DE112019007880T5

DE112019007880T5 - Aufzugaufhängungskörper und aufzug

Info

Publication number: DE112019007880T5
Application number: DE112019007880.1T
Authority: DE
Inventors: Michihito Matsumoto; Shinya Naito; Tatsuya Koyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2022-09-01
Also published as: CN114599508B; WO2021090501A1; JP7170901B2; JPWO2021090501A1; CN114599508A

Abstract

Ein Aufzugaufhängungskörper beinhaltet eine Lastträgerschicht (31) mit einer Breite, die in einem Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung größer als eine Dicke ist, und eine Deckschicht (32), die wenigstens einen Teil des Außenumfangs der Lastträgerschicht (31) bedeckt. Die Lastträgerschicht (31) beinhaltet eine Vielzahl von in Längsrichtung ausgerichteten Fasern (311) und ein gehärtetes Imprägnierharz (312), das die Räume zwischen der Vielzahl von Fasern (311) ausfüllt. Das Imprägnierharz (312) ist ein Epoxidharz, das ein durch die allgemeine Formel (1) dargestelltes Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen in einem Harzgerüst beinhaltet, und das ein Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ beinhaltet.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufzugaufhängungskörper zum Aufhängen eines Fahrkorbs und einen Aufzug.
Hintergrund
Ein Seil als Aufhängungskörper, bei dem Verstärkungsfasern verwendet werden, ist bekannt. Das Seil beinhaltet einen Lastträger, bei dem die in Längsrichtung des Seils ausgerichteten Verstärkungsfasern in einer Matrix, bei der es sich um eine Deckschicht handelt, enthalten sind. Für die Verstärkungsfasern werden Kohlenstofffasern oder Glasfasern verwendet. Für die Matrix wird ein Epoxidharz verwendet. Das Seil mit den Verstärkungsfasern hat eine höhere Bruchfestigkeit pro Gewicht als ein Drahtseil, das durch Verdrillen von Stahldrähten hergestellt wird. Was Aufzüge für Hochhäuser betrifft, die ein besonders langes Seil benötigen, so hat ein Seil mit Verstärkungsfasern, das das Gewicht des gesamten Seils verringern kann und die Antriebslast einer Hebemaschine verringern kann, Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Das Seil mit Verstärkungsfasern weist jedoch aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls der Verstärkungsfasern eine geringe Biegsamkeit auf. In einem Aufzug wird ein Seil entlang einer Antriebsscheibe einer Hebemaschine gebogen. Daher weist das Seil mit den Verstärkungsfasern eine dünne und breite riemenartige Querschnittsform auf. Eine konvexe Oberfläche, Kranz genannt, kann an der Oberfläche der Antriebsscheibe gebildet sein, um eine Situation zu verhindern, in der sich ein solches riemenartiges Seil in der Breitenrichtung bewegt und sich von der Antriebsscheibe löst, wenn die Antriebsscheibe, um die das Seil gelegt ist, angetrieben wird.
Wenn der Kranz an der Oberfläche der Antriebsscheibe gebildet ist, wird das riemenförmige Seil ebenfalls in der Breitenrichtung entlang des Kranzes gebogen. Dabei wirkt eine durch den Kranz verursachte Biegebeanspruchung in der Breitenrichtung auf den Lastträger des riemenartigen Seils ein. Im Folgenden wird diese Biegebeanspruchung als Kranz-Biegebeanspruchung bezeichnet. Die Größe der Kranz-Biegebeanspruchung hängt vom Elastizitätsmodul der Matrix ab. In dem riemenartigen Seil sind die Verstärkungsfasern nicht in der Breitenrichtung ausgerichtet, wodurch die Festigkeit des Seils in der Breitenrichtung signifikant geringer ist als in der Längsrichtung. Wenn der Elastizitätsmodul der Matrix zu hoch ist, kann das Seil in der Breitenrichtung auseinandergerissen werden und aufgrund der Kranz-Biegebeanspruchung brechen.
Die Patentliteratur 1 offenbart ein Seil mit einer Matrix, die aus einem Material gebildet ist, das ein Elastomer enthält, bei der es sich um eine Komponente mit niedrigem Elastizitätsmodul handelt. Da der Elastizitätsmodul der Matrix niedriger als jener einer aus einem Epoxidharz gebildeten Matrix ist, wird die Kranz-Biegebeanspruchung des Seils mit Verstärkungsfasern reduziert, und die Haltbarkeit des Seils mit den Verstärkungsfasern wird verbessert.
