DE202017107541U1

DE202017107541U1 - Aufsetzpuffer

Info

Publication number: DE202017107541U1
Application number: DE202017107541.9U
Authority: DE
Original assignee: P and S Polyurethan - Elastomere & Co KG GmbH; P S Polyurethan Elastomere & Co KG GmbH
Current assignee: P and S Polyurethan - Elastomere & Co KG GmbH; P S Polyurethan Elastomere & Co KG GmbH
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2018-01-15
Anticipated expiration: 2027-12-12

Abstract

Aufsetzpuffer (1) zur Abfederung von Stößen, umfassend ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges Pufferelement (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (2) ein geschäumtes Polyurethan-Elastomer auf Polyetherbasis enthält oder daraus besteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufsetzpuffer zur Verwendung in Personen- und Lastenaufzügen sowie einen Aufzug, der zumindest einen entsprechenden Aufsetzpuffer umfasst.
Stand der Technik
Aufsetzpuffer sind essentielle Bestandteile von Aufzügen, die bekanntermaßen dazu dienen, die bei einem Absturz des Aufzugs durch den Aufprall entstehende Kraft abzufedern. Als Puffer für den Fahrkorb werden Aufsetzpuffer dabei zwischen dem Boden der Fahrkabine und dem Boden des Aufzugsschachts eingebaut. Alternativ können Aufsetzpuffer aber auch als Puffer für das in Aufzügen verwendete Gegengewicht verwendet werden.
Neben Federpuffern, bei denen die beim Aufprall entstehenden Kräfte durch Stahlfedern absorbiert werden, werden vor allem Polyurethanpuffer als Aufsetzpuffer verwendet. Im Gegensatz zu Federpuffern weisen Polyurethanpuffer eine nichtlineare Pufferkennlinie auf, d. h. dass sich der Verformungswiderstand des Materials nicht linear mit der auf den Puffer einwirkenden Kraft ändert, sondern eine immer größere Kraft für eine weitere Verformung aufgebracht werden muss.
Im Stand der Technik werden Aufsetzpuffer aus Polyurethan üblicherweise aus einem Polyester-Polyol bzw. Polyester-Polyolgemisch, einem Isocyanat und Treibmittel hergestellt. Diese Polyurethan-Aufsetzpuffer sind in der Regel im Wesentlichen zylindrisch bzw. hohlzylindrisch mit Bohrung entlang der Rotationsachse ausgebildet und weisen eine oder mehrere Druckverformungsrillen auf, die die Mantelfläche des Zylinders umgeben. Diese Druckverformungsrillen sollen bei einer Einfederung des Materials von bis zu 90% für eine gleichmäßige Verformung des Aufsetzpuffers sorgen.
Aufgabe der Erfindung
Gegenüber dem bekannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Aufsetzpuffer bereitzustellen, der gleichermaßen oder besser zur Abfederung von Stößen geeignet ist.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und insbesondere mit einem Aufsetzpuffer zur Abfederung von Stößen, der ein hohlzylinderförmiges Pufferelement umfasst, das ein geschäumtes Polyurethan-Elastomer auf Polyetherbasis enthält oder daraus besteht.
Da das Pufferelement des erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers hohlzylinderförmig ausgebildet ist, weist es bevorzugt eine zylindrische Ausnehmung entlang seiner Rotationsachse auf, die beispielsweise eine Bohrung sein kann.
Vorzugsweise weist der Aufsetzpuffer an einer Stirnseite abgerundete Kanten bzw. eine Fase auf, die die entsprechende Stirnseite mit der Mantelfläche des zylinderförmigen Pufferelementes verbindet, sodass die Gesamtgeometrie des Pufferelementes nicht vollständig zylinder- bzw. hohlzylinderförmig ist, sondern aufgrund der abgerundeten Kanten bzw. der stirnseitigen Fase im Wesentlichen zylinder- bzw. hohlzylinderförmig. Für die Zwecke der Erfindung werden unter abgerundeten Kanten insbesondere auch Kanten verstanden, bei denen jeder Punkt der Kante die gleiche Entfernung zu einem auf bzw. an dem Aufsetzpuffer befindlichen Fixpunkt aufweist.
Es hat sich überraschend herausgestellt, dass ein geschäumtes Polyurethan-Elastomer auf Polyetherbasis als Material für einen Aufsetzpuffer deutliche Vorteile gegenüber den herkömmlich verwendeten Aufsetzpuffern aus einem Polyester-Polyol bzw. einem Polyester-Polyolgemisch aufweist, denn das Material zeichnet sich durch eine hohe Elastizität, Verformbarkeit und Strukturfestigkeit sowie außerdem durch eine geringe Rückprallelastizität aus.
