DE202008001786U1

DE202008001786U1 - Aufzugsanlage, Tragmittel für eine Aufzugsanlage und Vorrichtung zur Herstellung eines Tragmittels

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Publication number: DE202008001786U1
Application number: DE202008001786U
Authority: DE
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2018-02-13

Abstract

Aufzugsanlage mit einer Kabine oder Plattform zum Befördern von Personen und/oder Gütern sowie mit einem Gegengewicht, die entlang einer Bewegungsbahn verfahr- bzw. verschiebbar angeordnet sind und die mit Hilfe eines Tragmittels bewegungsmässig miteinander und/oder mit einem Antrieb gekoppelt sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage, eine Aufzugsanlage mit einem 1Tragmittel bzw. einer Kraftübertragungsanordnung, ein Tragmittel bzw. eine Kraftübertragungsanordnung für eine Aufzugsanlage, ein riemenartiges Tragmittel sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines riemenartigen Tragmittels.
2. Technischer Hintergrund
Eine Aufzugsanlage enthält üblicherweise wenigstens eine Aufzugskabine oder Plattform zum Befördern von Personen und/oder Gütern, ein Antriebssystem mit wenigstens einer Antriebsmaschine zum Bewegen der wenigstens einen Aufzugskabine oder Plattform entlang einer Fahrbahn und wenigstens ein Tragmittel zum Tragen der wenigstens einen Aufzugskabine oder Plattform und Übertragen der Kräfte von der wenigstens einen Antriebsmaschine auf die wenigstens eine Aufzugskabine oder Plattform. Als Tragmittel für mechanische Antriebe kommen derzeit seilartige, nicht ummantelte Tragmittel (Drahtseile, Synthetikfaserseile etc), kettenartige Tragmittel und insbesondere auch riemenartige und/oder ummantelte Tragmittel (weiter insbesondere Tragriemen oder ummantelte Seile) in Frage.
Bei den riemenartigen Tragmitteln bzw. Kraftübertragungsanordnungen sind u. a. auch zweilagige Tragriemen bekannt, die eine erste Riemenlage und eine mit dieser verbundene zweite Riemenlage aufweisen. Üblicherweise sind in den Formkörper des Tragriemens dabei mehrere Zugträger, insbesondere seilartige Zugträger eingebettet. Bei bekannten Herstellungsverfahren werden in zwei hintereinandergeschalteten Fertigungsstationen zunächst ein die erste Riemenlage bildender Teilriemen und dann ein fertiger Tragriemen mit angeformter zweiter Riemenlage hergestellt. In der ersten Fertigungsstation werden gleichzeitig mehrere seilartige Zugträger zugeführt, die bis zur Hälfte in die erste Riemenlage eingebettet werden. Erste und zweite Riemenlage des Tragriemens werden jeweils mittels eines Extrusionsverfahrens gebildet.
AUFGABE
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Aufzugsanlage, eine verbesserte Aufzugsanlage mit einem Tragmittel bzw. einer Kraftübertragungsanordnung, ein verbessertes Tragmittel bzw. eine verbesserte Kraftübertragungsanordnung für eine Aufzugsanlage, ein verbessertes riemenartiges Tragmittel und eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines riemenartigen Tragmittels bereitzustellen.
LÖSUNG
Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist eine Aufzugsanlage vorgesehen mit einer Kabine und einem Gegengewicht, die entlang einer Bewegungsbahn verfahr- bzw. verschiebbar angeordnet sind. Bevorzugt ist eine Aufzugsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren. Für die Lösung konkreter Auslegungsprobleme wird im übrigen auf die EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99 verwiesen.
Gemäss einem noch weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Aufzugsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 2 vorgesehen mit einer Kabine und einem Gegengewicht, die entlang einer Bewegungsbahn verfahr- bzw. verschiebbar angeordnet sind. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Die Aufzugsanlage gemäss einem Aspekt der Erfindung hat wenigstens eine Aufzugskabine oder Plattform zum Befördern von Personen und/oder Gütern; ein Antriebssystem mit wenigstens einer Antriebsmaschine zum Bewegen der wenigstens einen Aufzugs kabine oder Plattform entlang einer Fahrbahn; und wenigstens ein Tragmittel zum Tragen der wenigstens einen Aufzugskabine oder Plattform und Übertragen der Kräfte von der wenigstens einen Antriebsmaschine auf die wenigstens eine Aufzugskabine oder Plattform. Das wenigstens eine Tragmittel ist vorzugsweise ein seil- oder riemenartiges Tragmittel der Erfindung bzw. ein mit dem Herstellungsverfahren der Erfindung gefertigtes seil- oder riemenartiges Tragmittel. Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage kann insbesondere mit einem Treibscheibenantrieb oder einem Trommelantrieb für das Antriebssystem ausgebildet sein.
Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist eine Aufzugsanlage mit einem Tragmittel bzw. einer Kraftübertragungsanordnung für ein Gebäude, eine Schüttgutförderanlage, eine Minenanlage, ein Wasserfahrzeug oder dergleichen mit den Merkmalen des Anspruchs 3. vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist ein Tragmittel bzw. eine Kraftübertragungsanordnung für eine Aufzugsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 4. vorgesehen, dabei weist eine Kraftübertragungsanordnung eine Mehrzahl von drei bis vierundzwanzig, insbesondere mehrere Gruppen zu je drei bist sechs Tragmitteln auf. Gruppen von Tragmitteln sind dabei weiter voneinander beabstandet als einzelne Tragmittel innerhalb einer Gruppe. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen. Insbesondere beträgt ein Abstand zwischen zwei Tragmitteln innerhalb einer Gruppe weniger als die Hälfte der Breite eines Tragmittels. Ein solcher Abstand ist insbesondere im Bereich einer Treibscheibe, einer Umlenkrolle und/oder einer Führungsrolle festlegbar. Weiter insbesondere entspricht ein Abstand zwischen zwei Tragmitteln innerhalb einer Gruppe in etwa der Hälfte der Breite eines Tragmittels. Solcherlei Tragmittel und Kraftübertragungsanordnungen eigenen sich besonders zum Einsatz in den erfindungsgemässen Aufzugsanlagen.
Gemäss einem Aspekt der Erfindungen ist ein riemenartiges Tragmittel für eine Aufzugsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 5. vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen. Ein erfindungsgemässes riemenartiges Tragmittel (nachfolgend häufig einfach mit „Tragriemen", "Riemen" oder "Traktionsmittel" bzw. "-element" bezeichnet) für eine Aufzugsanlage weist bevorzugt eine erste Riemenlage aus einem ersten plastifizierbaren Werkstoff mit einer ersten Aussenfläche und einer eine Verbindungsebene bildenden Fläche. Ferner weist das Tragmittel bevorzugt wenigstens einen seilartigen, gewebeartigen und/oder aus einer Vielzahl von Teilelementen bestehenden Zugträger, der in die erste Riemenlage eingebettet ist.
Optional steht der Zugträger teilweise aus einer Verbindungsebene der ersten Riemenlage zu einer zweiten Riemenlage heraus. Ferner ist eine zweite Riemenlage vorgesehen aus einem (zweiten) plastifizierbaren Werkstoff, der an der Verbindungsebene der ersten Riemenlage und den vorstehenden Abschnitten des wenigstens einen Zugträgers angeformt ist und eine zweite Aussenfläche des Tragriemens bildet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche des wenigstens einen Zugträgers zu wenigstens 80%, bevorzugter wenigstens 95% mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff bedeckt und die Freiräume innerhalb des wenigstens einen Zugträgers sind zumindest teilweise mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff gefüllt.
Die erste Riemenlage und die zweite Riemenlage des Tragriemens können wahlweise aus einem gleichen Werkstoff, einem gleichen Werkstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften oder unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Aussenfläche der ersten Riemenlage mit wenigstens einer sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden Rippe ausgebildet, welche vorzugsweise in der Form einer Keilrippe ausgebildet ist, einen Flankenwinkel zwischen 60° und 120° aufweist und/oder mit einer abgeflachten Spitze ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Aussenfläche der zweiten Riemenlage mit wenigstens einer sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden Rippe ausgebildet, welche vorzugsweise in der Form einer Keilrippe ausgebildet ist, einen Flankenwinkel zwischen 60° und 100° aufweist und/oder mit einer abgeflachten Spitze ausgebildet ist.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Verhältnis der Gesamthöhe des Tragriemens zur Gesamtbreite des Tragriemens grösser als 1. Alternativ kann dieses Verhältnis aber auch ungefähr 1 betragen oder kleiner als 1 sein.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Tragmittels mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der Beschreibung und der Figuren.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung gemäss Anspruch 7 ist in einem Tragmittel wenigstens ein seilartiger Zugträger platziert und in eine erste Riemenlage aus einem ersten plastifizierbaren Werkstoff eingebettet.
Ein so entstandener Teilriemen ist vorzugsweise mit einer ersten Aussenfläche und einer eine Verbindungsebene bildenden Fläche versehen, so dass der wenigstens eine Zugträger teilweise aus der Verbindungsebene des Teilriemens vorsteht und der vorstehende Abschnitt des wenigstens einen Zugträgers zumindest teilweise mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff bedeckt ist. Aus dem Anformen einer zweiten Riemenlage aus einem zweiten plastifizierbaren Werkstoff an der Verbindungsebene des Teilriemens und den vorstehenden Abschnitten des wenigstens einen Zugträgers resultiert ein Tragmittel mit der ersten Aussenfläche auf der Seite der ersten Riemenlage und einer zweiten Aussenfläche auf der Seite der zweiten Riemenlage.
Die Zugträger werden bei der Herstellung möglichst vollständig in dem ersten plastifizierbaren Werkstoff der ersten Riemenlage eingebettet, sodass der zweite plastifizierbare Werkstoff für die zweite Riemenlage nicht mit den Zugträgern in Kontakt kommt. Da die Zugträger aus der Verbindungsebene zwischen den beiden Riemenlagen vorstehen, hat die im Einbettungsschritt gebildete Verbindungsfläche eine grössere Oberfläche, sodass eine gute Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Riemenlage erzielt werden kann.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Oberfläche des wenigstens einen Zugträgers im Einbettungsschritt zu wenigstens 80% mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff bedeckt. Vorzugsweise werden dabei auch die Freiräume innerhalb des wenigstens einen Zugträgers im Einbettungsschritt zumindest teilweise mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff gefüllt.
Für die erste Riemenlage und die zweite Riemenlage können wahlweise ein gleicher Werkstoff, ein gleicher Werkstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften oder unterschiedliche Werkstoffe eingesetzt werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die die Verbindungsebene bildende Fläche des Teilriemens vor dem Anformungsschritt der zweiten Riemenlage wenigstens teilweise mit einer Oberflächenstruktur versehen, wodurch die Oberfläche vergrössert und damit eine bessere Verbindung mit der später anzuformenden zweiten Riemenlage erzeugt wird. Die Oberflächenstruktur an der Verbindungsfläche wird dabei vorzugsweise während des Einbettungsschritts ausgebildet. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist wenigstens eine Lage aus einem zumindest geringfügig vulkanisierbaren Werkstoff hergestellt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die erste Aussenfläche und/oder die zweite Aussenfläche mit wenigstens einer sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden Rippe ausgebildet. Auch die Ausbildung der Rippen erfolgt vorzugsweise während des Einbettungsschritts bzw. während des Anformungsschritts. In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden der Einbettungsschritt als ein Extrusionsverfahren des ersten plastifizierbaren Werkstoffs und der Anformungsschritt als ein Extrusionsverfahren des zweiten plastifizierbaren Werkstoffs ausgeführt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die erste Riemenlage und die zweite Riemenlage mit gleichen oder unterschiedlichen Verfahrensparametern (z. B. Temperatur, Druck, Rotationsgeschwindigkeit des Formrades, usw.) gebildet, die jeweils optimal an den ersten bzw. den zweiten plastifizierbaren Werkstoff angepasst sind. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der wenigstens eine Zugträger während des Einbettungsschritts unter Vorspannung platziert. Zur besseren Verbindung der Zugträger mit der ersten Riemenlage wird vorzugsweise der wenigstens eine Zugträger während des Einbettungsschritts erwärmt, und zur besseren Verbindung der ersten und der zweiten Riemenlage wird vorzugsweise die Verbindungsfläche des Teilriemens während des Anformungsschritts erwärmt.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Herstellungsvorrichtung für ein riemenartiges Tragmittel für eine Aufzugsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 7. vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
Die Vorrichtung zur Herstellung eines riemenartigen Tragmittels für eine Aufzugsanlage weist eine erste Fertigungsstation zum Bilden eines Teilriemens mit einer ersten Aussenfläche und einer eine Verbindungsebene bildenden Fläche und eine zweite Fertigungsstation zum Bilden des Tragriemens mit der ersten Aussenfläche und einer zweiten Aussenfläche auf. Die erste Fertigungsstation weist ein erstes Formrad, eine erste Führung, die einen Teilumfang des ersten Formrades umschlingt, eine Einrichtung zum Zuführen wenigstens eines seilartigen Zugträgers zum ersten Formrad und einen ersten Extruder zum Zuführen eines ersten plastifizierbaren Werkstoffs in einen zwischen dem ersten Formrad und der ersten Führung gebildeten Formhohlraum auf. Die zweite Fertigungsstation weist ein zweites Formrad, eine zweite Führung, die einen Teilumfang des zweiten Formrades umschlingt, eine Einrichtung zum Zuführen des in der ersten Fertigungsstation hergestellten Teilriemens zum zweiten Formrad und einen zweiten Extruder zum Zuführen eines zweiten plastifizierbaren Werkstoffs in einen zwischen dem zweiten Formrad und der zweiten Führung gebildeten Formhohlraum auf. Erfindungsgemäss ist die Aussenumfangsfläche des ersten Formrades der ersten Fertigungsstation mit wenigstens einer sich in Umfangsrichtung des ersten Formrades erstreckenden Längsnut ausgebildet, in welcher der wenigstens eine zugeführte Zugträger geführt wird und welche derart dimensioniert ist, dass bei dem in der ersten Fertigungsstation hergestellten Teilriemen der wenigstens eine Zugträger teilweise aus der Verbindungsebene vorsteht und der vorstehende Abschnitt des wenigstens einen Zugträgers zumindest teilweise mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff bedeckt ist. Unter Verwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Fertigen lassen sich bevorzugt erfindungsgemässe Tragmittel oder Kraftübertragungsanordnungen herstellen, wobei erfindungsgemässe Herstellungsverfahren verwendet werden können.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Breite der Längsnuten der Aussenumfangsfläche des ersten Formrades kleiner gewählt als ein Durchmesser der Zugträger, wobei die Breite der Längsnuten vorzugsweise in einem Bereich von etwa 70% bis 95%, bevorzugter in einem Bereich von etwa 75% bis 90% des Durchmessers der Zugträger liegt. Ferner liegt eine Tiefe der Längsnuten der Aussenumfangsfläche des ersten Formrades vorzugsweise in einem Bereich von etwa 25% bis 50%, bevorzugter in einem Bereich von etwa 30% bis 40% des Durchmessers der Zugträger.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Fertigungsstation ferner eine Vorrichtung zum Zuführen des wenigstens einen Zugträgers zum ersten Formrad unter Vorspannung und eine erste Heizvorrichtung zum Erwärmen des wenigstens einen Zugträgers vor seiner Zufuhr zum ersten Formrad auf.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Führung der ersten Fertigungsstation an ihrer dem ersten Formrad zugewandten Seite mit einer Struktur versehen, um der ersten Aussenfläche des Teilriemens bzw. des Tragriemens ein Profil zum Beispiel in Form von Keilrippen zu geben.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Formrad an seiner Aussenumfangsfläche im Bereich zwischen den Längsnuten mit einer Struktur versehen, um der die Verbindungsebene bildenden Fläche des Teilriemens eine Oberflächenstruktur zu geben, um eine bessere Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Riemenlage des Tragriemens erzielen zu können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Fertigungsstation ferner eine zweite Heizvorrichtung zum Erwärmen des Teilriemens vor seiner Zufuhr zum zweiten Formrad auf und die zweite Führung der zweiten Fertigungsstation ist an ihrer dem zweiten Formrad zugewandten Seite mit einer Struktur versehen, um der zweiten Aussenfläche des Tragriemens ein Profil zum Beispiel in Form von Keilrippen zu geben. Weitere Formen von erfindungsgemäss herstellbaren Tragmitteln sind an anderer Stelle näher beschrieben.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsanordnung für ein Aufzugssystem, das ggf. mehrere einzelne Tragmittel in Form von (ggf. ummantelten oder teilummantelten) Riemen, Seilen oder dergleichen enthält, mit einem Kraftübertragungselement bzw. Zugträger, dem ein Grundkörper zugeordnet ist, an dem das Kraftübertragungselement bzw. Zugträger derart formschlüssig festgelegt ist, dass der Grundkörper das Kraftübertragungselement wenigstens abschnittsweise umgreift. Eine erfindungsgemässe Kraftübertragungsanordnung umfasst bevorzugt ein Tragmittel, welches nach den erfindungsgemässen Herstellungsverfahren hergestellt ist.
In einer Ausgestaltung weist der Grundkörper entlang eines ersten Längenabschnitts eine Höhe auf, die kleiner ist als die Gesamthöhe der Kraftübertragungsanordnung.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen sind den weiteren Ansprüchen, den Zeichnungen und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen rein schematisch:
1 eine Darstellung des Aufbaus einer Aufzugsanlage gemäss der Erfindung;
2A, 2B Darstellungen des Aufbaus einer Aufzugsanlage gemäss der Erfindung mit einem Treibscheibenantrieb, mit einer Aufzugskabine in einer unteren Endpositionen bzw. in einer oberen Endposition in einem Aufzugsschacht;
1K eine Variante der erfindungsgemässen Aufzugsanlage mit zwei Kabinen in Seitenansicht, wobei die Kabinen zwecks Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind;
2K die Aufzugsanlage aus 1K in Draufsicht;
3K, 4K ebenfalls in Draufsicht, Varianten der Aufzugsanlage aus 1K;
5K bis 8K in Seitenansicht und vereinfachter Darstellung weitere Varianten der erfindungsgemässen Aufzugsanlage mit zwei Kabinen;
1KK eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Aufzugsanlage mit zwei Kabinen in Seitenansicht;
2KK, 3KK zwei weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Aufzugsanlage mit zwei Kabinen in Draufsicht;
4KK, noch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Aufzugsanlage mit zwei Kabinen in perspektivischer Darstellung;
1AR, 1BR, 1CR verschiedene Ansichten einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Aufzugsanlage;
1CR die Krafteinleitung durch die Tragmittelstränge für die Aufzugskabine;
1DR eine alternative Krafteinleitung zu derjenigen aus 1CR;
1AR, 2R, 3R vorteilhafte Anordnungen der Treibscheiben;
3R eine vergrösserte Darstellung der 1BR, in welcher weitere Einzelheiten gezeigt sind;
1AX, 1BX, 1CX in verschiedenen Ansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aufzugsanlage gemäss der Erfindung;
1CX und 6X die annähernd zentralsymmetrische Krafteinleitung durch die Tragmittelstränge für jede der Aufzugskabinen;
1AX, 2X, 3AX, 4X, 5X vorteilhafte Anordnungen der Treibscheiben im obersten Bereich des Aufzugsschachtes;
2X ein zweites Ausführungsbeispiel analog zu jenem der 1AX, 1BX und 1CX mit einer als Ausgleichseilspannvorrichtung (ASS) bekannten Vorrichtung;
2X, 3AX, 3BX, 3CX Positionierungsarten der Befestigungspunkte gültig analog auch für die in 4X und 5X gezeigten Ausführungsformen;
4X ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie 1AX;
1G5 eine Treibscheibenstruktur und eine Umlenkrollenstruktur für ein Tragmittel mit Längsrippen gemäss der Erfindung;
1G5a eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Tragmittels mit am Tragmittelende entfernten Längsrippen;
2G5 bis 7G5 weitere Ausführungsformen von Tragmitteln mit flacher Laufseite und flacher Treibscheibennut;
8G5 bis 15G5 Beispiele für erfindungsgemässe Tragmittel mit zwei Zugträgern;
16G5 bis 18G5 Beispiele für erfindungsgemässe Tragmittel mit einem Zugträger;
1H ein Rollenelement in Kombination mit Aufzugstragmitteln in Form von Flachriemen;
2H ein Rollenelement mit Aufzugstragmitteln in Form von Keilrippenriemen;
1P: einen Aufzug nach einer Ausführung der vorliegen den Erfindung in einem seitlichen Querschnitt;
2P: im Querschnitt ein Tragmittel in einer Rille eines Rollenelementes nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
3P: im Querschnitt das Tragmittel aus 2P in einer weiteren Ausführungsform der Rille des Rollenelementes;
4P: im Querschnitt eine andere Ausführungsform des Tragmittels in einer entsprechend angepassten Rille eines Rollenelementes;
5P: im Querschnitt ein alternatives Tragmittel in einer entsprechenden Rille eines Rollenelementes;
6P: im Querschnitt eine weitere Ausführungsform des Tragmittels in einer Rille eines Rollenelementes;
7P: nochmals im Querschnitt ein weiteres alternatives Tragmittel in der Rille eines Rollenelementes;
8P: ebenfalls im Querschnitt eine weitere alternative Ausführungsform einer Rille mit Tragmittel;
9P: eine Anordnung Treibscheibe mit in ihren Rillen befindlichen Tragmitteln;
1AV eine schematische Ansicht einer Aufzugsanlage mit unterhalb der Kabine angeordneten Umlenkrollen;
1GV eine schematische Draufsicht auf eine Aufzugsanlage entsprechend 1AV;
2AV eine schematische Ansicht einer Aufzugsanlage mit oberhalb der Kabine angeordneten Umlenkrollen;
2GV eine schematische Draufsicht auf eine Aufzugsanlage entsprechend 2AV;
3V eine Prinzipdarstellung einer ersten Umlenkrolleneinheit;
3AV eine Schnittdarstellung der Umlenkrolleneinheit mit Lastmessaufnehmer gemäss 3V;
3BV eine Schnittdarstellung der Umlenkrolleneinheit mit Positionierhilfe gemäss 3AV;
3CV eine perspektivische Ansicht der Umlenkrolleneinheit gemäss 3AV;
4V eine Prinzipdarstellung einer weiteren Umlenkrolleneinheit;
5V ein Momentenschaubild einer Umlenkrolleneinheit;
6V ein zeitliches Ablaufdiagramm eines Lastmessvorganges während eines Beladungsvorgangs;
1G1 eine erfindungsgemässe, symmetrische Antriebseinheit mit Antriebsrahmen;
2G1 einen Schnitt durch die erfindungsgemässe, symmetrische Antriebseinheit;
3G1 eine Ausführungsvariante der symmetrischen Antriebseinheit;
4G1 eine erfindungsgemässe, asymmetrische Antriebseinheit mit Antriebsrahmen;
5G1 einen Schnitt durch die erfindungsgemässe, asymmetrische Antriebseinheit;
6G1 die erfindungsgemässe Antriebseinheit mit Schnittebene;
7G1 einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Antriebseinheit;
8G1 die erfindungsgemässe Antriebseinheit in Explosionsdarstellung;
1G2 einen Aufzug mit einer Aufzugskabine, einem Gegengewicht und einer Antriebseinheit;
2G2 eine aufgehängte Antriebseinheit;
3G2 eine Antriebseinheit mit der erfindungsgemässen Überwachungseinrichtung;
4G2 eine Ausführungsvariante einer Umlenkeinheit mit der erfindungsgemässen Überwachungseinrichtung;
3 eine schematische Perspektivansicht eines Grundaufbaus eines riemenartigen Tragmittels gemäss der vorliegenden Erfindung;
1aQ bis 1cQ im Schnitt quer zur ihrer Längsachse weitere Ausführungsformen erfindungsgemässer Tragmittel im Zusammenwirken mit einer flachen Treibscheibenoberfläche;
2aQ bis 2dQ im Schnitt quer zur ihrer Längsachse Ausführungsformen erfindungsgemässer Tragmittel im Zusammenwirken mit einer Treibscheibenoberfläche, wobei die Zugträgerkontur und die Treibscheibenoberfläche aufeinander abgestimmt sind;
3aQ bis 3dQ im Schnitt quer zur ihrer Längsachse Beispiele für Tragmittel gemäss der Erfindung, deren Mantel mehrschichtig aufgebaut ist;
4aQ bis 4fQ im Schnitt quer zur ihrer Längsachse weitere Ausführungsformen für erfindungsgemässe Tragmittel mit ein- oder mehrschichtig aufgebautem Mantel;
5aQ bis 6dQ im Schnitt quer zur ihrer Längsachse Beispiele für erfindungsgemässe Tragmittel, welche traktionsseitig mit Längsrippen versehen sind;
7aQ bis 7cQ im Schnitt quer zur ihrer Längsachse Beispiele für erfindungsgemässe Tragmittel, welche auf ihrer der Traktionsseite gegenüberliegenden Rückseite geführt sind;
8aQ bis 9aQ im Schnitt quer zur ihrer Längsachse Beispiele für erfindungsgemässe mehrteilige Tragmittel, welche traktionsseitig eine gemeinsame Traktionsschicht aufweisen;
4A und 4B Aufbau einer ersten Station zur Herstellung des in 3 veranschaulichten Tragmittels;
5 eine schematische Darstellung zum Erläutern der Funktionsweise der in 4A und 4B veranschaulichten, ersten Station;
6 eine schematische Darstellung eines in der ersten Station von 4A und 4B hergestellten Teilriemens gemäss einer speziellen Ausführungsform;
7A und 7B schematische Darstellungen des Aufbaus einer zweiten Station zur Herstellung des in 3 veranschaulichten Tragmittels;
1Δ bis 8Δ im Schnitt quer zur ihrer Längsachse Beispiele für erfindungsgemässe Tragmittel mit einer Vielzahl Zugträgern;
8 eine s Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Tragmittels gemäss der Erfindung, hergestellt gemäss einem Verfahren der Erfindung;
9 eine Schnittansicht eines riemenartigen Tragmittels gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, hergestellt gemäss einem Verfahren der Erfindung;
10 eine Schnittansicht eines weiteren riemenartigen Tragmittels gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, hergestellt gemäss einem Verfahren der Erfindung;
11A, 11B schematische Schnittansichten von zwei Varianten eines riemenartigen Tragmittels, das gemäss einem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt ist;
1aS bis 1cS weitere Ausführungsform erfindungsgemässer Tragmittel in Form von Keilrippenriemen;
1dS eine weitere Ausführungsform einer Kabinenaufhängung in einer Seitenansicht;
1eS a) bis 1eS f) Beispiele für mögliche Oberflächenstrukturen von erfindungsgemässen Tragmitteln;
2aS verschiedene Seilgeometrien gemäss DI-Norm für Stahlseile;
2bS bis 2gS Ausführungsbeispiele für mögliche Seil-, bzw. Litzen-, bzw.
Drahtgeometrien für Zugträger der erfindungsgemässen Tragmittel;
4S bis 10S weitere Ausführungsformen erfindungsgemässer Tragmittel;
5Ξ bis 10Ξ weitere Ausführungsbeispiele für zwei- und mehrlagige Tragmittel,
2Σ bis 4Σ und 9Σ Beispiele für weitere Ausführungsformen von Tragmitteln, die über spezielle Einrichtungen treibscheibenseitig geführt sind;
5Σ bis 8Σ Details zu den Ausführungsformen der 2Σ bis 4Σ und 9Σ;
1Λ bis 4Λ weitere Ausführungsform erfindungsgemäss Tragmittel mit speziellen Vorrichtungen, um die Zugträger im Tragmittel voneinander zu beabstanden;
1M eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage;
2M ein weiteres Beispiel eines Tragmittels gemäss der Erfindung;
3M, 4M Ausführungsformen des Tragmittels aus 2M im Zusammenwirken mit einer Treibscheibe;
5M bis 7M Abwandlungen des Tragmittels aus 2M;
8aM, 8bM, weitere Ausführungsformen für ein erfindungsgemässes
9M bis 11M Tragmittel;
12M bis 14M weitere Ausführungsformen für eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage;
1G3 einen Aufzug mit dem erfindungsgemässen Fixpunkt;
2G3 eine Seitenansicht des Fixpunktes;
3G3 den Fixpunkt am Ende einer Nothaltsituation;
4G3 eine Ansicht des Fixpunktes vom freien Schenkel einer Führungsschiene her gesehen;
4aG3 einen horizontalen Schnitt A-A des Fixpunktes;
5G3 einen Mechanismus zum Freisetzen des Fixpunktes;
6G3, 7G3 den Freisetzvorgang des Fixpunktes;
1G4 eine Tragmittelendverbindung mit in einem Gehäuse angeordneten Keil;
2G4, 3G4 Einzelheiten des Gehäuses und des Keils;
4G4, bis 8G4 verschiedene Ausführungsvarianten des Keils;
9G4 einen Tragmittelstrang mit mehreren Tragmittelendverbindungen;
1G6, 2G6 eine Tragmittelendverbindung mit in einem Gehäuse fest angeordneten Umschlingungselementen;
3G6, 4G6 eine Tragmittelendverbindung mit einem in einem Gehäuse fest und einem beweglich angeordneten Umschlingungselement;
5G6 gegenläufige Schlaufen eines Umschlingungselementes;
1i ein Aufzugsystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2i eine erste Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach
1i im perspektivischen Teilschnitt;
3i eine zweite Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach
1i im Querschnitt;
4i eine dritte Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach
1i im Querschnitt;
5i eine vierte Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach
1i im Querschnitt;
6i eine fünfte Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach
1i im Querschnitt;
7i eine sechste Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach
1i im Querschnitt;
8i eine erste Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen über die gesamte Länge des Tragmittels eingekoppelt werden;
9i eine zweite Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen in Längsrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
10i eine dritte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen in Längsrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
11i eine vierte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen in Längsrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
12i eine fünfte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen über die gesamte Breite des Tragmittels eingekoppelt werden;
13i eine sechste Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen in Längs- und Breitenrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
14i eine siebte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen in Längs- und Breitenrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
15i eine achte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen in das Tragmittel eingekoppelt werden und reflektierte Ultraschallwellen erfasst werden;
16i eine neunte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen in das Tragmittel eingekoppelt werden und reflektierte Ultraschallwellen erfasst werden;
17i eine zehnte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen über eine Treibrolle in das Tragmittel eingekoppelt werden;
18i eine elfte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen über eine Umlenkrolle in das Tragmittel eingekoppelt werden;
19i eine zwölfte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, wobei Ultraschallwellen über eine Umlenkrolle in das Tragmittel eingekoppelt werden; und
20i eine dreizehnte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach 1i, mit Auslösesignal und Auswertesignal einer Zustandserfassung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS
BEISPIELE
1. Aufzugsanlage/Aufzugssystem/Disposition
Eine Aufzugsanlage bzw. ein Aufzugssystem gemäss der vorliegenden Erfindung kann als Personenaufzug zum Befördern von Personen und gegebenenfalls auch Gütern oder als Güteraufzug zum ausschliesslichen Befördern von Gütern ausgeführt sein. Die nachfolgende Beschreibung der einzelnen Aufzugskomponenten erfolgt jeweils anhand einer Ausgestaltung als Personenaufzug; die erfindungsgemässe Lehre ist aber grundsätzlich auch auf Güteraufzüge übertragbar. Des weiteren wird eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage in verschiedenen Objekten, wie immobilen überirdischen und/oder unterirdischen Gebäuden, Bergwerken oder Minenanlagen, in Land-, Luft- und/oder Wasserfahrzeugen mit Vorteil eingesetzt. Weitere Angaben zur konkreten Auslegung sind im übrigen aus der EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99 zu entnehmen.
Die erfindungsgemässe Aufzugsanlage weist wenigstens eine Aufzugskabine oder alternativ eine oder mehrere bewegliche Plattformen auf, die zwischen festen Zugangsstellen (insbesondere zwischen Stockwerken eines Gebäudes) in vertikaler Richtung bewegbar sind und entlang ihrer Fahrbahnen zumindest abschnittsweise geführt sind. Die Aufzugskabine ist mit Hilfe eines Antriebssystems bewegbar, wobei das Antriebssystem einen oder mehrere gegebenenfalls voneinander unabhängig betreibbare Antriebsmaschinen aufweist. Mit Hilfe des Antriebssystems ist die Aufzugskabine optional auch in horizontaler Richtung oder entlang einer gekrümmten Kurvenbahn bewegbar ausgeführt.
Bei den Antriebssystemen kann man grundsätzlich zwischen einem mechanischen Antriebssystem unter Verwendung einer Treibscheibe oder einer Trommel, einem hydraulischen Antriebssystem und einem so genannten Zahnstangenantrieb unterscheiden. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Aufzugsanlagen mit einem Treibscheibenantrieb oder Trommelantriebe als Antriebssystem.
Der konkrete Aufbau des erfindungsgemässen Antriebssystems wird weiter unten detailliert beschrieben. Mögliche erfindungsgemässe Konfigurationen und Dispositionen für Aufzugsanlagen werden an anderer Stelle dieses Dokuments näher erläutert, wobei die nachfolgend sowie an anderer Stelle dieses Dokuments näher beschriebenen Komponenten, wie Aufzugskabine, Antrieb, Tragmittel etc. in den beschriebenen Systemen zur Anwendung kommen.
1.1 a) Aufzugskabine
Die Aufzugskabine stellt eine der Hauptbaugruppen des erfindungsgemässen Aufzugssystems dar und dient der Aufnahme von Personen und Gütern. Sie umfasst insbesondere ein 2,5 m oder bis zu 3,5 m hohes Stahlrahmengerüst, das von einem Bodenrahmen und einem Tragrahmen gebildet ist, sowie entsprechende Wand- und Deckenbauelemente.
Die Aufzugskabinen werden im Allgemeinen mit rechteckiger oder quadratischer Grundfläche hergestellt, es sind aber auch andere Kabinenformen zum Beispiel mit runder Grundfläche und dergleichen möglich. Für die Lösung konkreter Auslegungsprobleme wird im übrigen auf die EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99 verwiesen.
Es sind ein oder mehrere Zugänge an der Aufzugskabine vorgesehen. In den meisten Fällen sind die Zugänge zur Aufzugskabine mit einer Kabinentür verschliessbar.
Zum Tragen der Aufzugskabine dienen ein Tragmittel oder eine Kraftübertragungsanordnung mit mehreren (gleichen oder unterschiedlichen) Tragmitteln, die in einem Ausführungsbeispiel mittelbar oder unmittelbar an der Kabinendecke befestigt sind. In modifizierten Ausführungsbeispielen sind Tragmittel über entsprechende Umlenkscheiben unterhalb oder oberhalb der Aufzugskabine geführt. Und seitens des Aufzugsschachtes bzw. seitens verschiedener Schachtinstallationen festgelegt. Näheres regelt die EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99.
Vorteilhafterweise sind erfindungsgemässe Aufzugskabinen mit einer Evakuierungsvorrichtung versehen.
1.1 b) Evakuation
Die erfindungsgemässe Aufzugsanlage ist vorteilhafterweise mit einer Evakuierungsvorrichtung versehen, welche im Bedarfsfall ein automatisches Evakuieren von Personen, welche sich in der Aufzugskabine befinden ermöglicht. Weicht die Aufzugskabine vom (im Normalbetrieb üblichen) Normalfahrverlauf ab, wird dies von einem Sicherheitsüberwachungssystem festgestellt und die bewegte Aufzugskabine wird in einen Sonderbetrieb überführt. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Aufzugskabine ungesteuert in einen Sonderbetrieb übergeht und dies von einem Sicherheitsüberwachungssystem detektiert wird. Ein derartiger Sonderbetrieb ist beispielsweise auch bei einem Abweichen einer effektiven Fahrbewegung vom Normalfahrverlauf, bei einem Unterbruch der Antriebsenergie, bei einem Versagen von Betriebsbremssystemen oder auch bei einem Versagen eines Tragmittels gegeben.
Im Sonderbetrieb kann die Aufzugskabine von einer Bremseinrichtung, mittels einer von der Bremseinrichtung zusammen mit einer Bremsbahn bewirkten Bremskraft, zum Stillstand verzögert und anschliessend im Stillstand gehalten werden. Die Bremskraft wird bei diesem Beispiel einer Bremseinrichtung dadurch erzeugt, dass ein Bremsbelag mit einer Kraft auf eine Bremsbahn oder eine Führungsschiene gepresst wird. Eine derartige Bremseinrichtung kann eine Bremse umfassen, welche bei der Antriebsmaschine angeordnet ist und welche die Bremskraft in Zusammenwirkung mit einer Bremstrommel, Bremsscheibe oder Bremswelle etc. erzeugt. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist sie als eine Bremseinrichtung ausgeführt, welche im Bereich der Aufzugskabine angeordnet ist. Im ersten Fall kann die Bremseinrichtung naturgemäss ein Versagen von Tragmitteln nicht mehr absichern, hingegen übernimmt die Bremseinrichtung des zweiten Falles auch die Aufgaben einer Fangvorrichtung gemäss Kapitel 1.5 (Fangvorrichtung).
Bei der im vorliegenden Beispiel verwendeten Bremseinrichtung handelt es sich bevorzugt um eine geregelte oder gesteuerte Bremseinrichtung, welche zumindest eine Verzögerung entsprechend einem Vorgabewert einstellen kann. Ein Beispiel wie eine derartige Bremseinrichtung ausgeführt sein kann ist in der EP 1671912 A1 beschrieben, die vollumfänglich in Bezug genommen werden soll. Hierbei besteht die Bremseinrichtung aus mindestens zwei Bremseinheiten, wobei jede Bremseinheit eine Normalkraftregelung aufweist, welche eine Normalkraft (FN) entsprechend einem, von einer Bremssteuereinheit bestimmten Normalkraftwert einstellt. Diese Normalkraft ist die Kraft, mit der der Bremsbelag auf die Führungsschiene gepresst wird und damit eine entsprechende Bremskraft und Verzögerung der Aufzugskabine bewirkt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Bremskraft, um eine Aufzugskabine im Sonderbetrieb oder in einem Fehlerfall zu verzögern, durchaus sehr gering sein kann. Dies ist der Fall, wenn beispielsweise die Aufzugkabine derart beladen ist, dass sie in einem Gleichgewichtszustand zu einem Gegengewicht ist. Die Haltekraft ist die Kraft, die benötigt wird, um die Aufzugskabine, unter Berücksichtigung möglicher Beladungs- oder Handhabungssituationen sicher festzuhalten, während die Bremskraft die Kraft ist, welche benötigt wird oder vorhanden ist, um eine in Bewegung befindliche Aufzugskabine sicher zu verzögern.
Bei der hier vorgestellten Alternative der Evakuierungsvorrichtung berechnet in bevorzugter Weise die Bremssteuereinheit und/oder die Bremseinrichtung und/oder ein der Bremseinrichtung oder der Bremssteuereinheit zugeordneter (Sonderbetriebs-)Rechner zeitweise oder kontinuierlich eine erforderliche Verzögerung, um im Sonderbetrieb die Aufzugskabine innerhalb einer Ausstiegszone zum Stillstand zu bringen. Dies ist vorteilhaft, da damit ein einfaches Befreien von Personen ermöglicht ist, welche sich im Sonderbetrieb in der Aufzugskabine befinden. Ein langer Aufenthalt von eingeschlossenen Personen in einer stillstehenden Aufzugskabine entfällt dadurch.
Alternativ oder ergänzend erkennt die Bremseinrichtung weiter einen erfolgten Stillstand der Aufzugskabine, wenn eine sprungartige Veränderung einer Bremskraft und/oder einer gemessenen wirklichen Beschleunigung festgestellt wird, und die Bremseinrichtung stellt eine Bremskraftvorgabe oder eine Normalkraft bei Feststellung des erfolgten Stillstands entsprechend einer Haltekraft ein. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die Aufzugskabine nach erfolgter Bremsung sicher festgesetzt wird. Damit kann die Aufzugskabine zum Verlassen freigegeben werden und einem Wegrutschen ist vorgebeugt, während Personen die Aufzugskabine verlassen oder wenn beispielsweise Servicepersonal die Aufzugskabine betritt.
Optional beinhaltet die Bremseinrichtung vorteilhafterweise einen Bremskraftsensor, mit Hilfe dessen eine Bremskraft erfassbar ist. Zudem kann der Bremskraftsensor als ein integraler Bestandteil der Bremseinrichtung selbst ausgeführt sein. Damit ergibt sich eine einfache Funktionsstruktur und im Weiteren eine kostengünstige Ausführung.
Eine sprungartige Veränderung der Bremskraft kann besonders einfach angenommen werden, wenn eine Änderung der Wirkrichtung der Bremskraft festgestellt wird, welche aus einer Änderung der Bewegungsrichtung der Aufzugskabine resultiert. Ferner kann eine sprunghafte Veränderung der Bremskraft angenommen werden, wenn sich infolge einer Stillsetzung der Aufzugskabine der Wegfall eines Verzögerungsanteiles der Bremskraft ergibt. Der Wegfall des Verzögerungs- bzw. des Beschleunigungsanteiles wird erfindungsgemäss bevorzugt durch eine Messung der wirklichen Beschleunigung festgestellt. Dies sind besonders einfache und sichere Varianten zur sicheren Feststellung des Stillstandes.
Die Art, der im Einzelfall angewendeten Variante ergibt sich naturgemäss aus einer aktuellen Betriebs- und Sonderbetriebs- bzw. Fehlersituation. Fährt zum Beispiel eine wenig beladene Aufzugskabine abwärts und diese Kabine muss wegen eines unerwarteten Ereignisses angehalten werden, so ist nur eine sehr kleine Bremskraft notwendig um die Aufzugkabine zu verzögern, da sie schon aufgrund des Übergewichts des Gegengewichts verzögert wird. Kommt die Aufzugskabine nun zum Stillstand, möchte sich die Aufzugskabine, wegen des weiterhin bestehenden Übergewichts des Gegengewichts, nach oben bewegen, bzw. nach oben beschleunigen. Dies kann besonders einfach festgestellt werden, da sich die Wirkrichtung der Bremskraft ändert und die Bremskraftvorgabe kann derart erhöht werden, dass sich eine hohe und sichere Haltekraft ergibt. Die Aufzugskabine kann somit sanft verzögert und dennoch sicher gehalten werden. Fährt zum Beispiel die wenig beladene Aufzugskabine andererseits aufwärts und muss wegen eines unerwarteten Ereignisses oder eines Fehlers angehalten werden, so beschleunigt das Übergewicht des Gegengewichts die Aufzugskabine weiter. Es ist also eine Bremskraft notwendig welche zum einen ein statisches Übergewicht des Gegengewichts kompensiert und zum anderen einen dynamischen Bremsanteil aufbringt. Kommt nun die Kabine zum Stillstand, entfällt der dynamische Bremsanteil, da nur noch das Übergewicht des Gegengewichts zu halten ist. Dies kann nun ebenso einfach festgestellt werden, da sich die Bremskraft oder die Beschleunigung sprunghaft ändert. In diesem Fall muss die Bremskraftvorgabe, bzw. die Normalkraft so erhöht werden, dass sich eine hohe und sichere Haltekraft ergibt. Die Aufzugskabine kann somit wiederum sanft verzögert und anschliessend sicher gehalten werden.
Eine hohe Haltekraft stellt sicher, dass die Aufzugskabine bei nun folgenden Serviceaktivitäten nicht plötzlich wegrutscht. Es ist hierbei selbstverständlich, dass abhängig von einer Konstruktionsart der Bremseinrichtung verschiedene Möglichkeiten zur Einstellung der im Halt geforderten Haltekraft bestehen. Wird in einem ersten erfindungsgemässen Beispiel eine Bremseinrichtung verwendet, bei der zur Erzielung einer gewünschten Brems- bzw. Haltekraft eine Normalkraft geregelt oder gesteuert wird, resultiert die Bremskraftvorgabe in einer Normalkraftvorgabe, nach welcher die Bremseinrichtung dann eine wirkende Normalkraft einstellt. Wird in einem zweiten erfindungsgemässen Beispiel eine direkte Bremskraftregelung oder eine einfache Verzögerungsregelung verwendet, wird die Bremseinrichtung aufgrund der Bremskraftvorgabe zwangsläufig eine maximale Zustellkraft bzw. Normalkraft bewirken, da ja im Halt bei unbewegter Aufzugskabine lediglich eine der Haltekraft entsprechende Bremskraft gemessen werden kann und – da dieser Wert kleiner als die Bremskraftvorgabe im Halt ist – die Bremseinrichtung demzufolge versucht, diesen Wert zu erhöhen. Daraus ist ersichtlich, dass bei Verwendung einer Normalkraftregelung die Bremseinrichtung geschont werden kann, da nur eine zum Halten erforderliche Normalkraftvorgabe gemacht werden kann. Im Folgenden wird in diesem Zusammenhang der Begriff Normalkraft verwendet, wobei gleichwertig auch eine aus einer Bremskraftregelung oder Verzögerungsregelung entstehende Zustellkraft beinhaltet ist.
Vorteilhafterweise stellt die Bremseinrichtung die Normalkraft nach Ablauf einer maximal erwarteten Bremszeit oder bei Feststellung eines Bremsfehlers auf einen der Haltekraft entsprechenden Wert ein. Dies ergibt eine Zweitsicherheit, da bei einer Störung des Bremssystems nach einer vorbestimmten Zeit eine sichere Haltekraft eingestellt wird, auch wenn die Aufzugskabine bereits sicher angehalten haben sollte. Die Systemsicherheit wird somit erhöht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Aufzugskabine in einem Aufzugsschacht bzw. in einer Einhausung angeordnet, wobei Schachttüren und/oder Nottüren vorgesehen sind, durch welche die Aufzugskabine betretbar ist. Eine Ausstiegszone ist durch einen Annäherungsbereich der Aufzugskabine in Bezug auf die Schachttüre bzw. Nottüre bestimmt. Dies ist vorteilhaft, da diese Ausführung ein Verlassen der Aufzugskabine in einer "normalen" Haltestelle erlaubt. Als "normale" Haltestelle ist eine Haltestelle definiert, welche auch im Normalbetrieb angefahren wird. Die Ausstiegszone ist dabei zum Beispiel der Bereich in dem eine Aufzugskabinentür im Eingriff mit einer Schachttüre steht und somit gefahrlos von Hand oder allenfalls elektrisch gesteuert geöffnet werden kann. Es ist selbstverständlich, dass in einem Sonderbetrieb nicht unbedingt eine genaue Ausrichtung von Aufzugskabinentür zur Schachttüre erfolgen muss. Eine Stufenbildung von 0,25 Metern oder mehr kann in einem Sonderbetrieb durchaus akzeptiert sein. Ebenfalls kann bei diesem Ereignis eine Warnmitteilung oder eine Anzeige bereitgestellt werden, welche auf eine mögliche Stufe hinweist und Fahrgäste somit warnt. Eine grössere Distanz von bis zu 0,5 Metern ist ebenfalls möglich. Hierbei ist der Eingriff einer instruierten Person vorsehbar, welche die Schacht- und Aufzugskabinentür von Hand öffnen kann. In weiteren Ausführungsbeispielen können für besondere Gebäude Notausstiegszonen definiert sein. Dies ist dann sinnvoll, wenn grössere Fahrdistanzen ohne normale Haltestellen vorhanden sind, wie es beispielsweise bei Aufzugsanlagen mit so genannten Expresszonen zutrifft. Diese Notausstiegszonen sind mit Nottüren versehen.
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemässe Bremseinrichtung derart ausgeführt, dass sie während der Bewegung der Aufzugskabine im Normalbetrieb, mehrmals eine hypothetisch erforderliche Verzögerung berechnet, welche erforderlich wäre, um im Sonderbetrieb die Aufzugskabine innerhalb der Ausstiegszone zum Stillstand zu bringen. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Bremseinrichtung dadurch in der Lage ist schnell zu reagieren. Im einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel wird der sich wiederholende Berechnungsvorgang der hypothetisch erforderlichen Verzögerung, für eine Plausibilitätskontrolle genutzt: Vorteilhafterweise findet die Berechnung der hypothetisch erforderlichen Verzögerung in kurzen Zeitintervallen bzw. andauernd oder kontinuierlich statt. Zur Realisierung der Plausibilitätskontrolle werden mehrere Berechnungsergebnisse miteinander verglichen, und insbesondere werden eine Abweichung der Berechnungsergebnisse voneinander bzw. eine Standardabweichung ermittelt. Ein mögliches Zeitintervall ist derart gewählt, dass ein genügend genaues Anfahren der Ausstiegszone möglich ist. Das Zeitintervall kann in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit der Aufzugskabine gewählt werden. In der Regel ist ein Zeitintervall von weniger als einer 1 Sekunde, insbesondere zwischen 0,1 s und 0,6 s bevorzugt.
Erfindungsgemäss wird eine beim Übergang zum Sonderbetrieb zur Kabinenposition nächstgelegene Ausstiegszone angefahren. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel wird diejenige Zone angefahren, welche mit "angenehmer Verzögerung" erreicht werden kann, auch wenn dies nicht die nächstgelegene Ausstiegszone sein sollte. Als "angenehme Verzögerung" wird dabei beispielsweise eine Vorzögerung von weniger als 4 m/s² bezeichnet. Abhängig von einer Betriebssituation oder einer Art des Sonderbetriebes können selbstverständlich auch höhere Verzögerungswerte zur Anwendung gelangen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein bevorstehendes Auffahren auf ein Hindernis festgestellt wird (d. h. eine drohende Kollision mit einer anderen Aufzugskabine oder mit einem Schachtende) oder eine in nächster Nähe geöffnete Schachttüre detektiert würden in dem Zeitpunkt, in dem zum Sonderbetrieb übergegangen wird..
Vorteilhafterweise wird die hypothetisch erforderliche Verzögerung, beim Übergang in den Sonderbetrieb (d. h. beispielsweise beim Eintritt eines unerwarteten Ereignisses) direkt zur Durchführung der Bremsung als erforderliche Verzögerung definiert und verwendet. Die Bremseinrichtung bestimmt in weiteren modifizierten Ausführungsbeispielen unter Verwendung dieser erforderlichen Verzögerung fallweise weitere Bremsregelgrössen wie Bremskraft oder Normalkraft. Diese Lösung ergibt eine klare Funktionsstruktur. Ab dem Zeitpunkt des Eintritts des unerwarteten Ereignisses kann die Bremsung autonom erfolgen, da die Bremseinrichtung lediglich den vorgegebenen Verzögerungswert einhalten muss.
Vorteilhafterweise ist die Bremseinrichtung in der Lage, einen zeitlich verzögerten Bremseinsatzpunkt oder die Verzögerung in Form einer beliebigen Referenz-Beschleunigungskurve zu bestimmen, wenn dies zum Erreichen einer nächsten Ausstiegszone erforderlich oder günstig ist. Eine beliebige Form der Referenz-Beschleunigungskurve ist beispielsweise eine Kurve, welche in einem ersten zeitlichen Bereich eine hohe Verzögerung vorsieht und (nach der Phase starker Verzögerung) in einem zweiten zeitlichen Bereich eine Phase mit geringerer Verzögerung vorsieht (insbesondere bei einer Annäherung an die Ausstiegszone)., Alternativ kann eine modifizierte Form der Referenz-Beschleunigungskurve bestimmt werden, wonach in einem ersten zeitlichen Bereich eine Beschleunigung zugelassen wird, um danach in einem zweiten zeitlichen Bereich in eine Verzögerungsphase überzugehen. In einem dritten zeitlichen Bereich kann eine reduzierte Verzögerung bei einer Annäherung an die Ausstiegszone vorgesehen sein. Dies ist vorteilhaft, da abhängig von einer Distanz zur nächstmöglichen Ausstiegszone die Zeit bis zum Erreichen der Ausstiegszone bedarfsgerecht optimiert werden kann. Vorteilhafterweise wird zur Berechnung der erforderlichen Verzögerung ein Bremsrechner bzw. ein Sonderbetriebsrechner verwendet, der von anderen Steuerungsfunktionen zumindest funktionell getrennt ist.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet die Bremseinrichtung einen Beschleunigungssensor und einen Beschleunigungsregler. Während des Abbremsens verwenden diese die vom Bremsrechner vorgegebene erforderliche Verzögerung als Sollwert und die Normalkraft als Stellgrösse. Weiter beinhaltet die Bremseinrichtung vorteilhafterweise mindestens zwei Bremseinheiten, welche auf jeweils eine Bremsbahn einwirken, wobei die Bremseinrichtung Bremsregelgrössen für jede der einzelnen Bremseinheiten bestimmt. Dies ist vorteilhaft, da dabei Fehler einer einzelnen Bremseinheit durch die übrigen Bremseinheiten kompensiert werden können.
Die Bremseinrichtung ist vorteilhafterweise als eine elektromechanische oder eine hydraulische oder eine rein mechanische Reibbremseinrichtung ausgestaltet. Es kann auch eine Kombination von unterschiedlichen Bremsarten verwendet werden. Dies erhöht die Funktionssicherheit des Gesamtsystems, da unterschiedliche Arten sich in Fehlersituationen in der Regel ergänzen.
Vorteilhafterweise ist die Bremsbahn einstückig mit der Führungsbahn zusammengefügt. Dies ergibt eine kostengünstige Gesamtlösung.
In einer Weiterbildung wird die erforderliche Verzögerung und/oder der zeitlich verzögerte Bremseinsatzpunkt und/oder eine Referenz-Beschleunigungskurve unter Berücksichtigung eines oder mehrerer der folgenden Parameter bestimmt:

– Geschwindigkeit der Aufzugskabine,
– aktuelle Position der Aufzugskabine in Bezug auf ein Schachtende,
– aktuelle Position der Aufzugskabine in Bezug auf eine Schachttüre
– aktuelle Position der Aufzugskabine in Bezug auf eine Nottüre,
– aktuelle Position der Aufzugskabine in Bezug auf eine weitere Aufzugskabine,
– Betriebsmodus der Aufzugsanlage und/oder
– Zustand der Bremseinrichtung.

Unter selektiver Berücksichtigung der genannten Parameter kann ein komfortables und trotzdem sicheres Anhalten der Aufzugskabine im Sonderbetrieb erreicht werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Aufzugsanlage erfolgt eine Evakuierung mittels einer Evakuiersteuerung, welche bei einem fehlerbedingten Anhalten der Aufzugskabine entweder manuell oder automatisch initialisiert wird. Diese Ausführungsart kann gewählt werden, wenn keine regelbare Bremseinrichtung verwendet ist.
Ist der (an anderer Stelle im Detail beschriebene) Aufzugsantrieb intakt, wird nach erfolgter Initialisierung der Evakuiersteuerung eine Stillstandsbremse mittels einer Notstromquelle geöffnet. Ein Fahrtrichtungsdetektor erfasst sodann eine resultierende Bewegungsrichtung der Aufzugskabine. Die resultierende Bewegungsrichtung folgt aus einem momentanen Belastungszustand der Aufzugskabine. Bei nur wenig beladener Aufzugskabine wird sich dieselbe u. U. wegen eines im Vergleich schwereren Gegengewichts in Aufwärtsrichtung in Bewegung versetzen, während bei stark beladener Aufzugskabine sich eine Bewegung in Abwärtsrichtung einstellt. Der Fahrtrichtungsdetektor, vorzugsweise ein an der Antriebsmaschine integrierter Drehzahl-Encoder, stellt somit nach dem Öffnen der Stillstandsbremse die zuladungsbedingte Fahrtrichtung fest und die Evakuiersteuerung gibt nun der Antriebseinheit einen Fahrbefehl in genau diese Fahrrichtung. Die Soll-Verfahrgeschwindigkeit ist hierbei auf einen kleinen Wert, beispielsweise 0,03 m/s bis etwa 0,3 m/s vorgegeben. Der Antrieb benötigt in dieser Fahrrichtung naturgemäss wenig Energie, da lediglich gebremst werden muss. Die Notstromquelle ist dementsprechend optional derart dimensioniert, dass eine Antriebssteuerung, üblicherweise ein frequenzgeregelter Umrichter, im Betrieb gehalten wird. Mit dieser kleinen Soll Verfahrgeschwindigkeit wird bis zur nächsten Ausstiegsstelle gefahren, und bei Erreichen derselben wird die Stillstandsbremse wieder eingerückt, so dass die Kabine festgesetzt ist. Eingeschlossene Personen können die Aufzugskabine verlassen.
Alternativ oder ergänzend kann eine Einrichtung vorgesehen werden, welche bei einem Defekt der Antriebseinrichtung oder der zugehörigen Antriebsregelung zur Anwendung gelangt. Hierbei wird die Stillstandsbremse bei einem, vorzugsweise manuellen Betätigen einer Evakuiereinrichtung jeweils für eine kurze Zeitspanne geöffnet und anschliessend wieder geschlossen. In dieser Zeitspanne bewegt sich die Aufzugskabine aufgrund des Beladungszustandes in eine der Fahrtrichtungen. Die Zeitspanne ist nun derart bemessen, dass auch bei Extrembeladung und fehlendem Antriebsmoment, keine zu grosse Geschwindigkeit resultiert. Dieser Öffnungsvorgang der Stillstandsbremse wird nun wiederholt bis die Aufzugskabine im Ausstiegsbereich einer Ausstiegsstelle angelangt ist. Bevorzugte Zeitspannen zum Offenhalten der Stillstandsbremse sind etwa 120 bis 500 Millisekunden, vorzugsweise etwa 180 Millisekunden. Diese Zeitspanne ist abhängig von der gesamten Massenverteilung der bewegten Teile, wie Aufzugskabine, Gegengewicht, Tragmittel und rotierende Teile der Antriebsmaschine vorbestimmt. Alternativ kann anstelle der Zeitspanne auch ein Wegbereich definiert sein. So kann die Stillstandsbremse jeweils solange offen gehalten werden, bis sich die Aufzugskabine um etwa 150 bis 350 Millimeter, vorzugsweise etwa 250 Millimeter bewegt hat. Auch dadurch kann die Aufzugskabine zum Zwecke der Evakuation sicher in die Nähe einer nächsten Ausstiegstelle bewegt werden.
Vorteilhafterweise ist eine erfindungsgemässe Evakuiersteuerung alternativ oder zusätzlich mit einem Geschwindigkeitssensor versehen, beispielsweise wird hierzu der Drehzahl-Encoder der Antriebsmaschine instrumentalisiert. Die Evakuiersteuerung hält die Stillstandsbremse erfindungsgemäss jeweils nur solange geöffnet, wie eine Verfahrgeschwindigkeit unterhalb einer zulässigen Evakuiergeschwindigkeit von beispielsweise 0,5 m/s liegt.
1.2 a) Gegengewicht
Insbesondere bei Aufzugsanlagen mit einem Treibscheibenantrieb wird zur Reduzierung der benötigten Antriebsenergie ein Gegengewicht benutzt. Das Gegengewicht beeinflusst dabei auch die Treibfähigkeit des Antriebssystems.
Das Gewicht des Gegengewichts ist üblicherweise höchstens gleich der Summe aus dem Gewicht der Aufzugskabine und der Hälfte der maximalen Nutzlast der Aufzugsanlage. Der volle Ausgleich, bei dem die Antriebsenergie hauptsächlich zur Überwindung der Reibungswiderstände im System aufgebracht wird, besteht also bei Belastung der Aufzugskabine mit halber Nutzlast.
Die Form des Gegengewichts ist bevorzugt der Form und der Grösse des Gegengewichtsfahrbereichs angepasst, der innerhalb des Aufzugsschachts für die Aufzugskabine oder getrennt von diesem vorgesehen ist. Dabei wird das Gegengewicht im Fahrschacht vorzugsweise in geeigneten Führungsschienen geführt. Für die Lösung konkreter Auslegungsprobleme wird im übrigen auf die EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99 verwiesen.
1.2 b) Gegengewichtsauslegung
Erfindungsgemäss wird das Gewicht des Gegengewichts (32), derart gewählt, dass es wenigstens näherungsweise der Summe aus dem Leergewicht und der Hälfte der zulässigen Nutzlast der Aufzugskabine (10) entspricht. Damit wird die maximale Zugkraft minimiert, die die Antriebsmaschine (14) zum Heben, Halten bzw. Absenken der Aufzugskabine (10) aufbringen muss. Bei halber zulässiger Nutzlast ist das Aufzugsystem ausbalanciert, i. e. die Antriebsmaschine (14) muss keine Haltekraft aufbringen und auch beim Heben oder Absenken nur Reibungskräfte überwinden. Die maximale Zugkraft tritt dann bei leerer Aufzugskabine (10) (bei der das Gegengewicht (32) nach unten zieht) und voller Aufzugskabine (10) (bei der die Aufzugskabine (10) nach unten zieht) auf. Die Antriebsmaschine (14) wird dabei so gewählt, dass sie einerseits diese maximale Zugkraft als statische Haltekraft aufbringen und andererseits zusätzlich auch die bei einem Nominalgeschwindigkeitsprofil auftretenden Trägheitskräfte der Aufzugskabine (10) einschliesslich Nutzlast sowie des Gegengewichts (32) im Dauer- oder Zeit-Hubbetrieb ausgleichen kann.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird entsprechend der US 5,984,052 vorgeschlagen, die hinsichtlich der Auslegung des Aufzugssystems inhaltlich voll in Bezug genommen wird, das Gegengewicht so zu wählen, dass es der Summe aus dem Leergewicht und einem statistischen Mittelwert der Nutzlastverteilung entspricht, der im Ausführungsbeispiel mit 30% der zulässigen Nutzlast angenommen wird. Ein solches Aufzugsystem ist im statistischen Mittel ausbalanciert, i. e. erfordert während eines grossen Anteils des täglichen Betriebs nur geringe Halte- bzw. Hubkräfte. Sofern die Aufzugskabine im Ausführungsbeispiel jedoch mehr als 40% der zulässigen Nutzlast befördert, vergrössert sich die von der Antriebsmaschine aufzubringende Zugkraft gegenüber dem vorher beschriebenen mit 50% ausbalancierten Aufzugsystem und übersteigt ab 80% der zulässigen Nutzlast die maximal aufzubringende Zugkraft des mit 50% ausbalancierten Aufzugsystems. In Kombination mit den an anderer Stelle dieses Dokuments vorgeschlagenen Tragmitteln, Treibscheiben und Umlenk- bzw. Führungsrollen lässt sich das Gesamtgewicht des Aufzugssystems optimieren.
In einem Betriebsbereich von ca. 70% bis 100% der zulässigen Nutzlast kann die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebene, erfindungsgemässe Antriebsmaschine nicht mehr dieselben Trägheitskräfte ausgleichen wie im übrigen Betriebsbereich. Dementsprechend wird unter Bezugnahme auf die US 5,984,052 vorgeschlagen, ab einem bestimmten prozentualen Nutzlastwert, z. B. 70%, 75% oder 80%, das Nominalgeschwindigkeitsprofil zu ändern und nur noch mit geringeren Beschleunigungen zu arbeiten. In bevorzugter Weise ist weiter erfindungsgemäss vorgesehen, ab einem bestimmten Schwellenwert der Nutzlast, z. B. 50%, die Geschwindigkeit (bzw. die Drehzahl des Motors und/oder des Getriebes) sukzessive, in Stufen oder kontinuierlich abzusenken. Dabei kann in einer Aufzugssteuerung ein linearer oder parabolischer/hyperbolischer funktionaler Zusammenhang zwischen dem Ist-Wert der Nutzlast und der Kabinengeschwindigkeit bzw. der Motordrehzahl abgelegt sein.
Die von der US 5,984,052 vorgeschlagene und im Rahmen der vorliegenden Erfindung übernommene Ausbalancierung erfordert grundsätzlich die aufwändige empirische Bestimmung des Nutzlastmittelwertes. Sofern die Nutzlastverteilung im tatsächlichen Betrieb von der bei der Auslegung des Gewichts des Gegengewichts zugrunde gelegten Verteilung abweicht, arbeitet das Aufzugsystem suboptimal. Auch bei einer grossen Standardabweichung vom Mittelwert, i. e. wenn häufig stark vom Mittelwert abweichende Nutzlasten auftreten, verschlechtert sich die Effizienz dieses Aufzugsystems.
Die herkömmliche 50%-Ausbalancierung erfordert demgegenüber relativ grosse Gegengewichte. Diese sind in der Herstellung, der Montage und der Wartung ungünstig. Insbesondere erfordern grosse Gegengewichte, nachteilig, zusätzlichen Bauraum im Aufzugschacht. Die Ausbalancierung mit einem statistischen Nutzlastmittelwert reduziert die Transportkapazität bei Volllastbetrieb erheblich, da gerade bei diesem Betriebszustand die Nominalgeschwindigkeit reduziert wird.
Die erfindungsgemässe Aufzugsanlage umfasst in einem weiteren Ausführungsbeispiel erfindungsgemäss eine Aufzugskabine 10 (mit dem Leergewicht MK), die auf eine zulässige Nutzlast MLmax (z. B. 1500 kg) ausgelegt ist. An der Aufzugskabine 10 ist ein Tragmittel befestigt, auf das die Antriebsmaschine 14 eine Zugkraft derart aufbringen kann, dass die Aufzugskabine 10 sich hebt, senkt oder in einer Höhe gehalten wird. Dabei ist eine Variante der an anderer Stelle dieses Dokuments vorgesehenen Tragmittel vorgesehen. Dabei kann ferner die Antriebsmaschine 14 eine maximale Zugkraft MFmax als statische Haltekraft MFmaxA, als dynamische Dauer-Hubkraft MFmaxUD und/oder als Zeit-Hubkraft MfmaxUZ aufbringen. Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine gemäss einer in diesem Dokument an anderer Stelle offenbarten Bauarten gewählt.
In der Regel ist die dynamische Hubkraft, die zusätzlich zu Gewichts- auch Trägheits- und Reibungskräfte ausgleichen muss, grösser als die statische Haltekraft. Dabei ist die Zeit-Hubkraft, die die Antriebsmaschine 14 kurzzeitig erzeugen kann, im Allgemeinen grösser als die Dauer-Hubkraft, die die Antriebsmaschine 14 über einen längeren Zeitraum aufbringen kann. Umgekehrt kann, insbesondere, sofern die Antriebsmaschine 14 vorteilhaft eine Bremse umfasst, welche in einen Motor integriert oder von diesem separat ausgebildet sein kann, die von der Antriebsmaschine 14 maximal erzeugbare statische Haltekraft MFmaxA die dynamische Hubkraft MFmaxU auch übersteigen. So sollen insbesondere Sicherheitsbremsen bei Aufzugsystemen die nominellen Leistungen der Antriebsmotoren übersteigen, um beim Ausfall der Motoren die Aufzugskabine 10 sicher abbremsen und halten zu können. Um die bei einer solchen Notabbremsung auftretenden Trägheitskräfte, die die dynamischen Lasten im Normalbetrieb übersteigen können, sicher auszugleichen, können die Bremsen entsprechend stark dimensioniert sein.
Gemäss dieser vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird nun vorgeschlagen, dass das Gewicht MG des Gegengewichts 32 im Wesentlichen der Summe des Leergewichts MK und der Differenz zwischen der maximalen Zugkraft MFmax der Antriebsmaschine 14 und der zulässigen Nutzlast MLmax der Aufzugskabine 10 entspricht, in Gleichungsform MG ≈ MK + (MLmax – Mmax) (1)
Das Gewicht des Gegengewichts 32 muss nicht exakt der Summe des Leergewichts und der Differenz zwischen der maximalen Zugkraft und der zulässigen Nutzlast entsprechen. Insbesondere kann das Gegengewicht 32, wie nachfolgend erläutert wird, etwas grösser gewählt sein, um Trägheits- und Reibungskräfte sowie zusätzliche Gewichte der Tragmittel zu berücksichtigen, so dass gilt MG ≥ MK + (MLmax – MFmax) (2)
Die an anderer Stelle besschriebene Antriebsmaschine 14 kann bauartabhängig eine maximale Zugkraft MFmax aufbringen. Diese ist stets mindestens grösser als die halbe zulässige Nutzlast MLmax, da andernfalls die Antriebsmaschine 14 entweder die volle oder leere Aufzugskabine 10 nicht halten bzw. heben und senken könnte. MFmax > 0.5 × MLmax (3)
Nun wird, gemäss einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung, die Masse des Gegengewichts 32 so gewählt, dass die Antriebsmaschine 14, mit ihrer maximalen Zugkraft, die Aufzugskabine 10 mit angekoppeltem Gegengewicht 32 gerade halten bzw. mit dem Nominalgeschwindigkeitsprofil heben bzw. absenken kann. Hierbei können die für Aufzugsysteme erforderlichen Sicherheitsfaktoren beispielsweise dadurch berücksichtigt werden, dass als maximale Zugkraft MFmax in Gleichung (1) bzw. (2) ein Quotient der bauartbedingten maximalen Zugkraft der Antriebsmaschine 14 und einem entsprechenden Faktor angesetzt wird. Ein typischer Wertebereich dieses Sicherheitsbereiches liegt bei 1,1 bis 2,0. Damit lassen sich übliche Beschleunigungs- und Trägheitseinfüsse, Reibungsverluste, Tragmittelverlagerungen oder Überlastreserven berücksichtigen. Dieser Sicherheitsfaktor wird in der Regel für bestimmte Aufzugskategorien festgelegt. Vorzugsweise beträgt dieser Sicherheitsfaktor etwa 1,3. Dieser Wert bewährt sich bei Personenaufzügen mit bis zu 10 Stockwerken.
Selbstverständlich kann dieser Sicherheitsfaktor schon in der Angabe der maximalen Zugkraft MFmax der Antriebsmaschine 14 beinhaltet sein. In diesem Falle braucht dieser Sicherheitsfaktor beim Optimieren des Gegengewichtes 32 nicht mehr berücksichtigt zu werden.
Abweichend von der weiter oben beschriebenen Auslegung des Gewichts des Gegengewichts 32, bei der einerseits die erforderliche maximale Zugkraft der Antriebsmaschine 14 minimiert wird (50%-Ausbalancierung) und/oder andererseits die erforderliche Zugkraft der Antriebsmaschine 14 im statistischen Mittel minimiert wird, wird bei einer weiteren Variante vorgeschlagen, die von einer Antriebsmaschine 14 zur Verfügung gestellte Zugkraft vollständig auszunutzen und dabei das Gewicht des Gegengewichts zu optimieren bzw. zu minimieren.
Hierdurch wird es vorteilhaft möglich, die Antriebsmaschine 14 aus einer Baureihe mit vorbestimmten abgestuften Zugkräften auszuwählen. In einem ersten Schritt wird dabei diejenige Antriebsmaschine 14 mit der kleinsten maximalen Zugkraft ausgewählt, die ausreicht, die Aufzugskabine 10 bei einer 50%-Ausbalancierung zu heben, senken bzw. halten. Denn bei einer 50%-Ausbalancierung ist die erforderliche maximale Zugkraft minimal, so dass eine Antriebsmaschine 14 jedenfalls diese von der Ausbalancierung abhängige kleinstmögliche maximale Zugkraft aufbringen können muss.
In abgestuften Baureihen wird in der Regel die maximale Zugkraft der einzelnen Typen nicht exakt mit der so ermittelten, vom Leer- und Nutzlastgewicht der Aufzugskabine 10, Reibwerten, Gewichten der Tragmittel, Sicherheitsfaktoren und ähnlichem abhängigen kleinsten maximalen Zugkraft für einen konkreten Anwendungsfall übereinstimmen. Dementsprechend wird in dem ersten Schritt diejenige Antriebsmaschine 14 aus der Baureihe ausgewählt, dessen maximale Zugkraft diese kleinste erforderliche maximale Zugkraft übersteigt.
Die solcherart ausgewählte Antriebsmaschine 14 stellt mithin mehr (maximale) Zugkraft zur Verfügung als für den konkreten Anwendungsfall erforderlich wäre. Dieser Überschuss wird erfindungsgemäss genutzt, um die Masse des Gegengewichts 32 so weit wie möglich zu optimieren, das heisst zu minimieren. Denn ein Gegengewicht, das nicht mit 50% ausbalanciert ist, erfordert im Grenzfall einer leeren oder maximal ausgelasteten Aufzugskabine 10 eine höhere Zugkraft zum Heben, Senken bzw. Halten der Aufzugskabine 10. Diese höhere Zugkraft kann die aus der Baureihe ausgewählte, insofern überdimensionierte Antriebsmaschine 14 jedoch gerade erbringen.
Auf der anderen Seite ist es nicht wie bei der Ausführungsvariante nach der US 5,984,052 notwendig, das Nominalgeschwindigkeitsprofil bei höheren Nutzlasten zu verändern, da erfindungsgemäss die Masse des Gegengewichts (32) nur soweit minimiert wird, dass die Aufzugskabine (10) über ihre volle Nutzlastverteilung mit dem gewünschten Nominalgeschwindigkeitsprofil fahren kann. Denn erfindungsgemäss wird das Gewicht des Gegengewichts (32) nur soweit reduziert, dass die Antriebsmaschine (14) die Aufzugskabine (10) in allen Betriebszuständen mit den gewünschten Geschwindigkeitsprofilen heben bzw. senken kann. Dadurch wird die Transportkapazität bei Volllastbetrieb erhöht.
Mithin stellt die erfindungsgemässe Wahl der Masse des Gegengewichts (32) einen optimalen Kompromiss zwischen einer 50%-Ausbalancierung mit im Grenzfall minimaler Zugkraft, und einer Ausbalancierung auf den statistischen Nutzlastmittelwert dar, bei dem die Zugkraft im statistischen Mittel minimal ist. Sie erlaubt insbesondere, die Antriebsmaschine (14) aus einer Baureihe mit vorbestimmten abgestuften Zugkräften auszuwählen und ermöglicht es damit, auf kostengünstige Serienantriebsmaschinen zurückzugreifen, diese gleichwohl optimal auszunutzen und Kosten des Aufzugssystems zu minimieren.
Ein minimales Gegengewicht bringt eine Reihe von Vorteilen: Zum einen werden bereits bei der Herstellung Materialkosten eingespart. Zum anderen ist das Handling eines kleineren Gegengewichts 32 bei der Herstellung, dem Transport zum Einsatzort, der Montage im Aufzugschacht, der Wartung und dem Abbau deutlich erleichtert. Schliesslich benötigt ein kleineres Gegengewicht vorteilhaft weniger Raum im Aufzugschacht (oder einem separaten Schacht).
In einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte die Masse des Gegengewichts 32 bevorzugt so klein gemacht werden, dass das Gegengewicht gleich dem Gewicht der leeren Aufzugskabine 10 ist. Wie Stawinoga in der Fachzeitschrift Liftreport vom Sept,./Okt. 1996 aufzeigt, könnten in diesem Falle auf weitergehende Massnahmen zum Schutze gegen unkontrollierte Aufwärtsbewegungen verzichtet werden. Die dort beschriebenen Erwägungen zur Auslegung der Masse des Gegengewichts werden erfindungsgemäss angewendet.
Das Tragmittel kann ein oder mehrere Seile und/oder einen oder mehrere Riemen und/oder Tragmittel beliebiger Form und mit beliebigem Aufbau bzw. mit beliebigem Material umfassen. Erfindungsgemäss bevorzugt sind Tragmittel, die zugleich die Funktion eines Treibmittels übernehmen, i. e. Seil(e) und/oder Riemen, die an der Aufzugskabine 10 und dem Gegengewicht befestigt sind und/oder über lose und/oder feste Rollen und/oder eine oder mehrere Treibscheiben umgelenkt werden und/oder an der Gebäudeinstallation befestigt sind. In besonders bevorzugter Weise kommen die an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschriebenen Tragmittel zum Einsatz, die eine zusätzliche Einstellungsmöglichkeit bzw. einen zusätzlichen Freiheitsgrad hinsichtlich der Verteilung der Massen innerhalb des erfindungsgemässen Aufzugssystems zur Verfügung stellen. Insbesondere bevorzugt sind ein oder mehrere (einzelne) Tragmittel vorgesehen, deren (zugkraftübertragende) Zugträger als Seile und/oder Gewebestrukturen ausgeführt und mit einem Elastomer, insbesondere Polyurethan, beschichtet sind. Eine elastomere Beschichtung erhöht insbesondere die Traktions- bzw. Treibfähigkeit des Tragmittels. Eine Erhöhung des Reibkoeffizienten durch die vorteilhafte Beschichtung gestattet insbesondere eine Reduzierung des Gewichts des Gegengewichts 32, da bei einer Umlenkung über eine Treibscheibe das Gegengewicht nach der Euler-Eytelweinschen Gleichung wenigstens e^μα des Aufzugskabinengewichts betragen sollte (unter Verwendung von Reibkoeffizient μ zwischen Treibscheibe und Tragmittel und Umlenkungswinkel α).
Die Antriebsmaschine 14 umfasst bevorzugt einen Motor, insbesondere einen frequenzgeregelten Elektromotor, und kann wenigstens eine Treibscheibe zur Umsetzung eines Abtriebsmomentes des Motors in eine Zugkraft auf das Tragmittel aufweisen. In den Motor integriert oder von diesem getrennt kann eine Bremse vorgesehen sein, die ein statisches Haltemoment auf die wenigstens eine Treibscheibe aufbringen kann. Als Bremsen kommen alle bekannten reib- und/oder formschlüssigen Bremsen in Betracht. Im übrigen ist bevorzugt einer der an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Antriebe vorgesehen.
Bevorzugt wird als maximale Zugkraft MFmax der Antriebsmaschine 14 der kleinste Wert aus der Menge

– statische Haltekraft MFmaxA, mit der die Antriebsmaschine 14 die Aufzugskabine 10 in einer Höhe hält,
– dynamische Dauer-Hubkraft MFmaxUD, mit der die Antriebsmaschine 14 die Aufzugskabine 10 während eine längeren Zeitdauer heben kann, und
– der dynamischen Zeit-Hubkraft MFmaxUZ, mit der die Antriebsmaschine 14 die Aufzugskabine 10 kurzzeitig heben kann.

Wie einleitend geschildert, kann insbesondere bei Sicherheitsbremsen die statische Haltekraft MFmaxA die dynamische Hubkraft MFmaxU überschreiten. Umgekehrt kann beispielsweise bei reinen Motorbremsen die statische Dauerhaltekraft die dynamische (Zeit-)Hubkraft unterschreiten. Um sowohl ein sicheres Heben und Senken, i. e. eine ausreichende dynamische Hubkraft der Antriebsmaschine 14, als auch ein sicheres Halten der Aufzugskabine 10 in einer Höhe, i. e. eine ausreichende statische Hubkraft der Antriebsmaschine 14, sicherzustellen, wird vorgeschlagen, den kleinsten dieser Werte bei der Auslegung der Masse des Gegengewichts 32 zugrunde zu legen.
Bei der Auslegung der Masse des Gegengewichts 32 wird das Gewicht des Gegengewichts und/oder das Leergewicht der Aufzugskabine 10 und die zulässige Nutzlast der Aufzugskabine 10 aus dem für Flaschenzüge bekannten Gesetzmässigkeiten entsprechend der Anzahl der losen Rollen verkleinert, um die das Tragmittel umgelenkt ist. So können in Gleichung (1) bzw. (2) das Gewicht des Gegengewichts 32, MG bzw. das Leergewicht MK und die zulässige Nutzlast MLmax beispielsweise durch einen Aufhängefaktor von zwei dividiert werden, wenn das Tragmittel einmal bzw. Aufzugskabinen- und Gegengewichtsseitig um eine lose Rolle (einfach) umgelenkt ist. Bei einer Mehrfachumhängung (i. e. 4-fach, 5-fach, etc) verändert sich der Divisor zur Auslegung der Gewichte entsprechend. Bei einer direkten Aufhängung, ohne lose Rollen, entfällt dieser Divisor bzw. er ist gleich eins.
In an sich bekannter Weise kann für Gleichung (1) bzw. (2) das Leergewicht der Aufzugskabine 10 und/oder die maximale Zugkraft der Antriebsmaschine 14 und/oder die zulässige Nutzlast der Aufzugskabine 10 um den Sicherheitsfaktor zur Berücksichtigung der im Betrieb auftretenden Trägheitskräfte vergrössert werden. Gleichermassen können in Gleichung (1) bzw. (2) Reibung und/oder das Gewicht des Trag- und/oder Tragmittels mit berücksichtigt werden.
In weiteren Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Aufzugssystems kann das Gegengewicht beispielsweise auf mehrere einzelne Teilgegengewichte aufgeteilt sein, welche beispielsweise zu beiden Seiten der Aufzugskabine 10 oder in Eckpartien des Aufzugsschachtes angeordnet sein können.
Zur Herstellung eines Gegengewichts sind in allen Ausführungsbeispielen Platten oder sonstige Strukturelemente aus metallischen Werkstoffen wie Stahl oder Blei vorsehbar. Ergänzend oder alternativ sind Gemische aus gepressten Materialien verwendbar, die in Gegengewichtsseitig angeordnete Schüttgutbehälter eingefüllt oder mit Tragstrukturen verpresst sind. Im Weiteren können Gegengewichte Eisen/Beton-Konstruktionen umfassen. Es können alternativ oder in Kombination mit anderen Strukturelementen auch Steinplatten verwendet sein oder es sind mit Flüssigkeiten (z. B. Wasser) gefüllte Behälter alternativ oder in Kombination mit den genannten anderen Strukturelementen verwendbar. Letztere Ausführung hat den Vorteil, dass bei geänderten Lastsituationen oder für Sondertransporte (Transport von schweren Maschinen, Möbeln oder dergleichen) ein Lastausgleich durch zusätzliches Einfüllen von Flüssigkeit rasch geändert werden kann.
1.3 Aufzugsschacht
Erfindungsgemäss ist die Kabine in einem Aufzugsschacht mit einer den Schacht zumindest abschnittsweise umgebenden Wand angeordnet. Dabei sind tragende und nicht-tragende Wände aus Stein, Ziegeln, Metall, Beton, Glas oder dergleichen vorsehbar. Der Aufzugsschacht ist bevorzugt als ein an mehreren Seiten durch vertikale Wände begrenzter Raum, in dem die Fahrbahn der Aufzugskabine umschlossen ist. In bevorzugter Weise befindet sich in dem Aufzugsschacht neben der Fahrbahn der Aufzugskabine auch die Fahrbahn des Gegengewichts. In einem modifizierten Aus führungsbeispiel ist das Gegengewicht in einem weiteren Aufzugsschacht oder in einem vom Aufzugsschacht zumindest abschnittsweise abgetrennten Gegengewichtsfahrschacht untergebracht.
Zum Aufzugsschacht gehörig sind auch ein wenigstens 50 cm hoher Schachtkopf im oberen Endbereich und eine wenigstens 50 cm tiefe Schachtgrube im unteren Endbereich des Aufzugsschachts vorsehbar, um eventuell gewünschte Überfahrwege und Schutzräume bereitzustellen. Die Schachtgrube ist beispielsweise ausgeführt als Teil des Aufzugsschachts zwischen der Oberkante der Türschwelle einer untersten Haltestelle und der Schachtsohle. Schachtkopf und Schachtgrube liegen ausserhalb der Betriebsendpositionen der Aufzugskabine und des Gegengewichts auf deren Fahrbahnen. In der Schachtgrube können zum Beispiel Puffer für die Aufzugskabine und das Gegengewicht angeordnet sein. Näheres regelt die EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99.
Erfindungsgemäss sind an den Seitenwänden des Aufzugsschachts im Wesentlichen starre Führungsschienen für die Aufzugskabine und das Gegengewicht angeordnet, um die Aufzugskabine bzw. das Gegengewicht auf deren Fahrbahnen im Aufzugsschacht sicher und exakt zu führen.
1.4 Führungsschienen
Die Führungsschienen im Aufzugsschacht haben die Aufgabe, die Aufzugskabine bzw. das Gegengewicht in den ihnen zugewiesenen Fahrbahnen und Grundflächenabschnitten insbesondere bei einer vertikalen Bewegung zu führen. Gleichzeitig dienen die Führungsschienen dem Anlegen der Fangvorrichtung im Fangvorgang.
Führungsschienen für Aufzugsanlagen bestehen häufig aus einem T-Profil, wahlweise auch aus einem Winkelprofil, das an einer Seitenwand des Aufzugsschachts befestigt ist.
Auf beiden Seiten oben und unten ist die Aufzugskabine jeweils mit einer festen Führung zum Beispiel in Form von Führungsgleitschuhen und/oder Rollen ausgestattet, mit denen sie an den Führungsschienen im Aufzugsschacht geführt wird. Näheres regelt insbesondere die EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99.
1.4.1 Besondere Varianten erfindungsgemässer Führungsschienen
Das erfindungsgemässe riemenartige Tragmittel wird vorzugsweise in einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage verwendet, in welcher Aufzugsführungsschienen mit verbesserten Schall- und schwingungsdämpfenden Befestigungselementen im Aufzugschacht montiert sind.
Diese im Folgenden beschriebenen schall- und schwingungsdämpfenden Befestigungselemente für Aufzugsführungsschienen lassen sich kostengünstig herstellen, werden den Sicherheitserfordernissen im Brandfall gerecht und können auch Zugkräfte aufnehmen.
Mit diesen Schall- und/oder schwingungsdämpfenden Befestigungselementen für Aufzugsführungsschienen lässt sich ein Montageverfahren für Führungsschienen realisieren, bei welchem die Isolation der Führungsschienenbefestigung genau auf die zu absorbierenden Frequenzen abgestimmt werden kann.
Bei dem Befestigungselement nach der Erfindung handelt es sich um ein Schall- und/oder schwingungsdämpfendes Befestigungselement für Aufzugsführungsschienen, bestehend aus einer Ankerschiene, die mittels eines Dämpfungsmediums mit einer Trägerschiene verbunden ist, in welcher die die Aufzugsführungsschiene zu tragen bestimmte Ankerschiene im Dämpfungsmedium eingebettet parallel zur länglichen Ausdehnung der Trägerschiene verlaufend angeordnet ist. Die längliche Ausdehnung verläuft weitgehend parallel zur Fahrtrichtung der Kabine im Schacht. Die Ankerschiene und Trägerschiene sind durch mindestens einen Schlitz voneinander beabstandet und dieser Schlitz ist durch das Dämpfungsmedium gefüllt.
Dämpfungsmedium ist ein Material, das durch einen wesentlich höheren Dämpfungskoeffizient für Schall und/oder Schwingungen als denjenigen von Stahl oder Aluminium gekennzeichnet ist.
Ein Schlitz ist der Raum, der zwischen zwei gegenüberliegenden L-Profilen eingeschlossen ist.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die gegenüber der Trägerschiene schwingungsisolierte Ankerschiene in alle Richtungen belastbar ist. Dies wird durch den mit Dämpfungsmedium gefüllten Schlitz zwischen Ankerschiene und Trägerschiene bewerkstelligt. Mit einem gedämpften Anschlag bzw. Sicherheitsbolzen kann ein Bauteilversagen gänzlich ausgeschlossen werden. Es können dann nur noch definierbare Maximal-Scherkräfte auftreten, welche somit ein Ablösen der zwischen der Trägerschiene und der Ankerschiene liegenden Gummi bzw. Dämpfungsmedium nicht ablösen können. Kräfte in x-, y- und z-Richtung, sowie auch Torsionsmomente können entsprechend aufgenommen und gedämpft werden, d. h. auf den Profilquerschnitt bezogen in Längsachse (z-Achse), sowie quer in beiden Achsen (x- und y-Achsen).
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die gesamte Einheit sowohl auf bzw. an einem Bauelement, als auch in einem Bauelement integriert werden kann.
Vorteilhaft ist, dass als Gummi bzw. Dämpfungsmedium vulkanisierbare sowohl als auch giessbare Materialien eingesetzt werden können.
Vorteilhaft ist des Weiteren, dass die verschiedensten Befestigungsmöglichkeiten mit Gewinden unterschiedlichster Grössen und sogar Stiftlöcher usw. möglich sind.
Auch ist vorteilhaft, das Befestigungselement so herzustellen, dass dies nach den Bedürfnissen aus einer als Meterware produzierten langen Stange ausgeschnitten wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Befestigungselement so geschnitten und montiert wird, dass seine Länge auf eine zu absorbierende Frequenz abgestimmt wird.
Aufzugsführungsschienen werden durch einen Befestigungsbügel an einer Schachtwand befestigt. Ein Befestigungselement wird zwischen Schachtwand und Befestigungsbügel eingeschoben, um Schall und Schwingungen zu dämpfen.
Eine Trägerschiene besteht aus einer Grundplatte und zwei L-Profilen Die Trägerschiene ist mit einem Dämpfungsmedium ausgefüllt, das vorzugsweise aus einem giessbaren Kunststoff aus Elastomer oder Kautschuk besteht. Im Dämpfungsmedium ist eine parallel zur Trägerschiene verlaufende Ankerschiene eingebettet. Die Ankerschiene besteht auch aus einer Grundplatte und zwei L-Profilen wobei die L-Profile der Trägerschiene und der Ankerschiene einander gegenüber liegen und die Trägerschiene mit dem Dämpfungsmedium ausgefüllt ist. Das Dämpfungsmedium kann die Trägerschiene vollständig ausfüllen, aber auch eventuell mit Hohlräumen versehen sein. Zwischen Trägerschiene und Ankerschiene entsteht durch die L-Profile ein Formschluss.
Der Raum, der zwischen den zwei gegenüberliegenden L-Profilen und eingeschlossen ist, bildet einen Schlitz.
Dieser Schlitz ist so bemessen, dass sich die von den Führungsschienen verursachten Schwingungen nicht auf die Schachtwand übertragen können.
Bei Zerstörung des Dämpfungsmediums, z. B. im Falle eines Brandes, kann die mit der Ankerschiene und dem Befestigungsbügel fest verschraubte Führungsschienen wegen des geringen Spieles der Ankerschiene in der Trägerschiene ihre Lage nur unwesentlich verändern, so dass ihre Funktion nicht beeinträchtigt wird.
Die Trägerschiene wird typischerweise mit Befestigungslöchern bis M16 Ankerbolzen versehen. Die Ankerschiene wird mit mehreren Gewindelöchern bis M12 ausgebildet, für die Aufnahme der Führungsbefestigungen welche isoliert werden sollen.
Zwischen diesen beiden Profilen, welche aus gepressten oder gewalzten Stahlprofilen bzw. abgekanteten Blechprofilen bestehen, ist das Dämpfungsmedium z. B. vulkanisierter Gummi. Die Form der beiden Profile ist so gewählt, dass im Prinzip ein Formschluss vorhanden ist und der Schlitz entsteht. Der Abstand zwischen beiden Profilen beträgt im unbelasteten Zustand ca. 3–5 mm und ändert sich durch die Belastung welche von den Führungsschuhdrücken und der Gebäudesetzung (Durchstosskräfte) herrühren können. Bei einer Überlastung kann praktisch eine Schallbrücke entstehen, welche so im Prinzip eine Veränderung des akustischen Verhaltens bewirkt. Dies kann als Indikator für eine Veränderung der Gegebenheiten im Allgemeinen ausgewertet werden, z. B. Baukontraktion, die eventuell verwertbar ist. Über die Gesamtlänge der Einheit kann eine optimale Isolation auf die aufzunehmenden Kräfte abgestimmt werden.
Das Befestigungselement kann vorteilhafterweise als Meterware/Stangenmaterial produziert und dann, je nach Bedarf, abgelängt und somit genau den Bedürfnissen angepasst werden: je kürzer desto weicher/absorbierender; je länger desto steifer/härter. Die Herstellung wird somit preisgünstig.
Über die Länge oder aber auch über die Anzahl der Befestigungselemente kann eine genaue Abstimmung auf die zu absorbierenden Frequenzen hergeleitet werden. Die Isolation kann leicht und präzise den zu absorbierenden Frequenzen angepasst werden.
Die längliche Ausdehnung wird als parallel zur Fahrtrichtung der Aufzugskabine definiert. Die seitliche Ausdehnung wird als senkrecht zur Fahrtrichtung der Aufzugskabine definiert.
Je nach Verwendung werden Längen von 250–500 mm vorgesehen. Die längliche Ausdehnung ist wesentlich grösser als die seitliche Ausdehnung. Als Dicken der kompletten Einheiten sind 45–55 mm vorgesehen, damit die Flächenpressung p die idealen Werte von 0.25 < p < 0.40 N/mm² nicht unter- bzw. überschreitet. Die Härte der Dämpfungselemente soll im Bereich von 50–70 Sh A liegen, damit die Einfederung systembedingt den Wert von 3 mm nicht überschreiten kann.

