EP1555234A1 - Aufzugsanlage - Google Patents

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EP1555234A1
EP1555234A1 EP04405008A EP04405008A EP1555234A1 EP 1555234 A1 EP1555234 A1 EP 1555234A1 EP 04405008 A EP04405008 A EP 04405008A EP 04405008 A EP04405008 A EP 04405008A EP 1555234 A1 EP1555234 A1 EP 1555234A1
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EP
European Patent Office
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rib
installation according
tension members
ribs
cross
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EP04405008A
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English (en)
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EP1555234B1 (de
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Ernst Dipl.-Ing. Ach
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Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
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Priority to AT06118333T priority patent/ATE458692T1/de
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    • B66B7/06—Arrangements of ropes or cables
    • B66B7/062—Belts
    • 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
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    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
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    • D07B2201/20—Rope or cable components
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    • 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 an elevator system, as in the Claims defined.
  • Elevator systems of the inventive type usually have an elevator car and a counterweight in one Elevator shaft or along freestanding management facilities are movable.
  • the Elevator installation at least one drive with at least each a traction sheave on the carrying and / or drive means carry the elevator car and the counterweight and the required driving forces transmitted to this.
  • the carrying and / or Drive means only referred to as a support means.
  • WO 03/043926 discloses a machine room-less elevator system known, in which as a support means for the elevator car V-ribbed belts are used. These include one an elastic material (rubber, elastomers) produced flat belt-like belt body, which on its the traction sheave facing tread several in the belt longitudinal direction having running ribs. These ribs work with them complementarily shaped grooves in the periphery ofmaschineoder Deflection pulleys (hereinafter referred to as pulleys) together, on the one hand the V-ribbed belt on the To guide pulleys and on the other hand the traction ability between the traction sheave and the support means to increase. The ribs and grooves have triangular or trapezoidal, d. H. wedge-shaped cross sections. Into the belt bodies of the V-ribbed belts are oriented in the belt longitudinal direction, off existing metallic or non-metallic strands Tensile embedded, which the supporting means the required Give tensile strength and longitudinal rigidity.
  • the V-ribbed belts known from WO 03/043926 have certain disadvantages, ie they are not optimally adapted to the requirements for a suspension means for elevator cars. Such a suspension should have the smallest possible dimensions and the lowest possible weight own high load capacity and low longitudinal elasticity and can be performed on driving and deflecting discs with the smallest possible diameters.
  • the V-ribbed belts used as suspension elements according to WO 03/043926 show relatively large cross sections of the belt bodies in relation to the cross sections of the tension members, ie the thickness of the belt bodies is large with respect to the diameters of the tension members, and the edge areas of the belt bodies facing the pulleys and rollers. in particular the tips of the wedge-shaped ribs are relatively far away from the tension members.
  • the disclosed V-ribbed belt on the one hand have more than the amount of material required for the belt body and thus are too heavy and too expensive.
  • the material of the relatively high in the bending direction belt body is unnecessarily strongly stressed by bending alternating voltages when the support means rotates a traction sheave or a pulley of small diameter, which can lead to cracking and premature failure of the suspension element. Strong bending alternating voltages are in particular the areas of the belt body remote from the tension members, ie the tips of the wedge-shaped ribs.
  • the present invention is based on the object, a To provide elevator installation of the type described above where the mentioned disadvantages are not present, d. h., That the elevator system a flat belt-like suspension means with ribs, which when used with minimal Pulley diameters and for a given load capacity has minimal dimensions and minimum weight, wherein the tension members and the belt body least possible loads are exposed so that for the suspension means a optimal life is guaranteed.
  • a flat belt-like support means which comprises at least on one of the traction sheave facing tread a plurality of belt longitudinally parallel ribs, wherein per rib at least two oriented in the belt longitudinal direction of tensile carriers are present and the sum of the cross-sectional areas of all tensile carriers is at least 25%, preferably 30% to 40%, of the total cross-sectional area of the suspension element.
  • the cross-section defined by their outer diameter must be taken into account.
  • a suspension element which has optimally small dimensions and material quantities. The optimally small dimensions also result in correspondingly low alternating bending stresses in the material of the belt body. For the production of the belt body therefore materials (rubber, elastomers) can be selected, which have a lower allowable bending stress, but bear higher surface pressures between tension members and belt body.
