EP1199276B1 - Kompensationsgewichte und Aufzugssystem - Google Patents

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EP1199276B1
EP1199276B1 EP00122907A EP00122907A EP1199276B1 EP 1199276 B1 EP1199276 B1 EP 1199276B1 EP 00122907 A EP00122907 A EP 00122907A EP 00122907 A EP00122907 A EP 00122907A EP 1199276 B1 EP1199276 B1 EP 1199276B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weight
compensation
compensation weight
elements
load bearing
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00122907A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1199276A1 (de
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Straus
Thomas Dipl.-Ing Bauer
Hans Gerhard Ing.-Grad Dahm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daetwyler AG Schweizerische Kabel Gummi und Kunststoffwerke
Original Assignee
Daetwyler AG Schweizerische Kabel Gummi und Kunststoffwerke
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP00122907A priority patent/EP1199276B1/de
Priority to DE50001147T priority patent/DE50001147D1/de
Priority to ES00122907T priority patent/ES2190933T3/es
Priority to AT00122907T priority patent/ATE231470T1/de
Priority to JP2001006073A priority patent/JP3502350B2/ja
Priority to US09/795,749 priority patent/US6837340B2/en
Priority to PCT/EP2001/011885 priority patent/WO2002034659A1/en
Priority to TW090125493A priority patent/TW510886B/zh
Priority to AU2002221681A priority patent/AU2002221681A1/en
Priority to CNB018176712A priority patent/CN1220617C/zh
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Priority to HK02104662.7A priority patent/HK1043579B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/06—Arrangements of ropes or cables
    • B66B7/068—Cable weight compensating devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/22—Flat or flat-sided ropes; Sets of ropes consisting of a series of parallel ropes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00—Ropes or cables
    • D07B2201/20—Rope or cable components
    • D07B2201/2083—Jackets or coverings
    • D07B2201/2087—Jackets or coverings being of the coated type
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2501/00—Application field
    • D07B2501/20—Application field related to ropes or cables
    • D07B2501/2007—Elevators

Definitions

  • the invention relates to a compensation weight according to the Preamble of claims 1 and 2 and an elevator system with this compensation weight.
  • An elevator system generally includes a car Counterweight for the cabin, at least one suspension cable that from the top of the cabin via a drive and a pulley is guided and at the top of the counterweight is attached, as well as a compensation weight for the suspension cable, which is attached to the underside of the cabin, sags down in a loop or if necessary is guided around a guide role in the pit and at its other end to the bottom of the counterweight is attached.
  • a car Counterweight for the cabin at least one suspension cable that from the top of the cabin via a drive and a pulley is guided and at the top of the counterweight is attached, as well as a compensation weight for the suspension cable, which is attached to the underside of the cabin, sags down in a loop or if necessary is guided around a guide role in the pit and at its other end to the bottom of the counterweight is attached.
  • the compensation weight is often made of steel cables.
  • a compensation weight used from a round or flat weight cable, i.e. a plastic cable that one or more mostly heavy supporting elements and possibly one or more additional ones Includes weight elements.
  • Round weight cables are currently the most common used a chain-shaped support member made of steel in a plastic casing.
  • EP-B-0 100 583 proposes a compensation weight in the form of a cable before that at least one support member in the form of a Has chain or rope, which in a coat is included, the volume in one embodiment consisting essentially of a mixture of metal particles and Plastic material is occupied.
  • the supporting organs housed in cavities next to the there is also a mixture in each cavity made of plastic material and metal particles. Cavities that only plastic material and metal particles and do not contain a supporting element are not described.
  • weight cables described in EP-B 0 100 583 have a higher compared to conventional weight cables Weight per unit length or are given Weight per unit length of smaller dimensions.
  • the object of the invention was accordingly a compensation weight to create that easily with the conventional equipment and the conventional procedural measures the cable industry can be manufactured.
  • the support member of the present invention is that part of the compensation weight that this between the cabin and the counterweight.
  • the weight element has no supporting function, but only serves to weight the compensation weight.
  • the subject of the first aspect according to claim 1 is a compensation weight which has a supporting element, usually a chain or preferably a rope, a flexible sheath, usually made of plastic, and at least one weight element which comprises a mixture of plastic material and one or more powdered metal salts and / or metal chalcogenides (in particular oxides and sulfides) with a mass density of ⁇ 2.3 g / cm 3 .
  • the weight element can be arranged directly around the support member or be separate therefrom.
  • the metal salt and / or metal chalcogenide which is used for the weight element according to claim 1, has a mass density ⁇ 2.3, preferably> 3.0, more particularly> 4.0 and in particular ⁇ 4.2 g / cm 3 .
  • it can be mixed into the plastic in a simple manner (possibly together with the mixing in of plastic additives), for example in a fluid mixer or twin-screw kneader.
  • a metal salt and / or metal chalcogenide as defined above is added in the same step.
  • metal particles and powders generally have disadvantages in comparison to metal salts and metal chalcogenides, for example abrasion, higher acquisition costs, higher processing costs.
  • the metal particles of the prior art have to be metered into the plastic in a separate step, which increases the complexity of the process. Furthermore, the relatively large metal particles of the prior art can cause the screw to jam during extrusion around the support member.
  • At least one support member preferably all
  • at least one weight element preferably all
  • the weight element can be the same as in claim 1 or act different.
  • the separate existence of Support member and weight element allows a more flexible Weight adjustment of the compensation weight. So at constant support organ (e.g. steel cable) dimensions and -Number a weight setting only by the number and / or the size of the weight elements can be varied.
  • the weight elements to be produced separately from the supporting elements by extrusion, than around each individual support organ for the weight element required for each application and then a jacket to extrude these primary products, as is the case in the prior art.