Liste der zitierten Dokumente
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2013-504695
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Bei der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Technik sind die Verstärkungsfasern jedoch lediglich durch ein Oberflächenmaterial mit der Matrix verbunden. Bei der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Technik besteht das Oberflächenmaterial aus einem Material, das Polyurethan, ein thermoplastisches Elastomer, Polyester, Kautschuk oder ein Kautschukderivat enthält. Wenn es der Kranz-Biegebeanspruchung ausgesetzt ist, weist das aus einem solchen Material hergestellte Oberflächenmaterial keine ausreichende Grenzflächenfestigkeit zwischen den Verstärkungsfasern und der Matrix auf, um einen Ablösungsbruch an den Grenzflächen zwischen den Verstärkungsfasern und der Matrix zu reduzieren oder zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Ausführungen entwickelt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Aufzugaufhängungskörper zu schaffen, der imstande ist, die Grenzflächenfestigkeit zwischen Verstärkungsfasern und einer Deckschicht zu verbessern und gleichzeitig die Kranz-Biegebeanspruchung in der Breitenrichtung des Aufhängungskörpers zu verringern.
Lösung des Problems
Um das oben beschriebene Problem zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, beinhaltet ein Aufzugaufhängungskörper der vorliegenden Erfindung eine Lastträgerschicht mit einer Breite, die in einem Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung größer als eine Dicke ist, und eine Deckschicht, die wenigstens einen Teil des Außenumfangs der Lastträgerschicht bedeckt. Die Lastträgerschicht beinhaltet eine Vielzahl von Fasern, die in der Längsrichtung ausgerichtet sind, und ein gehärtetes Imprägnierharz, das die Räume zwischen der Vielzahl von Fasern ausfüllt. Das Imprägnierharz ist ein Epoxidharz, das ein durch die allgemeine Formel (1) dargestelltes Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen in einem Harzgerüst beinhaltet, und das ein Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ beinhaltet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Grenzflächenfestigkeit zwischen den Verstärkungsfasern und der Deckschicht zu verbessern und gleichzeitig die Kranz-Biegebeanspruchung in der Breitenrichtung des Aufhängungskörpers zu verringern.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das auf schematische Weise ein Beispiel für den Gesamtaufbau eines Aufzugs gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht, die auf schematische Weise ein Beispiel für den Aufbau eines Seils gemäß der ersten Ausführungsform in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung zeigt.
3 ist eine Querschnittsansicht, die auf schematische Weise ein Beispiel für den Aufbau des Seils in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung in einem Zustand zeigt, in dem es um eine Antriebsscheibe gelegt ist.
4 ist eine partielle Querschnittsansicht, die auf schematische Weise ein Beispiel für den Aufbau einer Lastträgerschicht in der Richtung senkrecht zur Länge des Seils zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Beziehungen der Kranz-Biegebeanspruchung und der Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit zum Beimischungsanteil eines Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis des Seils gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Diagramm, das auf schematische Weise ein Beispiel für den Aufbau einer Vorrichtung zur Herstellung der Lastträgerschicht zeigt.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Veränderungen des Elastizitätsmoduls eines Imprägnierharzes in Abhängigkeit von der Gegenwart oder Abwesenheit eines reaktiven Verdünnungsmittels in Bezug auf den Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis zeigt.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Beziehungen der Kranz-Biegebeanspruchung und der Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit zum Beimischungsanteil eines Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis eines Seils gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden ein Aufzugaufhängungskörper und ein Aufzug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Ausführungsformen nicht dazu gedacht sind, die Erfindung einzuschränken.
Erste Ausführungsform.
1 ist ein Diagramm, das auf schematische Weise ein Beispiel für den Gesamtaufbau eines Aufzugs gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Ein Aufzug 10 ist in einer Struktur wie z. B. einem Gebäude vorgesehen und beinhaltet einen Schacht 11, der sich in vertikaler Richtung erstreckt, und einen Maschinenraum 12, der in einem oberen Abschnitt des Schachts 11 vorgesehen ist. Der Aufzug 10 beinhaltet eine Hebemaschine 13, ein Umlenkrad 14 und eine Aufzugsteuerungsvorrichtung 15 im Maschinenraum 12. Die Hebemaschine 13 beinhaltet eine Antriebsscheibe 16, einen Hebemaschinenmotor (nicht dargestellt), der die Antriebsscheibe 16 dreht, und eine Hebemaschinenbremse (nicht dargestellt), die die Drehung der Antriebsscheibe 16 stoppt.
Der Aufzug 10 beinhaltet eine Vielzahl von Seilen 17 als Aufhängungskörper, einen Fahrkorb 18 als ersten Hebe- und Senkkörper, der sich in dem Schacht 11 auf- und abbewegt, und ein Gegengewicht 19 als zweiten Hebe- und Senkkörper, der sich in dem Schacht 11 auf- und abbewegt. In 1 ist nur ein Seil 17 dargestellt. Die Vielzahl von Seilen 17 ist um die Antriebsscheibe 16 und das Umlenkrad 14 gelegt. Jedes Seil 17 hat ein erstes Ende 17a, das mit dem Fahrkorb 18 verbunden ist, und ein zweites Ende 17b, das mit dem Gegengewicht 19 verbunden ist. Der Fahrkorb 18 und das Gegengewicht 19 sind durch die Seile 17 gemäß einem 1:1-Abseilverfahren aufgehängt. Der Fahrkorb 18 und das Gegengewicht 19 werden in dem Schacht 11 durch die Drehung der Antriebsscheibe 16 auf- und abbewegt. Die Aufzugsteuerungsvorrichtung 15 steuert die Hebemaschine 13, um den Betrieb des Fahrkorbs 18 zu steuern.