Als Sicherheitsbauteil unterliegt der Aufsetzpuffer einer Baumusterprüfung, im Rahmen derer der „Energie speichernde Puffer mit nicht-linearer Kennlinie” einer dynamischen Prüfung unterzogen wird und dabei unter anderem vordefinierte Verzögerungswerte nicht überschreiten darf. Bei dieser Baumusterprüfung werden Aufsetzpuffer auf minimale Last und auf maximale Last geprüft, wobei die Differenz zwischen den ermittelten Lastbereichen den Verwendungsbereich angibt, für den der Puffer eingesetzt werden darf. Es wurde gefunden, dass erfindungsgemäße Aufsetzpuffer, deren Pufferelement ein geschäumtes Polyurethan-Elastomer auf Polyetherbasis enthält oder daraus besteht, im Vergleich zu herkömmlichen Aufsetzpuffern mit Pufferelementen aus einem geschäumten Polyurethan-Elastomer auf Polyesterbasis in einem größeren Lastbereich einsetzbar sind, da das Dämpfungsverhalten erfindungsgemäßer Aufsetzpuffer auf Polyetherbasis besser ist als das Dämpfungsverhalten herkömmlicher Aufsetzpuffer auf Polyesterbasis. Dieses verbesserte Dämpfungsverhalten wird insbesondere auf das ausgesprochen gute viskoelastische Verhalten des Polyurethan-Elastomers auf Polyetherbasis zurückgeführt. Es bringt zudem den Vorteil mit sich, dass in der Anwendung oftmals ein Aufsetzpuffer eingesetzt werden kann, dessen Abmaße kleiner sind als die Abmaße der im Stand der Technik verwendeten Aufsetzpuffer.
Das Polyurethan-Elastomer auf Polyetherbasis, aus dem das Pufferelement des erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers hergestellt ist, zeichnet sich überdies durch seine Beständigkeit gegenüber Öl und Fett sowie gegenüber Ozon und UV-Strahlen aus und ist zudem abriebfest sowie hydrolysebeständig.
Vorzugsweise weist das Pufferelement des erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers eine Volumenkompressibilität entlang der Druckaufnahmeachse bzw. der Rotationsachse von bis zu 90% auf. Die Höhe des Pufferelementes beträgt dabei vorzugsweise zwischen 50 und 100 mm, insbesondere zwischen 70 und 90 mm und besonders bevorzugt 80 mm. Je nach Anwendung bzw. je nach erforderlichem Lastbereich weist das Pufferelement des Aufsetzpuffers einen Durchmesser zwischen 80 mm und 220 mm auf. In verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen weist das Pufferelement daher jeweils einen Durchmesser von 80 mm, 100 mm, 125 mm, 140 mm, 165 mm und 220 mm auf.
Bevorzugt beträgt die Dichte des geschäumten Polyurethan-Elastomers auf Polyetherbasis, welches das Pufferelement des erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers enthält, 0,40 g/cm³ bis 0,60 g/cm³, insbesondere 0,45 g/cm³ bis 0,50 g/cm³.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Aufsetzpuffer bzw. das Pufferelement anders als die aus dem Stand der Technik bekannten Aufsetzpuffer keine Druckverformungsrille auf. Dies hat den technischen Vorteil, dass das Pufferelement bei Druckbelastung nicht so stark zusammengedrückt wird wie ein Pufferelement mit Druckverformungsrille. Ein erfindungsgemäßes Pufferelement ohne Druckverformungsrille würde daher entweder bei gleicher Druckbelastung weniger stark zusammengedrückt als ein Pufferelement mit Druckverformungsrille, bzw. es würde bei gleicher Einfederung einer höheren Druckbelastung standhalten.
Zudem hat ein Aufsetzpuffer ohne Druckverformungsrille immense produktionstechnische Vorteile, denn für die Herstellung des Aufsetzpuffers sind keine geteilten Werkzeuge nötig um den ausgehärteten Puffer aus der Form zu entnehmen, während die Werkzeuge, die in der Herstellung von Aufsetzpuffern mit Druckverformungsrille eingesetzt werden, zur Entnahme des ausgehärteten Aufsetzpuffers aufgeklappt werden müssen. Des Weiteren entfällt durch den Verzicht auf die Druckverformungsrille insbesondere auch das Entgraten einer zusätzlichen Naht, sodass die erfindungsgemäßen Aufsetzpuffer durch weniger Produktionsschritte herstellbar sind als aus dem Stand der Technik bekannte Aufsetzpuffer mit Druckverformungsrille.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Pufferelement des erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers zur Erhöhung der Stabilität einen eingeschäumten Metalleinleger auf. Dieser ist vorzugsweise in der unteren Hälfte des Aufsetzpuffers angeordnet und damit näher an der Stirnseite ohne Fase und ohne abgerundete Kanten als an der Stirnseite mit Fase bzw. abgerundeten Kanten. Der Metalleinleger kann dabei die Stirnseite des Pufferelementes kontaktieren oder in geringem Abstand zu dieser angeordnet sein. Beispielsweise kann der Metalleinleger eine gerade oder gebogene Metallplatte sein.