Die zu absorbierenden Störfrequenzen werden grundsätzlich gemessen. Folgende Komponenten haben ihren Einfluss auf das System und deren Erregerfrequenzen (bei VKN = 1.0 m/s) sind teilweise bekannt:

Komponente	Erregerfrequenz f_err [min^–1]
Hubmotor (1000, 1500 und 1950 rpm bei VKN = 1.00 m/s)	990, 1290/1309, 1850
Schneckenwelle (Zahnfrequenz Übersetzungsverhältnis)	2970, 2580/2618, 5550
Treibscheibe ∅ 320 mm	60
Tragsriemen ∅ 8 mm	26112
Geschwindigkeitsbegrenzer (GBPD), Seilscheibe ∅ 200 mm	95
Geschwindigkeitsbegrenzer (GBPD), Begrenzerwippen (8 Nocken)	764
Begrenzerseil	14688

Die Geometrie bzw. die Härte der Dämpfungselemente wird durch Schwingungs- bzw. Kraftmessung in x-, y- und z-Richtung ermittelt. Zusätzlich kann die Einheit durch eine FEM-Analyse simuliert werden.
Als Faustregel gilt: Isolierbereich ≥ √2 × Erregerfrequenz (Faustformel). Die Eigenfrequenz des Dämpfungselements soll wenigstens 40% der Störfrequenz betragen.
Die Eigenfrequenz fe des Dämpfungselements kann beispielsweise durch die folgende annähernde Formel berechnet werden: fe = ½π·√(C/m)wobei m die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Befestigungspunkten liegende Masse der Führungsschiene darstellt und C die lineare Steifigkeit der Befestigungselemente darstellt.
Die Länge l eines Befestigungselements, um eine bestimmte Erregerfrequenz zu dämpfen, kann somit eindeutig bestimmt werden.
Die Länge der Befestigungselemente kann z. B. mit einem Arbeitsgang/Schnitt realisiert werden. Die beidseitigen Anschlüsse (Schnittstelle zur Struktur = Bausubstanz) sind immer gleich ausgebildet.
Die Herstellung kann mit gezogenen oder aber auch mit abgekanteten Grundprofilen erfolgen. Man kann aber auch mit gestanzten oder gelaserten und dann abgekanteten Kleinteilen operieren.
Man kann auch Normprofile, welche dann maschinell nachgearbeitet werden könnten, verwenden.
Das Befestigungselement kann mit einfachsten Mitteln beschafft und verarbeitet werden. Es braucht keine aufwändigen, vorgeformten Isolatoren. Handelsübliche, rechteckförmige Profile genügen vollauf.
Gemäss einer kostensparenden, bevorzugten Ausführungsform besteht das Dämpfungsmedium aus einem giessbaren Kunststoff.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen einerseits in der Sicherheit der Befestigung der Bauelemente im Falle eines Brandes oder durch Hitzeeinwirkung und andererseits in der preisgünstigen Herstellung. Der vorgeschlagene giessbare Kunststoff aus Elastomere/Kautschuk, z. B. Polyurethan, verbindet sich gut mit sandgestrahltem Stahl, ist ölbeständig, ozonfest und alterungsbeständiger als die bekannten, mit vulkanisierten Gummidämpfern ausgerüsteten Befestigungselemente. Ausserdem ist es möglich, je nach Bedarf verschiedene Härtegrade zu realisieren.
Als Dämpfungsmedium kann man auch andere geeignete Materialien verwenden.
1.5 Fangvorrichtung
Eine der wichtigsten und ältesten Forderungen für den Betrieb von Aufzugsanlagen (insbesondere von betretbaren Personenaufzügen) ist die Sicherung der Aufzugskabine gegen Absturz.
Im Allgemeinen werden heute zwei Arten von Fangvorrichtungen verwendet: die Sperrfangvorrichtung und die Bremsfangvorrichtung. Die Sperrfangvorrichtung ist nur bis zu einer bestimmten Betriebsgeschwindigkeit zugelassen, während die Bremsfangvorrichtung für Aufzugsanlagen mit höheren Betriebsgeschwindigkeiten geeignet ist.
Beide Arten der Fangvorrichtung sind fest mit der Aufzugskabine verbunden und in der Regel unter der Aufzugskabine angebracht, ohne dass die Fangvorrichtungen jedoch auf diese Position beschränkt sein müssen. Sie bestehen zumeist aus zwei Fanggehäusen mit den Fangorganen (und zwar je ein Fanggehäuse für jede der beiden gegenüberliegenden Führungsschienen), den Übertragungsorganen und den Anschlussorganen für die Auslösung der Fangvorrichtung beide Fangvorrichtungsarten werden durch einen Geschwindigkeitsbegrenzer/Regler ausgelöst, wenn eine vorbestimmte Auslösegeschwindigkeit überschritten wird. Als Geschwindigkeitsbegrenzer wird zwischen zwei Bauarten unterschieden: den Pendelreglern und den Fliehkraftreglern.
Die Elementarfunktion beider Arten ist oft die gleiche: beim Fangvorgang werden Keile, Rollen oder dergleichen in den sich nach oben verjüngenden Keilkammern der Fanggehäuse nach oben bewegt. Dadurch wird die Aufzugskabine an den Führungsschienen des Aufzugsschachts festgeklemmt bzw. bis zum Stillstand abgebremst. Gleichzeitig wird der Fangschalter zum Unterbrechen der Steuerung und damit zum Stillsetzen des Antriebssystems geöffnet.
Fangvorrichtungen können neben der Aufzugskabine auch für das Gegengewicht eingesetzt werden. Weitere Details und Varianten sind der EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99 zu entnehmen.
1.6 Fahrschachttüren und deren Sicherheitseinrichtungen
Die Fahrschachttüren können je nach Art und Zweckbestimmung einer Aufzugsanlage ausgeführt sein. Die verschiedenen Ausführungsarten von Fahrschachttüren lassen sich unterteilen in Flügeltüren (bzw. ein- und zweiflügelige Drehtüren), Faltflügeltüren, waagerecht bewegte Schiebetüren, senkrecht bewegte Schiebetüren und Sonderkonstruktionen.
Türverschlüsse als wichtige Sicherheitseinrichtungen von Aufzugsanlagen lassen sich einerseits nach der Art der zu sperrenden Türen und andererseits nach der Art des verwendeten Sperrmittels einteilen. Für Drehtüren sind zum Beispiel Türverschlüsse mit Schubriegeln oder mit Klappentürsperren bekannt, für waagerecht bewegte Schiebetüren und für enkrecht bewegte Schiebetüren gibt es zum Beispiel Türverschlüsse mit Schubriegeln oder mit Hakenriegeln.
Die Fahrschachttüren und ihre Türverschlüsse sind dabei zumeist mit der Aufzugskabine bzw. ihren Kabinentüren gekoppelt. Beispielsweise darf ein Abfahren der Aufzugskabine erst nach Schliessen beider Türen und nach vollständiger Verriegelung der jeweiligen Fahrschachttür möglich sein.
1.7 Puffer
Insbesondere bei Aufzugsanlagen mit höheren Betriebsgeschwindigkeiten sind im Bereich der Schachtgrube mehrere Puffer vorgesehen, um zum Beispiel bei einem Versagen der Bremse des Antriebssystems oder beim Durchfahren der Betriebsendstellungen der Aufzugskabine ein allzu hartes Aufsetzen der Aufzugskabine oder ggf. des Gegengewichts auf den Boden der Schachtgrube zu verhindern.
Die Puffer können entweder als Federn (energiespeichernde Puffer) oder hydraulisch wirkend (energievernichtende Puffer) ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich bei Aufzugsanlagen mit beliebigen Arten, Anzahlen und Anordnungen von Puffern, aber selbstverständlich auch bei unterschiedlichen Seilkonfigurationen und Kabinenfahrwegen anwendbar. Näheres regelt beispielsweise die EN 81-1: 1998 inklusive CORRIGENDUM 09.99.
2. Antriebssystem
Es wird nun der Aufbau des bereits oben erwähnten Antriebssystems näher erläutert.
2.1 Trommelantrieb
Bezug nehmend auf 1 wird zunächst der Aufbau einer Aufzugsanlage mit einem Trommelantrieb genauer beschrieben.
Die Aufzugsanlage umfasst eine Aufzugskabine 10, die in einem Aufzugsschacht 12 aufwärts und abwärts bewegbar ist. Dabei wird die Aufzugskabine 10 entlang von vertikalen Führungsschienen (nicht dargestellt) zum Beispiel an den Wänden des Aufzugsschachts 12 geführt. Zum Bewegen der Aufzugskabine 10 ist eine Antriebsmaschine 14 vorgesehen, die insbesondere eine von einem Motor 16 angetriebene Trommel 18 (vorzugsweise sind Motor und Trommel als integrale Einheit konstruiert) und eine Steuerung (nicht dargestellt) aufweist.
Zum Tragen der Aufzugskabine 10 und zum Übertragen der Kräfte von der Antriebsmaschine 14 auf die Aufzugskabine 10 ist wenigstens ein Tragmittel 20 vorhanden. Im Allgemeinen sind mehrere parallel verlaufende Tragmittel 20 vorhanden, wie in 1 angedeutet. Das eine Ende des/der Tragmittel(s) 20 ist oberhalb der Aufzugskabine 10 befestigt und das andere Ende des/der Tragmittel(s) 20 ist auf die Trommel 18 der Antriebsmaschine 14 gewickelt. Die Bewegung der Aufzugskabine 10 erfolgt einfach durch Auf- und Abwickeln des/der Tragmittel(s) 20 auf die bzw. von der Trommel 18 der Antriebsmaschine 14 durch Drehen dieser Trommel 18. Als Tragmittel sind bevorzugt runde, seilartige, ummantelte und nicht-ummantelte Tragmittel vorgesehen. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel sind jedoch auch unrunde, ummantelte und nicht-ummantelte Tragmittel vorgesehen, deren Breite in etwa auch deren Höhe entsprechen. Details zu den verwendbaren Tragmitteln finden sich an anderer Stelle dieses Dokuments auf die vollumfänglich verwiesen wird.
Ein möglicher Aufbau eines erfindungsgemässen Trommelantriebs wurde anhand von 1 beispielhaft erläutert, es sind zahlreiche weitere Varianten denkbar.
Während in der Ausführungsform von 1 im Gegensatz zum nachfolgend anhand von 2A und 2B noch zu erläuternden Treibscheibenantrieb kein Gegengewicht vorgesehen ist, kann ein solches bei einem Trommelantrieb vorgesehen sein. Das Gegengewicht wird dann über ein zweites Tragmittel mit der Trommel 18 der Antriebsmaschine 14 gekoppelt, um die erforderlichen Antriebskräfte des Motors 16 zu reduzieren.
In der Schachtgrube des Aufzugsschachts 12 sind vorzugsweise Puffer für die Aufzugskabine 10 angeordnet.
Während in 1 die Tragmittel 20 an der Oberseite der Aufzugskabine 10 befestigt sind, ist auch eine Unterschlingung der Aufzugskabine 10 durch die Tragmittel 20 denkbar.
Die Antriebsmaschine 14 ist in 1 in einem Maschinenraum 22 oberhalb des Aufzugsschachts 12 angeordnet, wobei der Maschinenraum 22 vom Aufzugsschacht 12 durch eine Schachtdecke 24, einen Querträger, eine Brücke oder dergleichen getrennt ist. Es sind aber ebenso maschinenraumlose Aufzugsanlagen möglich, und die Antriebsmaschine 14 kann alternativ auch neben dem Aufzugsschacht 12 angeordnet werden. Beispielsweise kann die Antriebsmaschine 14 auch auf den Führungsschienen für die Aufzugskabine 10 und/oder das Gegengewicht befestigt sein.
2.2 Treibscheibenantrieb
Ein (weiterer) möglicher Aufbau einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage mit einem Treibscheibenantrieb wird nachfolgend unter Bezug auf 2A und 2B näher erläutert. Dabei sind gleiche bzw. entsprechende Komponenten wie bei dem in 1 dargestellten Trommelantrieb mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Aufzugsanlage umfasst eine Aufzugskabine 10, die in einem Aufzugsschacht 12 aufwärts und abwärts bewegbar ist. Dabei wird die Aufzugskabine 10 entlang von vertikalen Führungsschienen (nicht dargestellt) zum Beispiel an den Wänden eines Aufzugsschachts 12 geführt. Zum Bewegen der Aufzugskabine 10 ist eine Antriebsmaschine 14 vorgesehen, die insbesondere eine von einem Motor 16 angetriebene Treibscheibe/-welle 26 und eine Steuerung (nicht dargestellt) aufweist. Zum Tragen der Aufzugskabine 10 und zum Übertragen der Kräfte von der Antriebsmaschine 14 auf die Aufzugskabine 10 ist eine Kraftübertragungsanordnung mit wenigstens einem Tragmittel 20 vorgesehen, dessen beide freien Enden im oder am Aufzugsschacht 12 an Befestigungspunkten bzw. Fixpunkten 28a und 28b befestigt sind. Erfindungsgemäss lassen sich beispielsweise die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Tragmittel-Endverbindungsvorrichtungen verwenden.
Von dem ersten Befestigungspunkt 28a (links in 2A und 2B) verläuft das Tragmittel 20 zunächst entlang des Aufzugsschachts 12 nach unten, umschlingt eine Gegengewichtstragscheibe 30, an der ein Gegengewicht 32 hängt, und verläuft wieder nach oben in Richtung zur Treibscheibe 26 der Antriebsmaschine 14. Nach Umschlingung der Treibscheibe 26 erstreckt sich das Tragmittel 20 wieder nach unten und umschlingt die Aufzugskabine 10, die zu diesem Zweck an ihrer Unterseite zwei Kabinentragscheiben 34a und 34b aufweist, welche vom Tragmittel 20 jeweils um etwa 90° umschlungen werden. Anschliessend verläuft das Tragmittel 20 entlang des Aufzugsschachts 12 wieder nach oben zum zweiten Befestigungspunkt 28b.
Die Treibscheibe 26 überträgt die vom Motor 16 erzeugten Kräfte auf das Tragmittel 20, welches sowohl mit der Aufzugskabine 10 als auch mit dem Gegengewicht 32 gekoppelt ist. Dabei bewegen sich bei einer Drehung der Treibscheibe 26 die Aufzugskabine 10 und das Gegengewicht 32 durch das Tragmittel 20 gegenläufig im Aufzugsschacht 12 aufwärts und abwärts. 2A zeigt die Aufzugskabine 10 in ihrer unteren Betriebsendstellung (d. h. das Gegengewicht 32 in seiner oberen Position), und 2B zeigt die Aufzugskabine 10 in ihrer oberen Betriebsendstellung (d. h. das Gegengewicht 32 in seiner unteren Position).
Ein wesentlicher Vorteil des Treibscheibenantriebs ist die Möglichkeit, aufgrund des vorgesehenen Gegengewichts 32 mit verhältnismässig niedrigen Motordrehmomenten der Antriebsmaschine 14 auszukommen. Obwohl nicht dargestellt, wird auch das Gegengewicht 32 üblicherweise entlang von vertikalen Führungsschienen zum Beispiel an den Wänden des Aufzugsschachts 12 geführt.
In der Schachtgrube 36 des Aufzugsschachts 12 sind üblicherweise Puffer 38 für die Aufzugskabine 10 und Puffer 40 für das Gegengewicht 32 angeordnet.
Der Aufbau des Treibscheibenantriebs wurde oben anhand von 2A und 2B beispielhaft erläutert, es sind aber zahlreiche Varianten denkbar.
Während in 2A und 2B die Aufzugskabine 10 und das Gegengewicht 32 gemeinsam in dem Aufzugsschacht 12 angeordnet sind, ist es auch möglich, für das Gegengewicht 32 einen eigenen Gegengewichtsschacht vorzusehen, der von dem Aufzugsschacht 12 durch eine Trennwand oder dergleichen getrennt ist.
Ferner sind in 2A und 2B unterhalb des Kabinenbodens der Aufzugskabine 10 auf beiden Seiten zwei Kabinentragscheiben 34a, 34b vorgesehen, sodass die Aufzugskabine 10 vom Tragmittel 20 unterschlungen wird. Alternativ ist es auch möglich, die beiden Kabinentragscheiben 34a, 34b an der Oberseite der Aufzugskabine 10 anzu bringen (analog zur Gegengewichtstragscheibe 30 in 2A und 2B). In analoger Weise kann die Gegengewichtstragscheibe 30 anstatt an der Oberseite des Gegengewichts 32 auch unterhalb davon angebracht werden, sodass das Tragmittel 20 das Gegengewicht 32 unterschlingt. Ausserdem sind die Anzahlen der Tragscheiben natürlich nicht nur auf die eine Gegengewichtstragscheibe 30 und die zwei Kabinentragscheiben 34a, 34b beschränkt.
Während in 2A und 2B jeweils nur ein Tragmittel 20 dargestellt ist, ist es insbesondere aus Sicherheitsgründen üblich, mehrere gleichartige Tragmittel 20 vorzusehen, die parallel zueinander in dem oben beschriebenen Sinne verlaufen.
In 2A und 2B ist eine 1:2-Aufhängung der Aufzugskabine 10 durch das Tragmittel 20 veranschaulicht. Es sind aber auch andere Anordnungen wie zum Beispiel 1:4-Aufhängung, 1:8-Aufhängung usw. möglich, bei denen sich der von der Antriebsmaschine 14 angetriebene Bereich des Tragmittels 20 vier, acht, usw. Mal schneller als die Aufzugskabine 10 bewegt. Eine Aufzugsanlage mit einer 1:4-Aufhängung ist zum Beispiel in der WO 2006/005215 A2 der Anmelderin ausführlich beschrieben, auf welches Dokument deshalb bezüglich des Aufbaus und der Funktionsweise einer 1:4-Aufängung vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Die Antriebsmaschine 14 ist in 2A und 2B in einem Maschinenraum 22 oberhalb des Aufzugsschachts 12 angeordnet, wobei der Maschinenraum 22 vom Aufzugsschacht 12 durch eine Schachtdecke 24, einen Querträger, eine Brücke oder dergleichen getrennt ist. Es sind aber ebenso maschinenraumlose Aufzugsanlagen bekannt, und die Antriebsmaschine 14 kann alternativ auch unterhalb des Aufzugsschachts 12 oder neben diesem angeordnet werden. Beispielsweise kann die Antriebsmaschine 14 auch auf den Führungsschienen für die Aufzugskabine 10 und/oder das Gegengewicht 32 befestigt sein.
Die Befestigungspunkte 28a, 28b für die freien Enden des Tragmittels 20 sind nicht notwendigerweise im oberen Bereich des Aufzugsschachts 12 positioniert. Sie können ebenso im unteren Bereich des Aufzugsschachts 12 oder an beliebigen Zwischenhöhen angeordnet werden, mit einem entsprechend angepassten Verlauf des Tragmittels 20. Auch müssen die beiden Befestigungspunkte 28a, 28b nicht auf gleicher (vertikaler) Höhe angeordnet sein, sie können ebenso an unterschiedlichen Höhenpositionen vorgesehen werden. Wahlweise können die freien Enden des Tragmittels 20 auch direkt am Gegengewicht 32 und an der Aufzugskabine 10 fixiert werden, insbesondere um eine 1:1-Aufhängung zu realisieren.
Bei Aufzugsanlagen mit höheren Betriebsgeschwindigkeiten werden im Allgemeinen neben den oben beschriebenen Tragmitteln 20 auch so genannte Untertragmittel benutzt. Sie werden über eine in der Schachtgrube 36 befindliche Umlenkrolle zwischen Kabinenboden und Unterseite Gegengewicht 32 gespannt. Auf diese Weise sollen sie die Gewichte der oberen Tragmittel 20 ausgleichen und ein „Springen" der Aufzugskabine 10 oder des Gegengewichts 32 verhindern, wenn das Gegengewicht 32 bzw. die Aufzugskabine 10 aufsetzt oder fängt.
2.3 Weitere Dispositionen
Bei einer treibscheibenangetriebenen Aufzugsanlage sind mindestens eine Aufzugskabine und deren zugeordnete Aufzugskomponenten wie eine Antriebsmaschine oder ein Gegengewicht in einem Aufzugsschacht oder einer geeigneten Liftstruktur, wie einer offenen Wand-, Eisenträgerfachwerk- oder Kastenstruktur, unterschiedlich positionierbar. Die Führung der Trag- und möglicherweise der Untertragmittel richtet sich weitgehend nach der Positionierung obiger Aufzugskomponenten und dem Aufhängungsverhältnis der mindestens einen Aufzugskabine. Dementsprechend sind zur Führung der Trag- bzw. Untertragmittel zwischen den Befestigungspunkten der Trag- und Untertragmittelenden mindestens eine Treibscheibe sowie weitere Umlenkrollen, Kabinen- und Gegengewichtstragscheiben im Aufzugsschacht oder dergleichen positionierbar. Die Anordnung dieser und weiterer Aufzugskomponenten ist auch unter dem Begriff Disposition bekannt. Die einzelnen erfindungsgemässen Komponenten sind an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschrieben.
Eine erste Gruppe von Dispositionen betrifft Aufzugsanlagen mit einer Aufzugskabine, die bevorzugt vertikal in einem Schacht verfahrbar ist. In den 2A und 2B ist ein erstes erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Aufzugsanlage mit einer Aufzugskabine dargestellt die im Aufhängungsverhältnis 2:1 an einem Tragmittel 20 aufgehängt ist.
In der Patentschrift EP 1 446 348 B1 sind weitere erfindungsgemässe Ausführungsbeispiele von Aufzugsanlagen mit riemenartigen Tragmitteln und einer Aufzugskabine in den 1 bis 12 und der zugehörigen Beschreibung dargestellt. Darin sind unterschiedliche Aufhängungsarten der Aufzugskabine und Anordnungen von Aufzugskomponenten wie der Antriebsmaschinen, der Gegengewichte, der Aufzugskabinenführungsschienen, der Treibscheiben, der Umlenkrollen, der Kabinentragscheiben und der Gegengewichtstragscheiben sowie die Führung der Tragmittel und Positionierung der Tragmittelenden offenbart. Die EP 1 446 348 B1 wird vollumfänglich in Bezug genommen für die Ausgestaltung möglicher Varianten der vorliegenden Erfindung.
Die Patentschrift EP 1 400 477 B1 zeigt in 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage mit alternativer Positionierung der Antriebsmaschine und der Treibscheiben oberhalb der Aufzugskabine. Die entsprechende Offenbarung der EP 1 400 477 B1 wird vollumfänglich in Bezug genommen für die Ausgestaltung möglicher Varianten der vorliegenden Erfindung.
Die Patentschrift EP 1 550 629 B1 thematisiert einen weiteren Spezialfall einer Tragmittelführung. Wie in der EP 1 550 629 B1 in 3 samt zugehöriger Beschreibung gezeigt, ist ein Riemen zwischen zwei Umlenkrollen um seine Längsachse verdreht angeordnet, damit eine konturierte Tragmitteloberfläche, wie beispielsweise die Keilrippen 80, mit komplementär konturierten Umfangsflächen beider Umlenkrollen in Eingriff gelangen kann. Die an anderer Stelle im Detail beschriebenen erfindungsgemässen Tragmittel sind besonders geeignet für eine solche Anwendung, da sie jeweils um ihre Längsachse verdrehbar ausgebildet sind. Entsprechend wird die erwähnte Offenbarung der EP 1 550 629 B1 vollumfänglich in Bezug genommen für die Ausgestaltung möglicher Varianten der vorliegenden Erfindung.
Eine zweite Gruppe von Dispositionen stellt Aufzugsanlagen vor, die über mindestens zwei Aufzugskabinen verfügen. Diese Aufzugskabinen sind senkrecht übereinander angeordnet und sind bevorzugter Weise unabhängig voneinander verfahrbar. Dazu sind bevorzugt mehrere separate Antriebsmaschinen vorgesehen, die an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschrieben sind.
Die Patentschrift EP 1 489 033 A1 beschreibt in 1 bis 4 zwei Ausführungsbeispiele einer Aufzugsanlage mit zwei senkrecht übereinander angeordneten Aufzugskabinen. Die 1 bis 4 nehmen insbesondere Bezug auf die Positionierung der Antriebsmaschinen, die von den Aufzugskabinen überfahrbar sind. Ferner sind Gegengewichte und unterschiedliche Aufhängungsverhältnisse der Aufzugskabinen und der zugeordneten Gegengewichte beschrieben, die sich für eine praktische Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besonders eignen. Entsprechend wird die erwähnte Offenbarung der EP 1 489 033 A1 vollumfänglich in Bezug genommen für die Ausgestaltung möglicher Varianten der vorliegenden Erfindung.
In der Patentschrift WO 2006/065241 A1 sind zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele von riemengetriebenen Multikabinen-Aufzugsanlagen, die über zwei senkrecht übereinander angeordnete Aufzugskabinen verfügen. Die 1 bis 12 dieser Patentschrift nehmen Bezug auf unterschiedliche Anordnungen von Antriebsmaschinen, Treibscheiben, Umlenkrollen, Gegengewichts- und Kabinentragscheiben sowie Aufzugskabinen- und Gegengewichtsaufhängungsvarianten und entsprechende Tragmittelführungen. Die genannten Anordnungen sind alle in Verbindung mit den an anderer Stelle dieses Dokuments offenbarten erfindungsgemässen Tragmitteln mit Vorteil zu realisieren. Im übrigen beschreibt die vorliegende Offenbarung konkrete Ausgestaltungen der einzelnen Aufzugselemente und -bauteile. Entsprechend wird die erwähnte Offenbarung der WO 2006/065241 A1 vollumfänglich in Bezug genommen für die Ausgestaltung möglicher Varianten der vorliegenden Erfindung.
In den 1 bis 9 der Patentschrift WO 2006/011 634 A1 sind weitere Ausführungsbeispiele von Multikabinen-Aufzugsanlagen dargestellt. Es werden Aufzugsanlagen mit zwei und drei Aufzugskabinen mit mehreren Anordnungsvarianten der zuvor genannten Aufzugselemente gezeigt. Insbesondere in 2 ist eine Anordnung von Aufzugskabinen- und Gegengewichtstragscheiben gezeigt, die eine konfliktfreie vertikale Führung der Tragmittel ermöglicht. Die genannten Anordnungen sind alle in Verbindung mit den an anderer Stelle dieses Dokuments offenbarten erfindungsgemässen Tragmitteln mit Vorteil zu realisieren. Im übrigen beschreibt die vorliegende Offenbarung konkrete Ausgestaltungen der einzelnen Aufzugselemente und -bauteile. Entsprechend wird die erwähnte Offenbarung der WO 2006/011 634 A1 vollumfänglich in Bezug genommen für die Ausgestaltung möglicher Varianten der vorliegenden Erfindung.
Die 1 bis 7 der Patentschrift WO 02/03801 A1 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aufzugsanlage mit zwei Aufzugskabinen. In diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere eine Antriebsmaschinen-Anordnung oberhalb der oberen Aufzugskabine dargestellt, welche wegen der engen Anordnung der Treibscheiben und Umlenkrollen nicht für herkömmliche Riemenbauarten geeignet ist. Die genannten Anordnungen sind alle in Verbindung mit den an anderer Stelle dieses Dokuments offenbarten erfindungsgemässen Tragmitteln mit Vorteil zu realisieren. Im übrigen beschreibt die vorliegende Offenbarung konkrete Ausgestaltungen und Weiterbildungen der in der WO 02/0380.1 A1 erwähnten einzelnen Aufzugselemente und -bauteile (Antrieb, Treibscheibe/-welle, Umlenkrollen etc.). Entsprechend wird die erwähnte Offenbarung der WO 02/03801 A1 vollumfänglich in Bezug genommen für die Ausgestaltung möglicher Varianten der vorliegenden Erfindung.
1K und 2K zeigen ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Aufzugsanlage für mindestens zwei Aufzugskabinen, die jeweils über eigene Antriebsmaschinen A1K, A2K verfügen und in vertikaler Richtung unabhängig voneinander verfahrbar sind. Die Antriebsmaschinen A1K, A2K sind im Schachtkopf über den Aufzugskabinen in der Nähe von ersten und zweiten Schachtwänden positioniert. Die ersten und zweiten Schachtwände sind diejenigen sich gegenüberliegenden Schachtwände, die vorzugsweise keine Schachttüre aufweisen. Dabei befinden sich die Antriebsmaschinen A1K, A2K auf zwei unterschiedlichen Niveaus, damit die beiden Tragmittel Z1K, Z2K, an denen die Aufzugskabinen aufgehängt sind konfliktfrei und ohne gegenseitige Berührung führbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Tragmittel Z1K, Z2K flach und riemenartig ausgestaltet. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind die weiteren in diesem Dokument an anderer Stelle im Detail beschriebenen Tragmittel zur Aufhängung der Kabinen und Gegengewichte vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung stellt dem Fachmann zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung, die Antriebsmaschinen A1K, A2K im Schacht zu fixieren. Der Fachmann kann die beiden Antriebsmaschinen A1K, A2K (wobei im übrigen sämtliche im Detail an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Antriebsmaschinen bzw. Motoren zur Anwendung gelangen können) insbesondere auf dem gleichen Niveau anordnen. Diese Variante wird rein aus Platzgründen nicht gezeigt, da eine Seitenansicht der dann hintereinanderliegenden Antriebsmaschinen A1K, A2K beschränkt aussagekräftig ist. Jedoch zeigt die Draufsicht der 4K eine Anordnung der Antriebsmaschinen A1K, A2K, die nicht nur die bereits erwähnten Fixierung der Antriebsmaschinen A1K, A2K auf unterschiedlichen Niveaus, sondern auch eine Fixierung der Antriebsmaschinen auf gleichem Niveau ermöglicht. Diese Anordnung ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Raumverhältnisse im Schachtkopf besonders eng sind. Zudem ist auch in dieser Variante eine konfliktfreie Führung der Tragmittel Z1K, Z2K gewährleistet.
Vorteilhafterweise sind die Antriebsmaschinen A1K, A2K je auf einem eigenen separaten Träger angebracht, wodurch weitgehende Freiheiten in der Ausrichtung der Antriebsmaschinen A1K, A2K gegeben sind. In einer weiteren vorteilhaften Variante sind die Antriebsmaschinen A1K, A2K an, auf oder unter einem gemeinsamen Träger angebracht. Bevorzugt ist eine obere Antriebsmaschine A1K auf der Oberseite des Trägers und eine untere Antriebsmaschine A2K auf der Unterseite des Trägers gelagert. Diese Anordnung der Antriebsmaschinen A1K, A2K ist sehr kompakt und hat den Vorteil möglichst wenig Platz im Schachtkopf zu verbauen.
Die Antriebsmaschine A1K, A2K bildet zusammen mit einer Treibscheibe 1aK, 1b zum Antreiben des Tragmittels Z1K, Z2K ein Antriebsmodul. Die Treibscheibe 1aK, 1bK ist so gestaltet, dass sie geeignet ist einzelne oder mehrere Tragmittel Z1K, Z2K aufzunehmen. Die Tragmittel Z1K, Z2K sind vorzugsweise erfindungsgemässe Elastomer-ummantelte Riemen mit einseitig oder beidseitig angeordneten Rippen, die in korrespondierende Vertiefungen seitens Treibscheibe und/oder Umlenk- bzw. Führungsrollen eingreifen. Riemenvarianten wie glatte Riemen, herkömmliche Keilrippenriemen und einseitig oder beidseitig verzahnte Riemen mit entsprechenden Treibscheiben 2aK, 2bK sind ebenfalls verwendbar. Zudem sind auch verschiedene Arten von Seilen wie Einzelseile, Doppelseile oder Mehrfachseile einsetzbar. Die Tragmittel weisen seilartige Zugträger aus Stahldraht bzw. Aramidfasern auf. Weitere Varianten und Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Tragmittel sind ebenfalls einsetzbar; deren Details sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben.
Das Tragmittel Z1K, Z2K in der 1K ist als Flaschenzug konfiguriert, wobei sowohl mindestens eine Aufzugskabine als auch mindestens ein Gegengewicht als sogenannte "Flasche", insbesondere in einer Tragmittel-Schlaufe aufgehängt ist. Das Tragmittel Z1K, Z2K wird von einem ersten Befestigungspunkt 13aK, 13bK zu einem zweiten Befestigungspunkt 14aK, 14bK so geführt, dass es von mehreren Umlenkrollen bzw., Kabinentragscheiben und Gegengewichtstragscheiben 2aK, 2bK, 3aK, 3bK, 4aK, 4bK, 5aK, 5bK sowie der Treibscheibe 1aK, 1bK im Wesentlichen verwindungsfrei geführt wird.
Das Tragmittel Z1K, Z2K wird dabei von einem ersten Befestigungspunkt 13aK, 13bK zur ersten Umlenkrolle 2aK, 2bK so geführt, dass das jeweils zu einer Aufzugskabine zugeordnete Gegengewicht an den Gegengewichtstragscheiben 3aK, 3bK als Flasche aufgehängt ist. Das Tragmittel Z1K, Z2K verläuft also vom ersten Befestigungspunkt 13aK, 13bK entlang einer ersten oder zweiten Schachtwand hinunter zur Gegengewichtstragscheibe 3aK, 3bK, umschlingt diese von Innen nach Aussen in einem Winkel von ca. 180° und führt wieder entlang einer ersten oder zweiten Schachtwand hinauf zur ersten Umlenkrolle 2aK, 2bK. Diese erste Umlenkrolle 2aK, 2bK liegt gegenüber der zugeordneten Treibscheibe 1aK, 1bK in der Nähe von zweiten oder ersten Schachtwänden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Umlenkrolle 2aK, 2bK Bestandteil eines Umlenkmoduls, das über starre balkenförmige Stäbe mit dem Antriebsmodul verbunden ist und mit diesem eine Baugruppe bildet. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der Reduzierung der Anzahl Bauteile und der damit verbundenen einfachen Montage. Zusätzlich lassen sich die Antriebs- und Umlenkmodule längs der Verbindungsstäbe verschieben, so dass eine flexible Längenanpassung der Baugruppe an die realen Abmessungen des Schachtes möglich ist. Ein weiterer Vorteil liegt im modularen Aufbau der Baugruppe, die eine günstige Wartung oder Ersetzung derselben zulässt.
Von der ersten Umlenkrolle 2aK, 2bK wird das Tragmittel Z1K, Z2K nun zur Treibscheibe 1aK, 1bK entlang der Schachtdecke geführt und umschlingt diese Treibscheibe 1aK, 1bK von Innen nach Aussen in einem Umschlingungswinkel von 90 bis 180°. Im weiteren Verlauf erzeugt das Tragmittel Z1K, Z2K unterhalb der Treibscheibe 1aK, 1bK mit ersten 4aK, 4bK und zweiten 5aK, 5bK Kabinentragscheiben eine Flaschenaufhängung der Aufzugskabine, indem das Tragmittel Z1K, Z2K von der Treibscheibe 1aK, 1bK entlang ersten oder zweiten Schachtwänden hinunter zu ersten Kabinentragscheiben 4aK, 4bK geführt wird. Das Tragmittel Z1K, Z2K umschlingt die Kabinentragscheibe 4aK, 4bK von Aussen nach Innen in einem Umschlingungswinkel von ca. 90° und führt danach waagrecht zur zweiten Kabinentragscheibe 5aK, 5bK. Schliesslich gelangt das Tragmittel Z1 K, Z2K nach Umschlingen der zweiten Kabinentragscheibe 5aK, 5bK von Innen nach Aussen in einem Umschlingungswinkel von ca. 90° entlang erster oder zweiter Schachtwände hinauf zum zweiten Befestigungspunkt 14aK, 14bK.
Eine Einstellscheibe 6aK, 6bK ist optional Bestandteil des Antriebmoduls. Mit dieser Einstellscheibe 6aK, 6bK lässt sich der Umschlingungswinkel des Tragmittels an der Treibscheibe 1aK, 1bK einstellen, bzw. vergrössern oder verkleinern um die gewünschten Traktionskräfte von der Treibscheibe 1aK, 1bK auf das Tragmittel Z1K, Z2K zu übertragen.
Aus den 2K bis 4K wird ersichtlich, dass die beiden Achsen, gebildet aus den Antriebsmaschinen A1K, A2K und den Umlenkrollen 2aK, 2bK in einem spitzen Winkel zu dritten und vierten Schachtwänden stehen. Die dritten und vierten Schachtwände sind diejenigen sich gegenüberliegenden Wände im Schacht, die mindestens eine Schachttüre 8K aufweisen. Damit wird erreicht, dass die zugeordneten Gegengewichte 12aK, 12bK, die am ersten Befestigungspunkt 13aK, 13bK und der ersten Umlenkrolle 2aK, 2bK als Flasche aufgehängt sind, zwischen den Aufzugskabinenführungsschienen 10K der Aufzugskabinen 7aK, 7bK sowie dritten und vierten Schachtwänden positioniert sind. Der Vorteil einer solchen Anordnung der Antriebsmaschine A1 K, A2K und der Umlenkrolle 2aK, 2bK liegt in der platzsparenden und einfachen Positionierung der Gegengewichte 12aK, 12bK. Die Gegengewichte 12aK, 12bK sind dabei durch Gegengewichtsführungsschienen 11aK, 11bK geführt.
Zudem liegt die Achse, gebildet durch die beiden Kabinentragscheiben 5aK, 5bK und 4aK, 4bK, an denen die Aufzugskabine 7aK, 7bK aufgehängt ist, mit geringem Abstand benachbart zu den Aufzugskabinenführungsschienen 10K. Dadurch werden Momente klein gehalten, die durch die Aufhängungskräfte vom Tragmittel Z1 K, Z2K über die Aufzugskabine 7aK, 7bK auf die Aufzugskabinenführungsschienen 10K übertragen werden.
3K und 4K zeigen zwei Varianten der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung. Dabei liegen die Aufhängungsachsen, gebildet aus den Kabinentragscheiben 4aK, 4bK und 5aK, 5bK, an denen die Aufzugskabine 7aK, 7bK aufgehängt ist, entweder beide vor den Aufzugskabinenführungsschienen 10K oder je eine vor und eine hinter den Aufzugskabinenführungsschienen 10K. Der Fachmann kann je nach den Platzverhältnissen im Schacht die eine oder andere Lösung bevorzugen, wobei die erstgenannte symmetrische Aufhängung hinsichtlich des von der Aufzugskabine 7aK, 7bK auf die Aufzugskabinenführungsschiene 10K ausgeübte Moment vorteilhaft ist. Der Abstand von der Aufhängungsachse der Aufzugskabine 7aK, 7bK zu den Aufzugskabinenführungsschienen 10K wird minimal gehalten und so das Moment reduziert, zudem heben sich die beiden entgegengesetzt wirkenden Momente teilweise oder zur Gänze auf. Bei Kenntnis der obigen Lehre stehen dem Fachmann weitere nicht gezeigte Varianten zur Verfügung, wie zum Beispiel eine Anordnung, bei der die Lage der beiden Aufhängungsachsen hinter den Aufzugskabinenführungsschienen gewählt ist.
Die platzsparende Positionierung mindestens eines Gegengewichts 12aK, 12bK zwischen den Aufzugskabinenführungsschienen 10K und einer dritten oder vierten Schachtwand kann dank einer besonderen Anordnung der Aufzugskabinentüre 9K realisiert werden. Im Normalbetrieb des Der Aufzugsanlage werden die Aufzugskabinen 7aK, 7bK bei einem Stockwerkshalt bündig zum Stockwerk platziert und die Aufzugskabinentüren 9K zusammen mit den Schachttüren 8K geöffnet, um den Transfer von Passagieren vom Stockwerk zur Aufzugskabine 7aK, 7bK zu ermöglichen. Beim Öffnen der Aufzugskabinentüren 9K ragen dessen Schiebeelemente in den Schachtraum hinein und nehmen einen gewissen anderweitig unverbaubaren Schachtraum in Anspruch. Wenn die Aufzugskabinentüre 9K nicht wie üblich aus zwei Schiebelementen, sondern aus mindestens vier Schiebelementen besteht, die teleskopisch ein- bzw. ausziehbar sind, wird beim Öffnungsvorgang der Aufzugskabinentüren 9K weniger Schachtraum beansprucht. Dank der kürzeren Schiebelemente ragen diese Schiebelemente bei offener Aufzugskabinentüre 9K weniger weit in den Schachtraum und halten damit mehr Platz frei für die Gegengewichte 12aK, 12bK oder andere Gegenstände im Schacht, wie Elektroinstallation, Sensoren, Sicherheitseinrichtung oder Stromkasten.
Dem Fachmann stehen gemäss Erfindung verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, um die Aufzugskabinen 7aK, 7bK aufzuhängen. Je nach Platzangebot im Schachtkopf, Schachtgrube oder zwischen Stockwerken, ist eine Aufhängungsvariante optimal.
5K und 6K zeigen eine Anordnung mit zwei als Flasche aufgehängten Aufzugskabinen 7aK, 7bK. In 5K ist die obere Aufzugskabine 7aK als Oberflasche und Aufzugskabine 7bK als Unterflasche aufgehängt. Diese Aufhängungsvariante ist vor allem dann vorteilhaft, wenn eine minimale Annäherung zwischen den Aufzugskabinen gewünscht wird, wenn zum Beispiel die Stockwerkabstände klein sind. Gemäss 6K sind beide Aufzugskabinen 7aK, 7bK als Oberflaschen aufgehängt. Diese Variante ist dann von Vorteil, wenn die Raumverhältnisse in der Schachtgrube eng sind. Zudem kann in beiden Beispielen die obere Aufzugskabine 7aK mit Oberflasche von den Tragmitteln Z1 K, Z2K nicht in den Schachtkopf gedrückt werden.
Die 7K und 8K zeigen eine Aufhängung mit einer 1:1 Aufhängung der oberen Aufzugskabine 7aK. Die untere Aufzugskabine 7bK ist gemäss Erfindung als Flasche aufgehängt. Je nach Platzverhältnissen im Aufzugsschacht kann die untere Aufzugskabine 7bK als Ober- oder Unterflasche aufgehängt werden.
Die 1KK zeigt ein weiteres erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel einer Aufzugsanlage mit mindestens zwei Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK, die jeweils über eine eigene Antriebsmaschine A1KK, A2KK verfügen und in vertikaler Richtung unabhängig voneinander verfahrbar sind. Die Antriebsmaschinen A1KK, A2KK sind seitlich an ersten und zweiten Schachtwänden positioniert. Die ersten und zweiten Schachtwände sind diejenigen sich gegenüberliegenden Schachtwände, die keine Schachttüren aufweisen. Dabei befinden sich die Antriebsmaschinen A1KK, A2KK alternierend auf gegenüberliegenden Schachtwänden auf zwei unterschiedlichen Schachthöhen, wobei in der Regel die Distanz in Vertikaler Richtung mindestens eine Aufzugskabinenhöhe beträgt. Die Antriebsmaschinen A1KK, A2KK definieren mit ihrer Position gleichzeitig den höchsten erreichbaren Punkt einer zugeordneten Aufzugskabine 7aKK, 7bKK, da das bevorzugt erfindungsgemässe riemenartig ausgebildete Tragmittel in der gezeigten Ausführungsform einen Aufhängepunkt einer Aufzugskabine 7aKK, 7bKK nicht über die Höhe einer Treibscheibe 1aKK, 1bKK heben kann. Es ist aber auch denkbar, dass zwei Antriebsmaschinen A1KK, A2KK benachbarter Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK auf gleicher Schachthöhe fixiert sind.
Die Antriebsmaschine A1KK, A2KK verfügt über einen Motor M1KK, M2KK, wie in 4KK gezeigt, vorzugsweise einen Elektromotor, eine Treibscheibe 1aKK, 1bKK, und optional über eine Stellscheibe 13aKK, 13bKK, mit welcher der Umschlingungswinkel des Tragmittels Z1KK, Z2KK um die Treibscheibe 1aKK, 1bKK und der horizontale Abstand des Tragmittels Z1KK, Z2KK zum Antrieb A1KK, A2KK, zur Aufzugskabine 7aKK, 7bKK oder zum Gegengewicht 12aKK, 12bKK eingestellt werden kann.
Der Motor M1KK, M2KK ist vertikal oberhalb der Treibscheibe 1aKK, 1bKK positioniert. Dank dieser Anordnung lässt sich die Antriebsmaschine A1KK, A2KK in der Lichtprojektion der Gegengewichte 12aKK, 12bKK zwischen den Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK und ersten und zweiten Schachtwänden positionieren. Dadurch sind die Antriebsmaschinen A1KK, A2KK von den Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK überfahrbar und können somit in einem andersweit nicht benötigten Raum des Schachtes angebracht werden. Im Vergleich mit herkömmlichen maschinenraumlosen Aufzügen gewinnt man dadurch den Raum im Schachtkopf und/oder in der Schachtgrube.
Der Motor M1KK, M2KK der Antriebsmaschine A1KK, A2KK treibt via Treibscheibe 1aKK, 1bKK das Tragmittel Z1KK, Z2KK an. Die Treibscheibe 1aKK, 1bKK ist so gestaltet, dass sie geeignet ist ein oder mehrere Tragmittel Z1KK, Z2KK aufzunehmen. Die Tragmittel Z1KK, Z2KK sind vorzugsweise als Elastomer-ummantelte Riemen bzw. Seile mit längsorientierten Rippen auf einer oder mehreren Seiten des Tragmittels ausgestaltet, die in eine oder mehrere treibscheibenseitige Vertiefungen eingreifen. Riemenvarianten wie ebene, flache Riemen, herkömmliche Keilrippenriemen und einseitig oder beidseitig verzahnte Riemen mit entsprechenden Treibscheiben 1aKK, 1bKK sind ebenfalls verwendbar. Zudem sind auch verschiedene Arten von Seilen wie Einzelseile, Doppelseile oder Mehrfachseile einsetzbar. Die Tragmittel weisen insbesondere seilartige Zugträger aus Stahldraht bzw. Aramid oder Vectran auf, die von einer elastomeren Ummantelung vollständig umschlossen sind. Weitere erfindungsgemäss einsetzbare Varianten von Tragmitteln sind an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschrieben und im Zusammenhang mit den vorliegend beschriebenen Dispositionen mit Vorteil anwendbar.
Die mindestens zwei Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK und zwei Gegengewichte 12aKK, 12bKK sind an den Tragmitteln Z1KK, Z2KK als "Flasche" aufgehängt. Dabei besitzen die Aufzugskabinen mindestens eine erste und eine zweite Kabinentragscheibe 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK die in einem unteren Bereich der Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK befestigt sind. Diese Kabinentragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK haben am äusseren Umfang eine oder mehrere Rillen, die ein oder mehrere Tragmittel Z1KK, Z2KK abschnittsweise aufnehmen können und hierfür komplementär zum gewählten Tragmittel ausgeführt sind. Die Kabinentragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK sind also geeignet für die Führung von Tragmitteln Z1KK, Z2KK und werden mit letzteren in Kontakt gebracht. Die Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK werden so vorzugsweise als Unterflasche aufgehängt.
In einer optionalen Ausführungsform befinden sich die Kabinentragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK im oberen Bereich der Aufzugskabine 7aKK, 7bKK. Entsprechend der obigen Beschreibung wird die Aufzugskabine 7aKK, 7bKK als Oberflasche aufgehängt.
Im oberen Bereich der Gegengewichte 12aKK, 12bKK befindet sich eine Gegengewichtstragscheibe 4aKK, 4bKK, die ebenfalls geeignet ist analog zu den Kabinentragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK ein oder mehrere Tragmittel Z1KK, Z2KK aufzunehmen. Dementsprechend wird das Gegengewicht 12aKK, 12bKK vorzugsweise an der dritten Gegengewichtstragscheibe 4aKK, 4bKK als Oberflasche unterhalb der zugeordneten Antriebsmaschine A1KK, A2KK aufgehängt. Die vorliegend erwähnten Gegengewichtstragscheiben, Kabinentragscheiben, Antriebstreibscheiben bzw. Antriebstreibwellen sind ebenso wie sonstige Umlenk- und Führungsscheiben des Tragmittels analog zu den an anderer Stelle dieses Dokuments ausführlich beschriebenen Umlenk-, Führungs- und Treibscheiben zu verstehen, weshalb die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Merkmale für eine Spezifizierung oder Abwandlung der vorliegenden Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Gleiches gilt prinzipiell auch für alle anderen Aufzugselemente wie Antriebseinheit, Fixpunkte, Überwachungssensorik etc..
Das Tragmittel Z1KK, Z2KK wird von einem ersten Befestigungspunkt 5aKK, 5bKK zu einem zweiten Befestigungspunkt 6aKK, 6bKK via mehrere Aufzugskabinen- bzw. Gegengewichtstragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK, 4aKK, 4bKK und der Treibscheibe 1aKK, 1bKK von der ersten Schachtwand zur zweiten Schachtwand geführt. Der erste Befestigungspunkt 5aKK, 5bKK befindet sich dabei gegenüber der zugeordneten Antriebsmaschine A1KK, A2KK auf etwa derselben Schachthöhe in der Nähe einer ersten oder zweiten Schachtwand. Der zweite Befestigungspunkt 6aKK, 6bKK befindet sich in der Nähe der zugeordneten Antriebsmaschine A1KK, A2KK auf einer gegenüberliegenden zweiten oder ersten Schachtwand.
Vom ersten Befestigungspunkt 5aKK, 5bKK verläuft das Tragmittel Z1KK, Z2KK entlang einer ersten oder zweiten Schachtwand hinunter zur zweiten Kabinentragscheibe 3aKK, 3bKK, umschlingt diese von Aussen nach innen in einem Winkel von ca. 90° und führt zur ersten Kabinentragscheibe 2aKK, 2bKK. Das Tragmittel Z1KK, Z2KK umschlingt diese erste Kabinentragscheibe 2aKK, 2bKK von Innen nach Aussen wiederum um ca. 90° und wird danach entlang der Aufzugskabine 7aKK, 7bKK nach oben zur Treibscheibe 1aKK, 1bKK geführt und umschlingt diese von innen nach Aussen um ca. 150°. Je nach Einstellung der optionalen Stellscheibe 13aKK, 13bKK kann der Umschlingungswinkel in einem Bereich von 90° bis 180° variieren. Danach wird das Tragmittel Z1KK, Z2KK entlang einer zweiten oder ersten Schachtwand hinunter zur Gegengewichtstragscheibe 4aKK, 4bKK geführt, umschlingt diese von aussen nach innen um ca. 180° und wird wieder entlang einer zweiten oder ersten Schachtwand nach oben zum zweiten Befestigungspunkt 6aKK, 6bKK geführt.
Eine Stellscheibe 13aKK, 13bKK ist optional Bestandteil der Antriebsmaschine A1KK, A2KK. Mit dieser Stellscheibe 13aKK, 13bKK lässt sich der Umschlingungswinkel des Tragmittels an der Treibscheibe 1aKK, 1bKK einstellen, bzw. vergrössern oder verkleinern um die gewünschten Traktionskräfte von der Treibscheibe 1aKK, 1bKK auf das Tragmittel Z1KK, Z2KK zu übertragen. Je nach Abstand der Stellscheibe 13aKK, 13bKK zur Treibscheibe 1aKK, 1bKK, lässt sich zudem der Abstand des Tragmittels Z1KK, Z2KK zur Antriebsmaschine A1KK, A2KK zum Gegengewicht 12aKK, 12bKK oder zur Aufzugskabine 7aKK, 7bKK einstellen. Damit wird eine konfliktfreie Führung der Tragmittel Z1KK, Z2KK im Schacht zwischen der Treibscheibe 1aKK, 1bKK und der ersten Kabinentragscheibe 2aKK, 2bKK gewährleistet.
Gemäss 2KK sind die Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK durch zwei Aufzugskabinenführungsschienen 10.1KK, 10.2KK geführt. Die Beiden Aufzugskabinenführungsschienen 10.1KK, 10.2KK bilden eine Verbindungsebene VKK, die annähernd je durch den Schwerpunkt SKK der beiden Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK verläuft. In der gezeigten Ausführungsform sind die Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK exzentrisch aufgehängt. Die Tragmittel Z1KK, Z2KK und die zugeordneten Führungsmittel, wie Aufzugskabinen- bzw. Gegengewichtstragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK, 4aKK, 4bKK und Treibscheiben 1aKK, 1bKK liegen in dieser Aufhängungsanordnung einseitig der Verbindungsebene VKK, wobei die Gegengewichtstragscheiben 4aKK, 4bKK der Übersichtlichkeit halber in 2KK nicht dargestellt sind. Die zuvor genannten Komponenten, die einer Aufzugskabine 7aKK, 7bKK zugeordnet sind, liegen somit entweder zwischen dritten Schachtwänden und der Verbindungsebene VKK oder zwischen vierten Schachtwänden und der Verbindungsebene VKK. Dritte oder vierte Schachtwände bezeichnen Schachtwände, die über mindestens eine Schachttüre 9KK verfügen, und die dazu gegenüberliegende Schachtwände. Vorteilhafterweise ist der Abstand γKK der Tragmittel Z1KK, Z2KK und der Verbindungsebene VKK annähernd gleich. Die Tragmittel Z1KK, Z2KK einer Aufzugskabine 7aKK, 7bKK liegen alternierend auf der einen oder auf der anderen Seite der Verbindungsebene VKK. So wirken die Momente, welche durch die exzentrische Aufhängung der Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK erzeugt werden, entgegengesetzt. Bei gleich schwerer Nutzlast der Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK und bei gerader Anzahl der Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK heben sich die auf die Führungsschienen 10.1KK, 10.2KK wirkenden Momente im Wesentlichen auf.
Die Gegengewichte 12aKK, 12bKK sind je durch zwei Gegengewichtsführungsschienen 11a.1KK, 11a.2KK, 11b.1KK, 11b.2KK geführt. Die Gegengewichte 12aKK, 12bKK sind an gegenüberliegenden Schachtwänden zwischen den Aufzugskabinenführungsschienen 10.1KK, 10.2KK und ersten oder zweiten Schachtwänden positioniert. Vorteilhafterweise sind die Gegengewichte in ihrem Schwerpunkt SKK an den Tragmitteln Z1KK, Z2KK aufgehängt. Da die Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK exzentrisch aufgehängt sind, liegen die Gegengewichte 12aKK, 12bKK seitlich versetzt in der Nähe von dritten und vierten Schachtwänden.
Die Drehachsen der Treibscheiben 1aKK, 1bKK und der Aufzugskabinen- und Gegengewichtstragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK, 4aKK, 4bKK liegen parallel zu ersten oder zweiten Schachtwänden. In der gezeigten Ausführung sind die vorher genannten Komponenten dergestalt ausgeführt, dass sie vier parallel zueinander angeordnete Tragmittel Z1KK, Z2KK aufnehmen können, diese führen oder im Fall der Treibscheibe 1aKK, 1bKK auch antreiben. Um die Tragmittel Z1KK, Z2KK aufnehmen zu können, besitzen die Aufzugskabinen- und Gegengewichtstragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK, 4aKK, 4bKK und Treibscheiben 1aKK, 1bKK vier speziell ausgebildete Kontaktflächen, die im Fall von Keilrippenriemen oder Seilen zum Beispiel als Rillen oder im Fall von Riemen z. B. auch als bombierte Flächen oder Verzahnung ausgelegt sind oder bei einer flach ausgebildeten Kontaktfläche mit Führungsschultern versehen sind. Diese vier Kontaktflächen können entweder auf einem gemeinsamen walzenförmigen Grundkörper oder je auf vier einzelne Rollen mit gemeinsamer Drehachse aufgebracht sein.
In modifizierten Ausführungsbeispielen sind ein bis vier oder mehr einzelne Tragscheiben oder Führungs- bzw Umlenkrollen mit oder ohne Abstand zueinander auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet. Dabei kann jede Rolle je nach Auslegung ein bis vier oder bei Bedarf auch mehr Tragmittel Z1KK, Z2KK aufnehmen.
Im Normalbetrieb des Aufzugs werden die Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK bei einem Stockwerkshalt bündig zum Stockwerk platziert und die Aufzugskabinentüren 8KK zusammen mit den Schachttüren 9KK geöffnet, um den Transfer von Passagieren vom Stockwerk zur Aufzugskabine 7aKK, 7bKK und umgekehrt zu ermöglichen. 3KK zeigt eine alternative Aufhängeanordnung mit zentrisch aufgehängten Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK. Dabei werden die Tragmittel Z1KK, Z2KK von den Aufzugskabinen- und Gegengewichtstragscheiben 2aKK, 2bKK, 3aKK, 3bKK, 4aKK, 4bKK und Treibscheiben 1aKK, 1bKK beidseitig der Verbindungsebene VKK geführt. Vorteilhafterweise ist dabei die Aufhängung bezüglich der Verbindungsebene VKK symmetrisch angeordnet. Da in diesem Fall der Aufhängeschwerpunkt im Wesentlichen mit dem Schwerpunkt der Aufzugskabine 7aKK, 7bKK zusammenfällt, wirken keine zusätzlichen Momente auf die Aufzugskabinenführungsschienen 10.1KK, 10.2KK.
Bei dieser zentrischen Aufhängung der Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK umfassen die zugeordneten Kabinentragscheiben 2a.1KK, 2a.2KK, 2b.1KK, 2b.2KK, 3a.1KK, 3a.2KK, 3b.1KK, 3b.2KK und Treibscheiben 1a.1KK, 1a.2KK, 1b.1KK, 1b.2KK bevorzugt mindestens zwei Rollen, die links und rechts der Verbindungsebene VKK angeordnet sind. Die Gegengewichtstragscheiben 4aKK, 4bKK der Gegengewichte 12aKK, 12bKK umfassen bevorzugt ebenfalls mindestens zwei Rollen, die bevorzugt symmetrisch links und rechts der Verbindungsebene VKK angeordnet, aber übersichtshalber nicht in 3KK dargestellt sind. Im vorliegenden Beispiel sind die der oberen Aufzugskabine 7aKK zugeordneten Aufzugskabinen- und Gegengewichtstragscheiben 2aKK, 3aKK, 4aKK und die Treibscheibe 1aKK in einem ersten Abstand xKK zur Verbindungsebene VKK angeordnet. Die der oberen Aufzugskabine 7aKK zugeordneten Aufzugskabinen- und Gegengewichtstragscheiben 2bKK, 3bKK, 4bKK und die Treibscheibe 1bKK sind in einem zweiten Abstand XKK zur Verbindungsebene VKK angeordnet, wobei der erste Abstand xKK kleiner ist als der zweite Abstand XKK. Dadurch wird bei zentrischer Aufhängung der Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK eine konfliktfreie Führung der Tragmittel Z1KK, Z2KK gewährleistet.
Auch hier sind die Gegengewichte 12aKK, 12bKK vorteilhafterweise in ihrem Schwerpunkt an den Tragmitteln Z1KK, Z2KK zwischen den Aufzugskabinenführungsschienen 10.1KK, 10.2KK und ersten oder zweiten Schachtwänden aufgehängt. Da die Aufzugskabinen 7aKK, 7bKK nun zentrisch aufgehängt sind, liegen auch die Gegengewichte 12aKK, 12bKK bevorzugt in einem mittleren Bereich der ersten und zweiten Schachtwände. Dank dieser mittigen Position der Gegengewichte 12aKK, 12bKK erhöht sich der Freiraum zwischen den seitlichen Enden der Gegengewichte 12aKK, 12bKK und dritten und vierten Schachtwänden. Dadurch gewinnt man Gestaltungsspielraum für die Gegengewichte 12aKK, 12bKK. So kann z. B. ein schmaleres und breiteres Gegengewicht 12aKK, 12bKK verwendet werden, um den Platz besser zu nutzen. Bei gegebenem Schachtquerschnitt gewinnt die Aufzugskabine 7aKK, 7bKK an Breite oder bei gegebener Aufzugskabinengrösse kann der Schachtquerschnitt verkleinert werden.
4KK zeigt eine Antriebsmaschine A1KK, die auf einem Querträger 19KK fixiert ist, welcher an einer Aufzugskabinenführungsschiene 10.1KK und/oder den Gegengewichtsführungsschienen 11a.1KK, 11a.2KK und/oder an einer Schachtwand befestigt ist. In 4KK können weiters erkannt werden:

– der Motor M1KK mit bevorzugt senkrecht darunter angeordneter Treibscheibe 1aKK und optionaler Stellscheibe 13aKK,
– die Gegengewichtstragscheibe 4aKK, an welcher das Gegengewicht 12aKK aufgehängt ist und
– im Hintergrund die Aufzugskabine 7aKK.