Der Aufzug 10 beinhaltet ein Paar von Fahrkorbführungsschienen (nicht dargestellt) und ein Paar von Gegengewichts-Führungsschienen (nicht dargestellt) in dem Schacht 11. Die Fahrkorbführungsschienen führen die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Fahrkorbs 18 in dem Schacht 11. Die Gegengewichts-Führungsschienen führen die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Gegengewichts 19 in dem Schacht 11.
Der Fahrkorb 18 beinhaltet einen Fahrkorbrahmen 20, mit dem die Seile 17 verbunden sind, und einen Fahrkorbraum 21, der von dem Fahrkorbrahmen 20 getragen wird. In dem Fahrkorbraum 21 werden Personen oder Gegenstände untergebracht.
2 ist eine Querschnittsansicht, die auf schematische Weise ein Beispiel für den Aufbau des Seils gemäß der ersten Ausführungsform in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung zeigt. In der folgenden Beschreibung wird die Längsrichtung des Seils 17 als Z-Richtung bezeichnet. In einer Ebene senkrecht zur Z-Richtung wird die Breitenrichtung des Seils 17 als X-Richtung bezeichnet, und die Dickenrichtung des Seils 17 senkrecht zur X-Richtung wird als Y-Richtung bezeichnet. Wie in 2 dargestellt, ist das Seil 17 ein so genannter Flachriemen in Riemenform, wobei die Dicke, d. h. die Abmessung in Y-Richtung, kleiner als die Breite, d. h. die Abmessung in X-Richtung, ist.
Das Seil 17 weist eine Scheibenkontaktfläche 17c auf, bei der es sich um eine Endfläche in Dickenrichtung handelt. Die Scheibenkontaktfläche 17c kommt in Kontakt mit der Außenumfangsfläche der Antriebsscheibe 16, wenn das Seil 17 um die Antriebsscheibe 16 gelegt wird. D. h. das Seil 17 wird um die Außenumfangsfläche der Antriebsscheibe 16 gebogen, wenn es über die Antriebsscheibe 16 läuft, wobei sich die Scheibenkontaktfläche 17c an der Innenseite befindet.
Das Seil 17 beinhaltet eine riemenförmige Lastträgerschicht 31 und eine Deckschicht 32, die wenigstens einen Teil des Außenumfang der Lastträgerschicht 31 bedeckt. Die Lastträgerschicht 31 ist eine Schicht, die eine auf das Seil 17 einwirkende Last hauptsächlich trägt. Die Deckschicht 32 hat die Aufgabe, die Lastträgerschicht 31 zu schützen.
3 ist eine Querschnittsansicht, die auf schematische Weise ein Beispiel für den Aufbau des Seils in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung in einem Zustand zeigt, in dem es um die Antriebsscheibe gelegt ist. Eine konvexe Oberfläche, genannt Kranz 16a, ist an der Oberfläche der Antriebsscheibe 16 gebildet, um Situationen zu verringern oder zu verhindern, in denen sich das Seil 17 in der Breitenrichtung, d. h. in der X-Richtung, bewegt und sich von der Antriebsscheibe 16 löst, wenn die Antriebsscheibe 16, um die das Seil 17 gelegt ist, angetrieben wird. Das um die Antriebsscheibe 16 gelegte Seil 17 wird entlang des Kranzes 16a in der Breitenrichtung des Seils 17 gebogen.
4 ist eine partielle Querschnittsansicht, die auf schematische Weise ein Beispiel für den Aufbau der Lastträgerschicht in der Richtung senkrecht zur Länge des Seils zeigt, und eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs D von 3. Die Lastträgerschicht 31 beinhaltet hochfeste Fasern 311, d. h. eine Vielzahl von Fasern, und ein Imprägnierharz 312, das in die Räume zwischen der Vielzahl von hochfesten Fasern 311 hineinimprägniert und gehärtet wird. Die hochfesten Fasern 311 sind in der Längsrichtung der Lastträgerschicht 31, d. h. in der Z-Richtung, ausgerichtet. Zwischen den hochfesten Fasern 311 und dem Imprägnierharz 312 existieren Faser-Harz-Grenzflächen 315.
Bei den hochfesten Fasern 311 handelt es sich um Fasern, die ein geringeren Gewicht und eine höhere Festigkeit als Stahldrähte aufweisen. Beispiele für die hochfesten Fasern 311 sind Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Polyparaphenylenbenzobisoxazol-(PBO)-Fasern oder Basaltfasern. Alternativ dazu sind die hochfesten Fasern 311 beispielsweise Verbundfasern, bei denen jeweils zwei oder mehr Fasern kombiniert sind, die aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, PBO-Fasern und Basaltfasern ausgewählt sind.
