EP1428927A1 - Verstärktes synthetisches Seil für Aufzüge - Google Patents

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EP1428927A1
EP1428927A1 EP03026314A EP03026314A EP1428927A1 EP 1428927 A1 EP1428927 A1 EP 1428927A1 EP 03026314 A EP03026314 A EP 03026314A EP 03026314 A EP03026314 A EP 03026314A EP 1428927 A1 EP1428927 A1 EP 1428927A1
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EP
European Patent Office
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rope
phase
elevator
strands
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EP03026314A
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Lorenzo Dr. Parrini
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Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a rope or strap as a support for elevators according to the Definition of claims.
  • steel cables are used in elevator construction, which have a traction sheave and cabin and counterweight are connected.
  • the lifting height is one Elevator system set limits.
  • the coefficient of friction between the metal Traction sheave and the steel cable so low that through various measures such as special groove shapes or special groove feedings in the traction sheave or through Increasing the wrap angle the coefficient of friction must be increased.
  • the steel cable between the drive and the cabin acts as a sound bridge, which is a Reduced driving comfort means. To avoid these undesirable effects reduce, complex design measures are required.
  • steel ropes endure compared to the plastic ropes, a lower number of bending cycles are the corrosion exposed and must be serviced regularly.
  • Plastic ropes usually consist of several coiled and / or packed strands as disclosed by patents US 4,887,422, US 4,640,179, US 4 624 097, US 4 202 164, US 4 022 010 and EP 0 252 830 can be found.
  • Patents US 5 566 786 and US 2002/0000347 disclose the use of a Plastic rope as a carrying or propellant for lifts, which with the traction sheave, Cabin and counterweight is connected, the rope made of load-bearing plastic strands consists.
  • the strand layer is covered by a sheathing, the The task is to ensure the desired coefficient of friction to the traction sheave and the strands from mechanical and chemical damage and UV rays too protect. The load is borne exclusively by the strands.
  • Plastic ropes indicate very good longitudinal strength, but one poor radial strength stands in the way. The plastic ropes endure with difficulty the pressure exerted on their outer surface, which shortened to an undesirable one Life of the rope. After all, the modulus of elasticity is today used plastic ropes too small for lifts with larger lifting heights: undesirable Extensions of the rope occur and annoying vibrations of the set in motion Elevators are noticed by the user, especially if the length of the rope is one has exceeded a certain limit.
  • the object of the present invention is to use a rope or strap Propose suspension means or propellants for lifts of the type mentioned at the outset, which does not have the aforementioned disadvantages and by means of which the driving comfort and security is increased.
  • the following disadvantages should be eliminated: the undesirable shortened lifespan of the rope, the modulus of elasticity too small Rope, the unwanted extensions of the rope and the annoying vibrations of the in Movement of the set elevator.
  • phase is meant here a solid, liquid or gaseous body that is homogeneous or at least without Discontinuity has varying physical and chemical properties, such as Example composition, modulus of elasticity, density etc. (See P. Atkins, “Physical Chemistry", VCH, Weinheim, 1987, page 201)
  • a Gibbs phase is formally defined as follows: A phase is a state of Matter in which they are related to their chemical composition and their physical condition is thoroughly uniform.
  • phase This definition is consistent with the usual use of the word phase. After that is a gas or gas mixture a single phase; a crystal is a single phase; and two completely miscible liquids also form a single one Phase. Ice is also a single phase, even if it is broken up into small fragments. A slurry of ice and water, on the other hand, is a two-phase system, if it is it is difficult to locate the phase boundaries in this system.
  • An alloy of two metals is a two-phase system if the two metals are not miscible, but a single-phase system if they are miscible.
  • the strengthened rope obtained has a higher modulus of elasticity in the longitudinal Direction than that of the unreinforced rope.
  • the achieved reinforced rope also on a higher modulus of elasticity, on a higher strength as well for a higher breaking stress in the radial direction and for a longer service life than those of the rope without reinforcement.
  • a sheathing 2 surrounds an outermost strand layer 3.
  • the sheath 2 made of plastic, preferably Polyurethane, increases the coefficient of friction of the rope 1 on a traction sheave.