  • the manufacture of the weight elements can be combined with jacket extrusion. Several weight elements can then run as a single block be (sandwich construction). This is useful if special large amounts of a special compensation weight to be manufactured.
  • the separate existence of the support member and weight element is also in the suspension of the compensation weight of Advantage: it is necessary to attach the supporting elements to the cabin and the compensation weight only the supporting elements (often two, each on one side of the flat cable are arranged) freed from the surrounding plastic become; the parts that contain only weight elements just be cut off.
  • Next is the use usual cable suspensions on the cabin and the counterweight possible, and handling the flat cable that electrical flat cables is similar for the assembly staff used.
  • the supporting elements can be ropes or chains, ropes are preferred.
  • the thickness of the ropes or Chains meet the individual requirements for the compensation weight customized.
  • steel cables for example are in a range from 3 to 10 mm.
  • the material of the support members is preferably made of steel, iron, polyamides, Aramids and carbon fiber selected (claim 3).
  • the support member is particularly preferably a steel cable, since this is heavy and at the same time for the suspension easily (by slitting and peeling) from the surrounding Plastic material can be exempted. (Claim 4).
  • the weight element (s) are in this configuration preferably in a plane between the support members before (claim 5). If necessary, however, more than two can also be used Supporting elements, e.g. another in the middle of the cable.
  • the flexible jacket of the compensation weight according to the invention includes any common in the cable industry Plastics, which are preferably highly loaded with fillers can be.
  • Non-limiting examples of this are Soft PVC, thermoplastic elastomers, polyolefin rubbers, including ethylene-octene copolymer and polyisobutylene, Butyl rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer, chlorosulfonated polyethylene, vulcanized Chloroprene, liquid polymers in combination with thermoplastics, Polyamides, polyurethanes and silicone rubber (Claim 6). The selection depends on the requirements when using.
  • Soft PVC is because of its price and its good processability with high amounts of filler (including the metal salts and / or - chalcogenides, see below) preferred. However, it may be desirable be to choose a non-chlorine-containing plastic. All of these plastics can be made with common additives be provided.
  • the jacket can also contain one or more metal salts and / or metal chalcogenides with a mass density 2,3 2.3 g / cm 3 (claim 7). These are not present in too large an amount so as not to impair the mechanical properties of the jacket (in particular flexibility without cracking).
  • a preferred range of metal salt / chalcogenide content is 20 to 40% by weight, more preferably 20 to 30% by weight, based on the total weight of the jacket (claim 8).
  • a jacket compound could contain 20-30% by weight PVC, 15-25% by weight plasticizer, 20-30% by weight dry filler (e.g.
  • the jacket can be structured on the surface for better handling.
  • the cross-sectional dimensions of the weight elements are adapted to the individual requirements for the compensation weight, as with the supporting elements;
  • round weight elements can have a diameter of 5 to 15 mm when barium sulfate is used as the metal salt with a mass density 2,3 2.3 g / cm 3 .
  • the powdered metal salt and / or metal chalcogenide of the weight elements is preferably made of barium sulfate (heavy spar, mass density 4.25-4.5 g / cm 3 ), salts containing calcium, iron, copper and / or lead and / or chalcogenides (e.g.
  • the powder form of the metal salts and / or chalcogenides ensures that they can be mixed well and uniformly into a plastic and that the mixture of plastic and powder can be easily extruded is.
  • the content of powder material in the mixture of plastic material / metal salt and / or chalcogenide is high in order to provide a suitable weight, preferably 50-90% by weight (claim 10), more preferably 70-90% by weight and in particular 80-90% by weight. , based on the total weight of the weight element.
  • plastic material of the weight element can it be any like the plastic of the jacket the usual trade in the cable industry, the very high can be loaded with fillers. All of them come here plastics mentioned above for the jacket and others Thermoplastic with low to medium Mooney viscosity in question (claim 11). These plastics can be common Additives included.
  • the plastic / metal salt and / or chalcogenide mixture is after extrusion to a weight element because of the high Filler load often brittle and can tend to crack, especially with frequent dynamic bending stresses. However, this is not a problem since the weight element does not contribute to the compensation weight and this process in the enclosed interior of the compensation weight takes place.
  • a typical weight element can have the following composition have: 10 - 20% by weight plastic material (e.g. Butyl rubber), 0.8% by weight of plasticizers and lubricants and 80 - 90% by weight metal salt and / or chalcogenide (e.g. barium sulfate)
  • the weight elements can have any shape, such as angular, oval or round, assume they are preferably round. Further preferably show a subcarrier in the middle Wire or a thin tear-resistant plastic thread (e.g. made of Aramid) on (claim 12). This subcarrier only serves to make extrusion easier on those in the cable industry to enable existing devices.
  • the invention contains at least one weight element in the middle of an electrical one Vein used to monitor the compensation weight can serve (claim 13).
  • the compensation weight a whole bundle of veins is included, the serve to supply and control any components can (claim 14).
  • the metal raw material is a so-called semi-finished product in Bar or wire shape available.
  • the individual weight elements are produced in a continuous process, by HF-cutting or sawing the semi-finished product and is encased or wrapped by extrusion.
  • the so manufactured weight elements can be wound up on rolls become and later by re-extrusion to the Flat cable-like compensation weight processed become.
  • One or more weight elements run in parallel and together with the supporting rope (s) in the extrusion line for the final coating process.
  • Fig. 1 shows schematically a cross section of a compensation weight 10 in the form of a circular cable, which in the middle has a rope-shaped support member 20. This is surrounded by a weight element 14, which consists of a mixture made of plastic material 16 and metal salt or - chalcogenide 18 exists. A flexible jacket 12 made of plastic surrounds the compensation weight 10.
