DE3912575A1 - Verfahren zum pruefen und ueberwachen der reibung zwischen der treibscheibe und den tragseilen eines aufzugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen und Überwa­ chen der Reibung zwischen der Treibscheibe und den Tragsei­ len eines Aufzugs, bei dem der Schlupf zwischen der Treib­ scheibe und den Tragseilen gemessen wird. Der Aufzug weist die übliche Aufzugantriebsmaschine, den Schacht, den Fahr­ korb und ein Gegengewicht auf, die sich beide in dem Schacht bewegen. Die Sicherheit eines Treibscheibenaufzugs hängt unter anderem davon ab, ob die Reibung zwischen der Treibscheibe und den Tragseilen ausreichend ist. Es ist be­ kannt, daß die Reibung von vielen Faktoren abhängt und sich im Verlauf der Zeit ändert (Verschleiß der Seilrille, Ab­ nahme des Seildurchmessers, Änderungen in den Schmierungs­ bedingungen, Toleranzen im Zusammenhang mit Seilwechsel und Bearbeitung der Rillen usw.). Verringerte Reibung kann zu Gefahren führen, gleichgültig, ob die Sicherheitsausrüstung des Aufzugs so ausgelegt ist, daß sie bei der Abwärtsbewe­ gung oder sowohl bei der Abwärts- als auch bei der Auf­ wärtsbewegung funktioniert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zum Prüfen der Reibung zwischen der Treibscheibe und den Tragseilen eines Aufzugs zu schaffen, welches entweder pe­ riodisch oder kontinuierlich durchgeführt wird. Dabei soll das Verfahren Informationen darüber liefern, ob der Seil­ schlupf eine gefährliche Größenordnung erreicht hat.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Seilschlupf entweder periodisch durch Test­ läufe oder kontinuierlich mit Hilfe einer Impulsvorrichtung durchgeführt wird, die am Aufzugantrieb angebracht ist und die Bewegung der Treibscheibe mißt, wobei eine Impulsvor­ richtung die Fahrkorbbewegung überwacht und eine Impulsvor­ richtung die Fahrkorblast überwacht. Die von diesen Impuls­ vorrichtungen übermittelten Daten werden in einen Rechner eingegeben, der den relativen Schlupf zwischen der Treib­ scheibe und den Tragseilen des Aufzugs errechnet und über­ wacht.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Schlupf­ messung bei Probefahrten so durchgeführt wird, daß zwei Probefahrten unterschiedlicher Länge unternommen werden, einmal eine Kurzstrecke, die im wesentlichen nur Beschleu­ nigung und Verlangsamung des Aufzugs umfaßt, wobei der Be­ wegungsteil mit konstanter Geschwindigkeit minimal ist. Zum anderen wird eine erheblich längere Fahrt unternommen, bei der der Anteil mit konstanter Geschwindigkeit groß ist. Auf der Basis der von den Impulsvorrichtungen an den Rechner gelieferten Daten wird der Schlupf gemessen, der zwischen der Treibscheibe und den Tragseilen aufgetreten ist. Mit Hilfe des Rechners wird dann der relative Schlupf, das heißt das Verhältnis der Schlupfstrecke zur Antriebs­ strecke, welches in der einen Fahrt erhalten wurde, mit dem entsprechenden Verhältnis der anderen Fahrt verglichen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Mes­ sung auf den von einem Impulswandler gelieferten Daten be­ ruht, welcher die Drehbewegung des Aufzugantriebs mißt. Ferner ist ein Impulsschalter vorgesehen, der die Ankunft des Fahrkorbes auf einem Stockwerksniveau überwacht, sowie eine Vorrichtung, beispielsweise eine Lastwiegevorrichtung, welche die Belastung im Fahrkorb mißt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Im­ pulswandler an einen Zähler angeschlossen ist, der die Im­ pulse zählt, die der im Aufzugantrieb angeordnete Impuls­ wandler liefert. Wenn dann der Fahrkorb sich nach Erreichen des Zielstockwerks zurückzubewegen beginnt, beginnt der Zähler die Impulszählung zu verringern. Wenn der Fahrkorb erneut das Ausgangsniveau erreicht hat, gibt der Zähler den Schlupf an, der während der Bewegung zum Ziel und zurück aufgetreten ist. Dieser Test wird mehrmals, sowohl für eine kurze als auch für eine lange Bewegungsentfernung, wieder­ holt.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 die Abhängigkeit des Seilschlupfes vom Seilkraft­ verhältnis;