  • the outermost Strand layer 3 must have such high binding forces to the sheathing 2 that these by the thrust forces occurring when the rope 1 is loaded or not Upsets forms. These binding forces are achieved by the Plastic coating 2 is sprayed (extruded), so that all gaps in the outer braid is filled in and a large holding surface is formed (see EP 0672781).
  • the strands 4 are twisted from individual fibers 5 made of aramid or beaten.
  • Each individual strand 4 is used to protect the fibers 5 with a Impregnating agents, e.g. Treated polyurethane solution.
  • the ability of the rope to change bends 1 depends on the proportion of polyurethane in each strand 4. The higher the proportion of Polyurethane, the higher the alternating bending power. With increasing However, the polyurethane content reduces the load-bearing capacity and the modulus of elasticity of the synthetic fiber rope 1 with the same rope diameter.
  • the polyurethane portion for impregnating the strands 4 can depending on the desired alternating bending power and sensitivity to lateral pressure e.g. between ten and sixty percent lie.
  • the individual strands 4 can expediently also protected by a braided sleeve made of polyester fibers.
  • a strand 4 is typically produced as follows: 1000 fibers 5 with 12 microns Diameters form 1 yarn. 11-12 yarns are then twisted into a strand 4.
  • FIG. 2 shows a toothed belt
  • FIG. 3 shows a poly V belt
  • FIG. 4 shows a double rope.
  • driven elevator ropes have to be very compact and strong rotated or braided so that they do not deform or on the traction sheave start to spin due to the spin or distraction.
  • the gaps and voids between the individual layers of the strands 4 can therefore by means of filling strands 9, which against other strands 4 can be supportive, filled in to an almost circular To obtain strand layer 6 and to increase the degree of filling and around the circumferential envelope of the To make ropes rounder.
  • These fillets 9 are made of plastic, e.g. made of polyamide.
  • the fibers 5 made of highly oriented molecular chains made of aramid have high tensile strength. In contrast to steel, the fiber 5 is made of aramid however, their atomic structure has a rather low transverse strength. For this reason cannot use conventional steel rope locks for rope end fastening from Synthetic fiber ropes 1 are used because the clamping forces acting in these components greatly reduce the breaking load of the rope 1.
  • a suitable rope end connection for Synthetic fiber ropes 1 have already become known through PCT / CH94 / 00044.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the structure of the inventive Synthetic fiber rope 1.
  • the strands 4 twisted or beaten from fibers 5 made of aramid. 4 including the fillets 9 around a core 10 in layers left-handed or right-handed beaten.
  • the friction-reducing intermediate jacket 7 attached between an inner and the outermost strand layer 3, the friction-reducing intermediate jacket 7 attached.
  • the outermost strand layer 3 is through the casing 2 covered.
  • the Surface 11 of the casing 2 can be structured.
  • the task of Sheathing 2 consists in adding the desired coefficient of friction to the traction sheave ensure and the strands 4 from mechanical and chemical damage and Protect UV rays. The load is borne exclusively by the strands 4.
  • the rope 1 made of fibers 5 made of aramid has the same cross-section in comparison a steel cable has a much higher load capacity and only one fifth to one sixth of the specific weight. For the same load capacity, the Diameter of a synthetic fiber rope 1 reduced compared to a conventional steel rope become. By using the above materials, the rope 1 is entirely protected against corrosion. Maintenance as with steel cables, e.g. to grease the ropes is no longer necessary.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a section through a device according to the invention reinforced fiber 5 made of aramid
  • Fig. 7 is a perspective view of the reproduces reinforced fiber according to the invention.
  • the phase distribution is such that Aramid forms the first phase or base material and that the reinforcing particles form the form second phase.
  • Particles 12, also called second phase, are in the base material 13 introduced and distributed.
  • the second phase shows a higher modulus of elasticity than that of the first phase 13 or at least indicates such mechanical and chemical properties indicate that the modulus of elasticity of the reinforced fiber Aramid becomes higher than that of the unreinforced aramid fiber.
  • the second phase 12 can be made of a very hard plastic, for example stiffer polymer than aramid, made of ceramic, carbon, glass, steel, titanium, special metal alloys and / or intermetallic phases exist. Under stiff a higher modulus of elasticity is understood than that of aramid.
  • the geometric shape of the particles 12 can lead to a distribution of spheres, capsules, Globules, short and / or long fibers.
