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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Aufzugsysteme.
Im Spezielleren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Aufzugsystem
mit einer Inspektionsvorrichtung, die zum Überwachen des Zustands des
Gurtes strategisch platziert ist.
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Aufzugsysteme
beinhalten typischerweise eine Kabine zum Befördern von Fahrgästen zwischen
Landezonen auf verschiedenen Ebenen eines Gebäudes. Typischerweise ist der
Kabine ein Gegengewicht zugeordnet. Die Kabine und das Gegengewicht
sind normalerweise durch ein Seil oder einen Gurt miteinander verbunden.
Ein Antriebsmechanismus und eine Reihe von Scheiben sorgen betriebsmäßig für die Bewegung
des Gurtes, der Kabine und des Gegengewichts innerhalb eines Aufzugschachts, um
den gewünschten
Aufzugbetrieb zu erzielen.
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Aufzugseile
oder Aufzuggurte beinhalten typischerweise eine Mehrzahl von Strängen, von
denen jeder aus einer Mehrzahl von Stahllitzen gebildet ist. In
manchen Fällen
sind die Stahlstränge
beschichtet.
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Unabhängig von
der Gesamtzusammensetzung des Gurtes ist es notwendig, den Zustand
der Stahllitzen über
die Zeit hinweg zu überwachen.
Die Art eines Aufzugsystems einschließlich der Länge des Seils sowie der auf
das Seil wirkenden Kräfte während der
Lebensdauer des Aufzugsystems machen eine periodische Auswertung
des Zustands des Gurtes erforderlich. Wenn z.B. eine oder mehrere
der Stahlkomponenten in dem Seil Risse aufweisen oder gebogen sind,
so stellt dies einen Schwachpunkt innerhalb des Gurtes dar, der
die Fähigkeit
des Gurtes zum Tragen der während
des Aufzugbetriebs auf diesen wirkenden Lasten beeinträchtigt.
Eine Stahlgurtbeeinträchtigung
kann als Ergebnis von normalem Verschleiß und Abrieb, Stößen auf
den Gurt, Ermüdung
oder unvermeidbare Korrosion entstehen.
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Eine
visuelle Überprüfung von
Aufzuggurten ist nicht gründlich
genug, um alle möglichen
Anzeichen von Ermüdung
innerhalb eines Gurtes festzustellen. Zum Beispiel sind mehrere
Stahllitzen innerhalb eines zentralen Bereiches des Gurtes angeordnet
und für
Personen nicht sichtbar. Darüber
hinaus verhindert die Anordnung eines Gurtes in einem Aufzugschacht
typischerweise eine Inspektion der gesamten Seillänge.
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Die
Einschränkungen
hinsichtlich der Möglichkeit
zum Inspizieren von Aufzuggurten führen typischerweise zu einer Überauslegung
der Gurte, wobei dies die Kosten für die Aufzugsysteme erhöht. Darüber hinaus
werden Gurte, die noch benutzt werden könnten, aufgrund eines Verdachts
einer Beeinträchtigung
gelegentlich entsorgt, obwohl ein solcher Zustand nicht exakt verifiziert
werden kann.
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Die
EP-A-0 849 208 offenbart ein Aufzugsystem und ein Verfahren zum
Inspizieren eines Förderseils
in einem Aufzugsystem, mit einer Inspektionsvorrichtung, die von
einer das Seil bei der Bewegung der Kabine führenden Scheibe beabstandet
ist und Information hinsichtlich eines Zustands eines Teils des
Seils liefert, wobei das Verfahren die Schritte des Positionierens
der Inspektionsvorrichtung relativ zu dem Seil sowie des Sammelns
von Information hinsichtlich des Zustands des Seilbereichs aufweist, wenn
sich die Kabine zwischen ausgewählten
Positionen bewegt, wobei dieser Seilbereich von der Scheibe abgelegen
ist.