Optional ist das Pufferelement des erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers an einer Stirnseite, bevorzugt der Stirnseite ohne Fase, mit einer Befestigungsplatte verbunden ist, die mit dem eingeschäumten Metalleinleger verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Metalleinleger und der Befestigungsplatte kann dabei z. B. eine formschlüssige und/oder eine kraftschlüssige Verbindung sein, insbesondere mittels einer Schraube. Die Befestigungsplatte kann beliebige Abmaße haben und beispielsweise quadratisch oder rund sein, insbesondere mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser des Pufferelementes entspricht.
Alle Ausführungsformen erfindungsgemäßer Aufsetzpuffer sind vorzugsweise Sicherheitsbauteile nach Anhang IV der Richtlinie 95/16/EG und Anhang III der Richtlinie 2014/33/EU und ausgelegt für Aufzüge mit einer Nenngeschwindigkeit von maximal 1 m/s.
Die Erfindung betrifft außerdem auch einen Aufzug, der einen oder mehrere erfindungsgemäße Aufsetzpuffer aufweist.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nun genauer anhand von Beispielen und mit Bezug auf die Figuren beschrieben, in denen schematisch
1 einen erfindungsgemäßen Aufsetzpuffer zeigt,
2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers zeigt, und
3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers zeigt.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern funktionsgleiche Teile.
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufsetzpuffer 1, der ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges Pufferelement 2 aus einem geschäumten Polyurethan-Elastomer auf Polyetherbasis aufweist. Das Pufferelement 2 weist an einer Stirnseite 6 eine Fase 5 auf, die die Stirnseite 6 mit der Mantelfläche 7 des Pufferelementes 2 verbindet. Entlang der Rotationsachse 4 (nicht gezeigt) des Pufferelementes 2, die der Druckaufnahmeachse entspricht, verläuft eine zylinderförmige Ausnehmung 3 in dem Pufferelement 2, die vorzugsweise eine Bohrung ist.
An der der ersten Stirnseite 6 gegenüberliegenden zweiten Stirnseite weist der Aufsetzpuffer 1 einen Metalleinleger 8 auf, beispielsweise ein Metallgitter oder eine Metallplatte. Diese ist zumindest anteilig in dem Polyurethan-Elastomer auf Polyetherbasis eingeschäumt.
Die 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers 1. Dieser umfasst ebenfalls ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges Pufferelement 2 mit zylindrischer Ausnehmung 3 und einer Fase 5, die die erste Stirnseite 6 mit der Mantelfläche 7 verbindet.
An der der ersten Stirnseite 6 gegenüberliegenden zweiten Stirnseite ist das Pufferelement 2 mit einer kreisförmigen Befestigungsplatte 9 verbunden. Die kreisförmige Befestigungsplatte 9 ist wiederum mit dem Metalleinleger 8 verbunden, z. B. mit diesem verschraubt.
Die 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufsetzpuffers 1. Diese ist identisch zu der in 2 abgebildeten Ausführungsform, abgesehen davon, dass das Pufferelement 2 an seiner der ersten Stirnseite 6 gegenüberliegenden zweiten Stirnseite nicht mit einer kreisförmigen, sondern mit einer quadratischen Befestigungsplatte 9 verbunden ist, die mit dem eingeschäumten Metalleinleger 8 verbunden ist.
Insgesamt sind die in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des Aufsetzpuffers 1 produktionstechnisch sehr vorteilhaft herstellbar, denn es wird zunächst jeweils einheitlich die in der 1 dargestellte Ausführungsform mit eingeschäumtem Metalleinleger 8 hergestellt. Diese wird dann nachträglich mit einem kreisförmigen Befestigungselement 9 verbunden, um zu der in 2 dargestellten Ausführungsform zu gelangen, oder sie wird mit einem eckigen Befestigungselement 9 verbunden, um zu der in 3 dargestellten Ausführungsform zu gelangen. Auf diese Weise wird zur Produktion der drei verschiedenen Ausführungsformen jeweils nur eine Werkzeugausführung benötigt. Da das in den Ausführungsformen gemäß 2 und 3 enthaltene Befestigungselement 9 mit dem Metalleinleger 8 verschraubt wird, ist eine aufwändige Verklebung einzelner Bestandteile entbehrlich. In jeder Ausführungsform weist das Befestigungselement 9 optional einen Korrosionsschutz auf.
Beispiel 1: Ermittlung der Lastbereiche für verschieden dimensionierte Aufsetzpuffer bei verschiedenen Nenngeschwindigkeiten