Fig. 2a und 2b graphische Darstellungen des relativen Schlupfes für verschiedene Belastungsbedingungen der Seilkraft, das heißt bei Beschleunigung, Bewe­ gung mit konstanter Geschwindigkeit und Verlangsa­ mung;

Fig. 3a bis 3c Darstellungen einer einfacheren Aufzugauf­ hängung mit in verschiedenen Stellungen dargestell­ tem Fahrkorb und der Messung des Schlupfes;

Fig. 4a und 4b graphische Darstellungen der Änderung der Aufzuggeschwindigkeit gegenüber der zurückgelegten Strecke bei einer Kurzstrecken- und Langstrecken- Probefahrt;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Aufbaus eines herkömmlichen Treibscheibenaufzugs, bei dem das Verfahren gemäß der Erfindung anwendbar ist.

Die Kurven in Fig. 1 zeigen die Änderung im Ausmaß des Schlupfes S im Verhältnis zum Seilkraftverhältnis T. Das Seilkraftverhältnis bedeutet das Verhältnis der Kräfte, die auf Tragseile 3 wirken, welche zum Gegengewicht 2 und zum Fahrkorb 1 führen. Dies Verhältnis wird weiter unten noch mehr im einzelnen erläutert. Das Verhalten ähnelt dem eines Wechselstrommotors, bei dem der Schlupf zunächst linear zu­ nimmt, dann aber abrupt ansteigt, wenn das Drehmoment zu groß wird. Die Kurve in Fig. 1 wurde aus der Abhandlung von M. Molkow "Die Treibfähigkeit von gehärteten Treibscheiben mit Keilrillen" entnommen.

Der gesamte Schlupf S besteht aus der elastischen Längung S _e , dem Sitz S _r des Seils in der Rille und dem tatsächli­ chen Schlupf S _t . Wie Fig. 1 zeigt, steigt der Schlupf nach der linearen Phase steil an. Ein Aufzug sollte immer inner­ halb des linearen Teils der Kurven betrieben werden, das heißt, man sollte ihn nie in den Bereich starken Schlupfes gelangen lassen.

Beim Antrieb des Aufzugs wird nach drei Phasen unterschie­ den, nämlich der Beschleunigung, der 8ewegung mit konstan­ ter Geschwindigkeit und der Verlangsamung. Das Seilkraft­ verhältnis ändert sich während der Bewegung wie folgt:

T = T₂ (g+a)/T₁ (g-a)

bei Beschleunigung
T a = T s * g a
bei Verlangsamung	T d = T s * g d
beim Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit	T v = T s * 1

wenn das statische Seilkraftverhältnis T _s = T ₂/T ₁ und die Beschleunigungsfaktoren g _a für die Beschleunigung und g _d für das Bremsen sind.

Der Beschleunigungsfaktor g _a oder g _d = (g+1)/(g-a) g = 9,81 m/s², der Gravitationsbeschleunigungsfaktor, a = Beschleunigung oder Verlangsamung.

Wenn beispielsweise beim Aufwärtsfahren mit einem leeren Fahrkorb a = ±0,9 m/s², g _a = 1, 2 und g _d = 0,83, so heißt das, die Beschleunigung verursacht 20% Schlupf. Wenn der Schlupf darüber hinaus ansteigt, funktioniert der Aufzug im nicht­ linearen Bereich und die sicheren Daten sind überschritten (Fig. 2b).