  • 8 shows various examples geometrical embodiments of the fiber reinforcing particles of the second phase, which are in the form of spheres a, approximately spherical granules b, disks or platelets c, short fibers d or long fibers e can assume the aramid matrix be distributed.
  • the fibers of the second phase 12 can be as long as the fibers 5 Aramid and run parallel to them and installed, as in Fig. 9th is pictured.
  • the distribution and density of the particles 12 is preferably homogeneous in aramid 13.
  • the orientation of the fibers can be random (random), as shown in Fig. 7, or a preferred direction over the Have longitudinal direction of the fiber 5, such as in FIG. 9.
  • the Modulus of elasticity of the entire fiber 5 in the longitudinal direction and / or in the transverse direction the fiber 5 increased.
  • the breaking tension of the rope is also increased and the service life of the rope elongates compared to the case of the unreinforced rope.
  • the base material 13 of the fiber 5 can be made by other synthetic compositions be replaced, which have sufficient strength.
  • the reinforcing particles 12 also enable the use of materials as the base material 13, which without the positive effects of the reinforcement would not be an option.
  • elevator belts can also be reinforced by particles 12 and thus have more suitable mechanical properties in order to Propellant to be used for elevators.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Seil oder Riemen (1) als Tragmittel für Aufzüge, welches mit einer Kabine bzw. Gegengewicht verbunden ist, wobei das Seil aus tragenden Kunststofflitzen (4) besteht, die durch die Einführung einer zweiten Phase (12) verstärkt werden und einen höheren Elastizitätsmodul aufweisen als denjenigen der unverstärkten Litzen. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Aufzug mit einem solchen Seil oder Riemen und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Aufzugs-Seils oder -Riemens.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Seil oder Riemen als Tragmittel für Aufzüge gemäss der Definition der Patentansprüche.
Bei einem Aufzug wird eine Treibscheibe oft verwendet, um eine Kabine zu bewegen. Bei einem solchen Treibscheiben-Aufzug sind Treibscheibe und Kabine bspw. über ein Seil miteinander verbunden. Ein Antrieb versetzt die Treibscheibe in Drehbewegung. Durch einen Reibschluss zwischen Treibscheibe und Seil wird die Drehbewegung der Treibscheibe in eine Bewegung der Kabine umgesetzt. Das Seil dient dabei als kombiniertes Trag- bzw. Treibmittel, während die Treibscheibe als Kraftübertragungsmittel dient:
  • In seiner Funktion als Tragmittel trägt das Seil ein Betriebsgewicht des Aufzuges, bestehend aus dem Leergewicht der Kabine, der Nutzlast des Aufzuges, einem optionalen Gegengewicht und dem Eigengewicht des Seils. Das Seil wird dabei hauptsächlich durch Zugkräfte belastet. Bspw. hängen Kabine und Gegengewicht entlang der Schwerkraft am Tragmittel.
  • In seiner Funktion als Treibmittel zum Bewegen der Kabine wird das Seil an eine Antriebsfläche der Treibscheibe gepresst. Das Seil wird dabei Press- und Biegebeanspruchungen ausgesetzt. Bspw. wird das Seil durch das Betriebsgewicht des Aufzuges an einen Umfang der Treibscheibe gepresst, so dass sich Seil und Treibscheibe im Reibschluss befinden.
  • In seiner Funktion als Kraftübertragungsmittel überträgt die Treibscheibe die Kraft des Antriebes auf das Seil. Wichtige Parameter dabei sind ein materialspezifischer Reibwert zwischen Treibscheibe und Seil und ein konstruktionsspezifischer Umschlingungswinkel der Treibscheibe durch das Seil.
