DE60020546T2

DE60020546T2 - Verbesserter treibscheibenentwurf

Info

Publication number: DE60020546T2
Application number: DE60020546T
Authority: DE
Inventors: S. Pedro BARANDA; T. John PITTS; L. Richard HOLLOWELL; P. John WESSON; E. Douglas LOGAN
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: EP1169256A2; ES2398959T3; ES2401089T3; BR0009350A; US6419208B1; EP1568647B1; TW494083B; EP1568646A2; EP1580157B1; EP1568646B1; DE60020546D1; EP1580157A2; WO2000059819A3; KR100716101B1; EP1169256B1; ES2398913T3; WO2000059819A2; JP2003512269A; EP1568647A2; ES2240090T3

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft Aufzüge und insbesondere ein neues Seilscheibendesign für verbesserte Leistung und Haltbarkeit.
HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Herkömmliche Aufzugsysteme haben lange Zeit Standardaufzugseilelemente verwendet, um Aufzugkabinen zu halten und zu bewegen. Um Leistung in solchen Bereichen wie Traktion, Haltbarkeit, Fahrqualität und Sicherheit zu optimieren, haben zahlreiche Designparameter verschiedene Komponenten wie z.B. Motoren-, Seilscheiben- und Seilelementqualität auf bestimmte Größen, Gewichte und Maße beschränkt.
Aufzugsysteme neuer Generation, die den Bedarf an verschiedenen herkömmlichen Komponenten eliminieren, werden entwickelt durch die Implementierung besser arbeitender Traktions- und Antriebsysteme und anderer Fortschritte. Diese Typen von Systemen bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Aufzugsystemen einschließlich struktureller Vielseitigkeit und Wirtschaftlichkeit, bequemem Zugang für Wartung und Reparatur und geringerer Gebäudebelastungen.
Ein besonderer Fortschritt ist die Implementierung von Aufzugseilelementen hoher Traktion und hoher Haltbarkeit, die sanft laufen, leicht im Gewicht sind und korrosionsresistent sind. Ein solcher Typ von Seilelement ist aus einer Mehrzahl von Zug-tragenden Litzenelementen gemacht, die in einer einheitlichen Isolationshülle enthalten sind, die z.B. aus Urethanmaterial gemacht ist. Zur optimalen Leistung mit solchen Seilelementen ist es wünschenswert, ver schiedene Komponenten wie z.B. Seilscheiben anzupassen, um sich eng aneinander anzuschließen.
US-A-3 498 817 und DE 197 30 400 A1 offenbaren, die Traktion jeweils zwischen einer Traktionseilscheibe oder Scheiben durch eine Oberflächenbeschichtung zu verbessern, die auf die Oberfläche jeweils der Seilscheibe und der Scheiben aufgebracht ist. Insbesondere offenbart DE 197 30 400 A1 eine kontinuierlich anpassbare Riemenverzahnung, die einander gegenüber liegende, konusförmige Scheiben und einen Riemen aufweist. Die laterale Oberfläche des Riemens ist in Traktionskontakt mit den konusförmigen Oberflächen der Scheiben. Eine Beschichtungsschicht ist an solchen konusförmigen Oberflächen vorgesehen mit einer maximalen Oberflächenrauigkeit von 3 μm, um die Reibung zwischen den Scheiben und dem Riemen zu erhöhen.
Herkömmliche Aufzugseilscheiben sind aus Eisenguss und sind dazu ausgelegt, herkömmliche, runde Stahldrahtseilelemente aufzunehmen. Mit zunehmender Machbarkeit von Aufzugseilelementen neuer Generation, wie z.B. Elastomerbeschichteten, flachen Seilelementen, müssen neue Probleme bezüglich In-Spur-Halten, Traktion und Haltbarkeit angegangen werden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Seilscheibendesign bereitzustellen, das spezielle Dimensions-, Geometrie- und Oberflächeneigenschaften aufweist, die für eine optimale Leistung und Haltbarkeit bei Verwendung mit solchen Aufzugseilelementen neuer Generation ausgewählt sind.
Diese und andere Aufgaben werden erreicht durch das Seilscheibendesign der vorliegenden Erfindung. Das Seilscheibendesign der vorliegenden Erfindung sieht eine spezielle Umfangsrauigkeit an der Kontaktoberfläche für die Traktion vor. Ein weiterer Aspekt betrifft ein Seilscheibendesign, bei dem die Seilscheibengräbenbreite in Bezug zur Riemenbreite für ein In-Spur-Halten steht. Ein weiterer Aspekt betrifft das Vorsehen einer konvexen Kontaktoberfläche, die durch eine Kronenhöhen- und Kronenradiusdimension definiert ist, die in Beziehung zur Seilelement- oder Riemenbreite zum In-Spur-Halten steht. Noch ein weiterer Aspekt betrifft das Vorsehen einer harten, korrosionsresis tenten Beschichtung auf der Seilscheibenkontaktoberfläche für eine verbesserte Haltbarkeit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Seitenansicht einer Mehrfach-Seilelement-Seilscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Teilansicht der Kontaktoberflächen einer Mehrfach-Seilelement-Seilscheibe gemäß 1.