Es werden 7 verschieden dimensionierte erfindungsgemäße Aufsetzpuffer hergestellt, deren Abmaße in der nachstehenden Tabelle 1 unter der jeweiligen Typenbezeichnung D0, D1, D2, D3, D4, D5 und D6 angegeben sind. Für eine Nenngeschwindigkeit von v = 1,0 m/s wird anschließend der Lastbereich ermittelt, in dem die Aufsetzpuffer einsetzbar sind. Die Ergebnisse sowie die entsprechende Resthöhe, auf die die Aufsetzpuffer bei der ausgeübten Kraft zusammengedrückt werden, ist in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben. Außerdem enthält die Tabelle 1 die jeweilige Querdehnung „D1”, d. h. den Durchmesser, den der durch die jeweilige ausgeübte Kraft zusammengedrückte Aufsetzpuffer aufweist. Tabelle 1: Ermittlung der Lastbereiche erfindungsgemäßer Aufsetzpuffer bei einer Nenngeschwindigkeit von v = 1,0 m/s

Aufsetzpuffer nach EN 81-20/50 [Baureihe D0–D6]							Lastbereiche
Typ	Dichte [g/cm³]	Durchmesser ø [mm]	Höhe [mm]	Geschwindigkeit [m/s]	Resthöhe [mm]	Querdehnung „D1” ø [mm]	min. [kg]	max. [kg]
D0	0,60	80	80	v = 1 m/s	42,9	91	180
					19,3	104		600
D1	0,45	100	80	v = 1 m/s	39,2	115	220
					22,2	135		700
D2	0,55	100	80	v = 1 m/s	43,7	115	330
					23,3	143		1250
D3	0,55	125	80	v = 1 m/s	49,4	143	600
					27,8	163		1850
D4	0,45	140	80	v = 1 m/s	45	161	450
					26,1	192		1500
D5	0,50	165	80	v = 1 m/s	49,7	183	650
					27,2	205		2700
D6	0,50	220	80	v = 1 m/s	46,3	244	1500
					26	275		5500