Wenn das Seil 17 entlang des Kranzes 16a in der Breitenrichtung des Seils 17 gebogen wird, wie dies in 3 dargestellt ist, wirkt die Kranz-Biegebeanspruchung S auf die Faser-Harz-Grenzflächen 315 in der Breitenrichtung des Seils 17 ein, wie dies in 4 dargestellt ist. Die Kranz-Biegebeanspruchung S wirkt als Dehnungsbeanspruchung an einer oberen Oberfläche 31a der Lastträgerschicht. D. h. auf der Seite der oberen Oberfläche 31a der Lastträgerschicht wirkt eine Beanspruchung in derartigen Richtungen ein, dass die Faser-Harz-Grenzflächen 315 abgelöst werden.
Die Größe der Kranz-Biegebeanspruchung S hängt vom Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 ab. Die Festigkeit des Seils 17 in der Breitenrichtung hängt von der Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 ab, da die hochfesten Fasern 311 nicht in der Breitenrichtung des Seils 17 ausgerichtet sind. Wenn der Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 zu hoch ist, ist die Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 signifikant niedriger als die Festigkeit der Lastträgerschicht 31 in der Längsrichtung. Folglich können die Faser-Harz-Grenzflächen 315 aufgrund der Kranz-Biegebeanspruchung S abgelöst werden, und die Lastträgerschicht 31 kann in der in der Breitenrichtung auseinandergerissen werden und brechen.
Daher wird in der ersten Ausführungsform ein Epoxidharz, das ein durch die untenstehende allgemeine Formel (2) dargestelltes Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen in einem Harzgerüst und ein Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ enthält, als Imprägnierharz 312 verwendet.
Das Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 GPa oder mehr und weniger als 2 GPa. Der Grund dafür ist der, dass die Kranz-Biegebeanspruchung S ausreichend verringert werden kann, wenn der Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 in diesem Bereich liegt. Dadurch kann ein Bruch der Lastträgerschicht 31 des Seils 17 verhindert werden.
Ein Substituent R in der allgemeinen Formel (2) steht für ein Wasserstoffatom H oder eine Methylgruppe CH₃. Ein Substituent R' steht für C₂H₄, C₃H₆ oder Bisphenol A. Das durch die allgemeine Formel (2) dargestellte Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen ist aufgrund einer Ethergruppe biegsam und somit biegsamer als ein Allzweck-Epoxidharz des Bisphenol-A-Typs. Darüber hinaus weist das durch die allgemeine Formel (2) dargestellte Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen eine relativ geringe Viskosität auf und eignet sich daher auch hervorragend zum Hineinimprägnieren in die Räume zwischen den hochfesten Fasern 311.
Das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis allein weist jedoch eine schwache Reaktivität mit den Oberflächen der hochfesten Fasern 311 auf, und die Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 kann geringer als die Kranz-Biegebeanspruchung S sein. Wenn die Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 zu niedrig ist, können sich die Faser-Harz-Grenzflächen 315 aufgrund der Kranz-Biegebeanspruchung S ablösen, und die Lastträgerschicht 31 kann brechen. Durch das Mischen des Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ, das eine ausgezeichnete Haftfähigkeit gegenüber den hochfesten Fasern 311 aufweist, mit dem Epoxidharz auf Polyoxy-Basis kann ein Imprägnierharz 312 bereitgestellt werden, das Biegsamkeit aufweist und auch eine Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 aufweist, die einen Bruch aufgrund der Kranz-Biegebeanspruchung S reduzieren oder verhindern kann.
Das Imprägnierharz 312 enthält neben dem Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und dem Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ ein Härtungsmittel. Das Härtungsmittel ist nicht auf ein spezielles Härtungsmittel beschränkt, wobei Härtungsmittel auf Aminbasis, ein Säureanhydrid und Imidazole als typische Härtungsmittel verwendet werden können. Neben dem Härtungsmittel kann das Imprägnierharz 312 einen Härtungsbeschleuniger, ein inneres Entformungsmittel, einen Füllstoff oder dergleichen enthalten.
Das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ sind kontinuierlich miteinander verbunden. „Kontinuierlich verbunden“ bedeutet hier, dass das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ ohne Phasentrennung miteinander integriert sind. Wenn das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ voneinander phasengetrennt sind, wird die Wärmebeständigkeit des Imprägnierharzes 312 durch dasjenige der Harze bestimmt, das die niedrigere Geliertemperatur aufweist. Im Allgemeinen weist das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis eine geringere Wärmebeständigkeit als das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ auf, wodurch die Wärmebeständigkeit des Imprägnierharzes 312 durch die Wärmebeständigkeit des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis bestimmt wird. Wenn das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ kontinuierlich miteinander verbunden sind, ist die Geliertemperatur des Imprägnierharzes 312 ein Wert zwischen den jeweiligen Geliertemperaturen der Harze, wodurch die Wärmebeständigkeit im Vergleich zu einem Fall, in dem die Harze phasengetrennt sind, verbessert werden kann.
