EP1550629B1 - Elevator system - Google Patents
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- EP1550629B1 EP1550629B1 EP04106162A EP04106162A EP1550629B1 EP 1550629 B1 EP1550629 B1 EP 1550629B1 EP 04106162 A EP04106162 A EP 04106162A EP 04106162 A EP04106162 A EP 04106162A EP 1550629 B1 EP1550629 B1 EP 1550629B1
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Definitions
- the belt ribs and belt grooves may also be transverse to the longitudinal axis of the support and / or drive element and, accordingly, the roller ribs and roller grooves run at least approximately in the direction of the axes of rotation of the rollers. This essentially improves the blowing properties between the rollers and the belt.
- Such reinforcing inserts can be arranged, for example, in a greater training or in a denser arrangement in the region of the longitudinal axis, whereby the belt in the belt edge region easier is deformable than in the belt center area.
- Figure 1 shows an arrangement according to the invention with two rollers and a directly between them belt.
- 4A is a side view of a portion of another belt with a textured belt main surface in an extended position
- Fig. 5B shows a further arrangement according to the invention, with two rollers whose axes of rotation intersect at an angle of approximately 90 °, and with a belt extending directly between them, in a second embodiment;
- Fig. 6 shows an elevator system according to the invention, in a simplified representation.
- the rollers 10 and 20 rotate in opposite directions. If, for example, the belt 30 moves in the direction of the arrow 31, then the roller 10 rotate in the direction of the arrow 11 about a first axis of rotation 12 and the roller 20 in the direction of the arrow 21 about a second axis of rotation 22.
- the belt 30 has a longitudinal geometric center axis 32 and a cross-section bounded by two belt main surfaces 33, 34 and by two belt side surfaces 35, 36 (edges).
- the belt main surface 33 has a structure that is complementary to the structure of the peripheral surface 13 of the roller 10 and also complementary to the structure of the peripheral surface 23 of the roller 20.
- the term 'complementary' should not be said that the structuring of the rollers 10, 20 on the one hand and the belt 30 on the other hand are geometrically exactly complementary with just running belt 30.
- rollers 10, 20 and the belt 30 are designed so that the rollers 10, 20 and the belt 30 in the existing geometric relationships at the contact areas between the belt 30 and the roller 10 and 20 are complementary in a way that a satisfactory interaction comes about.
- reinforcing inserts whose stress / strain ratio (Young's modulus) is smaller can be provided in the edge portions.
- this can be achieved, for example, by different production methods of the strands (eg by different degrees of twisting).
- the length L of the region A, in which the rotation of the belt 30 takes place depends on the distance L1 of the rollers 10, 20 (see FIG. 1), but that a certain minimum length L, or a minimum distance L1 between the rollers 10, 20, should not fall below.
- FIG. 4A shows the belt 30 in an elongated or straight arrangement
- Fig. 4B in a bent arrangement, when it wraps around a roll with a roll diameter r (a).
- Fig. 4A shows the belt 30 in an elongated or straight arrangement
- Fig. 4B in a bent arrangement, when it wraps around a roll with a roll diameter r (a).
- the belt rib 39.1 when the belt 30 is stretched, the belt rib 39.1 has a width a1 measured at the level of the rib foot, and the belt groove 39.2 has a width b1 measured at the height of the rib head.
- the belt rib 39.1 when the belt 30 is bent, the belt rib 39.1 has a width a2 measured at the level of the rib base, and the belt groove 39.2 has a width b2 measured at the height of the fin head.
- the width b2 becomes smaller than the width b1.
- a2 becomes smaller than a1 as a result of the compressive stresses generated by belt deflection in this belt zone.
- FIGS. 5A and 5B show arrangements in which the vertical projection of the axis 22 of the roller 20 intersects with the vertical projection of the axis 12 of the roller 10 and enclose an angle of 90 °.
- the axis of rotation 12 of the first roller 10 would have to be rotated about an axis R to be parallel to the axis 22 of the second roller 20.
- the belt 30 is rotated in the area between the rollers 10 and 20.
- the textured belt main surface 33 is engaged with both the textured peripheral surface 13 of the roller 10 and the textured peripheral surface 23 of the roller 20.
- the roller 20 rotates opposite to the roller 20 shown in Fig. 5A. Accordingly, in the area between the rollers 10 and 20, the belt 30 is rotated in the reverse direction than the belt shown in Fig. 5A 30. Also in the arrangement shown in Fig. 5B, it is achieved that the structured belt main surface 33 is engaged both with the textured peripheral surface 13 of the roller 10 and with the structured one Peripheral surface 23 of the roller 20th
- FIG. 6 shows an elevator installation 100 according to the invention, comprising a drive unit 40, the first roller 10, which forms a traction sheave, the second roller 20, which forms a carrying roller / deflection roller, a further roller 50, the belt 30 and an elevator car 60
- the belt 30 moves in the direction of arrow 31, the roller 10 according to arrow 11, the roller 20 in the opposite direction to the roller 10 according to arrow 21 and the roller 50 in the same direction as indicated by arrow 51 as the Roller 20.
- the belt 30 is rotated between the first roller 10 and the second roller 20 by at least approximately 180 °, while it is not twisted between the second roller 20 and the third roller 50.
- the structured belt surface 33 is always in contact with the peripheral surfaces 13 or 23 or 53 of the rollers 10, 20 and 50.
- the elevator installation 100 comprises an elevator shaft 80, vertical guide rails 72, a counterweight 70 and a roller 71.
- the belt 30 is connected at point 73 to one of the vertical guide rails 72 of the elevator installation 100 and runs around the counterweight support roller 71 around.