Auf analoge Weise werden die Lastbereiche der erfindungsgemäßen Aufsetzpuffer bei einer Nenngeschwindigkeit von v = 0,63 m/s ermittelt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2: Ermittlung der Lastbereiche erfindungsgemäßer Aufsetzpuffer bei einer Nenngeschwindigkeit von v = 0,63 m/s

Aufsetzpuffer nach EN 81-20/50 [Baureihe D0–D6]							Lastbereiche
Typ	Dichte [g/cm³]	Durchmesser ø [mm]	Höhe [mm]	Geschwindigkeit [m/s]	Resthöhe [mm]	Querdehnung „D1” ø [mm]	min. [kg]	max. [kg]
D0	0,60	80	80	v = 0,63 m/s	56,6	92	150
					16,2	128		1200
D1	0,45	100	80	v = 0,63 m/s	59,7	111	200
					20,6	144		1500
D2	0,55	100	80	v = 0,63 m/s	65,5	109	250
					17,4	150		3200
D3	0,55	125	80	v = 0,63 m/s	65,5	135	500
					19,3	180		5200
D4	0,45	140	80	v = 0,63 m/s	65,7	151	320
					19,4	191		4000
D5	0,50	165	80	v = 0,63 m/s	66,5	177	600
					19,8	231		7500
D6	0,50	220	80	v = 0,63 m/s	68,4	233	950
					26,5	276		9400

Aus den in den Tabellen 1 und 2 aufgeführten Ergebnissen ist ersichtlich, dass sich die erfindungsgemäßen Aufsetzpuffer sowohl bei einer Nenngeschwindigkeit von v = 0,63 m/s als auch bei einer Nenngeschwindigkeit von v = 1,0 m/s durch einen im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Aufsetzpuffern sehr großen maximalen Lastbereich auszeichnen.
Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Aufsetzpuffer
2: Pufferelement
3: Ausnehmung im Pufferelement
4: Rotationsachse des Pufferelements
5: Fase
6: Stirnseite des Pufferelements
7: Mantelfläche des Pufferelements
8: Metalleinleger
9: Befestigungsplatte

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

Anhang IV der Richtlinie 95/16/EG [0018]
Anhang III der Richtlinie 2014/33/EU [0018]
EN 81-20/50 [0031]
EN 81-20/50 [0032]

Claims

Aufsetzpuffer (1) zur Abfederung von Stößen, umfassend ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges Pufferelement (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (2) ein geschäumtes Polyurethan-Elastomer auf Polyetherbasis enthält oder daraus besteht.
Aufsetzpuffer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsetzpuffer eine stirnseitige Fase (5) aufweist, die eine Stirnseite (6) des Pufferelements (2) mit der Mantelfläche (7) des Pufferelementes (2) verbindet.
Aufsetzpuffer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (2) keine Druckverformungsrille aufweist.
Aufsetzpuffer (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (2) eine Volumenkompressibilität entlang der Rotationsachse (4) von bis zu 90% aufweist.
Aufsetzpuffer (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (2) einen eingeschäumten Metalleinleger (8) aufweist.
Aufsetzpuffer (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (2) an einer Stirnseite (6) mit einer Befestigungsplatte (9) verbunden ist, die mit dem eingeschäumten Metalleinleger (8) verbunden ist.
Aufsetzpuffer (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (8) des Pufferelements (2) 80 mm beträgt.
Aufsetzpuffer (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsetzpuffer (1) ein Sicherheitsbauteil nach Anhang IV der Richtlinie 95/16/EG und Anhang III der Richtlinie 2014/33/EU ist.
Aufsetzpuffer (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsetzpuffer ausgelegt ist für Aufzüge mit einer Nenngeschwindigkeit von v_max = 1 m/s.
Aufzug umfassend zumindest einen Aufsetzpuffer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.