  • FIG. 2 shows a cross section similar to that of FIG Compensation weight 10, but in which the rope-shaped support member 20 replaced by a chain-shaped support member 22 is.
  • Fig. 3 shows a cross section through a compensation weight 10 in the form of a flat cable.
  • Two outer cavities 26a contain two support members 20a, 20b in the form of Steel wire ropes.
  • Intervening seven cavities 26b contain seven weight elements 14a-g, which are a mixture of plastic material 16 and metal salt and / or - chalcogenide 18 and an auxiliary support 24 made of wire or include a tear-resistant plastic.
  • the flexible coat 12 is made of plastic.
  • the cross-sectional centers of the a total of nine cavities 26a, 26b lie on a straight line, which forms the cross-sectional center line of the flat cable.
  • the diameter of the outer cavities 26a is smaller than that of the cavities 26b.
  • Such a compensation weight 10 can, in particular, if his coat 12 is also metal salt or - chalcogenide 19 (as shown in Figure 4), for example have a weight of 1.5 to 6.0 kg / m.
  • Fig. 4 shows a cross section through a further embodiment a compensation weight 10 in the form of a Flat cable.
  • This embodiment differs from 3 in that here also the Jacket (in addition to plastic 17) metal salt and / or - chalcogenide 19 contains two of the weight elements 14 have an electrical wire 28 instead of the auxiliary carrier 24 and that one of the weight elements 14 (here the middle one) is replaced by an electrical core bundle 30 which is thus enclosed in the jacket 12.
  • Fig. 5 shows a compensation weight 10 in the manner of Flat cable of Fig. 3, in which one end of the assembly Support members (steel wire ropes) 20a, 20b is exposed. The intermediate part of the jacket 12 including the Weight elements 14 is simply cut off.
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of a weight element 14.
  • This is not made of a plastic powder compound constructed like that with reference to FIGS. 1 to 5 explained weight elements. Rather it is through discrete Weights, especially of metal, here in the form cut or sawn, linearly lined up steel wire or steel rod sections 32 formed, preferably surrounded by a jacket or wrap 34 are so that dimensional stability is achieved.
  • This from pieces built up weight element can in the embodiments 1 to 5 in place of the compound weight elements to step.
  • “hybrids" are also possible, which is at least one weight element from each of the two Contains species.
  • FIG. 7 shows an elevator system in an elevator shaft 52 with a buffer 50 located at the bottom.
  • the system is equipped with a compensation weight 10 on the floor a cabin 40 is attached and from there to the bottom End of a counterweight running next to the cabin 40 48 extends to which it is also attached.
  • the Compensation weight 10 can increase smoothness, especially if the elevator system e.g. Exposed to wind is guided to an optional guide roller 54 (dashed) or it can be free forming a loop hang in the elevator shaft 52.
  • a support cable 42 is from the roof the cabin 40 via a drive 44 and a deflection roller 46 led to the upper end of the counterweight 48 and to the cabin 40 or counterweight 48 attached.
  • the compensation weight 10 is essentially the same Have length like the suspension cable 42 (with possible windings or horizontal guides of the suspension rope around the Drive 44 or the deflection roller 46 is not taken into account become). For security reasons, up to 5 or more Support ropes 42 may be present. There can be a single compensation weight 10 or by several arranged in parallel Compensation weights 10 are provided.
  • the mass per Unit length of the compensation weight or weights 10 becomes preferably approximately equal to the mass per unit length of the or the carrying ropes 42 selected.
  • the constructive attitude the mass can be selected through a suitable choice of the weight material, its cross section and / or the number of weight elements can be achieved.

Landscapes

  • Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)
  • Cage And Drive Apparatuses For Elevators (AREA)
  • Elevator Control (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Kompensationsgewicht gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 sowie ein Aufzugssystem mit diesem Kompensationsgewicht.
Ein Aufzugssystem umfaßt im allgemeinen eine Kabine, ein Gegengewicht für die Kabine, mindestens ein Tragseil, das von der Kabinenoberseite über einen Antrieb und eine Umlenkrolle geführt wird und an der Oberseite des Gegengewichts befestigt ist, sowie ein Kompensationsgewicht für das Tragseil, das an der Kabinenunterseite befestigt ist, nach unten in einer Schlaufe durchhängt oder gegebenenfalls in der Schachtgrube um eine Führungsrolle geführt wird und an seinem anderen Ende an der Unterseite des Gegengewichts befestigt ist. Auf diese Weise sind die Zugkräfte am Antrieb in jeder Position ausgeglichen. Die einzige Variable bleibt das Gewicht der zu transportierenden Ladung, welches vom Antrieb überwunden werden muß.
Bei Aufzugsgeschwindigkeiten von mehr als 3,5 m/s besteht das Kompensationsgewicht oft aus Stahlseilen. Bei Aufzügen mit kleineren Geschwindigkeiten wird ein Kompensationsgewicht aus einem runden oder flachen Gewichtskabel verwendet, d.h. einem Kunststoffkabel, das ein oder mehrere meist schwere Tragorgane und gegebenenfalls ein oder mehrere zusätzliche Gewichtselemente umfaßt.
Am häufigsten werden derzeit runde Gewichtskabel (Kompensationsgewichte) verwendet, die ein kettenförmiges Tragorgan aus Stahl in einer Kunststoffummantelung aufweisen.