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Es
besteht ein Bedarf für
eine verbesserte Anordnung zum Inspizieren von Aufzuggurten, um die
Zuverlässigkeit
von Gurtzustand-Beurteilungen zu steigern sowie die Wirtschaftlichkeit
in Verbindung mit der Gurtausbildung, der Wartung und dem Austausch
zu verbessern. Die vorliegende Erfindung widmet sich dieser Bedürfnisse
durch Schaffung einer neuartigen Anordnung zum Inspizieren von Aufzuggurten.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Erreicht
werden die Zielsetzungen durch ein Aufzugsystem nach Anspruch 1
sowie ein Verfahren nach Anspruch 5.
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Im
Allgemeinen handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein
Aufzugsystem mit einer Inspektionsvorrichtung, die Information hinsichtlich eines
Zustands des Aufzugseils oder Aufzuggurtes liefert. Das System beinhaltet
eine Aufzugkabine und ein Gegengewicht. Mehrere Seilscheiben sind
zum Führen
eines Seils positioniert, das die Kabine mit dem Gegengewicht verbindet.
Eine Inspektionsvorrichtung ist relativ zu den Seilscheiben positioniert, um
Information hinsichtlich des Zustands eines Bereichs des Seils zu
liefern, bei dem im Verlauf der Zeit Verschleiß am wahrscheinlichsten auftritt.
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Vorzugsweise
werden mehrere Faktoren berücksichtigt,
um die ideale Anordnungsstelle für
die Inspektionsvorrichtung zu bestimmen, so dass der gesamte Seilbereich,
bei dem Verschleiß am
wahrscheinlichsten ist, bei jedem Vorbeilaufen des Gurtes durch
die Inspektionsvorrichtung überprüft wird.
Die Ausbildung und die Art des Aufzugsystems gibt die ideale Platzierung
der Inspektionsvorrichtung vor. Die vorliegende Erfindung beinhaltet
auch ein Verfahren zum Bestimmen der idealen Platzierungsstelle
für die
Inspektionsvorrichtung.
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Die
verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich
dem Fachmann aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der derzeit
bevorzugten Ausführungsformen.
Die Zeichnungen, die der ausführlichen
Beschreibung beigefügt
sind, lassen sich kurz wie folgt beschreiben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Aufzugsystems, das gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist;
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2A und 2B eine
erste Anordnung von Aufzugsystemkomponenten mit einer erfindungsgemäß platzierten
Inspektionsvorrichtung;
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3A und 3B eine
zweite Anordnung von Aufzugsystemkomponenten, die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet sind;
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4A und 4B eine
dritte Anordnung von Aufzugkomponenten in einem System, das gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist;
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5A und 5B eine
vierte Anordnung; und
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6A und 6B eine
fünfte
Anordnung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
Aufzugsystem 20 beinhaltet eine Kabine 22, die
Fahrgäste
zwischen einer Mehrzahl von Landezonen (nicht gezeigt) innerhalb
eines Gebäudes befördert. Ein
Gegengewicht 24 ist mit der Kabine 22 über mindestens
ein Seil oder einen Gurt 26 gekoppelt. Die vorliegende
Beschreibung nimmt als Gurt in erster auf den Lasttragebereich 26 des
Systems 20 Bezug, jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf "Gurte" im engsten Sinn
beschränkt.
Die Begriffe "Seil" und "Gurt" werden für die Zwecke
der vorliegenden Beschreibung als Synonym sowie gegeneinander austauschbar
betrachtet.
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Obwohl
für den
Fachmann erkennbar ist, dass eine Mehrzahl von Gurten verwendet
werden kann, nimmt die vorliegende Beschreibung zum Zweck der Erläuterung
auf einen einzigen Gurt Bezug. Der Gurt 26 beinhaltet vorzugsweise
eine Mehrzahl von Stahlsträngen,
von denen jeder eine Mehrzahl von Litzen aufweist. Seilscheiben 28 und 30 führen den
Gurt entlang einer gewählten
Bahn, um die Kabine 22 zwischen den verschiedenen Landezonen zu
bewegen. Ein herkömmlicher
Antriebsmechanismus 32 ist der Seilscheibe 30 zugeordnet,
um den Gurt anzutreiben und die Aufzugkomponenten in der gewünschten
Weise zu bewegen. Das Gegengewicht 24 und die Kabine 22 bewegen
sich in herkömmlicher Weise
innerhalb eines Aufzugschachts (bei dem Bezugszeichen 34 gestrichelt
dargestellt).