Das hier gezeigte Beispiel ist im Vergleich mit der Anordnung aus 2KK bezüglich der Verbindungsebene VKK spiegelverkehrt.
Optional können die Antriebsmaschinen A1KK, A2KK auch direkt an den Schachtwänden fixiert werden. In diesem Ausführungsbeispiel kann ggf. auf einen oder mehrere Querträger 19KK verzichtet werden.
Ein weiteres erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel zeigt eine Aufzugsanlage, die über zwei senkrecht übereinander angeordnete Aufzugskabinen mit einem gemeinsamen Gegengewicht verfügt.
Für die 1AR, 1BR, 1CR, 2R und 3R die zugehörige Beschreibung gilt generell das Folgende:
Die Figuren sind nicht als massstäblich zu betrachten. Gleiche oder ähnliche bzw. gleich oder ähnlich wirkende konstruktive Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Angaben wie rechts, links, oben, unten sind auf die jeweilige Anordnung in den Figuren bezogen. Umlenkrollen, umlenkende Hilfsrollen und Gegengewichtstragscheiben sind generell in Schnitten senkrecht zu ihren Rotationsachsen als schwarze Kreisflächen dargestellt. Treibscheiben sind generell in Schnitten senkrecht zu ihren Rotationsachsen als Kreislinien dargestellt. Diejenigen Teile der Tragmittel bzw. Tragmittelstränge oder Untertragmittel bzw. Untertragmittelsträngen, die sich zwischen einer der Aufzugskabinen und einer oberen Gegengewichtstragscheibe befinden, sind mit anderen Linien dargestellt als diejenigen Teile der Tragmittelstränge bzw. Untertragmittelstränge, die sich zwischen der anderen Aufzugskabine K2R und der oberen Gegengewichtstragscheibe befinden. Bei jedem Trag- oder Untertragmittel ist ausserdem mit einer üblichen Durchmessersignatur und mit einer der Zahlen 1 oder 2 angegeben, ob es sich an den entsprechenden Stellen jeweils um einen oder um zwei Tragmittelstränge bzw. Untertragmittelstränge handelt; ausserdem ist angegeben, um welche Tragmittelstränge bzw. Untertragmittelstränge es sich handelt.
Die 1AR, 1BR und 1CR zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Aufzugsanlage 10R gemäss der Erfindung. Es handelt sich um schematisierte Seitenansichten bzw. um Schnitte, anhand derer die grundlegenden Elemente der Erfindung erläutert werden.
Eine untere Aufzugskabine K1R und eine obere Aufzugskabine K2R der neuen Aufzugsanlage 10R befinden sich übereinander in einem gemeinsamen Aufzugsschacht 11R. Im Aufzugsschacht 11R befindet sich ausserdem ein gemeinsames Gegengewicht 12R. Das Gegengewicht 12R ist an einer oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1R in einer so genannten 2:1 Aufhängung aufgehängt. Unter dem Begriff einer Gegengewichtstragscheibe ist auch eine Scheibenanordnung mit mehr als einer Scheibe zu verstehen. Mit v1R ist eine Geschwindigkeit der unteren Aufzugskabine K1R, mit v2R eine Geschwindigkeit der oberen Aufzugskabine K2R und mit v3R eine Geschwindigkeit des Gegengewichtes 12R angegeben.
In einem oberen Bereich des Aufzugsschachtes 11R oder oberhalb des Fahrweges der Aufzugskabinen befinden sich Antriebsmittel zum Antreiben der Aufzugskabinen. Die Antriebsmittel umfassen eine erste Antriebsmaschine für die untere Aufzugskabine K1R und eine zweite Antriebsmaschine für die obere Aufzugskabine K2R. In modifizierten Ausführungsbeispielen sind noch weitere, d. h. mehr als zwei Aufzugskabinen innerhalb des Schachtes vorgesehen.
Die erste Antriebsmaschine, welche der unteren Aufzugskabine K1R zugeordnet ist, umfasst einen ersten Motor M.A1R und einen zweiten Motor M.B1R. Die Motoren M.A1R und M.B1R werden bevorzugt synchronisiert (z. B. elektrisch oder elektronisch) betrieben. Der erste Motor M.A1R ist mit einer ersten Treibscheibe 13.A1R gekoppelt. Der zweite Motor M.B1R ist mit einer zweiten Treibscheibe 13.B1R gekoppelt. In modifizierten Ausführungsbeispielen sind die Motoren über Kupplungen und/oder Freiläufe mechanisch miteinander koppelbar und entkoppelbar ausgeführt.
Die zweite Antriebsmaschine, welche der oberen Aufzugskabine K2R zugeordnet ist, weist einen dritten Motor M.AB2R auf. Der dritte Motor M.AB2R ist über eine gemeinsame Welle mit einer dritten Treibscheibe 13.A2R und einer vierten Treibscheibe 13.B2R gekoppelt. D. h., es ist in dieser Ausführungsform ein gemeinsamer Motor M.AB2R zum Antreiben von zwei Treibscheiben 13.A2R und 13.B2R vorgesehen. Es können aber hier auch zwei getrennte Motoren zum Einsatz kommen.
Die vorliegend beschriebene, erfindungsgemässe Aufzugsanlage 10R umfasst ferner ein flexibles Tragmittel TAR, TBR, das im Wesentlichen aus einem ersten Tragmittelstrang TAR und einem zweiten Tragmittelstrang TBR besteht. Die Tragmittelstränge TAR und TBR besitzen je ein erstes Ende und ein zweites Ende, an denen sie festgelegt sind.
Vorteilhaft ist jeder der Tragmittelstränge TAR und TBR durch zwei oder mehr parallel angeordnete Tragmittelelemente, wie zum Beispiel durch mehrere identische, an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebene Tragmittel, insbesondere vier bis acht Elastomerummantelte Riemen oder vier bis acht Seile, gebildet. Jeder Tragmittelstrang TAR und TBR kann aber auch nur einen oder zwei Riemen oder ein bis zwei Seile umfassen. Die (inneren, mit Kunststoff oder Gummi ummantelten) Zugträger dieser Tragmittelstränge TAR und TBR sind vorteilhaft aus verseilten Stahldrähten, Aramid-Fasern oder Vectran-Fasern gefertigt und/oder gemäss weiterer alternativer, an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebener Ausführungsbeispiele ausgeführt.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste Treibscheibe 13.A1R und die zweite Treibscheibe 13.A2R dem ersten Tragmittelstrang TAR zugeordnet, während die dritte Treibscheibe 13.B1R und die vierte Treibscheibe 13.B2R dem zweiten Tragmittelstrang TBR zugeordnet sind. Die Treibscheiben sind bevorzugt entsprechend den an anderer Stelle dieses Dokuments ausgeführten Treibscheiben oder -wellen ausgeführt, wobei der Fachmann die geeignete Variante entsprechend seines Bedarfs und entsprechend der technischen Erfordernisse auswählt.
Der Motor M.A1R und die Treibscheibe 13.A1R für die untere Aufzugskabine K1R sind in einer ersten Höhe angeordnet. Der Motor M.B1R und die Treibscheibe 13.B1R, ebenfalls für die untere Aufzugskabine K1R, sind in einer zweiten Höhe angeordnet. Der Motor M.AB2R und die Treibscheiben 13.A2R und 13.B2R für die obere Aufzugskabine K2R sind ebenfalls in der zweiten Höhe angeordnet. Die zweite Höhe liegt unterhalb der ersten Höhe. Diese Anordnung ist vorteilhaft, aber selbstverständlich nicht zwingend.
Details zur erfindungsgemässen Treibscheiben/Motoren-Konfiguration sind an anderer Stelle dieses Dokuments ausführlich beschrieben, weshalb der Fachmann darauf verwiesen werden kann.
Die Aufzugsanlage 10R kann auch vier Motoren aufweisen, wobei dann jeder Treibscheibe bzw. jedem Ende der Tragmittelstränge ein eigener Motor zugeordnet sein kann. Vorteilhaft für eine angestrebte gleichmässige Traktion ist es, wenn jedem Ende der Tragmittelstränge eine eigene Treibscheibe zugeordnet ist, um somit die Antriebskräfte besonders gleichmässig in die Tragmittelstränge TAR, TBR einleiten zu können.
Im Weiteren umfasst die erfindungsgemässe Aufzugsanlage 10R mehrere Umlenkrollen, beim vorliegenden Beispiel eine erste Umlenkrolle 14.A1R, eine zweite Umlenkrolle 14.A2R für den ersten Tragmittelstrang TAR, eine dritte Umlenkrolle 14.B1R für den zweiten Tragmittelstrang TBR, sowie eine vierte Umlenkrolle 14.A3R, 14.B2R für die beide Tragmittelstränge TAR und TBR. Die Umlenkrollen sind im Detail an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben.
Die untere Aufzugskabine K1R weist in ihrem unteren Aufzugskabinenbereich B1R einen ersten Befestigungspunkt 15.1R (erster Fixpunkt) und einen zweiten Befestigungspunkt 15.11R (zweiter Fixpunkt) auf, die seitlich an einander gegenüberliegenden Seiten der Aufzugskabine K1R angeordnet sind.
Die obere Aufzugskabine K2R weist in ihrem oberen Aufzugskabinenbereich einen dritten Befestigungspunkt 15.2R (dritter Fixpunkt) und einen vierten Befestigungspunkt 15.22R (vierter Fixpunkt) auf, die bevorzugt wenigstens annähernd zentrisch angeordnet sind. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel können die Fixpunkte bei 15.2R/15.22R praktisch zusammenfallen. In 1AR sind sie aus Gründen der Klarheit der Zeichnung ohne horizontalen Abstand gezeigt.
An den seitlichen Befestigungspunkten 15.1R, 15.11R der unteren Aufzugskabine K1R sowie am mittigen Befestigungspunkt 15.2R/15.22R der oberen Aufzugskabine K2R sind die Tragmittelstränge TAR, TBR fixiert. Jede der Aufzugskabinen K1R und K2R ist somit an beiden Tragmittelsträngen TAR und TBR aufgehängt. Die Aufzugskabinen K1R und K2R sind in einer so genannten 1:1-Aufhängung an den Tragmittelsträngen TAR und TBR aufgehängt, wie dies im Einzelnen weiter unten beschrieben wird.
Der erste Tragmittelstrang TAR erstreckt sich vom ersten Befestigungspunkt 15.1R an der unteren Aufzugskabine K1R, wo er mit seinem ersten Ende befestigt ist, aufwärts und unmittelbar zur ersten Treibscheibe 13.A1R. Von der Treibscheibe 13.A1R erstreckt sich der erste Tragmittelstrang TAR zum Beispiel via einer ersten Umlenkrolle 14.A1R und via einer zweiten Umlenkrolle 14.A2R abwärts bis zur oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1R. Von der oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1R aus ist der erste Tragmittelstrang TAR weiter nach oben geführt und via einer Umlenkrolle 14.A3R werter zur dritten Treibscheibe 13.A2R. Von der dritten Treibscheibe 13.A2R aus ist der erste Tragmittelstrang TAR unmittelbar zum mittigen Befestigungspunkt 15.2R/15.22R an der oberen Aufzugskabine K2R geführt, wo er mit seinem zweiten Ende befestigt ist. Erfindungsgemässe und hier anwendbare Fixpunkte und Tragmittelendverbindungen sind im vorliegenden Dokument an anderer Stelle beschrieben, weshalb darauf verwiesen werden kann.
Der zweite Tragmittelstrang TBR läuft vom zweiten Befestigungspunkt 15.11R an der unteren Aufzugskabine K1R aufwärts und unmittelbar zur zweiten Treibscheibe 13.81R. Von der letzteren läuft der zweite Tragmittelstrang TAR via die vierte Umlenkrolle 14.81R abwärts zur oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1R. Von der letzteren läuft der zweite Treibmittelstrang TAR aufwärts, via die Umlenkrolle 14.B2R weiter zur vierten Treibscheibe 13.B2R und von dieser unmittelbar zum mittigen Befestigungspunkt 15.2R/15.22R an der oberen Aufzugskabine K2R. Unmittelbar zur oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1R bzw. von dieser weg laufen die beiden Tragmittelstränge TAR und TBR jeweils parallel.
1CR zeigt, wie die Krafteinleitung durch die Tragmittelstränge TAR und TBR für die Aufzugskabine K1R erfolgt. 1DR zeigt eine Alternative dazu.
Die 1AR, 2R und 3R zeigen eine vorteilhafte Anordnung der Treibscheiben 13.A1R, 13.61R, 13.A2R, 13.B2R im obersten Bereich des Aufzugsschachtes 11R. Die Treibscheiben 13.A1R, 13.81R, 13.A2R, 13.B2R sind senkrecht, das heisst mit horizontalen Achsen, wie aus 3R ersichtlich, angeordnet. Weitere Ausführungsbeispiele und modifikationen der Treibscheiben bzw. -wellen sind in diesem Dokument an anderer Stelle beschrieben und hier verwendbar.
Eine Führungsvorrichtung für die vertikale Führung der Aufzugskabinen K1Rund K2R im Aufzugsschacht 1R umfasst zwei ortsfeste Führungsschienen 19.1R und 19.11R, die sich vertikal längs gegenüberliegenden Seiten des Aufzugsschachtes 11R erstrecken und an diesem in nicht dargestellter Weise befestigt sind. Die Führungsvorrichtung umfasst ausserdem nicht dargestellte Führungskörper. Beidseitig sind an jeder der Aufzugskabinen K1R und K2R vorzugsweise zwei Führungskörper in vertikal fluchtender Anordnung angebracht, die mit den jeweiligen Führungsschienen 19.1R bzw. 19.11R zusammenwirken. Die Führungskörper an einer Seite der Aufzugskabinen K1R, K2R sind vorteilhaft in einem möglichst grossen Höhenabstand angebracht. Die Führungsschienen 19.1R und 19.11R sind über Eck zum Gegengewicht 12R angeordnet.
Eine weitere Führungsvorrichtung mit zwei Führungsschienen 19.2R, 19.22R ist im Bereich der Schmalseiten des Gegengewichtes 12R angeordnet und dient zur Führung des Gegengewichtes 12R.
Der erste Tragmittelstrang TAR, ausgehend von der ersten Befestigungsstelle 15.1R an der unteren Aufzugskabine K1R, verläuft längs derselben Seite des Aufzugsschachtes 11R wie die Führungsschiene 19.1R. Der zweite Tragmittelstrang TBR, ausgehend vom zweiten Befestigungspunkt 15.11R an der unteren Aufzugskabine K1R,verläuft längs derselben Seite des Aufzugsschachtes 1R wie die Führungsschiene 19.11R.
1CR zeigt die gleiche untere Aufzugskabine K1R, jedoch mit den Befestigungspunkten 15.1R und 15.11R im oberen Aufzugskabinenbereich. Auch hier sind die erfindungsgemässen Fixpunkt-Konfigurationen anwendbar, wie sie an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben sind.
2R zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses umfasst alle mit Bezug auf die 1AR, 1BR und 1CR beschriebenen konstruktiven Elemente sowie eine zusätzliche Vorrichtung, um die Tragmittelstränge TAR und TBR besser zu spannen und die Aufzugskabinen K1R und K2R sowie das Gegengewicht 12R besser zu führen.
Das Aufzugssystem 10R gemäss 2R umfasst zu diesem Zweck eine untere Gegengewichtstragscheibe 12.2R, die am Gegengewicht 12R aufgehängt ist. Am unteren Bereich B1R der unteren Aufzugskabine K1R befinden sich zentrisch ein fünfter Befestigungspunkt 15.3R (fünfter Fixpunkt) und ein sechster Befestigungspunkt 15.33R (sechster Fixpunkt), die praktisch bei 15.3R/15.33R zusammenfallen.
Am unteren Bereich B2R der oberen Aufzugskabine K2R befinden sich seitlich, an entgegengesetzten Seiten der Aufzugskabine K2R, ein siebter Befestigungspunkt 15.4R (siebter Fixpunkt) und ein achter Befestigungspunkt 15.44R. Der siebte Befestigungspunkt 15.4R und der achte Befestigungspunkt 15.44R (achter Fixpunkt) befinden sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nahe denjenigen Seiten des Aufzugsschachtes 11R, an denen die Führungsschienen 19.1R, 19.11R verlaufen.
Alternativ befinden sich die siebten und achten Befestigungspunkte 15.4R, 15.44R im oberen Bereich der Aufzugskabine K2R.
Ein flexibles Untertragmittel SAR, SBR besteht im Wesentlichen aus einem ersten Untertragmittelstrang SAR und einem zweiten Untertragmittelstrang SBR. Jeder der Untertragmittelstränge SAR und SBR besitzt ein erstes Ende und ein zweites Ende. Vorteilhaft ist jeder der Untertragmittelstränge SAR, SBR durch zwei oder mehr parallele Untertragmittelelemente, wie zum Beispiel durch mehrere, insbesondere vier bis acht an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebene erfindungsgemässe Tragmittel gebildet. Jeder Untertragmittelstrang SAR, SBR kann aber auch nur einen Riemen oder ein Seil oder Kombinationen aus den erfindungsgemässen Tragmitteln umfassen. Die Zugträger dieser Untertragmittelstränge SAR, SBR sind vorteilhaft aus Stahl, Aramid oder Vectran gefertigt und/oder wie an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschrieben.
Die ersten und zweiten Befestigungspunkte 15.1R, 15.11R sowie die fünften und sechsten Befestigungspunke 15.3R, 15.33R befinden sich gemeinsam im unteren Bereich B1R der Aufzugskabine K1R oder je auf einem unteren Bereich B1R oder oberen Bereich der Aufzugskabine K1R. Befinden sich die ersten und zweiten Befestigungspunkte 15.1R, 15.11R im oberen Bereich der Aufzugskabine K1R liegt der Vorteil in der Anwendung kürzerer Tragmittelstränge TAR, TBR. Befinden sich die ersten und zweiten Befestigungspunkte 15.1R, 15.11R gemeinsam mit den fünften und sechsten Befestigungspunkten 15.3R, 15.33R im unteren Bereich 81R der Aufzugskabine K1R liegt der Vorteil in der einfachen Konstruktion der Aufzugskabine K1R. Die krafteinleitende Struktur kann dann ein einfaches, gemeinsames Balkenelement umfassen, an dem mehrere Befestigungspunkte angeordnet sind.
Eine analoge Argumentation gilt auch für die dritten, vierten, siebten und achten Befestigungspunkte 15.2R, 15.22R, 15.4R, 15.44R, die sich entweder gemeinsam im oberen Bereich der Aufzugskabine K2R oder je in einem oberen Bereich oder unteren Bereich B2R der Aufzugskabine K2R befinden. Befinden sich die siebten und achten Befestigungspunkte 15.4R, 15.44R im unteren Bereich 62R der Aufzugskabine K2R liegt der Vorteil in der Anwendung kürzerer Untertragmittelstränge SAR, SBR. Befinden sich die siebten und achten Befestigungspunkte 15.4R, 15.44R gemeinsam mit den dritten und vierten Befestigungspunkten 15.2R, 15.22R im oberen Bereich der Aufzugskabine K2R liegt der Vorteil in der einfachen Konstruktion der Aufzugskabine K1R. Die krafteinleitende Struktur kann dann ein einfaches, gemeinsames Balkenelement umfassen, an dem mehrere bzw. alle Befestigungspunkte festgelegt sein können.
Im Weiteren sind im unteren Bereich des Aufzugsschachtes 11R mehrere umlenkende Rollen angeordnet, deren Geometrie und Herstellung an anderer Stelle dieses Dokuments insbesondere in Analogie zu sonstigen Umlenk- und/oder Führungsrollen beschrieben ist. Vorgesehen sind zwei Spannrollen 16.A1R, 16.A2R für den ersten Untertragmittelstrang TAR und zwei Spannrollen 16.81R, 16.B2R für den zweiten Untertragmittelstrang TBR. Im Weiteren sind zwei Hilfsrollen 17.A1R und 17.A2R für den ersten Untertragmittelstrang TAR sowie zwei Hilfsrollen 17.B1R, 17.B2R für den zweiten Untertragmittelstrang TBR vorgesehen, deren Geometrie und Herstellung an anderer Stelle dieses Dokuments insbesondere in Analogie zu Umlenk- und/oder Führungsrollen beschrieben ist. Ausserdem ist eine Vorspannanordnung 16R vorgesehen.
Der erste Untertragmittelstrang SAR ist mit seinem ersten Ende am mittigen Befestigungspunkt 15.3R/15.33R der unteren Aufzugskabine K1R befestigt und läuft von dort um die Spannrollen 16.A1R und 16.A2R zur unteren Gegengewichtstragscheibe 12.2R. Von der unteren Gegengewichtstragscheibe 12.2R läuft der erste Untertragmittelstrang SAR via die Umlenkrollen 17.A1R und 17.A2R zum siebten Befestigungspunkt 15.4R an der oberen Aufzugskabine K2R, wo er mit seinem zweiten Ende befestigt ist.
Der zweite Untertragmittelstrang SBR ist mit seinem ersten Ende am mittigen Befestigungspunkt 15.3R/15.33R der unteren Aufzugskabine K1R befestigt und läuft von dort um die Spannrollen 16.81R und 16.B2R zur unteren Gegengewichtstragscheibe 12.2R. Von der unteren Gegengewichtstragscheibe 12.2R läuft der zweite Untertragmittelstrang SBR via die Umlenkrollen 17.B1R und 17.B2R zum achten Befestigungspunkt 15.44R an der oberen Aufzugskabine K2R, wo er mit seinem zweiten Ende befestigt ist.
3R ist eine vergrösserte Darstellung der 1BR, in welcher Einzelheiten gezeigt sind, die in 1CR nicht oder nicht deutlich erscheinen. Dargestellt sind insbesondere eine erste vertikale Mittelebene E1R, eine zweite vertikale Mittelebene E2R, eine erste vertikale Diagonalebene D1R und eine zweite vertikale Diagonalebene D2R.
Der erste Befestigungspunkt 15.1R und der zweite Befestigungspunkt 15.11R liegen im unteren Aufzugskabinenbereich auf entgegengesetzten Seiten der unteren Aufzugskabine K1R, auf entgegengesetzten Seiten der ersten vertikalen Mittelebene E1R und auf entgegengesetzten Seiten der zweiten vertikalen Mittelebene E2R, um eine im Wesentlichen zentrisch symmetrische, d. h. ausbalancierte Krafteinleitung in die Aufzugskabine K1R zu gewährleisten (in 3R nicht zu erkennen). Diese ausbalancierte Krafteinleitung hat den Vorteil, dass es zu geringerer Reibung und Abnutzung an den Führungsschienen kommt. Ausserdem wird das Auftreten hör- oder spürbarer Schläge während der Fahrt deutlich reduziert.
Der Befestigungspunkt 15.2R/15.22R liegt mittig am oberen Aufzugskabinenbereich der oberen Aufzugskabine K1R, so dass auch hier eine zentrische Krafteinleitung stattfindet (in 3R nicht zu erkennen).
Dadurch, dass beide Aufzugskabinen K1R, K2R über gemeinsame Tragmittel TAR, TBR mit nur einem Gegengewicht 12R verbunden sind und durch die spezielle Art der 1:1-Aufhängung der Aufzugskabinen K1R, K2R und der 2:1-Aufhängung des Gegen gewichts 12R, ergeben sich unterschiedliche Geschwindigkeiten v1R, v2R und v3R, je nach Fahrsituation. Bewegt sich Aufzugskabine K1R mit der Geschwindigkeit v1R nach oben während die Aufzugskabine K2R ruht, so fährt das Gegengewicht 12R mit v3R = v1R/2 nach unten. Bewegt sich Aufzugskabine K2R mit der Geschwindigkeit v2R nach unten während die Aufzugskabine K1R ruht, so fährt das Gegengewicht 12R mit v3R = v2R/2 nach oben. Bewegen sich die Aufzugskabinen K1R, K2R mit gleicher Geschwindigkeit v1R = v2R aufeinander zu, so ist v3R null. Bewegen sich die Aufzugskabine K1R und die Aufzugskabine K2R mit derselben Geschwindigkeit v1R = v2R nach unten, so fährt das Gegengewicht 12R mit v3R = v1R = v2R nach oben.
Die 1AX, 1BX und 1CX zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aufzugsanlage 10X gemäss der Erfindung. Es handelt sich um schematisierte Seitenansichten bzw. um Schnitte, anhand derer die grundlegenden Elemente der Erfindung erläutert werden.
Eine untere Aufzugskabine K1X und eine obere Aufzugskabine K2X der neuen Aufzugsanlage 10X befinden sich übereinander in einem gemeinsamen Aufzugsschacht 11X, in dem sie sich unabhängig voneinander bewegen können.
Im Aufzugsschacht 11X befindet sich ausserdem ein gemeinsames Gegengewicht 12X. Das Gegengewicht 12X ist an einer oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1X in einer so genannten 2:1-Aufhängung aufgehängt. Unter dem Begriff einer Gegengewichtstragscheibe ist auch eine Rollenanordnung mit mehr als einer Rolle zu verstehen. Mit v1X ist eine Geschwindigkeit der unteren Aufzugskabine K1X, mit v2X eine Geschwindigkeit der oberen Aufzugskabine K2X und mit v3X eine Geschwindigkeit des Gegengewichtes 12X angegeben.
Im oberen Bereich des Aufzugsschachtes 11X befinden sich eine erste Antriebsmaschine M1X für die untere Aufzugskabine K1X und eine zweite Antriebsmaschine M2X für die obere Aufzugskabine K2X. Eine erste Treibscheibe 13.1X ist mit der ersten Antriebsmaschine M1X gekoppelt, und eine zweite Treibscheibe 13.2X ist mit der zweiten Antriebsmaschine M2X gekoppelt. Details zu erfindungsgemässen Antriebsmaschinen, die auch hier Verwendung finden können, sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben, weshalb darauf verwiesen werden kann.
Im Weiteren sind der unteren Aufzugskabine K1X eine erste Umlenkrolle 14.1X und der oberen Aufzugskabine K2X eine zweite Umlenkrolle 14.2X zugeordnet, die sich beide im oberen Bereich des Aufzugsschachtes 11X befinden. Details zu erfindungsgemässen Umlenk- und/oder Führungsrollen, die auch hier mit Vorteil Verwendung finden können, sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben, weshalb darauf verwiesen werden kann.
Die Kabinen weisen sogenannte Fixpunkte oder Befestigungspunkte auf, an denen ganze Tragmitteleinheiten bzw. Tragmittelstränge kabinenseitig festgelegt sind. Die untere Aufzugskabine K1X weist in ihrem oberen Bereich links einen ersten Befestigungspunkt 15.1X und rechts einen zweiten Befestigungspunkt 15.11X auf. Die obere Aufzugskabine K2X weist, ebenfalls in ihrem oberen Bereich rechts einen dritten Befestigungspunkt 15.2X und links einen vierten Befestigungspunkt 15.22X auf. Die Aufzugskabinen K1X und K2X sind in einer so genannten 1:1-Aufhängung an biegeschlaffen Tragmitteleinheiten TAX, TBX aufgehängt, wie dies im Einzelnen weiter unten beschrieben wird.
Die Tragmitteleinheiten TAX, TBX bestehen im Wesentlichen aus einem ersten Tragmittelstrang TAX und einem zweiten Tragmittelstrang TBX, von denen jeder ein erstes und ein zweites Ende besitzt. Bei den Befestigungspunkten 15.1X, 15.11X, 15.2X, 15.22X sind die Tragmittelstränge TAX, TBX an den Aufzugskabinen K1X bzw. K2X fixiert, derart, dass jede der Aufzugskabinen K1X und K2X an jedem der Tragmittelstränge TAX und TBX aufgehängt ist. Vorteilhaft ist jeder der Tragmittelstränge TAX und TBX durch zwei oder mehrere parallele Tragmittelelemente gebildet, wie zum Beispiel durch zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr im wesentlichen identische, an anderer Stelle dieses Dokuments näher beschriebene Elastomerummantelte Riemen oder Seile. Jeder Tragmittelstrang TAX und TBX kann aber auch nur einen ummantelten Riemen oder ein Seil umfassen. Die Zugträger dieser Tragmittelstränge TAX und TBX sind vorteilhaft aus miteinander verseilten Stahldrähten, Aramid-Fasern oder Vectran-Fasern gefertigt oder wie an anderer Stelle dieses Dokuments gezeigt ausgeführt.
Der erste Tragmittelstrang TAX ist mit seinem ersten Ende beim ersten Befestigungspunkt 15.1X an der unteren Aufzugskabine K1X befestigt, läuft von dort aufwärts zur ersten Umlenkrolle 14.1X, und weiter nach rechts zur ersten Treibscheibe 13.1X, um die er mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 90° geführt ist.
Der zweite Tragmittelstrang TBX ist mit seinem ersten Ende beim zweiten Befestigungspunkt 15.11X an der unteren Aufzugskabine K1X befestigt und läuft von dort aufwärts zur ersten Treibscheibe 13.1X, um die er mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 180° geführt ist.
Die beiden Tragmittelstränge TAX und TBX laufen von der Treibscheibe 13.1X gemeinsam parallel abwärts zur oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1X, wo sie um 180° umgelenkt werden.
Von der oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1X laufen die beiden Tragmittelstränge TAX und TBX gemeinsam aufwärts nach oben zur zweiten Treibscheibe 13.2X. Der erste Tragmittelstrang TAX ist mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 180° um die zweite Treibscheibe 13.2X geführt. Der zweite Tragmittelstrang TBX ist mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 90° um die zweite Treibscheibe 13.2X geführt. Von der zweiten Treibscheibe 13.2X läuft der erste Tragmittelstrang TAX abwärts zum dritten Befestigungspunkt 15.2X an der oberen Aufzugskabine K2X, an welcher sein zweites Ende befestigt ist. Ebenfalls von der zweiten Treibscheibe 13.2X läuft der zweite Tragmittelstrang TBX nach links zur Umlenkrolle 14.2X und dann zum vierten Befestigungspunkt 15.22X an der oberen Aufzugskabine K2X, an der sein zweites Ende befestigt ist.
1CX und 6X zeigen, wie die Krafteinleitung durch die Tragmittelstränge TAX und TBX für jede der Aufzugskabinen K1X und K2X mindestens annähernd zentralsymmetrisch erfolgt, derart, dass einer Tendenz der Aufzugskabinen zum Kippen um eine in der Mittelebene E1X liegende horizontale Kippachse entgegengewirkt wird. Diese Art der Aufhängung wird hier auch als ausbalancierte Aufhängung bezeichnet. Sie gewährleistet, dass selbst bei unsymmetrischer Beladung der Aufzugskabinen K1X oder K2X ein Kippen derselben verhindert wird, oder dass das Ausmass des Kippens in vertretbaren Grenzen gehalten wird.
Die 1AX, 2X, 3AX, 4X und 5X zeigen eine vorteilhafte Anordnung der Treibscheiben 13.1X und 13.2X im obersten Bereich des Aufzugsschachtes. Die Treibscheiben 13.1X und 13.2X sind senkrecht, das heisst mit horizontalen Achsen A1X und A2X, wie aus 6X ersichtlich, angeordnet.
Eine besonders günstige Anordnung mit einer konfliktfreien Führung der Tragmittelstränge TAX und TBX erhält man, indem man die Antriebsmaschinen M1X und M2X in der Höhe versetzt übereinander anordnet, wobei die Versetzung vorteilhaft mindestens dem Radius der Treibscheiben 13.1X bzw. 13.2X entspricht.
Bei der oben mit Bezug auf die 1AX, 1BX und 1CX beschriebenen Anordnung vertauschen die Tragmittelstränge TAX, TBX gewissermassen ihre Plätze. Das heisst, der Tragmittelstrang TAX ist an der unteren Aufzugskabine K1X links und an der oberen Aufzugskabine K2X rechts befestigt; und der Tragmittelstrang TBX ist an der unteren Aufzugskabine K1X rechts und an der oberen Aufzugskabine K2X links befestigt. Damit erreicht man, dass die Gesamtlängen der beiden Tragmittelstränge TAX, TBX nicht stark unterschiedlich sind, was in Bezug auf ihr Verhalten (insbesondere Wärmedehnung und elastische Dehnung) vorteilhaft ist. Die Tragmittelstränge TAX, TBX können in einem modifizierten Ausführungsbeispiel auch ungekreuzt angeordnet sein.
Eine Führungsvorrichtung für die vertikale Führung der Aufzugskabinen K1X und K2X im Aufzugsschacht 11X umfasst zwei ortsfeste Führungsschienen 19X, die sich vertikal längs gegenüberliegenden Seiten des Aufzugsschachtes 11X erstrecken und in nicht dargestellter Weise befestigt sind. Die Führungsvorrichtung umfasst ausserdem nicht dargestellte Führungskörper. Beidseitig sind an jeder der Aufzugskabinen K1X und K2X vorzugsweise zwei Führungskörper in vertikal fluchtender Anordnung angebracht, die mit den jeweiligen Führungsschienen 19X zusammenwirken. Die Führungskörper an jeder Seite der Aufzugskabinen K1X und K2X sind vorteilhaft in einem möglichst grossen vertikalen Abstand, d. h. insbesondere einerseits im Bereich der Kabinendecke und andererseits im Bereich des Kabinenbodens angebracht.
Die Konfiguration nach der Erfindung ist so, dass das Gegengewicht 12X benachbart zu einer der Führungsschienen 19X angeordnet ist und sich ebenfalls längs dieser Führungsschiene 19X an nicht gezeigten Gegengewichtsführungsschienen vertikal geführt bewegt, wobei die Führungsschiene 19X zwischen den Aufzugskabinen K1X und K2X einerseits und dem Gegengewicht 12X anderseits angeordnet ist.
2X zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses umfasst alle mit Bezug auf die 1AX, 1BX und 1CX beschriebenen konstruktiven Elemente sowie eine zusätzliche Vorrichtung (auch als Ausgleichseilspannvorrichtung (ASS) bekannt), um die Tragmittelstränge TAX und TBX besser zu spannen und die Aufzugskabinen K1X und K2X sowie das Gegengewicht 12X besser zu führen.
Die Aufzugsanlage 10X gemäss 2X umfasst zu diesem Zweck eine untere Gegengewichtstragscheibe 12.2X, die unten am Gegengewicht 12X aufgehängt ist. Am unteren Bereich der unteren Aufzugskabine K1X befinden sich links unten ein fünfter Befestigungspunkt 15.3X und rechts unten ein sechster Befestigungspunkt 15.33X. Am unteren Bereich der oberen Aufzugskabine K2X befinden sich rechts unten ein siebter Befestigungspunkt 15.4X und links unten ein achter Befestigungspunkt 15.44X.
Im Weiteren befinden sich im unteren Bereich des Schachtes 11X links zwei Umlenkrollen, die als erste Hilfsrolle 16.1X und als zweite Hilfsrolle 16.2X bezeichnet sind. Ferner sind zwei weitere Umlenkrollen vorgesehen, die als dritte Hilfsrolle 17.1X und als vierte Hilfsrolle 17.2X bezeichnet sind. Ausserdem umfasst die Aufzugsanlage 10X gemäss 2X Untertragmittel, die im Wesentlichen aus einem ersten Untertragmittelstrang SAX und einem zweiten Untertragmittelstrang SBX besteht.
Der erste Untertragmittelstrang SAX ist mit seinem ersten Ende am fünften Befestigungspunkt 15.3X der unteren Aufzugskabine K1X befestigt und läuft von dort um die Hilfsrollen 16.1X und 17.1X. Der zweite Untertragmittelstrang SBX ist an seinem ersten Ende am sechsten Befestigungspunkt 15.33X der unteren Aufzugskabine K1X befestigt und läuft von dort um die Hilfsrolle 17.1X. Die beiden Untertragmittelstränge SAX und SBX laufen dann gemeinsam von der Umlenkrolle 17.1X zur unteren Gegengewichtstragscheibe 12.2X, wo sie umgelenkt und anschliessend gemeinsam zur Hilfsrolle 17.2X geführt werden. Ausgehend von der Hilfsrolle 17.2X läuft der erste Untertragmittelstrang SAX aufwärts zum siebten Befestigungspunkt 15.4X der oberen Aufzugskabine K2X. Ebenfalls ausgehend von der Hilfsrolle 17.2X läuft der zweite Untertragmittelstrang SBX zur Hilfsrolle 16.2X und von dort aufwärts zum achten Befestigungspunkt 15.44X der oberen Aufzugskabine K2X.
Was bezüglich des Platzvertauschens der Tragmittelstränge TAX und TBX mit Bezug auf 1X ausgesagt ist, gilt auch für ein Kreuzen der Untertragmittelstränge SAX und SBX.
Vorteilhaft ist jeder der Untertragmittelstränge SAX, SBX durch zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr parallele Untertragmittelelemente gebildet, deren detaillierter Aufbau bzw. deren Gestaltung an anderer Stelle dieses Dokuments ersichtlich ist, weshalb darauf verwiesen werden kann. Jeder Untertragmittelstrang SAX, SBX kann aber auch nur einen Riemen oder ein Seil umfassen. Die Zugträger dieser Untertragmittelstränge SAX, SBX sind vorteilhaft aus Stahl, Aramid oder Vectran gefertigt, wobei detaillierte Gestaltungsvarianten an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben sind, so dass vollumfänglich darauf Bezug genommen werden kann.
Im Bereich der Untertragmittelstränge SAX, SBX sind vorzugsweise Spannhilfsmittel im oder am Schacht 11X vorgesehen, um die Untertragmittelstränge SAX, SBX mechanisch spannen zu können. Diese Spannhilfsmittel sind in den Figuren nicht gezeigt. Die Spannhilfsmittel instrumentalisieren bevorzugt Umlenkungs-/Führungsrollen wie sie an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben sind.
Die ersten und zweiten Befestigungspunkte 15.1X, 15.11X sowie die fünften und sechsten Befestigungspunkte 15.3X, 15.33X befinden sich entweder je auf einem unteren Bereich oder oberen Bereich der Aufzugskabine K1X, wie in 2X gezeigt, oder gemeinsam im unteren oder oberen Bereich der Aufzugskabine K1X, wie in 3AX und 3BX gezeigt. Befinden sich die ersten und zweiten Befestigungspunkte 15.1X, 15.11X im oberen Bereich der Aufzugskabine K1X und die fünften und sechsten Befestigungspunkte 15.3X, 15.33X im unteren Bereich der Aufzugskabine K1X, so liegt der Vorteil in der Anwendung kürzerer Tragmittelstränge TAX, TBX. Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Anordnung der ersten und zweiten Befestigungspunkte 15.1X, 15.11X im unteren und der fünften und sechsten Befestigungspunkte 15.3X, 15.33X im oberen Bereich der Aufzugskabine K1X möglich. Befinden sich die ersten und zweiten Befestigungspunkte 15.1X, 15.11X gemeinsam mit den fünften und sechsten Befestigungspunkten 15.3X, 15.33X im unteren oder oberen Bereich der Aufzugskabine K1X liegt der Vorteil in der einfachen Konstruktion der Aufzugskabine K1X. Die krafteinleitende Struktur kann dann ein einfaches, steifes, gemeinsames Balkenelement umfassen, an dem mehrere bzw. alle Befestigungspunkte festgelegt sein können. Ein solches Balkenelement kann als Bestandteil der Kabinenstruktur, insbesondere der Kabinendeckenkonstruktion oder der Kabinenbodenkonstruktion gestaltet sein.
Analoge Argumentation gilt auch für die dritten, vierten, siebten und achten Befestigungspunkte 15.2X, 15.22X, 15.4X, 15.44X, die sich entweder gemeinsam im oberen oder unteren Bereich der Aufzugskabine K2X, wie in 3AX und 3CX gezeigt, oder je in einem oberen Bereich oder unteren Bereich der Aufzugskabine K2X, wie in 2X gezeigt, befinden. Befinden sich die siebten und achten Befestigungspunkte 15.4X, 15.44X im unteren Bereich der Aufzugskabine K2X und die dritten und vierten Befestigungspunkte 15.2X, 15.22X im oberen Bereich der Aufzugskabine K2X, liegt der Vorteil in der Anwendung kürzerer Untertragmittelstränge SAX, SBX. Grundsätzlich ist auch hier eine umgekehrte Anordnung der dritten und vierten Befestigungspunkte 15.2X, 15.22X im unteren und der siebten und achten Befestigungspunkte 15.4X, 15.44X im oberen Bereich der Aufzugskabine K2X möglich. Befinden sich die siebten und achten Befestigungspunkte 15.4X, 15.44X gemeinsam mit den dritten und vierten Befestigungspunkten 15.2X, 15.22X im oberen oder unteren Bereich der Aufzugskabine K2X liegt der Vorteil in der einfachen Konstruktion der Aufzugskabine K1X. Die 1krafteinleitende Struktur kann dann ein einfaches, gemeinsames Balkenelement umfassen, das wiederum als Bestandteil der Kabinenstruktur ausgebildet sein kann.
Die in den 2X, 3AX, 3BX und 3CX gezeigten Positionierungsarten der Befestigungspunkte 15X sind analog auch für die folgenden in 4X und 5X gezeigten Ausführungsbeispiele anwendbar. Zudem ist es für den Fachmann klar, dass die Ausführungsbeispiele der 4X und 5X ebenso mit einem ASS-System gemäss den 2X, 3AX, 3BX, 3CX ausrüstbar sind.
4X zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie 1X, zwar ohne den Schacht 11X, aber mit einer anderen Führung der Tragmittelstränge TAX und TBX, um deren Traktion zu verbessern bzw. um deren Traktion sicherzustellen durch einen Umschlingungswinkel der Tragmittelstränge TAX, TBX um die Treibscheiben von mehr als 90° und vorzugsweise von 180° bis 270°.
Zu diesem Zweck läuft gemäss 4X der erste Tragmittelstrang TAX von der ersten Befestigungsstelle 15.1X an der unteren Aufzugskabine K1X aufwärts und um die Umlenkrolle 14.1X und von dort nach rechts zur ersten Treibscheibe 13.1X. Der erste Tragmittelstrang TAX wird dann in einer ersten Umschlingungsphase wie bei der Anordnung gemäss 1X um 90°, und anschliessend um weitere 90° um die erste Treibscheibe 13.1X geführt. Von dort gelangt sie nach links und somit zurück zur Umlenkrolle 14.1X und von dieser wiederum nach rechts zur ersten Treibscheibe 13.1X, um die er nun in einer zweiten Umschlingungsphase nochmals längs mindestens 90° geführt wird. Der gesamte Umschlingungswinkel des ersten Tragmittelstranges TAX um die erste Treibscheibe 13.1X, der gemäss 1X 90° ist, beträgt nun gemäss 4X 270°. Davon entfallen 180° auf die erste Umschlingungsphase und 90° auf die zweite Umschlingungsphase. Von der ersten Treibscheibe 13.1X läuft der erste Tragmittelstrang TAX abwärts zur Gegengewichtstragscheibe 12.1X und anschliessend aufwärts zur zweiten Treibscheibe 13.2X. Der erste Tragmittelstrang TAX wird dann längs 180° um die Treibscheibe 13.2X geführt und gelangt schliesslich zum dritten Befestigungspunkt 15.2X an der oberen Aufzugskabine K2X.
Der zweite Tragmittelstrang TBX läuft vom zweiten Befestigungspunkt 15.11X an der unteren Aufzugskabine K1X um die erste Treibscheibe 13.1X, wobei sein Umschlingungswinkel um die erste Treibscheibe 13.1X 180° beträgt. Ausgehend von der ersten Treibscheibe 13.1X läuft der zweite Tragmittelstrang TBX gemeinsam mit dem ersten Treibmittelstrang TAX zur oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1X und von dieser aufwärts zur zweiten Treibscheibe 13.2X. Dort wird der zweite Tragmittelstrang TBX in einer ersten Umschlingungsphase mit einem Umschlingungswinkel von 90° um die zweite Treibscheibe 13.2X geführt. Von der zweiten Treibscheibe 13.2X gelangt der zweite Treibmittelstrang TBX dann nach links zur Umlenkrolle 14.2X, wo er um 180° umgelenkt und somit nach rechts zur zweiten Treibscheibe 13.2X zurück geführt wird. Hier wird er in einer zweiten Umschlingungsphase nochmals um die Treibscheibe 13.2X geführt, und zwar diesmal mit einem Umschlingungswinkel von 180°. Weiter wird er nochmals nach links zur Umlenkrolle 14.2X geführt, und von dieser gelangt er schliesslich abwärts zum vierten Befestigungspunkt 15.22X der oberen Aufzugskabine K2X. Der gesamte Umschlingungswinkel des zweiten Tragmittelstranges TBX um die zweite Treibscheibe 13.2X, der gemäss 1X 90° ist, beträgt nun gemäss 4X 270°. Davon entfallen 90° auf die erste Umschlingungsphase und 180° auf die zweite Umschlingungsphase.
5X zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Aufzugssystems 10X, bei welcher ebenfalls, wie gemäss 4X, Umschlingungswinkel um die Treibscheiben 13.1X, 13.2X um mehr als 90° erreicht werden, wobei dies in 5X lediglich mit Bezug auf die obere Aufzugskabine K2X und die zweite Treibscheibe 13.2X gezeigt ist. Dargestellt sind die obere Aufzugskabine K2X, das Gegengewicht 12X mit der oberen Gegengewichtstragscheibe 12.1X, die Umlenkrolle 14.2X, die Treibscheibe 13.2X und diejenigen Tragmittelstränge TAX und TBX, die sich zwischen den Befestigungspunkten 15.2X und 15.22X einerseits und der oberen Gegengewichts-Umlenkrolle 12.1X befinden. Die in 5X gezeigte Ausführungsform weist zusätzliche Umlenkrollen 14.3X und 14.4X auf.
Der erste Tragmittelstrang TAX läuft, ausgehend vom dritten Befestigungspunkt 15.2X, aufwärts zur Umlenkrolle 14.4X und weiter zur Treibscheibe 13.2X, längs welcher er in einer ersten Umschlingungsphase um etwa 90° geführt ist. Von dort läuft der erste Tragmittelstrang TAX abwärts, um die Umlenkrolle 14.3X und wieder zur Treibscheibe 13.2X, längs welcher er nun in einer zweiten Umschlingungsphase um etwa 180° geführt ist. Insgesamt umläuft der Tragmittelstrang TAX die Treibscheibe 13.2X also um 270°. Von der Treibscheibe 13.2X läuft der Tragmittelstrang TAX abwärts zur Gegengewichtstragscheibe 12.1X.
Der zweite Tragmittelstrang TBX läuft, ausgehend vom vierten Befestigungspunkt 15.22X an der oberen Aufzugskabine K2X, aufwärts zur Umlenkrolle 14.2X und weiter zur Treibscheibe 13.2X, um welche er in einer ersten Umschlingungsphase um etwa 90° geführt ist. Von dort läuft der zweite Tragmittelstrang TBX abwärts, um die Umlenkrolle 14.3X und wieder zur Treibscheibe 13.2X, längs welcher er nun in einer zweiten Umlenkphase um etwa 180° geführt ist. Insgesamt umläuft der Tragmittelstrang TBX die Treibscheibe 13.2X also um 270°. Anschliessend läuft der zweite Tragmittelstrang TBX, gemeinsam mit dem ersten Tragmittelstrang TAX, abwärts zur Gegengewichtstragscheibe 12.1X. Der weitere Verlauf der Tragmittelstränge TAX und TBX ist nicht dargestellt, ergibt sich aber für jeden Fachmann klar aus der obigen Beschreibung.
6X ist eine vergrösserte Darstellung der 1BX, in welcher Einzelheiten gezeigt sind, die in 1BX nicht oder nicht deutlich erscheinen. Dargestellt sind insbesondere die vertikale Mittelebene E1X, welche durch die beiden Längsachsen der Führungsschienen 19X definiert ist, und die senkrecht zu dieser ausgerichtete vertikale Mittelebene E2X. Die beiden Mittelebenen E1X und E2X schneiden sich in einer vertikalen Zentralachse, die in 6X nur als oberster Punkt XX sichtbar ist.
Sowohl der erste Befestigungspunkt 15.1X als auch der zweite Befestigungspunkt 15.11X an der unteren Aufzugskabine K1X sind von der ersten Mittelebene E1X beabstandet, und zwar um Strecken S1X, die gleich oder mindestens annähernd gleich sind. Die beiden Befestigungspunkte 15.1X, 15.11X liegen auf entgegengesetzten Seiten der ersten Mittelebene E1X und der zweiten Mittelebene E2X, um die ausbalancierte Aufhängung der unteren Aufzugskabine K1X zu erzielen. Vorzugsweise sind sie bezüglich eines Punktes auf der vertikalen Zentralachse drehsymmetrisch oder mindestens annähernd drehsymmetrisch angeordnet. Es reicht aber je nach Anwendung auch ein gleichmässiger Abstand S1X in Bezug auf die Ebene E1X.
Ebenso sind der dritte Befestigungspunkt 15.2X als auch der vierte Befestigungspunkt 15.22X an der oberen Aufzugskabine K2X von der ersten Mittelebene E1X beabstandet, und zwar um Strecken S2X, die gleich oder mindestens annähernd gleich sind. Die beiden Befestigungspunkte 15.2X, 15.22X liegen auf entgegengesetzten Seiten der ersten Mittelebene E1X und der zweiten Mittelebene E2X und jeweils auch auf anderen Seiten der beiden Mittelebenen als die Befestigungspunkte 15.1X und 15.11X. Auch diese Anordnung erzielt eine ausbalancierte Aufhängung. Vorzugsweise sind sie bezüglich des Punktes XX auf der vertikalen Zentralachse drehsymmetrisch oder mindestens annähernd drehsymmetrisch angeordnet. Es reicht aber je nach Anwendung auch ein gleichmässiger Abstand S2X in Bezug auf die Ebene E1X.
Durch diese spezielle Anordnung der Befestigungspunkte 15.1X, 15.11X bzw. 15.2X, 15.22X erreicht man, dass die Aufzugskabinen K1X bzw. K2X ausbalanciert aufgehängt sind, derart, dass Kippbewegungen der Aufzugskabinen um horizontale Kippachsen, die in der vertikalen Mittelebene E1X liegen, weitgehend verhindert werden.
Die erste Treibscheibe 13.1X besitzt eine erste Achse A1X, die zweite Treibscheibe 13.2X eine zweite Achse A2X. Die Umlenkrolle 14.1X weist eine dritte Achse A3X auf, die Umlenkrolle 14.2X eine vierte Achse A4X.
Die Projektionen der ersten Achse A1X und der zweiten Achse A2X schneiden sich in einem Punkt PX auf der ersten Mittelebene E1X und schliessen einen Winkel WX ein. Dieser Winkel WX liegt vorzugsweise zwischen 180 Grad und 90 Grad.
Dadurch, dass beide Aufzugskabinen K1X, K2X über gemeinsame Tragmittel TAX, TBX mit nur einem Gegengewicht 12X verbunden sind und durch die spezielle Art der 1:1 Aufhängung der Aufzugskabinen K1X, K2X und der 2:1 Aufhängung des Gegengewichts 12X, ergeben sich unterschiedliche Geschwindigkeiten v1X, v2X und v3X, je nach Fahrsituation. Bewegt sich Aufzugskabine K1X mit der Geschwindigkeit v1X nach oben während die Aufzugskabine K2X ruht, so fährt das Gegengewicht 12X mit v3X=v1X/2 nach unten. Bewegt sich Aufzugskabine K2X mit der Geschwindigkeit v2X nach unten während die Aufzugskabine K1X ruht, so fährt das Gegengewicht 12X mit v3X = v2X/2 nach oben. Bewegen sich die Aufzugskabinen K1X, K2X mit gleicher Geschwindigkeit v1X = v2X aufeinander zu, so ist v3X null. Bewegen sich die Aufzugskabine K1X und die Aufzugskabine K2X mit derselben Geschwindigkeit v1X = v2X nach unten, so fährt das Gegengewicht 12X mit v3X = v1X = v2X nach oben.
Da die bevorzugt verwendeten, an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Tragmittel eine nennenswerte Querbiegung zulassen und bevorzugt mehrere dieser Riemen mit geringer Beabstandung parallel angeordnet sind, ist der Querführung der Riemen eine spezielle Aufmerksamkeit zu schenken. In bevorzugten Ausführungsbeispielen sind rollenförmige Führungsmittel (zylindrische Führungsrollen) vorgesehen, die im Schachtkopf, in der Schachtgrube und an den Aufzugskabinen oder an den Gegengewichten angeordnet sind und auf wenigstens einer Seite gegen das einzelne Tragmittel drücken bzw. auf diesem abrollen. In bevorzugter Weise sind die Führungsrotten in einem vertikalen Abstand zueinander von weniger als 10 m angeordnet.
In diesem Zusammenhang ist vorgeschlagen, dass die Tragmittel (wie in diesem Dokument an anderer Stelle beschrieben) auf einer von der Traktionsfläche abgewandten Seite des Tragmittels (i. e. Rückseite) mit wenigstens einem Führungsabschnitt in Form einer längsausgerichteten Führungsrippe versehen sind. An einem derartigen Führungsabschnitt greift beispielsweise eine im wesentlichen zylindrische Führungsrolle an, die benachbart zur Soll-Position des Tragmittels im Schacht rotierbar positioniert ist. Die Drehachse der Führungsrolle ist im wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung des Tragmittels orientiert. Die Führungsrolle ist bevorzugt so ausgeführt, wie es im Detail an anderer Stelle dieses Dokuments generell für beliebige Arten von Führungs- bzw. Umlenkrollen näher beschrieben ist. Insbesondere ist jedoch im Bereich der Berührfläche der Rolle in Umfangsrichtung wenigstens eine umlaufende Nut oder Vertiefung vorgesehen, deren Form mit der Querschnittskontur des Führungsabschnitts korrespondiert.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel weist die Rolle wenigstens einen scheibenartigen Flansch auf, mit dem sie das Tragmittel zumindest abschnittsweise umgreift. Insbesondere kann ein Flansch näherungsweise einen um die Dicke des Tragmittels grösseren Radius aufweisen als eine zylindrische Basisoberfläche der Rolle.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind im Vergleich zu den zuvor vorgestellten Ausführungsbeispielen zusätzliche und/oder alternative Führungsmittel im Aufzugsschacht angeordnet. Diese zusätzlichen Führungsmittel umfassen zum Beispiel bewegliche Führungsrollen, Führungsschienen oder Führungskämme, die bevorzugt in einem Abstand von weniger als 10 m insbesondere in einem Abstand von weniger als 5 m voneinander entlang des Fahrweges der Kabine und des Gegengewichts im Schacht angeordnet sind. Die erwähnten Führungsmittel werden im Aufzugsschacht grundsätzlich derart angeordnet, dass die freie Schwingungslänge eines Riemens und/oder die Schwingungsamplituden der Tragmittel auf einen vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 1 mm, 2 mm oder n mm) begrenzt werden.
Unter einem Führungskamm wird ein kammartiges Führungsmittel verstanden, das in der Art einer Gabel oder eines Kamms Zinken bzw. Stege sowie Ausnehmungen bzw. Zwischenräume zwischen den Zinken zum Aufnehmen einzelner Riemen aufweist. Die Zinken bzw. Stege zum Separieren der Tragmittel greifen in bevorzugter Weise zwischen eine Mehrzahl von einzelnen, benachbarten Tragmitteln ein, wobei die benachbarten Tragmittel wiederum einen Tragmittelstrang bilden können. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zinken des Führungsmittels als elastisches (Kunst-)Faserbüschel ausgebildet, so dass das Führungsmittel insgesamt eine Bürstenstruktur annimmt. Als Materialien für ein solches kammartiges Führungsmittel sind insbesondere Kunststoffe mit niedrigem Reibwert wie Polyamid, Nylon oder Teflon vorgesehen, wobei die Steifigkeit der Zinken des Führungsmittels insbesondere auch durch die Formgebung eingestellt wird: Die Steifigkeit des Führungsmittels ist derart eingestellt, dass die Reibungskräfte zwischen Tragmittel und Führungselement einen bestimmten, vorgebbaren Wert nicht überschreiten, wobei dieser Wert entsprechend der Abriebfestigkeit von Tragmittel und Führungselement gewählt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Führungsmittel an seitlichen Schachtwänden und/oder an Stockwerksdecken positioniert. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass beliebig viele zusätzliche Führungsmittel entlang der Fahrbahn einer Aufzugskabine montierbar sind, um die freie Schwingungslänge eines Riemens zwischen zwei benachbarten Führungsmitteln zu optimieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zusätzliche Führungsmittel im oberen Bereich einer Aufzugskabine vorgesehen, die in ihrem unteren Bereich an Tragmitteln aufgehängt ist. Die Führungsmittel reduzieren die freie Schwingungslänge um mindestens die Kabinenhöhe. Mittels Aufbauelementen und/oder Trägern, die z. B. auf das Dach einer Aufzugskabine aufbaubar sind, sind Führungsmittel oberhalb der eigentlichen Kabinenhöhe positionierbar. Entsprechend ist die freie Schwingungslänge eines Riemens weiter reduzierbar. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist die einfache Positionierung von zusätzlichen Führungsmitteln auf der Aufzugskabine in einem sonst von Aufzugskomponenten nicht genutzten Raum. Zudem sind die Riemen an den schon ansonsten durch die Kabinentragscheiben eingreifbaren Führungselementen des Riemens führbar. Analog dazu können Führungsmittel mittels vom Kabinenboden abragende Träger unterhalb der Kabine angeordnet sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrkabinen-Aufzugsanlage vorgesehen mit einer unteren und einer oberen Aufzugskabine. Wenn beispielsweise die untere Aufzugskabine 2:1 aufgehängt ist, verlaufen ihre Tragmittel seitlich an der oberen Aufzugskabine vorbei zu Treibscheiben, Umlenkrollen oder Befestigungspunkten im oberen Bereich des Aufzugschachts. Erfindungsgemäss sind bei einer derartigen Konfiguration zusätzliche Führungsmittel an der oberen Aufzugskabine positioniert, welche die Tragmittel der unteren Aufzugskabine umgreifen bzw. führen. In analoger Weise wird die freie Schwingungslänge von Untertragmitteln der oberen Aufzugskabine durch Anbringen von zusätzlichen Führungsmitteln an der unteren Aufzugskabine reduziert, wobei die letztgenannten Führungsmittel die Untertragmittel der oberen Kabine umgreifen bzw. führen. So lässt sich die freie Schwingungslänge eines Tragmittels allerdings höchstens halbieren, je nachdem wo sich die beiden Aufzugskabinen im Aufzugsschacht befinden.
Die vorgeschlagenen Führungsmittel sind grundsätzlich für alle in diesem Dokument beschriebenen Tragmittel geeignet und besonders für schmale Tragmittel mit geringer Querstabilität (Breite/Höhe < 1) vorgesehen, wobei eine verschleissarme Materialpaarung mit geringen Reibungskräften zwischen Tragmittel und Führungsmittel bevorzugt wird. Im übrigen können die Führungsmittel federnd gelagert sein, um eine erhöhte Nachgiebigkeit des Führungsmittels zu erzielen.
3. Antriebsmaschine
Bei den Antriebsmaschinen 14 der mechanischen Antriebe unterscheidet der Fachmann zwischen getriebelosen Antriebsmaschinen und Antriebsmaschinen mit Getriebe. Die wesentlichen Bestandteile der Antriebsmaschinen sind dabei ein Motor 16, eine Bremse, eine Treibscheibe 26 bzw. eine Trommel 18 und ggf. ein Getriebe. Der Motor, die Bremse und ggf. das Getriebe sind dabei zwecks exakter Ausrichtung und geräuscharmen Betriebs vorzugsweise als eine integrale Baueinheit zum Beispiel auf einer gemeinsamen Grundplatte aufgebaut. Grundsätzlich unterscheiden sich die getriebelosen Antriebsmaschinen funktional nicht von Antriebsmaschinen mit Getriebe, wobei man das Getriebe mehr oder weniger als integralen Bestandteil der Antriebsmaschine ansehen und ggf. ausführen kann.
3.1 Motor
Der Motor 16 der Antriebsmaschine 14 für die Aufzugsanlage ist üblicherweise ein Elektromotor, der an die gewünschten Parameter wie Beschleunigungswerte, Fahrgeschwindigkeiten, Grösse der Nutzlasten, Geräuschverhältnisse, Schalthäufigkeiten und Einschaltdauer angepasst ist. Ausserdem müssen die Motoren in ihrem elektrischen und mechanischen Teil sehr robust und übertastbar sein.
Die in Aufzugsanlagen eingesetzten Motoren sind am häufigsten Drehstrommotoren mit einer oder mit mehreren Drehzahlen, manchmal auch Gleichstrommotoren. Erfindungsgemäss kommen bevorzugt Asynchronmotoren und/oder Permanentmagnet-Motoren zur Anwendung. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten oder besonderen Ansprüchen an die Anhaltegenauigkeit können polumschaltbare Drehstrommotoren mit zwei Fahrgeschwindigkeiten eingesetzt werden. Zur elektrischen Motordrehzahl- bzw. Leistungsregelung der Motoren sind ihnen in den Aufzugsanlagen Spannungs-, Strom- und/oder Frequenz-Umformer zugeordnet. In bevorzugter Weise sind die genannten Umformer in einer vom Motor beabstandet angeordneten separaten Einheit angeordnet.
3.2 Bremse
Die Bremse einer Antriebsmaschine 14 für eine Aufzugsanlage arbeitet als Halte- und als Fahrbremse. Als Haltebremse setzt sie eine stehende Antriebswelle der Maschine fest und ermöglicht so ein Festhalten der Aufzugskabine 10 an der gewünschten Halteposition. Als Fahrbremse hat sie die Aufgabe, die rotierende Antriebswelle abzubremsen und die Aufzugskabine (sowohl im beladenen als auch im unbeladenen Zustand) an der gewünschten Halteposition sicher und exakt zum Halten zu bringen.
Durch die Antriebsmaschine zu bewirkende Bremsverzögerungen lassen sich durch eine Polumschaltung bei entsprechenden Drehstrommotoren oder durch mechanische Bremsen (z. B. Backenbremse, Doppelbackenbremse) erzielen.
Bei getriebelosen Antriebsmaschinen ist die Bremsscheibe bevorzugt auf einer Treibscheibenwelle bzw. der Trommelwelle angeordnet, bei Antriebsmaschinen mit Getriebe erfolgt die Bremsung an der Getriebewelle. Ein gebräuchlicher Werkstoff für die Brems scheibe ist Grauguss, wobei die Bremsscheibe lösbar mit der Antriebs- und/oder Getriebewelle verbunden ist.
3.3 Treibscheibe
Eine Treibscheibe 26 (bzw. ein funktionell gleichwirkender Abschnitt) ist ein wesentlicher Bestandteil einer Antriebsmaschine 14 beim Aufzugssystem mit Treibscheibenantrieb. Dabei muss die Treibscheibe 26 jeweils optimal an die Art des für die Aufzugsanlage verwendeten Tragmittels 20 angepasst sein. So werden die vom Motor 16 der Antriebsmaschine 14 erzeugten Kräfte zum Beispiel bei einem seilartigen oder riemenartigen Tragmittel 20 mittels Traktionswirkung von der Treibscheibe 26 auf das Tragmittel 20 übertragen, bei einem kettenartigen Tragmittel 20 ist die Treibscheibe 26 dagegen mit einem Zahnkranz ausgebildet.
Die erzielte Traktionswirkung hängt sehr stark von der genauen Konstruktion des seil- oder riemenartigen Tragmittels 20 und der zugehörigen Treibscheibe 26 ab; ein wesentlicher Faktor ist zum Beispiel die Rillenform der Treibscheibe 26. Hierbei werden insbesondere die folgenden drei Rillenformen benutzt: Halbrundrille, Sitzrille und Keilrille.
Ausserdem enthält die Antriebsmaschine 14 im Allgemeinen mehrere parallele Treibscheiben 26 oder eine Treibscheibe 26 mit mehreren parallelen Kraftübertragungsabschnitten, deren Anzahl jener der parallel verlaufenden Tragmittel 20 der Aufzugsanlage entspricht.
Aufbau und Funktionsweise erfindungsgemässer Treibscheiben 26 werden an anderer Stelle in Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Tragmittel 20 im Detail beschrieben.
3.3 a) Treibscheibe Oberflachenbehandlung 1
Das erfindungsgemässe riemenartige Tragmittel wird vorzugsweise durch eine Treibscheibe getrieben, deren mit dem Tragmittel zusammenwirkende Umfangsfläche nach einem Verfahren gehärtet ist, bei welchem keine Härterisse auftreten. Insbesondere weist die Treibscheibe mindestens zwei Sektoren auf, wobei mindestens ein Sektor gehärtet ist und mindestens ein Sektor nicht gehärtet ist. Vorteilhafterweise ist die Treibscheibe aus einem Stück gegossen oder gefertigt. Durch das sektorenweise Härten der Treibscheibe lösen sich während des Härtens entstehende Spannungen leichter und die Wahrscheinlichkeit einer Rissbildung wird deswegen reduziert.
Mit Härten wird hier jeder mechanische, thermische oder chemische Prozess verstanden, welcher die Gefüge eines Materials modifiziert und dadurch seine Härte erhöht. Mit Oberfläche der Treibscheibe wird hier die äussere zylindrische Fläche der Treibscheibe gemeint, welche die Seile trägt und welche während des Aufzugsbetriebs abgenutzt wird. Die Sektoren der Treibscheibe sind hier als die zylindrischen Kreisausschnitte der Treibscheibe definiert, die in einem Winkelbereich vom Zentrum der Treibscheibe abgegrenzt und ausgemessen werden. Der Winkel des Sektors wird durch die beiden Sektorenseiten begrenzt. Mit Härten eines Sektors wird sowohl die Bildung einer dünnen gehärteten Schicht an der Oberfläche der Treibscheibe, die im Winkelbereich des Sektors liegt, gemeint, als auch das Härten des Materials dieses Sektors unterhalb der Oberfläche der Treibscheibe.
Für normale Inanspruchnahme, d. h. als Aufzug für ein Wohngebäude mittlerer Bauhöhe wird eine sechsrillige Treibscheibe von 638 mm Nenndurchmesser fabriziert. Als Basiswerkstoff wird in bekannter Weise vom hämatitischen Grundroheisen ausgegangen, das 4,3–4,6% Kohle, 0,0015–0,05% Mangan; 2,26–2,75% Silizium und 0,035–0,11% Phosphor enthält. Dem geschmolzenen Basisroheisen wird im vorliegenden Falle Ferrosilizium als Legierungswerkstoff zugegeben, welcher 73% Silizium, 0,7% Mangan, 0,1% Phosphor und 0,08% Schwefel enthält.
Als nächstfolgenden Schritt des Verfahrens wird der Schwefelgehalt des Schmelzbades unter 0,01%, – im vorliegenden Falle auf 0,008% – vermindert, bzw. eingestellt. Dazu wird Magnesiumkoks benutzt, der bei 1480°C Temperatur in das Schmelzbad gelangt. Die Einführung des Magnesiumkokses in das Schmelzbad erfolgt in der Weise, dass dieser Zuschlag unter den Spiegel des Schmelzbades eingebracht wird. Unmittelbar vor dem Giessen wird die sekundäre Modifizierung mit Ferrosilizium durchgeführt, zur Verbesserung der Homogenität des Grundgefüges. Hierauf folgt das Giessen in die Gussform bei 1320°C Temperatur. Die vollständige Abkühlung erfolgt in der Sandform in ca. 9 Stunden.
Danach wird das abgekühlte Gusstück zwecks Entspannung normalisiert. Dabei wird zunächst das Gusstück im Ofen in bekannter Weise auf 920°C vorgewärmt, und – nach 4 Stunden Warmhalten bei dieser Temperatur im Ofen – auf 900°C gekühlt. Danach wird das abgekühlte Gusstück in bekannter Weise auf die Nennbemessungen fertig bearbeitet. Nach den Ergebnissen der mit den in obiger Weise gefertigten Treibscheiben durchgeführten Prüfungen werden am Seilführungsmantel Härtewerte: HB = 210–260 kp/mm² gemessen, (mit einer Kugel von 10 mm Durchmesser, bei 30 kN Belastung). Die Materialprüfung weist nach, dass der Werkstoff des Gusstücks eine ferritische – perlitische Basis hat (mit ca. 30% Ferrit, Werkstoffgüte: F 30; die Feinheit des Perlits: Pf = 1,4), somit ein Kugelgraphit-Gusseisen mit gleichbleibender Graphitform und Graphitverteilung ist (die Kennwerte für die Graphitform lauten: Ga 9–10; Graphitgrösse: Gm 45; (dessen Festigkeitseigenschaften die auf GÖV 500 bezüglichen Standardvorschriften überschreiten, d. h. R_p0,2 = 406–459 MPa; R_m = 602–658 MPa; A₅ = 2,3–3,6%). Das Kugelgraphit-Eisen enthält: 2,8–3,15% Kohle; 2,8–3,1 Silizium; max. 0,3% Mangan; max. 0, 2% Phosphat; sowie 0,008% Schwefel.
Ein solches Gusstück kann leichter zerspant werden, wie das herkömmliche Gusseisen aus Lamellengraphit, was für die spanabhebenden Werkzeuge z. B. eine um 30% längere Lebensdauer ergibt. Hierdurch aber wird der Kostenaufwand für eine längere Lebensdauer der Werkzeuge weiter vermindert. Das Arbeitsstück wird nach der Fertigbearbeitung einer nachträglichen Wärmebehandlung mit nachträglichem Härten unterzogen. Diese Wärmebehandlung hat zum Ziel, die Härte der Oberfläche der Treibscheibe und insbesondere die Härte der Oberfläche der Rillen weiter zu erhöhen und gleichzeitig eine Rissbildung zu vermeiden.
Diese Wärmebehandlung der Rillenoberfläche wird durch Härten, bzw. durch eine, bei 850°C verrichtete Flammenhärtung durchgeführt. Dabei wird die mit regulierbarer Drehzahl rotierende Treibscheibe, bzw. deren Rillen mit einem spezialen Gasbrennerkopf auf einmal zugleich erhitzt. Der wärmebehandelte Rillenbereich wird danach sofort abgekühlt, beispielsweise durch Verdrehen der Treibscheibe. Durch die Rotationsgeschwindigkeit, d. h. durch die Drehzahl der Treibscheibe kann die Dicke der gehärteten Schicht 5 der Rillenoberfläche reguliert werden, die in bevorzugter Ausführung 1–1,5 mm beträgt. Der gewünschte Glühwärmegrad kann auf Grund der Farbe (Sauerkirschenrot) in der Praxis festgestellt und identifiziert werden. Das Härten erfolgt sektoriell beispielsweise wird eine gehärtete Schicht eines Sektors mit einem Winkelbereich an durch Sektorenseiten begrenzt.
Ein Sektor der Treibscheibe, der in einem vom Zentrum ausgemessenen Winkelbereich an von 25° unterliegt, wird zuerst gehärtet. Der anliegende Sektor der Treibscheibe, der in einem vom Zentrum ausgemessenen Winkelbereich von 5° unterliegt, wird dann hingegen nicht gehärtet. Das sektorielle Härten der Winkelbereiche wird über den gesamten Kreis der Treibscheibe durchgeführt, d. h. 12 Mal 25° gehärtet getrennt durch 12 Mal 5° ungehärtet. Die Treibscheibe besteht also schliesslich aus einer regelmässigen Folge von gehärteten und nicht gehärteten Sektoren. Die Sektoren der Treibscheibe werden nach der bevorzugten vorliegenden Ausführung der Erfindung sequentiell um den ganzen Umfang der Oberfläche der Treibscheibe gehärtet und nicht gehärtet. Ein gleichzeitiges Härten von allen Sektoren ist auch prinzipiell denkbar. Auch sind unregelmässige Folgen von gehärteten und ungehärteten Sektoren möglich.
Die gemessenen Rillenhärtewerte ergeben sich mit HB = 480–500 kp/mm² für die gehärteten Sektoren. Solche Werte ergeben bei den in der Praxis vorkommenden Beanspruchungen für die Betreiber eine sie befriedigende, lange Lebensdauer, und die Sicherung eines wirtschaftlichen Betriebes. Über ihre im obigen bereits erwähnten Vorteile hinausgehend ist noch ein wichtiger Vorteil dieser Erfindung, dass für die verschiedenen Belastungsverhältnisse mit der gleichen, universal anwendbaren Technologie Treibscheiben hergestellt werden können, welche dann nötigenfalls nach der Fertigbearbeitung den oben beschriebenen Oberflächenhärteverfahren unterzogen werden können. Damit aber kann die jeweilige optimale Oberflächenhärte und Verschleissbeständigkeit eingestellt werden, da ja die mit dem Verfahren gemäss der Erfindung zustandegebrachte Kugelgraphit-Stoffstruktur hierzu die Möglichkeit bietet. Als Folge des Einsatzes einer Treibscheibe mit erfindungsgemäss längerer Lebensdauer und verbesserter Verschleissbeständigkeit wird eine Gewichtseinsparung erzielt.
Nach den Betriebsergebnissen haben die nach dem obigen Verfahren hergestellten Aufzugtreibscheiben bei Normalbeanspruchung, d. h. bei einem mittelhohen Wohngebäude von acht Stockwerken eine – im Vergleich zu den herkömmlichen Aufzugtreibscheiben – wesentlich erhöhte Verschleissfestigkeit und können demzufolge wesentlich länger betrieben werden. Demzufolge aber kann die Summe der Zwangsstillstandszeiten wesentlich verkürzt werden.
Statt des Flammenhärtens kann auch das Induktionshärten der Oberfläche der Treibscheibe eingesetzt werden, was zu ähnlichen Resultaten führt. Die Tiefe des gehärteten Materials kann beliebig variiert werden. Im Minimalfall wird nur eine dünne Schicht der Treibscheibenoberfläche gehärtet, die wenige Mikrometer beträgt. Im extremen Fall wird ein ganzer Sektor der Treibscheibe gehärtet, wobei die gehärtete Zone bis zum Zentrum der Treibscheibe gelangt.
Die sektoriell gehärteten Treibscheiben von Aufzugsantrieben finden Einsatz unabhängig vom Antriebstyp, d. h. mit Getriebe, getriebelos oder Riemenvorgelege. Alle Geometrievarianten des sektoriellen Härtens, Anzahl Segmente, Winkelaufteilung etc. sind vorstellbar und führen zu positiven Resultaten, unabhängig vom Produktionsverfahren der Treibscheibe und des Härteprozesses respektive deren Bedingungen und Mittel.
Für alle möglichen Rillenformen der Treibscheibe erfolgt eine Reduktion der Rissbildung. Unabhängig von der Materialwahl der Treibscheibe, das auch ein nicht Gussmaterial sein kann, wirkt sich sowohl das sektorielle Härten über der Umfangsoberfläche der Treibscheibe als auch ein segmentweises Durchhärten der Treibscheibe positiv aus. Auch können die gehärteten Segmente senkrecht zur Seilrille liegen oder sie können in einem Winkel, also diagonal zur Treibscheibenoberfläche liegen. Dasselbe Härten ist auch bei zweigeteilten Seilscheiben möglich, wobei eine Nachbearbeitung, d. h. ein Nachschleifen der Rillen, notwendig wird um die Laufruhe bei schnelllaufenden Aufzügen sicherzustellen.
3.3 b) Treibscheibe
Im folgenden wird die an das Tragmittel 20 angepasste Treibscheibe 26 näher erläutert:
Mittels der Treibscheibe werden die vom Antriebsmotor erzeugten Kräfte auf das Tragmittel übertragen. Bei den ausserdem auch an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen erfindungsgemässen Tragmitteln bildet der Mantel des Tragmittels einen Reibschluss mit der Oberfläche der Treibscheibe, wobei Form und Oberflächenbeschaffenheit eine wesentliche Rolle spielen. Der Reibwert der Treibscheibe kann beispielsweise beeinflusst werden durch den Einbau von Einlegeteilen oder durch Aufrauhen der Oberfläche beispielsweise durch Sandstrahlen oder Ätzen.
Anhand der 1G5, 1G5a, 2G5, 3G5, 4G5, 5G5, 6G5, 7G5, 8G5, 9G5, 10G5, 11G5, 12G5, 13G5, 14G5, 15G5, 16G5, 17G5 und 18G5 werden mehrere erfindungsgemässe Konfigurationen von Treibscheibe und Tragmittel näher erläutert.
Zur Auslegung der Treibscheibe für flache Tragmittel wird u. a. auf die DIN 111 verwiesen, wobei gemäss der vorliegenden Erfindung die Treibscheibe bevorzugt einstückig mit der Antriebswelle und/oder einstückig mit einer oder mehreren benachbarten Treibscheiben ausgeführt ist und die Erläuterungen in der DIN 111 entsprechend zu modifizieren sind. Alternativ oder ergänzend sind die DIN 4000 – Teil 43 sowie die DIN 7867 zur geometrischen Auslegung der Treibscheibe/-welle heranzuziehen, insbesondere wenn unrunde und nicht-flache Tragmittel verwendet werden sollen. Die genannten Normen geben wesentliche Hinweise zur Dimensionierung, Detailgestaltung und Herstellung einer erfindungsgemässen Treibscheibe oder Treibwelle (auch für solche, die an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben sind).
1G5 zeigt eine Treibscheibe 1g5 und eine Führungs- und/oder Umlenkrolle 2g5 für ein Tragmittel 3g5 mit Längsrippen 4g5 an der Laufseite 5g5 und mit einem Kamm 6g5 an der Rückseite 7g5. Je Längsrippe 4g5 sind zwei Zugträger 37g5 vorgesehen, die beispielsweise eine Vielzahl miteinander verseilter Stahllitzen und/oder miteinander verseilter Kunstfaserlitzen umfassen. Auch alle weiteren, an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Zugträger/-elemente können im Rahmen der vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiele Anwendung finden. Die Zugträger 37g5 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer Ummantelung aus einem elastomeren Kunststoff eingebettet, die die Zugträger im wesentlichen vollständig umgibt.
Ferner sind die vorgeschlagenen Konfigurationen von Treibscheibe, Führungs- und/oder Umlenkrolle(n) und Tragmittel in allen an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Aufzugskonfigurationen verwendbar.
Die Höhe Hg5 des Tragmittels 3g5 bzw. dessen Ummantelung ist vorliegend um 5% bis 50% grösser als die Breite Bg5 des Tragmittels bzw. der Ummantelung gewählt. Die Treibscheibe 1g5 ist mit einer gerippten Nut 8g5 versehen, in die die Längsrippen 4g5 korrespondierend eingreifen. Der Kamm 6g5 des Tragmittels 3g5 wiederum greift bevorzugt in eine Rille 9g5 der Führungs- und/oder Umlenkrolle 2g5 derart ein, dass sich auch bei einer Gegenbiegung des Tragmittels eine (rückseitige) Führung des Tragmittels 3g5 ergibt.
1G5a zeigt ein Tragmittel 3g5 mit am Tragmittelende entfernten Längsrippen 4g5 der Laufseite 5g5 und entferntem Kamm 6g5 der Rückseite 7g5. Die Längsrippen 4g5 sind bis zu einer mit L1g5 bezeichneten Linie und der Kamm 6g5 ist bis zu einer mit L2g5 bezeichneten Linie, beispielsweise mittels eines Hobels durch zerspanende Bearbeitung und über eine Länge von 10 cm bis 70 cm entfernt worden. Ohne Längsrippen 4g5 und Kamm 6g5 hat das Tragmittel 3g5 am Tragmittelende eine flachriemenartige Gestalt. Das flachriemenartige Tragmittelende passt in Tragmittelendverbindungen, wie mit 1G6 bis 4G6 zur Verwendung mit über der gesamten Länge flachen, riemenartigen Tragmitteln dargestellt.
2G5 bis 7G5 zeigen ein Tragmittel 3g5 mit flacher Laufseite 5g5 und flacher Treibscheibennut 12g5. In 2G5 ist das Tragmittel 3g5 als Flachriemen 10g5 mit vier Zugträgern 11g5 ausgebildet. 3G5 zeigt wie ein in Querrichtung gesehen nicht besonders steif ausgebildeter Flachriemen 10g5 am Rand der Treibscheibennut 12g5 bei Schrägzug hochsteigt. Das Hochsteigen findet nicht statt bei einem erfindungsgemässen quersteifen Flachriemen, der in 4G5 und 5G5 gezeigt ist.
4G5 zeigt zunächst einen Flachriemen 13g5 mit spitzen Querrippen 14g5, die einstückig mit dem Elastomer der übrigen Ummantelung ausgebildet sind. 5G5 und 6G5 zeigen einen Flachriemen 15g5 mit gerundeten Querrippen 16g5. Wie in 7G5 gezeigt kann anstelle mehrerer einzelner Querrippen 16g5 eine sich entlang der gesamten Länge des Tragmittels erstreckende "durchgehende" Versteifung 17g5 vorgesehen sein. Auch der Kamm 6g5 des Tragmittels 3g5 aus 1G5 kann als Versteifung wirken und über eine bessere Querversteifung dieses Tragmittels 3g5 zu grösserer Laufruhe beitragen.
Die Versteifung kann entweder aus dem gleichen Material gefertigt sein, wie die Ummantelung der Zugträger oder aber sie kann aus einem von diesem verschiedenen Material gefertigt sein, was den Anforderungen bezüglich der zu erzielenden Quersteifigkeit zusätzlich Rechnung trägt. So kann dieses Material zum Beispiel eine Textur aufweisen, die eine Versteifung in Querrichtung bewirkt. Denkbar ist auch ein Verbundmaterial, das in Querrichtung verstärkend wirkende, entsprechend gleich ausgerichtete Fasern enthält. Je nach Material der Versteifung kann die Versteifung dann entweder einstückig mit dem Elastomer der übrigen Ummantelung ausgebildet sein, oder sie kann als separates Element vorgesehen sein, das mit einem vorgefertigten Flachriemenvorprodukt fix verbunden wird. Diese Verbindung kann abhängig von den Materialien der Versteifung und der Ummantelung durch Verschweissen, insbesondere durch Pressschweissen, durch Kleben, Aufextrudieren der Versteifung auf das vorgefertigte Flachriemenvorprodukt bzw. umgekehrt, Koextrudieren etc. hergestellt werden.
8G5 bis 15G5 zeigen ein Tragmittel 3g5 mit zwei Zugträgern 11g5. 8G5 zeigt zwei getrennt ummantelte Zugträger 18g5, wobei die einzelnen Ummantelungen 19g5 über einen Steg 20g5 verbunden sind. Das Stegmaterial kann sich zugunsten der Quersteifigkeit des Tragmittels vom Mantelmaterial unterscheiden, wobei in bevorzugter Weise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Elementen hergestellt ist. Ferner kann alternativ oder ergänzend zur stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Ummantelungen 19g5 und dem Steg jeweils eine formschlüssige Verbindung vorgesehen sein, indem eine Nut-Feder-Verbindung, eine Hinterschneidung oder dergleichen vorgesehen sind.
In 9G5 ist das Tragmittel 3g5 aus 85G mit zwei Zugträgern 18g5 als Flachriemen 21g5 ausgebildet. Die zwei getrennt ummantelten Zugträger 18g5 können hierfür entweder ganz von einem gemeinsamen Mantel umhüllt sein, der den Zwischenraum zwischen ihnen entsprechend ausfüllt und die beiden ummantelten Zugträger in definiertem Abstand auf Position hält, oder es kann wieder ein Steg vorgesehen sein, der in seiner Dicke gegenüber der übrigen Ummantelung nicht oder nicht wesentlich reduziert. Bei beiden Varianten, 8G5 und 9G5, ist die Treibscheibennut 12g5 flach bzw. ohne Kontur ausgeführt.
10G5 zeigt ein Tragmittel, bei dem die Zugträger durch eine gemeinsame Ummantelung miteinander verbunden und in Position gehalten werden und der zwischen den beiden Zugträgern eine Einschnürung aufweist. Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, zwischen den beiden Zugträgern wenigstens auf einer Seite eine Art Rille, Längskerbe oder Vertiefung anzuordnen. Die Zugträger sind bei dieser Ausführungsform bevorzugt von einer gemeinsamen Ummantelung umschlossen, können aber beispielsweise für eine bessere Fixierung in der gemeinsamen Ummantelung mit einer haftfördernden Imprägnierung und/oder einer individuellen, zusätzlichen, innenliegenden Ummantelung versehen sein.
Die mit einem solchen Tragmittel 3g5 zusammenwirkende Treibscheibe 1g5 ist bevorzugt flach, wie in den vorhergehend beschriebenen Beispielen oder die Treibscheibennut 22g5 ist mit einer zwischen die Zugträger 18g5 greifenden, ringförmigen Nase 23g5 versehen. Die Nase 23g5 führt und stützt das Tragmittel, indem sie in die korrespondierend ausgebildete Rille bzw. Einschnürung auf Seiten des Tragmittels eingreift. Wahlweise kann die ringförmige Nase 23g5 fest auf die Treibscheibe aufgesetzt oder einstückig mit der Treibscheibe hergestellt sein, oder sie kann unabhängig von der Treibscheibe, frei rotierend auf dieser angeordnet sein. Entsprechend kann die ringförmige Nase 23g5 aus einem von der Treibscheibe unterschiedlichen Material, insbesondere aus einem Kunststoff oder aus einer Metall-Legierung hergestellt sein. Wie in 11G5 gezeigt, kann eine Treibscheibe bzw. eine mit der Motorwelle einstückig ausgeführte Treibwelle auch für zwei oder mehr Tragmittel gemäss 10G5 ausgebildet sein. Insbesondere ist es vorteilhaft, eine Vielzahl von neun bis achtzehn im wesentlichen identische Tragmittel vorzusehen, die jeweils eine geringe Anzahl von Zugträgern (bevorzugt einer, zwei, vier oder sechs) sowie je eine elastomere Ummantelung zur Einbettung der Zugträger aufweisen, und deren Details an anderer Stelle beschrieben sind.
12G5 zeigt zwei über einen Steg 24g5 verbundene Zugträger 25g5 mit asymmetrischem Mantel 26g5. Das Material des exzentrischen Mantelteils kann gleich oder unterschiedlich sein wie das Material des übrigen Mantels. In bevorzugter Weise ist der exzentrische Mantelteil als Opferschicht ausgebildet, wobei das Material des exzentrischen Mantelteils eine gegenüber dem Material wenigstens eines, den Mantelteil im Betrieb berührenden Gegenstandes reduzierte Verschleissfestigkeit aufweist. oder aber in Form einer verschleissfesten Beschichtung das Tragmittel vor zu hohem Abrieb auf der Treibscheibe bewahren. Auch die Traktionseigenschaften können mit der Wahl eines sich vom Mantel unterscheidenden Materials des exzentrischen Mantelteils auf die Treibscheibe abgestimmt werden.
13G5 zeigt ein Tragmittel mit Längsrippen 27g5 auf der Laufseite wie auch auf der Rückseite. Die Treibscheibennut 28g5 ist komplementär zu den Längsrippen 27g5 konturiert. Diese Ausführung mit symmetrisch auf beiden Seiten des Flachriemens angeordneten Längsrippen 27g5 begünstigt einen beidseitigen Eingriff des Tragmittels in mehrere Umlenk- und/oder Führungsrollen und stabilisiert durch die gleichmässige Materialverteilung die Biegewechselfestigkeit des Mantels, insbesondere im Bereich des die Zugträger 25g5 umgebenden Grundkörpers des Tragmittels 3g5.
14G5 zeigt ein Tragmittel mit zwei gemeinsam ummantelten Zugträgern 30g5. An seiner Rückseite weist das Tragmittel einen beide Zugträger 30g5 wenigstens abschnittsweise überspannenden Kamm 29g5 auf sowie eine Ausnehmung zwischen den zwei Zugträgern 30g5. Im Zusammenwirken mit einer entsprechend bzw. korrespondierend ausgebildeten Treibscheibe, wie in 14G5 beispielhaft skizziert, kann die Ausnehmung zwischen den Zugträgern zur Führung des Tragmittels auf der Treibscheibe dienen, indem ein Ring der Treibscheibe bzw. der Führungs-/Umlenkrolle in die Ausnehmung eingreift. Der Kamm kann also im Zusammenwirken mit einem entsprechenden treibscheibenseitigen Führungselement eine exakte Positionierung des Tragmittels auf der Treibscheibe erreichen.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist dem Tragmittel wenigstens eine – insbesondere im Bereich ihrer Berührfläche mit dem Tragmittel – quer zu ihrer Umfangsrichtung konturiert ausgeführte Führungsrolle zugeordnet, wobei die Kontur der Berührfläche der Führungsrolle mit der Kontur des Tragmittels (insbesondere mit der Kontur des Kamms 29g5) korrespondiert. In diesem Ausführungsbeispiel ist ausserdem eine im Bereich ihrer Traktionsfläche im wesentlichen zylindrisch und unkonturiert ausgeführte Treibscheibe bzw. Treibwelle vorgesehen. Damit ist die Führungsaufgabe auf die Führungsrolle übertragen, um Seitens der an anderer Stelle dieses Dokuments näher beschriebenen Treibscheibe die Traktionseigenschaften verbessern zu können. Auch ein Zusammenwirken des Kammes 29g5 mit korrespondierend ausgebildeten Umlenkrollen kann vorgesehen sein. Dabei können sowohl erste Umlenkrollen für den Eingriff mit der Traktionsfläche des Tragmittels als auch zweite Umlenkrollen vorgesehen sein zum Eingriff mit dem (rückseitig angeordneten) Kamm 29g5.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss 15G5 verläuft ein äusserer Zugträger 31g5 koaxial zu einem inneren Zugträger 32g5. Jeder Zugträger weist vorliegend seinen eigenen Mantel auf. Die Treibscheibennut ist bevorzugt als Halbrundrille 33g5 ausgebildet. Im übrigen können die Merkmale der oben beschriebenen Tragmittel alternativ oder kumulativ vorgesehen sein.
16G5 bis 18G5 zeigen ein sich auf der Treibscheibennut selbstzentrierendes Tragmittel mit einem Zugträger und einem Mantel aus einem elastomeren Kunststoff. Der Mantel weist eine unrunde, vorzugsweise polygone Querschnittsgeometrie auf. Als besonders geeignet kommen erfindungsgemäss eineckige, zweieckige, dreieckige, viereckige, fünfeckige oder sechseckige Querschnittsgeometrien zur Anwendung. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, dass die Zuglast sehr gleichmässig bzw. symmetrisch in den einen Zugträger eingeleitet wird und bevorzugt auch der Anpressdruck gleichmässig bzw. symmetrisch verteilt auf die Treibscheibe wirkt. 16G5 zeigt ein Tragmittel mit einen Zugträger 34g5 mit im Querschnitt quadratischem Mantel 35g5. Der Mantel 35g5 ist beim Eingriff in die Treibscheibe und/oder eine Führungs-/Umlenkrolle auf die Ecke gestellt, sodass die Höhe Hg5 so gross ist wie die Breite Bg5 des Mantels 35g5 (beide entsprechen der Diagonalen des Quadrats).
Die 17G5 und 18G5 zeigen einen mit 16G5 vergleichbaren Aufbau mit dem Unterschied, dass in 17G5 das Tragmittel breiter ist als hoch und in 18G5 das Tragmittel höher ist als breit. Die Treibscheibennut 36g5 ist jeweils bevorzugt komplementär zur Mantelgeometrie konturiert und weist in ihrem Grund eine zusätzliche Ausnehmung auf, um Kerbwirkungen zu vermeiden.
3.3 c) Treibscheibe/Umlenkrollen-Traktion
Die Treibscheibe 26 ist ein wesentlicher Bestandteil der Antriebsmaschine 14 mit Treibscheibenantrieb. Sie hat den Zweck, auf das Tragmittel 20 eine Längskraft zu übertragen, damit dieses die Aufzugskabine festhalten oder bewegen kann. Dabei muss die Treibscheibe 26 jeweils optimal an die Art des für die Aufzugsanlage verwendeten Tragmittels 20 angepasst sein. So werden die vom Motor 16 der Antriebsmaschine 14 erzeugten Kräfte zum Beispiel bei einem seilartigen oder riemenartigen Tragmittel 20 mittels Traktionswirkung, d. h. durch Reibwirkung, von der Treibscheibe 26 auf das Tragmittel 20 übertragen.
Die erzielte Traktionswirkung hängt sehr stark von der Konstruktion des seil- oder riemenartigen Tragmittels 20 und der zugehörigen Treibscheibe 26 ab. Seilartige Tragmittel werden in Umfangsrillen geführt, die im Traktionsbereich der Treibscheibe vorhanden sind. Die Traktionswirkung zwischen Treibscheibe und Tragmittel wird im Wesentlich durch die Rillenform der Treibscheibe 26 und den zwischen Treibscheibe und Tragmittel vorhandenen Reibwert beeinflusst. Die Umfangsrillen weisen vorzugsweise eine der folgenden drei Rillenformen auf: Halbrundrille, Sitzrille mit Unterschnitt und Keilrille. Seilartige Tragmittel können eine äussere Umhüllung der tragenden Elemente aufweisen, von welcher der genannte Reibwert und damit die Traktionswirkung stark abhängig sind. Ausserdem können die Umfangsrillen der Treibscheiben Beschichtungen oder Auskleidungen aufweisen, die beim Zusammenwirken mit dem seilartigen Tragmittel 20 einen gewünschten Reibwert oder ein bestimmtes Verschleissverhalten bewirken.
Bei riemenartigen Tragmitteln ist die Traktionswirkung einerseits von dem zwischen der Traktionsfläche des Tragmittels und der Traktionsfläche der Treibscheibe auftretenden Reibwert abhängig. Dieser kann bspw. durch die Auswahl der die Traktionsflächen bildenden Materialien und/oder durch die Ausbildung von deren Oberflächenstruktur beeinflusst werden. Andererseits kann durch geeignete Profilierung der Traktionsflächen analog zur Traktionserhöhung bei Keilriemen die Traktionswirkung beeinflusst werden.
Die Antriebsmaschine 14 weist im Allgemeinen mehrere parallele Treibscheiben 26 oder eine Treibscheibe 26 mit mehreren parallelen. Kraftübertragungsabschnitten auf, deren Anzahl jener der parallel verlaufenden Tragmittel 20 der Aufzugsanlage entspricht.
Umlenkrollen haben den Zweck, die Tragmittel im Bereich der Aufzugsanlage umzulenken und zu führen. Sie werden auch als Tragrollen oder Tragscheiben 30, 34 bezeichnet, wenn das Tragmittel über sie eine Tragkraft überträgt, beispielsweise auf die in 2A, 2B dargestellte Aufzugskabine 10 oder das dargestellte Gegengewicht 32. Als Tragrollen bzw. Tragscheiben bezeichnete Umlenkrollen sind normalerweise in Aufzugsanlagen vorhanden, in denen sich während der Fahrt das Tragmittel im Bereich seiner Ankopplung an die Aufzugskabine bzw. an das Gegengewicht relativ zu diesen bewegt.
Im Folgenden sind in unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Aufzugsanlage verwendete Treibscheiben und Umlenkrollen sowie deren Anordnung ausführlicher beschrieben. Dabei wird der Ausdruck Tragrollen nur noch verwendet, wenn dies in einem besonderen Zusammenhang zweckmässig erscheint.
Treibscheiben wie auch Umlenkrollen sind im Wesentlichen gekennzeichnet durch ihren mechanischen Aufbau und das Material ihres Rollenkörpers, durch die Art ihrer Rotationslagerung, durch die Ausgestaltung ihrer mit dem Tragmittel zusammenwirkenden Bereiche und gegebenenfalls durch Art und Material ihrer Beschichtungen bzw. Einlagen in diesen Bereichen. Ein wesentliches Merkmal von Treibscheiben/Umlenkrollen ist auch ihr Wirkdurchmesser, d. h. der Durchmesser ihrer mit dem Tragmittel in Kontakt gelangenden Bereiche.
Moderne Tragmittel, beispielsweise flachriemenartige Tragmittel mit verstärkten Elastomerkörpern oder aus hochfesten Kunstfasern hergestellte Seile, ermöglichen die Reduktion der Treibscheibendurchmesser bzw. der Umlenkrollendurchmesser auf weniger als 200 mm, vorzugsweise auf solche von weniger als 100 mm. Dies hat den Vorteil, dass eine Aufzugsanlage weniger Schachtraum beansprucht und dass das an der Treibscheibe erforderliche Drehmoment und damit die Grösse des Antriebsmotors einer getriebelosen Antriebseinheit stark reduziert werden kann. Derart geringe Treibscheibendurchmesser ermöglichen es, Antriebswelle und Treibscheibe der Antriebseinheit kostengünstig aus einem Stück als so genannte Treibwelle herzustellen. Im Folgenden beschriebene Ausführungsmerkmale von Treibscheiben/Umlenkrollen gelten, wo sinnvoll, auch für solche Treibwellen.
Eine in einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage verwendete Treibscheibe/Umlenkrolle kann einen Rollenkörper aufweisen, der vorzugsweise aus gegossenem und/oder spanabhebend bearbeitetem Stahl, Grauguss, Sphäroguss, oder aus gegossenem, gepresstem oder gespritztem Kunststoff, insbesondere aus Polyamid (PA), Polyurethan (PU), Polyäthylen (PE), Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), besteht.
Eine für mehrere parallel angeordnete Tragmittelstränge vorgesehene Umlenkrolle kann einen einzigen Rollenkörper mit einer Anzahl von Tragmittelspuren (Rillen für seilartige Tragmittel/Flachspuren für flachriemenartige Tragmittel) an dessen Umfangsflächen umfassen. Sie kann aber auch mehrere separat auf einem Achskörper drehbar gelagerte Tragmittelscheiben aus einem der obgenannten Materialien umfassen, wobei die Anzahl der Tragmittelscheiben normalerweise, jedoch nicht zwingend, der Anzahl der parallel angeordneten Tragmittelstränge entspricht. Umlenkrollen mit getrennt gelagerten Tragmittelscheiben haben den Vorteil, dass sie keine ungleichen Zugbelastungen in den parallel angeordneten Tragmittelsträngen bewirken und den Abbau von beispielsweise durch die Treibscheibe erzeugten ungleichen Zugbelastungen fördern.
Die mit dem Tragmittel in Kontakt gelangenden Bereiche der Treibscheibe/Umlenkrolle können aus dem unveränderten Material des Rollenkörpers bestehen. Vorzugsweise weisen diese Bereiche jedoch eine Oberfläche mit besonderen Eigenschaften auf. Sie können beispielsweise oberflächengehärtet oder mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sein, oder sie können eine besondere Oberflächenstruktur aufweisen. Mit solchen Massnahmen kann beispielsweise die Traktionsfähigkeit zwischen Treibscheibe und Tragmittel und/oder das Verschleissverhalten beim Kontakt zwischen der Treibscheibe/Umlenkrolle und dem Tragmittel optimiert werden. Ausserdem kann mit geeigneten Beschichtungen, Oberflächenbehandlungen oder Oberflächenstrukturen im genannten Kontaktbereich der Treibscheibe/Umlenkrolle der Geräuschentwicklung oder dem Verdrehen runder Tragmitteln entgegengewirkt werden.
Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage kann eine Treibscheibe oder Umlenkrolle umfassen, deren mit dem Tragmittel zusammenwirkende Umfangsflächen eine der im Folgenden beschriebenen Oberflächenbeschichtungen aufweisen:
Durch Galvanisieren erzeugte, korrosionsfeste Metallbeschichtungen, insbesondere Chrom- oder Hartchrombeschichtungen, Chromschichten mit strukturierten Oberflächen wie Topochrom^®, wobei vorzugsweise zweischichtige Nickel-Chrom-Beschichtungen zur Anwendung kommen. Mittels Lichtbogenspritzen oder Plasmaspritzen aufgespritzte Hartmetallbeschichtungen, beispielsweise Wolframkarbidbeschichtungen, oder Keramikbeschichtungen; aufgespritzte oder aufgegossene oder aufgeklebte Kunststoffbeschichtungen, beispielsweise aus Polyurethan PU, Polyamid PA, Polytetrafluoräthylen PTFE (Teflon^®), Polyäthylen PE.
Um gewisse Eigenschaften wie beispielsweise optimierte Führungs- und Traktionseigenschaften, gute Geräuschdämpfung oder die Fähigkeit zum Einbetten seilartiger Tragmittel zu erreichen, können die Beschichtungen zwei oder mehrere unterschiedliche Materialien umfassen, die übereinander und/oder nebeneinander im Bereich des Zusammenwirkens der Treibscheibe/Umlenkrolle mit dem Tragmittel angeordnet sind.
Mittels PVD (Physical Vapour Deposition/Sputtering) erzeugte Beschichtung der mit dem Tragmittel zusammenwirkenden Oberflächen mit Nano-Partikeln und/oder Einlagerung von Nano-Partikeln in diese Oberflächen. Dabei werden Nano-Partikel, beispielsweise aus Metalloxiden, SiO₂, TiC, TiN, CrN, AlTiN, AlCrN, MoS₂ oder Mischungen aus diesen Komponenten auf die genannten Oberflächen aufgebracht, wo sie verschleissfeste Schichten mit unterschiedlichen Reibwerten gegenüber dem Aufzugtragmittel bilden. Als besonders wirksam in Bezug auf hohen Verschleisswiderstand bei hohem Reibwert, vorzugsweise für die Beschichtung von Treibscheiben, haben sich so genannte nACo- und nACRo-Beschichtungen erwiesen (Fa. Blösch, Grenchen, CH). Bei diesen werden nur wenige Nanometer grosse Kristalle aus AlTiN oder AlCrN in eine Matrix aus amorphem Si₃N₄ eingebettet. Besonders reibungsarme Beschichtungen können durch Sputtern von MoS₂, Ti-MoS₂ oder Graphit auf die mit dem Tragmittel zusammenwirkenden Oberflächen, insbesondere von Umlenkrollen erzeugt werden.
Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage kann eine Treibscheibe, bzw. eine Umlenkrolle umfassen, welche in den mit dem Tragmittel in Kontakt gelangenden Bereichen zum Erreichen bestimmter Eigenschaften Oberflächen mit besonderer Strukturierung aufweisen, beispielsweise Oberflächen mit durch Bearbeitung erzeugter definierter Rauheit, die einen gewünschten Reibwert zwischen der Treibscheibe und dem Tragmittel gewährleisten. Oberflächen mit sich quer zur Umfangsrichtung erstreckenden Querrillen bzw. Querrippen, die in erfindungsgemässen Aufzugsanlagen im Haltezustand ein langsames Rutschen (Kriechen) des Tragmittels auf der Treibscheibe verhindern. Oberflächen mit der vorstehend erwähnten, galvanisch erzeugten Topochrom^®- Hartchromschicht, deren Oberfläche durch kalottenförmige (kugelabschnittförmige) Mikrostrukturen gebildet wird. Diese Beschichtung dient vorwiegend dazu, bei hohem Verschleisswiderstand einen definierten, relativ geringen Reibwert zwischen der Treibscheibe und dem Tragmittel zu erreichen.
Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage kann mit einer Treibscheibe ausgerüstet sein, deren mit dem Tragmittel zusammenwirkende Oberflächen eine reibungsvermindernde Beschichtung aufweisen oder reibungsvermindernd behandelt sind. Der Zweck Eine reibungsvermindernde Beschichtung bzw. Oberflächenbehandlung bringt insbesondere einen oder mehrere der folgenden Vorteile:
Durch Reduktion der Traktionsfähigkeit zwischen Treibscheibe und Tragmittel wird verhindert, dass die Aufzugskabine durch den Antrieb und das Tragmittel weiter angehoben werden kann, wenn das Gegengewicht infolge eines Steuerungsfehlers auf seinen unteren Anschlag aufgefahren ist. Durch Reduktion der Reibung zwischen Treibscheibe bzw. Umlenkrolle und mehreren über diese laufenden parallelen Tragmitteln wird übermässig ungleiche Belastung der Tragmittel verhindert. Einem seilartigen Tragmittel aufgezwungene Verdrehungen können leichter abgebaut werden, so dass aus Verdrehungen resultierende Schäden am Tragmittel vermieden werden.
Solche Treibscheiben bzw. Umlenkrollen mit reibungsvermindernden Beschichtungen der mit dem Tragmittel zusammenwirkenden Traktionsflächen sind in EP1764335 wie auch in WO2004/11 321 9 offenbart. EP1764335 offenbart Beschichtungen aus Hartchrom mit kalottenförmig mikrostrukturierter Oberfläche (Topochrom^®), aus amorphem Kohlenstoff, aus PTFE (Teflon^®) und aus Keramik, und nennt als reibungsvermindernde Oberflächenbehandlung ist die Carbo-Nitrid-Oxydation genannt. Merkmale und Ausführungsdetails der Treibscheiben gemäss EP1764335 sind insbesondere mit 5, 6 dargestellt und in der Beschreibung, insbesondere in den Abschnitten [0016],[0017], [0018] beschrieben und hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
WO2004/113219 offenbart Treibscheiben und Umlenkrollen die in den Bereichen des Kontakts zu den Tragmitteln mit reibungsvermindernden Beschichtungen versehen sind, die bevorzugt aus Polytetrafluoräthylen PTFE (Teflon^®), Polyäthylen PE oder ETFE (Copolymer aus Tetrafluoräthylen und Äthylen) bestehen, wobei diese Materialien vorzugsweise zwecks Erhöhung des Verschleisswiderstands mit Glasfasern verstärkt sind. Die Merkmale der Treibscheiben gemäss WO20041113219 sind insbesondere mit 2, 3 dargestellt und in der Beschreibung, insbesondere von Seite 7, Zeile 4 bis Seite 9, Zeile 2 beschrieben und hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemässe Aufzugsanlage eine Treibscheibe, deren mit dem Tragmittel zusammenwirkende Traktionsflächen eine in Umfangsrichtung gemessene Rauheit von etwa 0.5 μm bis 5 μm, vorzugsweise eine solche von 1 μm bis 3 μm aufweist. Damit wird insbesondere eine definierte und ausreichende Traktionsfähigkeit zwischen Treibscheibe und Tragmittel gewährleistet. Diese Rauheit kann durch geeignete spanabhebende Bearbeitung, beispielsweise durch Rundschleifen, vorzugsweise jedoch durch Kugelstrahlen oder Sandstrahlen erzeugt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante einer solchen Treibscheibe sind deren Traktionsflächen mit einer verschleissresistenten und korrosionsfesten Oberflächenbeschichtung versehen, die vorzugsweise in einem elektrochemischen Prozess, beispielsweise als Hartchromschicht, oder im Tauchverfahren ausgeführt sein kann. Diese Beschichtung hat eine Dicke von weniger als 20 μm, nach einer in Bezug auf Kosten und Lebensdauer optimierten Version eine Dicke von 10 μm–20 μm und nach einer besonders kostengünstigen Variante eine Dicke von weniger als 10 μm. Um einerseits ausreichenden Verschleisswiderstand zu bieten und andererseits durch Kugel- bzw. Sandstrahlen problemlos aufgeraut werden zu können, beträgt die Härte der Oberflächenbeschichtung mehr als 40 HRC, vorzugsweise 40–55 HRC. Eine solche Treibscheibe ist in EP1169256 offenbart. Ausführungsdetails und Verfahrensmerkmale sind insbesondere in den Beschreibungsabschnitten [0013] und [0014] beschrieben und hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Der Einfachheit halber und für eine bessere Lesbarkeit sind im Folgenden unter dem Begriff Rollenelement oder Rollenelemente jeweils Umlenkrollen bzw. Tragrollen/Tragscheiben und Treibscheiben zusammengefasst. Wenn also der Begriff Rollenelement/Rollenelemente verwendet wird, sind damit sowohl Umlenkrollen (Tragrollen/Tragscheiben) als auch Treibscheiben gemeint.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage ein Rollenelement, insbesondere eine Treibscheibe und/oder eine Umlenkrolle, zum Antreiben bzw. Umlenken eines Aufzugstragmittels auf, welche derart hergestellt sind, dass der in Umfangsrichtung gemessene arithmetische Mittenrauwert ihrer mindestens einen Kontaktfläche und der in Achsrichtung gemessene Mittenrauwert ihrer Kontaktfläche unterschiedlich sind. Der Vorteil eines solchen Rollenelements liegt darin, dass – bei zwecks Verschleissminimierung erforderlicher geringer Rauheit in Umfangsrichtung – die Herstellkosten des Rollenelements gegenüber einem Rollenelement mit in beiden Richtungen gleicher Rauheit reduziert werden können. Ausserdem kann – insbesondere bei Anwendung von Flachriemen als Aufzugstragmittel – eine erhöhte Rauheit der Kontaktflächen in Achsrichtung des Rollenelements die seitliche Führung des Aufzugstragmittels auf dem Rollenelement positiv beeinflussen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Rollenelements bzw. der Treibscheibe bzw. der Umlenkrolle zeichnet sich dadurch aus, dass der in Umfangsrichtung des Rollenelements gemessene arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche weniger als 1 Mikrometer, bevorzugt 0,1 bis 0,8 Mikrometer, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,6 Mikrometer beträgt. Einer der Vorteile von Kontaktflächen mit einer Rauheit gemäss diesen Vorgaben liegt in geringem Verschleiss des Aufzugstragmittels wie auch der Kontaktflächen des Rollenelements selbst. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die maximale Traktionskraft zwischen dem Rollenelement und dem Aufzugstragmittel relativ genau begrenzt ist, was insbesondere in Betriebssituationen wichtig ist, in welchen das Aufzugstragmittel während einer limitierten Zeit gegenüber dem Rollenelement gleiten soll. Eine solche Betriebssituation kann beispielsweise auftreten, wenn infolge einer Steuerungspanne die Aufzugskabine oder das Gegengewicht auf ihre unteren Bahnbegrenzungen auffahren, oder wenn die Aufzugskabine oder das Gegengewicht entlang ihrer Fahrbahnen aus anderen Gründen blockiert werden.
Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem in Umfangsrichtung des Rollenelements gemessenen arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche und dem in Achsrichtung der Rollenelemente gemessenen Mittenrauwert der Kontaktfläche ist eine Differenz von mehr als 0,2 Mikrometer vorhanden. Damit lassen sich einerseits geringere Herstellkosten erreichen, andererseits wird dadurch die seitliche Führung des Aufzugstragmittels auf dem Rollenelement verbessert.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt der in Achsrichtung des Rollenelements gemessene arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche mehr als 0,4 Mikrometer, vorzugsweise 0,4 bis 0,95 Mikrometer. Auch diese Ausgestaltung dient dazu, die Herstellkosten des Rollenelements zu reduzieren und die seitliche Führung des Aufzugstragmittels auf dem Rollenelement zu verbessern.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die mindestens eine Kontaktfläche des Rollenelements durch Drehen, Feindrehen oder Profil-Rundschleifen bearbeitet.
Damit lässt sich die gewünschte Kontaktflächenrauheit bei möglichst geringen Herstellkosten erreichen.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eine Kontaktfläche des Rollenelements eine Beschichtung, vorzugsweise eine chromhaltige Beschichtung, auf. Damit kann einerseits der Verschleisswiderstand verbessert werden. Andererseits kann damit die zwischen dem Rollenelement und dem Aufzugstragmittel auftretende maximale Traktionskraft beeinflusst werden.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Rollenelement aus einem Vergütungsstahl hergestellt und weist mindestens in den Bereichen seiner mindestens einen Kontaktfläche eine Härte von 15 bis 30 HRC auf. Damit ist ein ausreichender Verschleisswiderstand des Rollenelements gewährleistet.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bilden ein oder mehrere Rollenelemente eine einstückige Einheit mit einer Antriebswelle einer Antriebseinheit der Aufzugsanlage, wobei das bzw. die Rollenelemente und die Antriebswelle vorzugsweise annähernd denselben Durchmesser haben. Dies hat einerseits den Vorteil, dass zumindest eines dieser Rollenelemente problemlos die Funktion einer Treibscheibe zum Antreiben der Aufzugstragmittels übernehmen kann, indem es mit der Antriebswelle der Antriebseinheit kombiniert ist. Rollenelement. Andererseits lassen sich durch die Integration des/der Rollenelemente in die Antriebswelle die Herstellkosten sowie der Zeit und Arbeitsaufwand bei der Montage reduzieren.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Rollenelement zum Zusammenwirken mit mindestens einem Aufzugstragmittel ausgebildet, welches die Form eines Flachriemens oder eines Keilrippenriemens oder eines Keilriemens aufweist oder einen runden Querschnitt hat. Beim Zusammenwirken des Rollenelements mit dem üblicherweise aus einem elastomeren Kunststoff bestehenden Mantel solcher Aufzugstragmittel resultiert eine definierte maximale Traktionskraft sowie geringer Verschleiss am Aufzugstragmittel wie auch am Rollenelement.
Ausführungsbeispiele eines bevorzugten Rollenelements sind im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen 1H und 2H erläutert.
1H zeigt ein Rollenelement 1h zum Antreiben und/oder Umlenken eines Aufzugstragmittels 2h in einer Aufzugsanlage, wobei das Rollenelement 1h in Form einer auf einer Antriebswelle 3h einer Antriebseinheit fixierten Treibscheibe vorhanden ist. Dieses Rollenelement 1h umfasst drei Kontaktflächen 4h, die im Aufzugsbetrieb mit drei Aufzugstragmitteln 2h in Form von Flachriemen zusammenwirken, wobei diese Aufzugstragmittel 2h mit einer (an anderer Stelle dargestellten) Aufzugskabine und einem Gegengewicht einer Aufzugsanlage in Verbindung stehen, um diese in einem Aufzugsschacht zu tragen und anzutreiben. Die Kontaktflächen 4h sind ballig ausgeführt, was dazu dient, die Aufzugstragmittel 2h (Flachriemen) während des Aufzugsbetriebs in der Mitte der jeweils zugeordneten Kontaktfläche 4h zu führen.
In 2H ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Rollenelements 11h zum Antreiben und/oder Umlenken eines Aufzugstragmittels 12h in einer Aufzugsanlage gezeigt. Das in 2H dargestellte Rollenelement ist in die Antriebswelle 13h einer Antriebseinheit integriert und bildet mit dieser eine einstückige Einheit. Das Rollenelement 11h wirkt hier mit zwei Aufzugstragmitteln 12h zusammen, die mit einer (nicht dargestellten) Aufzugskabine und einem Gegengewicht einer Aufzugsanlage in Verbindung stehen, um diese in einem Aufzugsschacht zu tragen und anzutreiben. Die dargestellten Aufzugstragmittel 12h haben hier die Form von drahtseilverstärkten Keilrippenriemen, deren Keilrippenprofil in korrespondierende Keilnuten 15h des Rollenelements 11h eingreifen. Die Flanken dieser Keilnuten 15h bilden Kontaktflächen 14h, über welche das zweite Rollenelement 11h mit den zweiten Aufzugstragmitteln 12h zusammenwirkt. Die Aufzugstragmittel 12h umfassen je einen Riemenkörper 12.1h aus einem abriebfesten Elastomer, in welche zur Gewährleistung ausreichender Zugfestigkeit Zugträger 12.2h aus Stahldraht- oder Kunstfaserlitzen eingebettet sind. Die Integration des in 2H gezeigten Rollenelements 11h in eine Antriebs- oder Umlenkwelle 13h ermöglicht die Verwendung von Rollenelementen mit sehr geringen Durchmessern in Kombination mit grösstmöglichen zugeordneten Wellendurchmessern.
Rollenelemente 1h, 11h, wie sie beispielsweise in 1H und 2H gezeigt sind, sind vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus Vergütungsstahl, hergestellt, der – mindestens im Bereich der Kontaktfläche 4h; 14h – eine Zugfestigkeit von 600–1000 N/mm² und/oder eine Rockwell C-Härte von mindestens 15 HRC aufweist.
Die Herstellung solcher Rollenelemente 1h; 11h, insbesondere die Bearbeitung ihrer Kontaktflächen 4h; 14h, erfolgt zweckmässigerweise durch Drehen und/oder Feindrehen und/oder Profilrundschleifen auf Werkzeugmaschinen, die für die Erzeugung von Oberflächen mit geringer Rauheit geeignet sind.
Weitere Möglichkeiten für die Bearbeitung der Kontaktflächen sind Sandstrahlen und/oder Kugelstrahlen und/oder Vergüten, insbesondere Oberflächenvergütung und/oder Plasmahärten und/oder Beschichten durch galvanische Verfahren und/oder Tauchverfahren und/oder Kunststofftechnische Verfahren. Diese Bearbeitungsverfahren können zusätzlich oder anstelle von Drehen und/oder Feindrehen und/oder Profilrundschleifen und/oder Fräsen angewandt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Kontaktflächen 4h; 14h der Rollenelemente 1h; 11h mit Beschichtungen versehen, die eine Oberflächenstruktur mit den vorstehend beschriebenen Rauheitseigenschaften aufweisen und ausreichend verschleissfest sind. Als zweckmässig haben sich chromhaltige Beschichtungen, insbesondere Hartchromschichten erwiesen, wie sie beispielsweise in Schatt: „Werkstoffe des Maschinen-, Anlagen- und Apparatebaues", 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag, Leipzig 1982, auf Seite 144 zum Schutz gegen Verschleiss beschrieben sind. Weitere Möglichkeiten die Kontaktflächen vor Verschleiss zu Schützen sind ebenfalls in Schatt: „Werkstoffe des Maschinen-, Anlagen- und Apparatebaues", 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag, Leipzig 1982, unter Punkt 8.3.4 auf den Seiten 352 bis 361 angegeben.
In einer weiteren Ausführungsform dient die gleiche Hartchromschicht nicht nur als Schutz gegen Verschleiss sondern zugleich auch als Schutz gegen Korrosion. Die Verwendung dieser Schicht als Korrosionsschutz ist ebenfalls in Schatt: „Werkstoffe des Maschinen-, Anlagen- und Apparatebaues", 2.Auflage, VEB Deutscher Verlag, Leipzig 1982, beschrieben, nämlich auf Seite 312 unter Punkt 7.9.2.
Die Kontaktflächen 4h; 14h der Rollenelemente 1h; 11h sind so bearbeitet oder beschichtet, dass der in Umfangsrichtung der Rollenelemente gemessene arithmetische Mittenrauwert ^uR_a der Kontaktflächen sich unterscheidet von dem in Achsrichtung der Rollenelemente gemessene Mittenrauwert ^AR_a der Kontaktflächen. Dadurch, dass die Bearbeitungsqualität der Kontaktflächen nicht für beide Richtungen die definierten Höchstanforderungen zu erfüllen hat, können Herstellkosten eingespart werden. Ausserdem kann durch eine in Achsrichtung des Rollenelements erhöhte Rauheit der Kontaktflächen die seitliche Führung des Aufzugstragmittels auf dem Rollenelement verbessert werden Dies wirkt sich insbesondere dann positiv aus, wenn es sich bei dem Aufzugstragmittel um einen Flachriemen oder einen Keilrippenriemen handelt. In den 1H und 2H sind die Messrichtungen für die Rauheitsmessung in Umfangsrichtung mit A und die Messrichtungen für die Rauheitsmessung in Axialrichtung mit B bezeichnet.
Um Verschleiss an den Aufzugstragmitteln – insbesondere bei relativ lange andauerndem Schlupf zwischen den Rollenelementen 1h; 11h und den Aufzugstragmitteln 2h; 12h – zu reduzieren, sind die Kontaktflächen 4h; 14h so bearbeitet bzw. beschichtet, dass der in Umfangsrichtung A des Rollenelements 1h; 11h gemessene arithmetische Mittenrauwert ^UR_a der Kontaktflächen 4h; 14h weniger als 1 Mikrometer beträgt. Eine noch weitergehende Verhinderung von Verschleiss kann erreicht werden, wenn der genannte Mittenrauwert ^UR_a zwischen 0,1 und 0,8 Mikrometer, besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,6 Mikrometer beträgt. Relativ lange anhaltender Schlupf von bis zu 60 Sekunden Dauer kann in einer Aufzugsanlage beispielsweise auftreten, wenn infolge eines Steuerungsdefekts die Aufzugskabine oder das Gegengewicht auf ihre Fahrwegbegrenzungen auffahren oder sonst wie blockiert werden.
Als Mittenrauwert ^UR_a bzw. ^AR_a ist der in der Norm DIN EN ISO 4287 definierte Mittenrauwert R_a zu verstehen.
Ein vorteilhafter Kompromiss zwischen der Forderung nach Verschleissreduzierung und der Forderung nach geringen Herstellkosten bzw. nach vorteilhaften Seitenführungseigenschaften ist mit einer Ausführungsform der Rollenelemente 1h; 11h erreichbar, bei welcher zwischen dem in Umfangsrichtung der Rollenelemente 1h; 11h gemessene arithmetische Mittenrauwert ^UR_a der Kontaktflächen 4h; 14h und dem in Achsrichtung der Rollenelemente gemessenen Mittenrauwert ^AR_a der Kontaktflächen eine Differenz von mehr als 0,2 Mikrometer vorhanden ist.
Vorteilhafte Ergebnisse in Bezug auf Herstellkosten und Seitenführungseigenschaften beim Zusammenwirken mit Aufzugstragmitteln in Form von Flachriemen oder Keilrippenriemen sind erzielbar, wenn der in Achsrichtung des Rollenelements gemessene arithmetische Mittenrauwert ^AR_a der Kontaktflächen 4h; 14h mehr als 0,4 Mikrometer, vorzugsweise 0,4 bis 0,95 Mikrometer beträgt.
Selbstverständlich sind weitere Ausführungsformen der Rollenelemente realisierbar, die beispielsweise jeweils mit mindestens einem Keilriemen, Rundriemen oder mit mindestens einem runden Stahldrahtseil zusammenwirken.
Die riemenartigen Aufzugstragmittel umfassen vorzugsweise Riemenkörper aus einem abriebfesten Elastomer, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer. Beispiele für ein für einen Riemenkörper einsetzbares Elastomer sind Polyurethan (PU), insbesondere etherbasiertes Polyurethan, oder ein Ethylen-Propylen(-Dien)-Copolymer (EPM, EPDM), wobei diese Riemenkörper durch Zugträger aus Stahldraht- oder Kunstfaserlitzen in Längsrichtung verstärkt sind. Bei Verwendung von solchen Aufzugstragmitteln wirken die Kontaktflächen der Rollenelemente mit dem Elastomermaterial des Riemenkörpers der Aufzugstragmittel zusammen. Das bedeutet, dass die Kontaktflächen in ihren Oberflächeneigenschaften und Strukturen speziell auf die Anforderungen im Zusammenwirken mit diesen Elastomermaterialien abgestimmt werden, um eine optimale Abstimmung von Traktion, Verschleiss, Schlupfverhalten und Labensdauer von Aufzugstragmittel, Rollenelement und allfälligen Beschichtungen zu realisieren.
Werden Stahldrahtseile als Aufzugstragmittel verwendet, können diese Stahldrahtseile mit oder ohne Ummantelung mit den Rollenelementen zusammenwirken, wobei Ummantelungen vorzugsweise ebenfalls aus einem elastomeren Werkstoff, wie er oben beschrieben ist, bestehen.
Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage kann eine Treibscheibe und/oder eine Umlenkrollen umfassen, deren mit dem Tragmittel zusammenwirkender Bereich mit Einlagen aus einem Material versehen ist, das nicht dem Material des Rollenkörpers entspricht. Vorzugsweise bestehen diese Einlagen aus einem Kunststoff, dessen Eigenschaften beim Zusammenwirken mit dem Tragmittel zu gewünschten Effekten führt, beispielsweise zu erhöhter oder reduzierter Traktionsfähigkeit, zu geringerem Abrieb am Tragmittel oder an der Treibscheibe bzw. an den Umlenkrollen oder zu geringerer Geräuschentwicklung. Als Materialien für derartige Einlagen eignen sich beispielsweise Naturgummi oder synthetischer Gummi, wie Polyurethan PU, zur Verbesserung der Traktionsfähigkeit, Polyamid PA zur Reduktion des Verschleisses an Scheiben und Tragmitteln, und Polyäthylen PE oder PTFE (Teflon^®) zur Verminderung der Reibung und der Geräuschentwicklung im Bereich von Treibscheiben und Umlenkrollen. Solche Einlagen können als einteilige oder als in Sektoren aufgeteilte ringförmige Drehteile auf einen Grundkörper einer Treibscheibe bzw. einer Umlenkrolle fixiert, beispielsweise aufgeklebt oder durch mechanische Mittel festgehalten werden, oder sie können in einem Beschichtungsverfahren aufgetragen und wo nötig anschliessend nachbearbeitet werden.
Die Einlagen können konturiert sein, beispielsweise um durch Zusammenwirken mit korrespondierenden Konturen eines riemenartigen Tragmittels eine seitliche Führung des Tragmittels zu gewährleisten. Vorteilhafterweise bestehen solche Konturen aus mindestens einer sich in Umfangsrichtung der Treibscheibe bzw. der Umlenkrolle erstreckende Rippe oder Rille, die mit mindestens einer korrespondierenden Rille oder Rippe zusammenwirkt, sich in Längsrichtung des riemenartigen Tragmittels erstreckt. Durch geeignete Ausformung der zusammenwirkenden Rippen und Rillen lässt sich, wie beim Keilriemenprinzip, eine Verbesserung der Traktionsfähigkeit erreichen. Die Einlagen können auch integrierte Bordscheiben umfassen, welche die riemenartigen Tragmittel an deren Seitenflächen führen. Derartige Treibscheiben bzw. Umlenkscheiben mit Einlagen im Bereich ihres Zusammenwirkens mit einem riemenartigen Tragmittel sind in WO99/43885 offenbart. Merkmale und Ausführungsdetails sind in 2 und 3 dargestellt und insbesondere von Seite 12, Zeile 6, bis Seite 14, Zeile 8 beschrieben und hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Treibscheiben und Umlenkrollen mit Einlagen im Bereich ihres Kontakts mit den Tragmitteln sind auch in Aufzugsanlagen anwendbar, in denen die Tragmittel in Form von Stahldrahtseilen, ummantelten Stahldrahtseilen und ummantelten Kunstfaserseilen vorhanden sind. Als Materialien für solche Einlagen eignen sich insbesondere die im vorangehenden Abschnitt genannten Materialien, die für Einlagen in Treibscheiben/Umlenkrollen für riemenartige Tragmittel zur Anwendung kommen. Derartige Treibscheiben bzw. Umlenkscheiben mit Einlagen im Bereich ihres Zusammenwirkens mit seilartigen Tragmitteln sind beispielsweise in EP1511683 offenbart. Merkmale und Ausführungsdetails sind in 4 dargestellt und insbesondere in den Beschreibungsabschnitten [0021] und [0022] beschrieben und hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemässe Aufzugsanlage eine Treibscheibe, deren mit dem Tragmittel zusammenwirkende Oberfläche nur teilweise, d. h. im Bereich bestimmter Sektoren der Umfangsfläche, gehärtet ist, um den Verschleiss der genannten Oberfläche zu reduzieren. Eine solche sektorweise Härtung hat die Vorteile, dass die Kosten für die Härtung geringer sind, und dass das Risiko reduziert wird, dass im Betrieb durch Härtespannungen im Material verursachte Risse in der Treibscheibe auftreten.
Eine solche Treibscheibe ist in EP1471030 offenbart. Ausführungsdetails und Verfahrensmerkmale sind insbesondere in 1 und in den Beschreibungsabschnitten [0019] bis [0031] beschrieben und hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage kann eine Treibscheibe bzw. eine Umlenkrolle umfassen, bei der Vorkehrungen zum seitlichen Führen eines über sie laufenden riemenartigen Tragmittels getroffen sind. Die folgenden Abschnitte beziehen sich auf Ausführungsformen von solchen Treibscheiben bzw. Umlenkrollen.
Die Treibscheibe bzw. Umlenkrolle kann mit Bordscheiben versehen sein, die jeweils auf beiden Seiten der Lauffläche für das Tragmittel vorhanden sind, und zu grosse seitliche Abweichungen des Tragmittels verhindern. Eine Treibscheibe bzw. Umlenkrolle kann Laufflächen für mehr als ein Tragmittel aufweisen, wobei in diesem Fall jeweils auf beiden Seiten jeder Lauffläche Bordscheiben angeordnet sind. Vorzugsweise sind die jeweils einem Tragmittel zugewandten radialen Seitenflächen der Bordscheiben so ausgebildet, dass der Winkel zwischen ihnen und der Lauffläche mehr als 90° beträgt.
In einem Ausführungsbeispiel weist eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage eine Treibscheibe oder eine Umlenkrolle zum Antreiben bzw. Führen mehrerer parallel angeordneter flachriemenartiger Tragmittel auf. Die Umlenkrolle bzw. Treibscheibe umfasst eine zentrale Hohlachse und mehrere auf dieser zentrierte Ringkörper und Separatorscheiben, welche abwechselnd in Axialrichtung aneinandergereiht und, vorzugsweise mittels Schrauben, miteinander verbunden sind. Die Umfangsflächen der Ringkörper bilden dabei die Laufflächen für die Tragmittel und die dazwischen angeordneten Separatorscheiben bilden über die Ringkörper hinausragende Führungselemente, welche die flachriemenartigen Tragmittel seitlich auf der Umlenkrolle bzw. Treibscheibe führen. Die genannten Umfangsflächen der Ringkörper können mit Wölbungen versehen sein, die die Führung der Tragmittel in der Mitte der Ringkörper erleichtern. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Separatorscheiben einen gegenüber den Tragmitteln geringeren Reibwert auf als die Laufflächen der Ringkörper. US6405833 offenbart eine solche Treibscheibe bzw. Umlenkrolle. Merkmale und Ausführungsdetails sind in 1, 2, 3 dieser US-Schrift dargestellt und in der Beschreibung insbesondere in Spalte 2, Zeile 44 bis Spalte 3, Zeile 47 beschrieben und hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage kann eine Treibscheibe bzw. Umlenkrolle umfassen, die zum seitlichen Führen eines über sie laufenden riemenartigen Tragmittels auf der mit dem riemenartigen Tragmittel zusammenwirkenden Umfangsfläche mindestens eine Führungsrille oder Führungsrippe aufweist. Diese erstreckt sich in Umfangsrichtung der Rolle und wirkt mit mindestens einer korrespondierenden, sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden Rippe oder Rille des Tragmittels so zusammen, dass dieses auf der Treibscheibe bzw. der Umlenkrolle geführt ist. Vorteilhafterweise sind jeweils mehrere Führungsrillen und/oder Führungsrippen über die Breite der Rolle bzw. des riemenartigen Tragmittels verteilt. Durch keilförmige oder trapezförmige Ausbildung der Führungsrippen und/oder Führungsrillen kann die Traktionswirkung verstärkt werden, wie dies beim Keilriemenprinzip der Fall ist.
Bei einer modifizierten Ausführungsvariante weist das flachriemenartige Tragmittel eine Führungsnut und die Umlenkrolle/Treibscheibe eine Führungsrippe auf. Bei einer zweiten Ausführungsvariante ist die Zuordnung umgekehrt. Eine Aufzugsanlage mit solchen Tragmitteln bzw. Umlenkrollen/Treibscheibe ist in WO2006/042427 offenbart. Merkmale und Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Tragmittel sowie der Ausführung der Umlenkrollen bzw. der Treibscheibe, sind in 2–9 sowie in der Beschreibung auf Seite 10, Zeile 10 bis Seite 15, Zeile 32 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage ein Tragmittelsystem mit einem riemenartigen Tragmittel 12.3, das mehrere in Längsrichtung des Tragmittels verlaufende Rippen 20.3 oder Rillen mit keilförmigem Querschnitt aufweist. Bei diesem Tragmittelsystem wirkt das Tragmittel 12.3 mit einer Treibscheibe bzw. mit Umlenkrollen 4.3 zusammen, die korrespondierende, in Umfangsrichtung verlaufende Rillen bzw. Rippen 22.3 mit keilförmigem Querschnitt aufweisen. Der zwischen den Flanken der keilförmigen Rippen und Rillen vorhandene Flankenwinkel β liegt zwischen 60° und 120°, vorzugsweise zwischen 80° und 100°, besonders bevorzugt bei 90°. Vorteilhafterweise sind die Treibscheibe bzw. die Umlenkrollen so ausgestaltet, dass jeweils zwischen einem Rippenkamm der keilförmigen Rippen 20.3, 22.3 und einem korrespondierenden Rillengrund ein Hohlraum 34, 35 vorhanden ist, wenn das Tragmittel auf der Tragmittelscheibe 4.3 aufliegt. Dadurch wird erreicht, dass sich das Tragmittel und die Treibscheibe bzw. die Umlenkrollen ausschliesslich im Bereich der schrägen Flanken ihrer Rippen und Rillen berühren, nicht aber im Rillengrund. Auf diese Weise können sich Schmutz und Abrieb im genannten Hohlraum ansammeln, wodurch der Verschleiss vermindert und die Labensdauer von Treibscheibe bzw. Umlenkrolle und/oder Tragmittel erhöht werden. Ein Tragmittelsystem der vorgenannten Art ist in EP1777189 offenbart. Merkmale und Details der Ausführung der Umlenkrollen bzw. der Treibscheibe sind insbesondere in 5–8 sowie in der Beschreibung in Spalte 8, Zeile 32 bis Spalte 11, Zeile 25 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Treibscheibe bzw. Umlenkrolle, welche mit mindestens einem Flachriemen als Tragmittel zusammenwirkt, ist die mindestens eine Lauffläche für den Flachriemen nicht vollkommen zylindrisch ausgeführt, sondern sie weist quer zur Umfangsrichtung eine Wölbung auf, welche eine Zentrierung des Flachriemens in der Mitte der Lauffläche bewirkt. Diese Wölbung kann, im Querschnitt entlang der Rotationsachse betrachtet, durchgehend kreisbogenförmig sein, wobei der Kreisradius beispielsweise etwa 1000 mm beträgt. Die Wölbung kann vorzugsweise auch so gestaltet werden, dass mit in Richtung der Scheibenachse zunehmendem Abstand x eines Kurvenpunktes von der Mitte der Lauffläche der Scheibenradius um einen zunehmenden Wert y = xⁿ reduziert ist. Dabei ist der Abstand x in Metern und für den Exponenten n ein Wert von etwa 2 einzusetzen. Für den errechneten Wert y der Radiusreduktion gilt ebenfalls die Einheit Meter. Die Wölbhöhe der so definierten Wölbung der Lauffläche kann im Bereich der Laufflächenmitte so reduziert werden, dass die Lauffläche in diesem Bereich eine zylindrische Form erhält. Eine Treibscheibe bzw. Umlenkrolle die eine Lauffläche mit einer der beschriebenen Wölbungsformen aufweist, ist in WO2006/022686 offenbart. Merkmale und Ausführungsdetails sind in den 2–4 dargestellt und insbesondere auf Seite 3, Zeile 9 bis Seite 4, Zeile 32 der Beschreibung beschrieben und hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Zum Führen riemenartiger Tragmittel auf einer Treibscheibe bzw. einer Umlenkrolle können Tragmittelführungsrollen installiert sein. In einer speziellen Ausführungsform sind solche Tragmittelführungsrollen auf beiden Seiten jedes Tragmittels und jeweils auf beiden Seiten einer Treibscheibe/Umlenkrolle, d. h. in deren beiden Einlaufbereichen angeordnet. Der Abstand der Tragmittelführungsrollen zu jener Stelle, an welcher das Tragmittel die Treibscheibe/Umlenkrolle berührt entspricht dabei mindestens der fünffachen Breite des riemenartigen Tragmittels. Dabei fluchten die mittleren Rotationsebenen der Tragmittelführungsrollen etwa mit der parallel zu den Achsen der Treibscheibe/Umlenkrolle liegenden Mittelebenen des riemenartigen Tragmittels. Jeweils eine Umfangsfläche der Tragmittelführungsrollen liegt mit etwas Abstand jeweils einer Seitenfläche eines zugeordneten Tragmittels gegenüber. Sobald das Tragmittel um eine gewisse Distanz von seiner mittigen Lage auf der Lauffläche abweicht, gerät eine seiner Seitenflächen mit der Umfangsfläche einer Führungsrolle in Kontakt, wodurch ein weiteres seitliches Abweichen reibungsfrei durch die Führungsrolle verhindert wird. Vorteilhafterweise weisen die Tragmittelführungsrollen im Bereich ihrer Umfangsflächen eine umfassende Umfangsnut auf, die in einem solchen Fall einen Randbereich des riemenartigen Tragmittels aufnehmen können und diesen Randbereich so führen, dass dieser nicht infolge der Richtkraft der Tragmittelführungsrollen quer zur genannten Mittelebene des Tragmittels ausweichen kann.
In Aufzugsanlagen, in denen der Abstand zwischen parallel nebeneinander angeordneten riemenartigen Tragmitteln zu gering ist, um Tragmittelführungsrollen dazwischen einzubauen, können die Tragmittelführungsrollen durch Tragmittelführungsplatten ersetzt werden, die ein seitliches Wegdriften eines riemenartigen Tragmittels verhindern, indem sie dieses an dessen Seitenflächen gleitend führen. Solche Tragmittelführungsplatten sind vorteilhaft ebenfalls mit einem Abstand zu der Stelle montiert, an welcher das Tragmittel die Treibscheibe/Umlenkrolle berührt und der mindestens der fünffachen Breite der riemenartigen Tragmittel entspricht. Als Materialien für solche Tragmittelführungsplatten eignen sich insbesondere mit Nano-Partikeln beschichtete Stahlplatten, beispielsweise solche, die durch Sputtern von MoS2, Ti-MoS2 oder Graphit auf das Grundmetall erzeugt sind oder auch Platten aus abriebfestem, reibungsarmem Kunststoff, beispielsweise aus Polyamid (PA) oder Polyethylenterephthalat (PETP), die vorzugsweise einen Festschmierstoff wie MoS2 oder Graphit enthalten.
Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage kann eine Treibscheibe bzw. Umlenkrollen in vielen unterschiedlichen Anordnungen umfassen. Beispiele solcher Anordnungen sind in EP1446348 offenbart und im Folgenden kurz spezifiziert: 1A, 1B, 2, 3 und 4 von EP1446348 zeigen Aufzugsanlagen mit einer Aufzugskabine, einem Gegengewicht und einer im Schachtkopf angeordneten Antriebseinheit mit jeweils mindestens einer Treibscheibe. Riemenartige Tragmittel umschlingen die Treibscheibe, und ihre kabinenseitigen Trume unterschlingen die Aufzugskabine und tragen diese über an der Kabinenunterseite angeordnete Umlenkrollen. Mit ihren gegengewichtsseitigen Trumen tragen die Tragmittel das Gegengewicht über an dessen Oberseite angeordnete Umlenkrollen. Wie mit 4 dargestellt, können die Führungsschienen der Aufzugskabine in Zwischenräume hineinragen, die zwischen zwei der oben erwähnten Umlenkrollen der Aufzugskabine vorhanden sind, was den Einbau einer grösstmöglichen Aufzugskabine in einem gegebenen Schachtraum ermöglicht. Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung der Umlenkrollen, sind von Seite 12, Zeile 1 bis Seite 16, Zeile 4 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
5A, 5B von EP1446348 zeigen eine Aufzugsanlage, die eine Aufzugskabine, ein Gegengewicht und eine im Schachtkopf angeordnete Antriebseinheit mit einer Treibscheibe umfasst. Die Aufzugskabine und das Gegengewicht sind direkt an die Enden von Tragmitteln gekoppelt, wobei eines der Tragmittel vom Gegengewicht über die Treibscheibe zu der der Antriebseinheit zugewandten Seite der Aufzugskabine und ein anderes Tragmittel vom Gegengewicht über die Treibscheibe und eine im Schachtkopf angeordnete Umlenkrolle auf die der Antriebseinheit abgewandte Seite der Aufzugskabine geführt wird. Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung der genannten Umlenkrolle, sind von Seite 16, Zeile 6 bis Seite 17, Zeile 2 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
6A, 6B von EP1446348 zeigen eine Aufzugsanlage, die eine Aufzugskabine, zwei seitlich der Aufzugskabine angeordnete Gegengewichte und eine im Schachtkopf angeordnete Antriebseinheit mit zwei Treibscheiben umfasst. Die Aufzugskabine und die Gegengewichte werden durch beidseitig der Aufzugskabine angeordnete, durch die genannten Treibscheiben angetriebene riemenartige Tragmittel getragen. Zum Führen der Tragmittel und zum Tragen der Aufzugskabine und des Gegengewichts sind vier Umlenkrollen im Schachtkopf, je eine Umlenkrolle an jedem Gegengewicht und je eine Umlenkrolle auf beiden Seiten der Aufzugskabine angeordnet. Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung der Umlenkrollen, sind von Seite 17, Zeile 14 bis Seite 18, Zeile 21 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
7A, 7B von EP1446348 zeigen eine Aufzugsanlage, die der in 6A, 6B offenbarten Aufzugsanlage sehr ähnlich ist, jedoch den Vorteil hat, dass die Tragmittel stets in derselben Biegerichtung umgelenkt bzw. gebogen werden. Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung der Umlenkrollen, sind auf Seite 19, Zeilen 9 bis 16 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
8, 9 von EP1446348 zeigen Aufzugsanlagen mit jeweils einer Aufzugskabine und einem Gegengewicht, wobei die Aufzugskabine und das Gegengewicht an einem für die Tragfunktion geeigneten Tragmittel hängen, das über eine im Schachtkopf angeordnete Umlenkrolle geführt ist. Der Antrieb der Aufzugskabine und des Gegengewichts erfolgt durch eine Treibscheibe einer unten angeordneten Antriebseinheit über ein für die Antriebsfunktion geeignetes, riemenartiges Antriebsmittel, dessen eines Ende an der Aufzugskabine und dessen anderes Ende am Gegengewicht fixiert ist.
Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung der Umlenkrollen, sind von Seite 19, Zeile 29 bis Seite 20, Zeile 15 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
10A, 10B von EP1446348 zeigen eine Aufzugsanlage mit einer Aufzugskabine und einem Gegengewicht. Die Aufzugskabine ist durch zwei für die Tragfunktion geeignete Tragmittel mit dem Gegengewicht gekoppelt. Diese Tragmittel sind über zwei im Schachtkopf installierte Umlenkrollen geführt, wobei letztere so angeordnet sind, dass jeweils eines der Tragmittel zu jeweils einer von zwei einander gegenüber liegenden Seiten der Aufzugskabine geführt wird, wo es an der Aufzugskabine fixiert ist. Der Antrieb der Aufzugskabine und des Gegengewichts erfolgt durch eine seitlich oben liegende Antriebseinheit über ein für die Antriebsfunktion geeignetes, riemenartiges Antriebsmittel. Dieses riemenartige Antriebsmittel umläuft eine Treibscheibe der Antriebseinheit und eine unten angeordnete Umlenkrolle, wobei beide Enden des Antriebsmittels an das Gegengewicht gekoppelt sind und dieses antreiben. Der Antrieb der Aufzugskabine erfolgt über die vorstehend beschriebenen Tragmittel. Eine Ausführungsvariante dieser Aufzugsanlage sowie Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung der Umlenkrollen, sind von Seite 20, Zeile 17 bis Seite 21, Zeile 12 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemässe Aufzugsanlage Umlenkrollen umfassen, deren Anordnung in EP1555236 offenbart und im Folgenden kurz spezifiziert ist: 1 von EP1555236 zeigt eine Aufzugsanlage mit einer Aufzugskabine und einem Gegengewicht und einem an einer Schachtdecke befestigten Antrieb 7, der ein Antriebsmodul 11 und ein Umlenkmodul 19 umfasst. Aufzugskabine und Gegengewicht hängen an mehreren parallel angeordneten Tragmitteln, die von dem über dem Zentrum der Aufzugskabine angeordneten Antriebsmodul 11 angetrieben und durch im Umlenkmodul 19 vorhandene Umlenkrollen über das Zentrum des Gegengewichts abgelenkt werden. Wie insbesondere aus den 5, 6, 7, 9, 10 von EP1555236 ersichtlich ist, ist der Abstand zwischen dem Antriebsmodul 11 und dem Umlenkmodul 19 bzw. den Umlenkrollen verstellbar. Auf diese Weise können die bei unterschiedlichen Aufzugsanlagen gegebenen unterschiedlichen Tragmittelabstände zwischen den zur Aufzugskabine führenden und den zum Gegengewicht führenden Trumen der Tragmittel an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Merkmale und Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung der Umlenkrollen, sind insbesondere von Spalte 4, Zeile 53 bis Spalte 6, Zeile 18 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel sind bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemässen Aufzugsanlage die Aufzugskabine wie auch das Gegengewicht mit Umlenkrollen ausgerüstet, über welche sie an jeweils zwei Trumen mehrerer Tragmittel hängen. Auf diese Weise ist sowohl für die Aufzugskabine wie auch für das Gegengewicht eine so genannte 2:1-Aufhängung vorhanden. Für jedes Tragmittel sind separate Umlenkrollen vorhanden, die in getrennten Rollengehäusen gelagert sind. Jede Umlenkrolle bildet zusammen mit ihrem Rollengehäuse eine Umlenkrolleneinheit 10, die von den anderen Umlenkrolleneinheiten 10 getrennt ist. Diese Umlenkrolleneinheiten 10 sind mit der Aufzugskabine bzw. dem Gegengewicht verbunden, wobei der Abstand zwischen jeder der Umlenkrolleneinheiten 10 und der Aufzugskabine bzw. dem Gegengewicht einzeln einstellbar ist. Diese Anordnung der Umlenkrollen ermöglicht die Kompensation unterschiedlicher Längung der Tragmittel, woraus sich die Einstellung gleicher Zugbelastung für alle Tragmittel ergibt. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in EP1621508 offenbart. Merkmale und Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung und Lagerung der Umlenkrollen, sind insbesondere mit 2–5 und von Spalte 3, Zeile 19 bis Spalte 5, Zeile 48 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage kann diese eine Anordnung eines riemenartigen Tragmittels aufweisen, bei welcher das Tragmittel zwischen zwei aufeinander folgenden Umlenkrollen bzw. zwischen einer Treibscheibe und einer darauf folgenden Umlenkrolle um seine Längsachse verdreht ist. Vorzugsweise beträgt der Verdrehwinkel 180° oder 90°. Ein Grund für eine solche Tragmittelverdrehung kann darin bestehen, dass das riemenartige Tragmittel nur auf einer Seite mit Führungsprofilen ausgestattet ist und nur durch eine solche Verdrehung erreicht werden kann, dass das Tragmittel bei bestimmten Anordnungen aufeinander folgender Rollen/Scheiben stets mit seiner profilierten Seite auf den Rollen/Scheiben aufliegt. Ein anderer Grund kann in einem vorteilhaften Tragmittelverlauf liegen, bei welchem die Achsen aufeinander folgender Rollen/Scheiben nicht parallel, sondern um 90° gegeneinander verdreht angeordnet sind, beispielsweise um eine Antriebseinheit platzsparend positionieren zu können. Beispiele von solchen Tragmittelanordnungen sind in EP1550629 offenbart. Merkmale und Ausführungsdetails, insbesondere die Details der Anordnung und Ausführung der Umlenkrollen bzw. Treibscheiben, sind insbesondere mit 1, 3A, 3B, 5A, 5B und 6 sowie in der Beschreibung von Spalte 4, Zeile 21 bis Spalte 7, Zeile 49 beschrieben und sind hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage ein mit einer Aufzugskabine und einem Gegengewicht zusammenwirkendes Tragmittel und mindestens ein von diesem Tragmittel umschlungenes Rollenelement, beispielsweise eine Treibscheibe oder eine Umlenkrolle. Das Tragmittel weist eine Anordnung von Zugträgern und einen diese Zugträger umhüllenden Mantel auf, wobei der Mantel in einem zur Umschlingung eines Rollenelementes vorgesehenen Bereich seiner Oberfläche mit einer Längsstruktur, beispielsweise einer Längsnut, versehen ist. Das Rollenelement weist entlang seines Umfangs eine Rille auf, in welcher das Tragmittel aufgenommen wird. Die Rille weist einen Rillengrund auf, der im Wesentlichen eben ausgebildet ist, d. h. im Querschnitt eine Gerade bildet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Zugträgeranordnung aus nur zwei Zugträgern. Dies ermöglicht es das Tragmittel mit einem Breiten-/Höhenverhältnis auszubilden, das grösser 1 und gleichzeitig kleiner oder gleich 3 ist. Durch die Untergrenze von 1 ist gewährleistet, dass das Tragmittel insgesamt flach ist und gegenüber bekannten Seilen mit kreisförmigen Querschnitt, zum Beispiel mit einem Breiten-/Höhenverhältnis gleich 1, kleinere Umlenkradien und damit kleinere Rollenelemente ermöglicht. Gleichzeitig gewährleistet die Obergrenze von 3, dass die im Tragmittel auftretenden Querkräfte nicht zu gross werden und beugt so einer übermässigen Abnutzung vor. Ein Tragmittel, dessen Breiten-/Höhenverhältnis aufgrund der zwei Zugträger in dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Bereich liegt, weist gleichzeitig eine ausreichende Flexibilität in Breitenrichtung auf, was die Montagefreundlichkeit erhöht.
Die Zugträger können aus Carbon, Aramid oder anderen Kunststoffen mit ausreichend hoher Zugfestigkeit bestehen. Bevorzugt sind sie jedoch aus metallischen Drähten, insbesondere Stahldrähten hergestellt, die bezüglich Herstell- bzw. Verformbarkeit, Festigkeit und Lebensdauer besonders günstig sind. Die Drähte können ein- oder mehrfach zu Seilen verseilt sein, wobei ein Seil aus mehreren Litzen verseilt sein kann. Eine Litze umfasst ihrerseits verseilte Drähte. In den Litzen und/oder dem Seil kann eine Seele, insbesondere eine Textil- oder Kunststoffseele angeordnet sein. Die Zwischenräume zwischen den Drähten bzw. Litzen sind bevorzugt teilweise oder vollständig durch Material des die Zugträger umhüllenden Mantels ausgefüllt. Dies verhindert den Kontakt der sich bei Biegung des Tragmittels gegeneinander bewegenden Litzen und/oder Drähte und vermindert so den Verschleiss derselben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung sind die beiden Zugträger gegenläufig geschlagen, i. e. das Seil, das den einen Zugträger bildet, ist rechts geschlagen und das Seil, das den anderen Zugträger der Zugträgeranordnung bildet, ist links geschlagen. Hierdurch heben sich Verdrillneigungen der beiden Zugträger gegeneinander auf und wirken so einem Verdrehen des Tragmittels vorteilhaft entgegen.
In einer Modifikation der Tragmittelausführung weisen die Zugträger bzw. die diese bildenden Stahlseile oder die zu diesen verseilten Drähte eine maximale Abmessung senkrecht zu ihrer Längsachse auf, die im Bereich zwischen 1,25 mm und 10 mm? bevorzugt in einem Bereich zwischen 1,5 mm und 2,5 mm liegt, und insbesondere im Wesentlichen gleich 1,5 mm ist. Dies hat sich als guter Kompromiss zwischen Gewicht, Festigkeit und Herstellbarkeit erwiesen. Insbesondere können mit solchen Zugträgern vorteilhaft kleine Umlenkradien realisiert werden. Bei Verwendung derartiger Tragmittel in Aufzügen mit grossen Gewichten werden vorzugsweise Stahlseile mit einem Durchmesser von bis zu 8 mm verwendet.
Weisen die Zugträger beispielsweise einen im Wesentlichen runden Querschnitt auf, entspricht die vorstehend genannte maximale Abmessung dem Durchmesser des Zugträgers. Ein solches Tragmittel kann besonders einfach hergestellt werden, da bei der Anordnung der Zugträger im Mantel nicht auf die Orientierung bezüglich der Längsachse geachtet werden muss. Gleichermassen können die Zugträger auch ovale oder rechteckige Querschnitte aufweisen, die zur Realisierung des erfindungsgemässen Breiten-/Höhenverhältnisses zwischen 1 und 3 besonders geeignet sind.
Eine alternative erfindungsgemässe Ausführung sieht vor, dass sich die beiden Zugträger zumindest punktuell berühren. Dies ermöglicht die Herstellung besonders platzsparender Tragmittel.
In einer modifizierten Ausführungsform weist die Längsstruktur der Aussenoberfläche des Tragmittels wenigstens eine in Längsrichtung des Tragmittels verlaufende Nut auf. Hierdurch wird vorteilhaft die Flexibilität des Tragmittels erhöht, ohne seine Zugfestigkeit signifikant zu verringern. Eine Nut ist dabei bevorzugt in dem Bereich der Aussenoberfläche vorgesehen, mit dem das Tragmittel ein Rollenelement des Aufzugs umschlingt.
Eine solche Nut kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass die Aussenoberfläche des Tragmittels wenigstens auf einer Breitseite des Tragmittels im Wesentlichen einer Aussenkontur der beiden nebeneinander angeordneten Zugträger folgt.
In einer weiteren Ausführungsform folgt die Aussenoberfläche auf beiden Breitseiten im Wesentlichen der Aussenkontur der nebeneinander angeordneten Zugträger. Hierdurch werden beide Zugträger vorteilhaft im Wesentlichen an jeder Stelle mit der gleichen Wandstärke umhüllt, so dass sich Spannungen innerhalb des Tragmittels homogen verteilen. Gleichzeitig ergibt sich in einfacher Weise auf den einander gegenüberliegenden Breitseiten des Tragmittels je eine vorstehend erläuterte vorteilhafte Nut zwischen den beiden Zugträgern. Weiter kann eine derartige Aussenoberfläche bzw. Ummantelung mit wenig Ummantelungsmaterial ausgeführt werden, was sich kostengünstig auswirkt.
Es versteht sich, dass diese Ausführungsform mit einer Nut auf einer oder auf beiden Breitseiten des Tragmittels auch bei Ausgestaltungen mit mehreren in einer Ebene nebeneinander angeordneten Zugträgern verwirklicht werden kann, wobei sich die Anzahl Nuten pro Breitseite entsprechend erhöht. Die Ebene, in der die Zugträger nebeneinander angeordnet sind, ist dabei sowohl für zwei als auch für mehr als zwei Zugträger im Tragmittel bevorzugt parallel zur Längsachse des Tragmittels angeordnet.
Die Nut bzw. ein Kanal kann auch dicht unter der Aussenoberfläche des Tragmittels angeordnet sein, so wird einerseits Querkontraktion, besonders bei distanzierten Zugträgern ermöglicht und trotzdem wird die Tragmittelpressung im Bereiche des Zugträgers konzentriert und ein Mittenbereich des Tragmittels bleibt von Pressung entlastet. Der Mittenbereich, der dem pressungsentlasteten Bereich des Tragmittels und der Rille entspricht, beträgt hierbei vorteilhafterweise in etwa 20% bis 50% der Tragmittelbreite.
Der Mantel kann die beiden Zugträger jeweils trapezförmig umschliessen. Hierdurch ergeben sich vorteilhaft geneigte Aussenflanken des Tragmittels, die aufgrund des Keileffektes vorteilhaft die Anpresskraft und damit die Treibfähigkeit eines Treibscheibe bei gleicher Vorspannung erhöhen.
Bevorzugt ist das Tragmittel in Bezug auf eine in seine Breitenrichtung verlaufende, gedachte Querachse, die beim Umschlingen eines Rollenelementes parallel zur Achse des Rollenelementes verläuft symmetrisch ausgebildet. Dies erleichtert die Montage, da das Tragmittel auch um 180° verdreht aufgelegt werden kann, und ermöglicht vorteilhaft die gegensinnige Umschlingung aufeinander folgender Rollenelemente mit annähernd gleichen Aussenoberflächenkonturen.
Als geeignetes Mantelmaterial hat sich insbesondere ein Elastomer, beispielsweise Polyurethan (PU) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) erwiesen, das bezüglich Dämpfungs- und Reibeigenschaften sowie Verschleissverhalten vorteilhaft ist.
Die Aussenoberfläche kann gezielt beeinflusst werden. Dazu können unterschiedliche Bereiche des Tragmittels mit Beschichtungen oder auch mit unterschiedlichen Beschichtungen versehen werden. So kann ein Bereich mit einer Beschichtung zur Erreichung einer guten Gleiteigenschaft versehen sein. Dieser Bereich kann zum Beispiel ein dem Traktionsbereich abgewandter oder ein seitlicher Bereich des Tragmittels sein. Ein Bereich, im Besonderen der Traktionsbereich des Tragmittels, ist vorteilhafterweise mit einer Beschichtung zur Erreichung einer guten Traktion bzw. Kraftübertragung versehen. Auch kann ein Bereich des Tragmittels mit einer Farbbeschichtung versehen sein oder sich aufgrund eines andersfarbigen Materials farblich unterscheiden. Dies ist vorteilhaft bei der Montage, da ein allfälliges unbeabsichtigtes Verdrehen des Tragmittels aufgrund der unterschiedlichen Farbbereiche leicht erkannt und korrigiert werden kann. Ist die Ummantelung mehrschichtig aufgebaut unter Verwendung unterschiedlich gefärbter Schichten, lässt sich auch ein Verschleiss- bzw. Abriebszustand leicht aufgrund der Farbunterschiede erkennen.
Eine derartige Beschichtung bzw. ein derartiger Schichtaufbau kann beispielsweise erhalten werden, indem eine entsprechende Schicht bzw. Beschichtung aufgespritzt, aufgeklebt, aufextrudiert oder aufgeflockt wird. Eine Schicht im Schichtaufbau kann bevorzugt Kunststoff und/oder ein Kunststoffverbundmaterial und/oder ein Gewebe umfassen. Über die Wahl eines Kunststoffverbundmaterials können insbesondere die Verschleissfestigkeit, die Rauhigkeit, die Druck- und Zugfestigkeit der Schicht beeinflusst werden, was vor allem wichtig ist, wenn diese Schicht als Aussenschicht des Tragmittels fungiert. Als Verbundmaterial im Zusammenhang mit dem Kunststoff können Partikel aus Metall, Metalllegierungen, Metalloxiden und/oder Karbonpartikel und/oder natürliche oder synthetische Fasern, und/oder zweidimensionale Gewebelagen dienen. Um Richtungsabhängig die Eigenschaften der Schicht zu optimieren, können vor allem lineare Partikel oder Fasern mit Textur – d. h. mit einer bevorzugten Ausrichtung der linearen Partikel oder Fasern – mit dem Kunststoff zu einem Verbundmaterial verarbeitet sein.
Ein Aufzug nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kabine und ein damit über ein Tragmittel gekoppeltes Gegengewicht. Das Tragmittel wirkt mit der Kabine und dem Gegengewicht zusammen, um diese zu halten bzw. zu heben und kann hierzu an der Kabine und/oder dem Gegengewicht jeweils direkt, beispielsweise über ein Keilschloss, befestigt sein oder eine oder mehrere mit der Kabine bzw. dem Gegengewicht verbundene Rollenelemente umschlingen.
Das Tragmittel weist eine Zugträgeranordnung und einen die Zugträgeranordnung umhüllenden Mantel auf, der in einem Bereich einer Aussenoberfläche, der ein Rollenelement des Aufzuges umschlingt, eine Längsstruktur aufweist. Das Rollenelement weist eine Rille zur seitlichen Führung des Tragmittels aufweist, in der das Tragmittel wenigstens teilweise aufgenommen ist. Das Tragmittel umschlingt das Rollenelement wenigstens teilweise, beispielsweise um im Wesentlichen 180°.
Erfindungsgemäss ist nun der Rillengrund der Rille, auf der das Tragmittel mit seiner einen Breitseite aufliegt und der durch das Tragmittel umschlungen wird, im Wesentlichen gleichbleibend eben bzw. flach ausgebildet. Hierdurch wird die Herstellung eines solchen Rollenelementes einfach und relativ kostengünstig möglich. Auch die Montagefreundlichkeit des Aufzugs wird dadurch erhöht, da nunmehr die Längsstruktur des Tragmittels nicht auf eine hierzu komplementäre Struktur des Rillengrundes ausgerichtet werden muss. Insbesondere ermöglicht der ebene Rillengrund Verformungen innerhalb des Tragmittels und eine gleichmässigere Verteilung der Spannung über den Querschnitt des Tragmittels. Dabei gewährleistet die Rille als seitlicher Anschlag eine ausreichende seitliche Führung des Tragmittels, ohne solche Verformungen zu behindern. Vorteilhafterweise folgt die Rille an den beidseitigen Rändern des Tragmittels in etwa der Form des Tragmittels. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Rille einen Einlaufbereich und einen Führungsbereich umfasst. Der Einlaufbereich steht im Bereich der Umschlingung in der Regel nicht in Kontakt mit dem Tragmittel und geht in den Führungsbereich über, welcher sich im Bereich der Umschlingung im Kontakt mit dem Tragmittel befindet. Die Rille folgt somit mit ihren seitlichen, der Schmalseite des Riemens entsprechenden Begrenzungen der Struktur des Tragmittels, während der Rillengrund, der sich zwischen diesen seitlichen Begrenzungen erstreckt eben ist; das heisst, er weist keine Zwischenerhebungen oder Senken auf.
Das Rollenelement, das von dem Tragmittel umschlungen wird und dieses in seiner Rille mit flachem Rillengrund aufnimmt, kann gleichermassen eine Umlenkrolle oder eine Treibscheibe sein. Es können auch mehrere, bevorzugt alle von dem Tragmittel umschlungenen Rollenelemente des Aufzugs mit Rillen versehen sein, in denen das Tragmittel jeweils wenigstens teilweise aufgenommen ist und die einen ebenen bzw. flachen Rillengrund aufweisen.
In einer Vorteilhaften Ausführung ist das Rollenelement derart ausgeführt, dass mehrere Rillen mit flachem Rillengrund nebeneinander angeordnet sind. Dadurch können mehrere gleichartige Tragmittel nebeneinander geführt, umgelenkt und/oder getrieben werden.
Ein oder mehrere Treibscheiben können dabei mit einem Antrieb des Aufzugs gekoppelt sein, dessen auf das Rollenelement aufgebrachte Drehmomente reibschlüssig als Längskräfte in das Tragmittel eingeleitet werden. Ein solcher Antrieb kann einen oder mehrere Asynchronmotoren und/oder Permanentmagnetmotoren umfassen. Diese Ausbildung erlaubt Antriebe mit geringen Abmessungen, so dass der für den Aufzug insgesamt benötigte Raum in einem Gebäude verringert werden kann. Hierzu kann der Aufzug insbesondere maschinenraumlos ausgebildet sein.
Mit besonderem Vorteil wird in einem erfindungsgemässen Aufzug ein erfindungsgemässes Tragmittel eingesetzt, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Die hierzu erläuterten Vorteile, insbesondere bezüglich geringerer Abnützung und höherer Montagefreundlichkeit ergeben sich entsprechend.
Das Rollenelement, im Besonderen die Treibscheibe ist vorteilhafterweise aus Stahl oder Gussmaterial (GG, GGG) hergestellt. Vorzugsweise sind die Rillen der Treibscheibe direkt, d. h. insbesondere einstückig in eine Welle eingearbeitet welche mit einem Motor antreibbar verbunden ist. Der Rillengrund weist dabei in einer bevorzugten Ausführung in Umfangsrichtung eine mittlere Rauhigkeit in einem Bereich zwischen 0,1 μm und 0,7 μm, insbesondere zwischen 0,2 μm und 0,6 μm und besonders bevorzugt zwischen 0,3 μm und 0,5 μm auf. In axialer Richtung weist der Rillengrund bevorzugt eine mittlere Rauhigkeit in einem Bereich zwischen 0,3 μm und 1,3 μm, insbesondere zwischen 0,4 μm und 1,2 μm und besonders bevorzugt zwischen 0,5 μm und 1,1 μm auf. Durch diese Rauhigkeiten kann in Umfangsrichtung ein Reibwert eingestellt werden, der eine ausreichende Treibkraft vermittelt, während das Tragmittel in Axialrichtung reibschlüssig geführt wird und so ein übermässiger Verschleiss an den Rillenflanken verhindert wird.
Zur Erreichung einer gewünschten Oberflächeneigenschaft kann das Rollenelement beschichtet sein. Alternativ kann das Rollenelement, im Besonderen eine Umlenkrolle ohne Treibfunktion, aus Kunststoff hergestellt sein, in das die erforderlichen Rillen eingearbeitet oder direkt eingeformt sind.
In 1P ist schematisch ein Aufzug nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser umfasst eine längs Schienen 5p in einem Schacht 1p verfahrbare Kabine 3p und ein damit gekoppeltes, gegensinnig verfahrendes Gegengewicht 8p, das an einer Schiene 7p geführt ist. Ein nachfolgend näher beschriebenes erfindungsgemässes Tragmittel 12p ist mit seinem einen Ende inertial in einem ersten Aufhängepunkt 10p im Schacht 1p befestigt. Von dort ausgehend umschlingt es eine mit dem Gegengewicht 8p verbundene Umlenkrolle 4.3p um 180° und anschliessend eine Treibscheibe 4.1p ebenfalls um 180°. Von dort ausgehend umschlingt es nach einer Verdrillung um 180° um seine Längsachse zwei in den Boden 6p der Kabine 3p integrierte Umlenkräder 4.2p gleichsinnig jeweils um 90° und ist mit seinem anderen Ende in einem zweiten Aufhängepunkt 11p im Schacht 1p befestigt. Zwischen den beiden mit der Kabine 3p verbundenen Umlenkrädern 4.2p spannen zwei weitere Umlenkrollen 4.4p, die das Tragmittel 12p jeweils um etwa 12° umschlingt, das Tragmittel gegen den Kabinenboden 6p und verbessern so dessen Führung in den Umlenkrädern 4.2p. Die Treibscheibe 4.1p des maschinenraumlosen Aufzugs wird dabei durch einen im Schacht 1p angeordneten Asynchronmotor 2p angetrieben, um Kabine 3p und Gegengewicht 8p zu halten bzw. zu heben.
2P zeigt die obere Hälfte der Treibscheibe 4.1p des Aufzuges aus 1P und das dieses umschlingende Tragmittel 12p nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung im Querschnitt. Das Tragmittel 12p weist zwei bezüglich der Treibscheibe axial nebeneinander angeordnete Zugträger 14p auf, die jeweils aus neun miteinander verseilten Litzen bestehen. Die Kernlitze ist dabei dreilagig aus 19 miteinander verseilten Stahldrähten hergestellt und von acht zweilagigen Aussenlitzen umgeben, die jeweils sieben verseilte Stahldrähte umfassen. Die beiden Zugträger 14p weisen entgegengesetzte Schlagrichtungen auf. Hierzu sind die Aussenlitzen des einen Zugträgers rechtsgängig, die des anderen linksgängig um die jeweilige Kernlitze geschlagen. Dies wirkt einem Verdrehen des Tragmittels 12p entgegen.
Die Zugträger 14p weisen einen Durchmesser d von etwa 2,5 mm auf. Hierdurch können unter Beibehaltung eines vorteilhaften Durchmesserverhältnisses von beispielsweise D/d ≥ 40, wobei D den Durchmesser der Treibscheibe bezeichnet, vorteilhaft deutlich kleinere Umlenkradien und damit kleinere Treibscheiben und/oder Umlenkrollen realisiert werden. Auf diese Weise lässt sich der erforderliche Bauraum des Aufzugs vorteilhaft verringern. Selbstverständlich können unter Verwendung von hochfesten Zugträgern auch kleinere Durchmesserverhältnisse D/d < 40 verwirklicht werden.
Die beiden Zugträger 14p sind in einem Mantel 13p aus EPDM eingebettet. Dieser weist eine Aussenoberfläche 13.1p auf, die im Wesentlichen der in 2P durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Aussenkontur 14.1p der beiden Zugträger 14p folgt. Da diese nebeneinander angeordneten Zugträger jeweils eine im Wesentlichen kreisförmige Aussenkontur 14.1p aufweisen, weist die Aussenoberfläche 13.1p des Tragmittels 12p im Querschnitt im Wesentlichen die Form einer liegenden Sanduhr auf, wobei auf den beiden Breitseiten (oben, unten in 2P, 3P) jeweils eine Nut 13.2p in Längsrichtung des Tragmittels 12p ausgebildet ist. Hierdurch ist vorteilhaft die Wandstärke des die Zugträger 14p umgebenden Mantels 13p überall im Wesentlichen gleich, was zu einer verbesserten Spannungsverteilung im Tragmittel 12p führt. Gleichzeitig erleichtern die Nuten 13.2p eine geringfügige, interne Bewegung der Zugträger 14p im Mantel 13p gegeneinander, so dass Querkräfte im Zugträger 12p verringert werden können. Es kann jedoch auch erwünscht sein, dass die Zugträger 12p fest im Mantel 13p eingebettet sind. Dementsprechend wird ein Mantelmaterial bzw. eine Produktionsmethode gewählt, welche eine gute Einbindung des Mantelmaterials in den Zugträger ermöglicht.
Das Tragmittel 12p weist aufgrund seines Aufbaues ein Verhältnis seiner Breite B in axialer Richtung der Treibscheibe 4.1p zu seiner Höhe H in radialer Richtung der Treibscheibe 4.1p von B/H = 2 auf. Hierdurch werden gleichermassen kleine Umlenkradien und dennoch eine ausreichende Flexibilität des Tragmittels, insbesondere in seiner Breitenrichtung gewährleistet. Dies erhöht die Montagefreundlichkeit des flexibleren Tragmittels 12p, das leichter auf die Rollenelemente 4.1p bis 4.4p aufgelegt werden kann.
Um die Montagefreundlichkeit noch weiter zu erhöhen, ist das Tragmittel bezüglich seiner senkrecht zu seiner Längsrichtung stehenden, in Breiten- bzw. Höhenrichtung verlaufenden Quer- bzw. Hochachse symmetrisch ausgebildet, so dass es auch um 180° verdreht aufgelegt werden kann. Von derart ausgestalteten Tragmitteln können aufeinander folgende Rollenelemente mit gleichen Aussenoberflächenkonturen ohne weiteres gegensinnig umschlungen werden, wobei sie aufgrund ihrer gegengleich zu den Rillen der Rollenelemente ausgebildeten Aussenoberflächen von diesen geführt sind.
Das Tragmittel 12p ist in einer Rille 15p der Treibscheibe 4.1p so aufgenommen, dass es im gezeigten Querschnitt vollständig innerhalb der Rille 15p liegt. Das Tragmittel berührt in der gezeigten Umschlingungsposition die beiden den Rillengrund 15.1p seitlich (links, rechts in 2P) begrenzenden Flanken der Rille 15p in einem annähernd linienförmigen Führungsbereich und liegt auf dem Rillengrund 15.1p der Rille auf, während es die Einlaufbereiche 15.2p der Flanken nicht berührt. Der solcherart von dem Tragmittel 12p umschlungene Rillengrund 15.1p ist erfindungsgemäss eben bzw. flach ausgebildet. Dies erleichtert die vorstehend erläuterte interne Bewegung des Tragmittels 12p, so dass Querkräfte im Tragmittel 12p vermindert werden, was einer Abnutzung des Tragmittels 12p und der Treibscheibe 4.1p entgegenwirkt.
Die Umlenkrollen 4.2p bis 4.4p weisen ebensolche Rillen mit ebenem Rillengrund auf (nicht dargestellt), in denen das die Umlenkrollen 4.2p bis 4.4p umschlingende Tragmittel 12p jeweils in der gleichen Weise aufgenommen ist, wie es mit Bezug auf 2P für die Treibscheibe 4.1p beschrieben wurde.
3P zeigt ein Tragmittel 12p wie es aus 2P bereits bekannt ist. Das Tragmittel 12p ist in diesem Beispiel wiederum in einer Rille 15p der Treibscheibe 4.1p aufgenommen. Die Rille 15p beinhaltet den Rillengrund 15.1p, einen seitlichen Führungsbereich 15.3p und einen seitlichen Einlaufbereich 15.2p. Der Rillengrund ist erfindungsgemäss flach bzw. eben ausgeführt. Die Flanken der Rille 15p bzw. ihre Führungsbereiche 15.3p folgen in etwa der äusseren Form des Tragmittels 12p ungefähr bis zu seiner breitesten Stelle. Die Einlaufbereiche 15.2p sind über den Bereich der Umschlingung nicht in Kontakt mit dem Tragmittel 12p. Jeder Einlaufbereich 15.2p geht in Richtung auf den Rillengrund 15.1 in den Führungsbereich 15.3p über, welcher über den Bereich der Umschlingung in Kontakt mit dem Tragmittel 12p ist.
Ist die Rille 15p einer Treibscheibe mit einer reibwertbeeinflussenden Oberfläche versehen, so ist der Einführungsbereich 15.2p vorteilhafterweise reibwertvermindernd, und der Rillengrund 15.1p reibwerterhöhend ausgeführt. Entspricht der Führungsbereich 15.3p nicht nur einer schmalen Linie, wie in 2p, so ist der Führungsbereich 15.3p in Bezug auf den Reibwert vorteilhaft als Übergang ausgebildet. Der dem Einführungsbereich 15.2p naheliegende Teil ist vorzugsweise reibwertvermindert, und der dem Rillengrund 15.1p naheliegende Teil ist reibwerterhöht ausgeführt. Dadurch ist eine sichere Traktionsübertragung von der Rille zum Tragmittel erreicht, und gleichzeitig ist die Seitenführung möglichst reibungsfrei ausgeführt.
4P zeigt eine erfindungsgemässe Abwandlung der Treibscheibe 4.1p des in 1P gezeigten Aufzuges, das von einem Tragmittel 12p nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung umschlungen ist. Nachfolgend wird nur auf die Unterschiede zu den Ausführungen gemäss den 1P bis 3P eingegangen.
Der Mantel 13p des Tragmittels 12p nach der weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung gemäss 4P ist trapezförmig bzw. polygon ausgebildet. Insbesondere weisen die jeweils einen Zugträger 14p umgebenden Mantelbereiche auf einander gegenüberliegenden Breitseiten (oben, unten in 4P) des Tragmittels 12p einen trapezförmigen Querschnitt auf. Dadurch ergeben sich auch die beiden zwischen den Zugträgern 14p ausgebildeten Nuten 13.2p mit einem trapezförmigen Querschnitt Die einander gegenüberliegenden Schmalseiten (links, rechts in 4P) des Tragmittels 12p sind damit ebenfalls trapezförmig ausgebildet und weisen gegenüber der Radialrichtung der Treibscheibe 4.1p einen definierten Winkel auf.
Die einander in axialer Richtung gegenüberliegenden Flanken 15.2p der in der Treibscheibe 4.1p ausgebildeten Rille 15p sind gegenüber der Radialrichtung um denselben Winkel geneigt, so dass das in der Rille 15p mit trapezförmigem Querschnitt aufgenommene Tragmittel 12p mit seinen der Treibscheibe 4.1p zugewandten äusseren Schrägflächen auf diesen Flanken 15.2p aufliegt. Durch den hierdurch hervorgerufenen Keileffekt wird die Treibfähigkeit bei gleicher Vorspannung im Tragmittel 12p vorteilhaft erhöht.
Wie in den 3p und 4p angedeutet, muss das Tragmittel in radialer Richtung nicht vollständig in der Rille 15p aufgenommen sein, sondern kann über diese radial nach aussen vorstehen. Ist das Tragmittel 12p dagegen, wie in der in 2P dargestellten Abwandlung, vollständig in der Rille 15p aufgenommen, so kann dies schützend gegen Beschädigungen des Tragmittels 12p wirken.
5P zeigt eine alternative Ausführung des Tragmittels 12p, basierend auf der Ausführung gemäss 3P. Gemäss dieser Ausführung berühren sich die beiden Zugträger 14p zumindest punktuell. Eine Aussenkontur der einzelnen Zugträger 14p ist durch die Struktur der in den äusseren Litzen verseilten einzelnen Drähte gegeben. Die beiden Zugträger 14p sind soweit zusammengeschoben, dass sich ein Teil der jeweils äussersten Drähte der beiden Zugträger 14p berühren. Der Mantel dieser Ausführungsform des Tragmittels ist derart ausgebildet, dass sich im Bereich zwischen den zwei Zugträgern auf beiden Breitseiten des Tragmittels eine Nut 13.2p bzw. eine Vertiefung ergibt. Die Rille 15p der Treibscheibe 4.1p weist einen ebenen bzw. flachen Rillengrund 15.1p auf. Über einen Bereich R des Rillengrundes, der mit der Nut 13.2p des Tragmittels korrespondiert, ist eine Pressung zwischen Rillengrund 15.1p und Tragmittel 12p dementsprechend klein. Das dargestellte Tragmittel 12p hat eine definierte Breite B, und im dargestellten Beispiel beträgt der Anteil (R/B) des pressungsfreien Bereiches R etwa 30%.
6P zeigt eine Kombination der Ausführungen gemäss 4P und der Zugträgeranordnung gemäss 5P. In dieser Ausführungsform ermöglicht die spezielle Ausgestaltung der Nut 13.2p dem Mantelmaterial 13 des Tragmittels 12p sich entsprechend der effektiven Rillenbreite und Form geringfügig zu verformen und sich der tatsächlichen Form der Rille anzupassen.
Solche Anpassungen sind nötig, da sich immer mehr oder weniger grosse Abweichungen in der Aussenform des Tragmittels und in der Rillenform eines Rollenelementes durch Herstelltoleranzen ergeben können. Dies gilt nicht nur für die Ausführung gemäss 6P, dies ist für alle erfindungsgemässen Ausführungen gültig.
7P zeigt eine weitere Ausführung des Tragmittels 12p welches in einer Rille 15p mit ebenem Rillengrund 15.1p aufgenommen ist. Die Nut 13.2p bzw. ein Kanal ist bei dieser Ausführung des Tragmittels 12p dicht unter der Aussenoberfläche 13.1p des Tragmittels 12p angeordnet. Auf diese Weise wird dem Tragmittel eine Querkontraktion ermöglicht. Trotzdem wird die Tragmittelpressung im Bereiche der Zugträger 14p konzentriert und ein Mittenbereich R des Tragmittels 12p bleibt von Pressung entlastet.
8P zeigt eine weitere Ausführung der Rille 15p mit ebenem Rillengrund 15.1p zur Aufnahme des Tragmittels 12p. Der Führungsbereich 15.3p ist in Richtung des Einlaufbereichs 15.2p derart aufgeweitet, dass zwischen dem Führungsbereich 15.3p und dem unbelasteten Tragmittel 12p ein Luftspalt 19p besteht. Dies ist vorteilhafterweise dadurch realisiert, dass ein Führungsbereichsradius RR des Führungsbereichs 15.3p grösser als ein Tragmittelradius RT des unbelasteten Tragmittels 12p ist. Das Mantelmaterial des Tragmittels 12p kann bei einer solchen Rillenform auch etwas weicher oder flexibler gewählt sein, so dass es sich unter Belastung leicht verformt. Die Tendenz des Mantelmaterials sich unter Betriebsbedingungen zu verformen, hängt stark von seiner Zusammensetzung und den sich daraus ergebenen Eigenschaften ab. Die Formveränderung unter Belastung ergibt sich als Resultat einer Zugbeanspruchung, welche beispielsweise durch eine am Tragmittel hängende Kabinenlast entsteht, und einer Biegebeanspruchung, welche sich durch das Umlegen des Tragmittels um die Treibscheibe 4.1p ergibt. Die Aufweitung des Führungsbereichs 15.3p bewirkt nun, dass das Tragmittel 12p frei, ohne beengende Querbegrenzungen, unter Belastung eine seinen Eigenschaften entsprechende Form annehmen kann.
Vorteilhafterweise ist der Führungsbereichsradius RR oder der aufgeweitete Führungsbereich 15.3p derart ausgeführt, dass sich das Tragmittel 12p bei einer Umlenkung über die Treibscheibe 4.1p unter einer normal zu erwartenden Belastungskraft derart ovalisieren kann, dass es sich dem Führungsbereichsradius RR oder dem aufgeweiteten Führungsbereich 15.3p im Wesentlichen angleicht. Die normal zu erwartende Belastungskraft korreliert in der Regel mit einem normalen Betriebszustand der Aufzugsanlage bzw. einem Betriebszustand unter maximaler Last. Für einen solchen Betriebszustand ist das erfindungsgemässe Tragmittel vorteilhaft so konfiguriert, dass es sich beim Umlauf um die Treibscheibe 4.1p ovalisiert bzw. sich in einer natürlichen Art verformt, wie es in der 8P mit gestrichelter Linie 12.1 p dargestellt ist. Das Tragmittel 12p wird hierdurch in der Querkontraktion nicht behindert, was einen seitlichen Verschleiss reduzier. Trotzdem ist durch die Form des Führungsbereiches eine Zentrierung des Tragmittels in der Rille 15p gegeben.
9P zeigt in schematischer Weise einen Antrieb, wie er in einem Aufzug nach 1P verwendbar ist. Ein Motor 2p treibt eine Treibscheibe 4.1p, welche im dargestellten Beispiel direkt in eine Welle des Antriebs bzw. des Motors 2p integriert ist. Die Treibscheibe 4.1p weist mehrere Rillen 15p auf, in welchen Rillen 15p jeweils ein Tragmittel 12p aufgelegt ist. Der Rillengrund 15.1p ist jeweils eben, und geht mittels Radius in die seitlichen Einlaufbereiche 15.2p über. Im Bereich des Radius entspricht die Aussenbegrenzung der Rille 15p in etwa der äusseren Form des Tragmittels in diesem Bereich und dient als Führungsbereich 15.3p. Die Anzahl erforderlicher Rillen bzw. Tragmittel richtet sich nach der Tragkraft der einzelnen Tragmittel und dem Gewicht der Kabine bzw. des Gegengewichtes.
Die vorgenannten Erklärungen sind vorwiegend in Bezug auf eine Treibscheibe 4.1p gegeben. Sie gelten sinngemäss aber auch für Umlenkrollen 4.2p, 4.3p, 4.4p. Selbstverständlich sind die gezeigten Ausführungsformen und die einzelnen Elemente der verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombinierbar. So können beispielsweise auch die Tragmittel 12p der Ausführungsbeispiele gemäss den 2P bis 6P mit dicht unterhalb der Aussenoberfläche 13.1p des Tragmittels 12p liegenden Nuten 13.2p bzw. Kanälen versehen sein, und die Aussenkonturen des Tragmittels 12p sind vom Fachmann veränderbar. Sie können im Besonderen auch oval, gerippt oder gewellt sein, oder es können symmetrische wie auch unsymmetrische Aussenoberflächen 13.1p bzw. Ummantelungen verwendet werden. Im Weiteren kann die ovalisierte Rillenform gemäss 8P auch auf andere Aussenkonturen angewendet werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage eine Aufzugskabine mit mindestens zwei auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Umlenkrollen, welche von mindestens einem Tragmittel umschlungen sind, die die Aufzugskabine tragen. Zwischen den zwei Umlenkrollen ist ein Lastmessaufnehmer auf der gemeinsamen Achse angeordnet, die eine auf die gemeinsame Achse wirkende Kraft einfach und kostengünstig erfassen kann. Die auf die gemeinsame Achse wirkende Kraft repräsentiert Veränderungen einer Kabinenzuladung sehr gut. Eine derartige Anordnung des Lastmessaufnehmers kann einfach in eine Aufzugsanlage integriert werden.
Vorteilhafterweise ist hierbei ein einzelner Lastmessaufnehmer mittig zwischen den zwei Umlenkrollen auf deren gemeinsamer Achse angeordnet, und der Lastmessaufnehmer misst eine Biegedeformation dieser gemeinsamen Achse. Die mittige Anordnung erlaubt eine sehr genaue Messung, wobei sich eine unterschiedliche Lastverteilung auf den beidseitigen Umlenkrollen praktisch nicht auf das Messergebnis auswirkt. Das heisst, dass auch bei unsymmetrischer Lastverteilung mit lediglich einem Lastmessaufnehmer eine genaue Messung möglich ist. Die Biegedeformation der gemeinsamen Achse lässt sich einfach messen, da es sich um einen einfach bestimmbaren Lastfall – Biegebalken auf zwei Stützen – handelt.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die gemeinsame Achse im mittleren Bereich ausgeschnitten, wobei ein im Wesentlichen symmetrisch zur Längsachse der gemeinsamen Achse ausgerichteter, rechteckiger Querschnitt verbleibt und dieser Querschnitt derart ausgerichtet ist, dass eine durch die Umschlingung der Umlenkrollen mittels des mindestens einen Tragmittels bewirkte resultierende Umlenkrollenkraft eine angemessene Biegedeformation bewirkt. Eine angemessene Biegedeformation ist hierbei eine Deformation, welche gut auf einen Messbereich des Lastmessaufnehmers abgestimmt ist und die Materialeigenschaften – wie zulässige Spannung, usw. – der gemeinsamen Achse berücksichtigt.
Alternativ besteht die gemeinsame Achse aus zwei äusseren Achsabschnitten, welche durch ein Verbindungsteil fest miteinander verbunden sind, wobei dieser Verbindungsteil wiederum derart geformt und ausgerichtet ist, dass eine durch die Umschlingung der Umlenkrollen mittels des mindestens einen Tragmittels bewirkte resultierende Umlenkrollenkraft eine angemessene Biegedeformation bewirkt. Mittels dieser Lösung lassen sich beispielsweise verschiedene Dispositionen, bzw. verschiedene Umlenkrollenabstände einfach realisieren, da lediglich der Verbindungsteil verändert werden muss.
Bei beiden Ausführungen ist vorteilhaft, dass sich ideale Messvoraussetzungen für den Lastmessaufnehmer realisieren lassen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die gemeinsame Achse an ihren beidseitigen Enden, im wesentlichen biegeelastisch an der Kabine befestigt, wobei mindestens eines der Enden eine Positionierhilfe aufweist, welche ein Ausrichten der gemeinsamen Achse zur resultierenden Umlenkrollenkraft ermöglicht. Mit dieser Ausführung wird eine genaue Messung ermöglicht und einer Falschmontage vorgebeugt.
Vorteilhafterweise sind die zwei Umlenkrollen und die gemeinsame Achse, allenfalls zusammen mit Trägerstrukturen zur Befestigung an der Kabine, bereits in einem Herstellwerk zu einer Umlenkrolleneinheit zusammengebaut. Damit wird teure Montagezeit an der Aufzugsanlage reduziert und Falschzusammensetzungen werden vermieden, da die komplette Umlenkrolleneinheit im Werk einer Prüfung unterzogen werden kann.
Selbstverständlich können die Umlenkrolleneinheiten auch bereits im Herstellwerk an eine Struktur der Kabine an- oder eingebaut werden.
Fallweise umfasst die Aufzugsanlage zwei Umlenkrolleneinheiten, welche beispielsweise jeweils zu 90° von dem mindestens einen Tragmittel umschlungen sind, wobei hierbei mindestens eine der Umlenkrolleneinheiten einen Lastmessaufnehmer beinhaltet. Dies ist kostengünstig.
Eine Integration in eine Steuerung der Aufzugsanlage erfolgt vorteilhafterweise, indem der Lastmessaufnehmer einen Lastmessrechner beinhaltet oder mit einem Lastmessrechner signalübertragend verbunden ist. Der Lastmessrechner ist so programmiert, dass er eine effektive Zuladung unter Verwendung einer Lastcharakteristik des Lastmessaufnehmers ermitteln kann. Dies ist vorteilhaft, da Charakteristika eines Lastmessaufnehmers bekannt sind bzw. einfach ermittelt werden können und die Lastmessrechner daher leicht mit den Charakteristika auch von mehreren Lastmessaufnehmern ausgerüstet werden können. Damit können auch mehrere Lastmessaufnehmer einfach miteinander verbunden werden, und die interessierenden Daten können von einem zentralen Lastmessrechner ermittelt werden. Der Lastmessrechner kann auch einfach eine Überprüfung des Lastmessaufnehmers durchführen, indem beispielsweise ein Leergewicht der Aufzugskabine als Prüfgrösse verwendet wird.
In einer praktischen Ausführung ermittelt der Lastmessrechner während des Zeitraums, über den ein Zugang zur Aufzugskabine möglich, das heisst, wenn eine Kabinentüre geöffnet ist, die effektive Zuladung in definierten kurzen Zeitintervallen und eine Aufzugssteuerung gibt das jeweils letzte Messsignal zur Ermittlung eines Anfahrmomentes an den Aufzugsantrieb weiter. Dies erlaubt die Bestimmung eines genauen Anfahrmomentes wodurch ein Anfahrruck weitgehend vermieden wird.
Ergänzend kann die Aufzugssteuerung ein Wegfahrtkommando sperren, wenn eine Überlast festgestellt wird. Bei dieser Lösung ist besonders vorteilhaft, dass die effektive Zuladung ab einem Zeitpunkt, wenn die Aufzugskabine verlassen und betreten werden kann – beispielsweise wenn die Kabinentür einen Durchgang von 0.4 m freigegeben hat – bis zum Zeitpunkt da die Aufzugskabine nicht mehr betreten bzw. verlassen werden kann – Kabinentüre ist praktisch zu – dauernd, beispielsweise alle 500 ms, gemessen wird. Dadurch verfügt der Antrieb dauernd über die Information mit welchem Antriebsmoment er im Augenblick loszufahren hätte und andererseits kann eine Überlast frühzeitig erkannt werden. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, schon vor Erreichen einer Überlast ein Warnsignal zu aktivieren oder fallweise sogar die Kabinentüre zu schliessen.
In einer modifizierten Ausführung ermittelt der Lastmessrechner während des Zeitraums, über den der Zugang zur Aufzugskabine möglich – also bei geöffneter Kabinentüre – die effektive Zuladung in definierten Zeitintervallen. Ändert sich die ermittelte Grösse nicht mehr gibt der Lastmessrechner, der mit einer Aufzugssteuerung signaltechnisch verbunden ist, die effektive Zuladung und vorteilhafterweise ein Signal zum Schliessen der Kabinentür an die Aufzugssteuerung weiter. Die Aufzugssteuerung gibt das Signal zum Schliessen der Kabinentür an den entsprechenden Antriebsmotor für die Kabinentür weiter und ein Signal entsprechend eines aus dem letzten Messsignal des Lastaufnehmers ermittelten Anfahrmomentes an den Aufzugsantrieb. Aufgrund des genau auf die Kabinenlast inklusive Zuladung abgestimmten Anfahrmomentes ist auch hier ein Anfahren der Aufzugskabine ohne Anfahrruck möglich.
In einer weitern Ausführung ist der Lastmessaufnehmer ein digitaler Sensor, wie er beispielsweise in EP1044356 beschrieben ist. Dies ist vorteilhaft, da die von einem derartigen Sensor zur Verfügung gestellten Messsignale recht einfach ausgewertet werden können. In einem entsprechend realisierten Beispiel verändert der digitale Sensor aufgrund seiner Belastung – die sich beispielsweise aus einer Dehnung einer äusseren Zugfaser der gemeinsamen Achse ergibt – eine Schwingfrequenz. Diese Schwingfrequenz wird von einem Rechner jeweils über einen fest definierten Messzeitraum von beispielsweise 250 ms gezählt. Die Schwingfrequenz des digitalen Sensors ist somit ein Mass für die Last, bzw. die in der Aufzugskabine befindliche Zuladung. Die Charakteristik des digitalen Sensors wird bei einer Initialisierung der Aufzugsanlage erlernt, indem beispielsweise die Schwingfrequenz des digitalen Sensors bei leerer Kabine und bei einer bekannten Testzuladung ermittelt wird. Danach kann aus jeder weiteren Schwingfrequenz eine zugehörige Zuladung berechnet werden.
Im Folgenden wird das Prinzip der erfindungsgemässen Aufzugsanlage anhand mehrerer Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit verschiedenen Figuren näher erläutert.
Eine erste mögliche Gesamtanordnung einer Aufzugsanlage ist in den 1AV und 1GV dargestellt. Die Aufzugsanlage 1v ist im gezeigten Beispiel in einen Schacht 2v eingebaut. Sie umfasst im Wesentlichen eine Kabine 3v, welche über Tragmittel 7v mit einem Antrieb 8v und weiter mit einem Gegengewicht 6v verbunden ist. Mittels des Antriebs 8v wird die Kabine 3v entlang einer Kabinenfahrbahn verfahren. Kabine 3v und Gegengewicht 6v bewegen sich dabei jeweils in einander entgegengesetzten Richtungen. Die Tragmittel 7v sind über Umlenkrollen 9v, mittels einer Mehrfachaufhängung mit der Kabine 3v und mit dem Gegengewicht 6v verbunden.
Zwei Tragmittel 7v sind beabstandet voneinander und achssymmetrisch zu einer gestreichelt dargestellten Mittelachse 4v der Kabine 3v im Schacht 2v geführt und über zwei Umlenkrolleneinheiten 10v, beinhaltend jeweils zwei Umlenkrollen 9v, unterhalb der Kabine 3v durchgeführt. Die Umlenkrollen 9v der Kabine 3v sind dabei jeweils zu 90° umschlungen.
Riemenartigen Tragmittel sind in erfindungsgemässen Aufzugsanlagen anwendbar, bei welchen Kabinengrösse, Kabinengewicht, Gegengewichtsabmessungen, Gegengewichtsmasse und Schachtabmessungen in weiten Bereichen variieren können.