Die EP-B-0 100 583 schlägt ein Kompensationsgewicht in Kabelform vor, das mindestens ein Tragorgan in Form einer Kette oder eines Seiles aufweist, welches in einem Mantel eingeschlossen ist, dessen Volumen in einer Ausführungsform im wesentlichen aus einem Gemisch aus Metallteilchen und Kunststoffmaterial besetzt ist. In einer weiteren Ausführungsform, welche die Form eines Flachkabels aufweist, sind die Tragorgane in Hohlräumen untergebracht, die neben den in jedem Hohlraum vorliegenden Tragorganen auch eine Mischung aus Künststoffmaterial und Metallteilchen umfassen. Hohlräume, die nur Kunststoffmaterial und Metallteilchen und kein Tragorgan enthalten, sind nicht beschrieben.
Die in der EP-B 0 100 583 beschriebenen Gewichtskabel weisen im Vergleich zu herkömmlichen Gewichtskabeln ein höheres Gewicht pro Längeneinheit auf oder sind bei gegebenem Gewicht pro Längeneinheit von kleinerem Ausmaß.
Jedoch ist die Herstellung derartiger Gewichtskabel nicht unproblematisch. Um die Metallteilchen in den sie umgebenden Kunststoff einzuführen, muß auf spezielle aufwendige Zusatzaggregate und/oder Zusatzmaßnahmen zurückgegriffen werden, die normalerweise in der Kabelindustrie nicht verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung war es demgemäß, ein Kompensationsgewicht zu schaffen, das ohne weiteres mit der herkömmlichen apparativen Ausrüstung und den herkömmlichen Verfahrensmaßnahmen der Kabelindustrie gefertigt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung zwei verschiedene Aspekte gemäß den Ansprüchen 1 und 2 bereit.
Bei dem Tragorgan der vorliegenden Erfindung handelt es sich um denjenigen Teil des Kompensationsgewichts, der dieses zwischen Kabine und Gegengewicht trägt. Das Gewichtselement hat keine tragende Funktion, sondern dient lediglich zur Beschwerung des Kompensationsgewichtes.
Gegenstand des ersten Aspekts gemäß Anspruch 1 ist ein Kompensationsgewicht, das ein Tragorgan, gewöhnlich eine Kette oder bevorzugt ein Seil, einen biegsamen Mantel, gewöhnlich aus Kunststoff, und mindestens ein Gewichtselement aufweist, das ein Gemisch aus Kunststoffmaterial und einem oder mehreren pulverförmigen Metallsalzen und/oder Metallchalkogeniden (insbesondere -oxiden und -sulfiden) mit einer Massendichte ≥ 2,3 g/cm3 enthält. Das Gewichtselement kann unmittelbar um das Tragorgan herum angeordnet sein oder getrennt davon vorliegen.
Das Metallsalz und/oder Metallchalkogenid, das für das Gewichtselement nach Anspruch 1 verwendet wird, weist eine Massendichte ≥ 2,3, bevorzugt > 3,0, spezieller > 4,0 und insbesondere ≥ 4,2 g/cm3 auf. Es kann vor der Extrusion auf einfache Weise (ggf. zusammen mit dem Einmischen von Kunststoff-Zusätzen) z.B. in einem Fluidmischer oder Zweischneckenkneter in den Kunststoff eingemischt werden. So wird beispielsweise bei der Verwendung von Weich-PVC als Kunststoffmaterial für das Gewichtselement bei der Aufbereitung von PVC mit Weichmacher, Trockenfüllstoff (z.B. Kreide) und Stabilisator im gleichen Schritt ein wie oben definiertes Metallsalz und/oder Metallchalkogenid zugemischt. Dies ist mit Metallteilchen, wie sie im Stand der Technik verwendet werden, nicht möglich, da dadurch die Mischapparatur beschädigt würde. Metallteilchen und auch -pulver weisen allgemein im Vergleich zu Metallsalzen und Metallchalkogeniden Nachteile auf, z.B. Abrasion, höhere Anschaffungskosten, höhere Kosten bei der Verarbeitung. Die Metallteilchen des Standes der Technik müssen dem Kunststoff in einem getrennten Schritt zudosiert werden, was die Komplexität des Verfahrens erhöht. Weiter können die relativ großen Metallteilchen des Standes der Technik bei der Extrusion um das Tragorgan herum zu einem Klemmen der Schnecke führe.
Gegenstand des zweiten Aspekts der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist, daß mindestens ein Tragorgan (bevorzugt alle) und mindestens ein Gewichtselement (bevorzugt alle) getrennt in unterschiedlichen Hohlräumen eines als Flachkabel ausgebildeten und somit in Querrichtung verwindungssteifen Kompensationsgewichts vorliegen. Bei dem oder den Gewichtselement(en) kann es sich um die gleichen wie in Anspruch 1 oder um verschiedene handeln. Das getrennte Vorliegen von Tragorgan und Gewichtselement ermöglicht eine flexiblere Gewichtseinstellung des Kompensationsgewichtes. So kann bei gleichbleibender Tragorgan- (z.B. Stahlseil-) Abmessung und -Anzahl eine Gewichtseinstellung lediglich durch die Anzahl und/oder die Größe der Gewichtselemente variiert werden.
Es im Hinblick auf die in der Kabelindustrie verwendeten Apparaturen verfahrenstechnisch einfacher, die Gewichtselemente getrennt von den Tragorganen durch Extrusion herzustellen, als um jedes einzelne Tragorgan herum ein für die jeweilige Anwendung erforderliches Gewichtselement und anschließend einen Mantel um diese Vorprodukte zu extrudieren, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Z.B. lassen sich standardisierte Halbfabrikate der Gewichtselemente in rationeller Weise herstellen und lagern. Die Herstellung unterschiedlicher Endprodukte verschiedener Gewichtsklassen ist somit kurzfristig möglich und auch mit kleinen Losgrößen noch ökonomisch sinnvoll. Andererseits kann durch Tandem- oder Coextrusion die Fertigung der Gewichtselemente mit der Mantelextrusion kombiniert werden. Mehrere Gewichtselemente können dann als ein einziger Block ausgeführt sein (Sandwich-Bauweise). Dies ist dann sinnvoll, wenn besonders große Mengen eines speziellen Kompensationsgewichtes gefertigt werden sollen.