Bis heute werden im Aufzugsbau Stahlseile verwendet, welche mit Treibscheibe, Kabine und Gegengewicht verbunden sind. Die Verwendung von Stahlseilen bringt jedoch einige Nachteile mit sich. Durch das hohe Eigengewicht des Stahlseiles sind der Hubhöhe einer Aufzugsanlage Grenzen gesetzt. Desweitem ist der Reibwert zwischen der metallenen Treibscheibe und dem Stahlseil so gering, dass durch verschiedene Massnahmen wie spezielle Rillenformen oder spezielle Rillenfütterungen in der Treibscheibe oder durch Vergrössern des Umschlingungswinkels der Reibwert erhöht werden muss. Ausserdem wirkt das Stahlseil zwischen dem Antrieb und der Kabine als Schallbrücke, was eine Minderung des Fahrkomforts bedeutet. Um diese unerwünschten Wirkungen zu reduzieren, bedarf es aufwendiger konstruktiver Massnahmen. Zudem ertragen Stahlseile, gegenüber den Kunststoffseilen, eine geringere Biegezyklenzahl, sind der Korrosion ausgesetzt und müssen regelmässig gewartet werden.
Kunststoffseile bestehen normalerweise aus mehreren zusammengewickelten und/oder zusammengepackten tragenden Litzen, wie von den Patenten US 4 887 422, US 4 640 179, US 4 624 097, US 4 202 164, US 4 022 010 und EP 0 252 830 zu entnehmen ist.
Die Patente US 5 566 786 und US 2002/0000347 offenbaren den Einsatz eines Kunststoffseils als Trag- bzw. Treibmittel für Aufzüge, welches mit der Treibscheibe, Kabine und Gegengewicht verbunden ist, wobei das Seil aus tragenden Kunststofflitzen besteht. Die Litzenlage wird im US 5 566 786 durch eine Ummantelung abgedeckt, deren Aufgabe darin besteht, den gewünschten Reibwert zur Treibscheibe zu gewährleisten und die Litzen vor mechanischen und chemischen Beschädigungen und UV-Strahlen zu schützen. Die Last wird ausschliesslich durch die Litzen getragen.
Trotz der erheblichen Vorteile gegenüber Stahlseilen weisen die im Patent US 5 566 786 beschriebenen Kunststoffseile auch auf beträchtliche Einschränkungen hin, wie auch im US 2002/0000347 genannt wird.
Kunststoffseile weisen auf eine sehr gute longitudinale Festigkeit hin, der aber eine schlechte radiale Festigkeit entgegensteht. Die Kunststoffseile ertragen mit Schwierigkeit den auf ihre äussere Fläche ausgeübten Druck, der zu einer unerwünschten verkürzten Lebensdauer des Seils führen kann. Schliesslich ist der Elastizitätsmodul der heute eingesetzten Kunststoffseile zu klein für Aufzüge mit grösseren Hubhöhen: unerwünschte Verlängerungen des Seils treten auf und lästige Schwingungen des in Bewegung gesetzten Aufzugs werden vom Benutzer bemerkt, vor allem wenn die Länge des Seils eine bestimmte Grenze überschritten hat.
Riemen als Trag- bzw. Treibmittel sind aus US2002/0000347 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Seil beziehungsweise Riemen als Tragmittel bzw. Treibmittel für Aufzüge der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und mittels welchem der Fahrkomfort und Sicherheit erhöht wird. Insbesondere sollen die folgenden Nachteile beseitigt werden: die unerwünschte verkürzte Lebensdauer des Seils, der zu kleine Elastizitätsmodul des Seils, die unerwünschten Verlängerungen des Seils und die lästigen Schwingungen des in Bewegung gesetzten Aufzugs.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäss der Definition der Patentansprüche gelöst.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Litzen eines aus mehreren Lagen bestehenden, ummantelten Seils beziehungsweise Riemens aus Kunststoff, durch die Einführung einer zweiten Phase in das die Fasern bildende Aramid verstärkt werden und somit einen höheren Elastizitätsmodul aufweisen als denjenigen der unverstärkten Litzen.
Nach der klassischen Definition der Physikalischen Chemie wird mit Phase hier gemeint ein fester, flüssiger oder gasförmiger Körper, der homogene oder mindestens ohne Diskontinuität variierende physikalische und chemische Eigenschaften aufweist, wie zum Beispiel Zusammensetzung, Elastizitätsmodul, Dichte usw. (Siehe P. Atkins, "Physikalische Chemie", VCH, Weinheim, 1987, Seite 201)
Formal wird eine Phase nach Gibbs wie folgt definiert: Eine Phase ist ein Zustand der Materie, in dem sie bezüglich ihrer chemischen Zusammensetzung und bezüglich ihres physikalischen Zustandes durch und durch gleichförmig ist.