Beispielsweise kann eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage folgende charakteristischen Eigenschaften aufweisen:

Kabinengewicht:	300 kg–10'000 kg
Kabinenbreite:	900 mm–3'600 mm
Kabinentiefe:	800 mm–5'000 mm
Kabinenhöhe	2'100 mm–3000 mm
Masse des Gegengewichts:	200 kg–20'000 kg
Schachtbreite:	1'100 mm–4'000 mm
Schachttiefe:	900 mm–5'200 mm
Schachthöhe	up to 200 m
Schachtgrubentiefe:	200 mm–4'000 mm
Schachtkopfhöhe:	2'400 mm–4'000 mm

Durch die Mehrfachumhängung wird die im Tragmittel 7v wirkende Tragkraft entsprechend einem Umhängefaktor, in dem gezeigten Beispiel entsprechend einem Umhängefaktor von zwei, reduziert. Die dargestellte Kabine 3v befindet sich in einer Beladungszone, d. h. eine Kabinetüre 5v ist geöffnet und ein Zugang zur Kabine 3v ist entsprechend frei. Eine der Umlenkrolleneinheiten 10v der Kabine 3v ist mit einem digitalen Lastmessaufnehmer 17v versehen, der in definierten Zeitintervallen oder kontinuierlich eine sich durch die Beladung verändernde Grösse misst und dessen sich aus den Messungen ergebende Signal während dem Beladungsvorgang dauernd zu einem Lastmessrechner 19v übermittelt wird. Der Lastmessrechner 19v führt die erforderliche Auswertung durch und gibt die berechneten Signale, bzw. eine berechnete effektive Zuladung an eine Aufzugssteuerung 20v weiter. Die Aufzugssteuerung 20v gibt die effektiv gemessene Zuladung an den Antrieb 8v weiter, welcher ein entsprechendes Anfahrmoment bereitstellen kann, oder die Aufzugsteuerung 20v initialisiert erforderliche Massnahmen, wenn eine Überlast detektiert wird.
Die Übermittlung von Signalen vom Lastmessrechner 19v zur Aufzugssteuerung 20v erfolgt über bekannte Übermittlungswege wie Hängekabel, Bussystem oder Wireless. Im dargestellten Beispiel sind Lastmessrechner 19v und Aufzugssteuerung 20v separate Einheiten. Selbstverständlich können diese Baugruppen beliebig zusammengeführt sein, so kann der Lastmessrechner 19v in der Umlenkrolleneinheit 10v integriert sein oder er kann in der Aufzugssteuerung 20v integriert sein und die Aufzugssteuerung 20v ihrerseits kann bei der Kabine 3v oder in einem Maschinenraum angeordnet oder sie kann auch im Antrieb 8v integriert sein.
Eine weitere Gesamtanordnung der Aufzugsanlage, welche auch mit einem Umhängefaktor von zwei ausgeführt ist, ist in den 2AV und 2GV dargestellt. Im Unterschied zur vorangehenden Ausführung ist nur eine Umlenkrolleneinheit 10 vorgesehen, und die ist mittig oberhalb der Kabine 3v angeordnet. Die Umlenkrollen 9v der Kabine 3v sind vom Tragmittel 7v zu 180° umschlungen, d. h. das Tragmittel 7v läuft von oben zur Umlenkrolleneinheit 10v, wird um 180° umgelenkt und läuft wieder nach oben weg. Der Lastmessaufnehmer 17v ist an oder in die kabinenseitige Umlenkrolleneinheit 10v an- bzw. eingebaut.
Im Weiteren wird auf die Ausführungen von 1AV und 1GV verwiesen. Im Gegensatz zu den 1V ist in den 2V die Kabinentüre 5v geschlossen dargestellt. In diesem Zustand ist der Lastmessrechner 19v inaktiv, da kein Austausch von Zuladung möglich ist. Selbstverständlich könnte fallweise der Lastmessrechner 19v dauernd aktiv geschalten sein, wenn beispielsweise Daten für Rückschlüsse aus Beschleunigungsvorgängen oder Störungen im Fahrablauf gesammelt werden sollen.
In 3V ist eine mögliche Umlenkrolleneinheit 10v dargestellt, wie sie in einer Aufzugsanlage 1v gemäss den 1AV, 1GV, 2AV, 2GV verwendbar ist. Die Umlenkrolleneinheit 10v umfasst eine gemeinsame Achse 11v mit zwei im Bereich der äusseren Enden 15v der Achse 11v drehbar gelagerten Umlenkrollen 9v. Die gemeinsame Achse 11v ist im gezeigten Beispiel mittels Träger 18v mit der Kabine 3v verbunden. Die Achse 11v ist hierbei drehfest an den Trägern 18v befestigt. Die Träger 18v sind in diesem Beispiel aus geformtem Stahlblech hergestellt, und definieren für die Enden 15v der gemeinsamen Achse 11v je einen Lagerort, an welchem die Achse 11v annähernd biegefrei, bzw. biegeelastisch gehalten ist. Diese Befestigung erfolgt weiter derart, dass die freie Drehbarkeit der Umlenkrollen 9v gewährleistet ist.
Die beiden Umlenkrollen 9v weisen eine Distanz zueinander auf, welche beispielsweise ein Anordnen von Kabinenführungen 4v im Bereiche zwischen den zwei Umlenkrollen, wie in 1GV ersichtlich, ermöglicht. In der Mitte, zwischen den zwei Umlenkrollen 9v ist der Lastmessaufnehmer 17v angeordnet, so dass die Umlenkrollen 9v und die Befestigung mit Hilfe der Träger 18v im Wesentlichen symmetrisch zu dieser Mitte sind. Die gemeinsame Achse 11v ist in ihrem mittleren Bereich im Querschnitt reduziert bzw. ausgeschnitten, wie dies in 3AV dargestellt ist. Es verbleibt ein im Wesentlichen symmetrisch zur Längsachse der gemeinsamen Achse 11v ausgerichteter, rechteckiger Querschnitt 14v (vgl. 3V und 3AV). Dieser Querschnitt 14v ist derart ausgebildet, dass eine durch die Umschlingung der Umlenkrollen 9v durch die Tragmittel 7v und die daraus resultierenden Umlenkrollenkrafte 23v eine Biegedeformation der gemeinsamen Achse 11 bewirken. In der gemäss 1v gewählten Anordnung sind die Tragmittel 7v unterhalb der Kabine 3v durchgeführt. Daraus ergibt sich, dass die einzelne Umlenkrolleneinheit 10v wie in den 3AV und 3BV ersichtlich mit einem Winkel von 90° umschlungen ist. Die resultierende Umlenkrollenkraft 23v ergibt sich aus der Vektoradition Tragmittelkräfte 22v etwa im Winkel von 45° zu diesen und ist mit dem Pfeil 23v dargestellt. Der rechteckige Querschnitt 14v ist rechtwinkelig zu der Richtung der resultierenden Umlenkrollenkraft 23v ausgerichtet, damit sich eine optimale Biegedeformation ergibt.
Im ausgeführten Beispiel ist der rechteckige Querschnitt 14v, bzw. Ausschnitt derart gewählt, dass der Lastmessaufnehmer 17v eine Längenänderung von etwa 0.2 mm über den erwarteten Last-, bzw. Zuladungsbereich erfährt. Der Lastbereich ergibt sich hierbei aus der Differenz von leerer zur voll beladenen Kabine 3v. Wie weiter in 3BV ersichtlich, kann ein Ende 15v der gemeinsamen Achse 11v mit einer Positionierhilfe 16v versehen sein, welche ein zweifelfreies Ausrichten der gemeinsamen Achse 11v zu den Trägern 18v und weiter zur Kabine 3v ermöglicht. Im Beispiel ist dazu das Ende 15v der gemeinsamen Achse 11v so ausgestaltet, dass sie nur in der gewünschten Lage formschlüssig mit einer entsprechenden Ausnehmung 16v des Trägers zusammenwirken und befestigt werden kann. 3CV zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Anordnung des Lastmessaufnehmers 17v, wie er in 3V beschrieben ist. Der Lastmessaufnehmer 17v ist, in der Regel mit Hilfe eines Kabels mit dem Lastmessrechner 19v verbunden. Im Beispiel ist der Lastmessrechner 19v an der Kabine 3v angeordnet. In vielen Fällen ist es möglich, den Lastmessrechner 19v zusammen mit dem Lastmessaufnehmer 17v auf der Achse 11 anzuordnen bzw. ihn sogar in den Lastmessaufnehmer zu integrieren.
4V zeigt eine alternative Ausführung der Umlenkrolleneinheit 10v. In diesem Beispiel ist die gemeinsame Achse 11v auf zwei äussere Achsabschnitte 12v aufgeteilt, welche die Aufnahme für die Umlenkrollen 9 bilden und zugleich den Anschluss an den Träger 18v ermöglichen. Die beiden äusseren Achsabschnitte 12v sind über ein Verbindungsteil 13v zur kompletten, gemeinsamen Achse 11v zusammengefügt. Das Verbindungsteil 13v beinhaltet den Lastmessaufnehmer 17v, und es ist wiederum so geformt, dass sich die für den Lastmessaufnehmer 17v optimale Belastungs- oder Biegebedingungen ergeben. Selbstverständlich sind auch in dieser Ausführungsform die Verbindungsstellen der Achsabschnitte 12v zum Verbindungsteil 13v und zum Träger 18v derart ausgeführt, dass eine Ausrichtung der gemeinsamen Achse 11v entsprechend einer Belastungsrichtung zwangsläufig erfolgt.
Die gezeigten Ausführungen sind beispielhaft und können unter Anwendung der hier offenbarten Lehre verändert werden. So können anstelle von zwei distanzierten Umlenkrollen 9 selbstverständlich auch mehrere Umlenkrollen verwendet werden, wobei beispielsweise vier Umlenkrollen paarweise distanziert zueinander angeordnet werden.
Die symmetrische Anordnung des Lastmessaufnehmers 17v in der Mitte zwischen den zwei Umlenkrollen 9v ergibt den Vorteil, wie in 5V dargestellt, dass eine unsymmetrische Verteilung von Tragmittelkräften auf die beiden Tragmittel 7v keine wesentliche Auswirkung auf eine Messabweichung beim Lastmessaufnehmer 17v hat. Bei einer normalen Lastverteilung zwischen zwei Tragmitteln 7.1v, 7.2v ergibt sich ein Biegemomentenverlauf M_N in der gemeinsamen Achse 11, welcher im Wesentlichen einen konstanten Wert zwischen den zwei Umlenkrollen 9.1v, 9.2v aufweist. Der Lastmessaufnehmer 17v, welcher in der Mitte zwischen den zwei Umlenkrollen 9.1v, 9.2v angeordnet ist detektiert einen Biegedeformationswert, welcher sich entsprechend einer Biegespannung M_NM ergibt. Bei einer abweichenden Lastverteilung zwischen den zwei Tragmitteln 7.1v, 7.2v, welche in 5V derart dargestellt ist, dass von einem totalen Versagen jeweils eines der Tragmittel 7.1, 7.2 ausgegangen wird, ergibt sich ein Biegemomentenverlauf M₁, wenn das Tragmittel 7.2 ausfällt, bzw. ein Biegemomentenverlauf M₂, wenn das Tragmittel 7.1v ausfallen würde. Wie im Vergleich der Biegemomentenverläufe M_N, M₁, M₂ ersichtlich bleibt der vom Lastmessaufnehmer 17v, welcher in der Mitte zwischen den zwei Umlenkrollen 9v angeordnet ist, detektierte Biegedeformationswert M_1M, M_2M im Vergleich zum Biegedeformationswert M_NM, im Wesentlichen unverändert. Es ergibt sich eine maximale Messabweichung dM im Biegedeformationswert.
6V zeigt einen Messvorgang im Betriebsablauf der Aufzugsanlage. Die Aufzugskabine 3v nähert sich mit einer Betriebsgeschwindigkeit V_K von 100% einer Anhaltestelle und verzögert zum Stillstand. Kurz vor Erreichen des Stillstandes initialisiert die Aufzugssteuerung eine Öffnung der Kabinentüre 5v. Die Kabinentüre 5v beginnt sich zu öffnen und durchläuft einen entsprechenden Öffnungsweg S_KT, wobei sie den Zutritt zur Kabine 3v frei gibt. Sobald die Kabinentüre 5v einen minimalen Öffnungsweg von beispielsweise 30% durchlaufen hat, oder eine minimale Durchgangsöffnung von beispielsweise 0.4 m freigegeben hat, wird die Lastmessung gestartet bzw. der Lastmessrechner 19v eingeschaltet. Die Lastmessung liefert in Zeitintervallen t_M ein der effektiven Zuladung entsprechendes Signal L_K an die Aufzugssteuerung 20v. Die Aufzugsteuerung kann nun, wie im Beispiel dargestellt eine 80% Zuladung erkennen und kann mittels eines Warnsummers oder einer Informationsanzeige "Kabine voll" (nicht dargestellt) eine Weiterbeladung stoppen und eine Schliessung der Kabinentüre 5v initialisieren. Sobald nun die Kabinentüre 5v soweit geschlossen ist, dass ein Zutritt nicht mehr erfolgen kann, im dargestellten Beispiel nach zurücklegen von etwa 60% des Türöffnungsweges, stoppt der Lastmessrechner 19v die Auswertung des Lastmesssignals, und die Aufzugssteuerung 20v verwendet den letzten Messwert L_KE zur Bestimmung des Anfahrmomentes des Aufzugantriebs. Sobald der Öffnungsweg der Kabinentüre 5v bei 0% (geschlossen) ist, wird entsprechend eine Wegfahrt der Kabine 3v initialisiert.
Würde die Aufzugssteuerung aufgrund eines Lastmesssignals L_K eine Überlast L_KÜ feststellen, würde eine Aufforderung zur Reduktion der Zuladung ausgegeben und ein Schliessvorgang der Kabinentüre würde verhindert, solange eine Überlast besteht. Selbstverständlich kann die Steuerung vorsehen, dass bei Sonderbetrieben andere Kriterien definiert werden. So könnte beispielsweise bei Notbetrieb wie einem Feueralarm eine höhere Überlastgrenze zugestanden werden. Weiter beispielsweise kann die gezeigte Aufzugssteuerung das Signal des Lastmessrechners weiter auswerten, indem beispielsweise abhängig von einer Beladungsgeschwindigkeit der Zeitpunkt eines Warnsignals definiert wird. Weiter kann eine entsprechende Umlenkrolleneinheit mit Lastmessaufnehmer beispielsweise auch im Schacht oder beim Antrieb angeordnet sein.
Bei Kenntnis der hiermit offenbarten Lehre kann der Aufzugsfachmann die gesetzten Formen und Anordnungen beliebig verändern und die Elemente der in diesem Dokument offenbarten Ausführungsformen erfindungsgemässen Aufzugsanlagen miteinander kombinieren.
3.4 Trommel
Während bei einem Treibscheibenantrieb das Tragmittel 20 über die Treibscheibe 26 läuft und je nach Art des Tragmittels zum Beispiel durch Traktion mitgenommen wird, werden bei einem Trommelantrieb die Tragmittel 20 formschlüssig auf eine Antriebstrommel 18 gewickelt, deren Länge der Förderhöhe der Aufzugsanlage angepasst sein sollte. Im Fall der Verwendung von seilförmigen Tragmitteln können diese wendelartig, d h. in Form einer Schraubenlinie, auf eine Seiltrommel gewickelt werden, deren Länge von der Förderhöhe der Aufzugsanlage abhängig ist. Im Fall von riemenartigen Tragmitteln ist es meist vorteilhafter, diese in Form einer Spirale auf eine Seiltrommel zu wickeln, wobei jeweils eine neue Tragmittelwindung auf den vorher aufgewickelten Tragmittelwindungen aufliegt. Dabei ist es vorteilhaft, die laufende Veränderung des Wickeldurchmessers durch laufend angepasste Trommeldrehzahl zu kompensieren, was beispielsweise durch Verwendung eines Frequenzumrichters für die Speisung des Antriebsmotors realisierbar ist. In den meisten derzeit bekannten Aufzugsanlagen mit einem Trommelantrieb ist die Antriebsmaschine 14 mit der Antriebstrommel 18 im Gegensatz zur vereinfachten Darstellung von 1 unten angeordnet.
3.5 Getriebe
Für Antriebsmaschinen 14 von Aufzugsanlagen wird häufig ein Schneckengetriebe eingesetzt. Das Schneckengetriebe kann grosse Leistungen bei grossen Übersetzungen übertragen und zeichnet sich durch kompakte Bauart und ruhigen Lauf aus. Bei gleichem Achsabstand können die Übersetzungen in einem grossen Bereich variiert werden, sodass für Aufzüge verschiedenster Leistungen ein Maschinentyp verwendet werden kann.
Alternativ können auch formschlüssige Reibradgetriebe, Planetengetriebe, Kegelradgetriebe und mit Zahnradvorgelege kombinierte Schneckengetriebe eingesetzt werden.
Nachfolgend werden besonders vorteilhafte Antriebseinheiten beschrieben.
Im Folgenden wird eine weitere bevorzugte Variante einer erfindungsgemässen Antriebsmaschine näher erläutert, die analog bzw. substitutiv zur gezeigten Antriebseinheit 14 mit Motor 16, Treibscheibe 26 und Bremse einsetzbar ist.
Die Antriebseinheit für einen Aufzug besteht erfindungsgemäss aus Lagerschilden, einem Motor, einer Treibscheibe und aus einer Bremse, wobei eine den Rotor des Motors und die Treibscheibe tragende Welle von den Lagerschilden getragen wird und der Motor und die Treibscheibe zwischen den Lagerschilden angeordnet sind und ein Antriebsrahmen vorgesehen ist, der aus den Lagerschilden und aus die Lagerschilde verbindenden Rahmenelementen besteht, wobei die Rahmenelemente den Stator des Motors tragen und die Kräfte auf die Lagerschilde übertragen.
Anhand der beiliegenden 1G1, 2G1, 3G1, 4G1, 5G1, 6G1, 7G1, 8G1 wird die weitere bevorzugte Variante einer Antriebsmaschine/Antriebseinheit näher erläutert.
1G1 zeigt eine erfindungsgemässe Antriebseinheit 1g1 mit Antriebsrahmen 2g1. In der gezeigten Ausführungsvariante besteht der einen Quader aufspannende Antriebsrahmen 2g1 aus einem ersten Lagerschild 3g1 und einem zweiten Lagerschild 4g1 und aus die Lagerschilde 3g1, 4g1 verbindenden Rahmenelementen 5g1, wobei je Längskante des Quaders ein Rahmenelement 5g1 vorgesehen ist. Weitere Rahmenelemente 5g1 können zwischen und parallel zu den gezeigten Rahmenelementen 5g1 vorgesehen sein. Der Quader kann auch nur je ein an zwei diagonal gegenüberliegenden Längskanten oder zwei auf einer Quaderlängsseite liegende oder je ein an zwei gegenüberliegenden Quaderlängsseiten angeordnete Rahmenelemente 5g1 aufweisen. Die Rahmenelemente 5g1 dienen auch als Träger für Teile eines Motors 6g1 und oder eines Getriebes, beispielsweise eines Elektromotors mit Rotor 7g1 und Stator 8g1. Alternativ sind erfindungsgemäss ein Hydraulikmotor oder ein Pneumatikmotor vorsehbar.
Je Seite des Motors 6g1 deckt eine Haube 9g1 den Stator 8g1 ab. Der Rotor 7g1 ist an einer sogenannten Treibwelle, im weiteren Beschreibungsverlauf Welle 10g1 genannt, angeordnet und treibt diese an. Welle 10g1 und Lagerschilde 3g1, 4g1 stehen senkrecht zueinander. Der Stator 8g1 wird von den Rahmenelementen 5g1 getragen, die die Kräfte auf die Lagerschilder 3g1, 4g1 übertragen. Ein erstes Lager 11g1 lagert das eine Ende der Welle 10g1 am ersten Lagerschild 3g1 und ein zweites Lager 12g1 lagert das andere Ende der Welle 10g1 am zweiten Lagerschild 4g1. Die Welle 10g1 ist zwischen erstem Lagerschild 3g1 und Motor 6g1 als Treibscheibe 13g1 für mindestens ein an derer Stelle dieses Dokuments dargestelltes Tragmittel ausgebildet und zwischen zweitem Lagerschild 4g1 und Motor 6g1 als Treibscheibe 13g1 für mindestens ein Tragmittel ausgebildet.
Auf der Innenseite des ersten Lagerschildes 3g1 ist an der Welle 10g1 eine erste Bremsscheibe 14g1 vorgesehen, die mittels einer ersten am ersten Lagerschild 3g1 angeordneten Bremseinheit 15g1 bremsbar ist. Auf der Innenseite des zweiten Lagerschildes 4g1 ist an der Welle 10g1 eine zweite Bremsscheibe 16g1 vorgesehen, die mittels einer zweiten am zweiten Lagerschild 4g1 angeordneten Bremseinheit 17g1 bremsbar ist. Jedes Lagerschild 3g1, 4g1 ist mit Schildfüssen 18g1 versehen, an denen Schwingungsdämpfer 19g1 angeordnet sind. Die Schwingungsdämpfer 19g1 isolieren die Antriebseinheit 1g1 schwingungsmässig gegenüber einer nicht dargestellten Tragkonstruktion.
Mit Ag1 ist eine Schnittebene bezeichnet, die durch die Mitte der Welle 10g1 gelegt ist. Das dabei erzeugte Schnittbild der Antriebseinheit 1g1 ist in 2G1 gezeigt.
2G1 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemässe, symmetrische Antriebseinheit 1g1. Bei der symmetrischen Antriebseinheit 1g1 ist der Motor 6g1 zwischen den Lagerschilden 3g1, 4g1 vorzugsweise mittig angeordnet. Der Motor 6g1 kann aber auch etwas aus der Mitte verschoben angeordnet sein. Der Durchmesser Dg1 der Welle ist über die gesamte Wellenlänge weitgehend gleichbleibend. Der Durchmesser Dg1 kann aber im Treibscheibenbereich vom Durchmesser im Rotorbereich abweichen.
Als Treibscheibe 13g1 bzw. Treibscheibenabschnitt fungieren an der Welle 10g1 voneinander beabstandet angeordnete, feine Rillen 20g1, die korrespondierende Längsrippen eines an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Tragmittels aufnehmen. Beiderseits der zusammengehörigen Rillen einer Treibscheibe bzw. beiderseits der Rillen eines ein einzelnes Tragmittel aufnehmenden Treibscheibenabschnitts kann je eine Bordscheibe vorgesehen sein, die verhindert, dass das Tragmittel wesentlich aus seiner Sollposition auf dem Treibscheibenabschnitt gerät. Der Durchmesser Dg eines Treibscheibenabschnitts kann beispielsweise zwischen 60 mm und 1200 mm gewählt sein.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Welle 10g1 und die Treibscheiben 13g1 bevorzugt aus einem Stück gefertigt. Insbesondere bei grösseren Treibscheibendurchmessern kann die Treibscheibe 13g1 alternativ als separates Bauteil auf die Welle 10g1 aufgesetzt sein. Der minimale Durchmesser Dg1 ist vorgegeben durch die Art des Tragmittels.
Der die Welle 10g1 antreibende Rotor 7g1 kann als Synchronrotor mit Permanentmagneten oder als Kurzschlussläufer bzw. als Asynchronrotor ausgebildet sein. Zwischen dem Rotor 7g1 und dem Stator 8g1 ist ein Luftspalt 21g1 vorgesehen. Der von den Rahmenelementen 5g1 getragene Stator 8g1 weist in Nuten eingelegte Wicklungen 22g1 auf, die mittels der Hauben 9g1 abgedeckt sind. Je Wellenende ist eine Bremsscheibe 14g1,16g1 vorgesehen, auf die im Bremsfall eine Bremseinheit 15g1, 17g1 einwirkt. Die Bremseinheit 15g1, 17g1 besteht im Wesentlichen aus einem schwimmend am Lagerschild 3g1, 4g1 angeordneten Bremsmagneten 23g1, 25g1 der strombeaufschlagt einen Bremsanker 24g1, 26g1 betätigt und dabei nicht dargestellten Bremsfedern entgegenwirkt und die Bremse lüftet.
Die kompakt bauende Antriebseinheit 1g1 eignet sich für die Anordnung in einem separaten Maschinenraum oder im Aufzugsschacht und weist bei 2 × 2 Tragmitteln in der Form von Flachriemen mit 30 mm Breite beispielsweise eine Länge L von 750 mm, eine Höhe H von 500 mm und eine Breite B von 400 mm auf. Grössere oder kleinere Abmessungen sind selbstverständlich möglich. Weiter vorteilhaft ist, dass die Antriebseinheit leicht an die Aufzugsdisposition und an die Tragmitteldisposition anpassbar ist: Bei Aufzügen mit 1 × 2 oder 2 × 1 oder 2 × 2 oder n × m Tragmittel kann die durch die Antriebsdisposition verlangte Lage der einzelnen Treibscheiben bzw. Treibscheibenabschnitte in der Antriebseinheit mit der Länge der Antriebswelle gewählt werden. Dabei ist beispielsweise der Begriff "2 × 1 Tragmittel" so zu verstehen, dass zwischen Motor und einem ersten Lagerschild ein erstes Tragmittel sowie zwischen Motor und einem zweiten Lagerschild ein zweites Tragmittel über die Welle bzw. Treibscheibenabschnitte geführt sind. "n" bedeutet demnach die Anzahl Wellenabschnitte mit Treibscheiben und "m" die Anzahl Treibscheiben je Wellenabschnitt. Bei der symmetrischen Motorenanordnung ist n = 2, bei der asymmetrischen Motorenanordnung ist n = 1. Als Tragmittel sind die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Riemen oder Seile vorgesehen.
3G1 zeigt die erfindungsgemässe Antriebseinheit 1g1 mit ausserhalb der Lagerschilde 3g1, 4g1 angeordneten Bremsscheiben 14g1, 16g1 und je Bremsscheibe mindestens zwei Bremseinheiten 15g1, 17g1. Die Welle 10g1 ist über die Lagerschilde 3g1, 4g1 hinaus verlängert, die vorstehenden Wellenstummel 27g1 tragen die Bremsscheiben 14g1, 16g1. Je Bremsscheibe 14g1, 16g1 ist die Bremseinheit 15g1, 17g1 mindestens zweifach ausgerüstet, wobei eine Platte 28g1 die beiden Bremsmagnete 23g1, 25g1 verbindet und stabilisiert. Strombeaufschlagte Bremsmagnete 23g1, 25g1 wirken nicht dargestellten Bremsfedern entgegen und lüften die Bremse, wobei die Bremsscheiben 14g1, 16g1 jeweils in axialer Richtung bewegt werden. Im Bremsfall wird die Bremsscheibe 14g1, 16g1 mittels der Bremsfedern gegen das Lagerschild 3g1, 4g1 gedrückt. Mit den ausserhalb der Lagerschilder 3g1, 4g1 angeordneten Bremsscheiben 14g1, 16g1 bleibt zwischen dem Lagerschild 3g1, 4g1 und dem Motor 6g1 mehr Platz für die beiden Treibscheiben 13g1.
Die Rahmenelemente 5g1 tragen den Stator 8g1, wobei der Stator 8g1 erfindungsgemäss ein Gewicht von etwa 120 kg aufweist. Es ist dabei vorgesehen, dass die Rahmenelemente 5g1 das vom Motor 6g1 erzeugte Drehmoment, beispielsweise ein Anlaufmoment von 950 Nm auf die Lagerschilde 3g1, 4g1 übertragen und einem Bremsmoment von beispielsweise 1200 Nm standhalten. Der Antriebsrahmen 2g1 verwindet sich dabei nur minimal, damit die Grösse des Luftspaltes 21g1 zwischen Stator 8g1 und Rotor 7g1 nicht unzulässig verändert wird.
4G1 und 5G1 zeigen eine weitere erfindungsgemässe asymmetrische Antriebseinheit 1g1 mit einem Antriebsrahmen 2g1. Der Motor 6g1 ist an einem Ende am einen Lagerschild 3g1, 4g1 und am anderen Ende an den Rahmenelementen 5g1 angeordnet. Zwischen dem Motor 6g1 und dem anderen Lagerschild 3g1, 4g1 ist eine Treibscheibe 13g1 für 1 × 4 Tragmittel vorgesehen. Am treibscheibenseitigen Lagerschild 3g1, 4g1 ist die Bremsscheibe 15g1, 16g1 ausserhalb angeordnet, wobei die Bremsscheibe 15g1, 16g1 in axialer Richtung beweglich ist und auf beiden Seiten einen Bremsbelag 30g1 aufweist. Im Bremsfall pressen nicht dargestellte Bremsfedern die Bremsscheibe 15g1, 16g1 gegen das Lagerschild 3g1, 4g1 und erzeugen die Bremskraft. Bei strombeaufschlagten Bremsmagneten 23g1, 25g1 wird die Bremse gelüftet und die Bremsscheibe 15g1, 16g1 von Lagerschild 3g1, 4g1 gelöst.
In 6G1 ist mit AAg1 eine Schnittebene bezeichnet, die durch die Mitte des Motors 6g1 rechtwinklig zur Welle 10g1 gelegt ist. Das dabei erzeugte Schnittbild der Antriebseinheit 1g1 ist in 7G1 gezeigt.
7G1 zeigt einen Schnitt durch den Motor 6g1 und durch die Rahmenelemente 5g1. Das Blechpaket 31g1 des Stators 8g1 weist an den Ecken über die Länge des Motors 6g1 runde Ausnehmungen 32g1 auf, in die rohrförmige Rahmenelemente 5g1 passen. Weiter innen und parallel zu den Ausnehmungen 32g1 sind Nuten 33g1 vorgesehen, in die mit Gewinden versehene Flacheisen 34g1 passen. Die rohrförmigen Rahmenelemente 5g1 werden beispielsweise mittels Schrauben 35g1 mit dem Stator 8g1 verbunden, wobei die Schrauben 35g1 in die Gewinde der in die Nuten 33g1 eingelegten Flacheisen 34g1 eingreifen. Als alternative Verbindungsart können die rohrförmigen Rahmenelemente 5g1 in die Ausnehmungen 32g1 eingeklebt oder eingepresst oder mit dem Blechpaket 31g1 verschweisst werden. Eine Kombination von mindestens zwei der genannten Verbindungsarten ist auch möglich.
8G1 zeigt die erfindungsgemässe, symmetrische Antriebseinheit 1g1 in Explosionsdarstellung. Jedes Rahmenelement 5g1 besteht aus drei Teilen, wobei der mittlere Teil 5.1g1 mit dem Blechpaket 31g1 verbunden ist. Die äusseren Teile 5.2g1, 5.3g1 dienen als Distanzstücke zwischen dem Motor 6g1 und dem jeweiligen Lagerschild 3g1, 4g1, wobei weitere, die äusseren Teile 5.2g1, 5.3g1 durchdringende Schrauben 36g1 das Lagerschild 3g1, 4g1 mit dem mittleren Teil 5.1g1 verbinden. Das Rahmenelement 5g1 kann auch einstückig sein.
Die vorgeschlagene Konstruktion kann auch bei Antrieben mit Getriebe verwendet werden.
Die mit der dargestellten Antriebsmaschine 14 erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Antriebseinheit mit Antriebsrahmen statisch bestimmt gelagert und besonders stabil ausführbar ist und sich für die Anordnung im Maschinenraum oder im Aufzugsschacht eignet. Mit der vorgeschlagenen Konstruktion kann ein leistungsmässig grosser Bereich abgedeckt werden. Ausserhalb dieses Leistungsbereichs liegende Antriebsgrössen, seien es grössere oder kleinere, lassen sich durch verändern weniger Parameter, Masse und Abmessungen mit derselben Konstruktionsart leicht realisieren. Mit dem erfindungsgemässen Antriebskonzept ist auch die Motorengrösse einfach veränderbar. Der Stator wie auch der Rotor kann in der Länge und/oder in der Breite und/oder in der Höhe grösser oder kleiner gemacht werden. Je nach Platzverhältnissen zwischen den Lagerschilden können die jeweilige Bremsscheibe und die dazugehörige Bremse innerhalb oder ausserhalb des jeweiligen Lagerschildes angeordnet werden.
Die bevorzugt zugleich als Treibscheibe dienende Antriebswelle (Treibwelle) kann je nach Notwendigkeit des Tragmittels im Durchmesser leicht verändert werden. Damit kann die Antriebseinheit für die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen unterschiedliche Tragmittel, erfindungsgemäss insbesondere für runde oder unrunde Stahlseile, runde oder unrunde kunststoffummantelte Stahlseile, runde oder unrunde Aramidseile oder Riemen mit eingelegten Stahl- oder Kunstfaser-Zugelementen verwendet werden.
Mit Vorteil lässt sich der oben beschriebene Motor mit der bevorzugt verwendeten Treibscheibe bzw. Treibwelle auch in den an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Aufzugssystemen vorsehen.
Erfindungsgemäss ist ferner ein Motor 16 vorgesehen, dessen Drehmoment bei der Herstellung durch Änderung von Stator- und/oder Rotorwicklung und/oder Änderung der Länge seiner Antriebswelle und/oder Änderung seiner Bestromung und/oder Änderung seiner Durchmesser einstellbar ist, wobei zugleich eine Treibscheibe bzw. ein Wellenabschnitt in seinem Durchmesser wählbar ist. Da jede Tragmittelart ihren eigenen (minimalen) Treibscheibendurchmesser bzw. Wellendurchmesser verlangt, ist der erfindungsgemässe Motor 16 gemäss der genannten variierbaren Parameter an das jeweilige Tragmittel anpassbar. Es ergibt sich somit eine Baureihe von prinzipiell baugleichen Motoren, die sich lediglich in einem bis vier grundlegenden Parametern unterscheiden, um insbesondere an unterschiedliche Arten von Tragmitteln oder typgleiche Tragmittel mit unterschiedlichen Abmessungen anpassbar zu sein.
Mit Vorteil lässt sich der oben beschriebene Motor auch in den an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Aufzugssystemen vorsehen. Ferner lassen sich mehrere prinzipiell baugleiche Motoren zum Betrieb eines einzigen (ggf. mehrere Kabinen in einem Schacht umfassenden) Aufzugssystems vorsehen, wie dies ebenfalls an anderer Stelle dieses Dokuments beispielhaft im Detail beschrieben ist. Mehrere erfindungsgemässe Motoren lassen sich des weiteren mittels einer oder mehrerer Kupplungen zusammenschalten bzw. an eine gemeinsame Antriebs- bzw. Treibwelle koppeln.
Als weitere erfindungsgemässe Antriebseinheit analog bzw. alternativ zur Antriebsmaschine 14 mit Motor 16, Treibscheibe 26 und Bremse ist eine Antriebseinheit gemäss den 1G2, 2G2, 3G2 und 4G2 vorgesehen.
Bei einem erfindungsgemässen Aufzug bzw. Aufzugssystem mit einer in einem Aufzugsschacht verfahrbaren Aufzugskabine und einem im Aufzugsschacht verfahrbaren Gegengewicht verbinden und tragen Tragmittel die Aufzugskabine und das Gegengewicht, wobei eine Antriebseinheit die Tragmittel antreibt und an der Antriebseinheit mindestens ein als Kraftspeicher wirkendes Federelement vorgesehen ist, das die Antriebseinheit bei einer Entlastung des Tragmittels anhebt und mindestens ein Sensor vorgesehen ist, der die Anhebung der Antriebseinheit feststellt und den Motor der Antriebseinheit abschaltet. Besonders bevorzugt sind die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Tragmittel im Rahmen der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung verwendbar.
1G2 zeigt einen Aufzug 1g2 mit einer in einem Aufzugsschacht 2g2 verfahrbaren Aufzugskabine 3g2. Der Aufzugsschacht 2g2 wird begrenzt durch Schachtwände 4g2, eine Schachtgrube 5g2 und eine Schachtdecke 6g2. Tragmittel 7g2 tragen und verbinden die Aufzugskabine 3g2 mit einem im Aufzugsschacht 2g2 verfahrbaren Gegengewicht 8g2. Nicht dargestellt sind Führungsschienen für die Aufzugskabine 3g2 und das Gegengewicht 8g2 sowie Stockwerke mit Ein-/Ausgängen. In alternativen Ausführungsbeispielen ist das Gegengewicht in einem eigenen Schacht verfahrbar, und/oder die Kabine ist in einem zumindest einseitig offenen oder mit einer Glaswandung versehenen Gehäuse verfahrbar angeordnet. Weitere alternative Ausführungsbeispiele für erfindungsgemässe Schachtkonfigurationen bzw. Aufzugssysteme, in denen die erfindungsgemässe Antriebseinheit verwendbar ist, sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben.
Eine in einem Maschinenraum 13g2 (oder alternativ oberhalb einer Tragkonstruktion innerhalb des Aufzugsschachts) auf als Kraftspeicher wirkenden Federelementen 22g2 abgestützte Antriebseinheit 9g2 treibt die Aufzugskabine 3g2 und das Gegengewicht 8g2 an, wobei die Federelemente 22g2 an einem Baukörper 27g2 (oder der Tragkonstruktion) aufliegen. Die Antriebseinheit 9g2 kann auch auf den Federelemente 22g2 tragenden Sockeln des Baukörpers 27g2 angeordnet sein. Die Antriebseinheit 9g2 besteht aus einer Motoreinheit 14g2 mit oder ohne Getriebe und aus einer Umlenkeinheit 17g2, wobei die beiden Einheiten 14, 17g2 mittels Abstandhaltern 23g2 verbunden sind.
Die Antriebseinheit 9g2 weist eine Länge L zwischen 500 mm und 950 mm, eine Höhe H von 360 mm und eine Breite B von 625 mm auf. Grössere oder kleinere Abmessungen sind selbstverständlich möglich.
Als Tragmittel 7g2 ist mindestens ein Stahlseil oder mindestens ein Kunstfaserseil oder mindestens ein Flachriemen oder mindestens ein Zahnriemen oder mindestens ein Längsrippenriemen oder mindestens ein Keilrippenriemen vorgesehen. Weitere Details verwendbarer Tragmittel sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben. Das Tragmittel 7g2 ist einenends an einem ersten Tragmittelfixpunkt 10g2 festgemacht, dann über eine erste Umlenkrolle 11g2 der Aufzugskabine 3g2 geführt, dann über eine Treibscheibe 12g2 der Motoreinheit 14g2 geführt, dann über eine Ablenkrolle 15g2 der Motoreinheit 14g2 geführt, dann über eine zweite Umlenkrolle 16g2 der Umlenkeinheit 17g2, dann über eine dritte Umlenkrolle 18g2 des Gegengewichtes 8g2 geführt und anderenends an einem zweiten Tragmittelfixpunkt 19g2 festgemacht. Die gezeigte Tragmittelführung hat eine 2:1 Übersetzung, bei der sich die Aufzugskabine 3g2 bzw. das Gegengewicht 8g2 vertikal einen halben Meter bewegt, wenn an der Treibscheibe 12g2 ein Meter Tragmittel 7g2 bewegt wird. Andere Übersetzungsverhältnisse, insbesondere eine 1:1-Übersetzung des Tragmittels, sind im Rahmen der Erfindung auch möglich. In der Schachtgrube 5g2 ist ein erster Puffer 20g2 für die Aufzugskabine 3g2 und ein zweiter Puffer 21g2 für das Gegengewicht 8g2 vorgesehen.
2G2 zeigt eine erfindungsgemäss bevorzugte Anordnungsvariante der Antriebseinheit 9g2, die auch im Zusammenhang mit den an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Aufzugssystemen Anwendung finden kann. Die Antriebseinheit 9g2 ist an der Schachtdecke 6g2 aufgehängt, wobei sich Tragbolzen 24g2 mittels Muttern 25g2 an Federelementen 22g2 abstützen. Die Federelemente 22g2 wiederum stützen sich an Platten 26g2 ab, die am Baukörper 27g2 aufliegen.
3G2 zeigt die Antriebseinheit 9g2 mit einer erfindungsgemässen Überwachungseinrichtung 28g2 zur Überwachung eines unerwünschten bzw. unerlaubten Anhebens der Aufzugskabine 3g2. Die Motoreinheit 14g2 der Antriebseinheit 9g2 besteht aus einem Motor 30g2, der mittels Riemenvorgelege 31g2 bestehend aus Pulley 32g2 und (Transmissions-)Riemen 33g2 die Treibscheibe 12g2 antreibt. Die Überwachungseinrichtung 28g2 besteht aus mindestens einem als Kraftspeicher wirkenden Federelement 22g2 und mindestens einem Sensor 29g2, der eine Abstandsveränderung bzw. eine räumliche Anhebung und/oder Absenkung der Antriebseinheit 9g2 feststellt.
4G2 zeigt eine Ausführungsvariante der Umlenkeinheit 17g2 mit der erfindungsgemässen Überwachungseinrichtung 28g2. Die zweite Umlenkrolle 16g2 ist von einem Gehäuse 34g2 umgeben und wird von diesem getragen. Zwischen einer Konsole 35g2 und dem Gehäuse 34g2 sind mindestens zwei als Federelemente 22g2 und als Kraftspeicher wirkende Druckfedern 36g2 vorgesehen. Als Tragmittel 7g2 sind zwei Riemen vorgesehen, die das Gegengewicht 8g2 tragen. Je nach Belastung oder Entlastung der Tragmittel 7g2 bzw. je nach Tragmittellast federn die Druckfedern 36g2 mehr oder weniger ein. Bei Normalbetrieb sind die Druckfedern 36g2 am stärksten eingefedert, bzw. der Abstand Ag2 zwischen Gehäuse 34g2 und Konsole 35g2 ist am kleinsten. Wird die Tragmittellast kleiner, federn die Druckfedern 36g2 aus bzw. der Abstand Ag2 vergrössert sich bzw. die Umlenkeinheit 17g2 wird angehoben. Liegt beispielsweise das Gegengewicht 8g2 auf dem zweiten Puffer 21g2 auf, federn die Druckfedern 36g2 vollständig aus, bzw. der Abstand Ag2 wird am grössten bzw. die Umlenkeinheit 17g2 wird maximal angehoben. Die maximale Einfederung bzw. der minimale Abstand Ag2 wird in bevorzugter Weise begrenzt mittels einstellbaren Anschlägen 37g2. Der Anschlag 37g2 kann beispielsweise aus einem Gewindebolzen bestehen, der in ein am Gehäuse 34g2 angeordnetes Gewinde geschraubt ist und mittels einer Gegenmutter gesichert ist.
Die Veränderung des Abstandes Ag2 ist mittels des an der Seite des Gehäuses 34g2 angeordneten Sensors 29g2 überwachbar. Beispielsweise ist ein elektromechanischer Grenztaster vorgesehen, der auf die maximale Einfederung der Druckfedern 36g2 eingestellt ist und der bei einer Ausfederung bei beispielsweise 8 mm seinen Schaltzustand ändert. Besonders bevorzugt ist der Schaltkontakt in den Sicherheitskreis des Aufzuges geschaltet. Wenn die Druckfedern 36g2 ausfedern bzw. das Gehäuse 34g2 angehoben wird, wird somit der Motor 30g2 der Antriebseinheit 9g2 via Sicherheitskreis abgeschaltet. Als Sensor kann alternativ oder zusätzlich ein induktiver Näherungsschalter vorgesehen sein, der auf die (maximale) Einfederung der Druckfedern 36g2 eingestellt ist. Der Sensor ändert bevorzugt bei einer Ausfederung seinen Schaltzustand und unterbricht bei einer Abweichung von einem vorbestimmten Sollzustand des Sensors den Sicherheitskreis. Der Sollzustand des Sensors korreliert dabei mit einer Sollposition des Gehäuses und/oder einem Sollzustand der Feder(n). Hierzu können ein oder mehrere (elektrische) Schwellwerte definiert und betragsmässig in einer Aufzugssteuerung hinterlegt sein, um den Sollzustand des Sensors zu definieren. Somit wird bei einer Abweichung des Sensorsignals von einem Sollwert der Motor 30g2 der Antriebseinheit 9g2 abschaltet oder leistungsmässig/geschwindigkeitsmässig gedrosselt.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein optischer Sensor vorgesehen, der die Position des Gehäuses 34g2 überwacht. In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel ist ein mechanisch/elektrischer Schalter vorgesehen, der bei einer vorbestimmten Abweichung des Gehäuses von seiner Sollposition ein Steuersignal abgibt und/oder einen Mess-Strom unterbricht.
Bei der Ausführungsvariante gemäss 4G2 sind die Druckfedern 36g2 zwischen Gehäuse 34g2 und Konsole 35g2 angeordnet. In einer weiteren Ausführungsvariante kann je Seite des Gehäuses 34g2 mindestens eine Druckfeder 36g2, bevorzugt zwei oder vier Druckfedern angeordnet sein, wobei sich die Druckfeder 36g2 einenends an einem am Gehäuse 34g2 angeordneten Ausleger und anderenends an der Konsole 35g2 abstützt. Die Veränderung des Abstandes Ag2 ist mittels des an der Seite des Gehäuses 34g2 angeordneten Sensors 29g2 überwachbar. Auch hierbei sind u. a. die erwähnten Sensoren zur Überwachung der Gehäuseposition und/oder zur Überwachung des Federzustandes vorsehbar.
Wie in 3G2 gezeigt kann auch bei der Motoreinheit 14g2 eine Überwachungseinrichtung 28g2 vorgesehen sein, die ein Aufliegen der Aufzugskabine 3g2 detektiert. Bei einer aufgehängten Antriebseinheit 9g2 wie gezeigt in 2G2 kann auch eine Überwachungseinrichtung 28g2 vorgesehen sein, die beispielsweise die Bewegung des Tragbolzens 24g2 gegenüber der Platte 26g2 erfasst, wobei das Federelement 22g2 als Druckfeder ausgebildet ist. Die erfindungsgemässe Überwachungseinrichtung 28g2 ist für jede Art von Antriebseinheit, insbesondere für sämtliche in diesem Dokument beschriebene Antriebseinheiten verwendbar.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit 9g2 mit einer Motoreinheit 14g2 und einer Umlenkeinheit 17g2 berechnet sich die totale Druckkraft TSF für beide Druckfedern 36g2 der Umlenkeinheit 17g2 wie folgt: TSF = (WDP + (NTM·WTM·LTM))·g [1]wobei

WDP: = Gewicht der Antriebseinheit 9g2 auf der Seite der Umlenkeinheit 17g2, erfindungsgemäss liegt dieses zwischen 40 kg und 100 kg;
WTM: = Gewicht des Tragmittels 7g2[in Kilogramm pro Meter], erfindungsgemäss liegt dieses zwischen 0,1 kg/m und 0,5 kg/m;
NTM: = Anzahl Tragmittel 7g2, erfindungsgemäss sind vorgesehen zwei bis zwanzig, insbesondere vier bis achtzehn einzelne Tragmittel
LTM: = Maximale Länge des Tragmittels 7g2, beispielsweise 60 m; Erdbeschleunigung g = 9,81 m/s2.