Das getrennte Vorliegen von Tragorgan und Gewichtselement ist auch bei der Aufhängung des Kompensationsgewichts von Vorteil: es müssen zum Anbringen der Tragorgane an der Kabine und dem Kompensationsgewicht nur die Tragorgane (häufig zwei, die jeweils an einer Seite des Flachkabels angeordnet sind) von dem sie umgebenden Kunststoff befreit werden; die Teile, die nur Gewichtselemente enthalten, können einfach abgeschnitten werden. Weiter ist die Verwendung üblicher Kabelaufhängungen an der Kabine und dem Gegengewicht möglich, und die Handhabung des Flachkabels, das elektrischen Flachkablen ähnlich ist, ist für das Montagepersonal gewohnt.
Jeder der beiden Erfindungsaspekte ist unabhängig vorteilhaft, und diese wurden daher in Form nebengeordneter Ansprüche beansprucht. Unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit ist jedoch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 in Verbindung mit Anspruch 1 besonders vorteilhaft, da beispielsweise nur zwei teure Tragorgane benötigt werden und der Rest an erforderlichem Gewicht durch ein preiswerteres Kunststoff/Metallsalz und/oder -chalkogenid-Gemisch bereitgestellt werden kann.
Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Bei den Tragorganen kann es sich um Seile oder Ketten handeln, wobei Seile bevorzugt sind. Die Dicke der Seile oder Ketten wird den individuellen Anforderungen an das Kompensationsgewicht angepaßt. Bei Stahlseilen kann sie beispielsweise in einem Bereich von 3 bis 10 mm liegen. Das Material der Tragorgane ist bevorzugt aus Stahl, Eisen, Polyamiden, Aramiden und Kohlefaser ausgewählt (Anspruch 3). Besonders bevorzugt ist das Tragorgan ein Stahlseil, da dieses schwer ist und gleichzeitig für die Aufhängung leicht (durch Aufschlitzen und Abziehen) von dem umgebenden Kunststoffmaterial befreit werden kann. (Anspruch 4).
In der Ausführungsform der Erfindung in Form eines Flachkabels liegen bevorzugt zwei Tragorgane jeweils in Nachbarschaft zu den gekrümmten Querschnittsenden, also jeweils in der Nähe der beiden seitlichen Enden des Flachkabels vor. Das bzw. die Gewichtselement(e) liegen bei dieser Konfiguration bevorzugt in einer Ebene zwischen den Tragorganen vor (Anspruch 5). Bei Bedarf können aber auch mehr als zwei Tragorgane, z.B. noch eines in der Mitte des Kabels, vorliegen.
Der biegsame Mantel des erfindungsgemäßen Kompensationsgewichts umfaßt irgendeinen in der Kabelindustrie üblichen Kunststoffe, der bevorzugt hoch mit Füllstoffen beladen werden kann. Nicht-beschränkende Beispiele dafür sind Weich-PVC, thermoplastische Elastomere, PolyolefinKautschuke, einschließlich Ethylen-Octen-Copolymers und Polyisobutylen, Butylkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer, chlorsulfoniertes Polyethylen, vulkanisiertes Chloropren, Flüssigpolymere in Kombination mit Thermoplasten, Polyamide, Polyurethane und Siliconkautschuk (Anspruch 6). Die Auswahl richtet sich nach den Anforderungen bei der Verwendung. Weich-PVC ist wegen seines Preises und seiner guten Verarbeitbarkeit bei hohen Mengen an Füllstoff (einschließlich der Metallsalze und/oder - chalkogenide, siehe unten) bevorzugt. Es kann jedoch erwünscht sein, einen nicht-chlorhaltigen Kunststoff zu wählen. Alle diese Kunststoffe können mit üblichen Zusätzen versehen sein.
Der Mantel kann für eine weitere Gewichtserhöhung ebenfalls ein oder mehrere Metallsalze und/oder Metallchalkogenide mit einer Massendichte ≥ 2,3 g/cm3 enthalten (Anspruch 7). Diese liegen in nicht zu hoher Menge vor, um die mechanischen Eigenschaften des Mantels (insbesondere Biegsamkeit ohne Rißbildung) nicht zu beeinträchtigen. Ein bevorzugter Bereich an Metallsalz/ -chalkogenid-Gehalt liegt bei 20 bis 40 Gew.%, bevorzugter 20 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mantels (Anspruch 8). So könnte ein Mantelcompound 20 - 30 Gew.% PVC, 15 - 25 Gew.% Weichmacher, 20 - 30 Gew.% Trockenfüllstof (z.B. Kreide) und 20 bis 30 Gew.% Metallsalz/-chalkogenid mit einer Massendichte ≥ 2,3 g/cm3 sowie insgesamt ca. 2 Gew.% an Stabilisator, Gleitmittel und anderen Verarbeitungshilfsmitteln und gegebenenfalls Flammschutzmittel, alle Prozentsätze bezogen auf das Gesamtgewicht des Mantels, aufweisen. Der Mantel kann für eine bessere Handhabung an der Oberfläche strukturiert sein.
Die Querschnittsabmessungen der Gewichtselemente werden wie bei den Tragorganen den individuellen Anforderungen an das Kompensationsgewicht angepaßt; beispielsweise können runde Gewichtselemente bei Verwendung von Bariumsulfat als dem Metallsalz mit einer Massendichte ≥ 2,3 g/cm3 einen Durchmesser von 5 bis 15 mm aufweisen.