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Eine
Inspektionsvorrichtung 40 ist relativ zu den Aufzugkomponenten
positioniert, um Information hinsichtlich des Zustands des Gurtes 26 zu
liefern. Die Information von der Inspektionsvorrichtung 40 wird
vorzugsweise an eine Steuerung 42 geliefert, die die Information
verarbeitet und diese in eine brauchbare Form z.B. für einen
Aufzugkonstrukteur oder Techniker bringt. Der Steuerung 42 kann
mehr als eine Inspektionsvorrichtung 40 zugeordnet sein.
Die Steuerung 42 kann sich in einem Aufzugschacht befinden
oder an einer anderen Stelle innerhalb eines Gebäudes positioniert sein. Ferner
liegt es im Umfang der vorliegenden Erfindung, die Information von der
Inspektionsvorrichtung 40 zu einem entfernten Ort übertragen
zu lassen, wo diese Information analysiert oder entsprechend verarbeitet
wird.
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Die
Inspektionsvorrichtung 40 verwendet vorzugsweise die Magnetfluss-
oder die Widerstandsmesstechniken zum Messen des elektrischen Widerstands,
wie diese in der US-Patentanmeldung Nr. 09/280 637 (Anwaltsakte
OT-4465) offenbart sind, die am 29. März 1999 eingereicht wurde.
Im Umfang der vorliegenden Erfindung können auch andere Arten von
Inspektionsvorrichtungen verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung beinhaltet die strategische Platzierung der
Inspektionsvorrichtung 40 relativ zu den Aufzugsystemkomponenten
zum Sammeln von Information hinsichtlich desjenigen Bereichs des
Gurtes, bei dem Verschleiß oder
Beeinträchtigungen
im Verlauf der Zeit am wahrscheinlichsten auftreten. Bei der Bestimmung
der optimalen Platzierungsstelle für die Inspektionsvorrichtung
sollten verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Diese Faktoren
beinhalten die Anzahl sowie die Art der Biegungen, die verschiedene
Abschnitte des Gurtes bei der Bewegung des Aufzugs in dem Aufzugschacht
durchlaufen, den Durchmesser oder die Größe der Seilscheiben, über die
der Gurt gekrümmt wird,
die Distanzen zwischen den Seilscheiben, den Winkel des um die Seilscheiben
herum geschlungenen Gurtes sowie die im schlimmsten Fall auftretende
Belastung an verschiedenen Abschnitten des Gurtes. Den Fachleuten
ist klar, dass diese Faktoren von mehreren Variablen abhängig sind,
wie z.B. den Aufzugverseilungsanordnungen, der Position des Antriebsmechanismus
oder der Antriebsmaschine, der Verwendung und der Platzierung von
Umlenkscheiben sowie dem Stockwerk innerhalb des Gebäudes, bei
dem die im schlimmsten Fall vorhandenen Kabinenbelastungsbedingungen
typischerweise auftreten. Die vorliegende Erfindung verwendet einen
oder mehrere dieser Faktoren zum Bestimmen der idealen Platzierungsstelle
für die
Inspektionsvorrichtung.
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Bei
der bevorzugten Anordnung ist die Inspektionsvorrichtung 40 derart
positioniert, dass derjenige Bereich des Gurtes 26, bei
dem das Auftreten von Beeinträchtigungen
oder Ermüdung
am wahrscheinlichsten ist, bei jedem vollen Durchlauf des Aufzugs
durch den Aufzugschacht inspiziert wird.