Wenn das Gegengewicht 8g2 am Puffer 21g2 aufliegt wird TFS = 1000 N falls

WDP = 42 kg
WTM = 0,25 kg/m
NTM = 4
LTM = 60 m

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind einerseits darin zu sehen, dass insbesondere Modernisierungen von Aufzugsanlagen vereinfacht werden. Die Antriebseinheit ist leicht austauschbar.
Andererseits kann eine Sicherheitseinrichtung zur Überwachung des erfindungsgemässen Tragmittels auf Schlaffheit bzw. unerlaubtes Anheben der Aufzugskabine bzw. des Gegengewichts mit Vorteil verwendet werden: Falls das Gegengewicht im Schacht stecken bleibt oder auf den in der Schachtgrube angeordneten Puffer auffährt, wird das gegengewichtsseitige Tragmittel lose bzw. schlaff. Die Traktion des Tragmittels auf der Treibscheibe kann aber trotzdem ausreichend sein, damit die Antriebseinheit die leere oder nur leicht beladene Aufzugskabine anheben kann. Die Gefahr des Anhebens der Aufzugskabine bzw. des Gegengewichtes besteht insbesondere bei als Tragmittel dienenden Riemen oder Kunstfaserseilen mit griffigen Laufflächen. Durch Anheben der Aufzugskabine könnten gefährliche Situationen entstehen, bei denen die Traktion nicht mehr ausreicht und die Aufzugskabine zurückfallen bzw. abstürzen würde. In der umgekehrten Laufrichtung ist ein Anheben des Gegengewichtes auch nicht erwünscht. Entsprechend der Europäischen Norm EN 81-1 Absatz 9.3 c) soll es auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung vermieden werden, dass eine leere Aufzugskabine durch eine Antriebsvorrichtung angehoben wird, wenn das Gegengewicht auf den Puffern ruht.
Mit der erfindungsgemässen Überwachung des Tragmittels auf Schlaffheit können in Extremsituationen keine gefährlichen Zustände entstehen. Sobald die durch die Aufzugskabine und Gegengewicht erzeugte vertikale Last an der Antriebseinheit nachlässt, wird die Antriebseinheit angehoben. Die vertikale Bewegung der Antriebseinheit wird elektrisch bzw. elektronisch überwacht. Sobald die Antriebseinheit durch Lastminderung angehoben wird, erfolgt eine Abschaltung des Antriebsmotors. Weiter vorteilhaft ist, dass die erfindungsgemässe Überwachungseinrichtung für sämtliche in diesem Dokument beschriebene Antriebseinheiten bzw. Aufzugssysteme verwendbar ist.
4. Tragmittel
4.1 Aufbau
Als Tragmittel für die mechanischen Antriebe kommen bei Aufzugsanlagen derzeit seilartige Tragmittel (Drahtseile, ummantelte Seile), kettenartige Tragmittel und in letzter Zeit vermehrt auch riemenartige und/oder ummantelte unrunde Tragmittel (Tragriemen) in Frage. Die vorliegende Erfindung betrifft dabei u. a. die Verbesserung riemenartiger Tragmittel.
Aufbau, Funktionsweise und Herstellungsverfahren für ein ummanteltes, riemenartiges bzw. unrundes Tragmittel für eine Aufzugsanlage gemäss der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf 3 bis 11 näher beschrieben.
3 zeigt zunächst schematisch den Grundaufbau eines riemenartigen Tragmittels 20 für eine Aufzugsanlage.
In der Darstellung von 3 sind mehrere Zugträger, insbesondere mehrere seilartige Zugträger 42 in einem riemenartigen Formkörper (Riemenkörper) 44 eingebettet. Als seilartige Zugträger 42 sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere Seile, Litzen, Cords oder Geflechte aus Metalldrähten, Stahl, Kunststofffasern, Mineralfasern, Glasfasern, Kohlefaser und/oder Keramikfasern verwendbar. Die seilartigen Zugträger 42 können jeweils aus einem bzw. mehreren Einfachelementen oder aus ein- oder mehrfach verseilten Elementen gebildet sein. Weitere Varianten und Möglichkeiten zur Dimensionierung und Gestaltung der Zugträger sind an anderer Stelle dieses Dokuments nähe beschrieben.
In einer Ausführung der Erfindung umfasst jeder Zugträger 42 eine zweilagige Kernlitze mit einem Kerndraht (z. B. 0,19 mm Durchmesser) und zwei um diesen geschlagenen Drahtlagen (z. B. 0,17 mm Durchmesser) sowie um die Kernlitze angeordnete einlagige Aussenlitzen mit einem Kerndraht (z. B. 0,17 mm Durchmesser) und einer um diesen geschlagenen Drahtlage (z. B. 0,155 mm Durchmesser). Ein solcher Zugträgeraufbau, der beispielsweise eine Kernlitze mit 1 + 6 + 12 Stahldrähten (d. h. 1 Zentraldraht umgeben von einem ersten Ring aus 6 weiteren Drähten – erste Drahtlage – sowie einem zweiten Ring aus 12 weiteren Drähten – zweite Drahtlage) und acht Aussenlitzen mit 1 + 6 Stahldrähten aufweisen kann, hat sich in Versuchen als vorteilhaft bezüglich Festigkeit, Herstellbarkeit und Biegbarkeit erwiesen. Vorteilhafterweise weisen dabei die zwei Drahtlagen der Kernlitze denselben Schlagwinkel auf, während die eine Drahtlage der Aussenlitzen entgegen der Schlagrichtung der Kernlitze geschlagen ist und die Aussenlitzen entgegen der Schlagrichtung ihrer eigenen Drahtlage um die Kernlitze geschlagen sind. Die vorliegende Erfindung ist aber selbstverständlich nicht auf Zugträger 42 mit diesem speziellen Zugträgerraufbau beschränkt.
Die Verwendung von seilartigen Zugträgern 42 (zum Teil auch als Cords bezeichnet) mit geringen Durchmessern bzw. Dicken quer zur Längserstreckung des Tragmittels 20 ermöglicht es, Treibscheiben 26 und Tragscheiben 30, 34a, 34b mit geringen Durchmessern einzusetzen. Der Durchmesser der Zugträger 42 liegt bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 4 mm.
Wie in 3 veranschaulicht, ist der Riemenkörper 44 des Tragmittels 20 aus einer ersten Riemenlage 46 aus einem ersten plastifizierbaren Werkstoff und einer zweiten Riemenlage 48 aus einem zweiten ersten plastifizierbaren Werkstoff aufgebaut und besitzt eine erste Aussenfläche 50 der ersten Riemenlage 46, eine Verbindungsebene 52 zwischen der ersten und der zweiten Riemenlage 46, 48 sowie eine zweite Aussenfläche 54 der zweiten Riemenlage 48. Die mehreren Zugträger 42 sind im Bereich der Verbindungsebene 52 in dem zweilagigen Riemenkörper 44 eingebettet.
Die erste Aussenfläche 50 der ersten Riemenlage 46 des Riemenkörpers 44 steht zum Beispiel mit der Traktionsfläche der Treibscheibe 26 in Eingriff, während die zweite Aussenfläche 54 der zweiten Riemenlage 48 mit den Laufflächen der Gegengewichtstragscheibe 30 und der beiden Kabinentragscheiben 34a, 34b in Eingriff steht. Selbstverständlich ist das Tragmittel 20 der Erfindung aber auch in umgekehrter Weise in einer Aufzugsanlage mit Treibscheibenantrieb einsetzbar, wie sie in 2A und 2B dargestellt ist. D. h. die erste Aussenfläche 50 der ersten Riemenlage 46 des Riemenkörpers 44 kann ebenso mit der Traktionsfläche der Treibscheibe 26 in Eingriff stehen, während die zweite Aussenfläche 54 der zweiten Riemenlage 48 mit den Laufflächen der Gegengewichtstragscheibe 30 und der beiden Kabinentragscheiben 34a, 34b in Eingriff steht.
Der erste Werkstoff für die erste Riemenlage 46 und der zweite Werkstoff für die zweite Riemenlage 48 sind zum Beispiel aus einem Elastomer ausgewählt. Beispielsweise können Polyurethan (PU), Polyamid (PA), Polyethylentertephthalat (PET), Polypropylen (PP), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylen (PE), Polychloropren (CR), Polyethersulfon (PES), Polyphenylsulfid (PPS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylchlorid (PVC), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und dergleichen für die Riemenlagen 46, 48 zum Bilden des Formkörpers 44 des Tragmittels verwendet werden, ohne dass die Erfindung auf die genannten Materialien beschränkt sein soll. Zusätzlich können den Werkstoffen für die erste und die zweite Riemenlage 46, 48 auch spezielle Haftvermittler zugegeben werden, um die Festigkeit der Verbindung zwischen den Riemenlagen 46, 48 und zwischen der ersten Riemenlage 46 und den Zugträgern 42 zu erhöhen. Ebenso ist die Einlagerung weiterer Gewebe, Gewebefasern oder anderer Füllstoffe möglich.
Wie weiter unten in mehr Einzelheiten erläutert, werden die erste und die zweite Riemenlage jeweils in einem Extrusionsverfahren gebildet. Grundsätzlich ist es dabei auch möglich, ein vulkanisierbares Gummimaterial einzusetzen, wobei die endgültige Vulkanisation dann erst nach dem Extrusionsverfahren stattfinden kann, um einen fliessfähigen Werkstoff für den Extrusionsprozess zu haben.
Gemäss der Erfindung ist es möglich, für die erste Riemenlage 46 und die zweite Riemenlage 48 jeweils den gleichen Werkstoff mit gleichen Eigenschaften, jeweils den gleichen Werkstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften oder unterschiedliche Werkstoffe einzusetzen. Die Eigenschaften des/der Werkstoffe(s) für den Formkörper 44 umfassen dabei insbesondere die Härte, die Fliessfähigkeit, die Konsistenz, die Verbindungseigenschaften mit den seilartigen Zugträgern 42, die Farbe und dergleichen.
In besonderen Ausgestaltungen der Erfindung kann zumindest eine der Riemenlagen 46, 48 aus einem transparenten Werkstoff gebildet sein, um eine Prüfung des Tragmittels 20 auf Beschädigungen zu vereinfachen. Ausserdem kann die erste und/oder die zweite Riemenlage in antistatischer Qualität ausgeführt sein. In einer weiteren Ausgestaltung kann zum Beispiel die zweite Riemenlage lumineszierend ausgeführt sein, um die Rotation der Treibscheibe oder der Trommel erkennbar zu machen oder um bestimmte optische Effekte zu bewirken.
Die Einbettung der seilartigen Zugträger 42 in die erste Riemenlage 46 bewirkt eine Schmierung ihrer Einzeldrähte bei deren gegenseitiger Bewegung im Einsatz in einer Aufzugsanlage. Ausserdem werden die Zugträger 42 so zusätzlich vor Korrosion geschützt und exakt in ihren gewünschten Positionen gehalten.
Zur Erhöhung des Anpressdrucks des Tragmittels 20 an eine Treibscheibe 26 ist es in Hinblick auf eine Erhöhung der Traktions- bzw. Treibfähigkeit vorteilhaft, die Kontaktflächen des Riemenkörpers 44, die mit der Treibscheibe 26 zusammenwirken, d. h. die erste oder die zweite Aussenfläche 50, 54, mit so genannten (Keil-)rippen (nicht dargestellt in 3) auszubilden. Die genannten Rippen erstrecken sich als längliche Erhebungen in Richtung der Längserstreckung des Tragmittels 20 und kommen bevorzugt mit entsprechend geformten Rillen auf der Lauffläche der Treibscheibe 26 in Eingriff. Gleichzeitig gewährleisten die Keilrippen mit ihrem Eingriff in die Rillen seitens der Treibscheibe 26 eine seitliche Führung des Tragriemens 20 auf der Treibscheibe 26.
Des Weiteren können die beiden Aussenflächen 50, 54 des Tragriemens 20 der Erfindung über ihre gesamte Länge oder nur in entsprechenden Teilabschnitten, in denen sie mit der Treibschreibe 26 und den verschiedenen Trag- und Umlenkscheiben der Aufzugsanlage in Kontakt kommen, mit einer speziellen Oberflächeneigenschaft versehen sein, die insbesondere die Gleiteigenschaften des Tragriemens 20 beeinflusst. Beispielsweise kann die mit der Traktionsfläche der Treibscheibe 26 kämmende Aussenfläche 50, 54 des Tragriemens mit einer traktionsvermindernden oder einer traktionserhöhenden Beschichtung, Oberflächenstruktur oder dergleichen versehen sein. Alternativ kann der Tragriemen 20 auch an einer oder an beiden Aussenflächen 50, 54 mit einem Gewebe oder dergleichen ummantelt werden, um die Eigenschaften der Tragriemenoberfläche zu beeinflussen.
Es ist grundsätzlich möglich, mehrere unterschiedlich ausgebildete Tragriemen 20 der beschriebenen Art im Rahmen einer Kraftübertragungsanordnung in unterschiedlicher Gruppierung in einer Aufzugsanlage vorzusehen.
In den 1aQ, 1bQ, 1cQ, 2aQ, 2bQ, 2cQ, 2dQ, 3aQ, 3bQ, 3cQ, 3dQ, 4aQ, 4bQ, 4cQ, 4dQ, 4eQ, 4fQ, 5aQ, 5bQ, 5cQ, 5dQ, 5eQ, 6aQ, 6bQ, 6cQ, 6dQ, 7aQ, 7bQ, 7cQ, 8aQ, 8bQ, 8cQ und 9aQ sind weitere verschiedene Varianten erfindungsgemässer Tragmittel schematisch jeweils im Querschnitt dargestellt. Ferner ist in den genannten Figuren ein jeweiliges Zusammenwirken mit einer Treib- und/oder Führungsscheibe bzw. -rolle skizziert. Ein Tragmittel weist eine (Gesamt-)Höhe H senkrecht zu einer Traktionsfläche 3q auf, an welcher das Tragmittel mit einer Treibscheibe bzw. -welle zusammenwirkt. Gleichwirkende Funktionselemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In den 1aQ bis 9aQ sind die nachfolgend beschriebenen Elemente von besonderer Bedeutung:
1q: Zugträger bzw. Seil aus Stahl, Aramid etc., umfassend mehrere Litzen, wobei die Litzen aus Einzelfasern oder Drähten hergestellt sind. 1aq: separate Ummantelung der einzelnen Seile 1q (ggf. transparent bzw. mehrfarbig oder verschiedenfarbig). Dq: Durchmesser eines Zugträgers; 2q: Bett – einteilig oder mehrlagig – aus Elastomer, insbesondere Polyurethan (PU), das die Zugträger bzw. Seile in einem Umfangsbereich von 60° ± 40° bis 200° ± 40°, und insbesondere auch mit 180° ± 40° und mit 200° ± 20 umfasst; 2aq: Traktionsschicht (ggf. abgestimmt auf Reibung; ggf. mit Längsrillen); 2bq: Zentralschicht bzw. Kernlage (abgestimmt auf Fixierung; ggf. Längs geteilt); 2cq: Führungs-/Schutzmantel (ggf. U-förmig, abgestimmt auf Verschleiss) 3q: Traktionsfläche zylindrisch oder konkav (ggf. gezahnt, aufgeraut, glatt) oder auch angepasst profiliert, insbesondere korrespondierend mit Längsrillen profiliert; 3aq: Beschichtung oder Ummantelung der Treibscheibe bzw. Traktionsfläche aus einem Elastomer, Metall, Keramik, Naturstoff; 3bq: Führungskränze; 4q: Rückseite "offen" oder mit Schutzschicht; rückseitig und ggf. seitlich, unter Umständen mit Führungsabschnitt für Führungsrollen; 5q: An der Rückseite 4q angreifende Führungsrolle ggf. konturiert.
Stichwortartig wiedergegeben zeigen die 1aQ bis 9aQ folgendes:
1aQ: zwei Seile 1q eingefasst auf ihrer der Traktionsfläche 3q zugewandten Vorderseite in ein Bett 2q in einem Umfangsbereich von ca. 200° +/– 20°; Rückseite 4q "offen" oder mit Schutzschicht; Traktionsfläche 3q zylindrisch oder konvex (ggf. gezahnt, aufgeraut, glatt).
1bQ: Wie 1aQ aber Seile 1q mit separater, eventuell transparenter Ummantelung 1aq, eingefasst von einem Bett 2q in einem Umfangsbereich von ca. 180° +/– 40°.
1cQ: Wie 1aQ, aber die "offene" Rückseite 4q wirkt mit einer Führungsrolle 5q zusammen.
2aQ: Wie 1aQ aber die zwei Seile 1aq sind statt auf ihrer Vorderseite, auf ihrer der Traktionsfläche 3q abgewandten Rückseite 4q vom Bett 2q in einem Umfangsbereich von ca. 200° +/– 20° eingefasst. Die gegenüberliegende Vorderseite ist "offen" und wirkt mit einer angepasst profilierten Traktionsfläche 3q zusammen, welche die Seile 1q in einem Umfangsbereich von ca. 140° +/– 40° umfasst. Die Rückseite 4q kann zusätzlich eine Schutzschicht aufweisen. 2bQ: Wie 2aQ aber jedes Seil 1q ist einzeln ummantelt 1aq und wird rückseitig in einem Umfangsbereich von ca. 200° +/– 40° vom Betts 2q umfasst.
2cQ: Wie 2aQ aber Seile 1q weisen einzelne Ummantelung 1aq auf, Umfangsbereich des Betts 2q rückseitig um die Seile 1q: ca. 200° +/– 40°; rückseitige Schutzschicht umfasst nicht nur die Rückseite 4q sondern auch die schmalen Seiten.
2dQ: Wie 2aQ aber die Rückseite 4q weist keine Schutzschicht auf, während die Traktionsfläche 3q eine Beschichtung oder Ummantelung 3aq aus einem Elastomer, Metall, Keramik, Naturstoff zeigt.
3aQ: Wie 1aQ aber das Bett 2q ist mehrlagig gestaltet, wobei sich die Lagen im Wesentlichen in Längsrichtung und Breite des Tragmittels erstrecken.
3bQ: Wie 3aQ aber Traktionsfläche 3q weist seitliche Führungskränze 3aq auf. Das Bett 2q ist wiederum mehrlagig: Auf der der Traktionsfläche 3q zugewandten Vorderseite ist eine Traktionsschicht 2aq vorgesehen (abgestimmt auf Reibung). Weiter von der Traktionsfläche 3q entfernt weist das Bett 2q eine Zentralschicht 2bq auf (abgestimmt auf Fixierung. Rückseitig auf der Zentralschicht 2bq angeordnet ist ein Führungs- bzw. Schutzmantel 2cq, der auf Verschleiss abgestimmt ist, U-förmig ausgebildet ist und die Seile 1q, die Zentrallage 2bq und die Traktionslage 2aq umgreift.
3cQ: Wie 3aQ, Seile 1q weisen separate Ummantelung 1aq auf. 3dQ: Wie 3cQ, die "offene" Rückseite wirkt mit einer entsprechend konturierten Führungsrolle 5q zusammen.
4aQ: Wie 1cQ, das Bett 2q umfasst die Seile 1q um ihre Mittelebene herum in einem Bereich von 60° ± 40°, so dass das Bett 2q die Seile 1q zentral, mittig umfasst und gegebenenfalls durchdringt (vgl. 4bQ). Das Tragmittel ist gegen Vorderseite und Rückseite "offen", wobei eine rückseitig mit dem Tragmittel zusammenwirkende Führungsrolle 5q angepasst an den Durchmesser Dq der Seile 1q konturiert ist. Die Rückseite kann auch eine Schutzschicht aufweisen. Die Traktionsfläche 3q ist ebenfalls angepasst profiliert und umfasst die Seile 1q in einem Bereich von 140° ± 40°. Sie kann gegebenenfalls auch eine Beschichtung aufweisen.
4cQ: Wie 4aQ aber mit "offener" Rückseite 4q, ohne rückwärtige Führungsrolle 5q und mit Beschichtung/Ummantelung 3aq auf der angepasst profilierten Traktionsfläche 3q der Treibscheibe.
4dQ: Wie 4cQ aber Rückseite 4q und Seitenflächen des Betts 2q mit Ummantelung.
4eQ: Wie 4aQ aber Seile 1q mit Einzelummantelung 1aq (gegebenenfalls transparent, mehrfarbig, etc.).
4fQ: Wie 4dQ, aber Seile 1q mit Einzelummantelung 1aq, und Ummantelung der Rückseite 4q erstreckt sich auch über Seitenflächen und Vorderseite. Die Beschichtung/Ummantelung 3aq der Traktionsfläche 3q ist nicht dargestellt.
5aQ: Wie 1aQ, wobei fünf Seile 1q vorgesehen sind und das einteilige Bett 2q umfasst die Seile 1q in einem Umfangsbereich von 200°+40°/–20°. Das Bett 2q weist auf seiner traktionsseitigen Vorderseite Rippen und die Rippen trennende Längsrillen auf. Die Traktionsfläche 3q ist korrespondierend profiliert mit Längsrillen.
5bQ: Wie 5aQ, aber Seile 1q mit transparenter Einzelummantelung 1aq und einem einteiligen Bett 2q, das die Seile 1q in einem Umfangsbereich von 200° ± 40° umschliesst.
5cQ: Wie 5aQ, aber Bett 2q ist mehrteilig und umschliesst die Seile 1q in einem Umfangsbereich von 200° ± 40°.
5dQ: Wie 5aQ, aber Rückseite mit einer insbesondere transparenten Schutzschicht; einteiliges Bett 2q, umschliesst die Seile 1q in einem Umfangsbereich von 200° ± 40°.
5eQ: Wie 5dQ, aber hier sind nicht vier Rippen und Rillen zwei Seilen 1q zugeordnet sondern je zwei Seile 1q sind einer Rippe zugeordnet.
6aQ:: Wie 5aQ, wobei fünf Seile 1q vorgesehen sind; eingefasst in ein einteiliges Bett 2q in einem Umfangsbereich von 200° ± 40°; Rückseite 4q mit mittig angeordnetem Führungsabschnitt, mit dem eine zentrale Führungsrolle 5q zusammenwirkt.
6bQ: Wie 6aQ, aber Rückseite 4q mit Führungsabschnitten) (aussen)
6cQ: Wie 6aQ, aber rückseitiger 4q mittiger Führungsabschnitt hat Dreiecksquerschnitt und damit zusammenwirkende zentrale Führungsrolle 5q ist gegengleich zum Führungsabschnitt ausgebildet. Bett 2q ist einteilig oder mehrteilig.
6dQ: Wie 6cQ, aber Führungsrolle 5q greift einseitig am Führungsabschnitt auf der Rückseite 4q an; Bett 2q ist einteilig oder kann auch mehrteilig sein.
7aQ: Wie 6aQ, aber traktionsseitig keine Rippen und Rillen; Traktionsfläche 3q profiliert oder aufgeraut; Bett 2q umfasst Seile 1q in einem Umfangsbereich von 200° ± 40° und ist einteilig.
7bQ: Wie 7aQ, aber Bett 2q ist mehrteilig. Lagen erstrecken sich in Längsrichtung und in die Breite; traktionsseitige Lage steht nicht in Kontakt mit Seilen 1q, nur Zentralschicht steht in Kontakt mit Seilen 1q.
7cQ: Wie 7bQ, aber traktionsseitige Lage des Bettes 2q weist viele Rillen und Rippen auf; Traktionsfläche 3q stark profiliert bzw. mit Längsrillen.
8aQ: Wie 7bQ, aber Führungsrolle 5q erstreckt sich über die gesamte Breite des Tragmittels und kann gegebenenfalls seitliche Führungskränze aufweisen; Bett 2q ist mehrteilig. Es weist eine in Längsrichtung geteilte Kernlage 2bq auf, wobei jeder Längsabschnitt wenigstens einen Zugträger bzw. ein Seil 1q aufweist. Traktionsseitig ist eine Traktionslage 2aq vorgesehen, über welche die Längsabschnitte der Kernlage 2bq in Richtung der Breite miteinander verbunden sind. Die Traktionsfläche 3q weist seitliche Führungskränze 3bq auf.
8bQ: Wie 8aQ, aber Rückseite 4q "offen", abgesehen von einem mittig angeordneten Führungsabschnitt; rückseitige Führungsrolle 5q gegengleich zu offener Rückseite mit mittigem Führungsabschnitt ausgebildet.
8cQ: Wie 8aQ, aber Traktionslage 2aQ mit Längsrillen und Traktionsfläche 3q profiliert oder aufgeraut.
In bevorzugter Weise ist gemäss den 1aQ, 1bQ, 1cQ eine im wesentlichen zylindrische Treibfläche mit grösserer oder kleinerer Oberflächenrauhigkeit und optional rillen- und/oder zahnartigen Oberflächenstrukturen vorgesehen. Gemäss den 2aQ, 2bQ, 2cQ, 4aQ usw. weist die Treibscheibe beispielsweise ringförmige Rillen auf, die mit dem Durchmesser Dq des jeweiligen Zugträgers korrelieren. Gemäss 2dQ, 4cQ usw. weist eine Treibscheibe im Bereich ihrer Traktionsoberfläche optional eine Ummantelung oder Beschichtung 3aq aus einem Elastomer, einem Metall, einer Keramik oder einem Naturstoff auf. Die Beschichtung weist dabei wiederum eine mit den Zugträgern 1q korrelierende Kontur auf. Gemäss den 5aQ, 5bQ, 5cQ, 5dQ, 6aQ, 6bQ, 6cQ, 6dQ usw. weist eine Treibscheibe bzw. -welle eine Mehrzahl im wesentlichen gleicher bzw. gleichartiger Rillen auf. In diese Rillen greifen gleiche bzw. gleichartige Rippen ein, welche an der Treibseite des Tragmittels angeordnet sind. Details zur Gestaltung bevorzugter Varianten von Rippen an Tragmitteln sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben.
In bevorzugter Weise sind in vielen Varianten die Querschnittsformen und/oder -konturen der Vertiefungen und Erhebungen treibscheibenseitig im wesentlichen über die gesamte Treibscheibe bzw. -welle hinweg identisch. Es ergibt sich somit ein ausgedehnter Treib-Abschnitt, dessen Rillen und Erhebungen im wesentlichen gleichen Abstand zueinander aufweisen und auf dem an beliebiger Stelle mehrere, insbesondere drei oder mehr gleichartige Tragmittel nebeneinander laufen können. Bevorzugt entspricht der Abstand zwischen zwei Tragmitteln der Breite einer Rille. Der Treibscheibenabschnitt ist folglich derart ausgeführt, dass ein Tragmittel prinzipiell wenigstens fünf, insbesondere wenigstens sieben oder wenigstens neun verschiedene, während des Betriebs der Aufzugsanlage (in Achsrichtung der Treibscheibe/-welle im wesentlichen unveränderliche) Betriebspositionen auf dem Treib-Abschnitt einnehmen kann, wobei die (möglichen) Betriebspositionen des einen Tragmittels jeweils um denselben Abstand von der jeweils benachbarten Betriebsposition zueinander versetzt sind.
Unter Verweis auf die an anderer Stelle dieses Dokuments offenbarten Details weisen die erfindungsgemässen Tragmittel (ohne Bezugszeichen) mehrere als Zugträger ausgestaltete Seile 1q aus wiederum mehreren Litzen auf. Die Litzen sind aus einer Vielzahl von miteinander verdrillten Fasern oder Drähten aufgebaut. Den Seilen ist ein Querschnittsdurchmesser Dq zugeordnet, wobei dem Fachmann geläufig ist, dass übliche Seile keinen exakt runden Querschnitt aufweisen. Als Werkstoffe kommen sämtliche in diesem Dokument im Zusammenhang mit erfindungsgemässen Zugträgern offenbarten Materialien zur Anwendung, insbesondere hochfester Stahl oder Aramid.
Den (mehreren) Zugträgern 1q eines Tragmittels ist jeweils wenigstens ein Bett bzw. Formkörper 2q aus einem elastomeren und ggf. plastifizierbaren Kunststoff zugeordnet. Mehrere Zugträger sind dabei wenigstens zur Hälfte ihres Volumens in ein gemeinsames Bett 2q eingesetzt, so dass sie wenigstens zur Hälfte von dem Kunststoff des Betts/-Formkörpers umgeben bzw. eingeschlossen sind. In bevorzugter Weise sind etwa 180° bis 200° (+/– 20°) der Umfangskontur der im wesentlichen zylindrischen Zugträger 1q vom Material des Betts/Formkörpers 2q umgeben. Insbesondere ist die Höhe h des Betts 2q kleiner als die Höhe H des Tragmittels, bevorzugt ist h < H·0,8.
Gemäss den 1bQ, 2bQ, 2cQ, 3cQ, 3dQ usw. kann den seilartigen Zugträgern 1q jeweils eine eigene, separate, u. U. rohrförmige Ummantelung 1aq aus einem bevorzugt transparenten Kunststoff zugeordnet sein. Eine solche separate Ummantelung kann auch bei allen anderen Varianten, insbesondere bei denjenigen nach 6aq ff. ergänzend vorgesehen sein.
Gemäss den 1aQ, 1bQ, 1cQ usw. berührt der Formkörper 2q die zugehörige Treibscheibe im Bereich der Traktionsfläche 3q flächig und ist somit geeignet und vorgesehen, Traktionskräfte auf die eingebetteten Zugträger 1q zu übertragen. Beispielsweise kann jedoch, wie in den 3aQ, 3bQ, 3cQ, 3dQ, 5cQ usw. gezeigt, vorgesehen sein, eine zusätzliche Traktionsschicht 2aq in Form einer separaten Lage auf der Traktionsseite anzuordnen. Die zusätzliche Traktionsschicht 2aq weist bevorzugt unterschiedliche Eigenschaften im Vergleich zum Bett 2q auf, wobei das Bett somit auch als Zentralschicht 2bq definierbar ist (vgl. 3bQ). Das Bett 2q bzw. die Zentralschicht 2bq umgeben die Zugträger 1q bevorzugt entlang eines Querschnittsbereichs von 60° (+/– 40°). Alternativ oder ergänzend durchdringt das Material des Betts 2q bzw. der Zentralschicht die Zugträger 1q – wie in 4bQ gezeigt. Dabei sind sämtliche an anderer Stelle dieses Dokuments näher beschriebenen seilartigen Zugträger erfindungsgemäss verwendbar.
Gemäss den 2aQ, 2cQ, 3bQ, 4dQ, 4fQ, 5dQ und 5eQ ist erfindungsgemäss auf einer der Treibseite abgewandten Rück(en)seite bzw. Führungsseite 4q bevorzugt eine zusätzliche Schutzschicht 2cq vorgesehen. Die rückseitige Schutzschicht 2cq weist bevorzugt unterschiedliche Eigenschaften im Vergleich zum Bett 2q auf, wobei das Bett somit auch als Zentralschicht 2bq definierbar ist (vgl. 3bQ). Die rückseitige Schutzschicht 2cq erstreckt sich, wie in den 2cQ, 3bQ, 4dQ und 4fQ gezeigt, bevorzugt auch entlang der (schmalen) Seitenflächen des Tragmittels.
Gemäss den 1cQ, 3dQ, 4aQ, 4eQ, 6aQ, 6bQ usw. ist wenigstens eine Führungsrolle bzw. -scheibe 5q vorgesehen, die rück(en)seitig an dem Tragmittel angreift und das Tragmittel zwischen sich und der Treibscheibe formschlüssig positioniert. Die Führungsrolle greift erfindungsgemäss an wenigstens einem (ggf. ummantelten) Zugträger 1q an (und weist dazu eine entsprechend dem Durchmesser Dq des Zugträgers gerundete Rille auf) und/oder die Führungsrolle 5q greift an dem Formkörper 2q bzw. an dessen Schutzmantel 2cq an. Im letztgenannten Fall weisen Führungsrolle 5q und Formkörper 2q aneinander angepasste Konturen auf, insbesondere kann an dem Formkörper 2q im Bereich seiner Rück(en)seite 4q wenigstens ein Führungsabschnitt vorgesehen sein, an dem die Rolle 5q berührend abrollt (vgl. 6aQ, 6bQ, 6cQ usw.).
Gemäss den 5aQ, 5bQ, 5cQ, 5dQ, 5eQ, 6aQ, 6bQ, 6cQ und 6dQ sind an dem Bett/Formkörper 2q treibseitig mehrere in Längsrichtung des Tragmittels orientierte Rippen angeordnet, die jeweils einen näherungsweise dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen. In den Zeichnungen sind diese – wie bereits erwähnt – sehr schematisch skizziert. In bevorzugter (nicht dargestellter) Weise weisen alle Rillen sowohl treibscheibenseitig als auch tragmittelseitig in etwa das gleiche Querschnittsprofil auf und greifen passgenau ineinander ein, wobei im Rillengrund jeweils etwas „Luft" vorgesehen ist.
Gemäss den 6cQ und 6dQ ist an dem Tragmittel rückseitig ein Führungsabschnitt in Form einer in Längsrichtung des Tragmittels orientierten Rippe vorgesehen, die einen im wesentlichen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist und mit einer korrespondierend geformten Führungsrolle zusammenwirkt. Bevorzugt ist die Führungsrolle derart angeordnet, dass sie das Tragmittel gegen ein Abheben von der Treibscheibe sichert. Jedoch kann die Führungsrolle in einem alternativen Ausführungsbeispiel mehr als 20 mm, insbesondere mehr als 50 mm, insbesondere mehr als 1000 mm von der Treibscheibe beabstandet positioniert sein. Die Führungsrolle ist bevorzugt an einem Maschinengehäuse oder an einem Maschinenträger (ggf. federnd und rotierbar) gelagert. Es versteht sich, dass auch andere, in diesem Dokument beschriebene erfindungsgemässe Tragmittel (insbesondere auch deutlich schmälere) solchermassen geführt werden können. Im übrigen sind an anderer Stelle weitere Details zur Führung der verschiedenen erfindungsgemässen Tragmittel angegeben.
Gemäss den 7bQ, 7cQ, 8aQ ff. weisen weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Tragmittels eine treibseitige Traktionslage 2aq sowie eine mit der Traktionslage verbundene (mittlere oder rückseitige) Kernlage 2q, 2bq auf. Die Kernlage 2q, 2bq kann derart ausgeführt sein, dass sie wenigstens einen Zugträger 1q im wesentlichen einschliesst und/oder dass sie in Längsrichtung des Tragmittels in mehrere separate, ggf. voneinander beabstandete Einzelstränge unterteilt ist. Im letztgenannten Fall stellt die Traktionslage 2aq das Verbindungsglied zwischen einer Mehrzahl die Kernlage bildender Einzelstränge dar, denen wiederum ein oder mehrere Zugträger zugeordnet sein können. Wie in 8cQ dargestellt, kann die Traktionslage mehrere in Längsrichtung des Tragmittels orientierte Rippen aufweisen, die in korrespondierende Rillen seitens der Treibscheibe eingreifen können. Die Geometrie der Rippen kann der Geometrie der Rillen bei den anderen erfindungsgemässen Tragmitteln entsprechen. Eine Sonderform, die mit den anderen Varianten kombinierbar ist, ist weiterhin in 9aQ dargestellt: Das Tragmittel weist dabei eine gemeinsame Traktionslage 2aq sowie mehrere (voneinander beabstandete) Einzelstränge 2bq auf, die jeweils zwei Zugträger 1q vollständig oder abschnittsweise umgreifen. Wie auch bei den übrigen Ausführungsbeispielen kann rück(en)seitig eine Andruck-/Führungsrolle 5q angeordnet sein, die das Tragmittel gegen die Treibscheibe/-welle drückt.
4.2 a) Herstellung eines Tragmittels
Anhand der 4 bis 7 werden nun ein erstes Herstellungsverfahren eines erfindungsgemässen Tragmittels in Form des Tragriemens 20 und die entsprechende Vorrichtung zur Herstellung des Tragriemens im Detail beispielhaft erläutert. Es versteht sich, dass weitere, modifizierte Herstellungsverfahren ebenfalls Anwendung finden können, insbesondere solche, die an anderer Stelle dieses Dokuments ebenfalls beispielhaft beschrieben sind. Insbesondere soll an dieser Stelle nochmals klargestellt werden, dass der Begriff „Riemen" lediglich stellvertretend für sämtliche ummantelten Tragmittel (unabhängig von der Querschnittsform der Zugträger und/oder der Ummantelung) verstanden werden soll.
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Tragriemens 20 mit einer ersten Riemenlage 46 und einer zweiten Riemenlage 48 und darin eingebetteten seilartigen Zugträgern 42 handelt es sich um ein zweistufiges Verfahren. Die erste Fertigungsstation dieses zweistufigen Herstellungsverfahrens ist in 4A veranschaulicht und die zweite Fertigungsstation ist in 4B dargestellt. Es ist zu beachten, dass die erste und die zweite Fertigungsstation entweder als separate Fertigungsstation oder innerhalb eines integralen Fertigungsprozesses unmittelbar hintereinander geschaltet sind.
Wie in 4A dargestellt, umfasst die erste Fertigungsstation für das riemenartige Tragmittel 20 der Erfindung ein erstes rotierendes Formrad 56 und eine einen Teilabschnitt dieses ersten Formrades 56 umschlingende erste Führung 58. Diese erste Führung 58 kann zum Beispiel aus einem endlosen Formband gebildet sein, das über mehrere Rollen geführt wird und zusammen mit der Aussenumfangsfläche des ersten Formrades 56 einen Formhohlraum bildet, wie dies zum Beispiel in der eingangs genannten DE 102 22 015 A1 offenbart ist. Alternativ kann die erste Führung zur Bildung des Formhohlraums auch einen feststehenden Formkörper aufweisen, der mit einem Gleitelement versehen ist, um eine Relativbewegung zwischen dem feststehenden Formkörper und dem mit dem Formrad 56 mitlaufenden Formkörper zu erlauben.
Die Aussenumfangsfläche des ersten Formrades 56 ist mit mehreren Längsnuten 60 ausgebildet, die sich entlang der Umfangsrichtung des Formrades erstrecken, wie in 4B dargestellt. Die Breite der Aussenumfangsfläche des Formrades 56, die vorzugsweise durch geeignete seitliche Führungselemente 61 (siehe 5) begrenzt wird, entspricht der gewünschten Breite des Tragriemens 20 und die Anzahl der Längsnuten 60 in der Aussenumfangsfläche des ersten Formrades 56 entspricht der gewünschten Anzahl der seilartigen Zugträger 42 in dem Tragriemen 20.
Wie in 4B veranschaulicht, ist die Breite b der Nuten 60 kleiner gewählt als der Durchmesser d der Zugträger 42. Beispielsweise liegt die Breite b der Nuten 60 in einem Bereich von etwa 70% bis 95% des Durchmessers d der Zugträger 42, bevorzugter in einem Bereich von etwa 75% bis 90%. Ausserdem liegt die Tiefe t der Längsnuten 60 in einem Bereich von etwa 25% bis 50%, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 30% bis 40% des Durchmessers d der Zugträger 42.
In der ersten Fertigungsstation von 4A werden nun die seilartigen Zugträger 42 von einer Vorratsrolle 62 dem ersten Formrad 56 zugeführt, wobei sie in den Längsnuten 60 der Aussenumfangsfläche des ersten Formrades 56 geführt und vorzugsweise unter Vorspannung gehalten werden. Aufgrund der oben beschriebenen Dimensionierung der Breite b und der Tiefe t der Längsnuten 60 im Verhältnis zum Durchmesser d der Zug träger 42 werden die Zugträger 42 nur teilweise in den Längsnuten 60 aufgenommen und zwischen den Zugträgern und dem ersten Formrad 56 werden in den Bereichen der Längsnuten 60 Freiräume gebildet.
Aus einem ersten Extruder 64 wird ein fliessfähiger Strom des ersten Werkstoffs im Wesentlichen drucklos in den zwischen dem ersten Formrad 56 und der ersten Führung 58 gebildeten Formhohlraum gegeben, wobei der wenigstens eine Zugträger 42 auf der Aussenumfangsfläche des ersten Formrades 56 anliegt, bevor der Strom des ersten Werkstoffs in den Formenhohlraum eintritt. Der Werkstoffstrom aus dem ersten Extruder 64 wird durch die erste Führung 58 gegen die Zugträger 42 und das erste Formrad 56 gepresst und erhält so seine endgültige Form, um schliesslich den Teilriemen 66 mit der ersten Riemenlage 46 und den darin eingebetteten Zugträgern 42 zu bilden. Die erste Aussenfläche 50 des Teilriemens 66 bzw. des Tragriemens 20 ist dabei der Führung 58 zugewandt und die die Verbindungsebene 52 bildende Fläche des Teilriemens 66 ist dem ersten Formrad 56 zugewandt.
Wie in 5 veranschaulicht, fliesst bei diesem Einbettungsprozess der fliessfähige erste Werkstoff auch in die Hohlräume innerhalb der seilartigen Zugträger 42 und durch diese Hohlräume sowie durch die aufgrund der Verdrillung der Zugträger 42 gebildeten Freiräume zwischen den Zugträgern 42 und dem ersten Formrad 56 (siehe durch Pfeile angedeutete Fliesslinien 67 in 5) auch in die zwischen den Zugträgern 42 und den entsprechenden Nuten 60 gebildeten Freiräume des Formhohlraums. Auf diese Weise werden die Hohlräume innerhalb der seilartigen Zugträger 42 zumindest teilweise mit dem ersten Werkstoff gefüllt, wodurch sich eine sehr gute Verbindung zwischen den Zugträgern 42 und der ersten Riemenlage 46 aus dem ersten Werkstoff ergibt. Ausserdem werden die Zugträger 42 möglichst vollständig in der ersten Riemenlage 46 eingebettet, sodass zwischen den eingebetteten Zugträgern 42 und der anschliessend an der Verbindungsfläche 50 angeformten zweiten Riemenlage 48 kein direkter Kontakt existiert.
Die Eigenschaften des ersten plastifizierbaren Werkstoffes (insbes. Fliessfähigkeit) und die Verfahrensparameter der ersten Fertigungsstation (insbes. Temperatur und Druck) sind dabei derart zu wählen, dass der erste Werkstoff während des Einbettungsschritts in die Hohlräume innerhalb der seilartigen Zugträger 42 und die Hohlräume zwischen den Zugträgern 42 und dem ersten Formrad 56 eindringen kann, wie oben anhand von 5 erläutert.
Bei dem in 4 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel steht der wenigstens eine Zugträger 42 des Tragriemens 20 nach dem ersten Fertigungsschritt in der ersten Fertigungsstation um etwa 5% bis 20% gegenüber der Verbindungsfläche 52 des Teilriemens 66 vor. Dabei sind mehr als 80%, vorzugsweise mehr als 90%, bevorzugter mehr als 95% der Oberfläche des wenigstens einen Zugträgers 42 mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff der ersten Riemenlage 46 bedeckt.
Um die Verbindung zwischen dem ersten plastifizierbaren Werkstoff für die erste Riemenlage 46 und den einzubettenden Zugträgern 42 weiter zu verbessern, ist es von Vorteil, wenn die Zugträger 42 während dieses Einbettungsprozesses erwärmt werden. Hierzu ist zum Beispiel stromauf des ersten Extruders 64 eine erste Heizvorrichtung 68 zum Erwärmen der dem ersten Formrad 56 zuzuführenden Zugträger 42 angeordnet.
Obwohl in 4 und 5 nicht dargestellt, kann die erste Führung 58 an ihrer dem ersten Formrad 56 zugewandten Innenseite mit einer Struktur versehen sein, um der ersten Aussenfläche 50 des Teilriemens 66 bzw. des fertigen Tragriemens 20 ein Profil zu verleihen. Insbesondere ist es möglich, die erste Aussenfläche 50 des Tragriemens 20 mit in Längsrichtung verlaufenden Keilrippen zu versehen, wie dies später im Zusammenhang mit speziellen Ausführungsformen des Tragriemens 20 anhand der 8 bis 10 diskutiert wird. Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Oberflächenstrukturen in diese erste Aussenfläche 50 eingebracht werden.
Die Profilierung bzw. Strukturierung der ersten Aussenfläche 50 des Tragriemens 20 erfolgt dabei in vorteilhafter Weise während des Einbettungsschrittes des wenigstens einen Zugträgers 42 in die erste Riemenlage 46. Alternativ ist es aber ebenso möglich, die erste Aussenfläche 50 des Tragriemens 20 nach dem nachfolgend beschriebenen zweiten Fertigungsschritt in einem separaten weiteren Fertigungsschritt mechanisch oder chemisch zu bearbeiten.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste Formrad 56 bzw. seine Aussenumfangsfläche derart ausgebildet, dass die Verbindungsfläche 52 des Teilriemens 66 während des Einbettungsschritts mit einer Oberflächenstruktur versehen wird. Wie in 6 angedeutet, werden vorzugsweise zumindest die Abschnitte der Verbindungsfläche 52 zwischen den Zugträgern 42 mit einer Oberflächenstruktur 70 zum Beispiel in Form einer rasterförmigen oder unregelmässigen Aufrauung oder Riffelung ausgebildet. Zusätzlich können aber natürlich auch die Bereiche der Zugträger 42 in der Verbindungsfläche 52 mit einer Oberflächenstruktur 70 ausgebildet werden. Eine solche Oberflächenstruktur 70 vergrössert die Oberfläche der Verbindungsfläche 52 und verbessert so die spätere Verbindung mit der zweiten Riemenlage 48.
Nach der Fertigstellung des Teilriemens 66 in der ersten Fertigungsstation von 4A und 4B erfolgt die Fertigstellung des Riementrägers 20 in einer zweiten Fertigungsstation, die beispielhaft in 7A und 7B gezeigt ist.
Wie in 7A dargestellt, umfasst die zweite Fertigungsstation ähnlich wie die erste Fertigungsstation für das riemenartige Tragmittel 20 der Erfindung ein im Gegenuhrzeigersinn rotierendes zweites Formrad 72 und eine einen Teilabschnitt dieses zweiten Formrades 72 umschlingende zweite Führung 74. Diese zweite Führung 74 kann zum Beispiel wieder aus einem endlosen Formband gebildet sein, das über mehrere Rollen geführt wird, oder alternativ auch einen feststehenden Formkörper aufweisen, der mit einem Gleitelement versehen ist.
Im Gegensatz zur ersten Fertigungsstation von 4A und 4B ist das zweite Formrad 72 der zweiten Fertigungsstation mit einer Aussenumfangsfläche ausgebildet, die dem Profil der ersten Aussenfläche 50 der ersten Riemenlage 46 bzw. des Teilriemens 66 entspricht. In dem in 7B gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine flache Aussenumfangsfläche für das zweite Formrad 72 vorgesehen für den Fall, dass die erste Aussenfläche 50 des Tragriemens 20 kein Profil bzw. allenfalls eine flache Oberflächenstruktur aufweisen soll. Die Breite der Aussenumfangsfläche des zweiten Formrades 72, die vorzugsweise durch geeignete seitliche Führungselemente (nicht dargestellt) begrenzt wird, entspricht der gewünschten Breite des Tragriemens 20.
In der zweiten Fertigungsstation von 7A wird nun der in der oben beschrie-benen ersten Fertigungsstation hergestellte Teilriemen 66 dem zweiten Formrad 72 so zugeführt, dass die erste Aussenfläche 50 des Teilriemens 66 mit der Aussen-umfangs fläche des zweiten Formrades 72 in Kontakt steht. Aus einem zweiten Extruder 76 wird ein fliessfähiger Strom des zweiten plastifizierbaren Werkstoffs im Wesentlichen drucklos in den zwischen dem zweiten Formrad 72 und der zweiten Führung 74 gebildeten Formhohlraum gegeben. Der Werkstoffstrom aus dem zweiten Extruder 76 wird durch die zweite Führung 74 gegen die Verbindungsfläche des Teilriemens 66 gepresst und erhält so seine endgültige Form, um schliesslich den fertigen Tragriemen 20 mit der ersten und der zweiten Riemenlage 46, 48 und den dazwischen eingebetteten Zugträgern 42 zu bilden. Die zweite Aussenfläche 54 des Tragriemens 20 ist dabei der Führung 74 zugewandt.
Wie in 7B veranschaulicht, fliesst bei diesem Anformungsprozess der fliessfähige zweite Werkstoff vollständig gegen die die Verbindungsebene 50 bildende Fläche des Teilriemens 66. Im Fall einer Oberflächenstrukturierung 70 dieser Verbindungsfläche 50, wie oben erläutert, ist die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Riemenlage 46, 48 besonders gut. Da die Zugträger 46 in der ersten Fertigungsstation möglichst vollständig in die erste Riemenlage 46 eingebettet wurden, kommt die zweite Riemenlage 48 mit den Zugträgern 42 kaum bis gar nicht in Kontakt.
Um die Verbindung zwischen dem zweiten plastifizierbaren Werkstoff für die zweite Riemenlage 48 und dem zuvor gefertigten Teilriemen 66 weiter zu verbessern, ist es von Vorteil, wenn der Teilriemen 66 während dieses Anformungsprozesses erwärmt wird. Hierzu ist zum Beispiel stromauf des zweiten Extruders 76 eine zweite Heizvorrichtung 78 zum Erwärmen des dem zweiten Formrad 72 zuzuführenden Teilriemens 66 auf eine gewünschte Temperatur angeordnet.
Obwohl in 7A und 7B nicht dargestellt, kann die zweite Führung 74 an ihrer dem zweiten Formrad 72 zugewandten Innenseite mit einer Struktur versehen sein, um der zweiten Aussenfläche 54 des fertigen Tragriemens 20 ein Profil zu verleihen. Insbesondere ist es möglich, auch die zweite Aussenfläche 54 des Tragriemens 20 mit in Längsrichtung verlaufenden Keilrippen zu versehen, wie dies später in Zusammenhang mit speziellen Ausführungsformen des Tragriemens 20 anhand der 8 bis 10 diskutiert wird. Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Oberflächenstrukturen in diese zweite Aussenfläche 54 eingebracht werden.
Diese Profilierung bzw. Strukturierung der zweiten Aussenfläche 54 des Tragriemens 20 erfolgt dabei in vorteilhafter Weise während des Anformungsschritts in der zweiten Fertigungsstation. Alternativ ist es aber ebenso möglich, die zweite Aussenfläche 54 des Tragriemens 20 nach dem zweiten Fertigungsschritt in einem separaten weiteren Fertigungsschritt (gegebenenfalls gemeinsam mit der ersten Aussenfläche 50) mechanisch oder chemisch zu bearbeiten.
Wie bereits oben erwähnt, können für die erste und die zweite Riemenlage 46, 48 wahlweise gleiche oder unterschiedliche Werkstoffe mit gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden. Aufgrund des zweistufigen Herstellungsverfahrens ist es von Vorteil, wenn der zweite Werkstoff eine geringere Fliess- bzw. Schmelztemperatur als der erste Werkstoff besitzt, sodass der vom zweiten Extruder 76 in der zweiten Fertigungsstation zugeführte Werkstoffstrom allenfalls die Oberfläche der ersten Riemenlage 46 an der Verbindungsfläche 50 erweicht, um eine bessere Verbindung zwischen den beiden Werkstoffen zu erzielen, nicht aber den gesamten Teilriemen 66, sodass die möglichst vollständig vom ersten Werkstoff eingeschlossene Form der Zugträger 42 erhalten bleibt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist für die zweite Riemenlage 48 des Tragriemens 20 ein weicheres Material als für die erste Riemenlage 46 des Tragriemens 20 gewählt. Zum Beispiel besitzt der erste Werkstoff für die erste Riemenlage 46 eine Shore-Härte von etwa 85 bei Raumtemperatur, während für die zweite Riemenlage 48 ein zweiter Werkstoff mit einer Shore-Härte von etwa 80 bei Raumtemperatur benutzt wird.
In dem obigen Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens wurde beschrieben, dass die erste und die zweite Aussenfläche 50, 52 in der ersten bzw. der zweiten Fertigungsstation wahlweise mit ebenen Oberflächen oder mit einem Profil ausgebildet werden können. Es ist ferner möglich, eine oder beide der Aussenflächen 50, 54 mit einer zusätzlichen Beschichtung, Bedampfung, Beflockung oder dergleichen (nicht dargestellt) zu versehen, um die Oberflächeneigenschaften, insbesondere die Reibungseigenschaften der Oberflächen des Tragriemens 20 gezielt zu verändern. Diese Oberflächenbearbeitung kann wahlweise auf die kompletten Aussenflächen 50, 54 oder auf nur einen Teil der Aussenflächen wie zum Beispiel die Flanken von entsprechenden Keilrippen angewendet werden. Für die zweite Riemenlage 48, die mit den Umlenkscheiben in Kontakt kommt, wird zum Beispiel ein Reibwert von μ ≤ 0,3 bevorzugt.
4.2 b) Weitere Herstellungsverfahren
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines bevorzugt einlagigen riemenartigen Tragmittels für eine Aufzugsanlage enthält insbesondere die Schritte des exakten Positionierens wenigstens eines seilartigen Zugträgers und des Einbettens des wenigstens einen seilartigen Zugträgers in einen Formkörper aus einem ersten plastifizierbaren Werkstoff und der Ausbildung der Aussenkontur des Formkörpers.
In einer bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsform werden die ganze Aussenkontur oder zumindest Teile der Aussenkontur des Formkörpers gleichzeitig mit dem Einbetten des wenigstens einen Zugträgers ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Formkörper mit den Zugträgern und einer vorläufigen Gestalt des Formkörpers als Vorprodukt gefertigt. In einem weiteren Schritt wird wenigstens ein erster Teil der Aussenkontur ausgebildet. Dies kann durch plastisches Umformen geschehen oder durch materialabtragende, insbesondere zerspanende Verfahren, wie Fräsen, Schleifen oder Schneiden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Formkörper eines erfindungsgemässen riemenartigen Tragmittels aus zwei Riemenlagen hergestellt. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung eines riemenartigen Tragmittels enthält das Verfahren die Schritte des Platzierens wenigstens eines seilartigen Zugträgers; des Einbettens des wenigstens einen seilartigen Zugträgers in eine erste Riemenlage aus einem ersten plastifizierbaren Werkstoff und das Anformen einer zweiten Riemenlage aus einem zweiten plastifizierbaren Werkstoff derart, dass ein Tragmittel mit eingebetteten Zugträgern entsteht.
In einer speziellen Ausführungsform dieses Verfahrens enthält das Verfahren die Schritte des Platzierens wenigstens eines seilartigen Zugträgers; des Einbettens des wenigstens einen seilartigen Zugträgers in eine erste Riemenlage aus einem ersten plastifizierbaren Werkstoff derart, dass ein Teilriemen mit einer ersten Aussenfläche und einer eine Verbindungsebene bildenden Fläche entsteht, bei dem der wenigstens eine Zugträger teilweise aus der Verbindungsebene des Teilriemens herausragt und der herausragende Abschnitt des wenigstens einen Zugträgers zumindest teilweise mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff bedeckt ist. Weitere Schritte sind das Anformen einer zweiten Riemenlage aus einem zweiten plastifizierbaren Werkstoff an der Verbindungsebene des ersten Teilriemens und dem vorstehenden Abschnitt des wenigstens einen Zugträgers derart, dass ein Tragmittel mit der ersten Aussenfläche auf der Seite der ersten Riemenlage und einer zweiten Aussenfläche auf der Seite der zweiten Riemenlage entsteht.
Für die erste Riemenlage und die zweite Riemenlage können wahlweise unterschiedliche Werkstoffe, Werkstoffe einer gleichen Werkstoffklasse, ein gleicher Werkstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften oder ein gleicher Werkstoff mit gleichen Werkstoffeigenschaften, und insbesondere ein für beide Lagen identischer Werkstoff, eingesetzt werden.
In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung wird ein erster Teilriemen mit einer eine Verbindungsebene bildenden Fläche hergestellt. Diese Fläche des ersten Teilriemens wird vor dem Anformungsschritt der zweiten Riemenlage wenigstens teilweise vergrössert, indem man sie mit einer Oberflächenstruktur versieht. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man die Oberfläche mechanisch aufrauht, ihr eine bestimmte Rauhigkeit oder ein Muster aufprägt oder einschmilzt, sie anätzt oder ähnliche Verfahren zur Vergrösserung der physikalischen Oberfläche einsetzt. Die grössere Oberfläche ermöglicht eine bessere chemische und/oder physikalische Verbindung mit der später anzuformenden zweiten Riemenlage. Besonders kostengünstig wird eine Oberflächenstruktur an der Verbindungsfläche bereits während der Herstellung des ersten Teilriemens ausgebildet, indem eine entsprechende Schmelzform mit Muster oder grosser Rauhigkeit im Bereich der Verbindungsebene verwendet wird. Andere Möglichkeiten die Verbindung zwischen einer ersten und einer zweiten Riemenlage zu verbessern, sind das Imprägnieren oder Beschichten mit einem Adhäsionsmittel, das Anwärmen bzw. Aufschmelzen der Oberfläche der ersten Riemenlage unmittelbar vor dem Anformungsschritt und/oder das Aufbringen eines Kunststoffklebstoffes allenfalls auch eines Kunststoff-Metallklebstoffes. Letzteres ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Zugträger aus Metall sind und nicht vollständig eingebettet in einer der Riemenlagen vorliegen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die erste Aussenfläche und/oder die zweite Aussenfläche mit wenigstens einer sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden Rippe ausgebildet. Auch die Ausbildung der Rippen erfolgt vorzugsweise während des Einbettungsschritts bzw. während des Anformungsschritts.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden der Einbettungsschritt der Zugträger in eine erste Riemenlage als ein Extrusionsverfahren des ersten plastifizierbaren Werkstoffs und der Anformungsschritt der zweiten Riemenlage als ein Aufextrudieren des zweiten plastifizierbaren Werkstoffs auf die erste Riemenlage ausgeführt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die erste Riemenlage und die zweite Riemenlage mit gleichen oder unterschiedlichen Verfahrensparametern (z. B. Temperatur, Druck, Rotationsgeschwindigkeit des Formrades, usw.) hergestellt, die jeweils an den ersten bzw. den zweiten plastifizierbaren Werkstoff angepasst sind.
In einer modifizierten Ausgestaltung der Erfindung werden der erste Teilriemen und der zweite Teilriemen mit gleichen oder unterschiedlichen Parametern und aus gleichem oder unterschiedlichem Werkstoff als Vorprodukte hergestellt. Die zwei Vorprodukte werden dann zu einem Aufzugtragriemen zusammengefügt, indem ihre jeweils als Verbindungsflächen ausgebildeten (langen) Seiten miteinander verschweisst und/oder verschmolzen und/oder verklebt und/oder kalandriert werden. Die Zugträger werden bevorzugt vor dem Zusammenfügen der Riemenlagen in eine oder in beide Riemenlagen eingebettet, vorzugsweise bereits beim Herstellen der Riemenlage(n). Alternativ oder ergänzend werden (einer oder mehrere) Zugträger auf eine als Verbindungsebene ausgebildete Fläche wenigstens einer der beide Riemenlagen positioniert und dort vorzugsweise fixiert. Nachfolgend werden die Riemenlagen dann zusammengefügt. Das Fixieren kann durch Aufkleben, durch Anheften mit mechanischen Mitteln wie Klammern etc. oder durch Anschmelzen oder Einschmelzen oder Einpressen der Zugträger an bzw. in die Verbindungsebene der jeweiligen Riemenlage erfolgen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der wenigstens eine Zugträger während des Einbettungsschritts unter Vorspannung platziert.
Zur besseren Verbindung eines Zugträgers mit einer ersten Riemenlage wird vorzugsweise der wenigstens eine Zugträger während eines Einbettungsschritts erwärmt, und zur besseren Verbindung der ersten und der zweiten Riemenlage wird vorzugsweise die Verbindungsfläche des Teilriemens während des Anformungsschritts erwärmt und/oder die Oberfläche durch Aufrauhen oder erzeugen eines Musters vergrössert oder mit einem Adhäsionsmittel imprägniert.
Generell werden als Verfahren die bekannten Verfahren der Kunststofftechnik eingesetzt und je nach Werkstoff, Bedarf und Anforderungsprofil miteinander kombiniert. Es versteht sich, dass sich die einzelnen bekannten Verfahrensschritte bzw. Verfahren miteinander kombinieren lassen. Die bekannten Verfahren der Kunststofftechnik, die hier für sich oder in Kombinationen nacheinander oder miteinander verzahnt in Anwendung gelangen, sind beispielsweise in Oberbach et al. "Saechtling Kunststoff Taschenbuch", 29. Auflage, Hanser Verlag, München 2004, in Kapitel 4 wiedergegeben, insbesondere in Kapitel 4.2.3 und 4.2.5, insbesondere 4.2.5.4, 4.2.5.5, 4.2.5.9 und 4.2.5.10, sowie 4.2.6, 4.2.7, insbesondere 4.2.7.1 und 4.2.7.2, in 4.2.9, 4.3.3, 4.4.1, 4.4.2, 4.4.3, 4.4.4, 4.4.5. Erfindungsgemäss werden die wie erwähnt in Oberbach et al. "Saechtling Kunststoff Taschenbuch" beschriebenen Verfahren und Verfahrensschritte erfindungsgemäss zur Herstellung von riemenartigen Tragmitteln herangezogen, weshalb das genannte Buch hierzu vollumfänglich in Bezug genommen wird. Abwandlungen und Weiterbildungen der grundsätzlich bekannten Verfahren sind ergänzend in diesem Dokument beschrieben. Sowohl mit den bekannten als auch mit den modifizieren Verfahren lassen sich einfach und kostengünstig Tragmittel für Aufzüge herstellen und/oder die Qualität solcher Tragmittel verbessern.
4.2 c) Herstellverfahren anhand verschiedener Beispiele
1Δ zeigt einen Querschnitt durch einen Aufzugtragriemen 12δ nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Dieser Tragriemen 12δ umfasst eine Schlauchanordnung mit mehreren einzelnen Schläuchen 15δ aus einem thermoplastischen Kunststoff, im Ausführungsbeispiel aus Polyamid. In jedem der Schläuche ist jeweils ein Zugträger 14δ angeordnet, wobei der Zugträger aus einem Stahldrahtseil besteht, das aus Litzen verseilt ist, die ihrerseits aus Stahldrähten verseilt sind.
Bei der Herstellung des Aufzugriemens 12δ werden die einzelnen Zugträger mit Polyamid umspritzt, wobei auch die Zwischenräume zwischen den Stahldrähten möglichst vollständig mit Polyamid ausgefüllt werden. Anschliessend wird ein Riemenkörper 13δ aus einem Elastomer, im Ausführungsbeispiel aus Polyurethan, auf die Schlauchanordnung aufextrudiert. Die einzelnen Schläuche weisen einen grösseren Querschnitt auf als die in ihnen angeordneten Zugträger 14δ. Sie können daher beim Extrudiervorgang besser lagerichtig zueinander und zu dem entstehenden Riemenkörper 13δ, insbesondere zu dessen Keilrippen 13.1δ geführt werden. Um eine besonders hoch belastbare Verbindung zwischen den Schläuchen und dem Elastomer des Riemenkörpers zu erreichen, können die Schläuche mit einem Haftvermittler, vorzugsweise in Form eines Klebstoffs, beschichtet sein.
Besonders vorteilhaft sind jeder Keilrippe 13.1δ zwei Zugträger 14δ zugeordnet, so dass jedem Zugträger 14δ eine Flanke dieser Keilrippe 13.1δ zugeordnet ist, über die im Wesentlichen eine Traktionskraft von einem Treibscheibe auf diesen Zugträger übertragen wird.
In einer nicht dargestellten Abwandlung der ersten Ausführung ist die durch die Keilrippen 13.1δ gebildete Kontaktfläche mit einer dünnen Beschichtung, beispielsweise aus Polyamid, versehen, um den Reibwert zu senken. Dies kann sinnvoll sein, wenn der Aufzugriemen eine für die Anwendung in einem bestimmten Aufzug zu hohe Traktionsfähigkeit zeigt. Eine solche Polyamid-Beschichtung vermindert ausserdem den Verschleiss der Kontaktfläche und reduziert die Gefahr eines Verklemmens der Keilrippen des Aufzugriemens 12δ in den Rillen einer Treibscheibe.
2Δ zeigt einen Querschnitt durch eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Tragriemens 12δ. Mit der vorhergehenden Ausführungsform übereinstimmende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend nur auf die Unterschiede zur ersten Ausführung eingegangen wird.
In der Ausführung der 2Δ sind jeweils die zwei einer Keilrippe 13.1δ zugeordneten Schläuche 15δ der Schlauchanordnung durch einen Steg 15.1δ miteinander verbunden. Dieser ist zentrisch zu den Zugträgern 14δ und den diese konzentrisch umgebenden Schläuchen 15δ angeordnet. Die Stege verleihen den Gebilden aus jeweils zwei miteinander verbundenen Schläuchen 15δ und Zugträgern 14δ eine erhöhte Steifigkeit in Querrichtung, wodurch bewirkt wird, dass der Aufzugtragriemen 12δ auch auf langen, ungeführten Riemenabschnitten sich perfekt geradlinig erstreckt und nicht zu Schwingungen neigt.
Zur Herstellung des Aufzugriemens nach der Ausführungsform der 2Δ werden die Schlauchpaare der Schlauchanordnung unter Hochdruck extrudiert, wobei die Zugträger 14δ einer Extrusionsdüse derart zugeführt werden, dass in jedem Schlauch 15δ ein Zugträger 14δ im Wesentlichen mittig angeordnet wird, wobei vorteilhaft das zweite Material des Schlauches 15δ möglichst vollständig die vorhandenen Zwischenräume zwischen den Einzeldrähten des Zugträgers 14δ ausfüllt. In einem weiteren Schritt werden die Schlauchpaare wiederum lagerichtig einem Extruder zugeführt, in welchem der Riemenkörper 13δ extrudiert und gleichzeitig die Schlauchanordnung in diesen eingebettet wird. Dabei werden die Stege 15.1δ beidseitig vom Material des Riemenkörpers 13δ umschlossen. Da jeweils zwei Schläuche 15δ mit eingebetteten Zugträgern 14δ unverschieblich voneinander beabstandet sind und die Schlauchpaare grössere Einheiten bilden, können diese leichter lagerichtig den jeweiligen Keilrippen 13.1δ zugeordnet werden.
3Δ zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltungsform des Aufzugtragriemens 12δ. In dieser Ausführung sind die Stege 15.1δ, die jeweils zwei einer Keilrippe 13.1δ zugeordnete Schläuche 15δ mit darin angeordneten Zugträgern 14δ miteinander verbinden, tangential zu diesen Schläuchen 15δ angeordnet. Sie bilden dabei einen Teil einer Rückseite (unten in 3Δ) des Tragriemens 12δ. Der gegenüber dem Reibwert des Elastomers des Riemenkörpers 13δ reduzierte Reibwert dieser Riemenrückseite 15.1δ verleiht dem Aufzugtragriemen 12δ vorteilhafte Eigenschaften bei seiner Umlenkung um nicht profilierte Umlenkscheiben. Die Stege 15.1δ verleihen auch hier dem Tragriemen 12δ eine höhere Steifigkeit in Querrichtung.
4Δ zeigt eine weitere Ausführungsform des Aufzugtragriemens 12δ im Querschnitt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform in 3Δ dadurch, dass alle Schläuche 15δ mit darin angeordneten Zugträgern 14δ durch einen einzigen Steg 15.1δ miteinander verbunden sind. Der Steg 15.1δ ist tangential zu den Schläuchen 15δ angeordnet. Er bildet im Wesentlichen die Rückseite des Aufzugriemens 12δ, die dazu vorgesehen ist, über Umlenkscheiben umgelenkt zu werden. Die solcherart im Wesentlichen aus Polyamid bestehende Rückseite ist abriebfester und weist einen geringeren Reibwert auf, so dass bei Umlenkung um die Rückseite des Aufzugriemens 12δ weniger Verschleiss auftritt und sich der Energiebedarf zur Bewegung des Aufzugriemens reduziert. In einer nicht dargestellten Abwandlung erstreckt sich der Steg 15.1δ bis zu den Seitenrändern des Tragriemens 12δ und bildet also die gesamte Rückseite des Aufzugriemens 12δ.
Eine Abwandlung der Ausgestaltung wie sie in 1Δ dargestellt ist, ist in 5Δ im Querschnitt gezeigt. Die aus 1Δ bekannten Schläuche 15δ mit den darin eingebetteten Zugträgern 14δ, sind jeweils paarweise zusammengefasst und jeweils einer Keilrippe 13.1δ zugeordnet. Die paarweise zusammengefassten Schläuche 15δ mit den Zugträgern 14δ sind nicht voneinander beabstandet, sondern berühren einander. Damit vergleichmässigt sich vorteilhaft der Abstand der Zugträger 14δ zu den Flanken der Keilrippen 13.1δ. Auf diese Weise wird zum Beispiel verhindert, dass der Abstand eines Zugträgers 14δ zu seiner zugeordneten Flanke zwischen Rippenspitze und der Rippenbasis stark variiert. Dies trägt zu einer besseren Verteilung der übertragenen Kräfte im Riemenkörper 13δ bei.
Zur Herstellung des Aufzugriemens nach 5Δ werden die Zugträger 14δ einzeln mit Polyamid umspritzt, wobei bevorzugt alle Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten des Zugträgers ausgefüllt werden. Anschliessend werden je zwei Schläuche 15δ mit einem thermischen Klebstoff beschichtet und gemeinsam dem Extruder zugeführt, der den Riemenkörper 13δ extrudert. Während der Extrusion werden die Schläuche 15δ der Schlauchpaare in dem Riemenkörper 13δ eingebettet, wobei sie sich durch den hierbei aktivierten thermischen Klebstoff sowohl mit dem Riemenkörper 13δ als auch miteinander verbinden.
Selbstverständlich können die Schläuche der in 5Δ dargestellten Schlauchpaare auch gemeinsam extrudiert und dabei im Bereich ihrer gemeinsamen Berührungszone fest verbunden werden. Auch bei dieser Ausführungsart resultiert eine erhöhte Quersteifigkeit mit den bereits vorstehend beschriebenen Vorteilen.
Eine weitere Ausgestaltungsform ist in den δΔ und 7Δ veranschaulicht. Eine erste Riemenlage, die die Rückseite des Tragriemens 12δ bildet, weist V-förmige Rillen 15.1δ auf. Eine zweite Riemenlage bildet einen Riemenkörper 13δ aus Polyurethan mit trapezförmigen Keilrippen 13.1δ, der den grössten Volumenanteil des Tragriemens 12δ einnimmt. In die Polymermasse des Tragriemens 12δ sind Zugträger 14δ eingebettet, wobei je zwei Zugträger 14δ einer trapezförmigen Keilrippe 13.1δ zugeordnet sind.
Ein solcher Riemen kann beispielsweise mittels Extrusion hergestellt werden, wobei die Rillen 15.1δ vorteilhaft bereits beim Urformprozess ausgebildet werden. Um die Biegebelastung des ersten Riemenalge bzw. der Rückseite 15δ beim Umlaufen von Riemenscheiben so gering wie möglich zu halten, weist diese eine Dicke von höchstens 2 mm oder von höchstens einem Drittel der gesamten Riemendicke auf.
Zur Herstellung des Riemens 12δ wird zunächst in den Rillen 15.1 der in 6Δ dargestellten Rückseite 15δ je ein Zugträger 14δ angeordnet. Der Zugträger ist in nicht näher dargestellter Weise als Cord aus einem Faserseil oder einem Drahtseil oder aus Drahtlitzen ausgebildet, die ihrerseits aus einzelnen miteinander verseilten Einzeldrähten aus Stahl aufgebaut sind.
Sofern mit derselben ersten Riemenlage als Plattform verschiedene Riemen mit unterschiedlichen Zugfestigkeiten hergestellt werden sollen, ist es nicht notwendig, in jeder Rille einen Zugträger anzuordnen. So kann beispielsweise jede zweite Rille freigelassen werden, was mit der gleichen ersten Riemenlage einen Aufzugtragriemen mit im Wesentlichen der halben Zugfestigkeit, aber höherer Flexibilität ergibt. Die Verwendbarkeit gleichen erster Riemenlagen bzw. Rückseiten für unterschiedliche Aufzugriemen verringert vorteilhaft die Kosten für Werkzeuge, Lagerhaltung etc.
Die Zugträger 14δ werden mit einer leichten Vorspannung von oben in die V-förmigen Rillen 15.1δ gepresst, wodurch diese sich elastisch verformen und im Wesentlichen die Kontur der Zugträger annehmen. In einem nachfolgenden, nicht näher erläuterten Teilschritt des Herstellungsverfahrens kann die erste Riemenlager 15δ auch soweit erwärmt werden, dass der thermoplastische Kunststoff wieder soweit plastifiziert wird, dass sich die Rillen den Zugträgern 14δ unter plastischer Verformung anpassen. Gleichermassen können in einer anderen Ausführung eines erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens die Zugträger 14δ im Wesentlichen spannungsfrei in die Rillen 15.1δ eingelegt werden und werden durch diese lagerichtig zueinander angeordnet. Unter Einlegen ist jedwede Art der Zuführung der Zugträger zu verstehen.
Anschliessend wird die zweite Riemenlage 13δ, die den grössten Volumenanteil des Tragriemens 12δ einnimmt und daher auch Riemenkörper 13δ genannt wird, aus Polyurethan auf die erste Riemenlage 15δ mit in dessen Rillen 15.1δ angeordneten Zugträgern 14δ aufextrudiert. Dabei umschliesst das Polyurethan des Riemenkörpers 13δ die noch freie Oberfläche der Zugträger 14δ und verbindet sich gleichzeitig thermisch mit der Rückseite 15δ. Die Adhäsion zwischen der Rückseite 15δ und den darin teilweise eingebetteten Zugträgern 14δ ist gross genug, um die in der Aufzuganlage auftretenden Zugkräfte von einer Treibscheibe über den die Rückseite 15δ auf die Zugträger 14δ zu übertragen.
Der Riemenkörper 13δ weist auf seiner der ersten Riemenlage bzw. Rückseite 15δ abgewandten Seite Keilrippen 13.2 mit einem Flankenwinkel γ von 90° auf. Diese können gleichermassen durch spanende Bearbeitung oder, bevorzugt, beim Formen des Riemenkörpers 13δ ausgebildet werden, indem beispielsweise das Polyurethan zwischen die erste Riemenlage bzw. Rückseite 15δ und ein von diesem in Höhe des Riemenkörpers beabstandetes Formband der Extrudieranlage (nicht dargestellt) eingebracht wird, das ein entsprechend komplementäres Keilrippenprofil aufweist. Üblicherweise enthält der Riemen 12δ mehrere Zugträger 14, und die erste Riemenalge 156 weist mehrere die Zugträger 14δ führende Rillen 15.1δ auf, wobei die Abstände zwischen benachbarten Rillen bzw. Zugträgern so ausgeführt sind, dass jeder der Keilrippen 13.2δ gleich viele Zugträger 14δ zugeordnet werden können und die jeweilige Gruppe der einer Keilrippe 13.2 zugeordneten Zugträger 14δ symmetrisch zur Mittelachse 13.3δ dieser Keilrippe angeordnet sind.
Die erste Riemenlage 15δ bildet an ihrer der zweiten Riemenlage 13δ abgewandten Seite (in 1Δ unten) eine Gleitfläche aus, die zur Umlenkung um ein Umlenkelement vorgesehen ist. Diese Gleitfläche aus Polyamid weist einen geringen Reibwert und gleichzeitig eine hohe Abriebfestigkeit auf. Vorteilhaft verringert sich damit die Reibkraft, die zum Führen des Riemens auf einer Umlenkscheibe zu überwinden ist, somit die seitliche Belastung des Riemens, beispielsweise durch Führungsbordscheiben von Treibscheiben und in der Folge auch die erforderliche Antriebsleistung. Gleichzeitig verlängert sich die Lebensdauer des Riemens und des Umlenkelements.
Der Riemenkörper 136 bzw. die zweite Riemenlage bildet an ihrer der Rückseite 15δ abgewandten Seite (in 1Δ oben) eine mit den Keilrippen 13.2 versehene Traktionsfläche aus, die zum Zusammenwirken mit einem Treibscheibe vorgesehen ist. Sofern ein anderer Reibwert als der durch das Polyurethan des Riemenkörpers 13δ gegebene erwünscht ist, kann der Riemen auf seiner Traktionsfläche eine Beschichtung (nicht dargestellt) aufweisen. Beispielsweise können die in Kontakt mit einem korrespondierenden Keilrippenprofil der Treibscheibe kommenden Flanken der Keilrippen 13.2δ mit einer dünnen Polyamidfolie beschichtet sein. Zur Vereinfachung der Herstellung kann gleichermassen auch die gesamte Traktionsfläche mit einer solchen Folie beschichtet sein.
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst der Riemen 12δ eine dritte Riemenlage 16δ aus Polyethylen, die auf der dem Riemenkörper 13δ abgewandten Seite der ersten Riemenlage 15δ angeordnet ist. In 1Δ ist diese weitere Ausführung bzw. die dritte Riemenlage 16δ, gestrichelt angedeutet.
In 8Δ ist eine weitere Ausbildungsform eines Tragriemens 12δ dargestellt, bei der auf einer gewebeverstärkten Rückseite 15δ Zugträger 14δ angeordnet sind. Die Zugträger 14δ sind je paarweise in einzelne Riemenkörper 13δ eingebettet, welche in definiertem Abstand 18δ fest mit der Rückseite 15δ verbunden sind. Jeder einzelne Riemenkörper ist so als eine Art einzelne Keilrippe ausgebildet, dass er mit den benachbarten Riemenkörpern 13δ annähernd eine Keilrippenoberfläche eines Tragriemens bildet. Die Rückseite ist in diesem Beispiel aus polyamidgetränkten Nylongewebe gefertigt, der Riemenkörper 13δ aus einem mit Haftmitteln versetzten Polyurethan und die zugträger 14δ aus Faserseilen oder Drahtseilen.
Ein solcher Riemen 12δ kann hergestellt werden, indem beispielsweise auf eine erste Riemenlage, welche die Rückseite 15δ des Tragriemens 12δ bilden wird, die Zugträger 14δ in definiertem Abstand zueinander aufgeklebt oder aufgeschweisst oder eingepresst werden. Die Riemenkörper werden im Anschluss auf der Seite der Rückseite 15δ, welche die Zugträger 14δ trägt aufextrudiert. Dies geschieht vorzugsweise in einer Vorrichtung die ein entsprechend ausgebildetes Formrad aufweist, so dass die Abstände 18δ zwischen den Einzelnen Riemenkörpern 13δ im fertigen Tragriemen wohl definiert sind.
Eine andere Art, einen solchen Riemen herzustellen besteht darin, die Zugträger 14δ in ein Formrad einzuführen und dort vorgespannt auf Wickelnasen zu platzieren. Gleichzeitig wird die Formmasse für die Riemenkörper 13δ in den Hohlraum des Formrades extrudiert. Die Formmasse aus Polyurethan umfliesst die Zugträger 14δ mit Ausnahme der kleinen Auflageflächen der Zugträger auf den Wickelnasen. Die so Entstandenen Riemenkörper werden von einer Förderanlage aufgenommen, welche die Riemenkörper in Nuten mit definiertem Abstand zueinander führt Der Förderanlage wird nun die zweite Riemenlage, die Rückseite 15δ, zugeführt. Während des Förderns auf der Förderanlage werden Riemenkörper 13δ und Rückseite 15δ zum fertigen Tragriemen 12δ fest miteinander verbunden, indem sie entweder miteinander verschweisst oder verklebt werden.
Die einzelnen Keilrippen 13δ sind unter Verformung der Rückseite 15δ relativ zueinander beweglich und können so Lage- und Formabweichungen der Rippen und Rillen ausgleichen. Insbesondere können zwei benachbarte Keilrippen ihren Abstand voneinander sowohl in Quer- als auch Hochrichtung des Riemens 12δ verändern und so in unterschiedlich weit beabstandete, unterschiedlich tiefe und/oder unterschiedlich geformte Rillen in einer Treibscheibe eingreifen.
4.2 d) Vorrichtung zur Herstellung eines riemenartigen Tragmittels
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Herstellungsvorrichtung für ein riemenartiges Tragmittel für eine Aufzugsanlage vorgesehen. Mit Hilfe der nachfolgend beschriebenen Herstellungsvorrichtungen bzw. -anlagen werden bevorzugt die an anderer Stelle dieses Dokuments näher beschriebenen Tragmittel für Aufzugssysteme unter Verwendung der ebenfalls in diesem Dokument beschriebenen Verfahren hergestellt.
In einer speziellen Ausgestaltung weist die Vorrichtung zur Herstellung eines riemenartigen Tragmittels für eine Aufzugsanlage eine erste Fertigungsstation zum Bilden eines ersten Riemenabschnitts bzw. einer Riemenlage mit einer ersten Aussenfläche und einer eine Verbindungsebene bildenden Fläche und eine zweite Fertigungsstation zum Bilden eines (vollständigen) Tragmittels mit der ersten Aussenfläche und einer zweiten Aussenfläche auf. Die erste Fertigungsstation weist ein erstes Formrad, eine erste Führung, die einen Teilumfang des ersten Formrades umschlingt, eine Einrichtung zum Zuführen wenigstens eines (bevorzugt seilartigen) Zugträgers zum ersten Formrad und einen ersten Extruder zum Zuführen eines ersten plastifizierbaren Werkstoffs in einen zwischen dem ersten Formrad und der ersten Führung gebildeten Formhohlraum auf. Die zweite Fertigungsstation weist ein zweites Formrad, eine zweite Führung, die einen Teilumfang des zweiten Formrades umschlingt, eine Einrichtung zum Zuführen des in der ersten Fertigungsstation hergestellten Riemenabschnitts/Riemenlage zum zweiten Formrad und einen zweiten Extruder zum Zuführen eines zweiten plastifizierbaren Werkstoffs in einen zwischen dem zweiten Formrad und der zweiten Führung gebildeten Formhohlraums auf. Die Aussenumfangsfläche des ersten Formrades der ersten Fertigungsstation ist formgebend für die Verbindungsebene des in der ersten Fertigunsstation gebildeten ersten Riemenlage. Sie weist erfindungsgemäss eine sich in Umfangsrichtung des ersten Formrades erstreckenden Längsnut auf, in welche der wenigstens eine Zugträger zugeführt und positioniert wird. Die Tiefe der Längsnut ist dabei kleiner als der Radius des Zugträgers, so dass der wenigstens eine Zugträger nur mit einem Teil seines Durchmessers in den ersten Riemenabschnitt eingebettet ist und mit dem anderen Teil aus der Verbindungsebene vorsteht.
Die Tiefe der Längsnuten der Aussenumfangsfläche des ersten Formrades liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 25% bis 50%, bevorzugt in einem Bereich von etwa 30% bis 40% des Durchmessers der Zugträger.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist eine erste Fertigungsstation ferner eine Vorrichtung zum Zuführen eines Zugträgers zum ersten Formrad unter Vorspannung und eine erste Heizvorrichtung zum Erwärmen des Zugträgers vor seiner Zufuhr zum ersten Formrad auf.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine erste Führung der ersten Fertigungsstation an ihrer dem ersten Formrad zugewandten Seite mit einer Hohlraumstruktur versehen, um der ersten Aussenfläche des Teilriemens bzw. des Tragriemens ein Profil (zum Beispiel in Form von Keilrippen) zu geben.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein erstes Formrad an seiner Aussenumfangsfläche im Bereich zwischen den Längsnuten mit einer Struktur versehen, um der die Verbindungsebene bildende Fläche des Teilriemens eine entsprechende Oberflächenstruktur zu geben. Die Struktur weist eine mikroskopische Oberflächenrauhigkeit auf, die grösser ist als Rz = 10, insbesondere grösser als Rz = 20, so dass die Oberfläche physikalisch vergrössert ist und somit zu einer besseren Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Riemenlage des Tragriemens beitragen kann. Alternativ oder zusätzlich weist die Struktur makroskopische Rillen mit einer Tiefe von mehr als 15 μm, insbesondere von mehr als 25 μm auf. Bevorzugt sind aus in einem spitzen Winkel zueinander verlaufende Rillen vorgesehen, die ein regelmässiges oder unregelmässiges Muster ergeben. Weiter alternativ oder zusätzlich weist die Struktur Hinterschneidungen auf.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Fertigungsstation eine (bevorzugt zweite) Heizvorrichtung zum Erwärmen der ersten Riemenlage vor ihrer Zufuhr zum zweiten Formrad auf. Die zweite Führung der zweiten Fertigungsstation ist an ihrer dem zweiten Formrad zugewandten Seite optional mit einer Hohlraumstruktur versehen, die der zweiten Aussenfläche des Tragmittels ein Profil zum Beispiel in Form von Rippen oder Zähnen zu geben vermag.
In einer modifizierten Ausführungsform wird in einer an die zweite Fertigungsstation anschliessenden Arbeitsstation insbesondere unter Verwendung einer Umformmaschine eine plastische Umformung des Tragmittels vorgenommen.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine (weitere) Fertigungsstation vorgesehen, in der die Oberfläche des Tragmittels materialabtragend bearbeitet wird, um eine gewünschte Oberflächenqualität und/oder Oberflächenform zu erzeugen. Insbesondere wird das Tragmittel materialabtragend durch Schneiden, Schleifen oder Fräsen endbearbeitet.
4.3.1 Bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemässer Tragmittel
Bezug nehmend auf 8 bis 10 werden nun verschiedene bevorzugte Ausführungsformen eines riemenartigen Tragmittels 20 beschrieben, der mit dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren der Erfindung gefertigt werden kann. Die genannten Tragmittel können in beliebigen Kombinationen zu erfindungsgemässen Kraftübertragungsanordnungen zusammengefasst werden, um damit ein erfindungsgemässes Aufzugssystem bzw. Hebezeug auszurüsten.
Im ersten Ausführungsbeispiel von 8 weist der Tragriemen 20 einen aus einer ersten Riemenlage 46 und einer zweiten Riemenlage 48 gebildeten Formkörper 44 auf, in dem eine Zugträgeranordnung mit insgesamt vier seilartigen Zugträgern 42 angeordnet ist. Die erste Aussenfläche 50 der ersten Riemenlage 46 ist zum Kontakt mit der Treibscheibe 26 vorgesehen. Sie weist hierzu zwei Treibrippen in Form von Keilrippen 80 auf, die in zugeordnete Rillen der Treibscheibe 26 eingreifen und durch diese seitlich geführt werden, sodass sich der Anpressdruck und damit die Traktionsfähigkeit des Antriebs erhöhen.
Die zweite Aussenfläche 54 der zweiten Riemenlage 48 ist zum Kontakt mit den Kabinentragscheiben 34a, 34b vorgesehen und weist hierzu eine Führungsrippe in Form einer Keilrippe 82 auf, welche in eine zugeordnete Rolle der Umlenkscheibe 34a, 34b eingreift und durch diese seitlich geführt wird.
In dem Ausführungsbeispiel von 8 ist die Gesamthöhe des Tragriemens (20) grösser bemessen als seine Gesamtbreite. Hierdurch wird die Biegesteifigkeit des Tragriemens 20 um seine Querachse vergrössert und so einem Verklemmen in den Rillen der Treibscheibe 26 und der Tragscheiben 30, 34a, 34b entgegengewirkt. In dem gezeigten Beispiel beträgt das Verhältnis etwa 0,90.
Der Flankenwinkel α der Treibrippen 80 der ersten Riemenlage 46 ist als Innenwinkel zwischen den beiden Flanken einer Treibrippe 80 definiert und beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 90° (allgemein zwischen 60° und 120°). Der entsprechend definierte Flankenwinkel β der Führungsrippe 82 der zweiten Riemenlage 48 beträgt in diesem Beispiel etwa 80° (allgemein zwischen 60° und 100°).
Wie in 8 erkennbar, ist die Flankenhöhe der Führungsrippe 82 grösser als die Flankenhöhe der beiden Treibrippen 80. Dadurch kann die Führungsrippe 82 tiefer in eine entsprechende Rille der Umlenkscheiben 30, 34a, 34b eintauchen als dies bei den Treibrippen 80 und den zugeordneten Rillen der Treibscheibe 26 der Fall ist. Ebenso ist in 8 erkennbar, dass auch die Flankenbreite der Führungsrippe 82 grösser ist als jene der beiden Treibrippen 80. Durch die grössere Flankenbreite der Führungsrippe 82 wird der Tragriemen 20 auf seiner zweiten Aussenseite 54 über einen weiteren Bereich in Querrichtung geführt.
Wie in 8 angedeutet, haben die Keilrippen 80, 82 jeweils eine abgeflachte Spitze mit einer bestimmten Breite, die mindestens so gross wie der minimale Abstand der entsprechenden Gegenflanken der Rillen der Scheiben 26, 30, 34a, 34b ist. Dadurch berührt die in diesen Gegenflanken ausgebildete Kante die Flanken der Keilrippen 80, 82 nicht, sodass diese vor einer entsprechenden Kerbwirkung geschützt sind.
Die erste Aussenfläche 50 kann zumindest in den Bereichen der Keilrippen 80, die mit den Flanken der Treibscheibe 26 in Reibschluss treten, eine Beschichtung mit einer PA-Folie, einem Nylon-Gewebe oder dergleichen aufweisen. Weiter besteht die Möglichkeit eine Keilrippe 80 mit einer reibwert- und/oder geräuschmindernden Beschichtung zu versehen.
Ein Tragriemen 20, wie er oben anhand von 8 beschrieben worden ist, ist zum Beispiel in der noch nicht veröffentlichten Europäischen Patentanmeldung ep 061 271 68.0 der Anmelderin ausführlich erläutert, auf welche bezüglich des Aufbaus und der Form des Tragriemens 20 Bezug genommen wird.
Das in 9 veranschaulichte zweite Ausführungsbeispiel eines Tragriemens 20 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Beispiel dadurch, dass anstelle der zwei Keilrippen 80 auf der Seite der ersten Riemenlage 46 nur eine Keilrippe 80 ausgebildet ist. Auch diese eine Keilrippe 80 besitzt einen Flankenwinkel α von etwa 90° (allgemein zwischen 60° und 120°) und eine abgeflachte Spitze. Insgesamt ergibt sich bei diesem Tragriemen 20 sowohl an der ersten als auch an der zweiten Aussenfläche 50, 54 ein V-Profil.
10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Tragriemens 20. Dieser unterscheidet sich von dem in 9 dargestellten Tragriemen 20 dadurch, dass die Keilrippe 80 der ersten Riemenlage 46 insgesamt gerundet ausgebildet ist.
Es ist selbstverständlich, dass die Ausführungsbeispiele der 8 bis 10 nur beispielhaft sind und die Erfindung nicht auf diese speziellen Formen des Tragriemens 20 einschränken sollen. Weitere Varianten von Tragmitteln, die mit dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren der Erfindung gefertigt werden können, sind an anderer Stelle im Detail beschrieben.
Während in den Ausführungsbeispielen der 8 bis 10 jeweils die Gesamthöhe des Tragriemens 20 grösser bemessen war als seine Gesamtbreite, ist die Erfindung natürlich nicht darauf beschränkt. Wie in 11A und 11B angedeutet, umfasst die vorliegende Erfindung sowohl Tragriemen 20, bei denen die Höhe grösser als die Breite ist (11A), als auch Tragriemen 20, bei denen die Breite grösser als die Höhe ist (11B). Darüber hinaus sind sowohl rechteckige wie auch quadratische Querschnittsformen für den Tragriemen 20 denkbar. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Gesamtbreite zur Gesamthöhe des (unrunden, ummantelten) Tragriemens 20 im Bereich zwischen 0,8 und 1,2, insbesondere im Bereich zwischen 0,9 und 1,1.
Im obigen Ausführungsbeispiel wurde die Herstellung eines Tragriemens 20 mit einer bestimmten Breite und einer bestimmten Anzahl von eingebetteten Zugträgern 42 und Keilrippen 80, 82 beschrieben. Insbesondere im Fall von schmalen Tragriemen 20 (d. h. Höhe/Breite > 1), wie sie in den 8 bis 10 beispielhaft gezeigt sind, ist es aber im Rahmen der Erfindung auch möglich, mehrere solcher Tragriemen 20 gleichzeitig nebeneinander liegend und/oder einstückig herzustellen.
Bei dieser Variante ist es möglich, zunächst einen breiten Tragriemen (Vorprodukt) mit einer grossen Anzahl von Zugträgern 42 herzustellen und diesen dann anschliessend in mehrere einzelne Tragriemen 20 kleinerer Breite zu trennen. Hierzu sind verschiedene mechanische Verfahren wie Schneiden, Sägen, usw. denkbar. Zur Vereinfachung des Trennungsvorgangs können in dem mehrere Tragriemen 20 umfassenden Vorprodukt entsprechende Sollbruchstellen und/oder Perforierungen vorgesehen werden. Des Weiteren ist es zum Trennen der einzelnen schmalen Tragriemen 20 möglich, eine Treibscheibe 26 vorzusehen, bei der einzelne Rillen weiter beabstandet sind als zwei damit in Eingriff zu bringende Rippen zweier voneinander zu trennender, benachbarter Tragriemen, sodass das Vorprodukt an diesen Stellen auseinandergespreizt wird und letztlich in mehrere schmale Tragriemen 20 in der Aufzugsanlage aufgetrennt wird.
Zur einfacheren Handhabung kann der breite Tragriemen 20 mit einem Trägerband bzw. Montageband zum Beispiel aus Kunststoff oder mit folienartigen Klammern oder dergleichen versehen werden, das auch nach dem Trennungsvorgang noch verbleiben kann und gegebenenfalls erst bei der Montage des Tragriemens 20 in einer Aufzugsanlage entfernt wird. Dieses Verfahren ist zum Beispiel in der Europäischen Patentanmeldung ep 06118824.9 der Anmelderin ausführlich erläutert, auf welche diesbezüglich Bezug genommen wird.
4.3.2 Weitere Varianten erfindungsgemässer Tragmittel
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein nachfolgend beschriebenes riemenartiges Tragmittel (nachfolgend vereinfachend mit „Tragriemen" oder "Riemen" bezeichnet) für eine Aufzugsanlage vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemässen Tragmittels ist eine Mehrzahl von seilartigen Zugträgern in einer oder mehreren gemeinsamen Ummantelungen) angeordnet, wobei eine Ummantelung, insbesondere eine äussere Ummantelung, einen unrunden Querschnitt aufweist. Eine äussere Ummantelung bildet in bevorzugter Weise einen form- und/oder funktionsbestimmenden Formkörper des Tragmittels. Anzahl und Anordnung der Zugträger sind im Formkörper bevorzugt so gewählt, dass in dem Tragmittel eine Kompensation unterschiedlicher Drehmomente bzw. Torsionsmomente realisiert ist. Einzelnen Zugträgern sind optional einzelne Ummantelungen zugeordnet, die abschnittsweise oder vollständig in den Formkörper eingebettet sind. Der Formkörper weist in bevorzugter Weise einen dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen, sechseckigen oder mehreckigen Querschnitt auf, der im wesentlichen über die gesamte Länge des Tragmittels konstant bleibt. Allerdings kann der Formkörper eine bevorzugt gleichmässige Verzahnung entlang seiner Längserstreckung aufweisen, die dem Formkörper zumindest zwei unterschiedliche Querschnittsformen zuordnet, die sich entlang der Längserstreckung des Tragmittels abwechseln.
Der Formkörper des Tragmittels weist zumindest eine Treibseite auf, über die das Tragmittel mit einer sogenannten Treibscheibe oder -welle in berührenden Kontakt bringbar ist, wie dies an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschrieben ist. Des weiteren weist der Formkörper bevorzugt eine von der Treibseite abgewandte Führungsseite auf, über die das Tragmittel insbesondere mit Führungs- und/oder Umlenkrollen in Eingriff bringbar ist. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel weist der Formkörper des Tragmittels zwei (insbesondere einander gegenüberliegende) Treibseiten auf, die jeweils mit einer Treibscheibe oder -welle in Eingriff bringbar ist.
In einer Ausgestaltung weist der Formkörper im Querschnitt zu seiner Längsachse betrachtet wenigstens zwei Bereiche bzw. Lagen mit unterschiedlichen Eigenschaften auf: Einen ersten Bereich, der im Betrieb mit der Treibscheibe zusammenwirkt (auch Treibseite oder Traktionsseite genannt) und einen diesem Bereich gegenüberliegenden Bereich, der entweder dem Schutz der Zugträger vor Umwelteinflüssen dient oder der Führung und/oder der Umlenkung dient (Führungsseite). Zwischen diesen Bereichen kann als weiterer Bereich ein (mittig zwischen Treibseite und Führungsseite angeordneter) Grundkörper vorgesehen sein. Ein Zugträger kann ganz oder teilweise in einem dieser Bereiche angeordnet sein. In bevorzugter Weise sind alle Zugträger im Grundkörper oder im Bereich der Führungsseite angeordnet. In einer Ausgestaltung sind als Zugträger eines oder mehrere so genannte „drehungsfreie" Seile auf Stahl- oder Kunstfaserbasis in den Formkörper eingebettet. Als ein Stahlseil ist beispielsweise ein drehungsfreies Stahlseil in Anlehnung an DIN 3071 vorgesehen.
In einer weiteren Ausgestaltung sind wenigstens zwei Zugträger vorgesehen, deren Dreh- bzw. Torsionsmomente einander so ausbalancieren, dass das gesamte Tragmittel nahezu dreh- und/oder torsionsmomentfrei ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Tragmittel wenigstens einen Zugträger und auf seiner Treibseite wenigstens eine Keilrippe auf, wobei der wenigstens eine Zugträger der Keilrippe zentrisch bzw. kraftsymmetrisch zugeordnet ist. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel weist das Tragmittel mindestens zwei mal zwei Zugträger auf, die zentrisch und/oder symmetrisch mindestens zwei treibseitigen Keilrippen und zentrisch und/oder symmetrisch wenigstens einer führungsseitigen Keilrippe zugeordnet sind.
Eine Modifikation des Tragmittels sieht einen einlagigen Formkörper mit ein oder mehreren eingebetteten Zugträgern vor, wobei bevorzugt auf zwei (einander insbesondere gegenüberliegenden) Seiten des Formkörpers jeweils wenigstens eine sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckende Rippe und/oder wenigstens eine sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckende Rille aufweist. In einer anderen Modifikation weist das riemenartige Tragmittel einen wenigstens aus zwei Riemenlagen geformten Formkörper mit einem oder mehreren eingebetteten Zugträgern auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein erfindungsgemässes riemenartiges Tragmittel für eine Aufzugsanlage eine erste Riemenlage aus einem ersten plastifizierbaren Werkstoff mit einer ersten Aussenfläche und einer eine Verbindungsebene bildenden Fläche auf, sowie wenigstens einen seilartigen Zugträger, der so in die erste Riemenlage eingebettet ist, dass er teilweise aus der Verbindungsebene der ersten Riemenlage vorsteht und der vorstehende Abschnitt des wenigstens einen Zugträgers zumindest teilweise mit dem ersten plastifizierbaren Werkstoff bedeckt ist. Weiter umfasst das riemenartige Tragmittel eine zweite Riemenlage aus einem zweiten plastifizierbaren Werkstoff, der an der Verbindungsebene der ersten Riemenlage und den vorstehenden Abschnitten des wenigstens einen Zugträgers angeformt ist und eine zweite Aussenfläche des Tragriemens bildet.
Die erste Riemenlage und die zweite Riemenlage des Tragriemens können wahlweise aus einem Werkstoff der gleichen Werkstoffgruppe – wie z. B. aus der Gruppe der thermoplastischen Elastomere – aus dem gleichen Werkstoff – beispielsweise einem EPDM mit identischer Zusammensetzung –, einem gleichen Werkstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften (beispielsweise einem thermoplastischen Polyurethan und demselben thermoplastischen Polyurethan mit einem Weichmacher als Zusatz), oder aus verschiedenen Werkstoffen, insbesondere ganz verschiedenen Kunststoffen (beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer und einem vulkanisierbaren, synthetischen Gummi oder einem Gewebe, insbesondere einem imprägnierten Gewebe) gebildet sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Aussenfläche der ersten Riemenlage mit wenigstens einer sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden ersten Rippe ausgebildet, welche vorzugsweise in der Form einer ersten Keilrippe ausgebildet ist, die einen Flankenwinkel zwischen 50° und 130° aufweist und/oder mit einer abgeflachten Spitze ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Aussenfläche der zweiten Riemenlage mit wenigstens einer sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden zweiten Rippe ausgebildet, welche vorzugsweise in der Form einer zweiten Keilrippe ausgebildet ist, die einen Flankenwinkel zwischen 50° und 120° aufweist und/oder mit einer abgeflachten Spitze ausgebildet ist. Denkbar ist sowohl eine Ausgestaltung mit einer ersten Keilrippe auf der ersten Aussenfläche, als auch mit nur einer zweiten Keilrippe auf der zweiten Aussenfläche oder mit einander gegenüberliegenden bzw. Versetzt gegenüberliegenden Keilrippen auf der ersten und der zweiten Aussenfläche.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Verhältnis der Gesamthöhe des Tragmittels zur Gesamtbreite des Tragmittels grösser als 1, wobei die Höhenerstreckung prinzipiell senkrecht zu einer (ggf. imaginär zylindrischen) Treib(ober)fläche einer zugeordneten Treibscheibe ausgerichtet ist. Alternativ kann dieses Verhältnis aber auch ungefähr 1 betragen oder kleiner als 1 sein.
1aS zeigt einen weiteren, modifizierten (flachen) Tragriemen 20 für das erfindungsgemässe Aufzugssystem, der einen einstückig geformten Formkörper umfasst. Eine Seite des Tragriemens 20 ist während des Betriebes (mit einer Treibseite 50) einer Treibscheibe 26 zugewandt. Diese Seite 50 ist mit Keilrippen 80 versehen. Die Keilrippen 80 sind in Längsrichtung des Riemens 20 orientiert. Der Formkörper 44 des Keilrippenriemens 20 ist vorzugsweise aus Polyurethan hergestellt und beherbergt in Längsrichtung des Flachriemens 20 orientierte Zugträger 42. Die Zugträger 42 verleihen den Keilrippenriemen 20 die erforderliche Zugfestigkeit und/oder Längssteifigkeit. Sie können aus metallischem Material und/oder nicht-metallischem Material, wie natürlichen und/oder synthetischen Fasern/Chemiefasern hergestellt sein, wobei sie als Gewebe, insbesondere flächige Gewebe und/oder als seilartige Zugträger 42 ausgebildet sein können, wie dies hier dargestellt ist. Weitere mögliche Varianten zur Werkstoff- und Formauswahl für die Zugträger und die Ummantelung sind an anderer Stelle dieses Dokuments erwähnt und im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendbar.
Mit der Wahl eines Keilrippenriemens 20 als Tragmittel für den erfindungsgemässen Aufzugs, kann eine Treibscheibe 26 mit einem Durchmesser von 70 mm bis 100 mm – vorzugsweise 85 mm – eingesetzt werden, um die erforderliche Traktionskraft auf das Tragmittel 20 zu übertragen und dabei eine unzulässig hohe Biegebeanspruchung des Tragmittels 20 zu vermeiden. Der Einbauraum für den Antrieb kann so schmäler gestaltet werden. Dank des geringeren Treibscheibendurchmessers ist – bei gegebener Traktionskraft – das an der Treibscheibenwelle aufzubringende Drehmoment entsprechend geringer. Das von der Antriebsmaschine 2 geforderte Antriebsdrehmoment kann mit Hilfe eines Riemenvorgeleges (nicht dargestellt) zusätzlich reduziert werden. Da sich die Durchmesser von Elektromotoren etwa proportional zum erzeugbaren Drehmoment verhalten, können die Abmessungen der Antriebsmaschine 14 und somit der gesamte Einbauraum für die beschriebene Antriebsanordnung minimal gehalten werden. Modifizierte Varianten für erfindungsgemäss einsetzbare und erfindungsgemäss konzipierte Antriebsmaschinen sind an anderer Stelle dieses Dokuments erwähnt und im Detail beschrieben. Diese können im vorliegenden Aufzugssystem im Vorteil eingesetzt werden.
Bei der Ausführungsform gemäss 1aS sind die Rippen 80 durch Rillen voneinander getrennt, die beide einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Der zwischen den Flanken einer Rippe 80 bzw. einer Rille vorhandene Winkel b beeinflusst die Betriebseigenschaften des Keilrippenriemens 20, und insbesondere dessen Laufruhe und dessen Traktionsfähigkeit. Versuche haben ergeben, dass innerhalb gewisser Grenzen gilt, dass je grösser der Winkel b ist, desto besser ist die Laufruhe und desto schlechter ist die Traktionsfähigkeit. Unter Berücksichtigung der Anforderungen an Laufruhe wie an Traktionsfähigkeit sollte der Winkel b zwischen 80° und 100° liegen. Ein optimaler Kompromiss zwischen den gegensätzlichen Anforderungen wird mit Keilrippenriemen erreicht, bei denen der Winkel b bei etwa 90° liegt.
In einer weiteren Ausführungsform weist das flachriemenartige Tragmittel 20 pro Rippe mindestens zwei in Längsrichtung des Tragmittels orientierte Zugträger 42 auf, wobei die Gesamt-Querschnittsfläche aller Zugträger 42 zwischen 15% und 30%, insbesondere 20% oder mehr als 25% der Querschnittsfläche des Tragmittels beträgt.
Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung des Keilrippenriemens 20 ist aus 1bS erkennbar. Die durch Rillen voneinander getrennten Rippen 80 weisen in diesem Beispiel jeweils einen trapezförmigen Querschnitt auf. Ausserdem sind auf der der Treibscheibe zugewandten Seite 50 neben den keilförmigen Rippen 80 Querrillen 81 vorgesehen, welche die Rillen und Rippen 80 schneiden. Diese Querrillen 81 verbessern die Biege-Flexibilität des Keilrippenriemens 20, so dass dieser mit Treibscheiben 26 mit besonders geringen Durchmessern zusammenwirken kann. Die für das Zusammenwirken mit den hier beschriebenen keilrippenartigen, flachen Tragmitteln 20 vorgesehen Oberflächen einer Treibscheibe 26 können zylindrisch eben, und/oder bombierten und/oder mit in Umfangsrichtung angeordneten Aufnahmerillen für die Keile der Rippen 80 ausgebildet sein. Weitere besonders bevorzugte Varianten von Treibscheiben sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben und können in den vorliegenden Ausführungsbeispielen mit Vorteil eingesetzt werden.
Um mit einem Tragmittel 20 gemäss 1bS zusammenzuwirken, können ausserdem parallel zur Achse der Treibscheibe 26 radiale Rippen vorgesehen sein, die mit den Querrillen 81 des Tragriemens 20 ähnlich einem Zahnriemen mit einem Zahnrad zusammenwirken und einem Durchrutschen des Riemens 20 auf der Treibscheibe 26 entgegenwirken. Dabei sind die Querrillen 81 bevorzugt zwischen 0,01 mm und 0,5 mm tief, wobei seitens des Tragriemens keine korrespondierenden „Zähne" vorgesehen sein müssen.
1cS zeigt eine weitere Ausführungsform eines Keilrippenriemens 20 mit Querrillen 81, wie er bereits aus 1bS bekannt ist, wobei die Querrillen 81 in diesem Aus führungsbeispiel auf der den Keilrippen 80 gegenüberliegenden Seite 2.1 angeordnet sind. Ein solcher Keilriemen kann nicht nur als Trag- und Antriebsmittel für die Aufzugskabine dienen, sondern auch der Erfassung der Position der Aufzugskabine. Die Querrillen 81 bilden auf der Umlenkseite 2.1 des Reimens 20 eine Verzahnung mit quer zu seiner Längsrichtung orientierten Zähnen, die in ein Zahnrad eines Detektors formschlüssig eingreifen.
1dS zeigt eine Aufzuganlage mit einem Zahnrad 3A eines Positionsdetektors. Die Aufzugskabine 10 dieser Aufzugsanlage ist in einem Schacht 12 vertikal verfahrbar. Zum Heben und Senken der Kabine 10 ist ein Riemen 20 an seinem einen Ende im Aufzugschacht befestigt und läuft von dort über zwei am Dach der Kabine 10 angeordnete Kabinentragscheiben 34a, 34b (Umlenkscheiben) und eine von einem Elektromotor (nicht dargestellt) angetriebene Treibscheibe 26 zu einer Gegengewichttragscheibe (Umlenkscheibe) am Gegengewicht 32. Treib- und Umlenkscheibe können vorliegend nach der Art der anderen in diesem Dokument beschriebenen Treib- und/oder Umlenkscheiben modifiziert werden. Anstelle des Riemens 20 können erfindungsgemäss die anderen in diesem Dokument beschriebenen Tragmittel zur Anwendung gelangen.
Das (vorliegend beispielhaft als Flachriemen ausgebildete) Tragmittel 20 umschlingt die Treibscheibe und die Kabinentragscheiben 34a, 34b mit einer zweiten Flachseite 2.2, welche die in Riemenlängsrichtung verlaufende Keilrippen 80 aufweist. Die Keilrippen 80 wirken mit komplementären Nuten in der Treibscheibe 26 und den Kabinentragscheiben 34a, 34b zusammen. Hierdurch kann die Riemenspannung deutlich gesenkt und gleichzeitig eine ausreichende Treibfähigkeit der Treibscheibe 26 sichergestellt werden.
Da der Riemen 20 die Treibscheibe 26 und die benachbarte Kabinentragscheibe 34a, 34b gegensinnig umschlingt (in 1 ist der Riemen 20, ausgehend vom Gegengewicht 32, um die Treibscheibe 26 mathematisch negativ, um das anschliessende Kabinentragscheibe 34a, 34bs mathematisch positiv gebogen), ist der Riemen 20 zwischen diesen beiden Rädern 26, 34a, 34bs um 180° um seine Längsachse verdreht, so dass jeweils seine zweite, mit den Keilrippen versehene Flachseite 2.2 mit den Führungsflächen der Scheiben 26, 34a, 34b in Eingriff kommt. Damit ist die zweite Flachseite 2.2 als Führungs- wie auch als Treibseite des Tragmittels verwendet.
In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist die zweite Flachseite 2.2 als Treibseite des Tragmittels konzipiert, während die der zweiten Flachseite 2.2 gegenüberliegende erste Flachseite 2.1s als Führungsseite des Tragmittels verwendet wird und ebenfalls eine Rippe und/oder eine Rille aufweist. Die zweite Flachseite 2.2 gelangt damit im Betrieb mit wenigstens einer nicht angetriebenen Umlenk-/Führungsrolle in Eingriff.
Auf der der zweiten Flachseite 2.2 gegenüberliegenden ersten Flachseite 2.1s des Riemens 20 ist eine Verzahnung ausgebildet, in die ein Zahnrad 3A eines Detektors (nicht dargestellt) eingreift. Die kann unabhängig davon vorgesehen sein, ob das Tragmittel auf seiner ersten Flachseite eine in Längsrichtung orientierte Rille und/oder Rippe aufweist oder nicht. Die Verzahnung kann auf eine oder mehrere Rippen quasi aufgesetzt sein.
Das Zahnrad 3A ist in der Nähe der Treibscheibe 26 inertialfest im Aufzugschacht 12 angeordnet, so dass der Riemen 20 durch die Treibscheibe 26 und das Zahnrad 3A geführt wird. Sind Zahnrad und Treibscheibe nahe genug beieinander angeordnet, insbesondere nur durch einen Spalt getrennt, der im Wesentlichen der Riemenstärke entspricht, so drückt vorteilhaft die Treibscheibe den Riemen auf das Zahnrad und verhindert so ein Überspringen von Zähnen, was die Präzision der Positionserfassung verbessert.
Das Zahnrad 3A ist mit einer Drehgeber (nicht dargestellt) verbunden, der die relative Winkellage des Zahnrades, zum Beispiel dessen Umdrehung modulo 2π bestimmt und ein entsprechendes Signal an eine Verarbeitungseinheit (vorzugsweise an eine zentrale Aufzugssteuerungseinheit) ausgibt. Diese bestimmt durch Hinzuaddieren der bereits erfolgten vollständigen Umdrehungen entsprechend ihres Vorzeichens (beispielsweise Subtrahieren gegenläufiger Umdrehungen) die absolute Position des Riemens 20, indem sie den sich ergebenden Gesamtwinkel (relative Winkellage zuzüglich vollständiger Umdrehungen) mit dem Teilkreisradius des Zahnrades 3A multipliziert. Die Verarbeitungseinheit halbiert ggf. zwecks Berücksichtigung einer 2:1-Flaschenzuganordnung des Riemens 2 anschliessend diesen Wert und bestimmt daraus die Position der Kabine 1 im Schacht 7.
Wenn die Kabine 1 einen (beispielsweise in der Nähe einer Schachttür angeordneten) Kontaktschalter (nicht dargestellt) betätigt, erfasst eine Korrektureinheit diese tatsächliche Position der Kabine 1 relativ zum Kontaktschalter und vergleicht sie mit dem aus der Riemenposition ermittelten theoretischen Wert. Weicht der aus der Riemenposition ermittelte Wert – beispielsweise aufgrund einer Riemendehnung oder eines Überspringens der Verzahnung im Zahnrad 3A von der so bestimmten tatsächliche Position der Kabine 1 ab, so speichert die Korrektureinheit diese Abweichung und addiert sie nachfolgend zu der aus der Zahnradposition bestimmten theoretischen Kabinenposition.
Da die Riemenposition durch den mechanischen Abgriff relativ präzise und mit hoher Auflösung erfasst wird, kann durch einfache bzw. zweifache Differenzierung nach der Zeit auch die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung des Riemens (und damit auch der Kabine und des Gegengewichts) präzise ermittelt werden, wobei insbesondere eine gleich bleibende Riemendehnung ausser Betracht bleiben kann. Dies gestattet eine Überwachung maximal auftretender Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte, das Abfahren vorgegebener Geschwindigkeitsprofile und eine Abschätzung der Kabinengesamtmasse aus dem Quotienten der von Treibscheibe 26 auf den Riemen 2 ausgeübten Zugkraft und der resultierenden Beschleunigung.
In einer alternativen Ausgestaltungsform ist ein Zahnrad statt an der Kabinendecke drehbar an der Kabine 1 angeordnet. Das Zahnrad ist in der Nähe der einen Kabinentragscheibe 34a, 34b angeordnet, so dass der Riemen 20 zwischen Kabinentragscheibe 34a, 34b und Zahnrad 3B geführt ist. Die Zähne 81 auf der ersten Seite 2.1 (Führungsseite) des Tragriemens 20 greifen in das Zahnrad ein, während die Keilrippen 80 auf der zweiten Seite 2.2 (Treibseite) des Riemens 20 in die Nuten der Kabinentragscheibe eingreifen.
Das Zahnrad ist vorzugsweise über eine Untersetzung mit einem Drehgeber (nicht dargestellt) derart gekoppelt, dass ein Verfahren der Aufzugkabine 10 zwischen einer obersten und untersten maximal möglichen Position, bei der das Zahnrad mehrere vollständige Umdrehung ausführt, gerade einer vollständigen Umdrehung einer Encoderscheibe entspricht. Somit gibt die absolute Winkellage der Encoderscheibe direkt die absolute Position des Riemens 2 wieder, aus der wie bei der ersten Ausführung die Position der Kabine 10 bestimmt werden kann.
Die vorgeschlagene Messanordnung ist für sämtliche in diesem Dokument noch an anderer Stelle beschriebenen Aufzugssysteme und Hebezeuge anwendbar, wobei sämtliche in diesem Dokument an anderer Stelle beschriebenen Tragmittel verwendet werden können. Vorliegend wurde die Erfassung und Verfolgung der Position des Tragmittels mittels eines Zahnrades beschrieben, das in eine korrespondierende Verzahnung seitens des Tragmittels formschlüssig eingreift. In analoger Weise lässt sich jedoch auch ein kraftschlüssig auf dem Tragmittel abrollendes Messrad vorsehen, oder eine Räder-Anordnung, die mehrere, das Tragmittel umgreifende Räder aufweist, die wiederum mittels wenigstens einer Feder gegen das Tragmittel gedrückt werden könnten. Das Messrad kann an einer inertialfesten Position in einem Aufzugsschacht ebenso angebracht werden wie an der Kabine oder am Gegengewicht.
Weitere Vorteile eines mit Zähnen ausgestatteten Tragmittels werden in den folgenden Figuren erläutert.
1eS a) zeigt einen Tragriemen 20, der als Zahnriemen mit einer Treibscheibe zusammenwirkt und eine Geradverzahnung aufweist, in Aufsicht auf die Verzahnung.
Vorteilhaft ist, dass eine Treibscheibe für diese Tragriemenausführung durch Fräsen einfach herzustellen ist. Solche Tragriemen sind durch spezielle Massnahmen, beispielsweise durch seitlich an den Treibscheiben und Umlenkrollen angebrachte Bordscheiben, zu führen. Der bei Geradverzahnung über die gesamte Zahnbreite gleichzeitig erfolgende Zahneingriff hat eine relativ starke Geräuschentwicklung im Betrieb zur Folge.
Die Tragfähigkeit der Zähne eines Tragriemens und die Anzahl der im Eingriff stehenden Zähne bestimmen die Übertragungsfähigkeit. Idealerweise weist der Tragriemen gebogene oder pfeilförmig angeordnete Zähne auf, wie dies in den 1eSb und 1eSc dargestellt ist. Dadurch zentriert sich der Tragriemen auf dem Treibscheibe selbst. Ausserdem verbessert sich dadurch die Laufruhe. Normalerweise wird die Lauffläche der Treibscheibe an die Form der Zähne des Tragriemens angepasst, d. h. die Treibscheiben weisen eine der Riemenverzahnung entsprechende Gegenverzahnung auf.
1eS b) zeigt einen Tragriemen 20 mit bogenförmigen Zähnen. Diese Riemenverzahnung wirkt zusammen mit einer entsprechenden Gegenverzahnung einer Antriebs- oder Umlenkscheibe selbstzentrierend. Dadurch dass nicht die gesamte Zahnbreite gleichzeitig zum Eingriff kommt, wird auch das Betriebsgeräusch reduziert.
In 1eS c) ist ein Tragriemen 20 mit Pfeilverzahnung dargestellt. Die Zähne auf der linken und der rechten Riemenhälfte sind gegeneinander pfeilförmig angeordnet und in Riemenlängsrichtung jeweils um eine halbe Zahnteilung versetzt. Solche Tragriemen arbeiten geräuscharm, da der Zahneingriff zwischen Riemen und Scheibe in jedem Bereich der Riemenbreite zu einem anderen Zeitpunkt erfolgt, und sie zentrieren sich auf der Gegenverzahnung einer Treibscheibe selbst.
1eS d) zeigt eine verzahnte Scheibe 26, 26' für einen Tragriemen mit Pfeilverzahnung. Die Verzahnung ist entweder gefräst oder gewalzt. Die dargestellte Scheibe 26, 26' ist zweiteilig ausgeführt, um das Fräsen der Verzahnung zu ermöglichen.
1eS e) zeigt eine Treib- oder Umlenkscheibe 26, 26' für geradverzahnte Tragriemen 20, die zwecks seitlicher Führung des Tragriemens 20 zwei angeschraubte Bordscheiben 27 aufweist. Auf diese Weise kann auch ein Tragriemen mit selbstzentrierender Verzahnung geführt werden, wenn er mit der unbezahnten Seite um ein Umlenkscheibe 26' läuft.
In 1eS f) ist ein Tragriemen 20 dargestellt, der auf seiner unbezahnten Rückseite 54 eine Führungsrippe 82 aufweist. Diese dient dazu, den Tragriemen 20 zu führen, wenn er mit seiner unbezahnten Seite eine Scheibe umläuft. Die Lauffläche einer solchen Scheibe enthält in diesem Fall eine entsprechende Führungsrille. Diese Situation ist bei Aufzugssystemen gegeben, bei denen der Tragriemen durch Schieben so gelenkt wird, dass er in beiden Richtungen gebogen wird. Eine Führungsrippe kann auch an einer der Seitenkanten oder an beiden Seitenkanten angebracht sein.
Die in den 1eS a) bis 1eS d) und 1eS f) gezeigten Tragmittel enthalten in ihrer Längsrichtung orientierte Zugträger 42, die aus metallischen Litzen (z. B. Stahllitzen) oder nicht-metallischen Litzen (z. B. aus Chemiefasern) bestehen. Solche Zugträger 42 verleihen den erfindungsgemässen Übertragungsmitteln die erforderliche Zugfestigkeit und/oder Längssteifigkeit. Bevorzugte Ausführungsformen von erfindungsgemässen Tragmitteln enthalten Zugträger aus Zylonfasern. Zylon ist ein Handelsname der Firma Toyobo Co. Ltd., Japan, und betrifft Chemiefasern aus Polyp-phenylene-2,6-benzobisoxazole) (PBO). Diese Fasern übertreffen in den für die erfindungsgemässe Anwendung entscheidenden Eigenschaften diejenigen von Stahllitzen und von anderen bekannten Fasern. Die Längsdehnung und das Metergewicht des Übertragungsmittels können durch die Verwendung von Zylon-Fasern reduziert werden, wobei die Bruchkraft gleichzeitig höher ausfällt. Ebenfalls sehr geeignet sind Aramidfasern. Weitere Varianten sind diesem Dokument an anderer Stelle zu entnehmen, an der erfindungsgemässe Zugträger für Tragmittel im allgemeinen beschrieben sind und die für das vorliegende Ausführungsbeispiel Anwendung finden können. Ebenso können in vorteilhafter Weise Kombinationen von Rippen und Zähnen an einem erfindungsgemässen Tragmittel vorgesehen sein.
Gegenüber reibschlüssig arbeitenden Tragmitteln weist der als Zahnriemen ausgebildete Tragriemen 20 den Vorteil auf, dass die Grösse der Kraftübertragung zwischen einer Treibscheibe und dem Tragmittel wesentlich weniger von der Höhe der in den zu- und weglaufenden Trums des Tragmittels vorhandenen Zugkräfte abhängig ist. Bei der Anwendung eines als Zahnriemen ausgebildeten Tragriemens als Übertragungsmittel für eine Aufzugkabine mit Gegengewicht wirkt sich dieser Vorteil darin aus, dass auch eine sehr leichtgebaute Aufzugkabine mit einem viel schwereren Gegengewicht zusammenwirken kann, ohne dass das Übertragungsmittel auf dem Treibscheibe rutscht.
Idealerweise sollten die Zugträger 42 so im Tragriemen 20 eingebettet sein, dass sich benachbarte Fasern oder Litzen nicht berühren. Als ideal haben sich für den Aufzugbau Riemen mit einer Breite von etwa 30 mm und einer Dicke (ohne Verzahnung) von 3 mm erwiesen, die einen Zugträger-Füllungsgrad, d. h. ein Verhältnis zwischen dem Gesamtquerschnitt aller Zugträger und dem Querschnitt des Riemens, von mindestens 20% aufweisen.
In den 2aS bis 2gS sind Beispiele für stahlseilartige Zugträger und ihre möglichen Ausbildungsformen und möglichen Bauelemente dargestellt. Die im Zusammenhang mit den Zugträgern verwendeten Bezeichnungen entsprechen weitestgehend der für Drahtseile üblichen und in Norm EN 12385-2:2002(D) verwendeten Nomenklatur.
Erfindungsgemäss können die stahlseilartigen Zugträger 42 in einer erfindungsgemässen Aufzuganlage analog zu den Spiralseilen, Rundlitzenseilen, Formlitzenseilen ausgebildet sein, wie sie von den normalen, unummantelten Drahtseilen her bekannt sind. Die Seile können einfach, zweifach oder dreifach verseilt sein. Unter Umständen ist auch die Ausbildung in Form eines Flechtseils möglich (dann meist zusammen mit Spiral- und/oder Rundlitzenseilen), wobei die einfach verseilten und geflochtenen Varianten (siehe Beispiel in 2cS b) ebenso denkbar sind wie zweifach verseilte und genähte, geklammerte (siehe Beispiel 2cS c) oder gewebte Formen.
2aS zeigt genormte Rundlitzenstahlseile gemäss DIN 3055, DIN 3056, DIN 3057, DIN 3058, DIN 3059, DIN 3060, DIN 3061, DIN 3062, DIN 3063, DIN 3064, DIN 3065, DIN 3066, DIN 3067, DIN 3068, DIN 3069, DIN 3071 entnommen: K. Feyrer; "Drahtseile: Bemessung, Betrieb, Sicherheit"; 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2000, Seite 38. Die genannten Dokumente werden hinsichtlich der Auslegung, Konzipierung und Dimensionierung von Zugträgern für erfindungsgemässe Tragmittel für Aufzugsanlagen bzw. Hebezeuge vollumfänglich in Bezug genommen. Insbesondere werden nicht nur riemenartige Tragmittel mit einer Querverzahnung damit ausgestattet, sondern auch und besonders die erfindungsgemässen ummantelten Tragmittel mit wenigstens einer Längsrille oder Längsnut und unrundem Querschnitt.
Statt mit den Kunststoff bzw. Kunstfasereinlagen, wie dies in 2aS dargestellt ist, können die Zugträger 42 eines erfindungsgemässen flachriemenartigen Tragmittels 20 auch Stahleinlagen umfassen. Einige Beispiele hierfür sind in 2bS dargestellt. 2bS a) zeigt eine Stahllitzeneinlage kurz: SEL. 2bS b) zeigt eine unabhängig verseilte Stahlseileinlage, kurz SES. Ebenfalls eine Stahlseileinlage, diesmal allerdings parallel verseilt, zeigt 2bS c), kurz SESP. Nochmals eine Stahlseileinlage mit Kunststoff umhüllt zeigt 2bS d), kurz: SESU.
In einer weiteren Ausführungsform können die Zugträger als Kabelschlagseil ausgebildet sein, wie eines beispielhaft in 2cS a) abgebildet ist.
Generell können statt der Rundlitzen, wie sie in den Rundlitzenseilen der 2aS bis 2cS abgebildet sind, auch Dreikantlitzen (2dS a)), verdichtete Litzen (2dS b)) oder Flachlitzen (2dS c)) in den seilartigen Zugträgern 42 verarbeitet sein. Durch die Verwendung von Dreikantlitzen und Flachlitzen können seilartige Zugträger 42 mit geringeren Drehmomenten hergestellt werden. Die Verwendung von verdichteten Litzen ist auch dadurch vorteilhaft, dass bei gleicher Zugbelastung das Gewicht reduziert werden kann: Diese Variante ist erfolgreich einsetzbar bei Materialien, die nach der Verdichtung ihre verdichtete Form behalten.
Die 2eS a) und 2eS b) zeigen je ein Flachlitzenseil, wobei im Flachlitzenseil der 2eS a) eine Flachlitze und zwei Dreieckslitzen in einer gemeinsamen Umhüllung als Kern dienen. Das Flachlitzenseil aus 2eS b) umfasst dagegen einen Kunststoffkern. Gegenüber dem Flachlitzenseil aus 2eS b) ist das erfindungsgemässe Flachlitzenseil aus 2S a) durch den aus Dreieckslitzen und Flachlitze kombinierten Kern drehstabiler, was bei Tragmitteln mit wenigen Zugträgern sehr günstig ist. In 2eS c) ist ein erfindungsgemässes Dreikantlitzenseil für eine Aufzuganlage dargestellt, das mit einem Kunststoffkern ausgestattet ist. Dreikantlitzenseile sind ebenfalls sehr drehstabil und damit bestens für den Einsatz als Zugträger in einem Aufzugtragmittel geeignet. Neben dem hier gezeigten Dreikantlitzenseil mit Kunststoffkern, ist es erfindungsgemäss ebenso möglich, Dreikantlitzenseile mit Stahlkern, beispielsweise ebenfalls aus wenigstens zwei weiteren miteinander verdrillten Dreikantlitzen oder wie in 2eS a) mit zwei Dreikantlitzen und einer Flachlitze in einer Aufzuganlage einzusetzen. Alle beschriebenen Dreikant- und Flachlitzenseile können auch noch weitere Drahtlagen aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform können Zugträger eines erfindungsgemässen Tragmittels einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage auch in Form von Spiralseilen ausgebildet sein. Hierfür kommen die folgende Formen in Frage: offenes Spiralseil, wie in 2dfS a) dargestellt; halboffenes Spiralseil, wie ein Beispiel in 2fS b) dargestellt ist; geschlossenes Spiralseil, wie eines als Beispiel in 2fS c) dargestellt ist. Wie aus den 2eS und 2fS ersichtlich ist, werden für bestimmte Ausführungsformen spezielle Drahtformen benötigt. Beispiele für solche Drahtformen sind in 2gS abgebildet.
Obgleich sich die oben gegebenen Beschreibungen auf Stahl-Zugträger bzw. Drahtseile beziehen, hat es sich gezeigt, dass die beschriebenen Möglichkeiten zur Ausbildung von Drahtseilen prinzipiell auch auf die Ausgestaltung von Faserseilen angewendet werden können. Das heisst Zugträger 42 in einem Tragmittel einer erfindungsgemässen Aufzuganlage können aufgebaut sein, wie in den 2aS bis 2gS beschrieben – mit der entsprechenden Anzahl Litzenlagen, den entsprechenden Anzahlen und Durchmessern sowie Geometrien der Litzen der entsprechenden Verdrillung der Litzen und Drähte bzw. Faserbündel. Die Faserbündel können dabei selbst als verdrillte Faserbündel oder Bündel mit parallelen Fasern vorgesehen sein. Werden für spezielle Ausgestaltungsformen der Zugträger bestimmte Aussengeometrien der Faserbündel benötigt vgl. (2gS), wie sie mit Drähten aufgrund der Metallverformbarkeit ohne weiteres hergestellt werden können, so lassen sich die Faserbündel in entsprechend geformte Kunststoffumhüllungen einpacken, die den Faserbündeln die gewünschte Geometrie verleihen. Freilich fallen dann die Berechnungsgrössen aufgrund der anderen Eigenschaften und insbesondere aufgrund der geringeren Dichte der Zugträger anders aus. Prinzipiell können die Zugträger aus Naturfasern und/oder Kunstfasern und/oder Stahldrähten gefertigt sein, bevorzugt werden aber Polyamidfasern und insbesondere Aramidfasern aufgrund ihres spezifischen Gewichtes ihrer Biegewechselfestigkeit und der hohen Zugfestigkeit. Auch die an anderer Stelle erwähnten Faser-Materialien und -Geometrien können hierbei Anwendung finden.
In die Zugträger können wahlweise auch singaltransportierende Leitungen eingearbeitet sein, die zur Positionsfindung der Aufzugskabine und/oder zur Überwachung des Tragriemens und seiner Ablegereife dienen. Dies können beispielsweise elektrische Leiter oder Glasfaserleiter sein. Ein Beispiel für einen Tragriemen mit einem solchen elektrisch leitenden Element ist beispielsweise in EP1674419A1 , Absätze 14 bis 19 und 3A, bis 10 inklusive deren Beschreibungen näher dargestellt, auf deren Inhalt hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
In einer weiteren Ausführungsform können die oben beschriebenen Ausführungsformen von Seilen, Litzen und Drähten bzw. Faserbündeln und Fasern auch für sich genommen als Zugträger eingesetzt werden, d. h. dass sie nicht zwingend in einen Riemen eingebettet werden müssen um als Tragmittel in einer erfindungsgemässen Aufzuganlage eingesetzt zu sein. Sie können also auch ohne weitere Zugträger und/oder ohne Ummantelung als Zugträger einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage fungieren.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen von Seilen, Litzen und Drähten bzw. Faserbündeln und Fasern dienen als Beispiel zur Realisierung erfindungsgemässer Tragmittel und Aufzugssysteme.
Der Fachmann weiss, dass sich verschiedene hier dargestellte Elemente der einzelnen Ausführungsformen mit anderen Elementen und Merkmalen sinnvoll kombinieren lassen.
Ausgangspunkt für die obigen Darlegungen waren einlagig gefertigte Flachriemen 20, wie sie in den 1aS und 2bS dargestellt sind. Neben diesen einlagig ausgebildeten flachseilartiger Tragriemen, ist es auch möglich, flachriemenartige Tragmittel 20 als zweilagige oder mehrlagige Tragriemen auszugestalten.
3 zeigt schematisch den Grundaufbau eines zweilagigen riemenartigen Tragmittels 20 für eine Aufzugsanlage. Wie daraus ersichtlich, weist das Tragmittel 20 einen Riemenkörper 44, auch Formkörper 44 genannt, mit einer ersten Riemenlage 46 aus einem ersten plastifizierbaren Werkstoff und mit einer zweiten Riemenlage 48 aus einem zweiten plastifizierbaren Werkstoff auf. Der Riemenkörper 44 besitzt eine erste Aussenfläche 50 auf der Seite der ersten Riemenlage 46. Zwischen der ersten und der zweiten Riemenlage 46, 48 befindet sich eine Verbindungsebene 52. Weiter weist der Riemenkörper 44 auf seiner der ersten Aussenfläche 50 gegenüberliegenden Seite eine zweite Aussenfläche 54 der zweiten Riemenlage 48 auf. Im Bereich der Verbindungsebene 52 sind in dem zweilagigen Riemenkörper 44 mehrere seilartige Zugträger 42 eingebettet.
Als seilartige Zugträger 42 sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung (wie bereits erwähnt) insbesondere Seile, Litzen, Cords oder Geflechte aus Metalldrähten, Stahl, Kunststofffasern, Mineralfasern, Glasfasern, Kohlefaser und/oder Keramikfasern verwendbar. Die seilartigen Zugträger 42 können jeweils aus einem bzw. mehreren Einfachelementen oder aus ein- oder mehrfach verseilten Elementen gebildet sein.