Diese Definition stimmt mit dem üblichen Gebrauch des Wortes Phase überein. Danach ist ein Gas oder eine Gasmischung eine einzelne Phase; ein Kristall ist eine einzelne Phase; und zwei vollständig miteinander mischbare Flüssigkeiten bilden ebenfalls eine einzelne Phase. Auch Eis ist eine einzelne Phase, selbst wenn es in kleine Bruchstücke zerteilt ist. Ein Brei aus Eis und Wasser ist dagegen ein System mit zwei Phasen, wenn es auch schwierig ist, in diesem System die Phasengrenzen zu lokalisieren.
Eine Legierung aus zwei Metallen ist ein Zweiphasen-System, wenn die beiden Metalle nicht mischbar sind, aber ein Einphasen-System, wenn sie miteinander mischbar sind.
Das erzielte verstärkte Seil weist auf einen höheren Elastizitätsmodul in der longitudinalen Richtung als denjenigen des unverstärkten Seils hin. Ausserdem weist das erzielte verstärkte Seil auch auf einen höheren Elastizitätsmodul, auf eine höhere Festigkeit sowie auf eine höhere Bruchspannung in der radialen Richtung und auf eine längere Lebensdauer als diejenigen des Seils ohne Verstärkung hin.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen gemäss der Figuren 1-9 im Detail erläutert. Hierbei zeigt:
  • Fig.1 ein Schnitt durch ein herkömmliches Kunststoffseil nach dem bisherigen Stand der Technik,
  • Fig. 2 ein Zahnriemen
  • Fig. 3 ein Poly-V-Riemen
  • Fig. 4 ein Doppelseil (Twin-Rope)
  • Fig.5 eine perspektivische Darstellung des herkömmlichen Kunststoffseils nach dem bisherigen Stand der Technik,
  • Fig.6 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäss verstärkte Faser,
  • Fig.7 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäss verstärkten Faser
  • Fig.8 verschiedene geometrische Ausführungsformen der die Faser verstärkenden zweiten Phase.
  • Fig.9 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäss verstärkten Faser, falls die verstärkende zweite Phase aus langen orientierten Fasern besteht, die in der Matrix aus Aramid eingebaut werden und parallel zur Faser aus Aramid verlaufen.
    • Fig.1 zeigt einen Schnitt durch ein herkömmliches Kunststoffseil 1. Eine Ummantelung 2 umgibt eine äusserste Litzenlage 3. Die Ummantelung 2 aus Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan, erhöht den Reibwert des Seiles 1 auf einer Treibscheibe. Die äusserste Litzenlage 3 muss so hohe Bindekräfte zur Ummantelung 2 aufweisen, dass sich diese durch die bei Belastung des Seils 1 auftretenden Schubkräfte nicht verschiebt oder Aufstauchungen bildet. Diese Bindekräfte werden erreicht, indem die Kunststoffummantelung 2 aufgespritzt (extrudiert) wird, so dass alle Zwischenräume in dem äusseren Litzenträger ausgefüllt sind und eine grosse Haltefläche gebildet wird (siehe EP 0672781). Die Litzen 4 werden aus einzelnen Fasern 5 aus Aramid gedreht oder geschlagen. Jede einzelne Litze 4 wird zum Schutz der Fasern 5 mit einem Imprägniermittel, z.B. Polyurethanlösung, behandelt. Die Biegewechselfähigkeit des Seils 1 ist abhängig vom Anteil des Polyurethans an jeder Litze 4. Je höher der Anteil des Polyurethans, desto höher wird die Biegewechselleistung. Mit steigendem Polyurethananteil sinkt jedoch die Tragfähigkeit und der E-Modul des Kunstfaserseils 1 bei gleichem Seildurchmesser. Der Polyurethananteil zur Imprägnierung der Litzen 4 kann je nach gewünschter Biegewechselleistung und Querdruckempfindlichkeit z.B. zwischen zehn und sechzig Prozent liegen. Zweckmässigerweise können die einzelnen Litzen 4 auch durch eine geflochtene Hülle aus Polyesterfasern geschützt werden.
