchmesser von 1,65 mm. Die Seelen 22 erstrecken
sich vorzugsweise entlang der Gesamtlänge der Anordnung.
-
Der
Mantel 24 weist eine Mehrzahl von Nuten 30 an
mindestens einer Seite 32 des Mantels 24 auf.
In dem gezeigten Beispiel erstrecken sich Nuten über die gesamte Breite der
Gurtanordnung.
-
Die
Nuten ergeben sich aus manchen Herstellungsverfahren, von denen
viele in dem Technikgebiet bekannt sind, die zum Bilden der Gurtanordnung 20 geeignet
sind. In dem in den Ausführungsformen
der 1 und 2 gezeigten Beispiel haben
die Nuten eine Gestaltung, die zum Verringern von Schwingungen während des
Aufzugsystembetriebs nützlich
ist.
-
In
dem gezeigten Beispiel weist die Nutengestaltung eine abgerundete
Kante oder Rundung 34 an jedem Ende einer jeden Nut auf,
wo die Nut in die Seite 32 des Äußeren des Mantels übergeht.
Die Rundungen 34 unterscheiden sich von konventionellen
Nutkonstruktionen, wo typischerweise eine scharte Kante dort war,
wo die Nut mit der Außenoberfläche 32 des
Mantels 24 zusammentrifft. Eine abgerundete Rundung verringert
Geräusch
und Schwingung, wenn jede Nut eine Seilscheibe, um die sich der
Gurt während
Aufzugsystembetrieb wickelt, berührt.
-
Der
Krümmungsradius
für jede
abgerundete Kante oder Rundung 34 bei der erfindungsgemäßen Anordnung
ist vorzugsweise derart gewählt,
um das Ausmaß an
Schwingung, die von der Wechselwirkung zwischen der Gurtanordnung 20 und
anderen Aufzugsystemkomponenten herrührt, zu minimieren. Verschiedene
Faktoren, die die Krümmungsradiusauswahl
beeinflussen, beinhalten die Strecke oder den Abstand zwischen den
Nuten 30, die Breite W einer jeden Nut, die Steifheitseigenschaften
des Mantelmaterials und die Dicke des Mantelmaterials, welche typischerweise
die Tiefe einer jeden Nut diktiert. Generell ist es bevorzugter,
einen größeren Krümmungsradius
zu haben, was tendenziell den Übergang
zwischen der Seite 32 des Mantels 24 und den Nuten 30 glättet. Ein
die erfindungsgemäße Rundungskonstruktion
aufweisender Gurt wird einen Rundungskrümmungsradius im Bereich von
etwa 0,1 mm bis etwa 0,5 mm aufweisen. Beispielsweise beträgt der Krümmungsradius
für die
Rundungen 34 etwa 0,2 mm. In einem anderen Beispiel ist
der Radius etwa 0,4 mm.
-
Ein
weiterer Vorteil der Rundung 34 ist, dass sie tendenziell
die Empfindlichkeit gegen Schereffekte verringert, wenn die Gurtanordnung 20 über die Antriebsseilscheibe 58 läuft. Wegen
der unterschiedlichen Gewichte auf unterschiedlichen Seiten der
Antriebsseilscheibe ist tendenziell ein Teil der Gurtanordnung 20 stärker belastet
als der andere Teil an der entgegengesetzten Seite der Antriebsseilscheibe 58. Dieser
Zustand bringt tendenziell einen Schereffekt auf das Mantelmaterial 24 auf.
Das Anbringen von Rundungen 34 an der Nut 30 verringert
tendenziell die Empfindlichkeit gegen diesen Schereffekt und den
Beitrag für
Schwingungs- und Geräuscherzeugung
während
des Aufzugsystembetriebs.
-
Die
Breite W einer jeden Nut 30 ist vorzugsweise derart gewählt, dass
es eine Relation zwischen der Nutengestaltung und anderen Bauteilen
in dem Aufzugsystem gibt, was eine optimale geräuschreduzierende Leistung schafft. 3 zeigt schematisch ein
Beispiel eines Aufzugsystems 50 mit einer erfindungsgemäßen Gurtanordnung 20.
Natürlich
gibt es andere Typen von Aufzugsystemanordnungen, die Seilscheiben
aufweisen, um die Seile oder Gurte laufen, und die Erfindung ist
nicht auf die beispielhafte Systemanordnung beschränkt, die
zu Zwecken der Beschreibung schematisch gezeigt ist. Das Aufzugsystem 50 weist
ein konventionelles Gegengewicht 52 und eine Kabine 54 auf,
die sich in konventioneller Weise durch einen Schacht 56 bewegen.
Die Gurtanordnung 20 ist arbeitsfähig, das Gewicht des Gegengewichts 52 und
der Kabine 54 während
des Systembetriebs abzustützen.