- the other end of the belt 30 is secured in the region 74 of the upper end of the second vertical guide rails 72.
- the structure of the belt 30 and the structures of the rollers 10 and 20 are optimally complementary when either the diameters and also the structures of the rollers 10 and 20 are the same or when the diameters of the rollers are different and then their structures are correspondingly different , But it is obvious that only the geometry, but also the material properties of the belt 30, set a lower limit for the roll diameter, which must not be fallen below.
- Suitable widths B and thicknesses H of the belt 30, suitable wrap angles g, suitable diameters r of the rollers 10, 20 or suitable radii of curvature for the belt and suitable distances L1 between the rollers 10, 20 were determined partly mathematically, but in part also by tests.
- Suitable belts 30 preferably have a width / thickness ratio (B / H) which is less than or equal to 10, that is, for example, a width B of 5 cm and, correspondingly, a thickness H of 0.5 cm.
- Suitable wrap angles g are between 60 ° and 180 °. Preferably, these are between 90 ° and 180 °.
- Suitable roll diameters r are between 6 cm and 20 cm.
- the distance L1 between the two immediately successive rollers 10 and 20 should be at least 100 cm. Preferably, the distance L1 is between 100 cm and 300 cm.
- the ratio between the distance L1 and the width B of a belt rotated by 180 ° about its longitudinal axis should not fall below a value of 30 and preferably should be in the range of 50. For smaller angles of rotation, these values are to be reduced proportionally.
- Suitable material for a belt 30 having a textured belt main surface 33 suitable for use in an elevator system 100 are suitable rubbers and elastomers (plastics), in particular polyurethane (PU) and ethylene propylene copolymer (EPDM).
- the belt 30 may be equipped with reinforcing inserts 38 oriented in the longitudinal direction of the belt and / or net-like reinforcing inserts.
- twisted steel wire strands are suitable as reinforcement inserts 38 oriented in the longitudinal direction of the belt.
- the strands 38 in the edge region can be more strongly twisted than the strands in the middle region of the belt 30.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Aufzugssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an elevator system according to the preamble of
Die Erfindung ist insbesondere, aber nicht ausschliesslich, geeignet im Zusammenhang mit einem maschinenraumlosen Aufzugssystem eingesetzt zu werden. Ein solches maschinenraumloses Aufzugssystem hat den Vorteil, dass es, im Vergleich mit herkömmlichen Aufzugssystemen mit Maschinenräumen, weniger Platz beansprucht, und insbesondere ist es beim Einbau in Flachdachgebäuden nicht notwendig über die Dachkante nach oben ragende Aufbauten vorzusehen.The invention is particularly, but not exclusively, suitable for use in connection with a machine room-less elevator system. Such a machine room-less elevator system has the advantage that it takes up less space compared to conventional elevator systems with machine rooms, and in particular it is not necessary to provide above the roof edge upwardly projecting superstructures when installed in flat roof buildings.
Aus der WO 03043922 ist bereits ein Flachriemen bekannt, der um mehrere Treib- oder Umlenkrollen geführt ist. Mit der gezeigten Disposition kann der Schachtraum nicht in jedem Fall optimal ausgenutzt werden. Insbesondere kann die profilierte Seite des Riemens bei gegenläufiger Biegung nicht genutzt werden.From WO 03043922 a flat belt is already known, which is guided around several drive or deflection rollers. With the disposition shown, the shaft space can not be optimally utilized in every case. In particular, the profiled side of the belt can not be used with opposite bending.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Aufzugssystem der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches eine breitere Anwendung eines einseitigen profilierten Riemens ermöglicht.The object of the invention is to propose an improved elevator system of the type mentioned, which allows a wider application of a one-sided profiled belt.
Diese Aufgabe wird bei einem Aufzugssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1.This object is achieved in an elevator system of the type mentioned according to the invention by the features of
Bevorzugte Weiterbildungen und Einzelheiten des erfindungsgemässen Aufzugssystems sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.Preferred developments and details of the elevator system according to the invention are defined by the dependent claims.
Beim neuen Aufzugssystem ist die strukturierte Riemenhauptfläche im Eingriff mit der Umfangsfläche beider Rollen, auch dann, wenn sich die erste der Rollen entgegengesetzt zur zweiten der Rollen dreht. Dies wird erreicht, indem der jeweils zwischen den beiden Rollen befindliche Abschnitt des Riemens um einen Drehwinkel um seine Längsmittelachse gedreht wird.In the new elevator system, the textured belt main surface is engaged with the peripheral surface of both rollers, even when the first one of the rollers rotates counter to the second one of the rollers. This is achieved by the respective located between the two roles Section of the belt is rotated about a rotational angle about its longitudinal central axis.
Mit dieser neuen Riemenführung wird erreicht, dass das System aus Rollen und Riemen in optimaler Weise eine Treibfunktion, eine Tragfunktion und eine Führungsfunktion ausüben kann.With this new belt guide it is achieved that the system of rollers and belts can optimally perform a driving function, a supporting function and a guiding function.
Der Drehwinkel, um den der Riemen zwischen zwei ungleichsinnig laufenden Rollen verdreht wird, beträgt bei einigen Ausführungsformen ca. 180°, wenn die Rotationsachsen der beiden Rollen parallel sind und die Rollen etwa in einer gemeinsamen Ebene liegen. Es gibt auch Rollenanordnungen, bei denen die Rotationsachsen der beiden Rollen ungefähr rechtwinklig zueinander stehen. In diesem Fall beträgt der Drehwinkel des Riemens ca. 90°.The angle of rotation by which the belt is twisted between two rollers running in opposite directions is in some embodiments about 180 ° when the axes of rotation of the two rollers are parallel and the rollers lie approximately in a common plane. There are also roller assemblies in which the axes of rotation of the two rollers are approximately perpendicular to each other. In this case, the angle of rotation of the belt is about 90 °.