In einer Ausführung der Erfindung umfasst jeder Zugträger 42 eine zweilagige Kernlitze mit einem Kerndraht (z. B. 0,19 mm Durchmesser) und zwei um diesen geschlagenen Drahtlagen (z. B. 0,17 mm Durchmesser) sowie um die Kernlitze angeordnete einlagige Aussenlitzen mit einem Kerndraht (z. B. 0,17 mm Durchmesser) und einer um diesen geschlagenen Drahtlage (z. B. 0,155 mm Durchmesser). Ein solcher Zugträgeraufbau, der beispielsweise eine Kernlitze mit 1 + 6 + 12 Stahldrähten und acht Aussenlitzen mit 1 + 6 Stahldrähten aufweisen kann, hat sich in Versuchen als vorteilhaft bezüglich Festigkeit, Herstellbarkeit und Biegbarkeit erwiesen. Vorteilhafterweise weisen dabei die zwei Drahtlagen der Kernlitze denselben Schlagwinkel auf, während die eine Drahtlage der Aussenlitzen entgegen der Schlagrichtung der Kernlitze geschlagen ist und die Aussenlitzen entgegen der Schlagrichtung ihrer eigenen Drahtlage um die Kernlitze geschlagen sind. Die vorliegende Erfindung ist aber selbstverständlich nicht auf Zugträger 42 mit diesem speziellen Zugträgerraufbau beschränkt.
Die Verwendung von seilartigen Zugträgern 42 (zum Teil auch als Cords bezeichnet) mit geringen Durchmessern bzw. Dicken quer zur Längserstreckung des Tragmittels 20 ermöglicht es, Treibscheiben 26 und Tragscheiben 30, 34a, 34b mit geringen Durchmessern einzusetzen. Der Durchmesser der Zugträger 42 liegt bevorzugt im Bereich von 1,5 mm bis 4 mm.
In der in 3 gezeigten Ausgestaltungsform des Tragriemens 20 steht die erste Aussenfläche 50 (Treibseite) der ersten Riemenlage 46 des Riemenkörpers 44 während des Betriebes mit der Traktionsfläche der Treibscheibe 26 in Eingriff, während die zweite Aussenfläche 54 (Führungsseite) der zweiten Riemenlage 48 zum Beispiel mit den Laufflächen der Gegengewichtstragscheibe 30 und der beiden Kabinentragscheiben 34a, 34b in Eingriff steht. Selbstverständlich ist das Tragmittel 20 der Erfindung aber auch in umgekehrter Weise in einer Aufzugsanlage mit Treibscheibenantrieb einsetzbar, wie sie in 2A und 2B dargestellt ist. D. h. die erste Aussenfläche 50 der ersten Riemenlage 46 des Riemenkörpers 44 kann ebenso mit der Traktionsfläche der Treibscheibe 26 in Eingriff stehen, während die zweite Aussenfläche 54 der zweiten Riemenlage 48 mit den Laufflächen der Gegengewichtstragscheibe 30 und der beiden Kabinentragscheiben 34a, 34b in Eingriff steht.
Der erste Werkstoff für die erste Riemenlage 46 und der zweite Werkstoff für die zweite Riemenlage 48 können aus einem identischen Werkstoff gefertigt sein, aus einem gleichen Werkstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften, aus einem Werkstoff der gleichen Werkstoffklasse oder aber auch aus unterschiedlichen Werkstoffen, insbesondere unterschiedlichen Kunststoffen. Als Werkstoffe für die Riemenlagen 46, 48 kommen zum Beispiel Elastomere wie die Folgenden in Frage: Polyurethan (PU), Polyamid (PA), Polyethylentertephthalat (PET), Polypropylen (PP), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylen (PE), Polychloropren (CR), Polyethersulfon (PES), Polyphenylsulfid (PPS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylchlorid (PVC), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Die genannten Materialien sind eine nicht-abschliessende Aufzählung; und die Wahl des Werkstoffes für die Riemenlagen 46, 48 und zur Bildung des Formkörpers 44 des Tragmittels 20 ist nicht auf die aufgezählten Materialien beschränkt. Zusätzlich können den Werkstoffen für die erste und die zweite Riemenlage 46, 48 auch spezielle Haftvermittler zugegeben werden, um die Festigkeit der Verbindung zwischen den Riemenlagen 46, 48 und zwischen den Riemenlagen 46, 48 und den Zugträgern 42 zu erhöhen. Ebenso ist die Einlagerung weiterer Gewebe und/oder Gewebefasern und/oder Kohlenstoff-, Glas- oder Polyamidfasern, insbesondere Aramidfasern und/oder feinverteilten Partikeln aus Metallen und/oder Metalloxiden oder anderer Füllstoffe möglich. Weitere vorteilhafte und erfindungsgemäss verwendbare bzw. kombinierbare Werkstoffe, Werkstoffkombinationen und Beimischungen sind ebenso an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben, wie weitere Geometrien und Einsatzbereiche der erfindungsgemässen Tragmittel bzw. deren Formkörper.
Zur Optimierung der benötigten Eigenschaften wie Reibungskoeffizient, Querstabilität, Laufruhe, Geräuschminderung, Torsionssteifigkeit können auch auf der ersten und/oder der zweiten Aussenfläche 50, 54 Beschichtungen vorgesehen sein (hier nicht dargestellt, ergänzend an anderer Stelle beschrieben). Diese können beispielsweise Gewebe aus metallischen und/oder synthetischen und/oder natürlichen Fasern sein und/oder dünne Schichten aus Kunststoff und/oder Verbundmaterial mit metallischen und/oder synthetischen und/oder natürlichen Fasern und/oder mit feinverteilten Partikeln aus Metallen und/oder Metalloxiden. Auch als Opferschichten bezüglich Verschleiss können solche Beschichtungen vorgesehen sein.
In einem möglichen Herstellungsverfahren, werden die erste und die zweite Riemenlage jeweils in einem Extrusionsverfahren gebildet. Grundsätzlich ist es dabei auch möglich, ein vulkanisierbares thermoplastisches Elastomermaterial einzusetzen, wie beispielsweise EPDM, wobei die Vulkanisation dann natürlich erst nach dem Extrusionsverfahren und bevorzugt nach Herstellung einer zumindest annähernden Endform durchgeführt wird.
Gemäss der Erfindung ist es möglich, für die erste Riemenlage 46 und die zweite Riemenlage 48 jeweils den gleichen Werkstoff mit gleichen Eigenschaften, jeweils den gleichen Werkstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften oder unterschiedliche Werkstoffe einzusetzen. Die Eigenschaften des/der Werkstoffe(s) für den Formkörper 44 umfassen dabei insbesondere die Härte, die Fliessfähigkeit, die Konsistenz, die Verbindungseigenschaften mit den seilartigen Zugträgern 42 und/oder mit dem zweiten Werkstoff der anderen Riemenlage, die Biegewechselfestigkeit, die Zug- und Druckfestigkeit, die Verschleisseigenschaften, die Farbe und dergleichen.
In besonderen Ausgestaltungen der Erfindung kann zumindest eine der Riemenlagen 46, 48 aus einem transparenten Werkstoff gebildet sein, um eine Prüfung des Tragmittels 20 auf Beschädigungen zu vereinfachen. Ausserdem können die erste und/oder die zweite Riemenlage in antistatischer Qualität ausgeführt sein. In einer weiteren Ausgestaltung kann zum Beispiel die zweite Riemenlage lumineszierend ausgeführt sein, um die Rotation der Treibscheibe oder der Trommel erkennbar zu machen oder um bestimmte optische Effekte zu bewirken.
In einer weiteren Ausführungsform können die Riemenlagen 46, 48 unterschiedlich dick ausgeführt sein, wie in 4S und 5S dargestellt. Die Zugträger 42 können bei unterschiedlich dicken Riemenlagen je nach Anforderungsprofil in der Mitte t/2 des Formkörpers 44, wie in 4S gezeigt, liegen, oder in der Verbindungsebene 52 zwischen den Riemenlagen 46, 48 (vgl. 5S) oder irgendwo dazwischen angeordnet sein (nicht dargestellt).
Im Beispiel der 4S ist die Riemenlage 48 dünner als die Riemenlage 46, wobei letztere zudem Keilrippen 80 aufweist. Die Zugträger 42 sind etwa in der Mitte des Formkörpers 44 angeordnet und vollständig in der dickeren Riemenlage 46 eingebettet Im Beispiel der 5S sind die Zugträger 42 dagegen in der Verbindungsebene 52 angeordnet und etwa gleichmässig tief in die beiden Riemenlagen 46, 48 eingebettet. Aufgrund der unterschiedlichen Dicke der beiden Riemenlagen 46, 48 befinden sie sich jedoch nicht in der Mitte t/2 des Tragmittels 20. Diese nicht-mittige Lage der Tragmittel 20 wirkt sich auf den Anpressdruck und dessen Verteilung auf die Treibscheibenseite mit der ersten Aussenfläche 50 und auf die gegenüberliegende Seite aus.
In einer modifizierten Ausgestaltung des Tragmittels 20, wie sie beispielsweise in 6S dargestellt ist, sind die Riemenlagen 46, 48 unterschiedlich dick. Die Zugträger 42 befinden sich etwa in der Mitte des Tragkörpers 44. Entsprechend der Dickenverhältnisse der Riemenlagen 46, 48 zueinander sind die Zugträger 42 in diesem Beispiel tiefer in der ersten Riemenlage 46 als in der zweiten Riemenlage eingebettet. Natürlich ist es auch möglich, dass die Zugträger 42 stattdessen tiefer in der zweiten Riemenlage 48 eingebettet sind oder ganz umschlossen vom Material einer der beiden Riemenlage 46, 48 im Riemenkörper 44 vorliegen, vgl. hierzu auch 4S. Die Verteilung des Anpressdruckes und ein möglicherweise auftretender Unterschied desselben auf der Treibseite und der gegenüberliegenden, oft als Umlenkseite genutzten Seite des Tragmittels 20 hängt aber nicht nur von der Anordnung der Zugträger im Formkörper 44 ab. Die Verteilung des Anpressdrucks hängt ggf. auch von den Materialeigenschaften der Zugträger sowie der beiden Riemenlagen 46, 48 und von den Krafteinleitungs- bzw. Kraftübertragungseigenschaften der Verbindung zwischen Zugträger(n) 42 und den Riemenlagen 46, 48 ab. Möglicherweise vorhandene Beschichtungen auf den Aussenflächen 50, 54 oder auf den Zugträgern 42 können ebenfalls eine Rolle spielen. Erfindungsgemäss werden die Dicken der Riemenlagen 46, 48, deren Material und die Position der Zugträger 42 innerhalb des Formkörpers 44 genau aufeinander abgestimmt, um alle wichtigen Eigenschaften des Tragmittels zu optimieren.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Material für wenigstens eine Riemenlage 46, 48, in welche der oder die Zugträger 42 zumindest teilweise eingebettet sind, derart gewählt, dass der oder die seilartigen Zugträger 42 eine Schmierung erfahren. Die Schmierung schafft bei möglichen Bewegungen von einzelnen Elementen aus denen ein Zugträger 42 aufgebaut ist, wie Litzen, Drähte, Faserbündel etc. verschleissfreie oder zumindest verschleissreduzierten Bedingungen. Zugleich wird ein Schutzeffekt gegen Umwelteinflüsse wie Korrosion, Befall durch lebende Organismen und ähnliches bewirkt. Dies trägt erheblich zur Verlängerung der Lebensdauer des Tragmittels 20 bei.
Eine alternative zur Schmierung über das Material, in dem ein Zugträger eingebettet ist, ist die Verwendung von selbstschmierenden Elementen für den Zugträger oder ein entsprechender struktureller Aufbau in Kombination mit einem Material, der eine Schmierung wenigstens weitgehend erübrigt. Die Zugträger 42 werden durch das Material der Riemenlagen 46, 48 ausserdem in ihren gewünschten Positionen gehalten und vor Korrosion geschützt.
Zur Erhöhung des Anpressdrucks des Tragmittels 20 an eine Treibscheibe 26 ist es in Hinblick auf eine Erhöhung der Traktions- bzw. Treibfähigkeit vorteilhaft, die Kontaktflächen des Riemenkörpers 44, die mit der Treibscheibe 26 zusammenwirken, d. h. die erste oder die zweite Aussenfläche 50, 54, mit so genannten (Keil-)Rippen 80 auszubilden, wie dies in 1aS, 1bS und 4S bis 6S auf der mit der Treibscheibe 26 zusammenwirkenden Seite der ersten Riemenlage 46 zu sehen ist und an anderer Stelle dieses Dokuments schon beschrieben ist. Die genannten Rippen 80 erstrecken sich als längliche Erhebungen in Richtung der Längserstreckung des Tragmittels 20 und kommen bevorzugt mit entsprechend geformten Rillen auf der Lauffläche der Treibscheibe 26 in Eingriff. Gleichzeitig gewährleisten die Keilrippen 80 mit ihrem Eingriff in die Rillen seitens der Treibscheibe 26 eine seitliche Führung des Tragriemens 20 auf der Treibscheibe 26.
Wenn beabsichtigt ist, während des Betriebes die der treibseitigen Aussenfläche 50 gegenüberliegende Aussenfläche 54 des Tragriemens 20 als Umlenkseite (Führungsseite) in Kontakt mit einer Umlenkrolle zu bringen, so kann es vorteilhaft sein auch die Aussenfläche 54 mit Keilrippen 80 auszubilden, wie dies in den 5S bis 7S dargestellt ist. Die Vorteile, die sich hieraus ergeben entsprechen u. a. denen auf der Treibseite.
Die Rippen 80 werden entweder bereits beim Extrudieren der entsprechenden Riemenlage 46, 48 gefertigt oder nach Erstellen einer flachen Riemenlage 46, 48 bzw. eines flachen Riemenkörpers 44 durch Umformen und oder durch materialabtragende Bearbeitung, wie Fräsen, Schneiden, Materialabtrag mit dem Laser und ähnliches.
Des Weiteren können die beiden Aussenflächen 50, 54 des Tragriemens 20 der Erfindung über ihre gesamte Länge oder nur in entsprechenden Teilabschnitten, in denen sie mit der Treibschreibe 26 und den verschiedenen Trag- und Umlenkscheiben der Aufzugsanlage in Kontakt kommen, mit einer speziellen Oberflächeneigenschaft versehen sein, die insbesondere die Gleiteigenschaften des Tragriemens 20 beeinflusst. Beispielsweise kann die mit der Traktionsfläche der Treibscheibe 26 kämmende Aussenfläche 50, 54 des Tragriemens mit einer traktionsoptimierenden (je nach Situation heisst dies traktionsvermindernden oder traktionserhöhenden) Beschichtung, Oberflächenstruktur oder dergleichen versehen sein. Alternativ kann der Tragriemen 20 auch an einer oder an beiden Aussenflächen 50, 54 mit einem Gewebe oder dergleichen ummantelt werden, um die Eigenschaften der Tragriemenoberfläche zu beeinflussen.
In dem Ausführungsbeispiel von 5S ist die Gesamthöhe des Tragriemens 20 grösser bemessen als seine Gesamtbreite. Hierdurch wird die Biegesteifigkeit des Tragriemens 20 um seine Querachse vergrössert und so einem Verklemmen in den Rillen der Treibscheibe 26 und der Tragscheiben 30, 34a, 34b entgegengewirkt. In dem gezeigten Beispiel beträgt das Verhältnis etwa 0,90. Die Höhenabmessung orientiert sich dabei in etwa senkrecht zu einer imaginär zylindrischen Treibscheibenoberfläche.
Der Flankenwinkel α der Treibrippen 80 der ersten Riemenlage 46 ist als Innenwinkel zwischen den beiden Flanken einer Treibrippe 80 definiert und beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 90° (allgemein zwischen 60° und 120°). Der entsprechend definierte Flankenwinkel β der Führungsrippe 82 der zweiten Riemenlage 48 beträgt in diesem Beispiel etwa 80° (allgemein zwischen 60° und 100°).
Wie in 5S erkennbar, ist die Flankenhöhe der Führungsrippe 82 grösser als die Flankenhöhe der beiden Treibrippen 80. Dadurch kann die Führungsrippe 82 tiefer in eine entsprechende Rille der Umlenkscheiben 30, 34a, 34b eintauchen als dies bei den Treibrippen 80 und den zugeordneten Rillen der Treibscheibe 26 der Fall ist. Ebenso ist in 8 erkennbar, dass auch die Flankenbreite der Führungsrippe 82 grösser ist als jene der beiden Treibrippen 80. Durch die grössere Flankenbreite der Führungsrippe 82 wird der Tragriemen 20 auf seiner zweiten Aussenseite 54 über einen weiteren Bereich in Querrichtung geführt.
Wie in 5S angedeutet, haben die Keilrippen 80, 82 jeweils eine abgeflachte Spitze mit einer bestimmten Breite, die mindestens so gross wie der minimale Abstand der entsprechenden Gegenflanken der Rillen der Scheiben 26, 30, 34a, 34b ist. Dadurch berührt die in diesen Gegenflanken ausgebildete Kante die Flanken der Keilrippen 80, 82 nicht, sodass diese vor einer entsprechenden Kerbwirkung geschützt sind.
Die erste Aussenfläche 50 kann zumindest in den Bereichen der Keilrippen 80, die mit den Flanken der Treibscheibe 26 in Reibschluss treten, eine Beschichtung mit einer PA-Folie oder dergleichen aufweisen. Weiter besteht die Möglichkeit, eine Keilrippe 80 mit einer reibwert- und/oder geräuschmindernden Beschichtung zu versehen.
Das in 6S veranschaulichte Ausführungsbeispiel eines Tragriemens 20 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Beispiel dadurch, dass anstelle der zwei Keilrippen 80 auf der Seite der ersten Riemenlage 46 nur eine Keilrippe 80 ausgebildet ist. Auch diese eine Keilrippe 80 besitzt einen Flankenwinkel α von etwa 90° (allgemein zwischen 60° und 120°) und eine abgeflachte Spitze. Insgesamt ergibt sich bei diesem Tragriemen 20 sowohl an der ersten als auch an der zweiten Aussenfläche 50, 54 ein V-Profil.
7S zeigt ein Ausführungsbeispiel des Tragriemens 20, dessen Keilrippe 80 der ersten Riemenlage 46 insgesamt gerundet (gestrichelt dargestellte Linie 51) oder wenigstens zum Teil gerundet (durchgezogen dargestellte Linie 51) ausgebildet ist.
Es ist selbstverständlich, dass die Ausführungsbeispiele der 5S bis 7S nur beispielhaft sind und die Erfindung nicht auf diese speziellen Formen des Tragriemens 20 einschränken sollen. Der Fachmann wird ohne weiteres zahlreiche weitere Varianten des hier dargestellten Tragriemens erkennen. Insbesondere sind Abwandlungen und Einsatzbereiche innerhalb des vorliegenden Dokuments unabhängig vom Breiten-Höhen-Verhältnis des Tragmittelquerschnitts beliebig miteinander kombinierbar: Während in den Ausführungsbeispielen der 5S bis 7S jeweils die Gesamthöhe des Tragriemens 20 grösser bemessen war als seine Gesamtbreite, ist die Erfindung natürlich nicht darauf beschränkt, wie ja auch schon die Tragmittel 20 aus den 1aS und 1bS sowie 3 veranschaulicht haben, bei denen die Breite grösser ist als die Höhe. Darüber hinaus sind prinzipiell rechteckige, quadratische, ovale und kreisrunde Querschnittsformen für das riemenartige Tragmittel 20 denkbar. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Gesamtbreite zur Gesamthöhe des Tragriemens 20 im Bereich zwischen 0,8 und 1,2, bevorzugter im Bereich zwischen 0,9 und 1,1. In modifizierten Ausführungsbeispielen der Erfindung bewegt sich das Breite-Höhe-Verhältnis des Tragmittelquerschnitts zwischen 0,8 und 10.
Im obigen Ausführungsbeispiel wurde die Herstellung eines Tragriemens 20 mit einer bestimmten Breite und einer bestimmten Anzahl von eingebetteten Zugträgern 42 und Keilrippen 80, 82 beschrieben. Insbesondere im Fall von schmalen Tragriemen 20 (d. h. Höhe/Breite > 1), wie sie in den 5S bis 7S beispielhaft gezeigt sind, ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, mehrere solcher Tragriemen 20 gleichzeitig nebeneinander liegend zu fertigen.
Dabei wird zunächst ein sehr breiter Riemen mit einer sehr grossen Anzahl von Zugträgern 42 als Zwischenprodukt hergestellt. Dieser wird in mehrere einzelne Tragriemen 20 kleinerer Breite getrennt. Hierzu sind verschiedene mechanische Verfahren wie Schneiden, Sägen, usw. denkbar. Zur Vereinfachung des Trennungsvorgangs können bei der Gemeinsamen Fertigung entsprechende Sollbruchstellen zwischen den einzelnen Tragriemen 20 vorgesehen werden (vgl. hierzu auch 6M). Des Weiteren ist es zum Trennen der einzelnen schmalen Tragriemen 20 möglich, eine Treibscheibe 26 vorzusehen, bei der einzelne Rillen weiter voneinander beabstandet sind, sodass das Zwischenprodukt aus den miteinander verbundenen Tragriemen 20 an diesen Sollbruchstellen auseinandergespreizt wird und letztlich mehrere schmale Tragriemen 20 in der Aufzugsanlage in Gebrauch sind (vgl. hierzu 7M).
Zur einfacheren Handhabung kann der breite Zwischenprodukt-Riemen mit einem Trägerband bzw. Montageband zum Beispiel aus Kunststoff oder dergleichen versehen werden, das auch nach dem Trennungsvorgang noch verbleiben kann und gegebenenfalls erst bei der Montage des Tragriemens 20 in einer Aufzugsanlage entfernt wird.
4.3.3 Noch weitere Varianten erfindungsgemässer Tragmittel
In den 7S bis 10S ist eine weitere erfindungsgemässe Ausgestaltungsform eines riemenartigen Tragmittels 20 dargestellt, dessen Breite grösser ist als seine Höhe. Die verwendeten zwei Riemenlagen haben in dieser Ausgestaltungsvariante unterschiedliche Dicken, so dass die Mitte des Formkörpers 44 und die Verbindungsebene 52 der beiden Riemenlagen weit auseinander liegen. Die zweite Riemenlage 48 ist als ein Gewebe ausgeführt. Insbesondere ist ein Nylongewebe vorgesehen, das imprägniert oder beschichtet ist, aber auch als unbehandeltes Gewebe mit der ersten Riemenlage 46 verbunden sein kann. Die Verbindung kann durch Einpressen, Einschmelzen bzw. Press-Schweissen und/oder Verkleben mit der ersten Riemenlage 46 hergestellt sein. Die zweite Riemenlage 48 ist sowohl an ihrer zweiten Aussenfläche 50 als auch im Bereich der Verbindungsebene 52 als plane Fläche ausgebildet. Die Zugträger sind für die Herstellung auf die vorgefertigte zweite Riemenlage 48 in Zweier-Gruppen parallel zueinander in Längsrichtung des Riemens platziert und die zweite Riemenlage 46 wird vorzugsweise durch Extrudieren auf die erste Riemenlage mit den in Position platzierten und zum Beispiel durch Kleben oder mittels eines Formrades in Position gehaltenen Zugträgern 42 aufextrudiert. Die Keilrippen 80 der ersten Riemenlage 46 werden bevorzugt bereits beim Aufextrudieren erzeugt oder zwecks grösserer Genauigkeit des Ergebnisses spanabhebend, vorzugsweise durch Fräsen, Schleifen oder Schneiden in einem nachfolgenden Verfahrensschritt auf der ersten Aussenseite 50 der ersten Riemenlage 46 erzeugt. Weitere Merkmale und Varianten zu möglichen Herstellungsverfahren sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben. Diese Herstellungsverfahren sind unabhängig vom Verhältnis zwischen Höhen und Breite des Tragmittelquerschnitts mit Vorteil anwendbar und miteinander kombinierbar.
Die Keilrippen 80 sind durch Aussparungen 84 voneinander getrennt, wobei die Flanken der Aussparungen 84 und die Flanken der Keilrippen 80 zueinander bzw. auch untereinander einen Winkel von etwa 90° aufweisen, wie dies aus den 6S und 7S zu erkennen ist. Die Aussparungen 84 zwischen den Keilrippen 80 weisen eine Basis 86 auf, die vorzugsweise abgerundet ist, um keine Keilwirkung zu erzeugen.
Die Zugträger 42 sind paarweise jeweils einer Keilrippe 80 zugeordnet und heben sich in ihrer Schlagrichtung und den sich daraus ergebenden Drehmomenten möglichst auf, um paarweise jeweils ein möglichst drehmomentfreies Element darzustellen. Die Schlag richtung bzw. das resultierendes Drehmoment ist mit L bzw. R gekennzeichnet je nach dem ob diese nach links L gerichtet oder nach rechts R gerichtet sind.
In einer Ausführungsform des Tragriemens 20 sind die Zugträger 42 in einer sich abwechselnden L, R, L, R-Reihe (vgl. 9S rechte Seite) und/oder in aufeinander folgenden R, L, L, R-Reihen (vgl. 9S linke Seite und 10S) angeordnet. Weitere Varianten von Zugträgern sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben; sie können hier ebenfalls wieder zur Anwendung kommen – unabhängig vom Material des Formkörpers oder der Zugträger und unabhängig vom Verhältnis zwischen Breit und Höhe des Tragmittelquerschnitts.
In einer weiteren Ausführungsform stellt ein Riemen, wie er in 9S gezeigt ist, ein Zwischenprodukt dar bei der Herstellung eines riemenartigen Tragmittels 20 gemäss der 10S für eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage. Das riemenartige Tragmittel 20, das aus diesem Zwischenprodukt hergestellt wird, weist eine geringere Breite auf als das Zwischenprodukt und wird entweder am Ende des Herstellungsprozesses oder bei der Montage der erfindungsgemässen Aufzuganlage durch Auftrennen des Zwischenproduktes in einzelne Aufzugtragriemen 20 erhalten. Die Anzahl der Keilrippen 80 der einzelnen Tragriemen 20 und die davon abhängige Breite des einzelnen Aufzugtragriemens 20 liegt bevorzugt zwischen einer und sechs Keilrippen 80 pro Tragriemen 20, bevorzugt zwischen einer und zwei Keilrippen 80.
Das Zwischenprodukt wird vorzugsweise jeweils im Bereich der Basis 84 einer zwischen den Keilrippen 80 angeordneten Nut 84 getrennt. Es ist denkbar, eine Keilrippe 80 mittig zu trennen und so Keilrippenriemen zu erhalten, die an ihren Rändern halbe Rippen aufweisen, welche zum Beispiel für Führungszwecke vorteilhaft eingesetzt werden können (nicht dargestellt). Der herauszutrennende bzw. vom Zwischenprodukt abzutrennende Riementeil 20 ist vorteilhaft so zu wählen, dass das Drehmoment in dem resultierenden Riementeil (zumindest theoretisch bzw. näherungsweise) Null ist.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Keilflächen und die Oberfläche der Treibscheibe eines erfindungsgemässen Aufzugssystems (oder Hebezeugs) mit einem erfindungsgemässen Tragmittel in besonderem Masse aufeinander abgestimmt. Dabei kommen die an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschriebenen Tragmittel mit Vorteil zum Einsatz.
Eine als Treibscheibe verwendete erfindungsgemässe Tragmittelscheibe zum Aufhängen einer Kabine und/oder eines Gegengewichts des erfindungsgemässen Aufzugssystems kann dadurch Traktionskräfte auf ein Tragmittel übertragen, dass das Tragmittel radial gegen die Peripherie der Treibscheibe gepresst wird, wobei die erzielbare Traktionskraft dem Produkt aus der Summe der zwischen der Treibscheibe und dem Tragmittel auftretenden Normalkräfte und dem vorhandenen Reibungskoeffizient entspricht.
Im Bereich der schrägen Flanken der Rippen bzw. Rillen übertragene Radialkraftanteile werden durch die Keilwirkung zwischen den Flanken zu höheren, auf die Flanken wirkenden Normalkräften verstärkt, welche höhere Traktionskräfte erzeugen können, als Radialkraftanteile, die im Wesentlichen in radialer Richtung übertragen werden. Da bei vollständig komplementär ausgebildeten korrespondierenden Rippen und Rillen des Tragmittels und der Tragmittelscheibe nicht klar bestimmt ist, welcher Anteil der zwischen dem Tragmittel und der Tragmittelscheibe auftretenden Radialkräfte im Bereich der schrägen Flanken der Rippen und Rillen, und welcher Anteil in annähernd radialer Richtung im Bereich der Rippenkämme und Rillengründe übertragen wird, ist im Falle einer als Treibscheibe dienenden Tragmittelscheibe die resultierende Traktionskraft einerseits nicht ausreichend genau im Voraus bestimmbar und andererseits infolge von plastischen Formänderungen und Abrieb am Tragmittel nicht über eine längere Betriebsdauer konstant.
Sind die Konturen der Keilrippen und die Konturen der Rillen bzw. Nuten der Treibscheibe exakt gegengleich ausgebildet, so können Schmutz und Abrieb durch das gespannte Tragmittel verdichtet und verhärtet werden. Dadurch können die Traktionsfähigkeit wie auch die seitliche Führung zwischen der Tragmittelscheibe und dem Tragmittel beeinträchtigt werden und der Verschleiss zwischen Treibscheibe und Tragmittel kann erhöht werden.
In 5Ξ ist ein Schnitt durch ein erfindungsgemässes Tragmittel 12.3ϑ, und in 6Ξ ist die korrespondierende Peripherie einer erfindungsgemässen Tragmittelscheibe 4.3ϑ dargestellt. 7Ξ zeigt einen Schnitt durch das Tragmittel 12.3Ξϑ gemäss 5Ξ und die Tragmittelscheibe 4.3ɘ gemäss 6Ξ in einem Zustand, in welchem das Tragmittel infolge seiner Zugbelastung gegen die Tragmittelscheibe gepresst wird. 8Ξ zeigt einen vergrösserten Ausschnitt aus 7Ξ, um Details erkennbar zu machen.
Das in den 5Ξ bis 8Ξ dargestellte Tragmittel 12.3ϑ umfasst einen Riemenkörper 15.3ϑ und mehrere darin eingebettete Zugträger 18.3ϑ. Der Riemenkörper 15.3ϑ ist aus einem elastischen Material hergestellt. Verwendbar sind beispielsweise Naturgummi oder eine Vielzahl von synthetischen Elastomeren. Die Flachseite 17ϑ des Riemenkörpers 15.1ϑ kann mit einer zusätzlichen Deckschicht 25.3ϑ, vorzugsweise einer Gewebeschicht, versehen sein. Details zu den verwendbaren Materialien und zu möglichen Modifikationen sind an anderer Stelle dieses Dokuments dargestellt und können mit Vorteil auch im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden – sinngemäss ohne Unterschied zwischen Tragmitteln mit grösserem oder kleinerem Höhe-zu-Breite-Verhältnis des Tragmittelquerschnitts.
Das Tragmittel 12.3ϑ weist mehrere sich in seiner Längsrichtung erstreckende Rippen und/oder Rillen auf, die einerseits der seitlichen Führung des Tragmittels auf einer Tragmittelscheibe 4.3ϑ dienen und andererseits die Traktionsfähigkeit zwischen der Tragmittelscheibe und dem Tragmittel verbessern, wenn die Tragmittelscheibe als Treibscheibe verwendet wird.
Den 5Ξ bis 8Ξ ist zu entnehmen, dass die Rillen 23.3ɘ und Rippen 22.3ɘ der Tragmittelscheibe nicht vollständig komplementär zu den korrespondierenden Rippen 20.3ɘ und Rillen 21.3ɘ des Tragmittels ausgebildet sind. In den Bereichen, in welchen die Rippenkämme 30ɘ; 31ɘ den Rillengründen 32ϑ; 33ϑ gegenüberliegen, sind Hohlräume 34ϑ, 35ϑ vorhanden, so dass gewährleistet ist, dass bei auf der Tragmittelscheibe 4.3ϑ aufliegendem Tragmittel 12.3ϑ die Rippen 20.3ϑ bzw. Rillen 21.3ϑ des Tragmittels 12.3ϑ und die korrespondierenden Rillen 23.3ϑ bzw. die korrespondierenden Rippen 22.3ϑ der Tragmittelscheibe 4.3ϑ sich hauptsächlich im Bereich ihrer schrägen Flanken 28ϑ; 29ϑ berühren. Die zwischen dem Tragmittel 12.3ϑ und der Tragmittelscheibe 4.3ϑ wirkenden Radialkräfte werden durch diese Massnahmen im wesentlichen über die schrägen Flanken 28ϑ; 29ϑ der Rippen und Rillen übertragen, die einen konstanten und einheitlichen Flankenwinkel β aufweisen. Es ist daher gewährleistet, dass die zwischen dem Tragmittel und der Tragmittelscheibe auftretenden Radialkraftanteile infolge der durch die schrägen Flanken verursachten Keilwirkung zu erhöhten Normalkräften zwischen den Flanken des Tragmittels und der Tragmittelscheibe verstärkt werden. Bei einer als Treibscheibe dienenden Tragmittelscheibe 4.3ϑ resultiert daraus – wie bereits vorstehend beschrieben – eine erhöhte und über eine lange Betriebszeit konstante Traktionsfähigkeit.
Die genannten Hohlräume 34ϑ, 35ϑ haben auch den Zweck, Verschmutzungen aufzunehmen, die sich im Verlauf des Aufzugsbetriebs auf der Traktionsflächen des Tragmittels 12.3ϑ und der Tragmittelscheibe 4.3ϑ niederschlagen. Dadurch wird erreicht, dass bei Verwendung der Tragmittelscheibe als Treibscheibe die Traktionsfähigkeit nicht beeinträchtigt wird, und dass bei allen Tragmittelscheiben die durch das Zusammenwirken von Rippen und Rillen des Tragmittels und der Tragmittelscheibe gegebene seitliche Führung des Tragmittels auf den Tragmittelscheiben erhalten bleibt. Die Hohlräume 34ϑ, 35ϑ können anlässlich einer periodisch durchzuführenden Wartung des Aufzugssystems bzw. Hebezeuges gereinigt werden.
Wie in 5Ξ bis 8Ξ gezeigt, können die im Bereich von einander gegenüberliegenden Rippenkämmen 30ϑ; 31ϑ und Rillengrunden 32ϑ; 33ϑ erfindungsgemäss erforderlichen Hohlräume 34ϑ, 35ϑ auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. Im Interesse einer vereinfachten Darstellung sind in den 6Ξ bis 8Ξ unterschiedliche Ausführungsformen der Massnahmen zur Erzeugung von Hohlräumen an demselben Tragmittel und derselben Tragmittelscheibe gezeigt.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform werden zu diesem Zweck die Rippenkämme 30ϑ des Tragmittels 12.3ϑ oder die Rippenkämme 31ϑ der Tragmittelscheibe 4.3ϧ abgeflacht.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform, die insbesondere aus 8Ξ erkennbar ist, werden Hohlräume 34ϧ dadurch erzeugt, dass die Rippenkämme 30ϧ der Rippen 20.3ϧ des Tragmittels 12.3ϑ oder die Rippenkämme 31ϧ der Rippen 22.3ϧ der Tragmittelscheibe 4.3ϧ mit einer Rundung versehen werden, wobei der Rundungsradius dieser Rundung erheblich grösser ist als der Rundungsradius einer allenfalls am Rillengrund der korrespondierenden Rille vorhandenen Rundung. Es können auch sowohl die Rippenkämme des Tragmittels als auch der Tragmittelscheibe mit solchen Rundungen versehen werden. Die Ausführungsformen mit stark gerundeten Rippenkämmen haben sich als besonders verschleissarm erwiesen und zeichnen sich durch gute Laufruhe aus.
Bei einer zur Behebung des Verschmutzungsproblems besonders geeigneten Ausführungsform der Erfindung sind die Rillengrunde 33ϑ der keilförmigen Rillen 23.3ϑ der Tragmittelscheibe 4.3ϑ durch umlaufende Nuten 36ϑ, 37ϑ in der Tragmittelscheibe vertieft, wie dies insbesondere aus 8Ξ zu erkennen ist. Vorteilhafterweise haben diese Nuten 36ϑ, 37ϑ rechteckige oder halbrunde Querschnitte.
In 8Ξ sind mit Bϧ die auf die Achse der Tragmittelscheibe projizierten Breiten der schrägen Berührungsflächen zwischen dem Tragmittel 12.3ϑ und der Tragmittelscheibe 4.3ϑ bezeichnet. Versuche haben ergeben, dass es vorteilhaft ist, die Summe der auf die Achse der Tragmittelscheibe 4.3ϑ projizierten Breiten Bϧ aller berührenden Flanken der Rippen bzw. Rillen auf höchstens 70% der Gesamtbreite des Tragmittels 12.3ϑ zu beschränken. Damit wird einerseits erreicht, dass jederzeit sämtliche Berührungsflächen des Tragmittels in sattem Kontakt mit den korrespondierenden Berührungsflächen der Tragmittelscheibe stehen, wodurch ein optimal stabiler, vibrations- und geräuscharmer Lauf des Tragmittels 12.3ϑ erreicht wird. Durch die Limitierung der projizierten Gesamtbreite der Berührungsflächen wird ausserdem eine ausreichende Flächenpressung im Bereich der Berührungsflächen gewährleistet. Dies hat im Fall einer Treibscheibe eine geringere negative Beeinflussung des Traktionsverhaltens durch Verschmutzungen wie Öl, Russ, Staubkörner, etc. zur Folge, da die Verschmutzungskomponenten durch die hohe Flächenpressung entweder aus dem Berührungsbereich (vorzugsweise in die erwähnten Hohlräume) verdrängt oder – beispielsweise im Fall von relativ groben Staubkörnern – durch die Treibscheibe in das elastische Material des Tragmittels 12.3ϑ eingedrückt werden, so dass der Kontakt zwischen dem Tragmittel und der Treibscheibe 4.3ϑ bestmöglich erhalten bleibt.
Die Limitierung der genannten projizierten Gesamtbreite der Berührungsflächen erfolgt vorzugsweise durch die Wahl der Breite der erfindungsgemässen Hohlräume 34ϑ, 35ϑ zwischen korrespondierenden Rippenkämmen und Rillengründen.
Die erfindungsgemässen Hohlräume 34ϑ, 35ϑ zwischen korrespondierenden Rippenkämmen und Rillengründen haben eine weitere vorteilhafte Wirkung: Im Fall einer starken Tragmittelkrümmung sind die Rippen 20.3ϑ des Tragmittels 12.3ϑ im Bereich der Rippenkämme 30ϑ hohen Druckspannungen ausgesetzt, die dazu führen, dass die Rippen im genannten Bereich ausbauchen. Die vorstehend genannten Hohlräume 34ϑ, 35ϑ ermöglichen es den Rippen des Tragmittels, sich im Bereich ihrer Rippenkämme in diese Hohlräume auszudehnen. Diese Massnahme trägt dazu bei, dass das erfindungsgemässe Tragmittel in Kombination mit Tragmittelscheiben mit geringen Aussendurchmessern eingesetzt werden kann. Konkret können Tragmittelscheiben als Treib- und Umlenkscheiben verwendet werden, deren Aussendurchmesser im Normalfall kleiner als 80 mm ist, wenn erforderlich aber auch kleiner als 65 mm sein kann. Dies ermöglicht es, die Treibscheibe in die Abtriebswelle einer Antriebseinheit zu integrieren oder in der Form einer Tragmittel-Antriebswelle in mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit zu koppeln.
Bei der in den 5Ξ bis 8Ξ gezeigten Ausführungsform der Erfindung weist das Tragmittel 12.3ϑ mehrere parallele Rippen und Rillen auf, die über die gesamte Breite des Tragmittels verteilt angeordnet sind. Ein erfindungsgemässes Tragmittel kann jedoch auch mit nur einer einzigen Rippe oder Rille versehen sein, was selbstverständlich auch für die korrespondierende Tragmittelscheibe gilt.
Vorteilhafterweise ist eine solche Rippe oder Rille beim Tragmittel in der Mitte der Tragmittelbreite angeordnet, wobei die Breite der Rippe bzw. der Rille grösser ist.
Das in den 5Ξ bis 8Ξ dargestellte Tragmittel weist einen bevorzugten Flankenwinkel β von etwa 90° auf. Versuche haben ergeben, dass der Flankenwinkel β einen wichtigen Einfluss auf die Geräuschentwicklung und die Entstehung von Vibrationen im Tragmittel hat, und dass für ein Aufzugs-Tragmittel Flankenwinkel β von 80° bis 100° zu bevorzugen sind. Bei Flankenwinkeln β von weniger als 60° neigt das Tragmittel zu Vibrationen und bei Flankenwinkeln β von mehr als 100° ist die Sicherheit gegen seitliches Verschieben des Tragmittels auf der Tragmittelscheibe nicht mehr gewährleistet. Dennoch steht es dem Fachmann offen, unter Inkaufnahme der genannten Nachteile den beschriebenen Winkelbereich zu erweitern.
In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Tragmittels ist das Tragmittel wiederum als sogenannter Riemen 12.3ϑ ausgeführt und auf seiner Rückseite, wie in 9Ξ gezeigt, mit einer Schicht 544 versehen, die vorzugsweise gute Gleiteigenschaften hat. Diese Schicht 54 kann zum Beispiel eine Gewebeschicht sein. Bei mehrfach umgehängten Aufzugssystemen erleichtert dies die Montage.
Ausserdem weist diese Ausführungsform anstelle der im Zusammenhang mit 5Ξ bis 8Ξ erwähnten Zugträger 18.3ϧ aus metallischen oder nichtmetallischen Litzen, eine flächige Zugschicht 51ϧ als den Kern des Keilrippen-Riemens 12.3ϑ auf, wobei diese Zugschicht 51 sich im Wesentlichen über die gesamte Riemenlänge und die gesamte Riemenbreite erstreckt. Die Zugschicht 51 kann eine unverstärkte Materialschicht umfassen, beispielsweise eine Polyamidfolie, und/oder eine mit Chemiefasern verstärkte Folie umfassen. Eine solche verstärkte Folie könnte beispielsweise Zylon-Fasern, eingebettet in eine geeignete Kunststoff-Matrix, enthalten.
Die Zugschicht 51 verleiht dem erfindungsgemässen Tragmittel eine erhöhte Zug- und Kriechfestigkeit, ist aber auch genügend flexibel, um eine ausreichend hohe Zahl von Biegevorgängen beim Umlenken um ein Treib- und/oder Umlenkscheibe ertragen zu können. Eine Keilrippen-Schicht 53ϑ schliesst auf der der Deckschicht 54ϑ gegenüberliegenden Seite an die Zugschicht 51ϑ an. Die Keilrippenschicht 53ϑ kann beispielsweise aus Polyurethan oder aus einem NBR-Elastomer (Nitrile Butadiene Rubber) bestehen und ist ganz- oder teilflächig, direkt oder über eine Zwischenschicht mit der Zugschicht 51 verbunden. Der mit einer ganzflächigen Zugschicht versehene Keilrippen-Riemen kann auch eine wie bereits im Zusammenhang mit 1eS f) beschriebene Führungsrippe aufweisen. Im übrigen lassen sich die beschriebenen Varianten mit anderen Ausführungsbeispielen kombinieren, die im vorliegenden Dokument an anderer Stelle beschrieben sind.
Zwischen den genannten Haupt-Schichten können Zwischenschichten 56ϑ vorhanden sein, wie sie in 10Ξ am Beispiel eines Flachriemens 50ϑ ohne Keilrippen dargestellt ist. Die Zwischenschichten 56ϑ vermitteln die erforderliche Haftung zwischen den genannten Schichten und/oder erhöhen die Flexibilität des Tragmittels. Der Flachriemen 50ϑ ist somit aus mehreren Schichten unterschiedlicher Materialien aufgebaut. Er enthält im Kern wenigstens eine flächige Zugschicht 51ϧ, die beispielsweise aus einer unverstärkten Polyamidfolie besteht, oder aus einer Kunststoff-Folie, die mit in die Kunststoffmatrix eingebetteten Chemiefasern verstärkt ist. Der Flachriemen 50ϑ weist ausserdem eine äussere, vorderseitige Reibschicht 55ϑ (Treibseite), beispielsweise aus einem NBR-Elastomer (Nitrile Butadiene Rubber) auf, sowie eine äussere, rückseitige Deckschicht 54ϧ, die je nach Aufzugssystem als Reib- oder Gleitbelag ausgeführt ist.
Die Zwischenschichten 56ϑ vermitteln die erforderliche Haftung zwischen den genannten Schichten und/oder erhöhen die Flexibilität des Flachriemens. Zwecks Optimierung des vorerwähnten Seilkraftverhältnisses sind Reibschichten mit Reibwerten von 0,5 bis 0,7 gegenüber Stahlscheiben zu bevorzugen, die zudem sehr abriebbeständig sind.
Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Tragmittels in Form eines Flachriemens zeigt 2Σ. Es versteht sich, dass die beispielhaft beschriebenen Merkmale auch auf nicht-flache Tragmittel übertragbar sind.
Der in 2Σ gezeigte erfindungsgemässe Flachriemen 23σ umfasst einen Riemenkörper 23.1σ mit einer ersten Riemenlauffläche 23.5σ, eine Rückenverstärkungsschicht 23.3σ sowie mehrere Zugstränge/Zugträger 23.2σ, die in den Riemenkörper eingebettet sind. Der Riemenkörper 23.1 besteht aus einem elastischen und verschleissresistenten Material, vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff, wie beispielsweise Polyurethan (PU) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Um die seitwärts gerichteten Führungskräfte, die von den ineinander greifenden Führungsrippen und Führungsnuten aufgenommen werden müssen, etwas zu reduzieren, kann dem elastischen Material des Riemenkörpers 23.1σ ein dessen Reibwert gegenüber der Riemenscheibe vermindernder Zusatz beigefügt werden, beispielsweise Silikon, Polyäthylen oder Baumwollfasern. Als Zugträger 23.2σ können runde oder flächige Litzen aus feinen Stahldrähten oder aus hochfesten Kunststofffasern, wie beispielsweise Aramidfasern, verwendet werden oder die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Zugträger bzw- Zugelemente. Die Rückenverstärkungsschicht 23.3σ kann ein Gewebe aus Baumwoll- oder Kunststofffasern sein oder aus einer Folie, beispielsweise einer Polyamidfolie, bestehen. Sie schützt den Riemenkörper 3.1σ beispielsweise vor mechanischen Beschädigungen. In modifizierten Ausführungs beispielen kommen die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Ummantelungen und Gewebe zur Anwendung.
Eine Riemenscheibe 27σ, die im Aufzug die Funktion einer Treibscheibe oder einer Umlenkscheibe haben kann, ist erfindungsgemäss aus Stahl, Grauguss oder Sphäroguss hergestellt, kann jedoch auch aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyamid, bestehen. Im Interesse einer optimalen Nutzung des verfügbaren Schachtraums und eines möglichst geringen, an der Antriebsmaschine erforderlichen Drehmoments, weisen die Riemenscheiben Durchmesser D von weniger als 100 mm auf. Details und Varianten zur modifizierten Gestaltung erfindungsgemässer Treibscheiben sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben und können für die vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiele vollumfänglich in Bezug genommen werden.
Um während des Aufzugsbetriebs zu gewährleisten, dass der Flachriemen 23σ stets auf der Scheibenlauffläche 27.1σ der Riemenscheibe 27σ geführt ist, ist die Riemenscheibe 27σ mit einer Führungsrippe 27.2σ versehen, die in eine im Flachriemen 23σ vorhandene Führungsnut 23.4σ eingreift. Bei der in 2Σ gezeigten Anordnung weisen die Führungsrippe 27.2σ der Riemenscheibe 27σ, wie auch die Führungsnut 23.4σ des Flachriemens 23σ trapezförmige, im Wesentlichen zueinander komplementär ausgebildete Querschnitte auf. Zwischen der Führungsrippe 27.2σ und der Führungsnut 23.4σ ist ausreichend Spiel in axialer und radialer Richtung vorhanden, um zu gewährleisten, dass kein Keilriemeneffekt eintritt, so dass, wenn die Riemenscheibe als Treibscheibe eingesetzt ist, die vorgesehene Traktionskraft in keiner Situation überschritten wird. Dadurch wird das Risiko vermieden, dass, wenn im Falle einer Steuerungs- oder Antriebspanne die Aufzugskabine oder das Gegengewicht auf ihren unteren Wegbegrenzungen aufliegen, die Traktionskraft zwischen der Treibscheibe und dem Flachriemen so hoch bleibt, dass die Aufzugskabine oder das Gegengewicht weiter aufwärts bewegt werden. Bei als Umlenkriemenscheiben wirkenden Riemenscheiben wird durch das genannte Spiel gewährleistet, dass kein Keilriemeneffekt auftritt, durch den Schwingungen im Flachriemen angeregt werden.
Unter Keilriemeneffekt sind Klemmwirkungen zwischen einer Keilnut einer Keilriemenscheibe und einem in der Keilnut laufenden Keilriemen zu verstehen. Diese Klemmwirkungen führen einerseits zu einer Erhöhung der zwischen der Keilnut und dem Keilriemen auftretenden Normalkräfte und damit der erreichbaren Traktionskraft. Andererseits können sie beim Herausführen des Keilriemens aus der Keilnut der Keilriemenscheibe Schwingungen im ablaufenden Keilriementrum anregen.
3Σ zeigt wiederum einen mit seiner ersten Riemenlauffläche 33.5σ auf einer Riemenscheibe 37σ aufliegenden Flachriemen 33σ. Im Unterschied zur Anordnung gemäss 2Σ weist hier der Flachriemen 33σ zwei Führungsnuten 33.4σ auf, wobei in jede der Führungsnuten eine von zwei Führungsrippen 37.2σ der Riemenscheibe 37σ eingreift. Die zur Vermeidung des seitlichen Wegdriftens des Flachriemens 33σ erforderliche Führungskraft wird somit auf zwei Flanken der beiden Führungsnuten 33.4σ verteilt, was die Funktionssicherheit und Verschleissresistenz der Riemenführung wesentlich erhöht.
4Σ zeigt einen Flachriemen 43σ, der eine Riemenscheibe 47σ im Bereich ihrer Scheibenlauffläche 47.1σ mit seiner zweiten Riemenlauffläche 43.6σ – Riemenrücken – berührt. Der Flachriemen 43σ ist (neben einer Führungsnut 43.4σ in seiner ersten Riemenlauffläche 43.5σ) mit einer aus seiner (rückseitigen) zweiten Riemenlauffläche 43.6σ hervorstehenden Rücken-Führungsrippe 43.8σ versehen, die mit einer in der Scheibenlauffläche 47.1σ vorhandenen Scheiben-Führungsnut 47.4σ der Riemenscheibe 47σ zusammenwirkt. Eine Rückenverstärkungsschicht 43.3σ kann dabei als Verschleissschutz für die Rücken-Führungsrippe 43.8σ wirken. Eine solche Rückenverstärkungsschicht ist nicht zwingend erforderlich. Die in 4Σ dargestellte Ausführungsform ermöglicht es, Tragmittelanordnungen in Aufzugsanlagen mit geführten Flachriemen zu realisieren, bei welchen die Flachriemen mehrere Riemenscheiben umlaufen, welche so angeordnet sind, dass die Flachriemen dabei in einander entgegengesetzten Richtungen gekrümmt werden. Erfindungsgemässe Aufzugsanlagen mit modifizierten Konfigurationen und weiteren Details sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben, so dass auf diese Beschreibungsteile und Ausführungsbeispiele zur weiteren Ausgestaltung Bezug genommen werden kann.
Aus 2Σ, 3Σ und 4Σ ist erkennbar, dass die in die Riemenkörper 23.1σ, 33.1σ, 43.1σ eingebetteten Zugträger 23.2σ; 33.2σ; 43.2σ in den Bereichen der Führungsnuten 23.4σ, 33.4σ, 47.4σ weiter voneinander beabstandet sind, als ausserhalb eines solchen Bereichs. Dies ermöglicht es, die Flachriemen mit einer grösstmöglichen Anzahl von nebeneinander angeordneten Zugträgern 23.2σ; 33.2σ; 43.2σ auszurüsten, um Flachriemen mit einer grösstmöglichen zulässigen Zugbelastung zu erzeugen.
Die 5Σ–8Σ zeigen in vergrösserten Ansichten Details unterschiedlich geformter und ausgebildeter Führungsnuten und Führungsrippen von Flachriemen und mit diesen zusammenwirkenden Riemenscheiben.
5Σ zeigt vergrössert eine Führungsrippe 57.2σ einer Riemenscheibe 57σ und die korrespondierende Führungsnut 53.4σ eines Flachriemens 53σ, wobei die Ausführung und die Anordnung dieser Elemente im Wesentlichen den korrespondierenden Elementen gemäss 2Σ und 3Σ entsprechen. Wenn die erste Riemenlauffläche 53.5σ des Flachriemens auf der Scheibenlauffläche 57.1σ aufliegt, ist bevorzugt zwischen der Führungsrippe 57.2σ und der Führungsnut 53.4σ ein Axialspiel S_a wie auch ein Radialspiel S, vorhanden, um (wie vorstehend erläutert) eine Traktionserhöhung durch einen Keilriemeneffekt zu vermeiden. Zur Gewährleistung einer einwandfreien Führungswirkung ist es vorteilhaft, wenn das in Richtung der Riemenscheibenachse gemessene Axialspiel S_a 0,1 mm bis 3 mm oder 0,5% bis 10% der Breite des Flachriemens beträgt.
Um ein tangentiales Auflaufen des Flachriemens 53σ auf die Riemenscheibe 57σ und die Führungsrippe 57.2σ (insbesondere im Fall von Abweichungen der Richtung der Riemenlängsachse von der Richtung der Tangente auf die Riemenscheibe) zu optimieren bzw. zu vermeiden, sind die Flanken 57.3σ der Führungsrippe 57.2σ, wie auch die Flanke 53.7σ der Führungsnut 53.4σ vorzugsweise gegeneinander geneigt ausgeführt. Entsprechend liegt der Winkel α zwischen den Flanken der Führungsnut bzw. der Führungsrippe im Bereich zwischen 0° und 120°, vorzugsweise zwischen 10° und 60° im Falle einer Führungsnut bzw. einer Führungsrippe mit trapezförmigem oder dreieckförmigem (7Σ) Querschnitt.
6Σ zeigt ebenfalls eine Führungsrippe 67.2σ einer Riemenscheibe 67σ und eine korrespondierende Führungsnut 63.4σ des Flachriemens 63σ, welche trapezförmige Querschnitte aufweisen, wobei die Oberfläche der Führungsnut 63.4σ des Flachriemens mit einer reibungs- und/oder verschleissreduzierenden Schutzschicht 63.9σ versehen ist.
Die Schutzschicht 63.9σ kann beispielsweise in Form einer Gewebeverstärkung oder einer Kunststoff-Folie vorhanden sein. Andere Varianten einer Schutzschicht oder Ummantelung sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben und mit Vorteil im vorliegenden Ausführungsbeispiel anwendbar.
7Σ zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform einer zwischen einem Flachriemen 73σ und einer Riemenscheibe 77σ wirkenden Riemenführung. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe 77σ eine dreieckförmige Führungsrippe 7.2σ aufweist, die in eine dreieckförmige Führungsnut 73.4σ des Flachriemens 73σ eingreift. Diese Riemenführung beansprucht in Richtung der Breite des Flachriemens wenig Platz und lässt deshalb die grösstmögliche Anzahl von nebeneinander im Riemenkörper eingebetteten Zugträgern 73.2σ zu.
8Σ zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform einer zwischen einer Riemenscheibe 87σ und einem Flachriemen 83σ wirkenden Riemenführung, bei der jeweils mindestens eine Führungsnut 83.4σ im Flachriemen 83σ und eine Führungsrippe 87.2σ an der Riemenscheibe 87σ vorhanden sind, die kreisabschnittförmige Querschnitte aufweisen.
9Σ zeigt eine Riemenscheibe 97σ, auf der zwei parallel angeordnete Flachriemen 93σ mit Führungsnuten 93.4.1σ und 93.4.2σ aufliegen. Die Riemenscheibe 97σ umfasst zwei nebeneinander angeordnete Scheibenlaufflächen 97.1.1, 97.1.2, von denen jede mit einer Führungsrippe 97.2.1σ, 97.2.2σ versehen ist.
Auf einer solchen Riemenscheibe können auch mehr als zwei Flachriemen angeordnet sein, wobei jeder der Flachriemen mehr als eine Führungsnut und jede Scheibenlauffläche mehr als eine Führungsrippe aufweisen können. In modifizierten Ausführungsbeispielen sind die anderen in diesem Dokument beschriebenen Tragmittel zur Anwendung vorgesehen, wobei es insbesondere nicht entscheidend auf das Verhältnis von Höhe zu Breite des Tragmittelquerschnitts oder dessen Material ankommt.
Selbstverständlich sind die vorstehend gemachten Angaben über die Anzahl von Führungsrippen und korrespondierenden Führungsnuten, über das Spiel S_a und S_r zwischen Führungsrippe und Führungsnuten sowie über die Anwendung einer Rückenführungsrippe auf alle gezeigten Ausführungsformen der Führungsrippen und Führungs nuten anwendbar. Dies gilt ebenso für die Anwendung einer Schutzschicht zur Reduktion von Reibung und Verschleiss an der Oberfläche von Führungsnuten des Flachriemens wie auch für die Anwendung einer Rückenverstärkungsschicht im Bereich der zweiten Riemenlauffläche.
Eine weitere Ausgestaltungsform eines erfindungsgemässen Tragmittels in Form eines sogenannten Aufzugtragriemens 12λ ist in 1Λ gezeigt. Das Tragmittel umfasst eine (Keil)Rippenanordnung 15λ mit einzelnen Rippen 15.1λ aus Polyurethan und eine damit verbundene Rückenschicht 13λ aus Polyamid.
Die Rippen bzw. Keilrippen 15.1λ der (Keil)Rippenanordnung 15λ weisen abschnittsweise einen bevorzugt wenigstens näherungsweise keilförmigen oder trapezförmigen Querschnitt auf. Dabei ist weiter bevorzugt ein Flankenwinkel β von 120° gebildet. Die (Keil)Rippenanordnung ist bevorzugt auf einer Kontaktseite bzw. Treibseite des Aufzugriemens 12λ (in 1Λ oben) zum Eingriff mit einer Treibscheibe oder einem Umlenkscheibe vorgesehen. Wie an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschrieben, ergibt sich eine vorteilhafte Anordnung zur Übertragung von Traktions- bzw. Reibungskräften zwischen einer Treibscheibe und dem Tragmittel, auf die sinngemäss vollumfänglich zurückgegriffen werden kann.
Zwischen Tragmittel und Treibscheibe bzw. Treibwelle ergibt sich eine Reibkonfiguration mit einem materialabhängigen Reibwert. Sofern ein anderer Reibwert als der durch das Polyurethan der Keilrippen 15.1λ gegebene Reibwert erwünscht ist, kann der Aufzugriemen auf seiner Kontaktseite eine Beschichtung aufweisen, zu der mögliche Details und Varianten an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben sind. Selbstverständlich sind auch Beschichtungen auf der Treibscheibe vorsehbar, wie ebenfalls an anderer Stelle im Detail beschrieben ist. Beispielsweise können die in Kontakt mit einem mindestens teilweise komplementären Keilrillenprofil der Treibscheibe 4 kommenden Flanken der Keilrippen 15.1λ mit einer 1 μm bis 10 μm dünnen Polyamidfolie beschichtet sein. Zur Vereinfachung der Herstellung kann gleichermassen die gesamte Kontaktseite mit einer solchen Folie beschichtet sein.
In jeder Keilrippe 15.1λ sind in ihrer der Rückenschicht 13λ zugewandten Basis zwei Zugträger 14λ parallel zueinander angeordnet. Die Zugträger 14λ sind in an anderer Stelle näher beschriebener Weise als Drahtseile aus mehreren Drahtlitzen ausgebildet, die ihrerseits aus einzelnen, miteinander um eine Kunststoffseele verdrillten Einzeldrähten (vorzugsweise aus Stahl) aufgebaut sind. Es versteht sich, dass die anderen in diesem Dokument beschriebenen, seilartigen Zugträger gleichermassen zur Anwendung gelangen können, weshalb an dieser Stelle nicht näher auf die Details eingegangen zu werden braucht.
Die Rückenschicht 13λ weist bevorzugt längliche, sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckende Stege 13.1λ mit bevorzugt rechteckigem Querschnitt auf, die aus der Rückenschicht des Aufzugriemens 12λ (in 1Λ unten) in Richtung auf seine Kontaktseite herausragen. Zwischen je zwei benachbarten einzelnen Keilrippen 15.1λ, die durch eine durchgehende Nut 16λ in Längsrichtung des Tragriemens voneinander getrennt sind, ist jeweils ein Steg 13.1λ derart angeordnet, dass er in die Nut 16λ hineinragt und sich in bevorzugter Weise im Wesentlichen bis zur Höhe der Zugträger 14λ erstreckt. Die Stege 13.1λ bzw. die Nuten 16λ sind jeweils im Bereich der tiefsten Stelle eines Keilrillengrundes zwischen benachbarten Keilrippen 15.1λ angeordnet.
Kommt die Keilrippenanordnung 15λ in Eingriff mit dem im Wesentlichen komplementären Keilrillenprofil der Treibscheibe, so wirkt auf sie eine Flächenlast, die die einzelnen Keilrippen 15.1λ deformiert. Eine durch die Flächenlast verursachte Stauchung der einzelnen Keilrippen 15.1λ in Richtung auf die Rückseite des Aufzugriemens 12λ hin bewirkt eine Tendenz der Keilrippen, in Riemenquerrichtung (Links-Rechts in 1Λ) zu expandieren. Auch Scherbelastungen, die beispielsweise durch einen Versatz zwischen nicht fluchtenden Treib- und Umlenkscheiben durch eine Verdrillung des Tragriemens 12λ um seine Längsachse zwischen Riemenrädern oder durch von den Rippenabständen der Keilrippenanordnung 15λ abweichende Rippenabstände eines Riemenscheibe induziert werden können, bewirken eine Tendenz der einzelnen Keilrippen 15.1λ, sich in Riemenquerrichtung zu verformen.
Solchen Verformungen wirken die Stege 13.1λ der Rückenschicht 13λ entgegen, an denen sich die einzelnen Keilrippen 15.1λ in ihrem mit rechteckigem Querschnitt versehenen Basisbereich abstützen. Die Rückenschicht 13λ wie auch die Stege 13.1λ sind aus einem Material hergestellt (bspw. Polyamid), das eine höhere Steifigkeit als das elastomere Material (bspw. Polyurethan) der Keilrippenanordnung 15λ aufweist. Durch die Vorgabe der Steghöhe kann dabei die Steifigkeit des Aufzugriemens 12λ in Querrichtung beeinflusst werden. So gestatten relativ niedrige Stege, die beispielsweise höchstens 30% der Höhe der Keilrippen 15.1λ aufweisen, eine deutlichere Deformation der Keilrippen 15.1λ in ihren oberhalb der Stege 13.1λ liegenden Bereichen. Erstrecken sich die Stege beispielsweise bis etwa auf die Höhe der rechteckigen Basisbereiche der Keilrippen 15.1λ, wo diese Basisbereiche in trapezförmige Bereiche übergehen, so können sich diese Basisbereiche kaum deformieren, was eine erhebliche Versteifung der gesamten Keilrippenanordnung bewirkt.
Die Rückenschicht 13λ mit den Stegen 13.1λ kann beispielsweise durch Extrusion hergestellt werden. Auch die Herstellung eines Tragriemens 12λ nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung erfolgt vorzugsweise in einem Extrusionsverfahren. Dabei werden in einem Extrusionsapparat die Rückenschicht 13λ sowie je zwei Zugträger 14.1λ, 14.2λ pro Keilrippe 15.1 der Keilrippenanordnung 15λ ab Rolle lagerichtig einer Extrusionsdüse zugeführt, in welcher die Rückenschicht und die Zugträger in das heisse und dadurch zähflüssige elastomere Material der Keilrippenanordnung eingebettet werden und der gesamte Aufzugriemen geformt wird. Die beiden jeweils einer Keilrippe zugeordneten Zugträger werden dabei auf der der Rückseite abgewandten Oberseite der Rückenschicht 13λ (in 1 oben) zwischen jeweils zwei Stegen 13.1λ in das elastomere Material der Keilrippenanordnung eingebettet. Dabei umschliesst dieses Material die zugängliche Oberfläche der Zugträger 14.1λ, 14.2λ und verbindet sich gleichzeitig mit der Rückenschicht 13λ entlang von deren der Keilrippenanordnung zugewandten, nicht von Zugträgern bedeckten Oberfläche. Die Verbindung entsteht je nach Materialkombination mit oder ohne einen so genannten Haftvermittler, der beispielsweise vor dem Extrusionsvorgang auf die Rückenschicht aufgetragen werden kann. Weitere Details und Modifikationen des vorliegenden Herstellungsverfahrens sind in Analogie zu den an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Herstellungsverfahren auszuwählen, weshalb auf diese Beschreibungsteile verwiesen wird.
Vorteilhafterweise verhindern die Stege 13.1λ, die im Bereich der durchgehenden Nuten 16λ der Keilrippenanordnung 15λ ausgebildet sind, dass ein Zugträger 14λ sich während des Herstellvorganges in diese Position verschiebt, wo er nur ungenügend in die Keilrippenanordnung eingebunden wäre. Insbesondere stellt jeder Steg 13.1λ einen Mindestabstand einander benachbarter Zugträger 14.1λ, 14.2λ benachbarter Keilrippen 15.1λ sicher. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Stege 13.1λ eine Höhe aufweisen, die mindestens der halben Höhe der Position der Zugträger 14.1λ, 14.2λ innerhalb einer Rippe entspricht (dabei ist die Höhe ab der Rückseite senkrecht zu dieser in Richtung der Treibseite orientiert).
Die Rückenschicht 13λ bildet an ihrer der Keilrippenanordnung 15λ abgewandten Rückseite (in 1Λ unten) eine Gleitfläche (Umlenkseite) aus, die bei einer Umlenkung um ein Umlenkscheibe mit dessen Peripherie in Kontakt steht. Diese Gleitfläche aus Polyamid (o. ä.) weist bevorzugt einen gegenüber der Traktionsseite verminderten Reibwert und gleichzeitig eine hohe Abriebfestigkeit auf. Vorteilhaft verringern sich damit die zum seitlichen Führen des Tragriemens auf Umlenkscheiben erforderlichen Führungskräfte zwischen seitlichen Bordscheiben der Umlenkscheiben und den seitlichen Borden des Aufzugsriemens. Dadurch wird die seitliche Reibungsbelastung bei der Umlenkung des Aufzugriemens und damit die erforderliche Antriebsleistung der Aufzugsanlage reduziert. Gleichzeitig verlängert sich die Lebensdauer des Aufzugriemens und der Umlenkscheibe.
2Λ zeigt einen Aufzugriemen 12λ nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei sind Elemente, die denjenigen der Ausführungsform gemäss 1Λ entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen wie in 1Λ bezeichnet, so dass nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zwischen der Ausführung gemäss 1Λ und der Ausführung gemäss 2Λ eingegangen wird.
In der Ausführungsform gemäss 2Λ sind die (Keil)Rippen 15.1λ der (Keil)Rippenanordnung 15λ oberhalb der hier kürzer ausgebildeten Stege 13.1λ der Rückenschicht 13λ einstückig miteinander verbunden. Die (Keil)rippenanordnung übergreift somit im Bereich 17λ des Keilrillengrundes der Rippen den jeweiligen Steg 13.1λ. Die Stege 13.1λ ragen somit zwischen zwei benachbarten Zugträgern 14.1λ, 14.2λ benachbarter Keilrippen 15.1λ in die Keilrippenanordnung 15λ hinein, wobei sie von dieser auf drei Seiten umschlossen sind. Hierdurch wird eine durchgängige Kontaktoberfläche auf der Treibseite der Keilrippenanordnung 15λ ausgebildet. Zusammen mit der Verbindung des Bereichs 17λ der Keilrippenanordnung 15λ mit der Oberseite der Stege 13.1λ ergibt dies eine festere Verbindung der Keilrippenanordnung 15λ mit der Rückenschicht 13λ. Diese Ausführungsform ist problemlos extrudierbar. Vorteilhafterweise entspricht bei dieser Ausführungsform die Steghöhe höchstens der halben Höhe der Zugträger 14λ, was den Vorteil hat, dass die in den Stegen auftretenden Biegespannungen im Vergleich mit denjenigen, die in der Ausführungsform aus 1Λ auftreten, reduziert sind. Das damit skizzierte erfindungsgemässe Tragmittel wird bevorzugt in den an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Aufzugssystemen und Hebezeugen mit Vorteil eingesetzt. In Wirkverbindung mit dem Tragmittel stehende Treibscheiben, Treibwellen, Umlenkrollen und Führungsrollen sind ebenfalls an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben, wobei das Tragmittel in sämtlichen Varianten kombinierbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Tragmittels, wie sie in 3Λ dargestellt ist, ist eine erste Lage 15λ zur Bildung eines Formkörpers des Tragmittels vorgesehen, wobei in die erste Lage mehrere Zugträger 15.1λ eingebettet sind. Die erste Lage ist als Treibseite des Tragmittels konzipiert und weist im Bereich der Berührfläche mit einer zugeordneten Treibscheibe eine (Keil)Rippenanordnung auf. Auf der gegenüberliegenden, der Treibscheibe abgewandten Seite ist bevorzugt eine Rückenschicht 13λ vorgesehen. Die Rückenschicht 13λ bildet an ihrer der Keilrippenanordnung 15λ abgewandten Rückseite (in 3Λ unten) eine Gleitfläche (Umlenk-/Führungsseite) aus, so wie dies bereits für die 1Λ und 2Λ beschrieben ist. Weitere Funktionalitäten von Treibseite und Umlenk-/Führungsseite sind im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen erfindungsgemässer Tragmittel näher beschrieben, so dass an dieser Stelle darauf verwiesen werden kann.
Die Dimensionierung des Querschnitts der Zugträger ist nach Bedarf vorzunehmen, wobei in der Zeichnung lediglich beispielhaft für die mittig angeordneten Zugträger ein grösserer Querschnitt als für die randseitig angeordneten Zugträger gewählt ist. Weiter erfindungsgemäss ist zwischen je zwei benachbarten Zugträgern 14.1λ, 14.2λ je ein Profilkörper 16.1λ, 16.2λ aus einem Kunststoff, insbesondere einem Polyamid o. ä. angeordnet. Sowohl die Zugträger als auch die Profilkörper sind dabei länglich ausgeführt und erstrecken sich bevorzugt parallel zueinander in Richtung der Längserstreckung des Tragmittels. Dabei sind zwischen zwei benachbarten Zugträgern 14.1λ der äusseren Keilrippen 15.1λ Profilträger 16.1λ mit im wesentlichen rundem Querschnitt positioniert. Zwischen den zwei benachbarten Keilrippen 14.2λ der mittleren Keilrippe 15.1λ, die einen grösseren Durchmesser aufweisen, ist ein Doppel-T- oder sanduhrförmiger Profilkörper 16.3λ angeordnet. Benachbarte Zugträger 14.1λ, 14.2λ benachbarter Keilrippen 15.1λ werden durch im Wesentlichen rechteckige Profilkörper 16.2λ beabstandet. Die vorgeschlagene Wahl und Anordnung der Profilkörper versteht sich lediglich beispielhaft und kann je nach Bedarf modifiziert werden. Insbesondere sind Form und Geometrie der Profilkörper an die Abstände der benachbarten Zugträger angepasst.
Die Zugträger 14.1λ, 14.2λ und die Profilkörper 16.1λ, 16.2λ liegen in Riemenquerrichtung (Links-Rechts in 3Λ) berührend aneinander an. Damit wird erreicht, dass sich die Zugträger 14.1 λ, 14.2λ in der genannten Richtung über die Profilkörper 16.1λ, 16.2λ gegenseitig abstützen, woraus eine höhere Quersteifigkeit des gesamten Tragmittels 12λ resultiert.
Zu Illustrationszwecken weisen in der Ausführungsform gemäss 3Λ die Zugträger 14.1λ, 14.2λ unterschiedliche Durchmesser und die Profilkörper 16.1λ, 16.2λ und 16.3λ unterschiedliche Querschnittsformen auf. Zugträger mit unterschiedlichen Durchmessern sind dabei so platziert, dass ihre Zentren auf derselben Geraden liegen. Vorzugsweise ist das Rückenprofil 13λ zu diesem Zweck mit einer variablen Dicke ausgeführt. Aus den in 3Λ zusammengefassten Varianten steht es dem Fachmann frei, sich eine oder zwei geometrische Lösungen auszuwählen.
In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform weisen jeweils alle Zugträger und/oder alle Profilkörper eines Tragmittels gleiche oder identische Querschnitte auf, was die Herstellung und Bevorratung erleichtert und zu einem homogenen Aufzugriemen 12λ führt.
In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Tragmittels, die in 4Λ dargestellt ist, weisen erste Profilkörper 16.1λ, die jeweils in der Mitte einer Keilrippe 15.1λ angeordnet sind, gleiche Querschnitte auf. Zweite Profilkörper 16.2λ, die jeweils zwischen zwei benachbarten Keilrippen 15.1λ angeordnet sind, haben ebenfalls gleiche Querschnitte. In bevorzugter Weise weisen jedoch die zweiten Profilkörper insbesondere eine grössere Breite auf als die ersten Profilkörper 16.1λ. So wird sichergestellt, dass die Zugträger 14.1λ ausreichend weit von dem zwischen benachbarten Keilrippen 15.1λ ausgebildeten Rillengrund 18λ beabstandet sind.
Die Herstellung von Tragriemen 12 mit Profilkörpern 16.1λ, 16.2λ, 16.3λ und Rückenschicht 13λ erfolgt vorzugsweise in einem Extrusionsverfahren. Dabei werden die Zugträger 14.1λ, 14.2λ, die Profilkörper 16.1λ, 16.2λ, 16.3λ sowie die Rückenschicht 13λ kontinuierlich und lagerichtig einem Riemenextrusionswerkzeug zugeführt, wobei Zugträger und Profilkörper so geführt werden, dass zwischen ihnen praktisch kein Zwischenraum vorhanden ist. Aus dem Riemenextrusionswerkzeug wird kontinuierlich ein durch Wärme fliessfähig gemachter und durch eine Formdüse geformter Elastomerstrang ausgepresst, der den Riemenkörper 15λ bildet und die zugeführten Zugträger wie auch die Profilkörper aufnimmt und sich gleichzeitig mit der Rückenschicht 13λ verbindet. Die Profilkörper verhindern beim beschriebenen Herstellvorgang grössere seitliche Abweichungen der Zugträger von ihrer vorgesehenen Lage im Riemenkörper. Weitere Details erfindungsgemässer Herstellungsverfahren für Tragmittel sind an anderer Stelle dieses Dokuments beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können sämtlich auf konkrete Ausgestaltungen der anderen in diesem Dokument beschriebenen Herstellungsverfahren zurückgreifen.
In den 3M und 4M sind weitere Ausgestaltungsformen des erfindungsgemässen Aufzugtragmittels dargestellt, wie sie idealer Weise in einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage 100m, wie sie in 1M dargestellt ist, eingesetzt werden. Solche Aufzugtragmittel wirken dabei mit erfindungsgemässen Treibscheiben, Umlenkrollen und Aufzugtragmittel-Endbefestigungen zusammen, die an anderer Stelle dieser Anmeldung beschrieben sind.
Die in 1M gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage 100 m mit als Keilrippenriemen 1m ausgebildeten Tragmitteln ist in einem Schnitt durch einen Aufzugsschacht 12m dargestellt. Die Aufzuganlage 100m umfasst einen in dem Aufzugsschacht 12m fixierten Antrieb mit einer Treibscheibe 20m, eine an Kabinenführungsschienen 11m geführte Aufzugskabine 10m mit zwei unterhalb des Kabinenbodens angebrachten Umlenkscheiben in Form von Kabinentragrollen 21.2m, 21.3m, ein Gegengewicht 13m mit einer weiteren Umlenkscheibe in Form einer Gegengewichtstragrolle 21.1m, und mehrere als Keilrippenriemen 1m ausgebildete Aufzugtragmittel für die Aufzugskabine 10m und das Gegengewicht 13m, die die Antriebskraft von dem Treibscheibe 20m der Antriebseinheit auf die Aufzugskabine und das Gegengewicht übertragen.
Jeder Keilrippenriemen 1m ist an einem seiner Enden unterhalb der Treibscheibe 20m an einem ersten Riemenfixpunkt 14.1m befestigt. Von diesem aus erstreckt er sich abwärts bis zu der Gegengewichtstragrolle 21.1m, umschlingt diese und erstreckt sich von dieser aus zum Treibscheibe 20m, umschlingt dieses und verläuft entlang der gegengewichtsseitigen Kabinenwand abwärts, umschlingt auf beiden Seiten der Aufzugskabine je eine unterhalb der Aufzugskabine 10m angebrachte Kabinentragrolle 21.2m bzw. 21.3m um jeweils etwa 90° und verläuft entlang der dem Gegengewicht 13m abgewandten Kabinenwand aufwärts zu einem zweiten Riemenfixpunkt 14.2m.
Die Ebene der Treibscheibe 20m kann rechtwinklig zur gegengewichtsseitigen Kabinenwand angeordnet sein und ihre Vertikalprojektion ausserhalb der Vertikalprojektion der Aufzugskabine 10m liegen. Es ist daher zu bevorzugen, dass die Treibscheibe 20m einen geringen Durchmesser von kleiner oder gleich 220 mm, vorzugsweise kleiner 180 mm, vorzugsweise kleiner 140 mm, vorzugsweise kleiner 100 mm, vorzugsweise kleiner 90 mm, vorzugsweise kleiner 80 mm aufweist, damit der Abstand zwischen der gegengewichtsseitigen Kabinenwand und der dieser gegenüber liegenden Wand des Aufzugsschachts 12m möglichst klein dimensionierbar ist. Ausserdem ermöglicht ein geringer Durchmesser der Treibscheibe 20m die Verwendung eines getriebelosen Antriebsmotors mit relativ geringem Antriebsdrehmoment als Antriebseinheit. Die Riemenfixpunkte 14m sind dem Fachmann bekannte Vorrichtungen, bei denen der Keilrippenriemen 1m zwischen einem Keil und einem Gehäuse festgeklemmt wird.
Die 3M und 4M zeigen einen Schnitt senkrecht zur Längsachse des Keilrippenriemens 1m aus 1M. Dieser weist einen Grundkörper 2m auf, in dem eine Zugträgeranordnung aus vier Zugträgern 5m angeordnet ist. Wie in den 3M und 4M angedeutet, ist bei dieser Ausführungsform jeder Zugträger 5m als Stahldrahtseil ausgeführt, das vorzugsweise eine zweilagige Kernlitze mit einem Kerndraht mit 0,19 mm Durchmesser, einer darum im S-Schlag geschlagenen Drahtlage aus 6 Drähten mit 0,17 mm Durchmesser und einer darum ebenfalls im S-Schlag geschlagenen Drahtlage aus 12 Drähten mit 0,17 mm Durchmesser sowie 8 einlagigen Aussenlitzen mit einem Kerndraht mit 0,17 mm Durchmesser und einer darum im Z-Schlag geschlagenen Drahtlage aus 6 Drähten mit 0,155 mm Durchmesser umfasst, die im S-Schlag um die Kernlitze geschlagen sind.
Eine Treibseite (in 3M unten) des Aufzugtragmittels 1m ist zum Kontakt mit dem Treibscheibe 20m und der Gegengewichtstragrolle 21.1m vorgesehen. Sie weist hierzu zwei Treibrippen in Form von Keilrippen 3m auf, die, wie in 3M gezeigt, in zugeordnete Rillen 20.1m der Treibscheibe 20m eingreifen und durch diese seitlich geführt werden. Aufgrund ihrer Keilwirkung erhöhen die keilrippenförmigen Treibrippen bei gleicher Zugkraft im Aufzugtragmittel 1m die auf die Flanken der Treibrippen 3m wirkenden Normalkräfte und damit die Treibfähigkeit des Antriebs. Zusätzlich führen sie vorteilhaft das Aufzugtragmittel 1m in Querrichtung auf dem Treibscheibe 20m.
Eine Umlenkseite (oben in 4M) des Aufzugtragmittels 1m ist zum Kontakt mit den Kabinentragrollen 21.2m, 21.3m vorgesehen und weist hierzu eine Führungsrippe in Form einer Keilrippe 4m auf, die, wie in 4M gezeigt, in eine zugeordnete Rille 21.5m der jeweiligen Umlenkscheibe 21.2m, 21.3m eingreift und durch diese seitlich geführt wird.
In 2M sind die Massgrössen des Aufzugtragmittels 1m schematisch gezeigt. Dabei ist die Flankenhöhe h3m bzw. h4m einer Treibrippe 3m bzw. der Führungsrippe 4m die Projektion der Rippe auf die Medianebene des Aufzugtragmittels 1m, die durch dessen Längs- und Hochachse aufgespannt wird (vertikal in 2M). Die Gesamthöhe h1m des Aufzugtragmittels 1m setzt sich damit aus den Flankenhöhen h3m, h4m der Treib- und Führungsrippe 3m, 4m und der Höhe h2m des Grundkörpers 2m zusammen. Aufgrund der grossen Flankenhöhe h4m ist diese Gesamthöhe h1 m grösser als die Breite wm des Aufzugtragmittels 1m, was vorteilhaft dessen Biegesteifigkeit um seine Querachse vergrössert und so einem Verklemmen in Rillen 20.1m oder 21.5m entgegenwirkt. Im Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis w/h1 = 0,906.
Die Flankenbreite t3m bzw. t4m einer Treibrippe 3m bzw. der Führungsrippe 4m ist entsprechend die Projektion der Rippe auf den Grundkörper 2m des Aufzugtragmittels 1m, zum Beispiel senkrecht zur Flankenhöhe (horizontal in 2M). Die Gesamtbreite ist mit wm bezeichnet. Die Breite einer Rippe ergibt sich aus ihren beiden Flankenbreiten tm sowie der Breite einer (abgeflachten) Spitze. So beträgt die Breite einer Treibrippe 3m beispielsweise 2 × t3m + d3m (vgl. 2M, 3M).
Der Flankenwinkel α4m der Führungsrippe 4m ist der Innenwinkel zwischen den beiden Flanken der Führungsrippe 4m und beträgt im Ausführungsbeispiel 80°. Der entsprechend definierte Flankenwinkel α3m der Treibrippen 3m beträgt im Ausführungsbeispiel 90°.
Treibscheibe 20m und/oder Umlenkscheibe 21.1m, 21.2m, 21.3m eines Aufzugsystems 100m nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist/weisen für jede Treib- bzw. Führungsrippe 3m, 4m eine zugeordnete Rille 20.1m, 21.5m derart auf, dass bei eingelegtem Aufzugtragmittel 1m die Flanken der Treib- bzw. Führungsrippe 3m, 4m entsprechende Gegenflanken der zugeordneten Rille 20.1m, 21.5m berühren. Hierbei sind bevorzugt die Rillen 20.1m, 21.5m entsprechend der Rippen 3m, 4m des Aufzugtragmittels 1m ausgebildet: Weist die Führungsrippe 4m bzw. die Treibrippe 3m eine bestimmte Flankenhöhe hm, Flankenbreite tm, und/oder einen bestimmten Flankenwinkel αm auf, so weisen vorteilhafterweise die Gegenflanken der zugeordneten Rille 20.1m, 21.5m im Wesentlichen dieselbe Flankenhöhe hm und/oder Flankenbreite tm und/oder im Wesentlichen denselben Flankenwinkel αm auf. Insbesondere ist es zu bevorzugen, dass die Eintauchtiefe, mit der eine Führungsrippe 4m in eine Rille 21.5m einer Umlenkscheibe 21.1m, 21.2m, 21.3m eintaucht, grösser ist als die Eintauchtiefe, mit der wenigstens eine Treibrippe 3m in eine Rille 20.1m einer Treibscheibe 20m eintaucht.
Die Flankenhöhe hm bestimmt die radiale Verschiebung, die das Aufzugtragmittel 1m gegenüber einem Treib- oder Umlenkscheibe erfahren darf, bevor die Rippe 3m, 4m zur Gänze aus einer zugeordneten Rille 20.1m, 21.5m im Aussenumfang der Treib- oder Umlenkscheibe 20, 21.1m, 21.2m, 21.3m austritt und keine Führung mehr in Querrichtung erfährt. Wie in 2M erkennbar, ist die Flankenhöhe h4m der einen Führungsrippe 4m grösser als die Flankenhöhe h3m der beiden Treibrippen 3m. Dadurch kann, wie der Vergleich der 3M und 4M zeigt, die Führungsrippe 4m tiefer in eine zugeordnete Rille 21.5m im Umlenkscheibe 21.3m eintauchen als dies bei den Treibrippen 3m und den zugeordneten Rillen 20.1 m der Treibscheibe 20m der Fall ist.
Die höhere Führungsrippe 4m kann sich bei einem mikro- oder makroskopischen Erschlaffen des Aufzugtragmittels 1m radial weiter von einem Umlenkscheibe entfernen, ohne die Querführung vollständig zu verlieren. Daher verbleibt die Führungsrippe 4m bei einem radialen Abheben (nach unten in 4M), das sich beispielsweise bei Tragmittellose aufgrund des Eigengewichts des Aufzugtragmittels 1m einstellen kann, länger in der Rille 21.5m. Spannt sich das Aufzugtragmittel 1m wieder, kann die aufgrund ihrer grösseren Flankenhöhe immer noch teilweise in die Rille 21.5m der Umlenkscheibe eintauchende Führungsrippe 4m vorteilhafterweise das Aufzugtragmittel 1m wieder selbsttätig auf der Umlenkrolle 21.1m, 21.2m, 21.3m zentrieren. Zusätzlich erhöht sich die in der Rille im Umlenkscheibeumfang eingreifende Flankenfläche der Führungsrippe und kann so auch bei geringeren Umlenkwinkeln eine ausreichende Querführung gewährleisten. Bevorzugt kann daher mit einem Aufzugtragmittel nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung auch ein grösserer Schrägzug bis zu 4% realisiert werden kann.
Die Flankenhöhe h4m der Führungsrippe 4m ist höher als die Flankenhöhe h3m der Treibrippen 3m. Die Abstandsänderung und/oder der maximale Abstand der Zugträger 5m zur Treibseite kann daher geringer gewählt sein als zur Führungsseite, wie dies in den 2M bis 7M dargestellt ist. Dies führt zu einer homogeneren Kraftverteilung zwischen der Treibseite und der Zugträgeranordnung 5m, was die Lebensdauer des Tragmittels 1m erhöht.
Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Flankenhöhe h4m einer Führungsrippe 4m zur Flankenhöhe h3m einer Treibrippe 3m wenigstens 1.5, bevorzugt wenigstens 2.0 und besonders bevorzugt wenigstens 2.5. Kleinere Verhältnisse sind geeignet um beispielsweise schlechtere Führungsverhältnisse aufgrund von geringeren Umschlingungswinkeln zu kompensieren. Schlechtere Führungsverhältnisse aufgrund des Eigengewichts, können mit mittleren Höhenverhältnissen und grosse Schrägzüge mit grossen Höhenverhältnissen bis 2.5 kompensiert werden.
Wie ebenfalls in 2M erkennbar, ist auch die Flankenbreite t4m der Führungsrippe 4m grösser als die Flankenbreite t3m der beiden Treibrippen 3m. Das Verhältnis kann wiederum zwischen wenigstens 1.5 und 2.5 liegen mit den analogen Kompensationseigenschaften, wie sie für die Flankenhöhe genannte sind. Durch die Wahl einer höheren Flankenbreite h4m der Führungsrippe 4m gegenüber derjenigen der Treibrippe 3m können die Führungseigenschaften in Querrichtung ebenfalls verbessert werden. Wandert das Aufzugtragmittel 1m auf einem Rad 20m, 21m um maximal seine Flankenbreite tm nach aussen ab, so wird es durch die schrägen Flanken zurückgestellt. Durch die grössere Flankenbreite t4m wird damit das Aufzugtragmittel 1m auf seiner Umlenkseite über einen weiteren Bereich in Querrichtung geführt. Dies gestattet insbesondere auch einen stärkeren Schrägzug, da auch ein schräger einlaufendes Aufzugtragmittel aufgrund seiner grösseren Flankenbreite noch durch die entsprechende Rille 21.5m der Umlenkscheibe „gefangen" wird.
Dies ist besonders günstig, da aufgrund von Montagetoleranzen bei den Umlenkscheiben 21.2m, 21.3m sowie deren geringen Abstand zueinander ein stärkerer Schrägzug auftreten kann, dem die verbesserte Führung auf der Umlenkseite entgegenwirkt. Auch zwischen der Umlenkscheibe 21.3m und dem Riemenfixpunkt 14.2m können grössere Toleranzen akzeptiert werden, da die breitere und höhere Führungsrippe 4m einen grösseren Schrägzug zulässt. Zwischen Treibscheibe 20m und Umlenkscheibe 21.2m kann ein solcher Schrägzug durch Verformung des Aufzugtragmittels 1m teilweise kompensiert werden, so dass die kürzeren und schmäleren Treibrippen 3m mit geringerem Schrägzug in die Treibscheibe 20m einlaufen.
Ein weiterer Vorteil liegt in dem zusätzlichen Volumen des Aufzugtragmittels 1m in Richtung seiner Höhe h1m. Dieses zusätzliche Volumen dämpft vorteilhaft Schwingungen, baut Stösse ab und reduziert die durch Übertragung der Umfangskraft auftretende Schubverformung des Tragmittels. Dies vergleichmässigt den Lauf eines solchen Tragmittels 1m und verlängert seine Lebensdauer. Als besonders günstig hat sich die Kraftverteilung in Tragmitteln 1m gezeigt, bei denen die Treibseite zwei oder drei Treibrippen 3m und die Umlenkseite eine Führungsrippe 4m aufweist.
Den beiden Treibrippen 3m in den 2M bis 4M ist eine Führungsrippe 4m zugeordnet, die sich im Wesentlichen über die gesamte Breite wm des Aufzugtragmittels 1m erstreckt und damit in etwa doppelt so breit wie die beiden Treibrippen 3m ist. Um die Eintauchtiefe weiter zu erhöhen, ist der Flankenwinkel α4m der Führungsrippe 4m mit 80° spitzer ausgebildet als der Flankenwinkel α3m der Treibrippen 3m.
Insgesamt weist damit die Führungsrippe 4m eine deutlich grössere Flankenfläche f4 = √(t4² + h4²) auf als die Treibrippen 3m mit f3 = √(t3² + h3²), was die Führung auf der Umlenkseite deutlich verbessert. Auf der anderen Seite sind die Zugträger 5m nahe an der Treibseite angeordnet, wobei aufgrund des flacheren Flankenwinkels α3m der Abstand zur Treibseite weniger variiert.
Für eine optimierte Kraftverteilung und einen modular anpassbaren Aufbau hat es sich als vorteilhaft erwiesen, je ein oder zwei Zugträger 5m einer Treibrippe 3m zuzuordnen. Hier sind jeder Treibrippe 3m zwei Zugträger 5m zugeordnet, wodurch die Reibkräfte von der Treibscheibe 20m im Wesentlichen über je eine Flanke einer Treibrippe 3m auf einen zugeordneten Zugträger 5m übertragen werden. Dies bewirkt eine besonders homogene Kraftverteilung in den Treibrippen 3m und trägt zur Verlängerung der Lebensdauer des Tragmittels 1m bei.
Wie in 3M schematisch angedeutet, weist die abgeflachte Spitze einer Treibrippe 3m eine Breite d3m auf, welche Breite d3m gleich breit oder breiter als der minimale Abstand d20m der beiden Gegenflanken der Rille 20.1m in der Treibscheibe 20m ist. Dadurch berührt die in diesen Gegenflanken ausgebildete Kante, in der die schrägen Gegenflanken in eine rechteckige Nut mit Breite d20m im Rillengrund übergehen, die Flanken der Treibrippen 3m nicht, so dass diese vor einer entsprechenden Kerbwirkung geschützt ist. Entsprechendes gilt für die Führungsrippe 4m und die ihr zugeordnete Rille 21.5m, wie in 4M erkennbar.
Die Gegenflanken benachbarter Rillen 20.1m der Treibscheibe 20 gehen mit einem Radius R20m ineinander über, der grösser als ein Radius R3m ist, mit dem einander zugewandte Flanken der benachbarten Treibrippen 3m ineinander übergehen. Damit erfolgt der Kontakt zwischen den Flanken der Treibrippen 3m und den Gegenflanken der Rillen 20.1m sanft und ohne grosse Kerbwirkungen.
Die Treibseite kann wenigstens in den Bereichen ihrer Keilrippen 3m, die mit den Flanken der Treibscheibe 20m in Reibschluss treten, eine Beschichtung (nicht dargestellt), beispielsweise mit einer PA-Folie oder einem PA-Gewebe, aufweisen. Vorteilhaft ist es, wenn die gesamte Treibseite des Tragmittels 1m in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren beschichtet ist, was die Herstellung vereinfacht. Alternativ zur Beschichtung können auch eine Bedampfung und/oder eine Beflockung vorgesehen sein. Die Bedampfung ist beispielsweise eine Metallbedampfung. Die Beflockung ist beispielsweise eine Beflockung mit kurzen Kunst- oder Naturfasern. Auch eine Bedampfung oder Beflockung kann sich über die gesamte Treibseite erstrecken und in kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren erfolgen. Prinzipiell ist es bei Paarungen von Keilrippen und Rillen, bei denen nur die Flanken der Keilrippen reibschlüssig an den Rillen anliegen, auch möglich, nur diese Flanken der Keilrippen mit einer Beschichtung oder Bedampfung und/oder Beflockung zu versehen, so dass die Bereiche zwischen den Rippenflanken, die nicht im Kontakt mit dem Treibscheibe 20m stehen, unbeschichtet sind. Weiter besteht die Möglichkeit, die Rippe 4m mit einer reibwert- und/oder geräuschmindernden Beschichtung zu versehen.
Wie in den 3M, 4M gestrichelt angedeutet, sind neben dem Aufzugtragmittel 1m ein oder mehrere weitere, bevorzugt baugleiche Aufzugtragmittel angeordnet und voneinander um einen Spalt 23m beabstandet, der ausreicht, eine gegenseitige Berührung der Aufzugtragmittel auf den Treib- oder den Umlenkscheiben zu verhindern, auch wenn sich die Aufzugtragmittel 1m verformen. Durch einen solchen Aufzugtragmittelverbund kann vor Ort eine beliebige Breite einfach und rasch aus einzelnen, schmalen, leicht zu handhabenden Aufzugtragmitteln zusammengesetzt werden, was die Herstellung und Lagerhaltung, den Transport und die Montage bzw. Demontage deutlich vereinfacht. Aufgrund der Ausbildung mit zwei Treibrippen 3m, denen die vier Zugträgern 5m zugeordnet sind, kann durch Hinzufügen einzelner Aufzugtragmittel die Gesamttragkraft des Aufzugtragmittelverbunds fein abgestuft angepasst werden. Durch die schmalen einzelnen Aufzugtragmittel kann vermieden werden, dass ein Aufzugtragmittelverbund mit n Aufzugtragmitteln durch ein weiteres breites Aufzugtragmittel (n + 1) um eine entsprechend grosse Tragkraftstufe verstärkt und damit deutlich überdimensioniert werden muss, wenn die von n Aufzugtragmitteln zur Verfügung gestellte Tragkraft die erforderliche Gesamttragkraft nur geringfügig unterschreitet.
Bei einer entsprechenden Materialwahl und Dimensionierung der Zugträger 5m und einer die Zugträger 5m umgebenden Ummantelung 8m weisen die Tragriemen 1m sehr kleine mögliche Biegeradien auf, die es ermöglichen, mit sehr kleinen Treibscheibendurchmessern zu arbeiten. Dies ermöglicht es auch, die Treibscheibe 20m als separates Bauteil mit dem Antrieb zu verbinden oder aber Treibzonen in eine Abtriebswelle des Antriebs zu integrieren. Separate Treibscheiben 20m und mit Treibzonen versehene Abtriebswellen werden daher einheitlich als Treibscheiben 20m angesprochen. Vorteilhafterweise ist der Durchmesser so einer Treibscheibe 20m kleiner oder gleich 220 mm, vorzugsweise kleiner 180 mm, vorzugsweise kleiner 140 mm, vorzugsweise kleiner 100 mm, vorzugsweise kleiner 90 mm, vorzugsweise kleiner 80 mm.
In einer modifizierten Ausführungsform ermöglichen die guten Traktionseigenschaften der Tragmittel 1m mit Treibscheibe 20m den Betrieb der erfindungsgemässen Aufzuganlage 100m mit Tragmitteln 1m, welche die eine oder mehrere Treibscheiben 20m weniger als 180° umschlingen. Vorteilhafterweise umschlingt ein Aufzugtragmittel 1m eine Treibscheibe 20m mit einem Umschlingungswinkel von 180°, vorzugsweise weniger als 180°, bevorzugt weniger als 150°, besonders bevorzugt weniger als 120° und insbesondere 90°.
In einer weiteren Ausführungsform können mehrere Aufzugtragmittel 1m, die als Aufzugtragmittelverbund in einer Aufzugsanlage 100m mit einer Treibscheibe 20m zusammenwirken sollen, aus einem Vorprodukt 7m hergestellt werden, wie dies in den 5M und 6M gezeigt ist.
In dem hier gezeigten Beispiel umfasst das Vorprodukt 7m zwei oder mehr Aufzugtragmittel 1m mit einstückigem Grundkörper 2m. Das Vorprodukt 7m in 6M ist zwischen Treibrippen 3m und/oder Führungsrippen 4m teilweise aufgetrennt, so dass die einzelnen Aufzugstragmittel 1m über mindestens einen dünnen Grundkörper-Steg 17m miteinander verbunden sind. Diese Stege 17m erleichtern die Herstellung und die Lagerung der Aufzugstragmittel 1m ohne ihren anzahlmässig flexiblen Einsatz entsprechend der Traglastanforderungen einzuschränken. Ehe die Aufzuganlage 100m ihren regulären Betrieb aufnimmt bzw. vor der Montage kann das Vorprodukt 7 in einzelne Aufzugtragmittel 1m geteilt werden. Dies geht aufgrund der Beschaffenheit der mitproduzierten Stege 17m bei dem Beispiel aus 6M einfacher als eine Trennung des Grundkörpers 2m beim Beispiel aus 5M. Für die Trennung des Vorproduktes in die einzelnen Aufzugtragriemen 1m können die Monteure oder aber die Rollen und/oder Treibscheiben 20m mit entsprechenden Trennwerkzeugen ausgerüstet sein, die ein Reissen, Zerschneiden, Huffräsen, oder eine Trennung des Stegmaterials durch Hitze, Licht, Ultraschall etc. bewirken.
Gemäss der Ausführung der 6M sind drei Aufzugtragmittel 1m über zwei Grundkörper-Stege 17m auf der Umlenkseite der Aufzugtragmittel 1m miteinander verbunden. Die Treibseite der einzelnen Aufzugtragmittel 1m sind dadurch auch im Verbund frei zugänglich. Die einzelnen Aufzugtragmittel 1m lassen sich im Verbund über ihre Treibseite in entsprechende Rillen 20.1m der Treibscheibe 20m legen. Dabei können die Grundkörper-Stege 17m auch den richtigen seitlichen Abstand 23m der Aufzugtragmittel 1m zueinander auf der Treibscheibe 20m garantieren. Hierzu sind die Aufzugtragmittel 1m in seitlichen Montageabständen zueinander über die Grundkörper-Stege 17 verbunden, welche im Wesentlichen den seitlichen Abständen 23m der einzelnen Aufzugtragmittel 1m auf dem Treibscheibe 20m entsprechen. Nach erfolgter Montage können die Grundkörper-Stege 17m reissen, beispielsweise in dem die Grundkörper-Stege 17m geringfügig kürzer als die seitlichen Abstände 23m der Aufzugtragmittel 1m auf dem Treibscheibe 20m sind und die Grundkörper-Stege 17m unter der entstehenden Spannung kontrolliert reissen. Natürlich ist es auch möglich die Grundkörper-Stege 17m auf der Treibseite der Aufzugtragmittel 1m vorzusehen, wobei die Werkzeuge, bzw. das Zusammenwirken mit den Werkzeugen, dann auf die Treibseite abgestimmt ist.
Alternativ können zur Montage eines solchen Aufzugtragmittelverbunds auch wie in 7M gezeigt, mehrere Aufzugtragmittel 1m über ein Montageband 30m miteinander verbunden werden. Das Montageband 30m umgibt die Aufzugtragmittel 1m zumindest teilweise. Beispielsweise bilden zwei, drei, vier, sechs oder acht Aufzugtragmittel 1m einen teilweise vom Montageband 30m umgebenen Verbund, der als Schlaufe aufgerollt einfach und problemlos in den Aufzugsschacht 12m transportierbar ist. Das Montageband 30m ist beispielsweise reversibel oder irreversibel stoffschlüssig an Aufzugtragmitteln 1m fixiert. Vorteilhafterweise ist es ein dünnes Kunststoffband und/oder eine dünne Kunststofffolie mit einseitiger Klebeschicht. Das Montageband ist über die Klebeschicht mit den Aufzugtragmitteln 1m verbunden. Bei reversiblem Stoffschluss lassen sich das Klebeband von den Aufzugtragmitteln 1m abziehen und die gelösten Aufzugtragmittel so vereinzeln. Vorteilhafterweise ist das Montageband 30m auf der Umlenkseite der Aufzugtragmittel angebracht, so dass die Treibseite der einzelnen Aufzugtragmittel 1m auch im Verbund frei zugänglich sind. Insbesondere lassen sich die einzelnen Aufzugtragmittel 1m im Verbund über ihre Treibseite in entsprechende Rillen der Treibscheibe 20m legen. Dabei kann das Montageband 30m auch den richtigen seitlichen Abstand 23m der Aufzugtragmittel 1m zueinander auf der Treibscheibe 20m garantieren. Hierzu sind die Aufzugtragmittel 1m in seitlichen Montageabständen zueinander mit dem Montageband 30m verbunden, welche im Wesentlichen den seitlichen Abständen 23m der einzelnen Aufzugtragmittel 1m auf dem Treibscheibe 20m entsprechen. Natürlich ist es auch möglich, das Montageband 30m auf der Treibseite der Aufzugtragmittel 1m anzubringen.
Die zu montierenden Aufzugtragmittel 1m können für Montagezwecke auch auf beiden Seiten mit einem Montageband zusammengehalten oder mit einer Montagehülle umschlossen sein. Eine weitere Möglichkeit, die Montage von mehreren nebeneinander anzuordnenden Aufzugtragmitteln der genannten Art zu vereinfachen, besteht darin, die Aufzugtragmittel 1m mit Halteklammern zusammenzufassen, die in Längsrichtung der Aufzugtragmittel 1m beabstandet zueinender angeordnet sind und nach der Montage entweder von Hand oder bei grösseren Schachthöhen automatisch gelöst werden. Hierzu können die Halteklammern z. B. von Klammeröffnern, die an den Rollen 21.1m, 21.2m 21.3m angeordnet sind und mit der Klemmvorrichtung der Halteklemmen zusammenwirken, geöffnet werden. Die Klemmvorrichtung ist beispielsweise ein mechanischer Schnappverschluss oder auch ein elektromagnetischer Verschluss.
8aM zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Aufzugtragmittels 20. Auch diese Ausführungsform ist für das Zusammenwirken mit erfindungsgemässen Treibscheiben, Umlenkrollen und Tragmittel-Endbefestigungen vorgesehen, die an anderer Stelle dieser Anmeldung beschrieben sind. Auch in dieser Ausführungsform umfasst der zweilagige Riemenkörper 44 eine erste Riemenlage 46 und eine zweite Riemenlage 48 umfasst. Beide Riemenlagen sind in einer Verbindungsfläche 52 fest miteinander verbundenen, die schematisch als eben eingezeichnet ist, obwohl sie Ausnehmungen aufweisen kann, in die entsprechende Ausformungen der anderen Riemenlage eingreifen, um die Verbindung beider Riemenlagen 46, 48 miteinander zu verstärken.
Eine erste Aussenfläche 50 der ersten Riemenlage 46 weist für den Kontakt mit der Treibscheibe wiederum zwei Keilrippen 80 auf, die in hierzu weitgehend komplementäre Rillen bzw. Nuten der Treibscheibe 20 eingreifen können. Sie werden dadurch seitlich geführt, und der Anpressdruck und damit die Traktionsfähigkeit des Antriebs 2 werden erhöht.
Auf der gegenüberliegenden Aussenfläche 54 der zweiten Riemenlage 48 sind für das Zusammenwirken mit Kabinentragscheiben oder Umlenkrollen ebenfalls zwei Keilrippen 84 vorgesehen, die wiederum in weitgehend komplementäre Rillen bzw. Nuten dieser Scheiben bzw. Rollen eingreifen können und durch diese seitlich geführt werden.
In einer weiteren, in 8bM dargestellten Ausführung weist die zweite Aussenfläche 54 nur eine Keilrippe 84 auf, die zur Seitenführung des Riemens 20 in den Kabinentragscheiben oder Umlenkrollen dient.
In der ersten Riemenlage 46 sind vier Zugträger 42 in Form von verseilten Stahldrähten oder Kunststofffasern nebeneinander angeordnet. Gleichwohl können auch mehr, beispielsweise fünf Zugträger oder weniger, beispielsweise 3 Zugträger nebeneinander angeordnet sein. Ebenso können die einzelnen Zugträger auch in Richtung der Höhe des Riemens 12 versetzt zueinander angeordnet sein.
Die Zugträger 42 sind in dem neutralen Zone des Formkörpers 44 angeordnet, in der nur geringe Zug- oder Druckspannungen auftreten, wenn der Riemen 20 ein Riemenrad, insbesondere die Treibscheibe 20 oder eine für die Traktionsfunktion ausgerüstete Treibwelle umschlingt. Aufgrund des grösseren Abstandes der zweiten Aussenfläche 54 von dem neutralen Grundkörper sind die bei der Umschlingung in der zweiten Riemenlage 48 auftretenden Dehnungen grösser als die in der ersten Riemenlage 46 vorliegenden Druckverformungen. Um die in der zweiten Riemenlage 48 auftretenden Zugspannungen zu reduzieren, ist als Material für die zweite Riemenlage 48 ein weicheres Elastomer gewählt, im Ausführungsbeispiel mit einer Shore-Härte von 80°Sh gegenüber einer Shore-Härte von 85°Sh der ersten Riemenlage 46. In der zweiten Ausführung nach 8bM ist die zweite Riemenlage 48 im Querschnitt kleiner als derjenige der ersten und weist insbesondere nur eine Keilrippe 84 auf. Dies trägt dazu bei, die neutrale Zone in den Beriech der Zugträger 42 zu verlagern.
Die erste Aussenfläche 50 weist wenigstens in den Bereichen ihrer Keilrippen 80, die mit den Flanken der Treibscheibe 20 bzw. einer Treibwelle in Reibschluss treten, eine Beschichtung 88, beispielsweise mit einer PA-Folie, auf. Mit Vorteil ist die gesamte erste Aussenfläche 50 in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren beschichtet, was die Herstellung vereinfacht. Alternativ zur Beschichtung 88 kann auch eine Bedampfung oder eine Beflockung vorgesehen werden. Die Bedampfung ist beispielsweise eine Metallbedampfung. Die Beflockung ist beispielsweise eine Beflockung mit kurzen Kunst- oder Naturfasern. Auch diese Bedampfung oder Beflockung kann sich über die gesamte erste Aussenfläche 50 erstrecken und in kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren erfolgen. Prinzipiell ist es bei weitgehend komplementär geformten Paarungen von Keilrippen 80, 84 und Rillen bzw. Nuten der Treibscheiben bzw. der Umlenkrollen, bei denen nur die Flanken der Keilrippen reibschlüssig mit den Rillen zusammenwirken, auch möglich, nur diese Flanken der Keilrippen mit einer Beschichtung 88 oder Bedampfung oder Beflockung zu versehen, so dass die Bereiche zwischen den Riemenflanken – die ja nicht im Kontakt mit den Rillengründen und Rillenspitzen stehen – unbeschichtet sind.
Erfindungsgemäss liegt das Verhältnis der maximalen Breite w zur maximalen Höhe t des Riemenkörpers einschliesslich der Keilrippen 80 im Bereich von 0,8 bis 1,2. Im Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis im Wesentlichen gleich eins. Eine Ausführung mit relativ grosser Höhe t macht das riemenartige Tragmittel 20 – auch bei der in 8bM gezeigten Ausführung – gegenüber Biegungen um seine Querachse steifer. Die daraus resultierende höhere Vorspannung bei Umschlingung eines Riemenrads mit Rillen bzw. Nuten vermindert die Gefahr eines Verklemmens des Riemens im Riemenrad.
Die zweite Riemenlage 48 dämpft Schwingungen und absorbiert Stösse. Darüber hinaus reduziert sie Schubspannungen in der ersten Riemenlage 46, die bei der Übertragung von Zugkräften auf die Zugträger 42 auftreten. Schliesslich erhöht sie über ihr zusätzliches Volumen und ihre Oberfläche die Wärmeabgabe. Damit erhöht sich vorteilhaft die Lebensdauer dieses erfindungsgemässen riemenartigen Tragmittels 20.
Bei der Umschlingung von Umlenkrollen, beispielsweise von unterhalb einer Aufzugskabine angebrachten Kabinentragrollen, ist im Gegensatz zu herkömmlichen Aufzuganlagen durch die gewählte Form des Tragmittels 20 eine seitliche Führung zwischen den Kabinentragrollen und den Keilrippenriemen 80 bzw. 84 gegeben, da der Keilrippenriemen 20 auch Rippen auf seiner von den Kabinentragrollen abgewandten Seite aufweist.
In 10M ist eine Ausführungsform analog zu derjenigen aus 8aM gezeigt. Sie unterscheidet sich von der Ausführung in 8aM dadurch, dass sie einstückig geformt ist und die Zugträger 42 etwa in der Mitte des Riemens 20 im neutralen Grundkörper angeordnet sind. In dieser Ausführungsform ist das Elastomermaterial der Umhüllung derart auf die Zugträger 42 aufextrudiert, dass es diese ganz umgibt und die Zugträger 42 in etwa mittig zur maximalen Höhe t im Riemenkörper 20 zu liegen kommen.
9M zeigt eine weitere Ausführung, bei der mehrere riemenartige Tragmittel in ihrer Querrichtung miteinander verbindbar sind, so dass sie zu einem breiteren Tragmittel 20' zusammengesetzt werden können. Hierfür greift je wenigstens ein Vorsprung 20.8 eines ersten Riemens 20 in eine entsprechende Aussparung 20.9 eines benachbarten zweiten Riemens 20 ein, was die seitliche Führung weiter verbessert und das Verdrillen bzw. Verbiegen der gesamten Riemenanordnung vor allem im freien Trumbereich vermindert. In einer nicht dargestellten alternativen Ausgestaltung kann jeder zweite Riemen 20 an beiden Querseiten Vorsprünge aufweisen, die in entsprechende Aussparungen der benachbarten ersten Riemen 20 eingreifen. Vorteilhaft weisen die äussersten Riemen einer durch Vorsprünge miteinander verbundenen Riemenanordnung keine Aussparung bzw. keinen Vorsprung auf.
Durch eine solche zusammengesetzte Riemenanordnung kann vor Ort ein Tragmittel 20' beliebiger Breite einfach und rasch aus schmalen, leicht zu handhabenden einzelnen Riemen 20 zusammengesetzt werden, was die Herstellung und Lagerhaltung, den Transport und die (De)Montage deutlich vereinfacht.
Zur Herstellung eines erfindungsgemässen Riemens kann zunächst die erste Riemenlage 46 derart extrudiert werden, dass sie die Zugträgeranordnung 42 ganz oder teilweise umgibt. In einem weiteren Schritt kann die zweite Riemenlage 48 derart auf die erste Riemenlage 46 aufextrudiert werden, dass die Zugträgeranordnung 42 vollständig im Riemen 20 angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, vorhandene Maschinen zur Herstellung von Riemen, deren Breite ihre Höhe übersteigt, mit geringen Modifikationen auch zur Herstellung eines erfindungsgemässen Riemens 20 mit einem Breiten/Höhenverhältnis von ungefähr 1 einzusetzen.
Die 11M bis 14M beziehen sich beispielhaft auf eine mögliche Art der Montage von riemenartigen Tragmitteln 20, wie sie beispielsweise in 8aM dargestellt sind, in einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage. 11M zeigt mehrere Riemen 20, die über ein Montageband 30m miteinander verbunden sind. Das Montageband 30m umgibt die Riemen 20 zumindest teilweise. Beispielsweise bilden drei, vier, sechs oder ach acht Riemen 20 einen teilweise von Montageband 30m umgebenen Verbund 120, der als Schlaufe aufgerollt einfach und problemlos in einen Aufzugsschacht 12 transportierbar ist. Das Montageband 30m ist beispielsweise reversibel oder irreversibel stoffschlüssig an den Riemen 20 fixiert. Vorteilhafterweise ist es ein dünnes Kunststoffband mit einseitiger Klebeschicht. Das Kunststoffband ist über die Klebeschicht mit den Riemen 20 verbunden. Bei reversiblem Stoffschluss lässt sich das Klebeband von den Riemen 20 abziehen und die gelösten Riemen 20 so vereinzeln. Vorteilhafterweise ist das Montageband 30m auf der von den ersten Aussenflächen 50 abgewandten zweiten Aussenfläche 54 des jeweiligen Formkörpers 44 angebracht, so dass die Aussenflächen 50 der einzelnen Riemen 20 auch im Verbund 120 frei zugänglich sind. Insbesondere lassen sich die einzelnen Riemen 20 im Verbund 120 über ihre Aussenflächen 50 in entsprechende Rillen der Treibscheiben legen. Dabei garantiert das Montageband 30m auch den richtigen seitlichen Abstand der Riemen 20 zueinander. Hierzu sind die Riemen 20 in seitlichen Montageabständen 30.1m zueinander mit dem Montageband 30m verbunden, welche den seitlichen Abständen der einzelnen Riemen 20 auf den Treibscheiben entsprechen.
Zur Montage des Verbunds 120 in der Aufzugsanlage werden die folgenden Schritte durchgeführt, der Verbund 120 wird auf Treibscheiben 26.1, 26.2, 26.3 gelegt und die Riemen 20 an ihren Enden 20.1, 20.2 des Verbunds 120 werden mit Riemenfixpunkten 14.1m, 14.2m fixiert. Dabei werden die Riemen 20 des Verbunds 120 gemäss Montageabständen 30.1m auf die Treibschieben und Umlenkrollen 26.1m, 26.2m, 26.3m gelegt.
Dazu ist es zweckmässig, ein Hilfshebezeug 22m zu verwenden, welches im vorliegenden Beispiel der 12M bis 14M an der Decke des Aufzugsschachts 12 befestigt ist. Als Hilfshebezeug 22m wird vorzugsweise eine im obersten Schachtbereich angebrachte flaschenzugartige Einrichtung verwendet. Es wäre auch möglich, eine im untersten Schachtbereich angeordnete Fluid-Hebevorrichtung (z. B. ein Hydrauliksystem) oder auch einen Baukran einzusetzen.
Die Aufzugskabine 10 ist mindestens in Strukturform vorhanden. Die endgültige Fertigstellung der Aufzugskabine 10 kann später erfolgen. Die Aufzugskabine 10 besitzt eine Bodenplatte oder einen unteren Strukturteil mit einer Unterfläche 6m, an der erste Kabinen-Umlenkrollen 26.2 und zweite Kabinen-Umlenkrollen 26.3 angeordnet sind, sowie eine Deckplatte (oder einen oberen Strukturteil), die im vorliegenden Beispiel eine Art Arbeitsplattform bildet. Die Arbeitsplattform kann auch durch die Bodenplatte der Aufzugskabine 10 gebildet sein, im Falle, dass die vorhandene Strukturform der Aufzugskabine 3 noch keine Seitenwände umfasst.
Die Aufzugskabine 3 ist an das Hilfshebezeug 22m ankoppelbar und durch dieses im Aufzugsschacht 12 auf- und abwärts verfahrbar. Sobald die Aufzugskabine 10 am Hilfshebezeug 22 angekoppelt und fixiert ist, wird der Verbund 120 gemäss 12M im Aufzugsschacht 12 verlegt.
Gemäss 12M wird der Verbund 120 in Form einer Schlaufe 20.3 auf das Dach der Aufzugskabine 10 transportiert, dort deponiert und teilweise abgerollt. Vorteilhafterweise befindet sich die Aufzugskabine 10 dazu in der Schachtgrube, damit der Monteur die Schlaufe 20.3 vom Erdgeschoss des Gebäudes einfach auf das Dach der Aufzugskabine 10 legen kann. Das eine Ende 20.2 des abgerollten Verbunds 120 wird an einer Seite an der Aufzugskabine 10 herabgelassen, unter der Aufzugskabine 10 zur gegenüberliegenden Seite der Aufzugskabine 10 geführt und von dort wieder zum Dach der Aufzugskabine 10 hoch geführt. Der Monteur kann natürlich auch zuerst den Verbund 120 um die Kabinentragrollen 26.2, 26.3 legen und dann die Schlaufe 20.3 auf dem Dach der Aufzugskabine 10 deponieren. Nun werden die Riemen 20 des Verbunds 120 über die Aussenflächen 50 in die entsprechenden Rillen der Kabinentragrollen 26.2, 26.3 eingelegt. Optional werden in den Figuren nicht dargestellte Entgleisungsschutze, welche sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ein Entgleisen der Riemen 20 bei Tragmittellose verhindern, bei den Kabinentragrollen 26.2, 26.3 angebracht. Das Ende 20.2 wird provisorisch auf dem Dach der Aufzugskabine 10 fixiert. Nun wird die Aufzugskabine 10 vom Hilfshebezeug 22m in den Schachtkopf verfahren. Die einzelnen Riemen 20 des Endes 20.2 werden einzeln an jeweils einem zweiten Riemenfixpunkt 14.2 definitiv fixiert.
Im weiteren Montageschritt gemäss 13M wird die Schlaufe 12.3 vom Dach der Aufzugskabine 10 in die Grube des Aufzugsschachts 12 abgerollt. Dabei wird das andere Ende 20.1 des abgerollten Verbunds 120 festgehalten und um die Treibscheibe bzw. Treibwelle 26.1 geführt und in die Grube des Aufzugsschachts 12 abgelassen. Falls genügend Platz vorhanden ist, kann der Monteur auch die ganze Schlaufe 20.3 um die Treibscheibe bzw. Treibwelle 26.1 führen und sie dann in die Grube des Aufzugsschachts 12 ablassen. Nun werden die Riemen 20 des Verbunds 120 über die Aussenflächen 50 in die entsprechenden Rillen der Treibscheibe bzw. Treibwelle 26.1 eingelegt. Wiederum werden optional Entgleisungsschutze bei der Treibscheibe bzw. Treibwelle 26.1 angebracht.
Im folgenden Montageschritt gemäss 14M wird das andere Ende 20.1 des Verbunds 120 in der Schachtgrube um eine Gegengewichtstragrolle 26.4 gelegt. Die Aufzugskabine 10 wird vom Hilfshebezeug 22m in die Schachtgrube verfahren und das andere Ende 2.1 wird provisorisch auf dem Dach der Aufzugskabine 10 fixiert. Daraufhin wird die Aufzugskabine 310 vom Hilfshebezeug 22 in den Schachtkopf verfahren und die Riemen 20 des Verbunds 120 werden über die Aussenflächen 50 in die entsprechenden Rillen der Gegengewichtstragrolle 26.4 eingelegt. Optional werden Entgleisungsschutze bei der Gegengewichtstragrolle 26.4 angebracht. Die einzelnen Riemen 20 des anderen Endes 20.1 werden nun einzeln an jeweils einem ersten Riemenfixpunkt 14.1 m definitiv fixiert. Erst zu diesem Zeitpunkt, wenn die Riemen 20 vollständig im Aufzugsschacht 12 verlegt sind, wird das Montageband 30m vom Verbund 120 entfernt.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Tragmittel mit einem Sicherheitsabschnitt versehen, der ein Hochziehen der leeren oder annähernd leeren Aufzugskabine (Überfahren genannt) und das Überfahren des Gegengewichtes verhindert, falls es zu einem Versagen der Antriebssteuerung oder einem sonstigen Fehler in der Aufzugsanlage kommt.
Hierfür weist das Tragmittel einen Sicherheitsabschnitt auf, wie er in EP1748016 genauer ausgeführt ist, auf die hier vollumfänglich Bezug genommen wird. Der Sicherheitsabschnitt ist so angeordnet ist, dass er mit der Treibscheibe in Wechselwirkung gelangt, wenn sich die Aufzugskabine dem oberen Schachtende annähert. Da der Sicherheitsabschnitt bewusst so ausgeführt ist, dass sich zwischen der Treibscheibe und dem Tragmittel starker Schlupf ergibt, ist der Antrieb bei auflaufen des Sicherheitsabschnittes auf die Treibscheibe nicht mehr in der Lage die Aufzugskabine weiter nach oben zu befördern. Die Erfindung lässt sich sowohl auf riemenartige Tragmittel 13, wie in 3 von EP1748016 gezeigt, als auch auf seilartige Tragmittel, zum Beispiel ummantelte Stahlseile, oder dergleichen, anwenden.
Falls riemenartige Tragmittel zum Einsatz kommen, dann weisen diese beispielsweise mehrere parallel zur Längsachse des Tragmittels verlaufende Längsrippen auf. Im Bereich des Sicherheitsabschnitts sind die Rippen anders ausgebildet oder fehlen gänzlich. Für eine bessere Führung des Tragriemens auch im Sicherheitsabschnitt können sich einzelne Rippen an den beiden Seitenrändern oder in der über die gesamte Länge des Tragriemens, also auch durch den Sicherheitsabschnitt hindurch erstrecken. Aufgrund der geringeren Traktion im Sicherheitsabschnitt kommt es in diesem Abschnitt zu einem „gewollten Abrutschen" des Tragmittels. Um diesen bewussten Schlupf im Sicherheitsabschnitt zu erreichen kann auch die Oberflächenstruktur des Tragmittels in diesem Abschnitt verändert werden, beispielsweise durch eine reibungsarme Beschichtung. Diese Massnahme kann für sich genommen bereits ausreichen, sie kann aber auch in Kombination mit anderen Massnahmen zur Gestaltung des Sicherheitsabschnittes beitragen. Statt die Längsrippen in diesem Abschnitt zu unterbrechen, können auch alle oder einzelne Rippen in ihrer Höhe reduziert werden.
Für den Fachmann ist klar, dass die hier gezeigten Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Aufzugtragmittels nicht beschränkend sind und in welcher Weise er die einzelnen Elemente der beschriebenen Tragmittel sinnvoll kombinieren kann. Es ist auch grundsätzlich möglich, mehrere unterschiedlich ausgebildete Tragriemen der oben beschriebenen Art in einer Aufzugsanlage vorzusehen, wobei für den Fachmann auch hier klar ist bzw. durch Berechnungen leicht ausfindig zu machen ist, welche Kombinationen sinnvoll sind.
Bei riemenartigen Aufzugstragmitteln können der Grundkörper, eine oder mehrere Treibrippen und/oder eine oder mehrere Führungsrippen ein- oder mehrstückig aus einem Elastomer, insbesondere Polyurethan (PU), Polychloropren (CR), Naturkautschuk und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) ausgebildet sein. Das Polyurethan, kann verschiedene Zusätze enthalten. Ein Beispiel für einen solchen Zusatz ist Wachs zur Einstellung des Reibwertes. Hier eignen sich insbesondere Wachse auf Paraffin-Basis. Eine andere Möglichkeit sind beispielsweise flammhemmende Zusätze, wie sie für Polyurethanwerkstoffe marktüblich sind. Die genannten Materialien sind für die Umsetzung der auf die Treibseite der riemenartigen Aufzugstragmittel wirkenden Reibkräfte in Zugkräfte in den Zugträgern besonders geeignet und dämpfen zudem vorteilhaft Schwingungen des Aufzugtragmittels. Zum Schutz gegen Abrieb und dynamische Zerstörung kann die Treib- und/oder Umlenkseite eine oder mehrere Umhüllungen und oder Beschichtungen aufweisen, beispielsweise aus Textilgewebe.
Eine einteilige Ausbildung ergibt ein besonders kompaktes, homogenes Aufzugtragmittel. Ist umgekehrt eine Gruppe von einer oder mehreren Treibrippen mehrstückig mit einer Gruppe von einer oder mehreren Führungsrippen ausgebildet, indem das Aufzugtragmittel beispielsweise zweiteilig aus einer ersten Lage, welche die Treibrippen umfasst, und einer damit verbundenen zweiten Lage aufgebaut ist, welche Führungsrippen aufweist, können auf Treib- und Umlenkseite unterschiedliche Materialeigenschaften dargestellt werden. Beispielsweise kann die Treibseite eine geringere Härte, insbesondere eine geringere Shore-Härte und/oder einen grösseren Reibwert als die Umlenkseite aufweisen, um eine bessere Treibfähigkeit zu erzielen, während umgekehrt der geringere Reibwert der Umlenkseite den Energieverlust bei der Umlenkung reduziert.
Insbesondere zu diesem Zweck kann die Treibseite und/oder die Umlenkseite des Aufzugtragmittels zusätzlich oder alternativ eine Beschichtung aufweisen, deren Reibwert, Härte und/oder Abriebfestigkeit sich von dem Grundkörper unterscheidet. Diese Beschichtung kann metallisch, keramisch oder ein Verbundwerkstoff sein, wie beispielsweise faserverstärktes PU oder ein Kunststoff mit feinverteilten Metall- und/oder Metalloxid und/oder Nitridpartikeln mit einer Partikelgrösse im Nanometer bis Mikrometer Bereich. Auch Carbonnanopartikel in Form von Nanotubes, Nanoplates oder sphärischen Nanopartikeln oder Black Carbon können in einem solchen Verbundwerkstoff eingesetzt werden, was vor allem beim Auftreten von elektrostatischen Problemen hilfreich sein kann. Es kann aber auch ein Gewebe aus Kunstfasern oder Naturfasern als Beschichtung dienen, wobei die Fasern wiederum Nylon, Nomex^®, Kevlar^®, Hanf, Sisal und so weiter sein können. Ein solches Gewebe kann auch mit thermoplastischem oder elastomerem oder thermo-elastomerem Kunststoff ummantelt oder imprägniert sein. Dafür anwendbar sind beispielsweise die folgenden Kunststoffe: Polyamid (PA), Polyethylen (PE), Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethersulfon (PES), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylchlorid (PVC) oder ein Polyblend aus mehreren thermoplastischen Kunststoffen Alternativ zur Beschichtung kann auch eine Bedampfung oder eine Beflockung vorgesehen sein. Vorteilhafterweise bedeckt die Beschichtung die gesamte Treibseite und/oder die gesamte Umlenkseite, wobei sie das Tragmittel auch gänzlich umhüllen kann. Ist nur eine Seite beschichtet oder sind die beiden Seiten unterschiedlich beschichtet, so ist es vorteilhaft, wenn die Beschichtung nicht über die Ränder der jeweiligen Seite hinausragt. In speziellen Fällen kann es auch sinnvoll sein eine Seite oder beide Seiten des Tragmittels nur partiell zu beschichten.
Durch die mehrteilige Ausbildung von Treib- und Führungsrippe und/oder die Beschichtung von Treib- und/oder Umlenkseite kann ein Aufzugtragmittel nach der vorliegenden Erfindung bevorzugte Reibwerte aufweisen. Diese können sich vom Grundkörper gegenüber der Beschichtung der jeweiligen Seite unterscheiden oder zwischen der ersten Lage auf der Treibseite des Tragmittels gegenüber der zweiten Lage des Tragmittels auf der Führungsseite, bzw. der, der Treibseite abgewandten Seite. Die Reibwerte auf der Treibseite liegen im Bereich μ = 0.1 bis 1, bevorzugt μ = 0.2 bis 0.6, besonders bevorzugt μ < 0.3. Auf der Umlenkseite liegt der Reibwert ebenfalls im Bereich μ = 0.1 bis 1 und ist bevorzugt μ kleiner oder gleich 0.3.
4.3.4 Tragmittel: Material der Zugträger
Die Zugträger eines erfindungsgemässen Tragmittels, welches wiederum in den an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Aufzugssystemen verwendbar ist zum Aufhängen einer Lastenkabine und/oder eines (Gegen-)Gewichts, können aus Metall-, insbesondere Stahldrähten und/oder Naturfasern und/oder Kunstfasern gefertigt sein. Die genannten Stahldrähte weisen insbesondere einen runden Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,1 mm bis 0,25 mm auf. Die Kunstfasern weisen insbesondere einen runden Querschnitt von 0,02 mm bis 0,1 mm auf.
Die in einem erfindungsgemässen Tragmittel bevorzugt verwendeten Stahldrähte sind insbesondere aus Kohlenstoffstahl gefertigt mit einem Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,4% und 1% Kohlenstoff, vorzugsweise mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,78% und 0,88% Kohlenstoff, insbesondere mit 0,86% Kohlenstoff. Vorzugsweise wird ein beruhigter unlegierter Kohlenstoffstahl verwendet (siehe K. Feyrer, Drahtseile, Bemessung, Betrieb, Sicherheit, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2000. Seite 1ff). Bevorzugt ist es vorgesehen, solche unlegierten Kohlenstoffstähle einzusetzen, deren Gehalt an Schwefel, Phosphor, Nickel und Chrom gering ist, da sich diese Elemente eher ungünstig auf die Zähigkeit des Stahls auswirken.
In einer anderen Ausgestaltungsform sind die Zugträger aus einem hochlegierten, vorzugsweise nichtrostenden CrNi- oder CrNiMo-Stahl gefertigt mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,01% und 0,2%, insbesondere mit 0,02% bis 0,05% Kohlenstoff, einem Chromgehalt von 15% bis 19%, insbesondere von 17% Chrom, einem Nickelgehalt im Bereich zwischen 5% und 15%, wobei Gehalte von 7%, 12% und 13% Nickel besonders vorteilhaft sind. CrNiMo-Stähle weisen zusätzlich zwischen 1% und 7% Molybdän, insbesondere 2%, 3% oder 7% Molybdän auf, wobei bei höheren Molybdängehalten insbesondere ab 3% ein geringer Stickstoffgehalt günstig ist (siehe K. Feyrer, Drahtseile, Bemessung, Betrieb, Sicherheit, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2000. Seite 1ff).
Tragmittel mit Zugträgern aus hochlegierten, nichtrostenden Stählen werden mit Vorteil in Aufzuganlagen eingesetzt, die sich in einer korrosiven Umgebung befinden, wie Industriegebiete mit starker Schwefel oder Stickstoffbelastung der Luft. Tragmittel mit Zugträgern aus Kohlenstoffstählen werden vorteilhaft unter normalen Bedingungen und in Regionen mit hohem Salzgehalt in der Luft eingesetzt, wie zum Beispiel in erfindungsgemässen Aufzuganlagen auf Schiffen und in der Nähe von Meeresküsten, in Salzgewinnungsanlagen oder deren Umgebung.
Vor der Verarbeitung der einzelnen Zugträger werden diese in einer bevorzugten Ausführungsform imprägniert, beispielsweise mit einem adhäsionsfördernden Mittel.
Anstelle von Stahllitzen und Stahldrähten können zur Herstellung erfindungsgemässer Zugträger für erfindungsgemässe Tragmittel Faserstränge bzw. Faserbündel oder eine Kombination von Fasersträngen und Faserbündeln vorgesehen sein. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist eine Kombination aus Stahldrähten und Fasersträngen bzw. Faserbündeln vorgesehen. Die Faserstränge bzw. Faserbündel können in allen Vaianten Fasern aus Sisal, Hanf, Nylon, Rayon, Teflon, Polyamid, Polyester, Aramid, Glas und/oder Kohlenstoff in beliebiger Mischung oder aus einem einzelnen Material enthalten.
Prinzipiell können die Zugträger aus Naturfasern und/oder Kunstfasern und/oder Stahldrähten gefertigt sein.
Bevorzugt verwendete Stahldrähte in der erfindungsgemässen Aufzuganlage sind insbesondere aus Kohlenstoffstahl gefertigt mit einem Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0.4% und 1% Kohlenstoff, vorzugsweise mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0.78% und 0.88% Kohlenstoff, insbesondere mit 0.86% Kohlenstoff. Vorzugsweise wird ein beruhigter unlegierter Kohlenstoffstahl verwendet. Besonders vorteilhaft ist es solche unlegierten Kohlenstoffstähle einzusetzen, deren Gehalt an Schwefel, Phosphor, Nickel und Chrom sehr gering ist, da sich diese Elemente ungünstig auf die Zähigkeit auswirken.
In einer anderen Ausgestaltungsform sind die Zugträger aus einem hochlegierten, vorzugsweise nichtrostenden CrNi- oder CrNiMo-Stahl gefertigt mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0.01% und 0.2%, insbesondere mit 0.02% bis 0.05% Kohlenstoff, einem Chromgehalt von 15% bis 19%, insbesondere von 17% Chrom, einem Nickelgehalt im Bereich zwischen 5% und 15%, wobei Gehalte von 7%, 12% und 13% Nickel besonders vorteilhaft sind. CrNiMo-Stähle weisen zusätzlich zwischen 1% und 7% Molybdän, insbesondere 2%, 3% oder 7% Molybdän auf, wobei bei höheren Molybdängehalten insbesondere ab 3% ein geringer Stickstoffgehalt günstig ist¹.
Tragmittel mit Zugträgern aus hochlegierten, nichtrostenden Stählen werden mit Vorteil in Aufzuganlagen eingesetzt, die sich in einer korrosiven Umgebung befinden, wie Industriegebiete mit starker Schwefel oder Stickstoffbelastung der Luft. Tragmittel mit Zugträgern aus Kohlenstoffstählen werden vorteilhaft unter normalen Bedingungen und in Regionen mit hohem Salzgehalt in der Luft eingesetzt, wie zum Beispiel in erfindungsgemässen Aufzuganlagen auf Schiffen und in der Nähe von Meeresküsten, in Salzgewinnungsanlagen oder deren Umgebung.
Vor der Verarbeitung der einzelnen Zugträger werden diese in einer bevorzugten Ausführungsform imprägniert, beispielsweise mit einem adhäsionsfördernden Mittel.
Die Zugträger können aber statt aus Stahllitzen und Stahldrähten auch aus Fasersträngen bzw. Faserbündeln oder einer Kombination von Fasersträngen und Faserbündeln bestehen. und Zugträger aus und/oder mit Fasern können Fasern aus Sisal und/oder Hanf und/oder Nylon und/oder Rayon und/oder Polyamid und/oder Polyester und/oder Aramid und/oder Kohlenstoff enthalten.
In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel sind die Zugträger aus einem Werkstoff mit hoher Zugfestigkeit wie zum Beispiel aus Stahl und/oder aus natürlichen und oder synthetischen Fasern gefertigt. Die Fasern sind zu dünnen Faserbündeln zusammengefasst und werden verarbeitet wie dünne Drähte. Je nach Anforderungsprofil werden die dünnen Faserbündel und/oder die dünnen Drähte zu Litzen verdrillt. Sie können aber auch als parallele Bündel in der Litze vorliegen. Die Litzen werden vorzugsweise zu einem Strang verdrillt, der hier als Zugträger bezeichnet wird. Natürlich können auch die Faserbündel oder Drähte in sich verdrillt sein und dann als parallele Litzen, in der gleichen Richtung oder in der Gegenrichtung verdrillt sein oder als um einen Kern helixförmig herumgeführte Litzen eingesetzt sein. Eine Lage sich parallel zueinander erstreckender Litzen kann ummantelt sein mit einem Kunststoff und so in Position gehalten werden. Sie kann aber beispielsweise auch mit kunststoffklammern in Position gehalten sein oder mit einer weiteren Lage helixförmig darum gewickelter Litzen versehen sein. Die Kombinationsmöglichkeiten sind hier sehr vielfältig.