    Um auf der Treibscheibe einen Verschleiss der Litzen durch gegenseitige Reibung aneinander zu vermeiden, wird zwischen der äussersten Litzenlage 3 und der inneren Litzenlage 6 deshalb ein reibungsmindernder Zwischenmantel 7 angebracht. Damit wird bei der äussersten Litzenlage 3 und bei inneren Litzenlagen 6, welche bei der Biegung des Seils an der Treibscheibe die meisten Relativbewegungen durchführen, der Verschleiss gering gehalten. Ein anderes Mittel zur Verhinderung von Reibungsverschleiss an den Litzen 4 könnte eine elastische Füllmasse sein, die die Litzen 4 miteinander verbindet ohne die Biegsamkeit des Seils 1 zu stark zu vermindern.
    Eine Litze 4 wird typischerweise wie Folgendes hergestellt: 1000 Fasern 5 mit 12 µm Durchmesser bilden 1Garn. 11-12 Garne werden danach zu einer Litze 4 verschlagen.
    Natürlich kann der Fachmann bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung das tragende Seil auch ohne Einsatz einer Treibscheibe verwenden. Auch kann der Fachmann eine Ausführung als Doppelseil (Twin-Rope) oder als Riemen wie in Fig. 2-4 gezeigt verwenden. Fig. 2 zeigt einen Zahnriemen, Fig. 3 zeigt einen ein Poly-V-Riemen, Fig. 4 zeigt ein Doppelseil.
    Anders als reine Halteseile müssen angetriebene Aufzugseile sehr kompakt und fest gedreht bzw. geflochten werden, damit sie sich auf der Treibscheibe nicht verformen oder infolge des Eigendralls oder Ablenkung zu drehen beginnen. Die Lücken und Hohlräume zwischen den einzelnen Lagen der Litzen 4 können daher mittels Füllitzen 9, welche gegen andere Litzen 4 stützend wirken können, ausgefüllt werden, um eine nahezu kreisförmige Litzenlage 6 zu erhalten und den Füllungsgrad zu erhöhen und um die Umfangshülle des Seils runder zu gestalten. Diese Füllitzen 9 bestehen aus Kunststoff, z.B. aus Polyamid.
    Die aus hochgradig orientierten Molekülketten bestehenden Fasern 5 aus Aramid weisen eine hohe Zugfestigkeit auf. Im Gegensatz zu Stahl hat die Faser 5 aus Aramid aufgrund ihres atomaren Aufbaus jedoch eine eher geringe Querfestigkeit. Aus diesem Grund können keine herkömmlichen Stahl-Seilschlösser zur Seilendbefestigung von Kunstfaserseilen 1 verwendet werden, da die in diesen Bauteilen wirkenden Klemmkräfte die Bruchlast des Seiles 1 stark reduzieren. Eine geeignete Seilendverbindung für Kunstfaserseile 1 ist bereits durch die PCT/CH94/00044 bekanntgeworden.
    Fig.5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemässen Kunstfaserseils 1. Die aus Fasern 5 aus Aramid gedrehten oder geschlagenen Litzen 4 werden inklusive der Füllitzen 9 um eine Seele 10 lagenweise links- oder rechtsgängig geschlagen. Zwischen einer inneren und der äussersten Litzenlage 3 wird der reibungsmindernde Zwischenmantel 7 angebracht. Die äusserste Litzenlage 3 wird durch die Ummantelung 2 abgedeckt. Zur Bestimmung eines definierten Reibwertes kann die Oberfläche 11 der Ummantelung 2 strukturiert ausgeführt werden. Die Aufgabe der Ummantelung 2 besteht darin, den gewünschten Reibwert zur Treibscheibe zu gewährleisten und die Litzen 4 vor mechanischen und chemischen Beschädigungen und UV-Strahlen zu schützen. Die Last wird ausschliesslich durch die Litzen 4 getragen. Das aus Fasern 5 aus Aramid aufgebaute Seil 1 weist bei gleichem Querschnitt im Vergleich zu einem Stahlseil eine wesentlich höhere Tragfähigkeit und nur ein Fünftel bis ein Sechstel des spezifischen Gewichtes auf. Für die gleiche Tragfähigkeit kann deshalb der Durchmesser eines Kunstfaserseils 1 gegenüber einem herkömmlichen Stahlseil reduziert werden. Durch die Verwendung der obengenannten Materialien ist das Seil 1 gänzlich gegen Korrosion geschützt. Eine Wartung wie bei Stahlseilen, z.B. um die Seile zu fetten, ist nicht mehr notwendig.