Gemäss Erfindung ist der Drehwinkel des Riemens gleich dem Winkel, um den die gerichteten Rotationsachsen der beiden Rollen gegeneinander verdreht sind. Ausserdem ist die Drehrichtung in welcher der Riemen verdreht wird gleich der Drehrichtung, um welche die Rotationsachse der ersten Rolle gedreht werden müsste, um sie parallel zur Rotationsachse der zweiten Rolle auszurichten.According to the invention, the angle of rotation of the belt is equal to the angle through which the directional axes of rotation of the two rollers are rotated against each other. In addition, the direction of rotation in which the belt is rotated is equal to the direction of rotation about which the axis of rotation of the first roller would have to be rotated in order to align it parallel to the axis of rotation of the second roller.
Der Verdrehwinkel liegt gemäss Erfindung zwischen 70 - 200°, und vorzugsweise zwischen 70 und 110°, respektive zwischen 160 und 200°.The twist angle is according to the invention between 70 - 200 °, and preferably between 70 and 110 °, and between 160 and 200 °.
Zwar entsteht bei der Verdrehung des Riemens eine gewisse Beanspruchung des jeweils verdrehten Bereiches des Riemens. Diese Beanspruchung ist aber, mindestens bei geeigneter Ausbildung des Riemens, unbedeutend.It is true that during the rotation of the belt, a certain load on the respectively twisted region of the belt arises. However, this stress is, at least with a suitable design of the belt, insignificant.
Dagegen wird die Biege-Wechselbeanspruchung vermieden, die auf den Riemen wirken würde, wenn er nicht verdreht und daher abwechselnd in verschiedene Richtungen um Querachsen gebogen würde, was der Fall wäre, wenn er, ohne gedreht zu werden, um nicht gleichsinnig rotierende Rollen laufen würde. Durch den Wegfall dieser Biege-Wechselbeanspruchung erhöht sich die Lebensdauer des Riemens.By contrast, the flexural bending stress that would act on the belt if it were not twisted and therefore bent alternately in different directions about transverse axes would be avoided, which would be the case if it were to rotate non-co-rotatingly without being rotated , By eliminating this Bending cycling increases the life of the belt.
Vorteilhaft ist ebenfalls, dass die strukturierte Riemenfläche beim Umlaufen um die Rollen im Wesentlichen auf Druck und nicht wie die äussere Riemenhauptfläche auf Zug beansprucht ist. Der Riemen steht zwar im Bereich der äusseren Riemenhauptfläche unter Biegespannung beim Umlaufen um die Rollen, wird aber immer so gebogen, dass die äussere Riemenhauptfläche von der Rolle abgewandt ist und daher im wesentlichen nur eine Zugbeanspruchung erfährt. Der an die strukturierte Riemenfläche angrenzende Riemenbereich erfährt hingegen lediglich eine Druckspannung.It is also advantageous that the structured belt surface when circulating around the rollers is essentially subjected to pressure and not to tension, as is the outer belt main surface. Although the belt is under bending stress in the area of the outer belt main surface when it revolves around the rollers, it is always bent in such a way that the outer belt main surface faces away from the roller and therefore undergoes essentially only tensile stress. By contrast, the belt area adjoining the structured belt area only experiences a compressive stress.
Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung ist darin zu sehen, dass die unstrukturierte Riemenhauptfläche praktisch nicht durch Reibung beansprucht ist, da diese unstrukturierte Riemenhauptfläche nicht in Kontakt mit Umfangsflächen der Rollen kommt. Die sonst übliche Beschichtung der unstrukturierten Riemenhauptfläche kann daher entfallen, ohne dass die Lebensdauer des Riemens beeinträchtigt würde.Another advantage of the new arrangement is that the unstructured belt main surface is virtually unrestrained because this unstructured belt main surface does not come into contact with circumferential surfaces of the rollers. The usual coating of the unstructured belt main surface can therefore be omitted without affecting the life of the belt.
Es ist auch möglich, die unstrukturierte Riemenhauptfläche zu anderen Zwecken zu benutzen, beispielsweise kann diese Riemenhauptfläche mit einer sich bei Beanspruchung verändernden Beschichtung versehen sein, deren jeweiliger Aspekt Rückschlüsse auf jeweilige Deformation, Temperatur oder Geschwindigkeit des Riemens zulässt.It is also possible to use the unstructured belt main surface for other purposes, for example, this belt main surface may be provided with a stress varying coating, the respective aspect of which allows conclusions to be drawn about the deformation, temperature or speed of the belt.
Um eine Tragfunktion ausüben bzw. als Tragrolle wirken zu können, muss eine Rolle um mindestens 45° vom Riemen umschlungen sein.In order to perform a supporting function or to be able to act as a carrying roller, a roller must be wrapped at least 45 ° from the belt.
Um eine Treibfunktion ausüben zu können, sollte die Treibscheibe auf den Riemen eine möglichst grosse Treibkraft (Traktionskraft) übertragen können. Zu diesem Zweck ist es wichtig, dass Riemen und Rollen eine Berührungsfläche aufweisen, die die Traktionsfähigkeit verstärkt, beispielsweise durch V-förmige Rippen und Rillen oder durch verzahnungsartige Querrippen und Querrillen.In order to be able to perform a driving function, the traction sheave should be able to transmit the greatest possible driving force (traction force) to the belt. To this end, it is important that belts and rollers have a contact surface which enhances traction capability, for example by V-shaped ribs and grooves or by serrated transverse ribs and transverse grooves.