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Die
verschiedenen Faktoren, die berücksichtigt
werden, werden vorzugsweise gewichtet, um eine angemessene Betonung
auf diejenigen Faktoren zu legen, die in signifikanterer Weise zu
einer Gurtermüdung
beitragen. Zum Beispiel haben Biegungen bzw. Kurven über Seilscheiben
mit kleinerem Durchmesser sowie kürzere Distanzen zwischen den Seilscheiben
eine signifikantere Auswirkung als die Belastung. In ähnlicher
Weise haben Biegungen in Gegenrichtung eine höhere Auswirkung als einfache Biegungen.
Ein weiteres Beispiel ist, dass eine Biegung in Gegenrichtung über eine
feststehende Seilscheibe eine größere Auswirkung
hat als eine Biegung in Gegenrichtung über eine sich bewegende Seilscheibe.
In Anbetracht dieser Beschreibung werden die Fachleute in der Lage
sein, eine Bestimmung dahingehend vorzunehmen, welche Faktoren in
einer bestimmten Situation zu berücksichtigen sind. Ferner werden
die Fachleute, die den Vorteil dieser Beschreibung haben, in der
Lage sein, den verschiedenen Faktoren eine angemessene Bedeutung
oder Gewichtung zuzuordnen, um eine angemessene Bestimmung hinsichtlich
der Platzierung der Inspektionsvorrichtung vorzunehmen.
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Im
Folgenden werden verschiedene Beispiele von Aufzugsystemanordnungen
mit einer idealen Anordnungsstelle der Inspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen
möglich, bei
denen andere Anordnungsstellen der Inspektionsvorrichtung die besten
Resultate liefern. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in
der vorliegenden Beschreibung erläuterten Beispiele beschränkt.
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2A zeigt
eine 2:1-Aufzugverseilungsanordnung, die ohne Umlenkscheiben oberseitig
läuft. Wenn
sich die Kabine 22 von der oberen Landezone zum Boden des
Aufzugschachts bewegt, erfährt
der Abschnitt A-B des Gurtes 26 eine einfache Biegung von
180° um
die feststehende bzw. feststehend angebrachte Traktionsscheibe 50.
Ferner erfährt
der Gurt 26 eine Biegung in Gegenrichtung von 90° um die Seilscheibe 52 sowie
eine einfache Biegung von 90° um
jede der Seilscheiben 54 und 56 an der sich bewegenden
Kabine. Die mit dem Buchstaben A bezeichnete Stelle des Gurtes 26 durchläuft eine
relativ rasche Biegung in Gegenrichtung, wenn die Aufzugkabine 22 ihre
Bewegung an der Oberseite des Aufzugschachts aufnimmt. Wenn sich
die Kabine 22 an der Oberseite des Aufzugschachts 34 befindet,
beträgt
die Gurtbelastung an der Stelle A die Hälfte des Gegengewichts 24 plus
dem Gewicht des Gurtabschnitts zwischen dem Gegengewicht und der
Traktionsscheibe 50.
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Wenn
sich die Kabine 22 vom Boden des Aufzugschachts in Richtung
auf die Oberseite bewegt, erfährt
der Abschnitt C-D eine einfache Biegung von 180° um die feststehende Traktionsscheibe 50 (siehe 2B).
Ferner erfährt
der Gurt eine Biegung in Gegenrichtung von 180° um die Seilscheibe 52 an
dem sich bewegenden Gegengewicht. Die mit D bezeichnete Stelle des
Gurts 26 durchläuft
eine relativ rasche Biegung in Gegenrichtung, wenn das Gegengewicht
seine Bewegung an der Oberseite des Aufzugschachts beginnt. Am Boden
des Aufzugschachts beträgt
die Belastung an dem Punkt D die Hälfte der vollen Last der Kabine 22 plus
dem Gewicht des Gurtabschnitts zwischen der Kabine und der Traktionsscheibe 50.