Die Reibung eines Treibscheibenaufzugs wird manuell mit einem einfachen Verfahren aufgrund eines Vergleiches von Meßergebnissen ermittelt. Das wird weiter unten anhand von Fig. 3a bis 3c erläutert. In diesen Figuren ist ein einfaches Aufhängungssystem für einen Aufzug gezeigt, bei dem ein Fahrkorb 1 und ein Gegengewicht 2 über Tragseile 3 miteinander verbunden sind, welche über eine Treibscheibe 4 und eine Umlenkscheibe 5 laufen. Bei Beginn des Versuchs wird ein Stück Band 6 an der Treibscheibe 4 und ein wei­ teres Stück Band 7 am Seil 3 befestigt (Fig. 3a), und zwar an der gleichen Stelle. Dann wird der Aufzug zu einem ande­ ren Stockwerk bewegt, so daß sich die Bandstücke an den in Fig. 3b gezeigten Stellen befinden, wenn der Aufzug anhält. Schließlich wird der Aufzug in die Ausgangsposition gemäß Fig. 3a zurückbewegt. Der bei der Bewegung erzeugte Schlupf dH kann nunmehr durch Messen der Entfernung zwischen den Bändern 6 und 7 festgestellt werden.

Der Versuch kann normalerweise mit einem leeren Fahrkorb durchgeführt werden, weil in diesem Fall das Seilkraftver­ hältnis in Bezug auf den Seilschlupf am schlechtesten ist.

Man kann sich das Verfahren gemäß der Erfindung leicht vor­ stellen, wenn man zwei Schlupfmessungen wie oben beschrie­ ben durchführt. Eine dieser Messungen wird bei einer Kurz­ streckenfahrt und die andere bei einer Langstreckenfahrt vorgenommen. Die Schlupfwerte werden dann mit den Bewe­ gungsentfernungen verglichen. Der tatsächliche echte Schlupf bei einer kurzen Bewegungsstrecke besteht aus dem Schlupf, der während der Beschleunigung und/oder Verlang­ samung aufgetreten ist. In Fig. 4a entspricht das Intervall a ₁-b ₁ der Beschleunigungsphase der Bewegung, das Intervall b ₁-c ₁ der Phase konstanter Geschwindigkeit und das Inter­ vall c ₁-d ₁ der Verlangsamungs- oder Bremsphase. Bei einer längeren Probefahrt (Fig. 4b) bildet die Beschleunigungs­ phase a ₂-b ₂ einen kleineren Teil der Gesamtbewegungsstrecke a ₂-d ₂. Wenn nun festgestellt wird, daß der durchschnittli­ che Schlupfprozentsatz für die längere Bewegungsstrecke ge­ ringer ist als für die kürzere Bewegungsstrecke, ist dies ein Zeichen dafür, daß der Aufzug im Bereich tatsächlichen Schlupfes arbeitete. Wenn der Prozentsatz des Schlupfes für beide Bewegungsstrecken gleich ist, bedeutet dies, daß die Reibung stets ausreichend war.

Wenn der Schlupf auf elastischer Längung des Seils beruht, gleichen sich die Unterschiede in den Prozentsätzen des Schlupfes bei der Beschleunigung und Verlangsamung aus, und der Durchschnittswert entspricht dem prozentualen Schlupf bei Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit, so daß die Prozentsätze des Schlupfes für verschiedene Bewegungsstrek­ ken gleich sind.

Wird der Aufzug im Bereich nichtlinearen Schlupfes betrie­ ben und ist ein exakterer Wert des prozentualen Schlupfes erwünscht, dann wird der Schlupf für die kurze Strecke vom Schlupf für die lange Strecke subtrahiert. Der Unterschied zwischen diesen prozentualen Werten gibt das Ausmaß des echten Schlupfes wider.

Nunmehr ergeben sich folgende Prozentsätze für den Schlupf:

für eine kurze Strecke

S _s = dH _s /H _s * 100 (%)

für Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit

S _v = (dH₁-dH _s )/(H₁-H _s ) * 100 (%)

worin

S _s = prozentualer Schlupf bei kurzer Bewegungsstrecke
S _v = prozentualer Schlupf bei Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit
dH _s = Schlupfstrecke bei kurzer Bewegung
dH₁ = Schlupfstrecke bei einer längeren Bewegung
H _s = Antriebsstrecke bei einer kurzen Bewegung
H₁ = Antriebsstrecke bei einer längeren Bewegung.