In einer besonderen Ausführungsform sind die Zugträger wenigstens zum Teil aus Flachlitzen und/oder als Dreikantlitzen ausgebildet. Auf diese Weise können Zugträger hergestellt werden, die nur ein geringe Tendenz zum Verdrehen aufweisen.
Besonders vorteilhaft ist es auch, das erfindungsgemässe Aufzugtragmittel mit verdichteten Stahllitzen zu fertigen. Dies erlaubt bei gleicher Zuglast den Einsatz von dünneren und damit leichteren Zugträgern, was wiederum den Einsatz von Treibscheiben mit kleineren Durchmessern und von Motoren mit geringerer Leistung erlaubt und geringerem Gewicht erlaubt.
Verdrillte Drähte bzw. Faserbündel und daraus geformte Litzen können entweder gegenläufig oder in gleicher Verdrehrichtung verdrillt sein. Der Verdrehwinkel bzw. die Steilheit, mit der die einzelnen Elemente verdrillt werden, und die Verdrehrichtung der verdrillten Fasern bzw. Drähte und der Verdrehwinkel bzw. die Steilheit und die Verdrehrichtung der daraus gebildeten Litzen und/oder verschiedener Litzenlagen zueinander werden typischerweise so gewählt, dass die Tendenz des fertigen Zugträgers, sich wieder aufzudrillen, möglichst gering ist. Die Litzen können ohne Kern gebildet sein, das heisst die Faserbündel und oder Drähte sind umeinander verdrillt, sie sind um einen Kern herum verdreht. Dabei kann der Kern selber aus parallelen oder verdrillten Faserbündeln bzw. Drähten aufgebaut sein. Die Litzen selber umgeben ihrerseits in paralleler Anordnung einen Kern oder umschlingen diesen helixförmig. Sie können aber auch ohne Kern miteinander verdrillt werden und dann zum Beispiel bereits einen Zugträger ergeben oder wiederum als Kern für eine weitere parallel oder helixförmig angeordnete Litzenlage dienen. Die Vielfalt der sich hieraus ergebenen Möglichkeit einen Zugträger zu formen, ist sehr gross.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung sind als Zugelemente Rundlitzenseile vorgesehen deren Aufbau im Prinzip gemäss DIN 3055, DIN 3056, DIN 3057, DIN 3058, DIN 3059, DIN 3060, DIN 3061, DIN 3062, DIN 3063, DIN 3064, DIN 3065, DIN 3066, DIN 3067, DIN 3068, DIN 3069, DIN 3071 gestaltet ist, wobei die Litzen aus Drahtseilen oder aus Faserbündeln gefertigt sein können und als Kern entweder, wie beschrieben nochmals eine Litze oder eine Fasereinlage vorgesehen sein kann.
Es hat sich gezeigt, dass die darin beschriebenen Möglichkeiten zur Ausbildung von Drahtseilen prinzipiell auch auf die Ausgestaltung von Faserseilen angewendet werden können. Freilich fallen dann die Berechnungsgrössen aufgrund der anderen Dichte der Zugträger anders aus. Prinzipiell können die Zugträger aus Naturfasern und/oder Kunstfasern und/oder Stahldrähten gefertigt sein.
Der Durchmesser der Drähte und ihr Material, die Art der Fasern und ihre Dimension, ebenso wie die Anzahl der Drähte bzw. Faserbündel pro Litze und die Anzahl der Litzen insgesamt sowie die Anzahl Litzen pro Litzenlagen und die Anzahl Litzenlagen pro Zugträger werden in Abhängigkeit von den konkreten Anforderungen gewählt.
Der Durchmesser der Zugträger liegt bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 4 mm. Solche Zugträger weisen eine ausreichende Biegbarkeit um Treib- und Umlenkscheiben und andererseits eine ausreichende Festigkeit auf und lassen sich gut im Grundkörper einbetten.
Die vorgeschlagenen Varianten von Zugträgern lassen sich in allen erfindungsgemässen Tragmitteln einsetzen.
4.3.5 Tragmittel: Material der Formkörper
Der Formkörper, inklusive eventuell vorhandener Treib- und/oder Führungsrippen, ist ein- oder mehrstückig aus einem Elastomer, insbesondere aus Polyurethan (PU), Polychloropren (CR), Naturkautschuk und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) ausgebildet. Die genannten Materialien sind für die Umsetzung der auf die Treibseite wirkenden Reibkräfte in Zugkräfte in den Zugträgern besonders geeignet und dämpfen zudem vorteilhaft Schwingungen des Aufzugtragmittels im Betrieb. Alternative, neuartige Materialien mit günstigen Verschleiss- und/oder Reibungseigenschaften können selbstverständlich Verwendung finden. Zum Schutz gegen Abrieb und dynamische Zerstörung können die Treib- und/oder Umlenkseite eine oder mehrere Umhüllungen und oder Beschichtungen aufweisen, beispielsweise aus Textilgewebe.
Eine einteilige Ausbildung ergibt ein besonders kompaktes, homogenes und einfach herstellbares Tragmittel. Eine Gruppe von einer oder mehreren Treibrippen (im Bereich einer Treibseite) kann mehrstückig mit einer Gruppe von einer oder mehreren Führungsrippen ausgebildet sein, indem das Aufzugtragmittel beispielsweise zweiteilig aus einer ersten Lage (welche die Treibrippen umfasst) und einer damit verbundenen zweiten Lage (welche die Führungsrippen aufweist) aufgebaut ist. Unter Verwendung einer mehrstückigen Anordnung können auf Treib- und Umlenkseite unterschiedliche Materialeigenschaften dargestellt werden. Dies kann optional unter Zwischenschaltung weiterer Lagen realisiert werden, wobei die (u. U. jeweils unterschiedlichen) Lagen während des (beispielhaft an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Herstellungsverfahrens) stoffschlüssig und/oder formschlüssig zu einem integralen Formkörper miteinander verbunden werden. Unterschiedliche Materialien können dabei unterschiedlichen Anforderungen beim Betrieb des Tragmittels Rechnung tragen: Beispielsweise kann eine Treibseite eine geringere Härte, insbesondere eine geringere Shore-Härte und/oder einen grösseren Reibwert als die Umlenk-/Führungsseite aufweisen, um eine bessere Treibfähigkeit zu erzielen, während umgekehrt der geringere Reibwert der Umlenk-/Führungsseite den Energieverlust bei einer Umlenkung reduziert.
Insbesondere zu diesem Zweck kann die Treibseite und/oder die Umlenk-/Führungsseite zusätzlich oder alternativ eine Beschichtung aufweisen, deren Reibwert, Härte und/oder Abriebfestigkeit sich von dem Grundkörper unterscheidet.
Das Material des (gesamten) Formkörpers bzw. das Material einer Riemenlage und/oder einer Beschichtung kann metallischer, keramischer und/oder organisch-synthetischer Natur sein. Insbesondere ist erfindungsgemäss ein Verbundwerkstoff vorgesehen, wie beispielsweise ein faserverstärktes PU oder ein Kunststoff mit feinverteilten Metall- und/oder Metalloxid und/oder Nitridpartikeln. Die Partikel weisen erfindungsgemäss eine kugelige, zylindrische oder amorphe Grundform auf mit einer längsten Erstreckung des Partikels, die im Nanometer- bis Mikrometer-Bereich liegt. Eine Beimengung von solchen gegenüber dem Basiswerkstoff der Lage vergleichsweise harten Partikeln kann eine Erhöhung der Abriebfestigkeit und Steifigkeit der jeweiligen Lage bewirken. Auch Carbon-Nanopartikel in Form von „Nano-Tubes", „Nano-Plates" oder sphärischen Nanopartikeln oder „Black Carbon" können in einem solchen Verbundwerkstoff ein gesetzt werden, was vor allem beim Auftreten von elektrostatischen Problemen hilfreich sein kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind dem Basiswerkstoff eines Tragmittel-Formkörpers Baumwoll-, Sisal-, Cellstoff-, Seide- oder Bast-Fasern mit einem Volumenanteil bis zu 5% beigemengt.
Als Beschichtung und/oder Riemenlage kann auch ein Gewebe aus Kunstfasern oder Naturfasern dienen, wobei die Fasern wiederum Nylon, Nomex, Kevlar, Hanf, Sisal und so weiter sein können. Für die Verwendung als Beschichtung kann das Gewebe mit thermoplastischem oder elastomerem oder thermo-elastomerem Kunststoff ummantelt oder imprägniert sein. In Frage kommen wiederum PU, Polyester, Polyamide, EPDM. In einem Formkörper oder als Verstärkung einer Riemenlage ist es in das Material des Formkörpers eingebettet.
Alternativ zu einer Beschichtung kann auch eine Bedampfung oder eine Beflockung vorgesehen sein. Vorteilhafterweise bedeckt die Beschichtung die gesamte Treibseite und/oder die gesamte Umlenk-/Führungsseite, wobei sie das Tragmittel auch gänzlich umhüllen kann. Ist nur eine Seite beschichtet oder sind die beiden Seiten unterschiedlich beschichtet, so ist es vorteilhaft, wenn die Beschichtung nicht über die Ränder der jeweiligen Seite hinausragt. In speziellen Fällen kann es auch sinnvoll sein eine Seite oder beide Seiten des Tragmittels nur partiell zu beschichten.
Bei einer mehrteilige Ausbildung des Tragmittels mit Treib- und Führungsrippe und/oder bei Beschichtung von Treib- und/oder Umlenkseite kann ein Aufzugtragmittel nach der vorliegenden Erfindung bevorzugt unterschiedliche Reibwerte auf Treibseite und Führungsseite aufweisen. Ist eine Beschichtung vorgesehen können sich auch die Reibwerte der Beschichtung von den Reibwerten des darunter liegenden Materials der jeweiligen Seite des Formkörperkörpers unterscheiden und/oder zwischen dem ersten Bereich des Formkörpers auf der Treibseite des Tragmittels gegenüber dem zweiten Bereich des Formkörpers auf der Führungsseite bzw. der der Treibseite abgewandten Seite. Die Reibwerte auf der Treibseite liegen im Bereich μ = 0,1 bis 1, bevorzugt μ = 0,2 bis 0,6, besonders bevorzugt μ < 0,3. Auf der Umlenkseite liegt der Reibwert ebenfalls im Bereich μ = 0,1 bis 1 und ist bevorzugt μ kleiner oder gleich 0,3.
Die vorgeschlagenen Varianten von Formkörpern lassen sich in allen erfindungsgemässen Tragmitteln einsetzen.
4.4 Endbefestigungsmittel (zur Befestigung der freien Enden des Tragmittels)
Zum sicheren Befestigen der freien Enden 28a, 28b der seil- oder riemenartigen Tragmittel 20 sind unterschiedliche Endbefestigungsmittel vorsehbar. Die freien Enden von Drahtseilen können zum Beispiel durch Keilschlösser, Vergiessen, Verspleissen oder andere Verfahren fixiert werden; jene von Tragriemen werden üblicherweise durch Keilschlösser befestigt.
Im folgenden werden die Befestigungspunkte 28a, 28b, auch Tragmittelfixpunkte genannt, näher erläutert.
Die Reibwerte von Elastomer- bzw. kunststoffummantelten Riemen oder Kunstfaserseilen an der Treibscheibe sind im allgemeinen höher als die Reibwerte von Stahlseilen. Beim Einfallen der Antriebsbremse, beispielsweise bei einem durch den Sicherheitskreis ausgelösten Nothalt, ist der Schlupf an der Treibscheibe bei kunststoffummantelten Tragmitteln sehr viel geringer als bei Stahlseilen. Als Folge davon entstehen viel höhere Verzögerungswerte an und in der Aufzugskabine. Mit dem erfindungsgemässen Fixpunkt für die Tragmittelendverbindungen kann der Fahrkomfort auch bei modernen Tragmitteln in einer Nothaltsituation aufrechterhalten werden. Besonders bei schnellfahrenden Aufzügen muss ein weiches Nothalten gewährleistet werden, zu hohe Verzögerungen würden in der Aufzugskabine zu Unfällen und Verletzungen der Aufzugspassagiere führen. Der erfindungsgemässe Fixpunkt ist bei Normalbetrieb fest mit der Führungsschiene oder mit dem Aufzugsschacht verbunden. Bei einem durch den Sicherheitskreis ausgelösten Nothalt wird der Fixpunkt mittels eines Mechanismus freigesetzt, wobei der Mechanismus und die Antriebsbremse gleichzeitig ausgelöst werden. Der Mechanismus setzt aber den Fixpunkt frei bevor das durch die Antriebsbremse erzeugte Bremsmoment zur Verzögerung der Aufzugskabine aufgebaut ist. Mit dem sich aufbauenden Bremsmoment tritt eine Verzögerung der Aufzugskabine ein, wobei ein Dämpfungselement des freigesetzten Fixpunktes einfedert und die Verzögerung auf ein für die Aufzugspassagiere erträgliches Mass abschwächt. Der Sicherheitskreis ist eine Serienschaltung von Kontakten zur Überwachung von beispielsweise Türstellungen, Übergeschwindigkeit, Speisespannungen, Schachtende etc.. Öffnet einer der Kontakte des Sicherheitskreises wird – wie oben dargelegt – ein Nothalt ausgelöst und die Antriebsbremse eingerückt. Nachfolgend oder gleichzeitig wird der Fixpunkt freigesetzt.
Bei dem erfindungsgemässen Aufzug bestehend aus einer in einem Aufzugsschacht entlang von Führungsschienen verfahrbaren Aufzugskabine und einem Gegengewicht sind Aufzugskabine und Gegengewicht mittels eines über Rollen geführten Tragmittels verbunden. Je Tragmittelende ist ein Fixpunkt vorgesehen, wobei ein Antrieb das Tragmittel antreibt und wobei mindestens ein Fixpunkt einen das Tragmittelende tragenden Schlitten aufweist, der bei einer Nothaltsituation freisetzbar ist. Verzögerungskräfte der Aufzugskabine und des Gegengewichtes bewirken in diesem Fall eine Verschiebung des Schlittens entgegen des Dämpfungsvermögens eines Dämpfungselementes und/oder entgegen der Federkraft einer Feder. Zur Vereinfachung wird eine Feder abschnittsweise mit unter den Begriff Dämpfungselement subsumiert. Ein erfindungsgemässer Fixpunkt umfasst ferner in bevorzugter Weise ein Befestigungselement zur kraft- und/oder formschlüssigen Kopplung von Tragmittel und Schlitten. In weiter bevorzugter Weise kommen unter Belastung selbsthemmende Klemmelemente und/oder Verschraubungen in Frage.
Anhand der 1G3, 2G3, 3G3, 4G3, 5G3, 6G3, 7G3 wird die erfindungsgemässe Vorrichtung näher erläutert.
In 1G3 ist ein mit 1g3 bezeichneter Aufzug dargestellt, bestehend aus einer in einem Aufzugsschacht 2g3 verfahrbaren Aufzugskabine 3g3 und einem Gegengewicht 4g3. Die Aufzugskabine 3g3 wird mittels einer ersten Führungsschiene 5g3 und mittels einer zweiten Führungsschiene 6g3 geführt. Das Gegengewicht 4g3 wird mittels einer dritten Führungsschiene 7g3 und mittels einer vierten, nicht dargestellten Führungsschiene geführt. Die Führungsschienen sind in einer Schachtgrube 8g3 abgestützt, wobei die vertikalen Kräfte in die Schachtgrube 8g3 geleitet werden. Die Führungsschienen 5g3, 6g3, 7g3 sind mit Bügeln 5.1g3, 6.1g3, 7.1g3 mit der Schachtwand 2.2g3 verbunden. In der Schachtgrube 8g3 sind Puffer 9g3 angeordnet, auf denen Pufferplatten 10g3 der Aufzugskabine 3g3 bzw. das Gegengewicht 4g3 aufsetzen können.
Als Trag- und/oder Treibmittel ist mindestens ein Riemen 11g3, beispielsweise ein Elastomer-ummantelter Riemen mit Längsrippen, mit einer 2:1 Riemenführung vorgesehen. Andere Riemenführungen, wie beispielsweise 4:1, sind auch möglich. Als Trag- und/oder Treibmittel zum Aufhängen und Antreiben der Kabine und/oder des Gegengewichtes sind in modifizierten Ausführungsbeispielen die an anderer Stelle in diesem Dokument beschriebenen Tragmittel in Einfach- oder Mehrfachanordnungen vorgesehen.
Treibscheibe 13g3, Umlenkrollen 16g3, 18g3, 20g3, Profilrolle 17g3 und Fixpunkte 14g3, 15g3 sind dann zur Aufnahme der parallel geführten Tragmittel 11g3 (Riemen) mit entsprechender Konturierung ausgebildet. Wenn eine an der zweiten Führungsschiene 6g3 und dritten Führungsschiene 7g3, beispielsweise im Schachtkopf 2.1g3 angeordnete Antriebseinheit 12g3 den Riemen 11g3 mittels einer Treibscheibe 13g3 um eine Längeneinheit vortreibt, bewegt sich die Aufzugskabine 3g3 bzw. das Gegengewicht 4g3 um eine halbe Längeneinheit. Das erste Ende des Riemens 11g3 ist an einem ersten Fixpunkt 14g3 und das zweite Ende des Riemens 11g3 ist an einem zweiten Fixpunkt 15g3 angeordnet. Der Riemen 11g3 ist über eine erste Umlenkrolle 16g3 über eine Profilrolle 17g3, über eine zweite Umlenkrolle 18g3, über die Treibscheibe 13g3 und über eine dritte Umlenkrolle 20g3 geführt. Die erste Umlenkrolle 16g3, die zweite Umlenkrolle 18g3 und die Profilrolle 17g3 sind im Boden 21g3 der Aufzugskabine 3g3 integriert, wobei der Riemen in einem Bodenkanal 21.1g3 verläuft. Die Profilrolle 17g3 kann auch weggelassen werden. Der Bodenkanal 21.1g3 verläuft dann horizontal. Die Profilrolle 17g3 weist eine den Längsrippen des Riemens 11g3 entsprechende Verzahnung auf. Die erste Umlenkrolle 16g3 und die zweite Umlenkrolle 18g3 führen den Riemen 11g3 auf der nicht verzahnten Seite mittels stirnseitig angeordneten Flanschen. Die Treibscheibe 13g3 steht mit ihrer den Längsrippen des Riemens 11g3 entsprechenden Verzahnung im Eingriff mit den Längsrippen des Riemens 11g3. Die Antriebseinheit 12g3 weist eine Bremse für den Normalbetrieb und für den Nothaltbetrieb auf. Nicht dargestellt ist oder sind der Motor oder die Motoren für die Treibscheibe 13g3. Die vierte Umlenkrolle 20g3 ist im Gegengewicht angeordnet und im Aufbau vergleichbar mit der ersten Umlenkrolle 16g3 oder mit der zweiten Umlenkrolle 18g3.
2G3 zeigt eine Seitenansicht des ersten Fixpunktes 14g3, der am oberen Ende der ersten Führungsschiene 5g3 vorgesehen ist. Der erste Fixpunkt 14g3 kann auch an der Schachtwand 2.2g3 oder an der Schachtdecke 2.3g3 angeordnet sein. Wie in 1G3 gezeigt ist der zweite Fixpunkt 15g3 mit Längenausgleichsfedern 15.1g3 ausgerüstet, die unterschiedliche Längen der parallel geführten Riemen 11g3 ausgleichen. Der zweite Fixpunkt 15g3 kann gleich wie der erste Fixpunkt aufgebaut sein und mit Längenausgleichsfedern 15.1g3 versehen sein. Der erste Fixpunkt 14g3 besteht im wesentlichen aus einem entlang der Führungsschiene 5g3 bewegbaren Schlitten 19g3, der mittels Führungsschuhen 22g3 am freien Schenkel 5.2g3 der Führungsschiene 5g3 geführt ist und ein Joch 23g3 trägt. An der Führungsschiene 5g3 ist eine Konsole 24g3 angeordnet, an der sich ein Dämpfungselement 25g3 abstützt. Das Ende des Riemens 11g3 ist mittels eines Verbindungselementes 26g3 gehalten. Das Verbindungselement 26g3 ist mittels eines Zugstabes 27g3 und Muttern 28g3 am Joch 23g3 aufgehängt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfassen die Fixpunkte ein sogenanntes Abschluss- bzw. Befestigungselement gemäss der US 6,854,164 62 , die hinsichtlich des Aufbaus und der Wirkungsweise des dort beschriebenen Befestigungselements vollumfänglich in Bezug genommen wird. Zwischen Spalte 2, Zeile 63 und Spalte 3, Zeile 52 ist in der US 6,854,164 B2 ein sogenanntes "Keilschloss" für ein ummanteltes Aramid-Seil mit rundem Querschnitt beschrieben, das so auch für ummantelte bzw. nicht-ummantelte Stahlseile mit rundem Querschnitt verwendbar ist. Bei einer entsprechenden Abwandlung des verwendeten Keils bzw. von dessen umlaufender Nut 103 sowie einer korrespondierenden Abwandlung des Gehäuses bzw. von dessen Oberflächen 110, 110' kann die Geometrie an unrunde Tragmittel angepasst werden. Die Anpassung hat erfindungsgemäss zum Ziel, die Form des Keils sowie des Gehäuses so an die Querschnittsform des Tragmittels anzupassen, dass dieses im Betrieb flächig am Keil und am Gehäuse anliegt, um eine gleichmässige Verteilung der Pressung zu erreichen. Eine Abweichung zwischen Keilwinkel und Gehäusewinkel von 0,1° bis 5° kann allerdings vorgesehen sein, so dass sich eine entlang der Länge des Tragmittels ändernde Pressung im Keilschloss ergibt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist ein flaches Elastomer-ummanteltes Tragmittel vorgesehen, welches in ein Befestigungselement in Form eines Keilschlosses gemäss der US 2001/0014996 A1 eingesetzt ist.
3G3 zeigt den Tragmittelfixpunkt 14g3 am Ende einer durch den Sicherheitskreis ausgelösten Nothaltsituation, bei der die Bremse der Antriebseinheit 12g3 die Aufzugskabine 3g3 bis zum Stillstand verzögert hat. Die dabei auftretenden Verzögerungskräfte werden mittels Riemen 11g3, Verbindungselement 26g3 und Zugstab 27g3 auf das Joch 23g3 übertragen und bewirken eine Verschiebung des Schlittens 19g3 um den Weg Bg3 in die Einfederungslage entgegen dem Dämpfungsvermögen des Dämpfungselementes 26g3. Das Dämpfungselement 26g3 kann beispielsweise eine Feder oder ein Puffer oder ein hydraulischer Dämpfer oder ein hydraulischer Dämpfer mit einer Feder sein. Bei Dämpfungselementen, die nach dem Einfedern wieder ausfedern, wie beispielsweise eine Druckfeder, kann eine Arretiervorrichtung vorgesehen sein, die den Schlitten 19g3 in der in 3G3 gezeigten Einfederungslage festhält. Mit dem Schlitten 19g3 in der in 3G3 gezeigten Lage ist die Aufzugskabine nur noch mit Kriechgeschwindigkeit verfahrbar. Zwischen Konsole 24g3 und Joch 23g3 kann eine Hilfsfeder vorgesehen sein, die den Schlitten 19g3 wieder in die Ausgangslage bringt nachdem der Riemen 11g3 mittels einer Pufferfahrt der Aufzugskabine entlastet worden ist. Einfederungslage wie in 3G3 gezeigt und Ausgangslage wie in 2G3 gezeigt des Schlittens 19g3 sind beispielsweise mittels Grenztastern überwachbar.
4G3 zeigt eine Ansicht des Fixpunktes 14g3 vom freien Schenkel 5.2g3 der Führungsschiene 5g3 her gesehen und 4aG3 einen Schnitt entlang der Linie A-A. Der Fixpunkt 14g3 ist für vier parallel geführte, flache, Elastomer-ummantelte Riemen 11g3 ausgelegt. Das Joch 23g3 ist zwischen der Schachtwand 2.2g3 und der Führungsschiene 5g3 angeordnet und gleitet an der Führungsschiene 5g3. Der Schlitten 19g3 besteht aus das Joch 23g3 tragenden Seitenwänden 29g3, die mit Stegen 30g3 verbunden sind. Je Steg 30g3 ist ein Führungsschuh 22g3 angeordnet, der mittels des freien Schenkels 5.2g3 führbar ist.
5G3 zeigt einen auf der Führungsschiene 5g3 angeordneter Mechanismus 31g3 zum Freisetzen des Fixpunktes 14g3. Am Joch 23g3 ist eine Lasche 32g3 mit einem ersten Bolzen 33g3 angeordnet, wobei ein um einen ersten Drehpunkt 34g3 drehbarer Hakenriegel 35g3 den ersten Bolzen 33g3 hintergreift. Ein Kniehebel 36g3 ist einenends am Hakenriegel 35g3 angelenkt und anderenends um einen zweiten Drehpunkt 37g3 drehbar. Der Kniehebel liegt in der gezeigten Ruhelage an einem Anschlag 38g3 an. Ein um einen dritten Drehpunkt 39g3 drehbarer zweiarmiger Hebel 40g3 dient der Verriegelung und der Betätigung des Kniehebels 36g3. In der gezeigten Lage verriegelt der zweiarmige Hebel 40g3 mittels einer Nocke 41g3 den Kniehebel 41g3, der so in keiner Richtung einknicken kann. Eine Spule 42g3 setzt einen zweiten Bolzen 43g3 frei, der mittels der Federkraft einer Druckfeder 44g3 den zweiarmigen Hebel 40g3 um den dritten Drehpunkt 39g3 dreht. Dabei gibt der zweiarmige Hebel 40g3 mit seiner Nocke 41g3 den Kniehebel 36g3 frei und knickt den Kniehebel 36g3 zugleich wie in 6G3 gezeigt. Durch die Schwerkraft der Aufzugskabine 3g3 verlässt der erste Bolzen 33g3 den Hakenriegel 35g3 und drückt diesen weiter zurück wie in 7G3 gezeigt. Der Kniehebel 36g3 ist in dieser Lage vollständig geknickt.
Im folgenden werden weitere für die Befestigungspunkte 28a, 28b bzw. Fixpunkte verwendeten Tragmittelendverbindungen näher erläutert: Anhand der 1G4, 2G4, 3G4, 4G4, 5G4, 6G4, 7G4, 8G4 und 9G4 wird ein erfindungsgemässes Abschluss- bzw. Befestigungselement für erfindungsgemässe Tragmittel näher erläutert.
1G4 zeigt ein sogenanntes Abschluss- bzw. Befestigungselement in Form einer Tragmittelendverbindung 1g4 bestehend aus einem in einem Keil 2g4, das in einem Gehäuse 3g4 anbringbar ist. Das Gehäuse 3g4 kann als einstückiger Gusskörper ausgebildet sein und im wesentlichen eine Rückwand 4g4, eine Frontwand 5g4, eine obere Öffnung 11g4 und eine untere Öffnung 12g4 aufweisen. Rückwand 4g4 und Frontwand 5g4 bilden einen Winkel alpha 1g4 gemäss Zeichnung. Im übrigen kann und soll die Detailgestaltung gemäss EN81-1: 1998 und/oder gemäss ANSI A17.1: 2000 vorgenommen werden. Betreffend der Gestaltung einer Tragmittelendverbindung für Tragmittel mit rundem Querschnitt (ummantelt oder nicht ummantelt) wird vollumfänglich auf die genannten Normen verwiesen. Betreffend der Gestaltung einer Tragmittelendverbindung mit unrundem Querschnitt, wird auf die genannten Normen verwiesen mit der Maßgabe, (zunächst ausgehend von der Norm) die Geometrien von Gehäusen und Klemmelementen an die Querschnittskontur des Tragmittels vorzunehmen. Insbesondere wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, sämtliche in den Normen vorgeschlagenen Endverbindungs-Varianten hinsichtlich ihrer Breiten-, Längen- und Querschnittsabmessung so zu variieren, dass eines oder mehrere unrunde Tragmittel (wie an anderer Stelle beschrieben) analog zu einem runden Tragmittel anstelle desselben einsetzbar sind.
Oben und unten ist das Gehäuse 3g4 offen. Ein Tragbolzen 6g4 verbindet das Gehäuse 3g4 mit einer Tragstruktur des Aufzuges. Der Tragbolzen 6g4 kann beispielsweise mit einem oben im Aufzugsschacht angeordneten Tragmittelfixpunkt verbunden bzw. in einen Tragmittelfixpunkt integriert sein.
Als Tragmittel 7g4 ist ein Keilrippenriemen 8g4 mit einer Laufseite 9g4 und einer Rückseite 10g4 vorgesehen. Die Laufseite 9g4 weist Längsrippen und die Rückseite 10g4 einen Längskamm auf. Andere Tragmittel wie beispielsweise V-Rippen-Riemen oder Zahnriemen sind auch möglich; insbesondere sind die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Tragmittel mit Vorteil in das beschriebene Befestigungselement einsetzbar. Das im Beispiel riemenförmige Tragmittel 8g4 wird in einer Schlaufe um den Keil 2g4 gelegt, wobei die Rückseite 10g4 mit Längskamm auf den Keil 2g4 gelegt wird.
Der Keil 2g4 bildet einen Winkel alpha 2g4 (bevorzugt in einer Grössenordnung zwischen 12° und 28°), der leicht grösser sein kann als der Winkel des Gehäuses 3g4. Dadurch wird die Klemmwirkung bzw. die Pressung des Tragmittels 7g4 an der oberen Öffnung 12g4 des Gehäuses 3g4 vergrössert. Die Geometrie des Keils 2g4 ist derart gewählt, dass der Keil 2g4 einmal durch die obere Öffnung 11g4 des Gehäuses 3g4 in das Gehäuse eingesetzt, nicht durch die untere Öffnung 12g4 (selbst ohne aufgelegtes Tragmittel 7g4) austreten kann. Eine mit dem Tragbolzen 6g4 in Verbindung stehende Nase 13g4 dient als Verdrehschutz für den Tragbolzen 6g4 und hält die Tragmittelschlaufe fest am Keil 2g4.
2G4 und 3G4 zeigen das Gehäuse 3g4 und den Keil 2g4, der durch die obere Öffnung 11g4 in das Gehäuse 3g4 einführbar ist. Am Keil 2g4 ist eine Nut 23g4 vorgesehen, in die die Rückseite 10g4 des Keilrippenriemens 8g4 mit dem Längskamm passt.
4G4 bis 8G4 zeigen schematisch Ausführungsvarianten des Keils 2g4. Die unterschiedliche Geometrie des Keils 2g4 hat zum Zweck, die Pressung des Tragmittelmantels einzustellen, wobei entlang einer Keilfläche erhabene Strukturen, Vertiefungen bzw. Rippen/Wölbungen 14g4 vorgesehen sind. In 7g4 sind mehrere Rippen/Wölbungen als voneinander unabhängige oder über Verbindungselemente zusammengefügte Walzen 15g4 ausgebildet. Optional sind parallel zur Längsrichtung des eingesetzten Tragmittels orientierte Vertiefungen in den Strukturen bzw. Walzen vorgesehen.
In 8G4 sind die Walzen 15g4 mittels eines nicht dargestellten Käfigs bzw. einem ringförmigen Tragrahmen gehalten und rotierbar gelagert. In bevorzugter Weise ist dabei jeder Walze eine Lagerachse sowie eine Bohrung in der im wesentlichen zylindrischen Walze zugeordnet, wobei die Lagerachse durch die Bohrung greift und an dem Käfig bzw. Tragrahmen gehalten ist. Den zylindrischen Walzen sind in bevorzugter Weise Vertiefungen in Umfangsrichtung zugeordnet, die hinsichtlich ihrer Kontur mit der korrespondierenden Kontur des eingesetzten Tragmittels korellieren.
9G4 zeigt einen Tragmittelstrang 16g4 mit mehreren Tragmittelendverbindungen 1g4. Je Tragbolzen 6g4 ist eine Druckfeder 17g4 vorgesehen, die einenends den Tragbolzen 6g4 festhält und anderenends sich an einer Konsole 18g4 abstützt. Die wirksame Länge des Tragbolzens 6g4 wird mittels einer Mutter 19g4 eingestellt. Die Konsole 18g4 kann an einer Führungsschiene, an der Schachtdecke, an der Antriebskonsole oder an einer Schachtwand angeordnet sein. Falls sich ein Tragmittel 7g4 dehnt, wird die Dehnung mittels der Druckfeder 17g4 ausgeglichen. An jedem Tragbolzen 6g4 ist eine weitere Mutter 20g4 vorgesehen, wobei die Muttern 20g4 aller Tragbolzen 6g4 eine Auslöseplatte 21g4 lose tragen. Falls sich ein Tragmittel 7g4 dehnt, bewegt die jeweilige Druckfeder 17g4 den Tragbolzen 6g4 nach oben, wobei die Auslöseplatte 21g4 auch nach oben bewegt wird und mit der Auslöseplatte 21g4 wird ein Schalter 22g4 betätigt, der den Aufzug stillsetzt.
Falls der Fixpunkt an der Aufzugskabine oder am Gegengewicht vorgesehen ist, gelten obige Ausführungen sinngemäss. Im übrigen sind die beschriebenen Fixpunkt- bzw. Tragmittelendverbindungs-Varianten in sämtlichen, an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Aufzugssystemen und zur Fixierung sämtlicher in diesem Dokument beschriebener Tragmittel verwendbar. Eine Anpassung der Geometrie des Tragmittelendverbinders an die Geometrie des Tragmittels versteht sich von selbst, wobei ISO 815-1: 2007(E)
Anhand der 1G6, 2G6, 3G6, 4G6, 5G6 wird ein wieteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Befestigungselements für die an anderer Stelle beschriebenen Tragmittel näher erläutert.
1G6 und 2G6 zeigen eine Tragmittelendverbindung 1g6 bestehend aus einem ersten zylinderförmigen Umschlingungselement 2g6 und einem zweiten zylinderförmigen Umschlingungselement 3g6, die in einem Gehäuse 4g6 fest angeordnet sind. Das Gehäuse 4g6 kann zusammen mit den Umschlingungselementen 2g6, 3g6 als einstückiger Gusskörper ausgebildet sein oder die Umschlingungselemente 2g6, 3g6 können mit dem Gehäuse verschweisst sein. Das Gehäuse besteht im Wesentlichen aus einer Rückwand 5g6 und einer ersten Seitenwand 6g6 und aus einer zweiten Seitenwand 7g6. Die der Rückwand 5g6 gegenüberliegende Gehäuseseite ist offen. Nach oben verjüngen sich die Seitenwände 6g6, 7g6 und bilden zusammen mit der Rückwand 5g6 und einem Joch 8g6 ein Tragelement 9g6 zur Aufnahme eines Tragbolzens 10g6. Der Tragbolzen 10g6 steht in Verbindung mit einer Tragstruktur eines Aufzuges. Der Tragbolzen 10g6 kann beispielsweise mit einem oben im Aufzugsschacht angeordneten Tragmittelfixpunkt verbunden bzw. in diesen integriert sein. Falls die Tragmittelendverbindung 1g6 um die Hochachse 180° gedreht verwendet wird, dient als Tragstruktur für den Tragbolzen 10g6 beispielsweise ein Joch der Aufzugskabine oder ein Rahmen des Gegengewichtes.
Als Tragmittel 11g6 ist ein Keilrippenriemen 11g6 vorgesehen. Andere Tragmittel wie beispielsweise Flachriemen oder Zahnriemen sind auch möglich. Der Riemen 11g6 wird in einer ersten Schlaufe 12g6 um das erste Umschlingungselement 2g6 und dann in einer zweiten Schlaufe 13g6 um das zweite Umschlingungselement 3g6 gelegt, wobei der Riemenrücken 14g6 den Umschlingungselementen 2g6, 3g6 abgewendet ist. Dann wird der Riemen 11g6 in einer dritten Schlaufe 15g6 gegenläufig zur ersten Schlaufe 12g6 erneut um das erste Umschlingungselement 2g6 geführt und dann das Ende 16g6 des Riemens 11g6 mittels einer dem Tragelement 9g6 gegenüberliegenden Klemmeinrichtung 17g6 festgehalten. Wie in 5G6 gezeigt, greifen die Rippen 18g6 der ersten Schlaufe 12g6 und die Rippen 18g6 der dritten Schlaufe 15g6 ineinander, wobei der Reibwert in diesem Abschnitt zusätzlich erhöht wird.
Eine mit dem Tragbolzen 10g6 in Verbindung stehende Nase 19g6 dient als Verdrehschutz für den Tragbolzen 10g6 und hält die Schlaufen 12g6, 13g6, 15g6 festgezogen bei schlaffem Riemen 11g6.
Die Klemmeinrichtung 17g6 besteht aus einem am Gehäuse 4g6 angeordneten Steg 20g6 mit einem Durchbruch 21g6 für das Riemenende 16g6 und für einen mittels Schraube 22g6 einstellbaren Keil 23g6, der das Riemenende 16g6 am Steg 20g6 festklemmt. Die Klemmung am Riemenende 16g6 erhöht die Sicherheit gegen Riemenrutschen bei schwingender Last.
3G6 und 4G6 zeigen eine Tragmittelendverbindung 1g6 bestehend aus einem dritten Umschlingungselement 24g6 und einem vierten Umschlingungselement 25g6, die im Gehäuse 4g6 angeordnet sind, wobei das dritte Umschlingungselement 24g6 beweglich ist und das vierte Umschlingungselement 25g6 fest mit dem Gehäuse 4g6 verbunden ist. Das Gehäuse 4g6 kann zusammen mit dem vierten Umschlingungselement 25g6 als einstückiger Gusskörper ausgebildet sein. Im übrigen ist das Gehäuse 4g6 der 3G6 und 4G6 vergleichbar mit dem Gehäuse 4g6 der 1G6 und 2G6 aufgebaut ausser der Klemmeinrichtung 17g6. Die Umschlingungselemente 24g6, 25g6 sind im Querschnitt keilförmig ausgebildet.
Als Tragmittel 11g6 ist ein Keilrippenriemen 11g6 vorgesehen. Andere Tragmittel wie beispielsweise Flachriemen oder Zahnriemen sind auch möglich. Der Riemen 11g6 wird in einer vierten Schlaufe 26g6 um das dritte Umschlingungselement 24g6 und dann in einer fünften Schlaufe 27g6 um das vierte Umschlingungselement 25g6 gelegt, wobei der Riemenrücken 14g6 den Uschlingungselementen 24g6, 25g6 abgewendet ist. Dann wird der Riemen 11g6 in einer sechsten Schlaufe 28g6 gegenläufig zur vierten Schlaufe 26g6 erneut um das dritte Umschlingungselement 24g6 geführt und dann das Ende 16g6 des Riemens 11g6 mittels um den Riemen 11g6 geführten Bändern 29g6 festgehalten. Wie in 5G6 gezeigt, greifen die Rippen 18g6 der vierten Schlaufe 26g6 und die Rippen 18g6 der sechsten Schlaufe 28g6 ineinander, wobei der Reibwert in diesem Abschnitt zusätzlich erhöht wird. Das zweimal umschlungene dritte Umschlingungselement 24g6 stützt sich via Riemen 11g6 am einmal umschlungenen vierten Umschlingungselement 25g6 und an der Rückwand 5g6 des Gehäuses 4g6 ab. Die Umschlingungselemente 24g6, 25g6 haben im Querschnitt die Form eines Keils mit dem Winkel alphag6 von beispielsweise 30°.
Eine mit dem Tragbolzen 10g6 in Verbindung stehende Nase 19g6 dient als Verdrehschutz für den Tragbolzen 10g6 und hält die Schlaufen 26g6, 27g6, 28g6 festgezogen bei schlaffem Riemen 11g6.
5G6 zeigt die gegenläufigen Schlaufen 12g6, 15g6 des ersten Umschlingungselementes 2g6 bzw. die gegenläufigen Schlaufen 26g6, 28g6 des vierten Umschlingungselementes 24g6. Die Riemenrippen 18g6 der gegenläufig geführten Schlaufen 12g6, 15g6, 26g6, 28g6 greifen ineinander, wobei die Schlaufen um eine halbe Rippe 18g6 in Querrichtung gegeneinander verschoben sind. Anstatt Rippen 18g6 gegen Rippen 18g6 zu richten kann als Ausführungsvariante der Riemen 11g6 auch Rücken 14g6 gegen Rücken 14g6 gerichtet sein. Das Rippenmaterial kann unterschiedlich zum Rückenmaterial sein, wodurch unterschiedliche Reibwerte machbar bzw. unterschiedliche Riemenzugkräfte abbaubar sind.
Zur Verbesserung des Reibwertes kann das zweite Umschlingungselement 3g6 bzw. das vierte Umschlingungselement 25g6 Längsrillen aufweisen, in die die Riemenrippen 18g6 passen.
Das Tragmittelende kann auch über mindestens ein weiteres Paar Umschlingungselemente geführt sein, wobei wiederum ein Umschlingungselement doppelt und gegenläufig und ein Umschlingungselement einfach umschlungen ist wie oben dargestellt.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass mit der erfindungsgemässen reibschlüssigen Tragmittelendverbindung die Klemmwirkung mit steigender Zugkraft zunimmt. Durch die mehrfache Umlenkung des Tragmittels entsteht eine Umschlingung von mehreren 180°, wobei abschnittsweise Tragmittel auf Tragmittel mit gegenläufiger Richtung und höherem Reibwert vorgesehen ist. Im übrigen ist die erfindungsgemässe Tragmittelendverbindung leicht lösbar.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung sind mindestens zwei Umschlingungselemente vorgesehen sind, wobei das eine Umschlingungselement mit einer Tragmittelschlaufe und mit einer zur Tragmittelschlaufe gegenläufigen weiteren Tragmittelschlaufe und das andere Umschlingungselement mit einer Tragmittelschlaufe umschlungen ist.
5. Bedien- und Anzeigevorrichtungen
Eine Aufzugsanlage enthält Bedien- und Anzeigevorrichtungen sowohl in der Aufzugskabine 10 als auch ausserhalb des Aufzugsschachts 12 in den Bereichen der jeweiligen Haltestellen. Neben diesen Bedien- und Anzeigevorrichtungen, die für die Benutzer vorgesehen sind, gibt es natürlich auch noch weitere Vorrichtungen zur Überwachung und Wartung der Aufzugsanlage für das entsprechende Fachpersonal.
In den Bereichen der Haltestellen sind üblicherweise Ruftafeln zum Heranholen der Aufzugskabine 10 zur jeweiligen Haltestelle vorgesehen. Als mögliche Anzeigen sind zu nennen eine einfache Benutzt-Anzeige, Standort- und Fahrtrichtungsanzeigen, die Rufanzeige, eine Ausser-Betrieb-Anzeige und dergleichen.
In der Aufzugskabine 10 selbst ist zumeist eine Druckknopftafel mit Drucktasten zur Auswahl der gewünschten Zielhaltestelle, eine Notruftaste und eine Notbremse angeordnet. Eine Anzeige informiert die Benutzer über den aktuellen Standort und ggf. die aktuelle Fahrtrichtung (aufwärts, abwärts). Wahlweise ist auch eine Hebelsteuerung zur Zielauswahl der Haltestellen denkbar, falls zum Beispiel nur wenige Haltestellen vorhanden sind.
Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich bei Aufzugsanlagen mit beliebigen Arten von Bedien- und Anzeigevorrichtungen anwendbar.
6. Weitere Varianten
Das erfindungsgemässe riemenartige Tragmittel wird mit Vorteil auch in Aufzugssystemen eingesetzt, die zwei oder mehr Schächte umfassen, in welchen sich mehrere Aufzugskabinen im Einbahnverkehr bewegen. Mit einem solchen Betriebsverfahren lassen sich Aufzugssysteme mit geringem Platzbedarf realisieren.
Das neue Aufzugssystem weist im wesentlichen nur Schächte auf, in denen sich Aufzugskabinen bewegen, jedoch keine Parkschächte, so dass der Platzbedarf für eine Einbahnbewegung der Aufzugskabinen so gering wie möglich ist. Die Antriebssysteme sind den Schächten zugeordnet, wobei pro Schacht mindestens zwei Antriebssysteme vorhanden sind. Bei vier Antriebssystemen sind mindestens drei Aufzugskabinen vorgesehen, und es sind üblicherweise höchstens so viele Aufzugskabinen vorhanden wie Antriebssysteme, obwohl auch zusätzliche redundante Antriebssysteme vorgesehen sein können.
Mit nur zwei Schächten können vier Aufzugskabinen betrieben werden, dadurch ist die Verkehrsleistung grösser als bei zwei herkömmlichen Aufzügen mit je einem Schacht und insgesamt nur zwei Aufzugskabinen. Der Passagier muss sich nicht wie bei herkömmlichen Aufzugssystemen, die zwei getrennte Aufzüge umfassen, lange orientieren, bei welcher Schachttüre er die Aufzugskabine betreten muss, denn jedem Schacht ist eine Richtung zugeordnet. Jede Aufzugskabine kann vorzugsweise alle Stockwerke anfahren, also über die ganze Hubhöhe operieren. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der neuen Aufzugsanlage sind vier Antriebssysteme, nämlich zwei Antriebssysteme pro Schacht, und insgesamt vier Aufzugskabinen vorhanden. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Fahrgäste das Aufzugssystem sowohl aufsteigend wie auch absteigend benutzen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Aufzugssystem nur aufsteigend benutzt wird, während absteigend eine Treppenanlage oder Rolltreppe benutzt werden soll. In einem solchen Fall können im einen Schacht drei Antriebssysteme und im anderen Schacht nur ein Antriebssystem vorhanden sein, so dass im einen Schacht drei Aufzugskabinen gleichzeitig in verhältnismässig langsamer Fahrt Passagiere nach oben bewegen können, während im anderen Schacht jeweils nur eine leere Aufzugskabine in verhältnismässig schneller Fahrt abwärts bewegt wird. Die Bewegungsrichtungen der Aufzugskabinen können auch umgekehrt werden, so dass je nach Fahrgastaufkommen der Schacht mit den drei Antriebssystemen für die Aufwärts- oder die Abwärtsfahrt der Fahrgäste benutzt werden kann, in einem Bürogebäude zum Beispiel bei Arbeitsbeginn für Aufwärtsfahrten und bei Arbeitsende für Abwärtsfahrten.
Die neue Aufzugsanlage weist vorzugsweise eine Zentralsteuerung auf, um die Bewegungen der Aufzugskabinen zu steuern. Hiermit werden die Bewegungen der Aufzugskabinen so gesteuert, dass die Anzahl der Aufzugskabinen, die sich gleichzeitig in einem Schacht befinden, auf die Anzahl der diesem Schacht zugeordneten Antriebssysteme begrenzt ist. Bei der üblichen Anordnung mit zwei Antriebssystemen pro Schacht befinden sich also jeweils maximal zwei Aufzugskabinen in einem Schacht.
Mit Hilfe der Zentralsteuerung kann man auch vermeiden, dass Aufzugskabinen kollidieren, wobei die Zentralsteuerung bewirkt, dass zwischen zwei Aufzugskabinen stets ein gewisser Sicherheitsabstand vorhanden ist. Zur Vermeidung von Stausituationen kann die Zentralsteuerung im Weiteren bewirken, dass eine in einer Endstation befindliche Aufzugskabine spätestens dann via die Lateraltransfereinrichtung in den anderen Schacht bewegt wird, wenn eine darauffolgende Aufzugskabine in eben diese Endstellung gelangen will.
Die Schächte können in einem gewissen seitlichen Abstand voneinander liegen. Im Bereich der Lateraltransfereinrichtungen kann auf diese Weise Raum geschaffen werden für eine temporäre Parkstation. Der Raumbedarf hierfür bleibt gering, da der Raum zwischen den Schächten nur im Bereich der Lateraltransfereinrichtungen für das Aufzugssystem benutzt wird, während er dazwischen zu anderen Zwecken, beispielsweise als Abstellraum, zum Beispiel als Besenkammer, zur Verfügung steht.
Bei bevorzugten Ausführungen der Erfindung umfasst jedes Antriebssystem einen, vorzugsweise riemenartigen Endlosantrieb, der über eine Treibscheibe antreibbar und mit einem Gegengewicht versehen ist.
Zum Verkuppeln einer der Aufzugskabine mit dem Endlosantrieb des Antriebssystems ist ein Kupplungsmechanismus vorgesehen, zum Beispiel mit einem am Endlosantrieb angeordneter Kupplungskörper und einer an der Aufzugskabine angeordneten Kupplungseinheit.
In den Schächten ist jede der Aufzugskabinen mittels Gleit- und/oder Rollführungen an einer oder mehreren vertikalen Führungsschienen geführt. Die Lateraltransfereinrichtungen weisen Lateralführungsvorrichtungen und Lateralantriebssysteme für die Aufzugskabinen auf.
Im Folgenden wird die Erfindung und an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben.
Die Aufzugsanlage weist zwei Aufzugsschächte und insgesamt vier Aufzugskabinen auf.
In einem Zustand befinden sich in jedem der Aufzugsschächte zwei Aufzugskabinen.. Es ist ein für die Aufwärtsfahrt der Aufzugskabinen bestimmter Schacht und ein für die Abwärtsfahrt bestimmter Schacht vorgesehen. Eine Aufzugskabine befindet sich zuunterst im Schacht eine andere Aufzugskabine in einer mittleren Höhe im Schacht. Eine weitere Aufzugskabine befindet sich zuoberst im anderen Schacht und die Aufzugskabine in einer mittleren Höhe in diesem Schacht. Die Aufzugskabinen bestehen im wesentlichen aus einem steifen Rahmen und einem Kabinenkörper, es können aber auch Aufzugskabinen mit selbsttragendem Aufbau eingesetzt werden.
Es sind insgesamt vier Antriebssysteme vorgesehen, nämlich zwei Antriebssysteme im linken Schacht und zwei Antriebssysteme im rechten Schacht.
Jedes der Antriebssysteme umfasst ein Endlostreibelement, vorzugsweise in Form eines ummantelten Riemens. Erfindungsgemäss weist ein Endlostreibelement einen Querschnitt auf, der im wesentlichen identisch ist mit einem der an anderer Stelle dieses Dokuments bezüglich eines erfindungsgemässen endlichen Tragmittels dargestellten Querschnitte. Insbesondere soll das Endlostreibelement auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten, einer Treibseite und einer Umlenk-/Führungsseite, jeweils wenigstens eine Längsrippe mit im wesentlichen keil- oder trapezförmigem Querschnitt aufweisen. Entsprechend sind Antriebstreibscheiben und Umlenk- bzw. Spannrollen entsprechend den an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Treibscheiben und Rollen gestaltet, und zwar korrespondierend bzw. komplementär zur Kontur des Tragmittels bzw. des Treibelements.
Jedes Endlostreibelement wird oben von einem Antriebsaggregat über eine Treibscheibe angetrieben und läuft unten um eine Umlenk- und Spannrolle. Im Weiteren umfasst jedes der Antriebssysteme ein Gegengewicht. Alternativ könnte die Treibscheibe unten und die Umlenk- und Spannrolle oben angeordnet sein. Es könnte auch oben bzw. unten angeordnete Umlenkrollen und seitliche Spannrollen vorgesehen sein.
Vorgesehen sind im Weiteren eine obere Lateraltransfereinrichtung und eine untere Lateraltransfereinrichtung Einzelheiten der Lateraltransfereinrichtungen werden weiter unten beschrieben. Die Antriebssysteme jedes Schachtes befinden sich jeweils nebeneinander an einer Schachtseite, nämlich an der von dem anderen Schacht abgewandt Schachtseite. Dies erlaubt es, Aufzugskabinen mit zwei einander gegenüberliegenden Türen bzw. beidseitig zugängliche Aufzugskabinen einzusetzen. Alternativ können die Antriebssysteme auch an der der Kabinentüre gegenüberliegenden Seite des Schachtes angebracht sein, wodurch der seitliche Platzbedarf geringer wird, allerdings können dann nur Aufzugskabinen benutzt werden, die eine einzige Türe oder ggfs. zwei über Eck angeordnete Türen aufweisen. In jedem der Schächte sind nebeneinander angeordnete Führungsschienen vorgesehen, an denen die Aufzugskabinen mittels Führungskörpern geführt sind. Vorgesehen sein können Gleitführungen mit als Gleitstücken ausgebildeten Führungskörpern an den Aufzugskabinen, es kommen aber auch Rollenführungen in Frage, die den Vorteil haben, geringere Reibungsverluste zu erzeugen. Es sind nicht zwingend 4 Führungen je Schacht notwendig. Es könnte auch mit nur 2 Führungsschienen je Schacht gearbeitet werden. Diese müssten dann im obersten und untersten Halt, im Bereich zwischen den Schächten, z. B. durch Schwenkführungen ersetzt werden.
Zuoberst und zuunterst in den Schächten sind die Führungsschienen jeweils auf der den Antriebssystemen gegenüberliegenden Schachtseite nicht vorhanden. Sie sind dort durch schwenkbare Führungssysteme, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch schwenkbare Führungsrollen, ersetzt. Diese Führungsrollen führen eine Aufzugskabine dann, wenn die Aufzugskabine nicht von der jeweiligen Lateraltransfereinrichtung aufgenommen ist. Ist die entsprechende Aufzugskabine wirksam in der Lateraltransfereinrichtung aufgenommen, so sind diese schwenkbaren Führungssysteme in eine Freigabestellung geschwenkt, um die Horizontalverschiebung der Aufzugskabine zu ermöglichen. Zur vertikalen Führung der Aufzugskabinen in den Schächten wäre auch eine so genannte Rucksackführung geeignet, das heisst eine Führungseinrichtung, welche die Aufzugskabinen lediglich auf einer Seite, zum Beispiel auf der Seite der Antriebssysteme, führt. Eine solche Rucksackführung müsste im Bereich der Lateraltransfereinrichtungen durch ein Führungssystem ersetzt sein, das sich verschwenken oder verschieben lässt.
Die Endlostreibelemente laufen über Treibscheiben und sind von diesen antreibbar.
Der Kupplungsmechanismus, mit welchem die Aufzugskabinen mit den Endlostreibelementen temporär verkuppelbar ist, ist wie folgt beschaffen: Jedes Endlostreibelement ist mit einer ersten Kupplungseinheit in Form einer Kupplungsplatte bestückt. Jede Aufzugskabine weist eine zweite Kupplungseinheit auf, um die Aufzugskabine bei Bedarf mit einem der Endlostreibelemente zu verkuppeln. Diese kabinenseitige Kupplungseinheit ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als horizontal verschiebbare Bolzenanordnung mit mehreren Kupplungsbolzen ausgebildet. Die Kupplungsbolzen sind, wenn sie im Eingriff mit der Kupplungsplatte stehen, mittels einer Verriegelungsvorrichtung verriegelbar. Anstelle von Kupplungsbolzen könnten auch einrückbare Hakenanordnungen vorgesehen sein.
Die obere Lateraltransfereinrichtung befindet sich oberhalb der Aufzugskabinen, wenn diese ihre oberste Lage einnehmen. In Vorbereitung für den Lateraltransfer ist die Aufzugskabine noch nicht vom Antriebssystem bzw. Endlostreibelement entkuppelt, jedoch schon in die obere Transferanordnung eingehängt. Die obere Transferanordnung umfasst zwei obere Profilschienen und schwenkbare Rollen, welche durch Schwenkung in die Profilschienen in eine Arbeitsstellung gebracht werden können, in der sie in die Profilschienen greifen. Sobald diese Rollen in ihre Arbeitsstellung verschwenkt sind, lässt sich die Aufzugskabine vom Antriebssystem abkuppeln. Zuvor müssen alle Fahrgäste die Aufzugskabine verlassen haben und alle Türen der Aufzugskabine müssen verriegelt sein. Die Verschiebung der nun abgekuppelten Aufzugskabine vom einen Schacht in den anderen Schacht kann dann über ein Lateralantriebssystem, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Kettenantriebssystem, erfolgen. Zu diesem Zwecke muss eine Kette oder ein Riemen des Lateralantriebssystems antriebsmässig mit der Aufzugskabine oder den Rollen verbunden werden, wozu ein nicht dargestellter Zusatzkupplungsmechanismus erforderlich ist. Das Lateralantriebssystem ist an den Profilschienen angeordnet und mittels eines Elektromotors antreibbar.
Grundsätzlich ist die untere Lateraltransfereinrichtung analog aufgebaut wie die obere Transferanordnung, sie befindet sich aber unterhalb der jeweils zu transferierenden Aufzugskabine, wenn diese ihre tiefste Lage einnimmt. Während die jeweils in der oberen Lateraltransfereinrichtung befindliche Aufzugskabine an den oberen Profilschienen hängt, steht die jeweils in der unteren Lateraltransfereinrichtung befindliche Aufzugskabine auf unteren Profilschienen 46z. Für einen Augenblick nach Beendigung der Lateralverschiebung der Aufzugskabine greifen die Rollen noch in die Führungsschienen ein.
Das Aufzugssystem weist auch ein Geschwindigkeitsbegrenzungssystem auf. Dieses Geschwindigkeitsbegrenzungssystem ist optional. Ein mit einem Reibrad antreibbarer Geschwindigkeitsbegrenzer kann an jeder Aufzugskabine angeordnet sein. Bei Verwendung eines solchen nicht üblichen Geschwindigkeitsbegrenzers muss ein Sicherheitsseil mit der Aufzugskabine verkuppelt sein, wenn diese nicht in einer der Lateraltransfereinrichtungen aufgenommen ist, oder das Sicherheitsseil muss fest mit der Kupplungsplatte verbunden sein. Es könnte auch ein elektronischer Geschwindigkeitsbegrenzer verwendet werden.
Im Folgenden wird der Betrieb des neuen Aufzugssystems genauer beschrieben.
Bei der Aufwärtsfahrt fahren die Aufzugskabinen immer von ganz unten nach ganz oben, jedoch im Allgemeinen mit Zwischenhalten in den verschiedenen Stationen. Hierbei bedient jede aufwärts fahrende Aufzugskabine eingehende Bedienungsrufe von unten nach oben, sie folgt aber grundsätzlich nur Bedienungsrufen für ein Zu- oder Aussteigen in Zwischenstationen, die oberhalb ihrer momentanen Höhe gelegen sind. In jedem Fall fährt die Aufzugskabine letztlich zur oberen Endstation, wo alle verbleibenden Fahrgäste aussteigen müssen. Anschliessend wird die Aufzugskabine vom Antriebssystem entkuppelt und mit Hilfe der Lateraltransfereinrichtung für die Abwärtsfahrt in den anderen Schacht übergesetzt.
Die Abwärtsfahrt geht analog zur Aufwärtsfahrt vor sich. Die Aufzugskabine folgt den Bedienungsrufen in Abwärtsrichtung, soweit Halte in Zwischenstationen verlangt werden, die unterhalb der momentanen Höhe der Aufzugskabine liegen. In der unteren Endstation verlassen die letzten Passagiere die Aufzugskabine, und diese wird durch die untere Lateraltransfereinrichtung für eine weitere Aufwärtsfahrt in den anderen Schacht übersetzt.
Je nach Fahrgastaufkommen und gewählten Zielorten der Fahrgäste ist es denkbar, dass Wartezeiten entstehen, weil eine Aufzugskabine auch bei Fehlen von Bedienungsrufen nicht weiterfahren kann, wenn ein Schacht durch die vorangehende Aufzugskabine blockiert ist. Es wäre denkbar, die Geschwindigkeit der hinteren Aufzugskabine anzupassen, so dass keine Wartezeiten entstehen. Vorteilhaft ist für solche Fälle auch, vorzusehen, die Fahrgäste akustisch oder optisch über Gründe von solchen Verzögerungen zu informieren.
Die Antriebssysteme machen Leerfahrten zum Verfahren der Gegengewichte ohne Kabine. Diese Leerfahrten können mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden, da keine Personen involviert sind.
Das ganze Aufzugssystem muss sich getaktet bewegen. Es ist zwar denkbar, bei kleinem Verkehrsaufkommen nur die gerufene Kabine zu bewegen. Trotzdem ist sicherzustellen, dass die Bereitschaft gehalten wird, möglichst alle eventuellen Rufe so schnell wie möglich bedienen zu können. Dazu muss die zentrale Steuerung laufend die Positionen der einzelnen Kabinen und der Gegengewichte in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens überprüfen. Die zentrale Steuerung müsste intelligent sein und zwischen Verkehrsleistung, Wartezeiten und Energieverbrauch zu optimieren.
7. Tragmittelüberwachung:
Eine besondere Anforderung ergibt sich, besonders bei der Verwendung erfindungsgemässer (ummantelter) Tragmittel, an die Kontrolle oder Überwachung der Tragmittel. Die Tragmittel sind im Gebrauch verschiedenartigen Einflüssen ausgesetzt. Sie sind einem kontinuierlichen Verschleiss unterworfen. Sie sind im besonderen an Umlenkstellen des Tragmittels, beispielsweise wenn das Tragmittel über Rollen geführt wird, einer erhöhten Gefahr des Bruches einzelner Drähte bzw. Fasern ausgesetzt oder die Zugträger können aufgrund ausserordentlicher Ereignisse, wie Montage-Einfluss, Schläge, Korrosion etc. beschädigt werden. Diese Einflüsse reduzieren den tragenden Querschnitt und damit die ertragbare Tragkraft des Tragmittels und können im Extremfall zu einem Versagen des Tragmittels führen. Bei der an anderer Stelle dieses Dokuments im Detail beschriebenen Verwendung von nicht ummantelten Stahlseilen können Beschädigungen in der Regel durch eine visuelle Kontrolle festgestellt werden. Bei den erfindungsgemäss verwendeten ummantelten Stahlseilen oder riemenartigen Tragmitteln oder bei erfindungsgemässen Tragmitteln mit mehreren (einzelnen) Stahlseilen oder Stahllitzen in einer gemeinsamen Umhüllung können Schäden am Stahlseil oder an einzelnen Stahllitzen in der Regel visuell nicht mehr erkannt werden. Zur sicheren Überwachung von ummantelten Tragmitteln stellen sich somit insbesondere zwei Aufgabenbereiche.
Eine erste Aufgabe besteht darin, einen Zustand der Ummantelung selbst festzustellen. Schäden an der Ummantelung selbst können beispielsweise Risse, Ausbrüche, Verdickungen, Verengungen, eingedrückte Fremdpartikel, hervorstehende Einzeldrähte oder beschädigte, abgeriebene Mantelstellen sein. Derartige Schäden können mittels bewährten visuellen Kontrollen oder auch mittels elektrischen/mechanischen Messungen festgestellt werden. Eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage ist daher vorteilhafterweise mit einem Mess-System zur Erkennung des Zustandes der Ummantelung ausgerüstet Als mechanische Messsysteme sind beispielsweise Taster vorgesehen, welche hervorstehende Teile oder Verdickungen bzw. Verengungen feststellen. Erfindungsgemässe elektrische Messvorrichtungen führen beispielsweise Kontaktüberwachungen aus, welche eine Berührung eines hervorstehenden Drahtes, einer Litze oder eines Seiles mit einer Umlenkrolle oder einer anderen Kontaktstelle feststellen. Es können auch optische Sensoren vorgesehen sein, welche eine Farbänderung der Ummantelung detektieren können, welche zu diesem Zwecke beispielsweise mehrfarbig oder phosphoreszierend aufgebaut oder beschichtet ist. Die Ummantelung selbst kann beispielsweise auch im Mantel eingebettete phosphoreszierende Partikel oder Flüssigkeiten enthalten, welche bei einer Rissbildung an der Oberfläche sichtbar werden und entsprechend erkannt werden können. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist innerhalb einer Ummantelung eines erfindungsgemässen Tragmittels wenigstens ein als Hohlraum ausgeführtes Speicherreservoir für eine feste, flüssig oder gasförmige Substanz vorgesehen, wobei die Substanz eine chemische Reaktion mit Luft, insbesondere mit Sauerstoff auslösen und Strahlungs- oder Stoffemissionen freisetzen kann. Solcherlei Emissionen sind bevorzugt durch Betriebspersonal oder durch chemische/elektrische Sensoren erfassbar, wobei bei einem Auftreten einer solchen Emission auf eine Beschädigung des Tragmittels bzw. dessen Ummantelung geschlossen werden kann.
Eine andere Aufgabe besteht darin, einen Zustand der tragenden Stahllitze, bzw. des Seiles festzustellen. Die erfindungsgemässe Aufzugsanlage umfasst nun vorzugsweise eine Einrichtung zur Überwachung des Tragmittels bzw. des tragenden Teiles des Tragmittels (Zugelemente). Erfindungsgemäss sind mehrere alternative oder miteinander kombinierbare Ausführungsbeispiele zur effizienten Überwachung zun Zugelementen wie folgt vorgesehen.
Eine erste Variante wird analog zu einem aus der DE3904612A1 vorbekannten Prüfverfahren für stahlseilarmierte Fördergurte und Mehrseilaufzüge erfindungsgemäss realisiert, wobei die Zugträger eines Tragmittels bzw. das Seil laufend, z. B. bei fahrender Kabine bzw. beim Treiben des Aufzuges auf einer begrenzten Länge magnetisiert und die Magnetfelder jeweils vermessen werden. Die Magnetisierung wird im wesentlichen bis zur Sättigung axial mit Hilfe mehrerer Magnetfelder vorgenommen und die Vermessung wird gleichzeitig mit der Magnetisierung realisiert. Die Überwachungseinrichtung ist gemäss der Beschreibung der DE3904612A1 , Spalte 2 Zeile 55 bis 68, sowohl für periodischen wie dauernden Einsatz bei (beispielsweise stahlseilverstärkten) Gurten oder parallel-laufenden Aufzugsseilen verwendbar. Sie ist vorteilhafterweise wie in Spalte 2 Zeilen 47 bis 54 mit einem Rechengerät versehen, welches die Messungen auswertet und entsprechende Warnmeldungen generieren kann. In der Literatur, beispielsweise in "Drahtseile, deren Bemessung, Betrieb, Sicherheit, ISBN 3-540-57861-7, von K. Feyrer erschienen anno 1994", ist diese Überprüfungsmethode im Kapitel 6.3.3 ausführlich umschrieben. Insbesondere sind verschiedene Alternativen in der Detailausführung der Messart, wie beispielsweise die Verwendung von einzelnen oder mehreren Mess-Spulen oder Hallgeneratoren zur Erfassung der Streufelder dargestellt, diese sollen erfindungsgemäss zur Überwachung der an anderer Stelle dieses Dokuments näher beschriebenen Tragmittel verwendet werden. Weitere Methoden, wie beispielsweise die Durchstrahlung von Tragmitteln mittels Röntgenstrahlung o. ä. sind aufgezeigt, in Sonderfällen können auch solche Verfahren erfindungsgemäss eingesetzt werden. Insbesondere ist erfindungsgemäss vorgesehen, mittels eines mobilen, tragbaren Röntgengeräts kurzzeitig fotografische Aufnahmen von im Betrieb befindlichen Tragmitteln eines erfindungsgemässen Aufzugsystems zu machen.
In modifizierten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind weitere Verfahren vorgesehen, um einen Bruch einer Litze eines Tragmittels rechtzeitig zu erkennen (und das Tragmittel rechtzeitig austauschen zu können). So ist beispielsweise in der DE3934654A1 ein handelsüblicher Riemen präpariert, wie es in 3 von DE3934654 perspektivisch dargestellt ist. Im Bereich der Enden des Flachriemens ist der Gurtkörper gleichsam abisoliert, so dass die tragenden Drahtlitzen freiliegen. Am Ende sind vom Rand beginnend jeweils zwei Drahtlitzen paarweise miteinander elektrisch verbunden. Eine derartige Anordnung ist erfindungsgemäss für die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Tragmittel vorgesehen, bei denen mehrere elektrisch leitende Zugträger innerhalb einer gemeinsamen Ummantelung angeordnet sind. Die elektrische Verbindung jeweils zweier Litzen kann dabei auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Denkbar ist bspw. ein Verlöten von jeweils zwei Litzen, ein Verklemmen mittels eines Kabelschuhs etc. Am anderen Ende des in der DE3934654A1 gezeigten Flachriemens (der stellvertretend für die übrigen in diesem Dokument erwähnten, ähnlich aufgebauten Tragmittel zu verstehen ist) sind die mittleren Litzen jeweils paarweise verbunden, so dass sich eine Reihenschaltung der einzelnen Litzen hintereinander ergibt, die auf diese Art und Weise insgesamt einen einzigen elektrischen Leiter bilden. Die am abisolierten Ende des Flachriemens überstehenden Enden der aussenliegenden Litzen bilden dabei die Endstücke dieses Leiters. Diese Endstücke sind mit einer Prüfspannungsquelle und einem mit dieser verbundenen Amperemeter verbunden. Durch die Prüfspannungsquelle wird ein Strom durch den aus den einzelnen Litzen bestehenden Gurtkörper getrieben, der von dem Amperemeter angezeigt wird. Kommt es nun zu einem Bruch einer Litze, so wird gleichzeitig der Prüfstrom unterbrochen, was von dem Amperemeter angezeigt wird. Falls es zu einem Bruch bzw. Riss des gesamten Riemens kommt, kann dieser ausgetauscht und auf diese Art und Weise Folgeschäden vermieden werden. Es ist hierbei, wie in DE3934654A1 , Spalte 4 ab Zeile 32, weiter aufgezeigt, für den Durchschnittsfachmann sofort offensichtlich, dass das Amperemeter die schlechteste aller möglichen Überwachungseinrichtungen ist und lediglich um der schematischen Darstellung des Erfindungsprinzips willens gewählt wurde. An Stelle des Amperemeters kann erfindungsgemäss eine elektronische Schaltung eingebaut sein, die bei einer Unterbrechung des Prüfstromes bspw. ein akustisches Signal auslöst, den Betrieb des Tragmittels/des Aufzugssystems selbsttätig einstellt o. ä. Dabei kann auch eine nur kurzfristige Unterbrechung des Prüfstromes erkannt werden, wie sie sich bspw. einstellt, wenn eine Litze zwar bereits gebrochen ist, sich die Bruchenden aber zeitweilig noch berühren. Innerhalb der elektronischen Schaltung kann bspw. die Reihenschaltung aus den einzelnen Litzen ihrerseits mit dem Basiswiderstand eines in Emitterschaltung geschalteten Transistors in Reihe geschaltet werden. Aus dieser Emitterschaltung können dann mannigfaltige andere Schaltstufen angesteuert werden.
In einer Weiterführung dieser Messung könnte logischerweise ein reduzierter Messstrom bzw. ein erhöhter Widerstand darauf hindeuten, dass ein Querschnitt eines Seiles oder Seillitze reduziert ist, was ein Hinweis auf ein Vorliegen von Drahtbrüchen bedeutet. Erfindungsgemäss ist dabei ferner vorgesehen, ergänzend oder alternativ eine Widerstandsänderung über der Zeit zu ermitteln. Dies ist insbesondere dann mit Vorteil realisierbar, wenn das Tragmittel (bzw. die Tragmittel eines erfindungsgemässen Aufzugssystems) während eines nennenswerten Anteils der gesamten Betriebszeit des Aufzugssystems kontinuierlich und/oder andauernd und/oder intermittierend überwacht werden. Als nennenswerter Anteil der Betriebszeit wird beispielsweise ein Zeitraum von mehr als einer Stunde pro Woche. bzw. mehr als ca. 50 Stunden pro Jahr angesehen.
Anstelle einer Widerstandsänderung kann erfindungsgemäss auch ein Temperaturanstieg im Bereich eines reduzierten Querschnitts festgestellt und ausgewertet werden, wie es beispielsweise in der EP 1530040 A1 aufgezeigt ist. Diese Temperaturmessung, wie auch die oben erwähnten Messverfahren mittels Durchstrahlung, Ultraschall oder Magnet-Streufeldmessung haben den Vorteil, dass sie den Ort der Beschädigung feststellen können, während eine Strom- oder Widerstandsmessung lediglich einen Gesamtzustand des Tragmittels wiedergeben können. Dennoch können sämtliche Messverfahren alternativ zueinander oder kumulativ zur Überwachung der an anderer Stelle beschriebenen erfindungsgemässen Tragmittel mit Vorteil herangezogen werden.
Insbesondere lässt sich durch eine dauerhafte und/oder periodisch während der Lebensdauer eines erfindungsgemässen Aufzugssystems vorgesehene, intensive Überwachung des Tragmittels ein unnötiger Austausch des Tragmittels vermeiden. Ferner können bei der Auslegung der Tragmittel eines Aufzugssystems Sicherheitsmargen vorgesehen werden, die im Falle der Dimensionierung der zulässigen Last geringer sind als der derzeit geläufige Faktor 12.
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst ein erfindungsgemässes Aufzugssystem bzw. eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage vorteilhafterweise eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Zustandes des Tragmittels. Eine erfindungsgemässe Erfassungseinrichtung weist insbesondere einen Ultraschallsender zum Erzeugen und Einkoppeln von Ultraschallwellen in das Tragmittel bzw. zum Erzeugen von Ultraschallwellen im Tragmittel sowie einen Ultraschallempfänger zum Erfassen von Ultraschallwellen des Tragmittels auf.
Mit Ultraschall (US) bezeichnet man Schall mit Frequenzen, die oberhalb des vom Menschen wahrgenommenen Bereiches liegen. Das umfasst Frequenzen zwischen etwa 20 kHz und 1 GHz bis 10 GHz. Zur Erzeugung von Ultraschall in Luft eignen sich dynamische und elektrostatische Lautsprecher sowie insbesondere Piezolautsprecher, d. h. membrangekoppelte Platten aus piezoelektrischer Keramik, welche durch Umkehr des Piezo-Effekts zu Schwingungen angeregt werden. Mittels piezoelektrischer Kunststoffe (PVDF) lassen sich auch direkt Membranen ansteuern, was ein verbessertes Übertragungsverhalten hervorruft. Ultraschall in Flüssigkeiten und Festkörpern wurde früher durch magnetostriktive Wandler erzeugt. Erfindungsgemäss verwendet man nun bevorzugt piezoelektrische Quarz- oder Keramikschwinger. An diese wird eine Wechselspannung mit deren Eigenresonanzfrequenz (oder einer Oberschwingung davon) angelegt. Die Schwingungen werden dann in den Festkörper, i. e. das erfindungsgemässe Tragmittel bzw. dessen Zugträger übertragen. Der Empfang von Ultraschallwellen kann prinzipiell mit den gleichen Wandlern geschehen, wie sie auch zu dessen Erzeugung verwendet werden. Die erhaltenen elektrischen Signale können einer Frequenz-, Phasen- oder Amplitudenauswertung unterzogen werden.
Ultraschallwellen erlauben ein einfaches Erfassen eines Zustandes des Tragmittels. Beispielsweise kann durch diese Ultraschallwellen ein Materialzustand, insbesondere ein Verschleiss- oder Schadenszustand, des Tragmittels erfasst werden. So kann anhand der Laufzeiten, die die Ultraschallwellen in dem Tragmittel benötigen, die Materialdicke und damit der Verschleisszustand des Tragmittels erfasst werden. Fehlstellen und Risse im Material verändern die in dem Tragmittel weitergeleiteten bzw. reflektierten Ultraschallwellen und gestatten so ein Erfassen von dessen Schadenszustand. Aus der Anzahl, Grösse und Verteilung solcher Risse bzw. Fehlstellen und/oder der Materialdicke kann weiter ein Festigkeitszustand des Tragmittels bestimmt werden. Dieses Prinzip soll erfindungsgemäss auf die in einem (an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen) ummantelten Tragmittel vorgesehenen Zugträger und/oder auf die Ummantelung des Tragmittels selbst angewendet werden.
Auf das Tragmittel einwirkende Spannungen, insbesondere Normalspannungen in Längsrichtung des Tragmittels, führen zu dessen Verformung und ändern damit ebenfalls dessen Übertragungseigenschaften für Ultraschallwellen. Daher kann anhand der Ultraschallwellen beispielsweise auch ein Spannungszustand des Tragmittels erfasst werden.
Überschreitet ein Verschleiss- und/oder Schadenszustand vorbestimmte Grenzwerte und/oder unterschreitet ein Festigkeitszustand zulässige Mindestwerte, so muss das Tragmittel gewechselt werden. Die Ultraschallwellen ermöglichen damit auch das Erfassen eines Wechselzustandes des Tragmittels, im Einzelnen die Beurteilung, ob das Tragmittel ausgewechselt werden muss oder nicht. Nähern sich Verschleiss-, Schadens- und/oder Festigkeitszustand den vorbestimmten Grenz- bzw. Mindestwerten, ohne diese bereits zu erreichen bzw. zu über- bzw. unterschreiten, stellt dies ein Indiz dafür dar, dass das Tragmittel einer genaueren Prüfung, beispielsweise mittels Röntgenstrahlen, zerstörender Werkstoffprüfung oder dergleichen, unterzogen werden muss. Somit kann anhand der Ultraschallwellen auch ein Inspektionszustand des Tragmittels erfasst werden, im Einzelnen, ob das Tragmittel einer genaueren Inspektion unterzogen werden muss oder nicht.
Die Ultraschallwellen können gleichermassen als longitudinale oder transversale Wellen, als Oberflächen-, Scher- oder Volumenwellen, direkt in das Tragmittel eingekoppelt bzw. direkt im Tragmittel erzeugt werden. Dabei können die Ultraschallwellen gleichermassen als Dauer- oder Impulsschall vorliegen. Während Dauerschall eine einfachere Ansteuerung des Ultraschallssenders ermöglicht, reduziert Impulsschall die zur Erzeugung der Ultraschallwellen erforderliche Energie und verringert die gegenseitige Beeinflussung eingekoppelter und reflektierter Ultraschallwellen.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Einkopplung bzw. das Erzeugen von Ultraschallwellen nicht direkt im Tragmittel sondern indirekt in einer Achse einer Umlenk- oder Treibrolle, welche vom Tragmittel zumindest teilweise umschlungen ist. Dabei können sich in Längsrichtung der Achse einer Umlenk- oder Treibrolle ausbreitende Ultraschallwellen und/oder sich senkrecht zur Längsrichtung der Achse der Umlenk- oder Treibrolle ausbreitende Ultraschallwellen in die Achse der Umlenk- oder Treibrolle eingekoppelt bzw. in der Achse der Umlenk- oder Treibrolle erzeugt werden. In beiden Fällen ist der Ultraschallempfänger entsprechend angeordnet, um sich Ultraschallwellen zu erfassen, die sich quer zur Längsrichtung des Tragmittels im Tragmittel und/oder in der Achse der Umlenk- oder Treibrolle ausbreiten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfassen der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger je mindestens einen Piezokristall, der an mindestens eine Oberfläche des Tragmittels direkt oder indirekt ankoppelt. Die Ansteuerung des Ultraschallsenders erfolgt durch Anlegen einer sich zeitlich ändernden elektrischen Spannung, welche den Piezokristall verformt. Damit prägt der Piezokristall Ultraschallwellen auf das Tragmittel auf, die als mechanische Wellen auf dessen Oberfläche bzw. in dessen Innerem weitergeleitet werden. Die Verwendung eines piezoelektrischen Wandlers ermöglicht eine einfache, präzise Einkopplung auch komplexerer Ultraschallwellenmuster. Entsprechend umfasst auch der Ultraschallempfänger einen Piezokristall, der an mindestens eine Oberfläche des Tragmittels direkt oder indirekt ankoppelt. Ultraschallwellen in dem Tragmittel bewirken somit eine mechanische Verformung des Piezokristalls, der hierauf mit einer abgreifbaren elektrischen Spannung reagiert. Die Spannungsänderung kann einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden, die so die Ultraschallwellen erfasst. Hier gestatten die Piezokristalle ein einfaches und präzises Erfassen von Ultraschallwellen. Auch erlaubt die Verwendung eines Ultraschallsenders bzw. Ultraschallempfängers auf Basis eines piezoelektrischen Wandlers eine einfache und zuverlässige Überprüfung des Tragmittels, die insbesondere nicht durch Magnetfelder gestört wird, wie sie beispielsweise eine Antriebsmaschine oder eine Steuerung des Aufzugsystems verursachen können. Weiterhin werden sie auch nicht von statischen Aufladungen oder Ähnlichem beeinträchtigt. Mit ihnen ist auch die Überprüfung von Tragmittelkomponenten möglich, in denen nur ein geringer magnetischer Fluss auftritt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfassen der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger je mindestens einen elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandler (EMAT). Ein elektromagnetisch-akustischer Ultraschallwandler erzeugt Ultraschallwellen durch die Lorentz-Kraft und/oder den magnetorestriktiven Effekt in einem Festkörper, so dass keine Einkopplung von Ultraschallwellen in den Festkörper nötig ist. Der Festkörper kann das Tragmittel selbst und/oder eine Achse einer Umlenk- oder Treibrolle sein, welche vom Tragmittel zumindest teilweise umschlungen ist. Der elektromagnetisch-akustische Ultraschallwandler ist im geringen Abstand zum Festkörper angeordnet. Die Ansteuerung des Ultraschallsenders erfolgt beispielsweise durch einen elektrischen Strom, der durch eine Wirbelstromspule induziert wird. Entsprechend umfasst auch der Ultraschallempfänger einen elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandler, so dass keine Auskopplung der Ultraschallwellen aus dem Festkörper nötig ist. Die so vom Ultraschallempfänger erfassten Ultraschallwellen sind als elektrischer Strom abgreifbar.
Die Ultraschallwellen können sich in Längsrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreitend in das Tragmittel eingekoppelt bzw. im Tragmittel erzeugt werden. Dies ist bevorzugt in Fixpunkten des Tragmittels möglich, in denen das Tragmittel inertial befestigt ist (eine nähere Beschreibung erfindungsgemässer Fixpunkte findet sich an anderer Stelle dieses Dokuments). Ist das Tragmittel beispielsweise an seinen beiden Enden jeweils inertial befestigt und dazwischen über Umlenk- und Treibrollen geführt, so kann der Ultraschallsender an einem der beiden Enden des Tragmittels derart angeordnet sein, dass er sich in Längsrichtung des Tragmittels ausbreitende Ultraschallwellen in dieses einkoppelt bzw. in diesem erzeugt, wobei der Ultraschallempfänger an dem anderen von den beiden Enden des Tragmittels derart angeordnet ist, dass er diese sich in Längsrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreitenden Ultraschallwellen des Tragmittels erfasst. Alternativ kann der Ultraschallempfänger auch zusammen mit dem Ultraschallsender an demselben Ende des Tragmittels angeordnet sein und reflektierte, sich in Längsrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreitende Ultraschallwellen des Tragmittels erfassen.
Zusätzlich oder alternativ kann der Ultraschallsender auch Ultraschallwellen in das Tragmittel einkoppeln bzw. im Tragmittel erzeugen, die sich in Breitenrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreiten. Dies kann bevorzugt in Bereichen geschehen, in denen das Tragmittel geführt ist. Dementsprechend erfasst ein Ultraschallempfänger diese sich in Breitenrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreitenden Ultraschallwellen des Tragmittels.
Nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Transmission der Ultraschallwellen, d. h. ihre Weiterleitung im Tragmittel, erfasst. Störstellen, insbesondere Fehlstellen oder Risse im Material, bewirken beispielsweise eine Energieabnahme des weitergeleiteten Ultraschalls und können daher durch einen Vergleich der in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten Ultraschallwellenenergie und der erfassten Ultraschallwellenenergie des Tragmittels ermittelt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden reflektierte Ultraschallwellen des Tragmittels erfasst. Ultraschallwellen werden an Grenzflächen des Tragmittels, insbesondere an dessen Oberflächen, zumindest teilweise reflektiert. Ultraschallwellen werden aber auch an Störstellen des Tragmittels zumindest teilweise reflektiert. Durch Vergleich der Laufzeiten der in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten und der im Tragmittel reflektierten Ultraschallwellen können so Ausmass und Lage solcher Störstellen ermittelt werden.
Durch solche Störstellen verschieben sich auch die Frequenzen der Ultraschallwellen. Somit kann auch aus Frequenzunterschieden zwischen den in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten und erfasste Ultraschallwellen des Tragmittels auf Störstellen geschlossen werden.
Das Erfassen der Laufzeit, der Energieabnahme oder eines Frequenzunterschiedes zwischen in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten Ultraschallwellen und erfassten Ultraschallwellen des Tragmittels in einer Auswerteeinrichtung gestattet auch eine Dickenmessung des Tragmittels und damit eine Überprüfung von dessen Verschleisszustand. Denn in einem dünneren Tragmittel benötigen weitergeleitete Ultraschallwellen eine geringere Laufzeit und verlieren weniger Energie.
Auch der Frequenzunterschied zwischen in das Tragmittel eingekoppelter bzw. im Tragmittel erzeugter Ultraschallwellen und reflektierter Ultraschallwellen des Tragmittels ändert sich in Abhängigkeit der Materialdicke. In bevorzugter Weise weisen die reflektierten Ultraschallwellen einen Amplituden- und/oder Frequenzunterschied von mehr als 10% im Vergleich zu den erzeugten Ultraschallwellen auf.
Der Spannungs- und Verformungszustand des Tragmittels beeinflusst dessen Weiterleitungseigenschaften für Ultraschallwellen. Somit ändern sich die vom Ultraschallempfänger erfassten Ultraschallwellen in Abhängigkeit der auf das Tragmittel wirkenden Last. Dies ermöglicht es, den Lastzustand des Tragmittels anhand der Ultraschallwellen zu erfassen, insbesondere also eine Spannung in den Zugträgern zu erkennen. Um umgekehrt lastabhängige Einflüsse auf das Erfassen beispielsweise eines Materialzustandes des Tragmittels zu eliminieren, wird in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Gleichgewichtsstrang des Tragmittels mittels Ultraschallwellen überprüft, d. h. Ultraschallsender und Ultraschallempfänger sind an einem Gleichgewichtsstrang angeordnet, dessen Spannungszustand sich nicht oder nur geringfügig verändert.
Die vorgenannten Ausführungen können auch kombiniert sein. Hierzu kann beispielsweise ein erster Ultraschallempfänger Ultraschallwellen erfassen, die vom Tragmittel weitergeleitet werden, und ein zweiter Ultraschallempfänger kann gleichzeitig oder abwechselnd Ultraschallwellen erfassen, die im Tragmittel reflektiert werden.
Die Einkopplung in das Tragmittel bzw. das Erzeugen im Tragmittel und/oder das Erfassen der Ultraschallwellen des Tragmittels kann lokal eng begrenzt sein. Mit einer solchen Erfassungseinrichtung kann beispielsweise an signifikanten, beispielsweise besonders belasteten Stellen der Zustand des Tragmittels ermittelt werden. Alternativ können Ultraschallwellen bzw. Ultraschallempfänger, die nur einen eng begrenzten Bereich abdecken, manuell oder automatisch über grössere Bereiche des Tragmittels verfahren werden und so sequentiell den Zustand des Tragmittels in diesem grösseren Bereich erfassen.
Bevorzugt decken Ultraschallsender und Ultraschallempfänger einen grösseren Bereich eines Tragmittels ab, insbesondere einen Längenbereich von mehr als 20% der Gesamtlänge des Tragmittels und/oder 100% der Breite des Tragmittels. Entsprechend werden Ultraschallwellen in das Tragmittel eingekoppelt bzw. im Tragmittel erzeugt und über einem grösseren Bereich des Tragmittels geleitet, vorzugsweise über die kompletten Breite oder die vollständige Länge des Tragmittels bevor die Ultraschallwellen des Tragmittels erfasst werden. Auch Mischformen sind möglich derart, dass ein Ultraschallempfänger die Ultraschallwellen empfängt, die von verschiedenen Ultraschallsendern in das Tragmittel eingekoppelt bzw. im Tragmittel erzeugt werden oder umgekehrt, dass die von einem Ultraschallsender in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten Ultraschallwellen von mehreren räumlich verteilten Ultraschallempfängern erfasst werden. Hierzu sind mehreren Ultraschallsendern unterschiedliche Frequenz-Bänder zugeordnet. Beispielsweise sind einem ersten Ultraschallsender ein Frequenzbereich von 50 kHz bis 60 kHz und einem zweiten Ultraschallsender ein Frequenzbereich von 100 kHz bis 120 kHz zugeordnet.
Eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Zustandes des Tragmittels nach der vorliegenden Erfindung kann als mobiles Gerät mit einem beweglichen Ultraschallprüfkopf ausgebildet sein, in dem Ultraschallsender und Ultraschallempfänger integriert sind. Solche Geräte sind beispielsweise aus der medizinischen Diagnostik oder der zerstörungsfreien Materialprüfung bekannt. Bevorzugt sind wenigstens ein Ultraschallsender und/oder wenigstens ein Ultraschallempfänger stationär an dem Tragmittel angeordnet, um eine gleichbleibende Positionierung zum Tragmittel zu gewährleisten und so die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern. Bevorzugt sind Ultraschallsender bzw. Ultraschallempfänger dabei so angeordnet, dass beim Verfahren der Aufzugkabine ein Teil des Tragmittels an dem Ultraschallsender bzw. Ultraschallempfänger vorbeiläuft und so eine abschnittsweise Überprüfung des Tragmittels ermöglicht.
Insbesondere bei einer stationär an dem Tragmittel angeordneten Erfassungseinrichtung umfasst diese in einer bevorzugten Ausführungsform eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung mindestens eines Auswertesignals der Auswerteeinrichtung, in der die vom Ultraschallempfänger erfassten Ultraschallwellen ausgewertet werden, an einen Empfänger, der ausserhalb eines Aufzugschachtes mobil, beispielsweise in einem Handgerät für ein Wartungspersonal, oder stationär, beispielsweise in einer Zentrale des Aufzugsystems, angeordnet sein kann. Somit kann eine Überprüfung des Tragmittels erfolgen, ohne dass Wartungspersonal in den Aufzugschacht steigen muss.
Die Erfassungseinrichtung erfasst in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung den Zustand des Tragmittels kontinuierlich, respektive ununterbrochen während seiner gesamten Lebensdauer oder während derjenigen Phasen, in denen der Antrieb im Betrieb ist und/oder die Kabine bewegt wird. Bevorzugt wird die Überprüfung in vorbestimmten Zeitabständen (während der Lebensdauer des Aufzugssystems oder innerhalb vorbestimmter Betriebsphasen) erfasst und das Ergebnis über die Übertragungseinrichtung übertragen. Zusätzlich oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung auch ferngesteuert aktiviert werden, um je nach Bedarf eine Überprüfung durchzuführen. Hierzu umfasst die Übertragungseinrichtung nach einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung einen Empfänger zum Empfangen mindestens eines Auslösesignals, das beispielsweise von einem Wartungspersonal durch ein mobiles Handgerät oder von der Zentrale ausgesendet wird. Empfängt der Empfänger der Übertragungseinrichtung ein Auslösesignal, so koppelt der Ultraschallsender Ultraschallwellen in das Tragmittel ein bzw. erzeugt Ultraschallwellen im Tagmittel, die von dem Ultraschallempfänger erfasst und von der Auswerteeinrichtung ausgewertet werden. Mindestens ein entsprechendes Auswertesignal wird dann durch die Übertragungseinrichtung an den mobilen Empfänger oder die Zentrale übertragen. Dies ermöglicht die ferngesteuerte Überprüfung des Tragmittels.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der dieser Überprüfungsvariante ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigen die 1i, 2i, 3i, 4i, 5i, 6i, 7i, 8i, 9i, 10i, 11i, 12i, 13i, 14i, 15i, 16i, 17i, 18i, 19i und 20i weitere Details.
Ein Aufzugsystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein in den 2i bis 7i in mehreren Ausführungsformen näher dargestelltes Tragmittel 2i in Form eines Tragriemens mit mindestens einem Zugträger 2.1i zur Übertragung von Längskräften auf, die in einem Tragriemenkörper 2.2i aus Kunststoff angeordnet sind. In modifizierten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die weiteren an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Tragmittel verwendet. Dabei sind sowohl runde oder unrunde, Elastomer-ummantelte Einzelseile als auch unrunde, riemenartige Tragmittel mit einer Mehrzahl von Zugelementen innerhalb einer gemeinsamen Ummantelung vorsehbar.
Wie in 1i dargestellt, ist das Tragmittel 2i in einem ersten Fixpunkt 5.1i inertial befestigt, wobei zum Ausgleich von Laststössen eine elastische, durch eine Feder angedeutete Aufhängung vorgesehen sein kann. Weitere Details zur Gestaltung des Fixpunktes 5.1i bzw. zu möglichen Varianten sind diesem Dokument an anderer Stelle entnehmbar. Vom Fixpunkt 5.1i aus ist das Tragmittel 2i um eine erste Umlenkrolle 6i geführt, an der ein Gegengewicht 3i hängt. Weitere Details zur Gestaltung der Umlenkrolle 6i bzw. zu möglichen Varianten sind diesem Dokument an anderer Stelle entnehmbar. Von dort ist es über mindestens eine Treibrolle 7i weiter zu zwei weiteren Umlenkrollen 6i' geführt und mit seinem anderen Ende in einem zweiten Fixpunkt 5.2i inertial festgelegt. Weitere Details zur Gestaltung der Treibrolle und der weiteren Umlenkrollen bzw. zu möglichen Varianten dieser Bauelemente sind diesem Dokument an anderer Stelle entnehmbar. An diesen weiteren Umlenkrollen 6i' ist eine Aufzugkabine 1i befestigt. Während das Tragmittel 2i die erste Umlenkrolle 6i und die Treibrolle 7i mit einem Winkel von rund 180° umschlingt, umschlingt das Treibmittel 2i die weiteren Umlenkrollen 6i' nur mit einem Winkel von rund 90°. Weitere Details zur konkreten Gestaltung dieser 2:1-Aufhängung des Tragmittels 2i sind in der Schrift WO03043922A1 offenbart. Andere Ausführungsformen der Aufhängung des Tragmittels 2i sind möglich und beispielhaft im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung an anderer Stelle beschrieben. So ist auch eine an anderer Stelle dieses Dokuments dargestellte 1:1-Aufhängung des Tragmittels vorgesehen, zu der weitere Details in der Schrift WO03043926A1 näher offenbart sind. Bevorzugt sind dabei der erste und zweite Fixpunkt des Tragmittels am Gegengewicht und an der Aufzugskabine befestigt. Aus der Schrift WO03043926A1 sind des weiteren auch alternative Varianten von Tragmitteln vorgesehen, die vorliegend erfindungsgemäss eingesetzt werden können.
Eine Antriebseinheit 4i kann ein Drehmoment auf die Umlenkrolle 7i aufprägen, das reibschlüssig entsprechende Längskräfte in das Tragmittel 2i überträgt, welches die Treibrolle 7i reibschlüssig umschlingt. Durch entsprechende Drehung der Treibrolle 7i mittels der Antriebseinheit 4i können Aufzugkabine 1i und Gegengewicht 3i somit gegensinnig gehoben bzw. abgesenkt werden. In modifizierten Ausführungsbeispielen sind die an anderer Stelle dieses Dokuments offenbarten Antriebssysteme anstelle der Antriebseinheit 4i vorgesehen.
Zur besseren Orientierung sind die 2i bis 20i mit xyz-Koordinaten versehen. Dabei erstreckt sich die Breite des Tragmittels 2i in x-Richtung, die Höhe des Tragmittels 2i erfolgt in z-Richtung und die Länge des Tragmittels 2i verläuft in y-Richtung. Entsprechend werden die sich in x-Richtung und y-Richtung erstreckenden Seiten des Tragmittels 2i als Breitseiten bezeichnet und jene in y-Richtung und z-Richtung werden als Längsseiten bezeichnet.
In den Ausführungsformen gemäss der 2i bis 5i ist der Kunststoffkörper 2.2i auf mindestens einer Breitseite als Keilrippenriemen ausgebildet. Die Breitseite weist Keilrippenflächen auf, die sich in verschiedenen Winkeln von 45° oder 30° oder auch 0° zur xy-Ebene erstrecken. In den Ausführungsformen gemäss der 6i und 7i ist der Kunststoffkörper 2.2i auf seinen Breitseiten flach bzw. sinusförmig gewellt ausgeführt. Die flache Breitseite liegt vollumfänglich in einer xy-Ebene. Die sinusförmig gewellte Breitseite folgt dem Radius der Zugträger 2.1i in x-Richtung und erstreckt sich, in Längsrichtung der Aussenkontur der Zugträger 2.1i folgend in y-Richtung. Auch der Kunststoffkörper 2.2i der Ausführungsform gemäss 1i ist auf einer Breitseite flach ausgeführt und liegt vollumfänglich in der xy-Ebene. Dementsprechend liegen die flachen Längsseiten der Kunststoffkörper 2.2i der Ausführungsformen gemäss der 2i bis 5i vollumfänglich in der yz-Ebene, während die sinusförmig gewellten Längsseiten der Kunststoffkörper 2.2i der Ausführungsformen gemäss der 6i und 7i dem Radius folgend sich in γ-Richtung und in z-Richtung erstrecken. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann natürlich weitere hier nicht gezeigte Ausführungsformen von Kunststoffkörpern verwenden, beispielsweise kann er andere Winkel und Radien der Kunststoffkörper verwenden, auch kann er einen Kunststoffkörper mit rechteckigem, quadratischem oder rundem Querschnitt verwenden. Der Kunststoffkörper 2.2i besteht zumindest teilweise aus Polyurethan und/oder EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) und optional ebenfalls teilweise aus einem Gewebe auf Nylonbasis. Die Verwendung anderer Kunststoffmaterialien ist natürlich ebenfalls möglich.
Der Kunststoffkörper 2.2i umschliesst mindestens einen Zugträger 2.1i, welcher in einer neutralen Phase des Tragmittels 2i angeordnet ist. Anzahl und Durchmesser der Zugträger 2.1i pro Tragmittel 2i variieren. Während in den Ausführungsformen gemäss der 2i und 3i dreizehn bzw. zwölf Zugträger 2.1i im Kunststoffkörper 2.2i des Tragmittels 2i angeordnet sind, weist das Tragmittel 2i der Ausführungsform gemäss 4i nur vier Zugträger 2.1 i, in derjenigen gemäss 5i nur einen Zugträger 2.1i und in derjenigen gemäss der 6i und 7i zwei Zugträger 2.1i im Kunststoffkörper 2.2 auf. Die Zugträger 2.1i bestehen aus Metall wie Stahl oder aus Kunststoff wie Aramid. Die Durchmesser der Zugträger 2.1i können 1,5 bis 12 mm betragen. Jeder Zugträger 2.1i besteht aus mehreren ein- oder mehrfach verseilten Litzen und einer Vielzahl von Metalldrähten bzw. Kunststofffilamenten. Weitere Details zu Zugträgern sind aus den Schriften EP1555234A1 und EP0672781 A1 bekannt. In modifizierten Ausführungsbeispielen sind einzelne oder mehrere Tragmittel vorgesehen, deren Details an anderer Stelle dieses Dokuments offenbart sind.
Das Dicke-zu-Breite Verhältnis der Tragmittel 2i ist in weiten Grenzen frei wählbar. Demnach sind die Tragmittel 2i in den Ausführungsformen gemäss der 3i, 6i und 7i breiter als dick, während die Tragmittel 2i der Ausführungsformen gemäss der 4i und 5i genauso dick wie breit bzw. dicker als breit sind.
Die Umlenkrollen 6i, 6i' und die Treibrolle 7i weisen entsprechende Gegenprofile (nicht dargestellt) auf, in die die Keilrippen des Tragmittelkörpers 2.2i eingreifen. Dies erhöht die Traktionsfähigkeit der Treibrolle 7i und verbessert die Führung des Treibmittels 2i auf den Umlenkrollen 6i, 6i' bzw. der Treibrolle 7i. Hierzu ist das Tragmittel 2i zwischen der Treibrolle 7i und den weiteren Umlenkrollen 6i' um seine Längsachse um 180° verdreht, was durch einen gekrümmten Pfeil dargestellt ist. Weitere Details zu dieser Ausführungsform sind in der Schrift EP1550629A1 offenbart.
Die Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels 2i des Aufzugsystems wird in mehreren Ausführungsformen gemäss der 8i bis 20i im Detail erläutert. Die Erfassungseinrichtung umfasst einen Ultraschallsender 8.1i, einen Ultraschallempfänger 8.2i und eine Auswerteeinrichtung 8.3i. Zur Erzeugung bzw. zum Empfang von Ultraschall weisen sowohl der Ultraschallsender 8.1i als auch der Ultraschallempfänger 8.2i beispielsweise je einen piezoelektrischen Wandler und/oder einen elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandler auf. In den Ausführungsformen gemäss der 8i bis 16i und 20i sind der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i direkt und/oder berührend am Tragmittel 2i angeordnet, in den Ausführungsformen gemäss der 17i bis 19i sind der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i indirekt und/oder mit Abstand bzw. unter Zwischenschaltung eines separaten Übertragungselements am Tragmittel 2i angeordnet.
Beim piezoelektrischen Wandler wird an den Piezokristall des Ultraschallsenders 8.1i eine elektrische Spannung (beispielsweise eine sinusförmige Wechselspannung) eingeprägt, so dass sich dieser Piezokristall mechanisch verformt. Der Ultraschallsender 8.1i und das Tragmittel 2i sind mechanisch miteinander gekoppelt, so dass die mechanische Verformung des Piezokristalls als Ultraschallwellen 8i in das Tragmittel 2i einkoppeln. Die Ultraschallwellen 8i durchlaufen das Tragmittel 2i und gelangen zum Piezokristall des Ultraschallempfängers 8.2i, welcher sich in analoger Art und Weise mechanisch verformt, was als elektrische Spannung abgegriffen wird.
Beim elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandler werden Ultraschallwellen durch die Lorentz-Kraft und/oder den magnetorestriktiven Effekt in einem Festkörper, wie dem Tragmittel 2i oder einer Achse einer Umlenkrollen 6i, 6i' bzw. einer Treibrolle 7i erzeugt, welche vom Tragmittel 2i zumindest teilweise umschlungen wird. Die Ansteuerung des Ultraschallsenders erfolgt erfindungsgemäss durch einen elektrischen Strom, der durch eine Wirbelstromspule induziert wird und die vom Ultraschallempfänger erfassten Ultraschallwellen sind als elektrischer Strom abgreifbar. Während beim piezoelektrischen Wandler die Ultraschallwellen 8i im Piezokristall des Ultraschallsenders 8.1i erzeugt und über eine mechanische Ankopplung in das Tragmittel 2i eingekoppelt werden, erzeugt der elektromagnetisch-akustische Ultraschallwandler die Ultraschallwellen direkt im Tragmittel 2i, so dass keine mechanische Ankopplung notwendig ist. Hierzu ist der elektromagnetisch-akustische Ultraschallwandler im geringen Abstand zum Festkörper angeordnet.
Die Ultraschallwellen 8i können erfindungsgemäss als longitudinale und/oder als transversale Wellen, als Oberflächen-, Scher- oder Volumenwellen, in das Tragmittel 2i eingekoppelt bzw. im Tragmittel 2i erzeugt werden. Dabei können sie gleichermassen als Dauer- oder Impulsschall eingekoppelt bzw. erzeugt werden. Während eine Einkopplung als Dauerschall eine einfachere Ansteuerung des Ultraschallssenders 8.1i ermöglicht, reduziert die Einkopplung als Impulsschall die zur Erzeugung der Ultraschallwellen erforderliche Energie und verringert die gegenseitige Beeinflussung eingekoppelter Ultraschallwellen und reflektierter Ultraschallwellen 8i'. Eine typische Pulsrepetitionsrate beträgt 100 Hz. Für eine gute Einkopplung bzw. für ein gutes Erfassen der Ultraschallwellen 8i, 8i' sind der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i mechanisch fest gegen das Tragmittel 2i gespannt. Beispielsweise erzeugt der Ultraschallsender 8.1i Ultraschallwellen 8i im Frequenzbereich von 20 kHz bis 1 GHz, die in das Tragmittel 2i eingekoppelt bzw. im Tragmittel 2i erzeugt werden. Eine vorteilhafte Frequenz von Ultraschallwellen 8i, 8i' beträgt 75 kHz, bei der durchtrennte Stahldrähte eines Tragmittels 2i in der Ausführungsform gemäss 2i sowohl in Längsdurchschallung als auch in Breitendurchschallung erfasst werden.
Ultraschallsender 8.1i und Ultraschallempfänger 8.2i sind über Signalleitungen mit einer Auswerteeinrichtung 8.3i verbunden, welche die eingeprägte elektrische Spannung des piezoelektrischen Wandlers bzw. der induzierte elektrische Strom des elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandlers mit der abgegriffenen elektrischen Spannung des piezoelektrischen Wandlers bzw. mit dem abgegriffenen elektrischen Strom des elektromagnetisch-akustischen Wandlers vergleicht. Das mindestens eine Ausgangssignal des Ultraschallempfänger 8.2i wird mit geeigneten Mitteln verstärkt und aufbereitet und ist auf einem Bildschirm eines Oszilloskops darstellbar und durch einen Drucker ausdruckbar und in einem digitalen Speicher als digitale Datei speicherbar.
An Störstellen, beispielsweise Fehlstellen im Material oder Rissen, die sich beispielsweise aufgrund von Herstellungsfehlern, Lastspitzen oder mechanischen oder thermischen Belastungen im Tragmittel 2i bilden, werden die Ultraschallwellen 8i teilweise absorbiert oder reflektiert. Damit vermindert sich die Energie der weitergeleiteten Ultraschallwellen 8i. Durch den Vergleich der Energien der eingekoppelten und der erfassten Ultraschallwellen 8i, 8i' kann somit ein Materialzustand, insbesondere ein Schadenszustand, des Tragmittels 2i erfasst werden. Hierzu wird der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i in regelmässigen Zeitabständen aktiviert und die Energieabnahmen zwischen eingekoppelten und erfassten Ultraschallwellen 8i, 8i' bei den verschiedenen Messungen gespeichert. Mit zunehmenden Störstellen erhöht sich die Energieabnahme. Nähert sich diese Energieabnahme einem vorbestimmten Grenzwert, der beispielsweise experimentell bestimmt werden kann, zeigt dies an, dass das Tragmittel 2i einen bestimmten Schadenszustand erreicht hat und daher genauer überprüft werden sollte. In diesem Fall überträgt die Auswerteeinrichtung 8.3i mindestens ein Auswertesignal an eine Zentrale und fordert so automatisch zu einer genaueren Überprüfung des Tragmittels 2i, beispielsweise mittels Röntgendurchstrahlung, auf.
Auch dehnt sich das Tragmittel 2i je nach Beladung der Aufzugkabine. Dementsprechend verändert sich die Laufzeit der Ultraschallwellen 8i, die diese benötigen, um vom Ultraschallsender 8.1i zum Ultraschallempfänger 8.2i zu gelangen. Durch Vergleich der Zeitpunkte zwischen Einkoppeln der Ultraschallwellen 8i und deren Erfassen kann somit auf die Dehnung des Tragmittels 2i und damit sein Spannungszustand erfasst werden.
In den Ausführungsformen gemäss 8i bis 11i sind Ultraschallsender 8.1i und Ultraschallempfänger 8.2i am Tragmittel 2i angeordnet und die Ultraschallwellen 8i durchlaufen in Längsrichtung (y-Richtung) eine Länge li, li' des Tragmittels 2i. Dabei kann eine Gesamtlängsdurchschallung oder um eine Teillängsdurchschallung des Tragmittels 2i erfolgen. Bei einer Gesamtlängsdurchschallung gemäss 8i wird die gesamte Länge l des Tragmittels 2i zwischen den beiden Fixpunkten 5.1i, 5.2i mit Ultraschallwellen 8i beaufschlagt. Bei einem fünfstöckigen Gebäude und einem Aufzugsystem mit 2:1 Aufhängung des Tragmittels 2i beträgt die gesamte Länge li des Tragmittels 2i beispielsweise 36m. Bei einer Teillängsdurchschallung gemäss 9i bis 11i wird nur eine Teillänge li des Tragmittels 2i mit Ultraschallwellen 8i beaufschlagt. Die Teillänge li' des Tragmittels 2i kann wenige cm oder auch mehrere m lang sein. In 8i sind der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i stirnseitig am Tragmittel 2i angebracht. Beispielsweise ist der Ultraschallsender 8.1i stationär im ersten Fixpunkt 5.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i ist stationär im zweiten Fixpunkt 5.2i angeordnet. In der Ausführungsform gemäss 9i ist nur der Ultraschallempfänger 8.2i stationär im zweiten Fixpunkt 5.2i angeordnet und der Ultraschallsender 8.1i ist mobil auf einer Breitseite am Tragmittel 2i angeordnet. 10i und 11i zeigen Ausführungsformen, wo der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i mobil auf den gleichen Breitseiten (10i) oder auf unterschiedlichen Breitseiten (11i) des Tragmittels 2i angeordnet werden. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann natürlich weitere, nicht dargestellte Ausführungsformen realisieren. So kann er in Abwandlung der Ausführungsform gemäss 9i den Ultraschallsender 8.1i stationär im ersten Fixpunkt 5.1i anordnen und den Ultraschallempfänger 8.2i mobil auf einer Breitseite am Tragmittel 2i anordnen.
In den Ausführungsformen gemäss 12i bis 15i durchlaufen Ultraschallwellen 8i das Tragmittel 2i in Breitenrichtung (x-Richtung) über eine Breite wi, wi' des Tragmittels 2i. Dabei kann eine Gesamtbreitendurchschallung oder eine Teilbreitendurchschallung des Tragmittels 2i erfolgen. Für eine Gesamtbreitendurchschallung gemäss 12i und 15i sind der Ultraschallsender 8.1i und/oder der Ultraschallempfänger 8.2i entweder stationär oder mobil am Tragmittel 2i angeordnet. Gemäss 12i und 15i sind der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i an den gleichen Längsseiten (15i) oder an unterschiedlichen Längsseiten (12i) angeordnet. In das Tragmittel 2i eingekoppelte Ultraschallwellen 8i werden nicht nur an den Längs- und Breitseiten des Tragmittels 2i, sondern auch an eventuellen Störstellen innerhalb des Tragmittels 2i und insbesondere in Störstellen innerhalb der Zugträger 2.1i reflektiert. Dementsprechend verkürzt sich in Oberflächenbereichen, unter denen solche Störstellen vorhanden sind, die Laufzeit der eingekoppelten und erfassten Ultraschallwellen 8i. Die Auswerteeinrichtung 8.3i kann daher Störstellen und damit einen Materialzustand des Tragmittels 2i erfassen. Die gesamte Breite wi des Tragmittels 2i wird überprüft, d. h. der Ultraschallsender 8.1i koppelt über die gesamte Breite wi des Tragmittels 2i Ultraschallwellen 8i in das Tragmittel 2i ein, die vom Ultraschallempfänger 8.2i erfasst und lokal aufgelöst werden. Somit können in der Auswerteinrichtung 8.3i unterschiedliche Laufzeiten über der Breite wi des Tragmittels 2i erfasst werden, die Aufschluss über lokal unterschiedliche Störstellen, insbesondere in den Zugträgern 2.1i, aber auch im Inneren des Kunststoffkörpers 2.2i geben.
In den Ausführungsformen gemäss 13i und 14i durchlaufen Ultraschallwellen 8i das Tragmittel 2i in Längs- und Breitenrichtung in der xy-Ebene über eine Länge li' und eine Breite wi'. Dazu sind der Ultraschallsender 8.1i und/oder der Ultraschallempfänger 8.2i entweder stationär oder mobil auf der gleichen Breitseiten (13i) oder auf unterschiedlichen Breitseiten (14i) des Tragmittels 2i angeordnet.
In der Ausführungsform gemäss 15i sind der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i an einer (gemeinsamen) Längsseite des Tragmittels 2i angeordnet. Vom Ultraschallsender 8.1i in das Tragmittel 2i eingekoppelte Ultraschallwellen 8i werden im Tragmittel 2i reflektiert und diese reflektierten Ultraschallwellen 8i' werden vom Ultraschallempfänger 8.2i erfasst.
Ganz ähnlich sind in der Ausführungsform gemäss 16i der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i an ein und derselben Breitseite des Tragmittels 2i angeordnet und durchlaufen die Dicke d des Tragmittels 2i. Vom Ultraschallsender 8.1i in das Tragmittel 2i eingekoppelte bzw. im Tragmittel 2i erzeugte Ultraschallwellen 8i werden im Tragmittel 2i reflektiert und diese reflektierten Ultraschallwellen 8i' werden vom Ultraschallempfänger 8.2i erfasst. Mit zunehmendem Verschleiss verringert sich die Dicke des Tragmittels 2i. Somit verkürzt sich auch die Laufzeit zwischen den eingekoppelten und den empfangenen Wellen quer zur Längsrichtung. Die Auswerteeinrichtung 8.3i kann hieraus eine Abnahme der Materialdicke und damit einen Verschleisszustand des Tragmittels 2i bestimmen. Um ständig einen ausreichenden Kontakt mit dem Tragmittel 2i zu gewährleisten, sind der Ultraschallsender 8.1i und der Ultraschallempfänger 8.2i elastisch gegen das Tragmittel 2i vorgespannt.
In den Ausführungsformen gemäss der 17i bis 19i ist ein stationär fixierter Ultraschallsender 8.1i und Ultraschallempfänger 8.2i gegen eine Stirnseite einer Achse 6.1i einer Umlenkrolle 6i bzw. einer Achse 7.1i einer Treibrolle 7i bzw. Achse 6.1i' einer Umlenkrolle 6i' gespannt. Der Ultraschallsender 8.1 koppelt sich in Längsrichtung der Achse ausbreitende Ultraschallwellen 8i in die Achse 6.1i, 6.1i', 7.1i ein bzw. erzeugt solche Ultraschallwellen 8i in der Achse 6.1i, 6.1i', 7.1i. Die Ultraschallwellen 8i breiten sich von der Achse 6.1i, 6.1i', 7.1i in einen Rollenkörper 6.2i, 6.2i' bzw. einen Treibrollenkörper 7.2i aus. Die Ultraschallwellen 8i werden spätestens an der dem Rollenkörper abgewandten Breitseite des Tragmittels 2i reflektiert und die reflektierten Ultraschallwellen 8i' werden vom Ultraschallempfänger 8.2i erfasst. In der Ausführungsform gemäss 17i werden reflektierte Ultraschallwellen 8i' von einem die Umlenkrolle 6i bzw. die Treibrolle 7i mit einem Winkel von rund 180° umschlingenden Tragmittel 2i erfasst. In der Ausführungsform gemäss 18i werden reflektierte Ultraschallwellen 8i' von einem die Umlenkrolle 6i' mit einem Winkel von rund 90° umschlingenden Tragmittel 2i erfasst.
In der Ausführungsform gemäss 19i schliesslich sind ein stationär fixierter Ultraschallsender 8.1i und ein Ultraschallempfänger 8.2i an einer Stirnseite einer Achse 6.1i einer Umlenkrolle 6i bzw. einer Achse 7.1i einer Treibrolle 7i vorgesehen. Der Ultraschallsender 8.1i koppelt Ultraschallwellen 8i in die Achse 6.1i, 7.1i ein bzw. erzeugt Ultraschallwellen 8i in der Achse 6.1i, 7.1i. Die Ultraschallwellen 8i breiten sich von der Achse 6.1i, 7.1i in den Rollenkörper 6.2i bzw. den Treibrollenkörper 7.2i aus. Die Ultraschallwellen 8i werden spätestens an der dem Rollenkörper abgewandten Breitseite des Tragmittels 2i reflektiert und die reflektierten Ultraschallwellen 8i' werden vom Ultraschallempfänger 8.2i erfasst.
Bei der Erfassungseinrichtung mit stationär angebrachtem Ultraschallsender 8.1i und Ultraschallempfänger 8.2i kann der Zustand des Tragmittels 2i periodisch erfasst und automatisch an einen zentralen Rechner bzw. eine zentrale Auswerteeinheit gemeldet werden, wenn eine genauere Prüfung erforderlich ist. Es ist mit der Erfassungseinrichtung mit stationär angebrachtem Ultraschallsender 8.1i und Ultraschallempfänger 8.2i aber auch möglich, eine Messung fernauszulösen. Wie in der Ausführungsform gemäss 20i gezeigt, sendet ein mobiler Empfänger oder eine Zentrale 9i mindestens ein Auslösesignal 9.1i an die Auswerteeinrichtung 8.3i, in der ein entsprechender Empfänger das Auslösesignal 9.1i empfängt. Daraufhin aktiviert die Auswerteeinrichtung 8.3i den Ultraschallsender 8.1i und den Ultraschallempfänger 8.2i und erhält mindestens ein Auswertesignal 8.4i, beispielsweise auf Basis der Laufzeit der Ultraschallwellen 8, 8i', das sie an den mobilen Empfänger oder die Zentrale 9i zurücksendet. Die Übermittlung des Auslösesignals 9.1i und des Auswertesignal 8.4i erfolgt über Festnetzleitung oder wie beispielhaft in 20i gezeigt, per Funkleitung.
Weder das Tragmittel 2i noch dessen Führung oder die konkrete Ausgestaltung und Anordnung von Ultraschallsender 8.1i bzw. Ultraschallempfänger 8.2i in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränken den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Vielmehr sind auch andere Ausführungsformen möglich, insbesondere Tragmittel, die mehrere Tragriemen umfassen, andere Tragmittelführungen und andere Ultraschallsender bzw. Ultraschallempfänger.
Andere alternative Einrichtungen bzw. Methoden zur Feststellung des Zustandes des Tragmittels sind wie folgt vorgesehen. Eine erste derartige Alternative ist eine Analyse des Tragmittels mittels Zeitbereich-Reflektometrie (TDR). EP0391312A2 zeigt ein derartiges System zur Analyse eines Datenübermittlungskabels. Diese Methode ist gemäss der EP0391312A2 zur Überprüfung von Informationsübertragungsleitungen vorgesehen. Hierbei wird im Wesentlichen eine Änderung einer Impedanz des Tragmittels über seiner Länge erfasst. Dieses System wird nun gemäss einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung zur Analyse eines erfindungsgemässen Tragmittels bzw. zur Überwachung einer Mehrzahl erfindungsgemässer Tragmittel verwendet. Dabei sind in bevorzugter Weise die an anderer Stelle dieses Dokuments beschriebenen Aufzugskonfigurationen mit den wiederum an anderer Stelle beschriebenen Tragmitteln auszurüsten und erfindungsgemäss zu überwachen oder zu überprüfen.
Eine Änderung der Impedanz kann durch eine Änderung im Querschnitt oder in der Struktur des Tragmittels aber auch durch eine Änderung der Abschirmung/Ummantelung bewirkt werden. Zur Feststellung dieser Impedanzänderung wird ein entsprechendes Messgerät an einem Ende des Tragmittels bzw. einer Stahllitze oder eines Stahlseiles angeschlossen. Das Messgerät sendet einen Impuls. Weist das Tragmittel bzw. die zu untersuchende Stahllitze oder Stahlseil auf der ganzen Länge eine homogene Struktur, d. h. keine Beschädigung auf, wird der gesamte Impuls am Ende des Tragmittels absorbiert. Weist jedoch das Tragmittel Impedanzunterschiede auf, rufen diese Unstetigkeiten Reflexionen hervor. Diese Reflexionen werden vom Messgerät erfasst und ausgewertet. Aufgrund der Antwort-Intensität sowie der Antwort-Dauer (die erfindungsgemäss alternativ oder kumulativ überwacht werden) kann der Ort der Beschädigung und/oder die Stärke der Beschädigung bestimmt werden. Es ist hierbei von Vorteil, einen Impuls mit einer sehr steilen Flanke zu generieren, was beispielsweise mit einer sehr hohen Messfrequenz, idealerweise von 1 GHz und mehr oder sogar von mehr als 10 GHz, erreicht werden kann.
In entsprechender Weise kann anstelle der Zeitbereich-Reflektometrie auch eine Frequenzbereich-Reflektometrie angewandt werden. Auch diese Methode ist zur Analyse von Übertragungsstrecken verwendet. Hierbei wird ein Frequenzverhalten eines Übertragungsmittels bzw. des Tragmittels frequenztechnisch erfasst. Weist ein Tragmittel Fehler und Abnutzungserscheinungen auf, ist das Frequenzverhalten verändert, was wiederum, vorteilhafterweise mittels eines Netzwerk-Analysators, erfasst und bewertet werden kann. Auch bei dieser Methode kann ein Ort der Beschädigung mittels Antwortzeiten bestimmt werden. Selbstverständlich kann eine Veränderung des Tragmittels alleine durch eine Messung der Impedanz des Tragmittels ermittelt werden, wobei bei dieser einfachen Methode ein Gesamtzustand angegeben werden kann, ohne den Ort der Beschädigung zu kennen.
Bei den genannten Methoden werden vorteilhafterweise Vergleiche zu Messergebnissen an nachgewiesenermassen intakten Tragmitteln ausgeführt und Abweichungen werden mit Bezug auf das intakte Tragmittel bewertet.
Andere alternativ oder kumulativ verwendbare Einrichtungen bzw. Methoden zur Feststellung des Zustandes des Tragmittels sind durch die Anwendung von HF-Nahfeldtechnik gegeben. Hierbei wird ein sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckender Leiter (bspw. eine tragende oder nichttragende Stahllitze des vorliegenden Tragmittels) mit hochfrequenter Energie bestromt. Der bestromte Leiter bzw. der bestromte Zugträger wirkt somit als Sendeantenne, welche ein der Bestromung entsprechendes Nahfeld erzeugt. Dieses Nahfeld kann vermessen werden, indem ein auf die Sendfrequenz abgestimmtes Empfangsgerät an dem Tragmittel entlang geführt wird. Liegt nun eine Störung im Leiter, bzw. der Stahllitze oder deren Ummantelung vor, wird die Feldstärke des abgestrahlten Feldes verändert, was vom Empfangsgerät erkannt werden kann. Damit ist ein Ort der Veränderung erkennbar. Das Empfangsgerät kann selbstverständlich induktiver und/oder kapazitiver Natur sein.
Die dargestellten Einrichtungen und Methoden sind selbstverständlich kombinierbar. So könnte beispielsweise mittels Messstrom ein Bruch einer Litze oder eine deutliche Reduktion der Tragkraft erkannt werden und mittels der HF-Nahfeldtechnik könnte der Ort des Defekts festgestellt werden. Liegt dieser Ort des Defektes beispielsweise in einem Endbereich des Tragmittels könnte das Ende des Tragmittels entsprechend nachgestellt werden. Auch könnte die Zeitbereich-Reflektometrie zur dauernden Überwachung verwendet sein und im Bedarfsfalle könnte mittels einer bekannten Streufeldmessung eine detaillierte Analyse des Tragmittels erstellt werden.
Die dargestellten Lösungen zur Überwachung von Tragmitteln erfordern in der Regel, abhängig von der gewählten Messmethode, eine Einleitung von Mess-Signalen entweder mittels einer Bewegung eines Messgerätes am Tragmittel entlang, bzw. einer Bewegung des Tragmittels am Messgerät vorbei und/oder einer Einleitung des Messsignals über ein oder beide Enden des Tragmittels. Bei Anordnung der Messeinrichtung an den Enden des Tragmittels ist lediglich ein Anschluss im Bereiche der Tragmittelbefestigung zu bestimmen und die Anschlusspunkte sind entsprechend anzuschliessen (wie in der Elektroindustrie bekannt). Dies kann durch Eindrücken von Kontaktstiften (wie in der Netzwerktechnik gebräuchlich) erfolgen oder es sind Klemmverbindungen, Verlötungen möglich. Auch ein Abisolieren eines oder beider Enden des Tragmittels, bzw. ein Entfernen der Ummantelung im Bereich des Tragmittelendes ist möglich, wobei dann die einzelnen (zumindest abschnittsweise freiliegenden) Zugträger des Tragmittels bedarfsgemäss an die Messeinrichtung angeschlossen werden können. Der Anschluss der Zugträger erfolgt in Abhängigkeit der gewählten Messmethode.
Zur Prüfung der Zugträger auf Durchgängigkeit werden erfindungsgemäss (wie in der EP1530040A1 3 bis 5 dargestellt) die Zugträger an einem Ende elektrisch leitend miteinander verbunden und am anderen Ende selektiv, einzeln oder paarweise zur Messeinrichtung geführt werden, oder sie sind in einer anderen Ausführungsform an einem Ende paarweise, elektrisch leitend verbunden und die verbundenen Paare werden am anderen Ende vorzugsweise wiederum selektiv anwählbar zur Messeinrichtung verbunden. Die entsprechenden mechanischen und elektrischen Details der EP1530040A1 werden daher vollumfänglich in Bezug genommen. In der DE3934654A1 ist eine andere erfindungsgemässe Verschaltungsform offenbart. Dabei werden, wie in 3 der DE3934654A1 und der zugehörigen Beschreibung dargestellt, die Traglitzen (Zugträger) eines Tragriemens auf Bruch überwacht, indem alle Traglitzen des Tragriemens derart paarweise miteinander verbunden sind, dass sich eine Reihenschaltung der einzelnen Litzen (Zugträger) hintereinander ergibt.
Unter Anwendung der oben genannten Zusammenschaltungsarten sind auch mehrere Tragmittel in analoger Weise elektrisch zusammenschaltbar. So können mehrere oder sogar alle einzelnen Tragmittel einer Aufzugsanlage inklusive deren jeweilige Zugträger beispielsweise an einem Ende elektrisch miteinander verbunden sein. Wie anhand eines einzelnen Tragmittels aufgezeigt, werden die Zugträger am anderen Ende selektiv, einzeln oder paarweise mit der Messeinrichtung verbunden. So können vom Fachmann die am einzelnen Tragmittel aufgezeigten Verschaltungsarten sinngemäss auch zur Verschaltung mehrerer Tragmittel verwendet werden.
Andere Methoden zur Überwachung von Tragmitteln fügen spezielle Indikator- oder Detektorlitzen bzw. Drähte in das Tragmittel ein. Entsprechende Lösungen sind beispielsweise in EP0731209A1 aufgezeigt, wo spezielle Indikatorfasern offenbart sind, welche eine geringere spezifische Dehnung und eine niedrigere Biegewechselfähigkeit als die tragenden Litzen aus Aramidfasern aufweisen. Ein Bruch dieser Indikatorlitzen deutet somit auf zunehmenden Verschleiss hin. 2 bis 5 der EP0731209A1 , die hierzu vollumfänglich in Bezug genommen werden soll, zeigen ein entsprechendes Kunstfaserseil mit Indikatorlitze. Eine andere Überwachungseinrichtung ist in der EP1029973A1 aufgezeigt. Hierbei ist ein ummanteltes Tragmittel mit einem in den Mantel integrierten Sollbruchelement aufgezeigt, welches bei einer vorbestimmten, übermässigen Belastung versagt und so herangezogen werden kann, einen Verschleiss des Mantels zu detektieren. 1 der EP1029973A1 offenbart hierbei ein mehrlagiges Aramidfaserseil mit einem schraubenlinienförmig um das Seil gewickelten, in den Seilmantel eingelegten Sollbruchelement. Die Verwendung derartiger Indikatorlitzen oder Sollbruchelemente ist auch für ein mit Stahllitzen verstärktes Tragmittel möglich, wobei unter Verwendung dieser Litzen oder Fasern fallweise ein Versagen der lasttragenden Zugträger oder ein Versagen der Ummantelung festgestellt werden kann.
In den genannten Ausführungsbeispielen werden also fallweise Indikatorlitzen mit beispielsweise niedriger Festigkeit, grösserem Durchmesser unterschiedlichem Querschnitt -bspw. mit dreieckigem oder viereckigem Querschnitt – verwendet oder die Anordnung der Indikatorlitze ist derart gewählt, dass sie im Betrieb höherer Belastung ausgesetzt ist. Die Indikatorlitze ist bevorzugt derart ausgelegt, dass sie im Betrieb vor dem lasttragenden Zugträger versagt, und dass dieses Versagen einfach, bspw. durch eine Durchgangsprüfung, festgestellt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Indikatorlitze auch hohl (rohrförmig) ausgeführt sein und der Hohlraum kann mit einem Medium gefüllt sein, welches eine Verfärbung der Ummantelung des Tragriemens bewirkt, wenn diese Medium infolge Beschädigung der Indikatorlitze austritt. Beispielsweise kann eine oder mehrere derartige Indikatorlitzen im Bereiche, beispielsweise bei einem Tragmittel wie in den 3i bis 5i dargestellt, in den Extrembereichen, ausserhalb der neutralen Biegeachse angeordnet sein. Diese Extrembereiche werden bei einer Umlenkung höheren Wechselbelastungen ausgesetzt, als die im Bereich der neutralen Biegeachse angeordneten Zugträger 2i. Als Folge dieser höheren Wechselbelastung ist erwartet, dass die dort angeordneten Indikatorlitzen vor den eigentlichen Zugträgern versagen, was mit den vorgängig beschriebenen Durchgangs- oder Widerstandsanalysen festgestellt werden kann.
Mittels einer im Extrembereich des Tragmittels angeordneten Indikatorlitze wird erfindungsgemäss alternativ oder ergänzend auch ein Abrieb oder ein Reissen der Ummantelung selbst festgestellt werden, da dieser Abrieb oder das Reissen auch zu einer Beschädigung der in diesem Bereich angeordneten Indikatorlitze führt. Die Form der Indikatorlitze ist beliebig auswählbar, es können wie bereits aufgezeigt Litzen, Einzeldrähte, geformte (rohrförmig, hohl, mehrkantige) Litzen verwendet sein. Es sind aber auch andere Formen möglich. So kann beispielsweise auch ein Indikatorgeflecht verwendet sein. Auch kann die Indikatorlitze wenigstens abschnittsweise angepasst an die äussere Kontur des Tragmittels geformt sein. Sie kann damit vorzugsweise auch eine Querversteifung des Tragmittels bewirken.
In der Regel benötigen die aufgezeigten Analysemethoden ein Messgerät zur Erfassung und/oder Auswertung der gemessenen Signale, Werte oder Zustände. Wird nun ein Messgerät, welches dem Tragmittel entlang bewegt werden muss (wie beispielsweise ein magnetisches Streufeldmessgerät) verwendet, ist ein geeigneter Anbau zu bestimmen, und eine entsprechende Auswertung des Messsignals ist notwendig. Das Messgerät kann selbstverständlich im Bedarfsfalle von einer Person manuell gehalten und positioniert werden. Andere Methoden, wie beispielsweise in der EP1847501 A2 aufgezeigt, schlagen eine Befestigung des Messgeräts in der Nähe der Antriebsmaschine vor (siehe 6 und zugehörige Beschreibung der EP1847501 A2 , die auch hierzu vollumfänglich in Bezug genommen wird).
Ist das Gerät zur dauernden Überwachung als fester Bestandteil der Aufzugsanlage vorgesehen, sind Anbauorte zu wählen, welche sicherstellen, dass die am stärksten beanspruchten Strecken sicher erfasst werden können. Im Fachbuch von Prof. K. Feyrer zur Bemessung, Betrieb und Sicherheit von Drahtseilen, ISBN 3-540-57861-7; Kapitel 6.3.1 und Kapitel 3.4.1 sind entsprechende Methoden zum Auffinden des höchstbelasteten Seilstückes aufgezeigt, die erfindungsgemäss Anwendung finden sollen – insbesondere bei der Überwachung der erfindungsgemässen Tragmittel in neuartigen Aufzugssystemen. Im Weiteren ist die erfindungsgemässe Aufzugsanlage mit einer Auswerteeinheit versehen wie sie beispielsweise in den 9 bis 11 und dem zugehörigen Beschrieb der EP1847501 A2 entnommen werden kann.
Diese Methoden sind vom Fachmann miteinander kombinierbar, so kann er beispielsweise Indikatorfasern oder Sollbruchelemente selbstverständlich auch zur Überwachung von faserverstärkten oder stahlseilverstärkten Tragmitteln verwenden oder er kann derartig ausgerüstete Tragmittel zusätzlich mit einem externen Überwachungsgerät wie einem Ultraschall-Messgerät kontrollieren. Die dargestellten Alternativen zur Überprüfung ermöglichen ein Feststellen der Ablegereife des Tragmittels. Ablegereife ist der Betriebszeitpunkt, zu dem ein Tragmittel ersetzt werden soll. Ferner werden die Lebensdauer der erfindungsgemässen Tragmittel deutlich verlängert und/oder eine erforderliche Sicherheitsmarge reduziert, wenn ein Versagen des Tragmittels mittels der vorgeschlagenen Verfahren und Vorrichtungen in vorausschauender Weise abgeschätzt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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- ISBN 3-540-57861-7 [1149]
- Prof. K. Feyrer zur Bemessung, Betrieb und Sicherheit von Drahtseilen, ISBN 3-540-57861-7; Kapitel 6.3.1 und Kapitel 3.4.1 [1215]