Ausserdem ist es wichtig, dass der Riemen in korrekter seitlicher Lage um die Rollen geführt wird, was durch geeignete ineinander greifende komplementäre Strukturen in den Rollen und im Riemen erreicht werden kann.In addition, it is important that the belt be guided in the correct lateral position about the rollers, which can be achieved by suitable interlocking complementary structures in the rollers and in the belt.
Die Riemen-Rippen und Riemen-Rillen verlaufen vorzugsweise parallel zur Längsachse des Riemens, und entsprechend verlaufen die komplementären Rollen-Rippen und -Rillen längs des Rollenumfanges. Dadurch verbessern sich im Wesentlichen die Führungseigenschaften zwischen den Rollen und dem Riemen. Ausserdem können querverlaufenden Riemen-Rillen zu einer Reduktion der Biegespannung im Riemen führen.The belt ribs and belt grooves preferably extend parallel to the longitudinal axis of the belt and, correspondingly, the complementary roller ribs and grooves extend along the roll periphery. This substantially improves the guiding properties between the rollers and the belt. In addition, transverse belt grooves can lead to a reduction of the bending stress in the belt.
Die Riemen-Rippen und Riemen-Rillen können auch quer zur Längsachse des Trag- und/oder Treibelementes verlaufen, und entsprechend verlaufen dann die Rollen-Rippen und Rollen-Rinnen mindestens annähernd in Richtung der Rotationsachsen der Rollen. Dadurch verbessern sich im Wesentlichen die Treibeigenschaften zwischen den Rollen und dem Riemen.The belt ribs and belt grooves may also be transverse to the longitudinal axis of the support and / or drive element and, accordingly, the roller ribs and roller grooves run at least approximately in the direction of the axes of rotation of the rollers. This essentially improves the blowing properties between the rollers and the belt.
Bei der Verdrehung des Riemens gemäss Erfindung nimmt die Deformation vom Riemenmittelbereich zu den Riemenrandbereichen zu. Vorzugsweise wird daher ein Riemen verwendet, der in dem Riemenmittelbereich eine geringere elastische Deformierbarkeit aufweist als in den Riemenrandbereichen. Auf diese Weise verhindert man, dass die Riemenrandbereiche bei der Verdrehung des Riemens einer unzulässig starken Deformation unterliegen.During the rotation of the belt according to the invention, the deformation increases from the belt middle region to the belt edge regions. Preferably, therefore, a belt is used which has a lower elastic deformability in the belt middle region than in the belt edge regions. In this way it is prevented that the belt edge areas are subject to an inadmissibly strong deformation during the rotation of the belt.
Es hat sich als günstig erwiesen, den Riemen mit vorwiegend in Richtung seiner Längsachse verlaufenden Verstärkungseinlagen zu versehen. Solche Verstärkungseinlagen können beispielsweise in stärkerer Ausbildung oder in dichterer Anordnung im Bereich der Längsachse angeordnet sein, wodurch der Riemen im Riemenrandbereich leichter deformierbar ist als im Riemenmittelbereich.It has proven to be advantageous to provide the belt with reinforcing inserts extending predominantly in the direction of its longitudinal axis. Such reinforcing inserts can be arranged, for example, in a greater training or in a denser arrangement in the region of the longitudinal axis, whereby the belt in the belt edge region easier is deformable than in the belt center area.
Da die Randbereiche des Riemens infolge der Verdrehung einer gegenüber den Mittelbereichen erhöhten Längsdehnung ausgesetzt sind, können in den Riemenrandbereichen Verstärkungseinlagen vorgesehen werden, deren Spannungs/Dehnungsverhältnis (Elastizitätsmodul) entsprechend geringer ist. Bei Verstärkungseinlagen in der Form von Stahl-Litzen kann dies beispielsweise durch unterschiedliche Herstellungsart der Litzen (z. B. durch unterschiedlich starke Verdrillung) erreicht werden.Since the edge regions of the belt are exposed due to the rotation of a relative to the central regions increased longitudinal strain, reinforcing inserts can be provided in the belt edge regions, the stress / strain ratio (modulus of elasticity) is correspondingly lower. In the case of reinforcing inserts in the form of steel strands, this can be achieved, for example, by different production methods of the strands (eg by twisting of different degrees).
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von Beispielen und mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be described below by way of examples and with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine Anordnung nach der Erfindung mit zwei Rollen und einem zwischen ihnen direkt verlaufenden Riemen;Figure 1 shows an arrangement according to the invention with two rollers and a directly between them belt.
Fig. 2A einen Teilquerschnitt durch eine Rolle mit einer2A is a partial cross-section through a roller with a
strukturierten Umfangsfläche;structured peripheral surface;
Fig. 2B einen Querschnitt durch einen Riemen mit einer strukturierten Riemenhauptfläche, passend zu der in Fig. 2A dargestellten Rolle;Fig. 2B is a cross-section through a belt having a textured belt main surface, suitable for the roller shown in Fig. 2A;
Fig. 3A einen Querschnitt durch einen weiteren Riemen mit einer strukturierten Riemenhauptfläche;3A shows a cross section through a further belt with a structured belt main surface.
Fig. 3B den in Fig. 3A dargestellten Riemen, mit Blick auf die Riemenhauptflächen;FIG. 3B shows the belt shown in FIG. 3A, looking at the belt main surfaces; FIG.