Das pulverförmige Metallsalz und/oder Metallchalkogenid der Gewichtselemente ist bevorzugt aus Bariumsulfat (Schwerspat, Massendichte 4,25 - 4,5 g/cm3), calcium-, eisen-, kupfer- und oder bleihaltigen Salzen und/oder Chalkogeniden (z.B. Calciumsulfat (Gips oder Anhydrit), Dichte 2,3 - 3,0 g/cm3; Hämatït (Fe2O3), Dichte 5,5 - 6,5 g/cm3; Kupferkies (CuFeS2), Dichte 4,1 bis 4,3 g/cm3; Kupfer(II)-oxid, Dichte 6,3 - 6,4 g/cm3; Bleisulfat, Massendichte 6,3 - 6,4 g/cm3) und Schlacke von Hochöfen ausgewählt (Anspruch 9). Wegen seiner geringen Toxizität und guten Verarbeitbarkeit wird Bariumsulfat besonders bevorzugt. Die Pulverform der Metallsalze und/oder -chalkogenide (durchschschnittlicher Teilchendurchmesser bevorzugt im Bereich von 5 - 50 µm, insbesondere etwa 10 µm) sorgt dafür, daß diese gut und gleichförmig in einen Kunststoff eingemischt werden können und das daß Gemisch aus Kunststoff und Pulver gut extrudierbar ist. Der Gehalt an Pulvermaterial in dem Gemisch Kunststoffmaterial/Metallsalz und/oder -chalkogenid ist zur Bereitstellung eines zweckmäßigen Gewichts hoch, bevorzugt 50 - 90 Gew.% (Anspruch 10), bevorzugter 70 - 90 Gew.% und insbesondere 80 - 90 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gewichtselementes.
Bei dem Kunststoffmaterial des (der) Gewichtselemente(s) kann es sich wie beim Kunststoff des Mantels um irgendeinen der in der Kabelindustrie üblichen handeln, der sehr hoch mit Füllstoffen beladen werden kann. Dabei kommen alle die oben für den Mantel genannten Kunststoffe und weitere Thermoplaste mit niedriger bis mittlerer Mooney-Viskosität in Frage (Anspruch 11). Diese Kunststoffe können übliche Zusätze enthalten.
Das Kunststoff/Metallsalz und/oder -chalkogenid-Gemisch ist nach der Extrusion zu einem Gewichtselement wegen der hohen Füllstoffbeladung häufig spröde und kann zu Rißbildung neigen, insbesondere bei häufigen dynamischen Biegebeanspruchungen. Dies bereitet jedoch kein Problem, da das Gewichtselement nicht zum Tragen des Kompensationsgewichtes beiträgt und dieser Vorgang im umschlossenen Inneren des Kompensationsgewichtes stattfindet.
Ein typisches Gewichtselement kann die folgende Zusammensetzung aufweisen: 10 - 20 Gew.% Kunststoffmaterial (z.B. Butylkautschuk), 0,8 Gew.% Weichmacher und Gleitmittel und 80 - 90 Gew.% Metallsalz und/oder -chalkogenid (z.B. Bariumsulfat)
Die Gewichtselemente können irgendeine Form, wie eckig, oval oder rund, annehmen Bevorzugt sind sie rund. Weiter weisen sie in ihrer Mitte bevorzugt einen Hilfsträger aus Draht oder einem dünnen reißfesten Kunststoffaden (z.B. aus Aramid) auf (Anspruch 12). Dieser Hilfsträger dient lediglich dazu, eine leichtere Extrusion auf den in der Kabelindustrie vorhandenen Vorrichtungen zu ermöglichen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält mindestens ein Gewichtselement in seiner Mitte eine elektrische Ader, die zur Überwachung des Kompensationsgewichts dienen kann (Anspruch 13). Außerdem kann in dem Kompensationsgewicht ein ganzes Aderbündel eingeschlossen sein, das zur Speisung und Steuerung irgendwelcher Komponenten dienen kann (Anspruch 14).
In einer Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 15 werden als Gewichtselement Metall- (vorzugsweise Stahl-) abschnitte mit einer Länge von 0,5 bis 6 cm verwendet, die entweder durch Extrusion ummantelt oder durch Umwicklung mit Folien oder Bändern formstabil gemacht werden. Das Metall-Ausgangsmaterial ist als sogenanntes Halbfabrikat in Stangen- oder Drahtform erhältlich. Die einzelnen Gewichtselemente werden in einem kontinuierlichen Arbeitsgang hergestellt, indem das Halbfabrikat HF-geschnitten oder gesägt und durch Extrusion ummantelt oder umwickelt wird. Die so hergestellten Gewichtselemente können auf Rollen aufgewikkelt werden und später durch erneute Extrusion zu dem flachkabelartige Kompensationsgewicht weiterverarbeitet werden. Dabei laufen ein oder mehrere Gewichtselemente parallel und zusammen mit dem oder den tragenden Seil(en) in die Extrusionslinie für den endgültigen Mantelprozess ein.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen zusammen mit der Zeichnung näher beschrieben, in der:
Fig. 1
einen schematischen Querschnitt durch ein Kompensationsgewicht in Form eines runden Kabels darstellt;
Fig. 2
einen schematischen Querschnitt durch ein weiteres Kompensationsgewicht in Form eines runden Kabels darstellt;
Fig. 3
einen Querschnitt durch ein Kompensationsgewicht in Form eines Flachkabels darstellt;
Fig. 4
einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Kompensationsgewichtes mit integrierten elektrischen Komponenten in Form eines Flachkabels darstellt;
Fig. 5
eine perspektivische Ansicht eines Kompensationsgewichtes zeigt, bei dem die Tragorgane zur Befestigung freigelegt sind.