Das gezeigte Beispiel weist eine Antriebsseilscheibe 58 auf,
die von einem Motormechanismus 60 angetrieben ist. Leerlaufseilscheiben 62, 64 un 66 erleichtern
die gewünschte Bewegung
der Kabine 54 und des Gegengewichts 52 durch den
Schacht, wie das benötigt
wird, um Fahrgäste
oder Fracht zwischen Landesteilen beispielsweise in einem Gebäude zu transportieren.
-
Die
Nutbreite W ist vorzugsweise gewählt, dass
sie in einer dimensionsmäßigen Beziehung
mit mindestens dem Durchmesser der Antriebsseilscheibe 58 des
Systems 50 steht. In manchen Situationen haben alle Seilscheiben
in dem System 50 den gleichen Durchmesser, während es
in anderen Seilscheiben mit unterschiedlichen Größen geben kann. Mindestens
die Relation zwischen der Breite W der Nut und der Größe der Antriebsseilscheibe
(oder der Seilscheiben, abhängig
von der speziellen Installation) ist gewählt, um die geräuschverringerten
Eigenschaften der Gurtanordnung 20 zu optimieren.
-
Generell
ist ein größerer Seilscheibendurchmesser
bevorzugt, wenn die Breite W der Nuten 30 erhöht wird.
Die Erfindung beinhaltet die Erkenntnis, dass relativ große Nutbreiten
W, verglichen mit kleineren Seilscheibendurchmessern tendenziell
mehr Schwingungs- und Geräuscherzeugung
erzeugen als Anordnungen mit einer gewünschten dimensionsmäßigen Relation.
-
4 zeigt grafisch dieses
Phänomen
der Graph 70. Ein erster Auftrag 72 zeigt das
Maß an Schwingung,
die in einer beispielhaften Anordnung auftritt, in der der Gurt
Abmessungen hat, die mit den vorangehend genannten Beispielen konsistent
sind. Das Maß an
Schwingung, die auftritt, wenn der Seilscheibendurchmesser 75 mm
beträgt,
ist in dem Auftrag 72 gezeigt. Der Auftrag 74 repräsentiert
das Maß an
Schwingung, das auftritt, wenn der Seilscheibendurchmesser auf 100
mm erhöht
ist. Der Auftrag bei 76 zeigt das Maß an Schwingung, das auftritt,
wenn der Seilscheibendurchmesser weiter auf 125 mm erhöht ist.
In Anbetracht der Amplitude von Spitze zu Spitze eines jeden der
Aufträge 72, 74 und 76 ist
ersichtlich, dass ein größerer Seilscheibendurchmesser
für die
vorgegebene Nutgestaltung und -abmessungen das geringste Maß an Schwingung
liefert und es deshalb am wenigsten wahrscheinlich ist, dass eine
Geräuscherzeugung
während
des Aufzugsystembetriebs erfolgt.
-
Ein
Faktor, der beim Auswählen
eines Seilscheibendurchmessers und einer Nutbreite W berücksichtigt
werden muss, ist, dass ein kleiner Durchmesser bevorzugt sein kann,
weil er weniger Drehmoment und eine weniger teure Maschine, die
der Motormechanismus 60 beinhaltet, erfordert. Andererseits
erhöht
eine größere Seilscheibe
tendenziell die Lebensdauer der Gurtanordnung 20 und gemäß der Erfindung
verringert er tendenziell das Maß an Schwingungs- und Geräuscherzeugung
während des
Aufzugsystembetriebs. Die Fachleute, die Kenntnis von der Beschreibung
haben, werden in der Lage sein, geeignete dimensionsmäßige Relationen
zu wählen,
um die Bedürfnisse
für ihre
spezielle Situation zu erfüllen.
-
Gemäß der Erfindung
führt eine
bevorzugte Relation zwischen Nutbreite W und Seilscheibendurchmesser
vorzugsweise zu einem Verhältnis
der Nutbreite W zu dem Seilscheibendurchmesser, welches geringer
als etwa 0,05 ist. Gemäß einer
beispielhaften Realisierung der Erfindung wird das Maß an Schwingung
als jenseits eines akzeptablen Niveaus angesehen, wenn das Verhältnis 0,05 überschreitet.
In einem anderen Beispiel, wo die Geschwindigkeit der Aufzugkabi nenbewegung
geringer ist, kann ein höheres
Verhältnis
akzeptabel sein, abhängig
von dem speziellen Aufzugsystem.
-
Wie
man aus 5 erkennen kann,
nimmt das Maß an
Schwingung (und Geräusch)
zu, wenn das Verhältnis
von Nutbreite zu Scheibendurchmesser zunimmt. Der Auftrag 80 in 5 zeigt eine Schwingungsamplitude
an der Y-Achse über
das Verhältnis
von Nutbreite zu Seilscheibendurchmesser an der X-Achse. Wenn das Verhältnis unter
0,008 ist, ist das Maß an
Schwingung effektiv gleich und wird in vielen Situationen als akzeptabel
angesehen, weil das Niveau an Schwingung tendenziell kein hörbares Geräusch in
dem Aufzugsystem erzeugt. Wenn das Verhältnis von 0,008 auf 0,05 zunimmt,
nimmt das Maß an
Schwingung in einer generell linearen Weise zu, wie man aus dem
Auftrag erkennen kann.