Ob das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ phasengetrennt sind oder nicht, wird bestimmt, indem die Geliertemperatur des Imprägnierharzes 312 in einem gehärteten Produktzustand festgestellt wird. Wenn das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ phasengetrennt sind, wird die jeweilige Geliertemperatur des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis und des Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ separat ermittelt. Wenn die Geliertemperatur zum Beispiel durch Messung der dynamischen Viskoelastizität ermittelt wird, werden zwei Temperaturen beobachtet, bei denen die dynamische Viskoelastizität rasch sinkt. Wenn das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ hingegen ohne Phasentrennung kontinuierlich miteinander verbunden sind, wird nur eine Geliertemperatur detektiert. In dieser Beschreibung wird die Tatsache, dass im gehärteten Produktzustand nur eine Geliertemperatur des Imprägnierharzes 312 detektiert wird, als die Tatsache definiert, dass das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ „kontinuierlich miteinander verbunden“ sind.
Die Deckschicht 32 ist vorzugsweise ein Material mit Wärmebeständigkeit und Abriebbeständigkeit. Der Reibungskoeffizient zwischen dem Seil 17 und der Antriebsscheibe 16 kann durch eine Veränderung des Materials der Deckschicht 32 eingestellt werden. Daher wird das Material der Deckschicht 32 so ausgewählt, dass ein gewünschter Reibungskoeffizient zwischen dem Seil 17 und der Antriebsscheibe 16 erzielt wird.
Als Material der Deckschicht 32 kann ein thermoplastisches Harz wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyamid 6 (PA6), Polyamid 12 (PA12), Polyamid 66 (PA66), Polycarbonat, Polyetheretherketon oder Polyphenylensulfid verwendet werden.
Ferner kann als Material der Deckschicht 32 ein thermoplastisches Elastomer auf Olefin-Basis, Styrol-Basis, Polyvinylchlorid-Basis, Urethan-Basis, Polyester-Basis, Polyamid-Basis, Fluor-Basis oder Butadien-Basis verwendet werden.
Weiterhin kann als Material der Deckschicht 32 Kautschuk verwendet werden, bei dem es sich um ein thermohärtendes Elastomer handelt, wie z. B. Butadienkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Chloroprenkautschuk, Acrylkautschuk, Urethankautschuk oder Silikonkautschuk.
In 2 und 3 bedeckt die Deckschicht 32 alle Seitenflächen der Lastträgerschicht 31 parallel zur Längsrichtung, sie kann jedoch wenigstens einen Teil der Seitenflächen der Lastträgerschicht 31 parallel zur Längsrichtung bedecken. Ein zu bedeckender Abschnitt kann ein Abschnitt sein, an dem das Seil 17 in Kontakt mit der Antriebsscheibe 16 gelangt. In dem Beispiel von 2 und 3 kann die Deckschicht 32 zum Beispiel nur an der unteren Oberfläche der Lastträgerschicht 31 in Y-Richtung vorgesehen sein, während die Deckschicht 32 auf den anderen Oberflächen nicht vorgesehen ist.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Beziehungen der Kranz-Biegebeanspruchung und der Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit zum Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis des Seils gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In dieser Figur stellt die horizontale Achse den gewichtsbezogenen Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis dar, wenn das Gesamtgewicht des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis und des Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ 100 beträgt. Im Folgenden wird der gewichtsbezogene Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis als Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis bezeichnet. Die vertikale Achse stellt die relative Kranz-Biegebeanspruchung und die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit bei jedem Beimischungsanteil dar. Die relative Kranz-Biegebeanspruchung wird erhalten, indem die Kranz-Biegebeanspruchung mit der Grenzflächenfestigkeit der Faser-Harz-Grenzflächen 315 bei einem Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis von 0 % als 1 normiert wird. Die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit wird erhalten, indem die Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 so normiert wird, dass die Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 bei einem Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis von 0 % mit 1 angenommen wird. Die Kurve s in der Figur stellt die relative Kranz-Biegebeanspruchung dar, und die Kurve is stellt die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit dar.
Gemäß 5 ist in dem Bereich, in dem der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis niedriger als 47 % ist, und in dem Bereich, in dem der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis höher als 98 % ist, die relative Kranz-Biegebeanspruchung s höher als die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit is. Es wird angenommen, dass, wenn der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis niedriger als 47 % ist, der Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 zunimmt, wodurch die Kranz-Biegebeanspruchung S zunimmt. Ferner wird angenommen, dass, wenn der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis höher als 98 % ist, die Kranz-Biegebeanspruchung S aufgrund der verringerten Elastizität des Imprägnierharzes 312 sinkt, wobei jedoch auch die Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 sinkt und die Kranz-Biegebeanspruchung S zunimmt.
Aus den obigen Ausführungen geht hervor, dass es einen geeigneten Bereich für den Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis gibt, um das Seil 17 gemäß der ersten Ausführungsform zu erzielen. Bei dem Bereich handelt es sich um einen Bereich, in dem der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis 47 % oder mehr und 98 % oder weniger beträgt. Es ist zu beachten, dass Schwankungen bei der Herstellung des Seils 17 oder dergleichen auch zu Schwankungen der relativen Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit is führen. Wenn sich der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis nach unten ändert, kann das hergestellte Seil 17 brechen. Daher wird der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis vorzugsweise auf einen Bereich von 55 % oder mehr und 90 % oder weniger und stärker bevorzugt auf einen Bereich von 60 % oder mehr und 85 % oder weniger eingestellt. Durch die Einstellung des Beimischungsanteils des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis auf einen solchen Bereich kann ein Bruch des Seils 17 reduziert oder verhindert werden, auch wenn die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit is aufgrund von Schwankungen bei der Herstellung sinkt.