Fig. 6
eine aus Gründen der Anschaulichkeit halbtransparente perspektivische Ansicht mit teilweiser Entfernung der Ummantelung oder Umwicklung eines alternativen Gewichtselementes darstellt;
Fig. 7
ein Aufzugssystem darstellt.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines Kompensationsgewichts 10 in Form eines kreisrunden Kabels, das in der Mitte ein seilförmiges Tragorgan 20 aufweist. Dieses ist von einem Gewichtselement 14 umgeben, das aus einem Gemisch aus Kunststoffmaterial 16 und Metallsalz oder - chalkogenid 18 besteht. Ein biegsamer Mantel 12 aus Kunststoff umgibt das Kompensationsgewicht 10.
Fig. 2 zeigt einen der Fig. l'ähnlichen Querschnitt eines Kompensationsgewichts 10, bei dem aber das seilförmige Tragorgan 20 durch ein kettenförmiges Tragorgan 22 ersetzt ist.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein Kompensationsgewicht 10 in Form eines Flachkabels. Zwei äußere Hohlräume 26a enthalten zwei Tragorgane 20a, 20b in Form von Stahldrahtseilen. Dazwischen liegende sieben Hohlräume 26b enthalten sieben Gewichtselemente 14a-g, die ein Gemisch von Kunststoffmaterial 16 und Metallsalz und/oder - chalkogenid 18 sowie einen Hilfsträger 24 aus Draht oder einem reißfesten Kunststoff umfassen. Der biegsame Mantel 12 ist aus Kunststoff. Die Querschnitts-Mittelpunkte der insgesamt neun Hohlräume 26a, 26b liegen auf einer Geraden, welche die Querschnitts-Mittellinie des Flachkabels bildet. Der Durchmesser der äüßeren Hohlräume 26a ist kleiner als derjenige der Hohlräume 26b. Dies führt zu einer Querschnittsform des Flachkabels nach Art eines Rechtecks mit sich nach außen verengenden Ansätzen an den beiden Schmalseiten. Ein derartiges Kompensationsgewicht 10 kann, insbesondere, wenn sein Mantel 12 ebenfalls Metallsalz oder - chalkogenid 19 (wie in Fig. 4 gezeigt) enthält, beispielsweise ein Gewicht von 1,5 bis 6,0 kg/m aufweisen.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Kompensationsgewichts 10 in Form eines Flachkabels. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 3 darin, daß hier auch der Mantel (neben Kunststoff 17) Metallsalz und/oder - chalkogenid 19 enthält, daß zwei der Gewichtselemente 14 eine elektrische Ader 28 anstelle des Hilfsträgers 24 aufweisen und daß ferner eines der Gewichtselemente 14 (hier das mittlere) durch ein elektrisches Aderbündel 30 ersetzt ist, welches also somit im Mantel 12 eingeschlossen ist.
Fig. 5 zeigt ein Kompensationsgewicht 10 nach Art des Flachkabels der Fig. 3, bei dem zur Montage ein Ende der Tragorgane (Stahldrahtseile) 20a, 20b freigelegt ist. Der dazwischen liegende Teil des Mantels 12 einschließlich der Gewichtselemente 14 ist einfach abgeschnitten.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Gewichtslementes 14. Dieses ist nicht aus einem Kunstoff-Pulver-Compound aufgebaut, wie die anhand der Fig. 1 bis 5 erläuterten Gewichtselemente. Vielmehr wird es durch diskrete Gewichtsstücke, insbesondere aus Metall, hier in Form geschnittener oder gesägter, linear aufgereihter Stahldraht- oder Stahlstangen-Abschnitte 32 gebildet, die vorzugsweise von einer Ummantelung oder Umwicklung 34 umgeben sind, damit Formstabilität erzielt wird. Dieses aus Stücken aufgebaute Gewichtselement kann bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 5 an die Stelle der Compound-Gewichtselemente treten. Bei Ausführungsformen mit mehreren Gewichtselementen (z.B. Fig. 3 bis 5) sind auch "Hybride" möglich, welche wenigstens ein Gewichtselement von jeder der beiden Arten enthält.
Fig. 7 zeigt ein Aufzugssystem in einem Aufzugsschacht 52 mit einem am Grund angeordneten Puffer 50. Das System ist mit einem Kompensationsgewicht 10 ausgerüstet, das am Boden einer Kabine 40 befestigt ist und sich von dort bis zum unteren Ende eines neben der Kabine 40 laufenden Gegengewichts 48 erstreckt, an dem es ebenfalls befestigt ist. Das Kompensationsgewicht 10 kann zur Erhöhung der Laufruhe, insbesondere, wenn das Aufzugssystem z.B. Wind ausgesetzt ist, um eine fakultative Führungsrolle 54 (gestrichelt) geführt sein, oder es kann unter Bildung einer Schlaufe frei im Aufzugsschacht 52 hängen. Ein Tragseil 42 ist vom Dach der Kabine 40 über einen Antrieb 44 und eine Umlenkrolle 46 bis zum oberen Ende des Gegengewichts 48 geführt und an Kabine 40 bzw. Gegengewicht 48 befestigt. In der Regel sollte das Kompensationsgewicht 10 im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen wie das Tragseil 42 (wobei eventuelle Aufwickelungen oder Waagrechtführungen des Tragseils um den Antrieb 44 oder die Umlenkrolle 46 nicht berücksichtigt werden). Aus Sicherheitsgründen können bis zu 5 oder mehr Tragseile 42 vorhanden sein. Es kann ein einziges Kompensationsgewicht 10 oder durch mehrere parallel angeordnete Kompensationsgewichte 10 vorgesehen werden. Die Masse pro Einheitslänge des oder der Kompensationsgewichte 10 wird vorzugsweise ungefähr gleich der Masse pro Einheitslänge des oder der Tragseile 42 gewählt. Die konstruktive Einstellung der Masse kann über geeignete Wahl des Gewichtsmaterials, dessen Querschnitts und/oder der Anzahl der Gewichtselemente erreicht werden. Mit einer solchen Anordnung wird erreicht, daß die auf den Antrieb 44 wirkende Last von der Stellung der Kabine 40 unabhängig ist, und durch entsprechende Wahl der Masse des Gegengewichts 48 vorzugsweise auf Null oder eine mittlere Belastung der Kabine 40 durch beförderte Personen oder Gegenstände konstruktiv eingestellt wird. Der Antrieb muß dann im Betrieb jeweils nur die Kabinenbelastung (oder deren Abweichung vom Mittelwert) heben.