3 ist eine schematische Ansicht eines Aufzugsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ein Aufzugsystem 20 ist in 3 veranschaulicht. Das System 20 weist eine Aufzugkabine 22 auf, die durch Seilelemente 24 mit befestigten Enden 26, 28, die in Bezug auf einen Aufzugschacht (nicht gezeigt) befestigt sind, gehalten ist. Ein Gegengewicht 30 ist ebenfalls durch die Seilelemente 24 gehalten und mit der Aufzugkabine 22 für eine Relativbewegung mit dieser gekoppelt. Die Aufzugkabine ist von den Seilelementen 24 durch eine Kabinenmitläuferseilscheibe 32, 34 gehalten, und das Gegengewicht ist von den Seilelementen 24 durch eine Gegengewichtmitläuferseilscheibe 36 gehalten. Eine Antriebsmaschine 38 mit einer Traktionseilscheibe 40 zum Zusammenwirken mit den Seilelementen 24 und Antreiben derselben ist in einer festen Beziehung in Bezug auf den Aufzugschacht vorgesehen.
Eine in 1 veranschaulichte Mehrfach-Seilelement-Aufzugseilscheibe 10 ist dazu angepasst, mit Aufzugseilelementen 24 zusammenzuwirken, um für diese in einer Aufzuganordnung 20 für Traktion und Halt zu sorgen. Bezugnehmend auf die 1 und 2 weist die Seilscheibe 10 eine Mehrzahl von konvexen.
Kontaktoberflächen 12, 14, 16 auf, die dazu angepasst sind, mit Reibungsoberflächen der Aufzugseilelemente oder -riemen 18 zusammenzuwirken. Jede Kontaktoberfläche 12, 14, 16 ist durch eine Gräbenbreite (w_g), eine Kronenhöhe (h) und einen Kronenradius (r_c) gekennzeichnet. Ein In-Spur-Halten eines flachen Seilelements oder eines Riemens wird durch eine Kronenhöhe (h) oder einen Kronenradius (r_c), Gräbenbreite (w_g) kontrolliert. Im Gegensatz zu ebenen Kontaktoberflächen auf Seilscheiben sorgen die konvexen Oberflächen 12, 14, 16 für eine Kontur-übereinstimmende Passung, wenn sie mit einem flachen, flexiblen Seilelement 18 verwendet werden. Bei der Verwendung solcher konvexer Kontaktoberflächen und flacher, flexibler Seilelemente, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konfiguriert sind, ist es nicht notwendig, Teiler zwischen Kontaktoberflächen vorzusehen, um ein In-Spur-Halten des Seilelements oder des Riemens aufrechtzuerhalten.
Für einen Riemen 16 mit einer Breite (w_b) von 30 mm wurde festgestellt, dass die optimale Kronenhöhe (h) innerhalb eines Bereichs von etwa 0,1 mm bis 1,0 mm ist. Der optimale Radius (r_c) ist im Bereich von etwa 500 mm bis 1500 mm. Sowohl die Kronenhöhe (h) als auch der Kronenradius (r_c) können als eine Funktion der Riemenbreite (w_b) ausgedrückt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Kronenhöhe (h) im Bereich von etwa 0,3 bis 3,0% der Riemenbreite (w_b). Der Kronenradius (r_c) ist vorzugsweise im Bereich von etwa 15 bis 50 Mal der Riemenbreite (w_b).
Die Gräbenbreite (w_g) ist im Bereich von etwa 1,5 und 2,25 Mal der Breite des Riemens (w_b). Diese Gräbenbreite trägt Fehlausrichtungen Rechnung, die von der Installation oder von der Bewegung der Aufzugkabine und des Gegengewichts herrühren können. Auch die Auswahl der Führungswinkel für Kabinen-montierte Seilscheiben kann zu Fehlausrichtungen führen. Im Gegensatz zu den Traktionseilscheiben und den Gegengewicht-montierten Seilscheiben haben Kabinen-montierte Seilscheiben zwei Führungswinkel – vertikal und horizontal. Die ideale Einstellung für einen Winkel kann zu einer weniger als optimalen Einstellung für den anderen führen. Bei geeigneter Auswahl der Gräbenhöhe (h) und -breite (w_g) kann ein ausreichendes In-Spur-Halten erreicht werden, so dass Teiler, die gewöhnlich zwischen benachbarten Seilscheibengräben benötigt werden, eliminiert werden können.