Fig. 4A die Seitenansicht eines Abschnitts eines weiteren Riemens mit einer strukturierten Riemenhauptfläche, in gestreckter Lage;4A is a side view of a portion of another belt with a textured belt main surface in an extended position;
Fig. 4B den in Fig. 4A dargestellten Riemen, in einer gebogenen Lage über eine Rolle laufend, in gleicher Darstellung wie Fig. 4A;FIG. 4B shows the belt shown in FIG. 4A, running in a curved position over a roller, in the same representation as FIG. 4A; FIG.
Fig. 5A eine weitere Anordnung nach der Erfindung, mit zwei Rollen, deren Rotationsachsen sich unter einem Winkel von etwa 90° schneiden, und mit einem direkt zwischen ihnen verlaufenden Riemen, in einer ersten Ausführung;Fig. 5A shows another arrangement according to the invention, with two rollers whose axes of rotation intersect at an angle of about 90 °, and with a belt running directly between them, in a first embodiment;
Fig. 5B eine weitere Anordnung nach der Erfindung, mit zwei Rollen, deren Rotationsachsen sich unter einem Winkel von etwa 90° schneiden, und mit einem direkt zwischen ihnen verlaufenden Riemen, in einer zweiten Ausführung; undFig. 5B shows a further arrangement according to the invention, with two rollers whose axes of rotation intersect at an angle of approximately 90 °, and with a belt extending directly between them, in a second embodiment; and
Fig. 6 ein Aufzugssystem nach der Erfindung, in vereinfachter Darstellung.Fig. 6 shows an elevator system according to the invention, in a simplified representation.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung für ein Aufzugssystem, mit einer ersten Rolle 10, einer zweiten Rolle 20 und einem Riemen 30, der ein Trag- und/oder Treibelement des Aufzugssystems bildet. Der Riemen 30 koppelt bewegungsmässig und in geeigneter Reihenfolge verschiedene nicht dargestellte Elemente der Aufzugsanlage, insbesondere eine Aufzugskabine, ein Gegengewicht sowie eine Rollenanordnung, von der nur die Rollen 10 und 20 dargestellt sind. Der Riemen 30 läuft bei einer bestimmten Bewegungsrichtung der Aufzugskabine von der ersten Rolle 10 direkt zur zweiten Rolle 20, oder, in anderen Worten, die Rollen 10 und 20 sind, in Bewegungsrichtung des Riemens 30 gesehen, direkt unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet.Fig. 1 shows an arrangement for an elevator system, with a
Bei einer Bewegung der Aufzugskabine, bzw. bei einer mit der Bewegung der Aufzugskabine stattfindenden Bewegung des Riemens 30, drehen sich die Rollen 10 und 20 gegensinnig. Bewegt sich beispielsweise der Riemen 30 in Richtung des Pfeiles 31, so drehen sich die Rolle 10 in Richtung des Pfeiles 11 um eine erste Rotationsachse 12 und die Rolle 20 in Richtung des Pfeiles 21 um eine zweite Rotationsachse 22.In a movement of the elevator car, or at a taking place with the movement of the elevator car movement of the
Die Rollen 10 und 20 sind so angeordnet, dass die Rotationsachsen 12 und 22 mindestens annähernd parallel verlaufen, und dass sich der Riemen 30 nicht oder kaum in Richtung der Rotationsachsen 30 verschieben muss, sondern stets zwischen zwei parallelen, senkrecht zu den Rotationsachsen 12 und 22 sich erstreckenden Ebenen bleibt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung liegen die vorderen Stirnflächen 14 und 24 in einer Ebene (versatzfreie Rollenanordnung).The
Die Rolle 10 besitzt eine strukturierte Umfangsfläche 13, wobei ihre Strukturierung in Fig. 1 vereinfachend durch eine erste Musterung angegeben ist, die sichtbar ist, weil zu diesem Zwecke ein an der Rolle 12 anliegender Randteil des Riemens 30 weggelassen ist.The
Die Rolle 20 besitzt ebenfalls eine strukturierte Umfangsfläche 23, wobei die Strukturierung in Fig. 1 vereinfachend durch eine zweite Musterung angegeben ist.The
Der Riemen 30 weist eine geometrische Längsmittelachse 32 und einen Querschnitt auf, der von zwei Riemenhauptflächen 33, 34 und von zwei Riemenseitenflächen 35, 36 (Rändern) begrenzt ist. Die Riemenhauptfläche 33 weist eine Struktur auf, die komplementär zur Struktur der Umfangsfläche 13 der Rolle 10 und auch komplementär zur Struktur der Umfangsfläche 23 der Rolle 20 ist. Mit dem Begriff 'komplementär' soll nicht gesagt sein, dass die Strukturierungen der Rollen 10, 20 einerseits und des Riemens 30 anderseits bei gerade verlaufendem Riemen 30 geometrisch exakt komplementär sind. Der Begriff 'komplementär' soll lediglich aussagen, dass die Strukturierungen der Rollen 10, 20 und des Riemens 30 so ausgelegt sind, dass die Rollen 10, 20 und der Riemen 30 bei den vorhandenen geometrischen Verhältnissen an den Kontaktbereichen zwischen dem Riemen 30 und der Rolle 10 bzw. 20 in einer Weise komplementär sind, dass eine befriedigende Wechselwirkung zu Stande kommt.The