    Fig.6 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine erfindungsgemäss verstärkte Faser 5 aus Aramid, während Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäss verstärkten Faser wiedergibt. Die Phasenverteilung erfolgt so, dass Aramid die erste Phase oder Grundmaterial bildet und dass die verstärkenden Teilchen die zweite Phase bilden. Teilchen 12, auch zweite Phase genannt, werden in das Grundmaterial 13 eingeführt und verteilt. Die zweite Phase weist auf einen höheren Elastizitätsmodul als denjenigen der ersten Phase 13 hin oder mindestens weist auf derartige mechanischen und chemischen Eigenschaften hin, dass der Elastizitätsmodul der verstärkten Faser aus Aramid höher wird als derjenige der unverstärkten Faser aus Aramid.
    Die zweite Phase 12 kann zum Beispiel aus einem sehr harten Kunststoff, aus einem steiferen Polymer als Aramid, aus Keramik, Karbon, Glass, aus Stahl, Titanium, besonderen Metalllegierungen und/oder intermetallischen Phasen bestehen. Unter steif wird ein höherer E-Modul als derjenige von Aramid verstanden.
    Die geometrische Form der Teilchen 12 kann zu einer Verteilung von Sphären, Kapseln, Globulen, kurzen und/oder langen Fasern führen. Fig. 8 zeigt beispielweise verschiedene geometrische Ausführungsformen der die Faser verstärkenden Teilchen der zweiten Phase, die die Form von Sphären a, annähernd sphärischen Körnchen b, Scheiben oder Plättchen c, kurzen Fasern d oder langen Fasern e annehmen kann, die in der Matrix aus Aramid verteilt werden.
    Im extrem Fall können die Fasern der zweiten Phase 12 so lang wie die Fasern 5 aus Aramid werden und parallel zu deren verlaufen und eingebaut werden, wie in Fig. 9 dargestellt wird.
    Die Verteilung und die Dichte der Teilchen 12 ist vorzugsweise homogen in Aramid 13. Im Fall von kürzen und/oder längen Fasern kann die Orientierung der Fasern zufällig (random) sein, wie in Fig. 7 dargestellt, oder eine bevorzugte Richtung gegenüber der Längsrichtung der Faser 5 aufweisen, wie zum Beispiel in Fig. 9.
    Dank der Wirkung der verstärkenden Teilchen 12 in der ersten Phase 13 wird der Elastizitätsmodul der gesamten Faser 5 in der Längsrichtung und/oder in der Querrichtung der Faser 5 erhöht. Auch wird die Bruchspannung des Seils erhöht und die Lebensdauer des Seils verlängert im Vergleich mit dem Fall des unverstärkten Seils.
    Die Einführung der zweiten Phase, um die mechanischen Eigenschaften eines Aramid-Seils zu optimieren, ermöglicht die bekannten Nachteile der Anwendung solcher Seile als Tragmittel für Aufzüge zu vermeiden. Der Elastizitätsmodul des gesamten Seils wird in der Längsrichtung sowie in der Querrichtung so erhöht, dass die Anforderungen des Seils als Tragmittel für eine Aufzugsanlage mit grosser Hubhöhe erreicht werden können.
    Die Lebensdauer sowie die Bruch- und Dehnfestigkeit des nach der Erfindung verstärkten Aramidseils werden wesentlich erhöht und genügen somit bei weitem den im Bereich Aufzüge gestellten Anforderungen bezüglich Sicherheit. Zugleich bleibt der Gewicht des verstärkten Aramidseils wesentlich kleiner als derjenige eines entsprechenden Stahlseils mit vergleichbarer Festigkeit.
    Methoden für die Herstellung einer durch Mikrofasern verstärkten Faser aus Aramid derart wie diese der vorliegenden Erfindung sind zum Beispiel in US 2001/0031594 offenbart.
    Das Grundmaterial 13 der Faser 5 kann durch andere synthetischen Zusammensetzungen ersetzt werden, die eine genügende Festigkeit aufweisen. Die verstärkenden Teilchen 12 ermöglichen überdies den Einsatz von Werkstoffen als Gründmaterial 13, die ohne die positive Auswirkung der Verstärkung nicht in Frage kommen würden.