Die Traktion der Traktionseilscheibe wird nun durch Vorsehen einer Umfangsrauigkeit an den Kontaktoberflächen der Traktionseilscheibe verbessert. Herkömmliche Seilscheiben werden in einer Weise bearbeitet, die zu einer Querrauigkeit an der Kontaktoberfläche führt. Dieser Typ von Rauigkeit verbessert die Traktion nicht. Umfangsrauigkeit sorgt für gute Traktion selbst bei Vorliegen von Verunreinigungen an der Kontaktoberfläche. Der bevorzugte Bereich von Umfangsrauigkeit ist etwa 1,0 bis 3,0 μm. Das bevorzugte Verfahren zum Bilden der Umfangsrauigkeit ist Kugelstrahlen. Sandstrahlen kann auch verwendet werden, aber es führt zu einer gezackteren Oberflächentextur als Kugelstrahlen, wodurch die Rate der Riemenabnutzung erhöht wird.
Die Haltbarkeit der Seilscheibe wird erhöht durch Aufbringen einer korrosionsresistenten Beschichtung auf die Kontaktoberfläche der Seilscheiben. Die Beschichtung ist eine dünne Schicht, weniger als 10 μm dick und vorzugsweise 1 bis 2 μm dick. Die Umfangsrauigkeit von 1 bis 3 μm sollte nach der Aufbringung der Beschichtung auf die Seilscheibe vorliegen. Eine Verwendung einer dünnen Schicht der Beschichtung ermöglicht, dass die Oberflächenrauigkeit und die Krönung des Substrats beibehalten wird. Die Oberflächenmorphologie der Beschichtung sollte eine unregelmäßig oder knotenartige Beschaffenheit haben ohne irgendwelche scharf schneidenden Merkmale, die die Oberfläche des Seilelements beschädigen könnten. Es wird eine harte Beschichtung mit einer Härte von mehr als 40 HRC gewählt. Die dünne Schicht der Beschichtung ermöglicht, dass die Oberflächenrauigkeit und die Krönung beibehalten werden können. Ohne die Beschichtung würden die Kontaktoberflächen der Seilscheibe glatt abgenutzt werden. Die Oberflächen der Seilscheibe würden glatt abgenutzt werden. Die Oberflächenmorphologie der Beschichtung sollte eine unregelmäßige oder knotenartige Beschaffenheit haben ohne irgendwelche scharf schneidenden Eigenschaften, die die Oberfläche des flachen Seilelements beschädigen können. Die Beschichtung ist korrosionsresistent, um die Seilscheiben, die vorzugsweise aus Stahl anstatt wie herkömmlich aus Eisenguss macht sind, zu verbessern. Die Beschichtung sollte eine Niedertem peraturbeschichtung sein, wie z.B. etwa 25 bis 80°C, so dass sie auf die Seilscheibe in dem fertigen Zustand aufgebracht werden kann. Die Beschichtung kann z.B. durch einen Tauchprozess oder einen elektromechanischen Prozess aufgebracht werden.
Für Mitläuferseilscheiben kann eine Beschichtung geringer Reibung auf die Seilscheibe aufgebracht werden, oder die Seilscheibe kann aus einem Material gebildet werden, das diese Eigenschaften aufweist, wie z.B. Polyurethan. Weil die Traktion für Mitläuferseilscheiben weniger wichtig ist, ist Oberflächenrauigkeit nicht essenziell.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen hierin beschrieben wurden, ist zu verstehen und anzuerkennen, dass Modifikationen und Variationen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der vorliegend beanspruchten Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Traktionsseilscheibe (10; 40) zum Zusammenwirken mit einem Aufzugseilelement (24), wobei die Traktionsseilscheibe aufweist: eine Traktionsoberfläche zum Zusammenwirken mit dem Aufzugseilelement und Antreiben desselben, wobei die Traktionsoberfläche eine Umfangsoberflächenrauigkeit im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 3,0 μm hat und durch Kugelstrahlen oder Sandstrahlen ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Traktionsoberfläche eine korrosionsresistente Oberflächenbeschichtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Traktionsoberfläche eine korrosionsresistente Oberflächenbeschichtung mit einer Dicke von weniger als 10 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Oberflächenbeschichtungsdicke im Bereich von etwa 1 μm bis etwa 2 μm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Oberflächenbeschichtung eine Härte von mehr als etwa 40 HRC hat.