Wenn S _s < als S _v , dann gibt es bei der Beschleunigung Schlupf. Die Genauigkeit der Ergebnisse kann durch mehrfa­ ches Wiederholen des Probelaufs verbessert werden.

Messungen haben gezeigt, daß der größte Teil des Schlupfes bei der Beschleunigung auftritt, insbesondere, wenn hohe Beschleunigungswerte benutzt werden. In solchen Fällen ist der Schlupf für eine Fahrt vom Ausgangsniveau zum Ziel und zurück im Größenordnungsbereich von mehr als 40 mm/30 m Hubhöhe, während der normale Schlupfwert unterhalb 25 mm/30 m Hubhöhe liegt (wobei ein Hinterschneidungswinkel der Seilrille von 102° und ein Umschlingungswinkel von 180° zwischen den Tragseilen und der Treibscheibe besteht).

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Verfahren wie folgt angewandt. Die Messung wird mit Hilfe eines Impulswandlers 8 durchgeführt, der die Um­ drehung der Antriebsmaschine überwacht, wobei ein Impuls­ schalter 9 die Ankunft des Fahrkorbs 1 am Stockwerksniveau verzeichnet und eine Vorrichtung vorgesehen ist, beispiels­ weise eine Lastwiegevorrichtung (die in den Zeichnungen nicht zu sehen ist), welche die Fahrkorblast mißt. Die ein­ zelnen Impulsschalter auf den verschiedenen Stockwerkshöhen liefern exakte Informationen, welche die Stellung des Fahr­ korbes anzeigen. Wenn ein leerer Fahrkorb vom Ausgangsni­ veau abfährt, löst der Impulsschalter 9 einen Zähler aus, welcher die Impulse zählt, die der die Umdrehungen des An­ triebsmotors überwachende Impulswandler 8 liefert. Wenn der Fahrkorb das Zielniveau erreicht, und mit der Rückwärtsbe­ wegung beginnt, beginnt der Zähler die Impulszählung zu verringern. Hat der Fahrkorb wieder das Ausgangsniveau er­ reicht, so gibt die Impulszählung im Zähler den Schlupf an, der während des Antriebs zum Ziel und zurück aufgetreten ist. Wenn man auf diese Weise eine kurze und eine lange Strecke zurücklegt, kann mit diesem Verfahren festgestellt werden, ob er Aufzug in einem sicheren Bereich der Seil/Treibscheiben-Reibung arbeitet. Wird der Antrieb wie­ derholt, beispielsweise fünfmal vor Ablesen des Zählers, so ist das Meßergebnis beträchtlich genauer.

Wenn exakte Daten über die Entfernungen zwischen den ein­ zelnen Stockwerkshöhen zur Verfügung stehen, kann die Mes­ sung immer dann vorgenommen werden, wenn der Fahrkorb 1 leer bewegt wird. Der Impulsschalter 9 löst den Zähler aus, und wenn der Fahrkorb in einem anderen Stockwerk stehen­ bleibt, hält der Impulszähler dieses Stockwerks den Zähler an. Dann wird die erhaltene Impulszählung mit der Entfer­ nung zwischen den fraglichen Stockwerken verglichen, wobei diese Entfernungsdaten in einem Speicher gespeichert sind. Der angezeigte Unterschied gibt den Schlupf wider, der wäh­ rend dieser Bewegung aufgetreten ist. Auf diese Weise kann der Schlupf immer dann gemessen werden, wenn der Fahrkorb leer bewegt wird, und die Messung kann zwischen beliebigen zwei Stockwerken des Gebäudes erfolgen.