Claims

Aufzugsanlage mit einer Kabine oder Plattform zum Befördern von Personen und/oder Gütern sowie mit einem Gegengewicht, die entlang einer Bewegungsbahn verfahr- bzw. verschiebbar angeordnet sind und die mit Hilfe eines Tragmittels bewegungsmässig miteinander und/oder mit einem Antrieb gekoppelt sind.
Aufzugsanlage insbesondere nach Anspruch 1 mit einer Kabine oder Plattform zum Befördern von Personen und/oder Gütern, die entlang einer Bewegungsbahn verfahr- bzw. verschiebbar angeordnet ist und der ein Tragmittel bzw. eine Kraftübertragungsanordnung zugeordnet ist, das/die mittels einer Treibscheibe und/oder einer Treibwelle und/oder einer Umlenkrolle geführt und/oder angetrieben wird.
Aufzugsanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 2, für ein Gebäude, eine Schüttgutförderanlage, eine Minenanlage, ein Wasserfahrzeug oder dergleichen mit einem Tragmittel bzw. einer Kraftübertragungsanordnung umfassend eine erste Lage aus einem ersten plastifizierbaren und/oder elastomeren Werkstoff.
Kraftübertragungsanordnung und/oder Tragmittel für eine Aufzugsanlage, insbesondere für eine Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Kraftübertragungsanordnung eine Mehrzahl von drei bis vierundzwanzig, insbesondere mehrere Gruppen zu je drei bist sechs Tragmitteln umfasst.
Ummanteltes und/oder riemenartiges Tragmittel, insbesondere nach Anspruch 4, für eine Aufzugsanlage, insbesondere für eine Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit – einer ersten Lage des Tragmittels aus einem ersten plastifizierbaren und/oder elastomeren Werkstoff mit einer ersten Aussenfläche und mit – wenigstens einem seilartigen, gewebeartigen oder aus einer Vielzahl von Teilelementen bestehenden Zugträger, der in die erste Lage des Tragmittels eingebettet ist.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 5.
Tragmittel gekennzeichnet durch sein Verfahren zur Herstellung, wobei das Verfahren die Schritte des Platzierens wenigstens eines seilartigen Zugträgers; des Einbettens des wenigstens einen seilartigen Zugträgers in eine erste Riemenlage aus einem ersten plastifizierbaren und/oder elastomeren Werkstoff enthält.
Herstellungsvorrichtung für ein riemenartiges Tragmittel insbesondere nach einem der Ansprüche 4 und 5 für eine Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die eine erste Fertigungsstation zum Bilden eines Teilriemens mit einer ersten Aussenfläche und einer eine Verbindungsebene bildenden Fläche und eine zweite Fertigungsstation zum Bilden des Tragmittels mit der ersten Aussenfläche und einer zweiten Aussenfläche aufweist.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 5, bei dem eine erste Aussenfläche des Tragmittels mit wenigstens einer sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden Rippe ausgebildet, welche vorzugsweise in der Form einer Keilrippe ausgebildet ist, einen Flankenwinkel zwischen 60° und 120° aufweist und/oder mit einer abgeflachten Spitze ausgebildet ist.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 4, 5 und 9, bei dem eine zweite Aussenfläche des Tragmittels mit wenigstens einer sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckenden Rippe ausgebildet, welche vorzugsweise in der Form einer Keilrippe ausgebildet ist, einen Flankenwinkel zwischen 60° und 100° aufweist und/oder mit einer abgeflachten Spitze ausgebildet ist.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 4, 5, 9 und 10, bei dem das Verhältnis der Gesamthöhe des Tragmittels zur Gesamtbreite des Tragmittels grösser als 1 ist.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 4, 5, 9, 10 und 11, bei dem das Verhältnis der Gesamthöhe des Tragmittels zur Gesamtbreite ungefähr 1 beträgt, wobei ein Querschnitt des Tragmittels unrund ausgebildet ist.
Kraftübertragungsanordnung für ein Aufzugssystem umfassend insbesondere eines oder mehrere Tragmittel (20) nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 9 bis 12, wobei ein Tragmittel ausgestattet ist mit – wenigstens einem Kraftübertragungselement bzw. Zugträger (1q), dem – ein Grundkörper (2q) zugeordnet ist, an dem das Kraftübertragungselement bzw. Zugträger (1q) derart formschlüssig festgelegt ist, dass der Grundkörper (2q) das Kraftübertragungselement (1q) wenigstens abschnittsweise umgreift.
Tragmittel für ein Aufzugssystem, insbesondere Tragmittel nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 9 bis 13, mit – wenigstens einem Kraftübertragungselement bzw. Zugträger (1q), dem – ein Grundkörper (2q) zugeordnet ist, an dem das Kraftübertragungselement bzw. Tragmittel (1q) derart formschlüssig festgelegt ist, dass der Grundkörper (2q) das Kraftübertragungselement (1q) wenigstens abschnittsweise umgreift, wobei – der Grundkörper (2q) entlang eines ersten Längenabschnitts eine Höhe (h) aufweist, die kleiner ist als eine Dicke eines zugeordneten Kraftübertragungselements und/oder kleiner ist als ein Durchmesser (Dq) eines zugeordneten Kraftübertragungselements (1q) und/oder wobei – der Grundkörper (2q) entlang eines ersten Längenabschnitts eine Höhe (h) aufweist, die kleiner ist als die Gesamthöhe (H) des Tragmittels.
Tragmittel für ein Aufzugssystem, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, mit – wenigstens einem Kraftübertragungselement bzw. Zugträger (1q), dem – ein Grundkörper (2q) zugeordnet ist, an dem das Kraftübertragungselement (1q) derart formschlüssig festgelegt ist, dass der Grundkörper (2q) das Kraftübertragungselement (1q) wenigstens abschnittsweise umgreift, wobei wenigstens ein Kraftübertragungselement (1q) entlang eines ersten Längenabschnitts eine wenigstens näherungsweise gleichbleibende erste Querschnittskontur aufweist, die zu einem bestimmten Anteil von dem Grundkörper (2q) umgriffen ist, wobei der bestimmte Anteil weniger als 100% der ersten Querschnittskontur beträgt.
Tragmittel nach Anspruch 15, wobei der bestimmte Anteil zwischen 10% und 90%, insbesondere zwischen 50% und 90% der Querschnittskontur beträgt.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei die erste Querschnittskontur näherungsweise kreisförmig oder als insbesondere regelmässiges n-Eck ausgeführt ist, wobei "n" bevorzugt grösser als fünf, insbesondere grösser als sieben gewählt ist.
Tragmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich der erste Längenabschnitt zumindest näherungsweise über die Gesamtlänge des Kraftübertragungselements bzw. Tragmittels (1q) erstreckt.
Tragmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Kraftübertragungselement bzw. Zugträger (1q) sowie der Grundkörper (2q) in etwa die gleiche Gesamtlänge aufweisen, die in etwa der Gesamtlänge des Tragmittels entspricht, wobei die Gesamtlänge insbesondere um ein Vielfaches grösser ist als die Breite eines Grundkörpers (2q).
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (2q) eine Breite (b) sowie eine Höhe (h) aufweist, wobei die Breite (b) insbesondere über näherungsweise die gesamte Länge einen vielfachen Betrag der Höhe (h), insbesondere einen mindestens fünffachen, einen mindestens achtfachen oder einen mindestens zehnfachen Betrag der Höhe (h) aufweist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (2q) im wesentlichen einstückig oder aus mehreren Lagen im wesentlichen ähnlicher Werkstoffe ausgeführt ist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (2q) mehrere Lagen aus unterschiedlichen Werkstoffen aufweist, die insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Tragmittel für ein Aufzugssystem insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit – wenigstens einem Kraftübertragungselement bzw. Zugträger (1q), dem – ein Grundkörper (2q) zugeordnet ist, an dem das Kraftübertragungselement (1q) derart formschlüssig festgelegt ist, dass der Grundkörper (2q) das Kraftübertragungselement (1q) wenigstens abschnittsweise umgreift, wobei der Grundkörper (2q) wenigstens eine unterteilte Lage aufweist, die parallel zur Längserstreckung eines Kraftübertragungselements unterteilt ausgeführt ist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine unterteilte Lage des Grundkörpers wenigstens vier, insbesondere wenigstens sechs Teilstränge aufweist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Teilstrang ein Kraftübertragungselement bzw. einen Zugträger oder mehrere Kraftübertragungselemente bzw. Zugträger aufweist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Teilstrang eine gerade Anzahl von Kraftübertragungselementen umfasst, wobei – jedes Kraftübertragungselement mehrere Drähte und/oder Litzen aufweist, und wobei – zwei Kraftübertragungselemente eines Teilstrangs zueinander entgegengesetzte Verdrillungs- bzw. Schlagrichtungen aufweisen.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine unterteilte Lage des Grundkörpers mit einer Lage verbunden ist, die sich im wesentlichen über die Breite des Grundkörpers erstreckt.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der Grundkörper (2q) wenigstens eine Lage aufweist, die sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Grundkörpers erstreckt und/oder dass – der Grundkörper (2q) wenigstens eine Lage aufweist, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Grundkörpers erstreckt.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (2q) wenigstens eine Lage aufweist, die aus einem Elastomer, insbesondere aus einem Polyurethan (PU), einem Polychloropren (CR), einem Naturkautschuk und/oder einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) hergestellt ist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (2q) wenigstens eine erste Lage umfasst, die eine geringere Härte, insbesondere eine geringere Shore-Härte und/oder einen grösseren Reibwert hat als eine zweite Lage des Grundkörpers und/oder eine Ummantelung eines Kraftübertragungselements.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Kraftübertragungselement (1q) zumindest teilweise und/oder anteilig aus einem ersten Werkstoff hergestellt ist, der stoffschlüssig verbindbar oder identisch gewählt ist mit demjenigen Werkstoff, aus dem wenigstens eine Lage des zugehörigen Grundkörpers hergestellt ist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einem Kraftübertragungselement (1q) eine Ummantelung (1aq) aus einem zweiten Werkstoff zugeordnet ist, der stoffschlüssig verbindbar oder identisch gewählt ist mit demjenigen Werkstoff, aus dem wenigstens eine Lage des zugehörigen Grundkörpers (2q) hergestellt ist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Kraftübertragungselement (1q) eine Ummantelung (1aq) aus einem zweiten Werkstoff aufweist, wobei die erste Querschnittskontur durch die äussere, bevorzugt zylindrische Oberfläche der Ummantelung bestimmt ist.
Tragmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Kraftübertragungselement (1q) eine bevorzugt zylindrische Ummantelung (1aq) aus einem transparenten zweiten Werkstoff aufweist.
Tragmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Kraftübertragungselement bzw. Zugträger eine Kernlitze mit – einem Kerndraht und einer oder mehreren um diesen geschlagenen Drahtlagen sowie – um die Kernlitze angeordnete Aussenlitzen mit einem Kerndraht und einer oder mehreren um diesen geschlagenen Drahtlagen umfasst.
Tragmittel nach Anspruch 35, wobei zwei Drahtlagen der Kernlitze denselben Schlagwinkel aufweisen, wobei eine Drahtlage der Aussenlitzen entgegen der Schlagrichtung der Kernlitze geschlagen ist.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 36 bis 36, wobei die Aussenlitzen entgegen der Schlagrichtung einer eigenen Drahtlage um die Kernlitze geschlagen sind.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 35 bis 37, wobei die Aussenlitzen entgegen der Schlagrichtung einer eigenen Drahtlage um die Kernlitze geschlagen sind.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 35 bis 38, wobei eine bestimmte Mehrzahl von Aussenlitzen um die Kernlitze herum angeordnet sind, wobei diese bestimmte Mehrzahl grösser als drei, bevorzugt gleich fünf, gleich sechs, gleich sieben oder gleich acht gewählt ist.
Tragmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Kraftübertragungselement bzw. Zugträger mehrere Litzen mit jeweils mehreren Drähten und/oder mehreren Drahtlagen umfasst, wobei mehreren Litzen und/oder mehreren Drähten eine Beschichtung aus einem nicht-metallischen, insbesondere dritten Werkstoff zugeordnet ist.
Tragmittel nach Anspruch 40, wobei die Beschichtung aus einem Werkstoff ausgeführt ist, der – stoffschlüssig mit demjenigen Werkstoff verbindbar ist, aus dem der zugehörige Grundkörper (2q) hergestellt ist oder der – im wesentlichen identisch ist mit dem Werkstoff, aus dem der zugehörige Grundkörper (2q) hergestellt ist.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 40 bis 41, wobei die Beschichtung aus einem Werkstoff ausgeführt ist, der – stoffschlüssig mit demjenigen Werkstoff verbindbar ist, aus dem eine zugehörige Ummantelung (1aq) des Kraftübertragungselements bzw. Zugträgers (1q) hergestellt ist oder der – im wesentlichen identisch ist mit dem Werkstoff, aus dem die zugehörige Ummantelung (1aq) des Kraftübertragungselements (1q) hergestellt ist.
Tragmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Kraftübertragungselement mehrere Litzen mit jeweils mehreren Drahtlagen umfasst, wobei zwischen mehreren Litzen und/oder zwischen mehreren Drahtlagen eine Zwischenlage aus einem nicht-metallischen, insbesondere vierten Werkstoff zugeordnet ist.
Tragmittel nach Anspruch 43, wobei die Zwischenlage aus einem Werkstoff hergestellt ist, der stoffschlüssig verbindbar oder identisch gewählt ist mit – dem Werkstoff des Grundkörpers, – dem Werkstoff der Ummantelung und/oder – dem Werkstoff der Beschichtung.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper eine erste Traktionsfläche aufweist, die – in Eingriff mit einer insbesondere zylindrischen Rolle oder Scheibe bringbar ist und die – eine quer zur Längsrichtung eines Kraftübertragungselements (1q) ausgerichtete, näherungsweise über die gesamte Breite des Grundkörpers linear ausgebildete Querkonturierung aufweist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper eine erste Traktionsfläche aufweist, die – in Eingriff mit einer insbesondere profilierten Rolle oder Scheibe bringbar ist und die – eine quer zur Längsrichtung eines Kraftübertragungselements (1q) ausgerichtete nichtlineare, insbesondere gezahnte oder gewellte Querkonturierung aufweist.
Tragmittel nach Anspruch 46, wobei die erste Traktionsfläche derart korrespondierend zu einer Kraftübertragungsfläche einer insbesondere profilierten Rolle oder Scheibe geformt ist, dass zumindest abschnittsweise ein flächiges Aneinanderliegen von Traktionsfläche und Kraftübertragungsfläche ohne plastische Deformation von Grundkörper oder Rolle bzw. Scheibe erzielbar ist.
Tragmittel nach einem der Ansprüche 46 bis 47, wobei die erste Traktionsfläche wenigstens eine sich parallel zur Längsrichtung eines Kraftübertragungselements erstreckende Erhebung sowie wenigstens eine sich parallel zur Längsrichtung eines Kraftübertragungselements erstreckende Vertiefung aufweist.
Tragmittel nach Anspruch 48, wobei sich die Erhebung und die Vertiefung mit in etwa konstantem Querschnitt wenigstens näherungsweise über die gesamte Länge des Grundkörpers erstrecken und wenigstens eine Rille bilden.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper eine zweite Traktionsfläche aufweist, die einer ersten Traktionsfläche gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die erste Traktionsfläche mit einer ersten Rolle oder Scheibe und die zweite Traktionsfläche mit einer zweiten Rolle oder Scheibe in Eingriff bringbar ist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper eine zweite Traktionsfläche aufweist, die – in Eingriff mit einer insbesondere profilierten zweiten Rolle oder Scheibe bringbar ist und die – eine quer zur Längsrichtung eines Kraftübertragungselements (1q) ausgerichtete nichtlineare, insbesondere gezahnte oder gewellte Querkonturierung aufweist, wobei – die Querkonturierung der zweiten Traktionsfläche identisch mit derjenigen der ersten Traktionsfläche oder nicht identisch mit derjenigen der ersten Traktionsfläche ist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Traktionsfläche und/oder die zweite Traktionsfläche eine Auflage oder Beschichtung aufweisen, deren Reibwert, Härte und/oder Abriebfestigkeit sich von den entsprechenden Werten des Grundkörpers unterscheidet.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an wenigstens einem Kraftübertragungselement bzw. Zugträger (1q) und/oder dessen Ummantelung eine dritte, insbesondere gewölbte Traktionsfläche gebildet ist.
Tragmittel nach Anspruch 53, wobei die dritte Traktionsfläche durch eine äussere Oberfläche wenigstens eines Kraftübertragungselementes und/oder durch wenigstens eine äussere Oberfläche wenigstens einer Ummantelung eines Kraftübertragungselements gebildet ist.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehreren insbesondere gleichartigen oder identischen Kraftübertragungselementen (1q) genau ein gemeinsamer Grundkörper (2q) zugeordnet ist, der alle Kraftübertragungselemente wenigstens abschnittsweise umgreift.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehreren insbesondere gleichartigen oder identischen Kraftübertragungselementen (1q) mehrere miteinander verbundene Grundkörper (2q) zugeordnet sind, die jeweils mehrere Kraftübertragungselemente wenigstens abschnittsweise umgreifen.
Tragmittel nach Anspruch 56, wobei mehrere miteinander verbundene Grundkörper (2q) jeweils gleiche Höhe (h), gleiche Länge (L) und/oder gleiche Breite (b) aufweisen.
Tragmittel, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehreren insbesondere gleichartigen oder identischen Kraftübertragungselementen (1q) genau ein gemeinsamer Grundkörper (2q) zugeordnet ist, wobei – wenigstens ein Kraftübertragungselement (1q) entlang eines ersten Längenabschnitts eine wenigstens näherungsweise gleichbleibende erste Querschnittskontur aufweist, die zu einem bestimmten Anteil von dem Grundkörper (2q) umgriffen ist, wobei der bestimmte Anteil weniger als 100% der ersten Querschnittskontur beträgt und wobei – wenigstens ein Kraftübertragungselement (1') entlang eines zweiten Längenabschnitts eine zweite Querschnittskontur aufweist, die vollständig von dem Grundkörper umgriffen ist.
Tragmittel nach Anspruch 58, wobei – der erste Längenabschnitt und der zweite Längenabschnitt im wesentlichen parallel nebeneinanderliegend angeordnet sind und/oder dass – der erste Längenabschnitt und der zweite Längenabschnitt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der jeweiligen Kraftübertragungselemente bzw. Zugträger (1q) erstrecken.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – einem oder mehreren insbesondere gleichartigen oder identischen Kraftübertragungselementen bzw. Zugträger (1q) genau ein gemeinsamer Grundkörper (2q) zugeordnet ist, der alle Kraftübertragungselemente wenigstens abschnittsweise umgreift, so dass ein erstes riemenartiges Gebilde geformt ist, wobei – das erste riemenartige Gebilde sowie wenigstens ein weiteres zu dem ersten im wesentlichen identisches riemenartiges Gebilde an einem gemeinsamen Masse-Element, insbesondere an einem Aufzugsgewicht und/oder an einer Aufzugskabine befestigt sind.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – zur Bildung eines riemenartigen Gebildes mehreren insbesondere gleichartigen oder identischen Kraftübertragungselementen (1q) genau ein gemeinsamer Grundkörper (2q) mit einer sich wenigstens abschnittsweise über näherungsweise die gesamte Breite des Grundkörpers erstreckende Lage sowie mit einer unterteilten Lage zugeordnet ist, wobei die unterteilte Lage parallel zur Längserstreckung eines Kraftübertragungselements unterteilt ausgeführt ist, wobei – mehrere im wesentlichen identische riemenartige Gebilde an einem gemeinsamen Masse-Element, insbesondere an einem Aufzugsgewicht und/oder an einer Aufzugskabine befestigt sind.
Tragmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einem riemenartigen Gebilde ein Befestigungselement mit einem Gehäuse sowie einem keilförmigen oder walzenförmigen Klemmelement zugeordnet ist, wobei das Gehäuse und/oder das Klemmelement eine Profilierung aufweisen, die zur Lagefixierung der unterteilten Lage dient.
Aufzugssystem mit wenigstens einer ersten Aufzugskabine, die über wenigstens eine Kraftübertragungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Aufzugsgewicht, einer zweiten Aufzugskabine und/oder mit einer Antriebs- bzw. Hebevorrichtung verbunden ist.
Aufzugssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Aufzugskabine, ein Aufzugsgewicht und/oder eine Antriebs- bzw. Hebevorrichtung wenigstens eine rotierbare, zumindest abschnittsweise axialsymmetrische Scheibe, Rolle oder Antriebswelle aufweist, an der eine Kraftübertragungsfläche mit einem Längsprofil vorgesehen ist, das mit der Querkonturierung eines Kraftübertragungselements wenigstens abschnittsweise korrespondiert.
Kraftübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 und 13, wobei zwischen wenigstens zwei, bevorzugt zwischen allen benachbarten Treibrippen (3q) eine Rille mit einem Radius ausgebildet ist, wobei das Verhältnis dieses Radius' zu einem Radius, der auf einer zugeordneten Rippe eines Treibrades des Aufzugsystems ausgebildet ist, kleiner 1 ist.
Kraftübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4, 13 und 65, wobei der Grundkörper (2q), wenigstens eine, bevorzugt jede Treibrippe und/oder wenigstens eine, bevorzugt jede Führungsrippe ein- oder mehrstückig miteinander aus einem Elastomer, insbesondere Polyurethan (PU), Polychloropren (CR), Naturkautschuk und/oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) ausgebildet sind.
Kraftübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4, 13, 65 und 66, wobei die Treibseite und/oder die Umlenkseite eine Auflage oder Beschichtung aufweist, deren Reibwert, Härte und/oder Abriebfestigkeit sich von dem Grundkörper unterscheidet.
Kraftübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4, 13 und 65 bis 67, wobei eine Gruppe mit wenigstens einer, bevorzugt allen Treibrippen und eine Gruppe mit wenigstens einer, bevorzugt allen Führungsrippe mehrstückig miteinander ausgebildet sind, wobei die Gruppe der Treibrippen eine geringere Härte, insbesondere eine geringere Shore-Härte und/oder einen grösseren Reibwert als die Gruppe der Führungsrippen aufweist.
Kraftübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4, 13 und 65 bis 68, wobei wenigstens einer, bevorzugt jeder Treibrippe wenigstens ein, bevorzugt zwei Zugträger zugeordnet sind.
Kraftübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4, 13 und 65 bis 69, wobei der Durchmesser der Zugträger im Bereich von 1,0 bis 4 mm liegt.
Kraftübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 4, 13 und 65 bis 70, wobei der Abstand der Zugträgeranordnung zur Treibseite geringer ist als zur Umlenkseite.