  • the support means tension member having a substantially round cross-section whose outer diameter is at least 30%, preferably 35% to 40% of the rib spacing.
  • Rib spacing is the distance between adjacent ribs to understand a suspension means, usually between all the ribs of a particular suspension is the same. at a trained according to this rule suspension is guaranteed, that of the tension members over the belt body to be transferred to a traction sheave or a pulley Forces optimally distributed in the belt body and the between Tensile beams and belt body occurring surface pressures are optimally low. This minimizes the risk that a loaded tension member cuts through the belt body.
  • the ribs have a wedge-shaped cross section with a flank angle of 60 ° to 120 °, wherein the range of 80 ° to 100 ° is preferable.
  • the flank angle is the angle existing between both side surfaces (flanks) of a wedge-shaped rib.
  • Optimal small dimensions and low weight of the suspension element are achievable if the minimum distance of the outer contour a tension member to a surface of a rib not more than 20% of the total thickness of the suspension element.
  • Total thickness is the total thickness of the belt body with the To understand grooves.
  • the tensile carriers assigned to a rib are arranged such that in each case an external tensile carrier lies substantially in the region of the vertical projection of in each case one flank of the wedge-shaped rib.
  • a directed perpendicular to the plane of the flat side of the support means projection is designated, and by "largely” is to be understood that at least 90% of the cross-sectional area of the respective tension member are within said projection.
  • the given tensile load have the least possible longitudinal strain, be Tensile straps used from steel wire ropes. steel wire ropes are stretched less than the same load, for example Switzerlandieri with the same cross-section of usual Synthetic fibers.
  • a suspension with particularly low allowable bending radii, which for use in combination with pulleys is of small diameter, can be achieved be that the steel wire ropes outside diameter of less than 2 mm and stranded from several strands are that contain more than 50 individual wires in total.
  • V-ribbed belt 12 is on a its ends below the traction sheave 4.1 at a first Fixed suspension point 10 attached. From this he extends down to the counterweight roller 4.3, wraps around this and extends from this to the traction sheave 4.1, wraps around and runs along the downward-facing cabin wall, wraps around both sides of the elevator car one below each Elevator cab 3 Cabin roller 4.2 mounted at 90 ° each and runs along the counterweight 8 facing away Cabin wall up to a second support means fixed point 11.
  • the plane of the traction sheave 4.1 is at right angles to the counterweight side Cabin wall arranged and their vertical projection lies outside the vertical projection of the elevator car 3. It is therefore important that the traction sheave 4.1 has a small diameter, hence the distance between the left-hand cabin wall and the latter opposite wall of the elevator shaft 1 as possible can be small. In addition, allows a small pulley diameter the use of a gearless Drive motor with relatively low drive torque than Drive unit 2.
  • the traction sheave 4.1 and the counterweight trailing roller 4.3 are provided on its periphery with grooves that are complementary to the ribs of the V-ribbed belt 12 are formed. Where the V-ribbed belt 12 one of the pulleys 4.1 and 4.3 wraps around, lie his ribs in corresponding grooves the pulley, ensuring perfect guidance of the V-ribbed belt is guaranteed on these pulleys. In addition, by a between the grooves of the Traction sheave pulley 4.1 and the ribs of the V-ribbed belt 12 resulting wedge effect the traction ability improved.
  • Fig. 2 shows a portion of a serving as a support means V-ribbed belt 12.1 of an elevator installation according to the invention.
  • the belt body 15.1 the wedge-shaped Ribs 20.1 and the embedded in the belt body tension members 22nd
  • Fig. 3 shows a cross section through a V-ribbed belt 12.1 according to the present invention, a belt body 15.1 and a plurality of traction carriers 22 embedded therein.
  • the Belt body 15.1 is made of an elastic material. Usable, for example, natural rubber or a Variety of synthetic elastomers.
  • the flat side 17 of Belt body 15.1 may have an additional cover layer or an incorporated fabric layer.