Der Zähler ist mit einem Rechner verbunden, welcher den Be­ trieb des Aufzugs steuert und überwacht. Der Rechner über­ wacht den relativen Schlupf während kurzer und langer Bewe­ gungsstrecken und gibt eine Warnung ab, wenn gefährliche Schlupfwerte beobachtet werden. Der Rechner kann dies ent­ weder automatisch oder über eine Prüfanordnung erledigen. Wie schon gesagt, kann die Überwachung auch dadurch erfol­ gen, daß die ursprünglichen Schlupfwerte mit den Meßwerten verglichen werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Prüfen und Überwachen der Reibung zwi­ schen der Treibscheibe (4) und den Tragseilen (3) eines Aufzugs, bei dem der Schlupf zwischen der Treibscheibe (4) und den Tragseilen (3) des Aufzugs gemessen wird und der Aufzug eine Antriebsmaschine, einen Schacht, einen Fahrkorb (1) und ein Gegengewicht (2) aufweist, welche im Schacht bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilschlupf entweder periodisch in Probefahrten oder kontinuierlich ge­ messen wird mit Hilfe einer Impulsvorrichtung (8), die im Aufzugantrieb angeordnet ist und die Bewegung der Treib­ scheibe mißt, einer Impulsvorrichtung (9), welche die Bewe­ gung des Fahrkorbes (1) überwacht und einer die Last im Fahrkorb (1) überwachenden Impulsvorrichtung, und daß die von den Impulsvorrichtungen gelieferten Daten an einen Rechner übertragen werden, der den relativen Schlupf zwi­ schen der Treibscheibe (4) und den Tragseilen (3) des Auf­ zugs errechnet und überwacht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfmes­ sung mit Hilfe von Probeläufen so durchgeführt wird, daß zwei Probeläufe unterschiedlicher Länge durchgeführt wer­ den, einer über eine kurze Bewegungsstrecke, die im wesent­ lichen nur Beschleunigung und Verlangsamung des Aufzugs aufweist, wobei der Anteil konstanter Geschwindigkeit der Bewegungsstrecke minimal ist, und der andere über eine er­ heblich längere Bewegungsstrecke, bei der der Anteil kon­ stanter Geschwindigkeit groß ist, daß auf der Basis der von den Impulsvorrichtungen (8, 9) an den Rechner gelieferten Daten der Schlupf gemessen wird, der zwischen der Treib­ scheibe (4) und den Tragseilen (3) aufgetreten ist, und daß mittels des Rechners der relative Schlupf, das heißt das Verhältnis der Schlupfstrecke zur Bewegungsstrecke, der für den einen Probelauf erhalten wurde mit dem entsprechenden Verhältnis für den anderen Probelauf verglichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung auf der Basis der Daten durchgeführt wird, die von einem Im­ pulswandler, der die Drehbewegung des Aufzugsantriebs mißt, einem Impulsschalter (9), der die Ankunft des Fahrkorbs (1) auf einem Stockwerksniveau überwacht, und einer Vorrichtung geliefert werden, beispielsweise einer Lastwiegevorrich­ tung, die die Belastung im Fahrkorb (1) mißt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulswandler (8) an einen Zähler angeschlossen ist, der die Impulse zählt, die der im Aufzugantrieb angebrachte Impulswandler liefert, wobei der Zähler, wenn der Fahrkorb (1) nach Er­ reichen des Zielniveaus sich zurückzubewegen beginnt, die Impulszählung zu verringern beginnt, und daß der Zähler, wenn der Fahrkorb wieder das Ausgangsniveau erreicht hat, das Ausmaß des Schlupfes für den Antrieb zum Ziel und zu­ rück anzeigt, und daß der Test mehrmals sowohl für eine kurze als auch für eine lange Bewegungsstrecke wiederholt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfmes­ sung durchgeführt wird, wenn der Fahrkorb (1) leer ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfkon­ trolle als regelmäßige Routine so verwirklicht wird, daß beim Abfahren des Fahrkorbes (1) der Impulsschalter (9) den Zähler auslöst und beim Anhalten des Fahrkorbs an einem an­ deren Stockwerk der Impulsschalter dieses Stockwerks den Zähler anhält, und daß die erhaltene Impulszählung mit der Entfernung zwischen den fraglichen Stockwerken verglichen wird, wobei die die Entfernungen zwischen den Stockwerken wiedergebenden Daten in einem Speicher gespeichert sind.