Der Riemen 30 ist gemäss der gezeigten Ausführungsform in einem Bereich zwischen den Rollen 10 und 20 um einen Verdrehungswinkel von mindestens annähernd 180° um seine Längsmittelachse 32 verdreht. Es sind auch andere Ausführungsformen möglich, bei denen der Riemen um annähernd 90° um seine Längsmittelachse verdreht ist. Damit wird erreicht, dass sowohl bei der Rolle 10 wie auch bei der Rolle 20 die strukturierte Riemenhauptfläche 33 zur Anlage an bzw. in Eingriff mit der strukturierten Umfangsfläche 13 bzw. 23 kommt.The
Fig. 2A zeigt die Rolle 10 mit einer Struktur, die zur Struktur des Riemens gemäss Fig. 2B komplementär ist. Diese Struktur wird durch Rollen-Rillen 17.2 bzw. Rollen-Rippen 17.1 an der Umfangsfläche 13 der Rolle 10 gebildet.Fig. 2A shows the
Fig. 2B zeigt den (Längsrippen-)Riemen 30 im Querschnitt, der bei erfindungsgemässem Einsatz insbesondere gute Führungseigenschaften besitzt. Der Riemen 30 gemäss Fig. 2A ist keilriemenartig und weist an seiner Hauptfläche 33 eine Struktur auf, die durch in Riemenlängsrichtung verlaufende Riemen-Rippen 37.1 und zwischen den Riemenrippen 37.1 liegende Riemen-Rillen 37.2 gebildet ist. Die Rolle 10 ist in Richtung ihrer Rotationsachse 12 breiter als der Riemen 30 und besitzt einen Randbereich 17.3, der nicht strukturiert ist. In analoger Weise könnte anstelle des keilriemenartigen Riemens 30 auch ein Zahnriemen verwendet werden.FIG. 2B shows the (longitudinal rib)
Fig. 3A zeigt einen Querschnitt eines (Längsrippen-)Riemens 30, der hier mit dreieckförmigen Rippen 37.1 ausgebildet ist. Der Riemen 30 gemäss Fig. 3A besteht im Wesentlichen aus einem geeigneten flexiblen Material (vorzugsweise EPDM oder PU) und weist längslaufende Verstärkungselemente 38 (beispielsweise aus Stahldraht-Litzen) auf.FIG. 3A shows a cross-section of a (longitudinal rib)
Fig. 3B zeigt schematisch eine Seitenansicht dieses Riemens 30. Insbesondere ist aus Fig. 3B ersichtlich, dass der Bereich in dem der Riemen 30 verdreht wird, eine Länge L aufweist. Dieser Bereich wird im Folgenden auch als Bereich A bezeichnet. Vom Riemen 30 behält nur die Längsachse 32 in diesem Bereich A im Wesentlichen die Länge L. Alle von der Längsachse 32 seitlich beabstandeten Riementeile werden im Bereich A elastisch gedehnt auf eine Länge, die grösser ist als L, wobei die Riemenrandbereiche 35, 36 am meisten gedehnt werden.FIG. 3B schematically shows a side view of this
Indem die Verstärkungselemente 38 von der Längsachse 32 zu den Riemenrandbereichen 35 bzw. 36 entweder in geringerer Anzahl oder in geringerer Stärke angeordnet werden, verleiht man den Riemenrandbereichen eine erhöhte elastische Dehnbarkeit. Es ist auch möglich, die Riemenrandbereiche dadurch dehnbarer zu gestalten, dass der Querschnitt des eigentlichen Riemens nicht über die Riemenbreite B gleich bleibt, sondern sich in Abstimmung auf die Beanspruchung ändert.By locating the reinforcing
Da die Randbereiche des Riemens 30 infolge der Verdrehung einer im Vergleich mit den Mittelbereichen erhöhten Längsdehnung ausgesetzt sind, können in den Randbereichen Verstärkungseinlagen vorgesehen werden, deren Spannungs/Dehnungs-Verhältnis (Elastizitätsmodul) geringer ist. Im Fall von Verstärkungseinlagen in der Form von Stahldraht-Litzen kann dies beispielsweise durch unterschiedliche Herstellungsart der Litzen (Z. B. durch unterschiedlich starke Verdrillung) erreicht werden.Since the edge portions of the
Es sei noch erwähnt, dass die Länge L des Bereiches A, in welchem die Verdrehung des Riemens 30 stattfindet, einerseits abhängig ist vom Abstand L1 der Rollen 10, 20 (siehe Fig. 1), dass aber eine gewisse minimale Länge L, bzw. ein minimaler Abstand L1 zwischen den Rollen 10, 20, nicht unterschritten werden soll. Besonders vorteilhaft sind Anordnungen bei denen der Abstand L mindestens 30 mal grösser ist als die Breite B des Riemens. Gemäss Erfindung sind also Anordnungen bevorzugt, bei denen das Verhältnis L/B > 30 ist.It should be noted that the length L of the region A, in which the rotation of the