Claims (16)

  1. Kompensationsgewicht (10), insbesondere für ein Aufzugssystem, in Form eines langgestreckten Kabels, das mindestens ein langgestrecktes Tragorgan (20,22) umfaßt, welches in einem langgestreckten biegsamen Mantel (12) angeordnet ist, wobei das Tragorgan (20,22) in Kombination mit mindestens einem langgestreckten Gewichtselement (14) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtselement (14) ein Gemisch aus Kunststoffmaterial (16) und einem oder mehreren pulverförmigen Metallsalzen und/oder Metallchalkogeniden (18) mit einer Massendichte ≥ 2,3 g/cm3 enthält.
  2. Kompensationsgewicht (10), insbesondere nach Anspruch 1, in Form eines langgestreckten Flachkabels mit einem langgestreckten biegsamen Mantel (12) und einer Mehrzahl von vom Mantel umschlossenen Hohlräumen (26a, 26b) zur Aufnahme eines oder mehrerer Gewichtselemente (14, 14a-g) und eines oder mehrerer langgestreckter Tragorgane (20,22), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tragorgan (20,22) und mindestens ein Gewichtselement (14, 14a-g) getrennt ausgebildet sind und jeweils in unterschiedlichen Hohlräumen (26a bzw. 26b) angeordnet sind.
  3. Kompensationsgewicht (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Tragorgan(e) (20,22) aus Materialien bestehen, die aus Stahl, Eisen, Polyamiden, Aramiden und Kohlefaser ausgewählt sind.
  4. Kompensationsgewicht (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Tragorgan(e) (20) Stahlseile sind.
  5. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Tragorgane (20a, 20b) jeweils in Nachbarschaft zu den gekrümmten Querschnittsenden des als Flachkabel ausgebildeten Kompensationsgewichts 10 angeordnet sind und das bzw. die Gewichtselement(e) (14, 14a-g) in einer Ebene zwischen den zwei Tragorganen (20a,20b) angeordnet sind.
  6. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) einen Kunststoff (17) enthält, der ausgewählt ist aus Weich-PVC, thermoplastischen Elastomeren, Polyolefin-Kautschuken einschließlich Ethylen-Octen-Copolymers und Polyisobutylen, Butylkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren, chlorsulfoniertem Polyethylen, vulkanisertem Chloropren, Flüssigpolymeren in Kombination mit Thermoplasten, Polyamiden, Polyurethanen und Siliconkautschuk.
  7. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) ein oder mehrere Metallsalze und/oder Metallchalkogenide (19) mit einer Massendichte ≥ 2,3 g/cm3 enthält.
  8. Kompensationsgewicht (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsalze und/oder Metallchalkogenide (19) zu 20 - 40 Gew.%, bevorzugt 20 - 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mantels (12), in dem Mantel (12) vorliegen.
  9. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtselemente (14,14a-g) ein Gemisch aus Kunststoffmaterial (16) und einem Pulver (18) aus einem oder mehreren Gliedern aus der Gruppe Bariumsulfat, cacium-, eisen-, kupfer- und/oder bleihaltigen Salzen und/oder Chalkogeniden und Schlacke von Hochöfen enthalten.
  10. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Gewichtselementen (14,14a-g) vorliegende Gemisch aus Kunststoffmaterial (16) und einem oder mehreren Metallsalzen und/oder Metallchalkogeniden (18) zu 50 - 90 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, an Metallsalz und/oder Metallchalkogenid (18) aufweist.
  11. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial (16) des bzw. der Gewichtselemente(s) (14,14a-g) aus den Kunststoffen des Anspruches 7 und zusätzlich aus thermoplastischen Kunststoffen mit niedriger bis mittlerer Mooney-Viskosität ausgewählt ist.
  12. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtselemente (14,14a-g) rund sind und in ihrer Mitte einen dünnen Hilfsträger (24) aus Draht oder einem Kunststoffaden mit hoher Reißfestigkeit aufweisen.
  13. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere der Gewichtselemente (14,14a-g) in ihrer Mitte mit einer oder mehreren elektrischen Adern (28) versehen sind.
  14. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter ein oder mehrere elektrische Aderbündel (30) enthält.
  15. Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, 7 und 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Gewichtselement(e) (14,14a-g) Metallkörper 32 mit einer Länge von 0,5 bis 6 cm enthalten, die formstabil mit einem Kunststoff (34) umwickelt oder ummantelt sind.
  16. Aufzugssystem mit einer Kabine (40), einem Tragseil (42), das über einen Antrieb (44) und eine Umlenkrolle (46) mit einem Gegengewicht (48) verbunden ist, und einem Kompensationsgewicht (10), dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kompensationsgewicht (10) um ein Kompensationsgewicht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 handelt.
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