    Die Einführung von verstärkenden Teilchen 12 in die erste Phase 13 ist denkbar auch in Aufzugsseilen, die eine andere Struktur und Anordnung der Litzen als diejenigen des in Fig. 5 dargestellten Seils aufweisen.
    Ausser Aufzugsseilen können auch Aufzugsriemen durch Teilchen 12 verstärkt werden und somit geeignetere mechanische Eigenschaften aufweisen, um als Trag- bzw. Treibmittel für Aufzüge angewandt zu werden.

    Claims (12)

    1. Seil oder Riemen für Aufzüge (1) mit tragenden Litzen (4), welche Litzen aus mehreren Fasern (5) bestehen und von einer Ummantelung (2) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Fasern (5) aus mindestens zwei Phasen (12, 13) besteht.
    2. Seil oder Riemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Phase (13) des Materials der Fasern (5) aus einem Grundmaterial wie Stahl, Kunststoff, synthetischen Zusammensetzungen, Aramid, Zylon besteht und die zweite Phase (12) des Materials der Fasern (5) aus einem Verstärkungsmaterial besteht, welches den Elastizitätsmodul der Fasern in der longitudinalen und/oder radialen Richtung der Fasern erhöht.
    3. Seil oder Riemen nach Anspruch 2, wobei das Verstärkungsmaterial der Fasern einen höheren Elastizitätsmodul als denjenigen des Grundmaterials aufweist.
    4. Seil oder Riemen nach einem der Anspruche 1 bis 3, wobei das Verstärkungsmaterial in Form von langen und/oder kurzen Fasern, Kapseln, Sphären, im eine Matrix bildenden Grundmaterial angeordnet und verteilt ist.
    5. Aufzug mit einem Seil oder Riemen mit tragenden Litzen, welche Litzen aus mehreren Fasern bestehen und von einer Ummantelung umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Fasern aus mindestens zwei Phasen besteht.
    6. Aufzug mit einem Seil oder Riemen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Phase des Materials der Fasern aus einem Grundmaterial wie Stahl, Kunststoff, synthetischen Zusammensetzungen, Aramid, Zylon besteht und die zweite Phase des Materials der Fasern aus einem Verstärkungsmaterial besteht, welches den Elastizitätsmodul der Fasern in der longitudinalen und/oder radialen Richtung der Fasern erhöht.
    7. Aufzug mit einem Seil oder Riemen nach Anspruch 6, wobei das Verstärkungsmaterial der Fasern einen höheren Elastizitätsmodul als denjenigen des Grundmaterials aufweist.
    8. Aufzug mit einem Seil oder Riemen nach einem der Anspruche 5 bis 7, wobei das Verstärkungsmaterial in Form von langen und/oder kurzen Fasern, Kapseln, Sphären, im eine Matrix bildenden Grundmaterial angeordnet und verteilt ist.
    9. Verfahren zur Herstellung eines Aufzugs-Seils oder -Riemens mit tragenden Litzen, welche Litzen aus mehreren Fasern bestehen und von einer Ummantelung umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Phasen zusammengefügt und/oder vermischt werden, um die Fasern zu bilden.
    10. Verfahren zur Herstellung eines Aufzugs-Seils oder -Riemens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Phase des Materials der Fasern aus einem Grundmaterial wie Stahl, Kunststoff, synthetischen Zusammensetzungen, Aramid, Zylon besteht und die zweite Phase des Materials der Fasern aus einem Verstärkungsmaterial besteht, welches den Elastizitätsmodul der Fasern in der longitudinalen und/oder radialen Richtung der Fasern erhöht.
    11. Verfahren zur Herstellung eines Aufzugs-Seils oder -Riemens nach Anspruch 10, wobei das Verstärkungsmaterial der Fasern einen höheren Elastizitätsmodul als denjenigen des Grundmaterials aufweist.
    12. Verfahren zur Herstellung eines Aufzugs-Seils oder -Riemens nach einem der Anspruche 9 bis 11, wobei das Verstärkungsmaterial in Form von langen und/oder kurzen Fasern, Kapseln, Sphären, im eine Matrix bildenden Grundmaterial angeordnet und verteilt wird.
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