In den Fig. 4A und 4B ist ein Riemen 30 mit einer querverlaufenden gezahnten Struktur dargestellt. Dieser Riemen 30 weist an seiner Riemenhauptfläche 33 Riemen-Rippen 39.1 und Riemen-Rillen 39.2 auf, die rechtwinklig zur Längsachse 32 verlaufen. Entsprechend weist eine zugehörige, nicht dargestellte Rolle eine Umfangsfläche in der Art eines Zahnrades auf. Eine solche Riemen/Rollen-Kombination ergibt insbesondere gute Treibeigenschaften. Fig. 4A zeigt den Riemen 30 in gestreckter bzw. gerader Anordnung, Fig. 4B in einer gebogenen Anordnung, wenn er eine Rolle mit einem Rollendurchmesser r(a) umschlingt. Gemäss Fig. 4A hat bei gestrecktem Riemen 30 die Riemen-Rippe 39.1 eine Breite a1, gemessen auf der Höhe des Rippenfusses, und die Riemen-Rille 39.2 eine Breite von b1, gemessen auf der Höhe des Rippenkopfes. Gemäss Fig. 4B hat bei gebogenem Riemen 30 die Riemen-Rippe 39.1 eine Breite a2, gemessen auf der Höhe des Rippenfusses, und die Riemen-Rille 39.2 eine Breite von b2, gemessen auf der Höhe des Rippenkopfes. Als Folge der Riemenbiegung wird die Breite b2 kleiner als die Breite b1. Ebenso wird a2 infolge der durch die Riemenbiegung in dieser Riemenzone erzeugten Druckspannungen kleiner als a1.A
Fig. 5A und Fig. 5B zeigen Anordnungen, bei welchen die Vertikalprojektion der Achse 22 der Rolle 20 sich mit der Vertikalprojektion der Achse 12 der Rolle 10 schneiden und einen Winkel von 90° einschliessen. Bei der in Fig. 5A dargestellten Anordnung müsste die Rotationsachse 12 der ersten Rolle 10 um eine Achse R gedreht werden, um parallel zur Achse 22 der zweiten Rolle 20 zu liegen. Um diesen Winkel von 90° und in gleicher Drehrichtung ist auch der Riemen 30 im Bereich zwischen den Rollen 10 und 20 gedreht. Dadurch wird erreicht, dass die strukturierte Riemenhauptfläche 33 in Eingriff ist sowohl mit der strukturierten Umfangsfläche 13 der Rolle 10 wie auch mit der strukturierten Umfangsfläche 23 der Rolle 20.FIGS. 5A and 5B show arrangements in which the vertical projection of the
Bei der in Fig. 5B dargestellten Anordnung dreht sich die Rolle 20 entgegengesetzt zu der in Fig. 5A gezeigten Rolle 20. Entsprechend wird im Bereich zwischen den Rollen 10 und 20 der Riemen 30 in umgekehrter Richtung gedreht, als der in Fig. 5A gezeigte Riemen 30. Auch bei der in Fig. 5B dargestellten Anordnung wird erreicht, dass die strukturierte Riemenhauptfläche 33 in Eingriff ist sowohl mit der strukturierten Umfangsfläche 13 der Rolle 10 als auch mit der strukturierten Umfangsfläche 23 der Rolle 20.In the arrangement shown in Fig. 5B, the
Fig. 6 zeigt eine Aufzugsanlage 100 nach der Erfindung, mit einem Antriebsaggregat 40, der ersten Rolle 10, die eine Treibscheibe bildet, der zweiten Rolle 20, die eine Tragrolle/Umlenkrolle bildet, einer weiteren Rolle 50, dem Riemen 30 und einer Aufzugskabine 60. Bei einer Bewegung der Aufzugskabine 60, bei welcher sich der Riemen 30 in Richtung des Pfeiles 31 bewegt, drehen sich die Rolle 10 gemäss Pfeil 11, die Rolle 20 gegensinnig zur Rolle 10 gemäss Pfeil 21 und die Rolle 50 gleichsinnig gemäss Pfeil 51 wie die Rolle 20. Der Riemen 30 ist zwischen der ersten Rolle 10 und der zweiten Rolle 20 um mindestens annähernd 180° verdreht, während er zwischen der zweiten Rolle 20 und der dritten Rolle 50 nicht verdreht ist. Dadurch steht stets die strukturierte Riemenfläche 33 in Kontakt mit den Umfangsflächen 13 bzw. 23 bzw. 53 der Rollen 10, 20 und 50.6 shows an
Zusätzlich zu den genannten Elementen umfasst die Aufzugsanlage 100 einen Aufzugsschacht 80, vertikale Führungsschienen 72, ein Gegengewicht 70 und eine Rolle 71. Der Riemen 30 ist am Punkt 73 mit einer der vertikalen Führungsschienen 72 der Aufzugsanlage 100 verbunden und läuft um die Gegengewichts-Tragrolle 71 um. Das andere Ende des Riemens 30 ist im Bereich 74 des oberen Endes der zweiten vertikalen Führungsschienen 72 befestigt.In addition to the elements mentioned, the
Die Struktur des Riemens 30 und die Strukturen der Rollen 10 und 20 sind in optimaler Weise komplementär, wenn entweder die Durchmesser und auch die Strukturen der Rollen 10 und 20 gleich sind, oder wenn die Durchmesser der Rollen verschieden und dann entsprechend auch ihre Strukturen verschieden sind. Es ist aber offensichtlich, dass nur schon die Geometrie, aber auch die Materialeigenschaften des Riemens 30, eine untere Grenze für den Rollendurchmesser festlegen, die nicht unterschritten werden darf.The structure of the
Geeignete Breiten B und Dicken H des Riemens 30, geeignete Umschlingungswinkel g, geeignete Durchmesser r der Rollen 10, 20 bzw. geeignete Krümmungsradien für den Riemen und geeignete Abstände L1 zwischen den Rollen 10, 20 wurden teilweise rechnerisch, teilweise aber auch durch Versuche ermittelt.Suitable widths B and thicknesses H of the
Geeignete Riemen 30 weisen vorzugsweise ein Breiten/Dicken-Verhältnis (B/H) auf, das kleiner oder gleich 10 ist, das heisst zum Beispiel eine Breite B von 5 cm und entsprechend eine Dicke H von 0.5 cm.