D. h. indem als Imprägnierharz 312 ein Harz verwendet wird, bei dem der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis 47 % oder mehr und 98 % oder weniger beträgt, wird es möglich, sowohl die Kranz-Biegebeanspruchung S aufgrund der verringerten Elastizität des Imprägnierharzes 312 zu reduzieren als auch die Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 zu verbessern. Dadurch kann ein durch den Kranz 16a der Antriebsscheibe 16 verursachter Bruch des Seils 17 verhindert werden.
Bei der ersten Ausführungsform enthält das Seil 17 eine Lastträgerschicht 31, die eine Vielzahl von in der Längsrichtung des Seils 17 ausgerichteten hochfesten Fasern 311 und ein Imprägnierharz 312 enthält, das in die Räume zwischen der Vielzahl von hochfesten Fasern 311 hineinimprägniert ist. Bei dem Imprägnierharz 312 handelt es sich um ein Epoxidharz, das das durch die allgemeine Formel (2) dargestellte Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ enthält. Dies hat den Effekt, dass die Grenzflächenfestigkeit an den Faser-Harz-Grenzflächen 315 zwischen den hochfesten Fasern 311 und dem Imprägnierharz 312 verbessert werden kann und gleichzeitig die Kranz-Biegebeanspruchung in der Breitenrichtung des Seils 17 verringert werden kann. Ferner hat dies den Effekt, dass in dem Aufzug 10, in dem das Seil 17 verwendet wird, ein Bruch des Seils 17 durch den Kranz 16a der Antriebsscheibe 16 reduziert oder verhindert werden kann.
Zweite Ausführungsform.
Im Rahmen einer zweiten Ausführungsform wird zunächst ein typisches Verfahren zur Herstellung der Lastträgerschicht beschrieben, wobei ein Problem im Fall der Verwendung des Imprägnierharzes beschrieben wird, das das durch die allgemeine Formel (2) dargestellte Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ enthält, wie es im Rahmen der ersten Ausführungsform beschrieben wird. Anschließend wird die zweite Ausführungsform zur Lösung des Problems beschrieben.
6 ist ein Diagramm, das auf schematische Weise ein Beispiel für den Aufbau einer Vorrichtung zur Herstellung der Lastträgerschicht zeigt. Gemäß einem Beispiel wird die Lastträgerschicht 31 des Seils 17 gemäß der ersten Ausführungsform durch ein Strangziehverfahren hergestellt. Eine Vorrichtung 100 zur Herstellung der Lastträgerschicht 31 beinhaltet Spulen 101, eine Harzimprägnierform 102, eine Wärmeformeinheit 103, eine Zugeinheit 104 und eine Aufnahmeeinheit 105.
Bei dem Strangziehverfahren werden die hochfesten Faserbündel 110, zu denen die Vielzahl von hochfesten Fasern 311 gebündelt sind, durch die Zugeinheit 104 von den Spulen 101 abgezogen und in die Harzimprägnierform 102 hineingezogen. In 6 sind zur Vereinfachung der Erklärung nur drei hochfeste Faserbündel 110 dargestellt. In der Harzimprägnierform 102 wird das Imprägnierharz 312 in die hochfesten Faserbündel 110 hineinimprägniert, die gezogen und ausgerichtet werden. Dabei wird das Imprägnierharz 312 in die hochfesten Faserbündel 110 hineinimprägniert, bevor es aushärtet.
Anschließend werden die mit dem Imprägnierharz 312 imprägnierten hochfesten Faserbündel 110 durch die Zugeinheit 104 in die Wärmeformeinheit 103 gezogen. Die Wärmeformeinheit 103 erhitzt die mit dem Imprägnierharz 312 imprägnierten hochfesten Faserbündel 110. Das Imprägnierharz 312 wird durch Erhitzten ausgehärtet. Dadurch werden die hochfesten Fasern 311 und das Imprägnierharz 312 miteinander integriert und bilden die Lastträgerschicht 31. Die gebildete Lastträgerschicht 31 wird um die Aufnahmeeinheit 105 gewickelt.
Bei dem Harzimprägnierprozess in der Harzimprägnierform 102 muss das Imprägnierharz 312 in die Räume zwischen den hochfesten Fasern 311 hineinimprägniert werden, die in engen Abständen angeordnet sind. Daher ist es wünschenswert, dass das Imprägnierharz 312 eine niedrige Viskosität aufweist. Obwohl das Imprägnierharz 312, das das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis enthält, eine relativ niedrige Viskosität aufweist, kann die Imprägnierung mit dem Imprägnierharzes 312 abhängig von der Viskosität oder dem Beimischungsanteil des Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ ungenügend sein.