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Bei
dem Beispiel der 2A und 2B besteht
die Wahrscheinlichkeit, dass der Abschnitt C-D schneller Beeinträchtigungen
erleidet als der Abschnitt A-B, und zwar aufgrund der strengeren
Belastungs- und Biegebedingungen, die auf diesen Bereich des Gurts
ausgeübt
werden. Die Anordnungsstelle der Inspektionsvorrichtung 40 ist
daher derart, dass der gesamte Abschnitt C-D überprüft wird, während sich der Aufzug zwischen
den Aufzugschacht-Endpunkten bewegt. Bei dem vorliegenden Beispiel
erhält
die mit D bezeichnete Stelle des Gurtes vorzugsweise besondere Beachtung
von der Inspektionsvorrichtung 40. Bei dem Beispiel der 2A und 2B ist
es ganz besonders bevorzugt, dass die Inspektionsvorrichtung 40 an
einer Stelle in dem Aufzugschacht unterhalb der Traktionsscheibe 50 auf
der Gegengewichtseite 58 angebracht ist.
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Zum
Zweck der Erläuterung
sei angenommen, dass der Gurt 26 Abschnitte A-B sowie C-D
aufweist, die auf der Basis der folgenden Kriterien ausgewählt wurden.
Wenn sich der Aufzug an der höchsten
Stelle innerhalb des Aufzugschachts 34 befindet, wird der
Punkt A als der Punkt betrachtet, an dem der Gurt 26 mit
der Traktionsscheibe 50 auf der Gegengewichtseite in Berührung tritt.
Hierbei handelt es sich um die Stelle, an der der Abschnitt A-B
sich zu biegen beginnt, wenn die Kabine 22 ihre Bewegung in
Richtung nach unten aufnimmt. Bei dem Punkt C handelt es sich um
die Stelle, an der der Gurt 26 mit der Gegengewicht-Seilscheibe 50 auf
der Gegengewicht-Kopplungsseite in Berührung tritt. Dies ist auch die
Stelle, an der der Abschnitt C-D sich zu biegen beginnt, wenn die
Aufzugkabine 22 ihre Bewegung in Abwärtsrichtung aufnimmt.
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Wenn
sich die Kabine 22 an der untersten Landezone 22 befindet,
handelt es sich bei dem Punkt D um die Stelle, an der der Gurt 26 mit
der Traktionsscheibe 50 auf der Kabinenseite in Berührung tritt.
Dies ist auch die Stelle, an der der Abschnitt C-D sich zu biegen
beginnt, wenn die Aufzugkabine 22 ihre Bewegung in Aufwärtsrichtung
aufnimmt. Bei dem Punkt B handelt es sich um die Stelle, an der
der Gurt mit der Kabinen-Seilscheibe auf der Kabinen-Kopplungsseite
in Berührung
tritt. Dies ist auch die Stelle, an der der Abschnitt A-B sich zu
biegen beginnt, wenn die Kabine 22 sich in Aufwärtsrichtung zu
bewegen beginnt.
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Das
Beispiel der 2A und 2B kann modifiziert
werden, indem eine Umlenkscheibe vorgesehen wird. Wenn eine Umlenkscheibe
vorgesehen ist, kann die Inspektionsvorrichtung zwischen der Traktionsscheibe 50 und
der Umlenkscheibe angeordnet werden. Alternativ wird die Inspektionsvorrichtung
in der vorstehend beschriebenen Weise positioniert (d.h. unter der
Traktionsscheibe 50 auf der Gegengewichtseite 58).
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Die 3A und 3B veranschaulichen eine
1:1-Verseilungsanordnung, die eine Traktionsscheibe 60 und
eine Umlenkscheibe 62 beinhaltet. Bei diesem Beispiel befindet
sich die bevorzugte Platzierungsstelle für die Inspektionsvorrichtung 40 zwischen
der Traktionsscheibe 60 und der Umlenkscheibe 62.
Für 1:1-Verseilungsanordnungen
ohne Umlenkscheibe, wie diese bei einer freitragenden Kabine verwendet
werden, ist die Inspektionsvorrichtung 40 vorzugsweise
unter der Traktionsscheibe auf der Gegengewichtseite angeordnet.
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Die 4A und 4B veranschaulichen eine
1:1-Verseilungsanordnung, bei der die Traktionsscheibe 70 unterhalb
von der Kabine 22 angeordnet ist. Derartige Anordnungen
werden oft als Anordnungen mit unten liegender Maschine bezeichnet. Bei
diesem Beispiel ist die Inspektionsvorrichtung 40 vorzugsweise
zwischen Umlenkscheiben 72 und 74 auf der Kabinenseite
angeordnet.