Geeignete Umschlingungswinkel g liegen zwischen 60° und 180°. Vorzugsweise liegen diese zwischen 90° und 180°.Suitable wrap angles g are between 60 ° and 180 °. Preferably, these are between 90 ° and 180 °.
Geeignete Rollendurchmesser r betragen zwischen 6 cm und 20 cm.Suitable roll diameters r are between 6 cm and 20 cm.
Der Abstand L1 zwischen den beiden unmittelbar aufeinander folgenden Rollen 10 und 20 sollte mindestens 100 cm betragen. Vorzugsweise liegt der Abstand L1 zwischen 100 cm und 300 cm. Versuche haben ergeben, dass im Interesse eines perfekten Riemenlaufs und ausreichender Lebensdauer das Verhältnis zwischen dem Abstand L1 und der Breite B eines um 180° um seine Längsachse verdrehten Riemens einen Wert von 30 nicht unterschreiten sollte und vorzugsweise im Bereich von 50 liegen sollte. Für kleinere Verdrehwinkel sind diese Werte proportional zu reduzieren.The distance L1 between the two immediately
Als Material für einen Riemen 30 mit einer strukturierten Riemenhauptfläche 33, der sich zur Verwendung in einem Aufzugssystem 100 eignet, kommen geeignete Gummis und Elastomere (Kunststoffe), insbesondere Polyurethan (PU) und Ethylene Propylene Copolymer (EPDM), in Frage. Gegebenenfalls kann der Riemen 30 mit in Längsrichtung des Riemens orientierten Verstärkungseinlagen 38 und/oder netzartigen Verstärkungseinlagen ausgestattet sein. Als in Längsrichtung des Riemens orientierte Verstärkungseinlagen 38 eignen sich zum Beispiel verdrillte Stahldrahtlitzen. Um dem Riemen im Randbereich 35, 36 eine höhere Elastizität zu verleihen, können die Litzen 38 im Randbereich zum Beispiel stärker verdrillt sein, als die Litzen im mittleren Bereich des Riemens 30. Daraus resultiert für die Litzen im Randbereich des Riemens ein geringeres Spannungs/Dehnungs-Verhältnis, so dass bei einem belasteten und um seine Längsachse verdrehten Riemen in den Drähten der zentralen und äusseren Litzen ungefähr gleiche Zugspannungen resultieren.Suitable material for a
Claims (10)
- Lift system (100), comprising a lift cage (60), a roller arrangement with a plurality of rollers (10, 20), wherein the rollers (10, 20) have structured circumferential surfaces (13, 23) with depressions and/or elevations, and at least one support and/or drive element in the form of a belt (30) with a longitudinal axis (32), which belt extends directly from the first roller (10) to the second roller (20) and has a structured belt main surface (33) with depressions and elevations which are formed to be complementary to the depressions and elevations of the structured circumferential surfaces (13, 23) of the rollers (10, 20), characterised in that a first roller (10) is rotatable about a first axis (12) of rotation and a second roller (20) is rotatable about a second axis (22) of rotation and the support element (30) is twisted about the longitudinal axis (32) thereof in a region (A) disposed between the two rollers (10, 20) so that the structured belt main surface (33) comes into engagement with the structured circumferential surfaces (13, 23) of the two rollers (10, 20).
- Lift system (100) according to claim 1, characterised in that the depressions and/or elevations in the structured belt main surface (33) and in the structured circumferential surfaces (13, 23) of the two rollers (10, 20) have the form of ribs and grooves, i.e. that the belt (30) is provided with belt grooves (37.2; 39.2) and belt ribs (37.1; 39.1) and that the rollers (10, 20) are provided with roller ribs (17.1) and roller grooves (17.2).
- Lift system (100) according to claim 2, characterised in that the belt ribs (37.1) and belt grooves (37.2) as also the roller ribs (17.1) and roller grooves (17.2) extend parallel to the longitudinal axis (32) of the belt (30) in order to improve guidance characteristics between the rollers (10, 20) and the belt (30).
- Lift system (100) according to claim 3, characterised in that the belt ribs (37.1) and belt grooves (37.2) as also the roller ribs (17.1) and roller grooves (17.2) have triangular cross-sections.
- Lift system (100) according to claim 2, characterised in that the belt ribs (39.1) and belt grooves (39.2) extend transversely to the longitudinal axis (32) of the belt (30) substantially in order to improve the bending capability and/or traction capability between the rollers (10, 20) and the belt (30).
- Lift system (100) according to claim 5, characterised in that the belt (30) has a lower elastic deformability in the region along its longitudinal axis (32) than in the vicinity of its edges (35, 36).
- Lift system (100) according to one of the preceding claims, characterised in that the belt (30) contains reinforcing inserts (38) or steel wire strands oriented in belt longitudinal direction, wherein the reinforcing inserts (38) or steel wire strands in the edge regions of the belt have a smaller stress/strain ratio than those in the middle region.
- Lift system (100) according to one of the preceding claims, characterised in that the belt (30) is twisted in the region (A) through an angle between 70° and 200°, preferably between 160° and 200° or preferably between 70° and 110°.
- Lift system (100) according to one of the preceding claims, characterised in that in the case of a belt (30), which extends with a twist between two rollers (10, 20), with the width B the spacing L present between the first roller (10) and the second roller (20) should not fall below the following values L > 30 x B for a twist angle of approximately 180° and L > 15 x B for a twist angle of approximately 90°.
- Lift system (100) according to one of the preceding claims, characterised in that the first roller (10) is a drive pulley and the second roller (20) is a deflecting or supporting pulley.
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