Bei dem Seil 17 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält das Imprägnierharz 312 daher ferner ein reaktives Verdünnungsmittel. Das reaktive Verdünnungsmittel ist ein Verdünnungsmittel, das eine niedrige Viskosität sowie eine Reaktivität mit dem Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und dem Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ aufweist, die ein Basisharz bilden, wobei es sich dabei um eine Komponente handelt, die die Viskosität des Imprägnierharzes 312 verringern kann, wenn das Imprägnierharz 312 das reaktive Verdünnungsmittel enthält, um die Imprägnierung zu verbessern.
Das reaktive Verdünnungsmittel muss lediglich eine Reaktivität mit dem Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und dem Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ aufweisen. Insbesondere ist ein durch die allgemeine Formel (2) dargestelltes Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen als reaktives Verdünnungsmittel geeignet.
Wenn das reaktive Verdünnungsmittel das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis ist, ist der Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 in dem Fall, dass das reaktive Verdünnungsmittel zugesetzt ist, niedriger als in dem Fall, dass das reaktive Verdünnungsmittel nicht zugesetzt ist.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Veränderungen des Elastizitätsmoduls des Imprägnierharzes in Abhängigkeit von der Gegenwart oder Abwesenheit des reaktiven Verdünnungsmittels in Bezug auf den Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis zeigt. In dieser Figur stellt die horizontale Achse den Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis dar, und die vertikale Achse stellt den Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 dar. Eine Kurve C0 stellt den Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 in dem Fall dar, dass das reaktive Verdünnungsmittel nicht zugesetzt ist, und eine Kurve C1 stellt den Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 in dem Fall dar, dass 20 Gew.-% an reaktivem Verdünnungsmittel zugesetzt sind, wobei das Gesamtgewicht des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis und des Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ mit 100 angenommen wird.
Gemäß 7 ist der Elastizitätsmodul des Imprägnierharzes 312 mit demselben Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis in dem Fall, dass das reaktive Verdünnungsmittel zugesetzt ist, niedriger als in dem Fall, dass das reaktive Verdünnungsmittel nicht zugesetzt ist. Es wird angenommen, dass dies daran liegt, dass der Anteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis, das Biegsamkeit aufweist, durch die Zugabe des reaktiven Verdünnungsmittels relativ gesehen zunimmt und die Elastizität des Imprägnierharzes 312 sinkt.
Wenn das reaktive Verdünnungsmittel dem Epoxidharz auf Polyoxy-Basis zugesetzt wird, sinkt die Elastizität des Imprägnierharzes 312. Daher wird angenommen, dass sich ein geeigneter Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis ebenfalls verändert. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Beziehungen der Kranz-Biegebeanspruchung und der Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit zum Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis des Seils gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. In dieser Figur stellt die horizontale Achse den Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis dar, und die vertikale Achse stellt die relative Kranz-Biegebeanspruchung und die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit bei jedem Beimischungsanteil dar. Die relative Kranz-Biegebeanspruchung und die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit sind jenen in 5 ähnlich und werden daher nicht beschrieben. Die Kurve s in der Figur stellt die relative Kranz-Biegebeanspruchung dar, und die Kurve is stellt die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit dar.
Ein Vergleich von 8 mit 5 zeigt, dass der Bereich, in dem die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit is die relative Kranz-Biegebeanspruchung s übersteigt, in 8 in Richtung eines niedrigeren Beimischungsanteils des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis verschoben ist. Es gibt somit einen geeigneten Bereich für den Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis, wenn das reaktive Verdünnungsmittel zugesetzt ist. Bei dem Bereich handelt es sich um einen Bereich, in dem der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis 34 % oder mehr und 98 % oder weniger beträgt. Es ist zu beachten, dass Schwankungen bei der Herstellung des Seils 17 oder dergleichen auch zu Schwankungen bei der relativen Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit is führen. Wenn sich der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis nach unten ändert, kann das hergestellte Seil 17 brechen. Daher wird der Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis vorzugsweise auf 40 % oder mehr und 90 % oder weniger und stärker bevorzugt auf 50 % oder mehr und 85 % oder weniger eingestellt. Durch die Einstellung des Beimischungsanteils des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis auf einen solchen Bereich kann ein Bruch des Seils 17 reduziert oder verhindert werden, auch wenn die relative Faser-Harz-Grenzflächenfestigkeit is aufgrund von Schwankungen bei der Herstellung sinkt.
Wenn das Gesamtgewicht des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis und des Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ mit 100 angenommen wird, liegt der gewichtsbezogene Beimischungsanteil des reaktiven Verdünnungsmittels vorzugsweise im Bereich von 0 % oder mehr und 20 % oder weniger. Im Folgenden wird der gewichtsbezogene Beimischungsanteil des reaktiven Verdünnungsmittels als Beimischungsanteil des reaktiven Verdünnungsmittels bezeichnet. Wenn der Beimischungsanteil des reaktiven Verdünnungsmittels mehr als 20 % beträgt, sinkt die Wärmebeständigkeit des Imprägnierharzes 312, was nicht wünschenswert ist. Als erste Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, dass das reaktive Verdünnungsmittel 0 % ausmacht. Durch das Einstellen des Beimischungsanteils des reaktiven Verdünnungsmittels auf 20 % oder weniger kann daher die Viskosität des Imprägnierharzes 312 reduziert werden, während gleichzeitig verhindert werden kann, dass die Wärmebeständigkeit des Imprägnierharzes 312 sinkt.