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Die 5A und 5B veranschaulichen eine
2:1-Verseilungsanordnung, bei der sich die Traktionsscheibe 80 unterhalb
der Kabine 22 und dem Gegengewicht 24 befindet.
Dieses Beispiel beinhaltet zwei Seilscheiben 82 und 84 an
der sich bewegenden Kabine, zwei feststehende Umlenkscheiben 86 und 88 sowie
eine Seilscheibe 89 an dem sich bewegenden Gegengewicht.
Die bevorzugte Platzierungsstelle für die Inspektionsvorrichtung 40 ist
unterhalb der feststehenden Umlenkscheibe 86 auf der Kabinenseite.
Dies ermöglicht
eine vollständige
Inspektion des Abschnitts A-B, bei dem es sich bei der dargestellten
Anordnung um denjenigen Bereich handelt, der mit größter Wahrscheinlichkeit
Abnutzung bzw. Beeinträchtigungen
unterliegt.
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Bei
jedem der vorstehenden Beispiele ist die Inspektionsvorrichtung 40 vorzugsweise
an einer Stelle innerhalb des Aufzugschachts angebracht. In manchen
Situationen, wie z.B. den in den 6A und 6B veranschaulichten
Beispielen, ist es bevorzugt, dass sich die Inspektionsvorrichtung 40 zusammen
mit einer oder mehreren der Aufzugkomponenten durch den Aufzugschacht
bewegt.
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Die
in den 6A und 6B dargestellten Beispiele
beinhalten eine mit dem Seil steigende/sinkende Aufzuganordnung.
Ein erster Gurt 26A beinhaltet einen Abschnitt C-D, während ein
zweiter Gurt 26B einen Abschnitt A-B beinhaltet. Wenn sich
die Kabine 22 in dem Aufzugschacht nach oben oder nach
unten bewegt, erfahren die Abschnitte A-B und C-D eine einfache
Biegung und sodann eine relativ rasche Biegung in Gegenrichtung
um die beiden angetriebenen Seilscheiben 90 und 92.
Beide diese Biegungen sind größer als
90°.
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Die
im schlimmsten Fall auftretende Belastungsbedingung an den Gurten
liegt dann vor, wenn sich die Kabine 22 auf dem untersten
Stockwerk befindet. Dies beinhaltet typischerweise das Gewicht einer
vollständig
beladenen Kabine, wobei dieses Gewicht gleichmäßig zwischen den beiden Gurtsystemen
verteilt ist. Bei diesem Beispiel ist es am wahrscheinlichsten,
dass die Gurte um die Stellen A und C herum rascher Schäden erleiden.
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Die
bevorzugte Platzierungsstelle der Inspektionsvorrichtung 40 liegt
zwischen den beiden Seilscheiben 90 und 92 an
der Kabine 22. Dies ermöglicht
nicht nur eine ausgezeichnete Detektion von Gurtschäden, sondern
hat auch den Vorteil, dass die Möglichkeit
gegeben ist, beide Gurte 26A und 26B gleichzeitig
zu inspi zieren. Alternativ können auch
zwei Inspektionsvorrichtungen 40 unterhalb jeder der an
der Kabine 22 gehalterten Seilscheiben 90 und 92 angeordnet
sein.
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In
Anbetracht der vorliegenden Beschreibung werden die Fachleute in
der Lage sein, die verschiedenen Faktoren zu berücksichtigen, die eine ideale
Platzierung einer Inspektionsvorrichtung in einer bestimmten Situation
anzeigen. Den Fachleuten erschließen sich auch Variationen und
Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen, die nicht unbedingt
vom Umfang und Gedanken der vorliegenden Erfindung abweichen. Der
Rechtsschutzumfang, der der vorliegenden Erfindung zukommt, kann
nur durch das Studium der nachfolgenden Ansprüche bestimmt werden.