-
Ein
bevorzugter Bereich für
das Verhältnis der
Nutbreite zum Seilscheibendurchmesser ist unterhalb etwa 0,008.
Wenn in dieser Beschreibung der Begriff "etwa" vor
einem Parameter verwendet wird, sollte er dahingehend interpretiert
werden, dass er Werte einschließt,
die um fast eine volle Zehnerstelle mehr oder weniger variieren.
Beispielsweise sollte "etwa
0,008" interpretiert
werden, dass es mindestens einen Bereich von 0,0071 bis 0,0089 einschließt, und "etwa 0,05" sollte interpretiert
werden, dass es mindestens einen Bereich von 0,041 bis 0,059 einschließt.
-
Eine
Vielzahl von Bereichen kann abhängig von
den Besonderheiten eines vorgegebenen Aufzugsystems verwendet werden.
Die Fachleute, die Kenntnis von dieser Beschreibung haben, werden
in der Lage sein, das beste Verhältnis
auszuwählen,
um die Bedürfnisse
ihrer speziellen Situation zu erfüllen.
-
Durch
das Kombinieren der Relation zwischen Nutbreite W und der Größe der Seilscheibe (d.h.
Seilscheibendurchmesser) und Inkorporieren von Rundungen 34 an
den Nuten 30 präsentiert
die erfinderische Anordnung eine substanzielle Verbessserung beim
Verringern von Schwingungs- und Geräuscherzeugung während Aufzugsystembetriebs.
-
In
manchen Beispielen ist es bevorzugt, die Breite der Nuten 30 zu
minieren. Es gibt jedoch einen Punkt, wo die Breite der Nut 30 wegen
Herstellungstoleranzen nicht noch kleiner werden kann. Diese Toleranz
wird abhängig
von dem speziellen Material, welches zum Bilden des Mantels 24 gewählt ist,
und dem bei dem Herstellungsverfahren verwendeten Werkzeug variieren.
-
Außerdem glaubt
man, dass unterhalb einer bestimmten Breite die Geräuschverringerungsvorteile
der erfinderischen Anordnung nicht verbessert werden, wie man aus 5 erkennen kann.
-
Die
spezielle Breite einer jeden Nut 30, welche optimale Geräuschverringerungsleistung
schafft, kann auch abhängig
von anderen Eigenschaften eines speziellen Aufzugsystems variieren,
einschließlich
beispielsweise der Gesamtgröße der Gurtanordnung
und des Scheibendurchmessers. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Gurtanordnung 20 in
dem Aufzugsystem ist ein weiterer Faktor, die optimal gewählte Nutbreite
W beeinflusst. Generell ist es gemäß der Erfindung bevorzugt,
Verhältnisse
von Nutbreite zu Seilscheibendurchmesser in niedrigeren Bereichen
für Aufzugsysteme
höherer
Geschwindigkeit, verglichen mit denen niedrigerer Geschwindigkeit,
zu verwenden. Mit anderen Worten nimmt mit der Zunahme der Aufzuggeschwindigkeit
das bevorzugte Verhältnis
von Nutbreite zu Seilscheibendurchmesser ab. Ähnlich nimmt mit der Abnahme
der Aufzuggeschwindigkeit der akzeptable Bereich von Verhältnissen
von Nutbreite zu Seilscheibendurchmesser zu. Die Fachleute, die
Kenntnis dieser Beschreibung haben, werden in der Lage sein, eine
geeignete Nutbreite W und (einen) geeignete(n) Seilscheibendurchmesser
auszuwählen,
um die geräuschreduzierenden
Eigenschaften bei einer speziellen Installation zu optimieren.
-
Die
vorangehende Beschreibung ist nach ihrer Art beispielhaft und nicht
beschränkend.
Veränderungen
und Modifikationen an den beschriebenen Beispielen können Fachleuten
ersichtlich werden, die nicht notwendigerweise von dem Kern der
Erfindung abweichen. Der dieser Erfindung gegebene Schutzumfang
kann nur durch Studium der angefügten
Ansprüche
bestimmt werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine
Aufzugsystemkonstruktion weist einen Gurt mit einem Mantel auf,
der eine Mehrzahl von länglichen
Lasttrageelementen, beispielsweise Stahlseelen, überdeckt. Der Mantel weist
eine Mehrzahl von beabstandeten Nuten an mindestens einer Seite
des Gurts auf. Die Breite der Nuten und die Größe von mindestens der Antriebsseilscheibe
in dem System sind so gewählt,
dass ein Verhältnis
der Nutbreite zu dem Seilscheibendurchmesser in einem ausgewählten Bereich
ist. Bei einem Beispiel ist das Verhältnis vorzugsweise geringer
als etwa 0,05. Die Nuten weisen auch vorzugsweise eine Rundung an den
Kanten der Nuten auf, wo die Nuten auf die mit der Seilscheibe zusammenwirkende
Oberfläche
an dem Gurtmantel treffen.