Die zweite Ausführungsform verwendet als Imprägnierharz 312 ein Harz mit einem Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis von 34 % oder mehr und 98 % oder weniger und einem Beimischungsanteil des reaktiven Verdünnungsmittels von 0 % oder mehr und 20 % oder weniger. Infolgedessen sinkt die Viskosität des Imprägnierharzes 312. Dadurch kann das Seil 17 erzielt werden, bei dem ein durch den Kranz 16a der Antriebsscheibe 16 verursachter Bruch reduziert oder verhindert werden kann, während gleichzeitig eine Verbesserung des Hineinimprägnierens des Imprägnierharzes 312 in die Räume zwischen den hochfesten Fasern 311 erzielt wird.
Die im Rahmen der obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen zeigen ein Beispiel für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wobei sie mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden können und teilweise weggelassen oder verändert werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10: Aufzug;
11: Schacht;
12: Maschinenraum;
31: Hebemaschine;
14: Umlenkrad;
15: Aufzugsteuerungsvorrichtung;
16: Antriebsscheibe;
16a: Kranz;
17: Seil;
17c: Scheibenkontaktfläche;
18: Fahrkorb;
20: Fahrkorbrahmen;
21: Fahrkorbraum;
31: Lastträgerschicht;
31a: obere Oberfläche der Lastträgerschicht;
32: Deckschicht;
100: Herstellungsvorrichtung;
101: Spule;
102: Harzimprägnierform;
103: Wärmeformeinheit;
104: Zugeinheit;
105: Aufnahmeeinheit;
110: hochfestes Faserbündel;
311: hochfeste Faser;
312: Imprägnierharz;
315: Faser-Harz-Grenzfläche.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013504695 [0005]

Claims

Aufzugaufhängungskörper, umfassend: eine Lastträgerschicht mit einer Breite, die in einem Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung größer als eine Dicke ist; und eine Deckschicht, die wenigstens einen Teil eines Außenumfangs der Lastträgerschicht bedeckt, wobei die Lastträgerschicht eine Vielzahl von in Längsrichtung ausgerichteten Fasern und ein gehärtetes Imprägnierharz beinhaltet, das die Räume zwischen der Vielzahl von Fasern ausfüllt, und das Imprägnierharz ein Epoxidharz ist, das ein durch die allgemeine Formel (1) dargestelltes Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen in einem Harzgerüst beinhaltet und das ein Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ beinhaltet.
Aufzugaufhängungskörper nach Anspruch 1, wobei ein Substituent R in der allgemeinen Formel (1) ein Wasserstoffatom H oder eine Methylgruppe CH₃ ist, und ein Substituent R' C₂H₄, C₃H₆ oder Bisphenol A ist.
Aufzugaufhängungskörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Epoxidharz auf Polyoxy-Basis und das Epoxidharz vom Bisphenol-A-Typ in einem gehärteten Produkt des Imprägnierharzes kontinuierlich miteinander verbunden sind.
Aufzugaufhängungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein gehärtetes Produkt des Imprägnierharzes einen Elastizitätsmodul von 0,01 GPa oder mehr und 2 GPa oder weniger aufweist.
Aufzugaufhängungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein gewichtsbezogener Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis 47 % oder mehr und 98 % oder weniger beträgt, wobei ein Gesamtgewicht des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis und des Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ des Imprägnierharzes mit 100 angenommen wird.
Aufzugaufhängungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Imprägnierharz ferner ein reaktives Verdünnungsmittel zur Senkung der Viskosität des Imprägnierharzes enthält.
Aufzugaufhängungskörper nach Anspruch 6, wobei das reaktive Verdünnungsmittel ein durch die allgemeine Formel (1) dargestelltes Epoxidharz auf Polyoxy-Basis mit Polyoxyalkylen-Bindungen in einem Harzgerüst ist.
Aufzugaufhängungskörper nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Imprägnierharz einen gewichtsbezogenen Beimischungsanteil des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis von 34 % oder mehr und 98 % oder weniger und einen gewichtsbezogenen Beimischungsanteil des reaktiven Verdünnungsmittels von 0 % oder mehr und 20 % oder weniger aufweist, wobei ein Gesamtgewicht des Epoxidharzes auf Polyoxy-Basis und des Epoxidharzes vom Bisphenol-A-Typ mit 100 angenommen wird.
Aufzug, umfassend: den Aufzugaufhängungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8; eine Hebemaschine, beinhaltend eine Antriebsscheibe, um die der Aufhängungskörper gelegt ist; und einen Fahrkorb, der durch den Aufhängungskörper aufgehängt wird, sodass er sich durch die Drehung der Antriebsscheibe auf- und abbewegt, wobei die Antriebsscheibe an einer Oberfläche derselben einen Kranz aufweist.