  • the at least with the traction sheave 4.1 of the drive unit 2 cooperating traction side of the belt body 15.1 points a plurality of wedge-shaped ribs 20.1, extending in the longitudinal direction of the V-ribbed belt 12.1 extend.
  • a pulley 4 indicated in the periphery to the ribs 20.1 of the V-ribbed belt 12.1 complementary Grooves are incorporated.
  • Each of the wedge-shaped ribs 20.1 of the V-ribbed belt 12.1 is associated with two round tension members 22, which are dimensioned so that they can jointly transmit the belt loads occurring in the V-ribbed belt per rib. These belt loads are on the one hand the transmission of pure tensile forces in the belt longitudinal direction. On the other hand, when a belt pulley 4.1 - 4.4 is wrapped, forces are transmitted radially from the tension members to the belt pulley via the belt body. The cross sections of the tension members 22 are dimensioned so that these radial forces do not cut through the belt body 15.1. In the case of wrap around a pulley, additional bending stresses occur in the tension members due to the curvature of the V-ribbed belt resting on the pulley.
  • the forces to be transmitted per rib 20.1 are distributed over two tension members, although a single tension member arranged in the center of the rib would allow a slightly smaller total thickness of the V-ribbed belt.
  • Extensive testing has determined an arrangement of belt body 15.1 and tension members 22 which, for a given pulley diameter D of about 90 mm, a given tensile load and given allowable alternating bending stress of the tension members and belt body material, provides the lowest possible total cross section with the least weight of the V-ribbed belt .
  • the proportion of the total cross-sectional area of all tensile carriers on the cross-sectional area of the V-ribbed belt should be at least 25%, preferably 30% to 40%.
  • the V-ribbed belt shown in Fig. 2 fulfills this Criteria.
  • All tension members are those shown by the one shown in FIG Outer diameter DA defined cross section of the wire ropes too consider.
  • Fig. 4 shows a variant 12.2 of the V-ribbed belt, at the wedge-shaped ribs 20.2 wider than in FIG. 2 variant shown are 12.1 and three each assigned Have tensile carrier. All others in connection with the Variant according to FIG. 2 mentioned properties are included This variant is also available.
  • Such a V-ribbed belt has the advantage that the corresponding pulleys 4.1, 4.3, 4.4 are somewhat easier to produce.
  • V-ribbed belts serving as a support means V-ribbed belts have a preferred flank angle ⁇ from about 90 °.
  • a flank angle is between the two Flanks of a wedge-shaped rib of the belt body existing Angle designated.
  • Elevator support means provided V-ribbed belt flank angle ⁇ is optimally applicable from 80 ° to 100 ° and from 60 ° to 120 ° are.
  • Figs. 3 and 4 can also be seen that low Dimensions and low weight of V-ribbed belt be achieved in that the distances X between the Outer contours of the tension members and the surfaces of the ribs as low as possible.
  • Optimal properties have given the tests for V-ribbed belts in which these distances X at most 20% of the total thickness s of the suspension element or at most 17% of the between the ribs 20.1, 20.2 existing pitch T amount.
  • total thickness s is the entire thickness of the belt body 15.1, 15.2 with the To understand ribs 20.1, 20.2.
  • the tension member 22 is a steel wire rope, which are stranded from a total of 75 individual wires 23 with extremely small diameters. In order to achieve a long service life of the suspension element in elevator systems with pulleys of small diameter, it is of considerable advantage if the steel wire ropes used as tension members 22 consist of at least 50 individual wires.

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Abstract

In einer Aufzugsanlage treibt eine Antriebseinheit (2), über eine Treibscheibe (4.1) ein eine Aufzugskabine (3) tragendes flachriemenartiges Tragmittel (12.1, 12.2) an, welches auf einer der Treibscheibe (4.1) zugewandten Lauffläche mehrere in Längsrichtung des Tragmittels parallel verlaufende Rippen (20.1, 20.2) und pro Rippe mindestens zwei in Längsrichtung des Tragmittels orientierte Zugträger (22) aufweist, wobei die Gesamt-Querschnittsfläche aller Zugträger (22) mindestens 25% der Querschnittsfläche des Tragmittels beträgt. <IMAGE>

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Aufzugsanlage, wie in den Patentansprüchen definiert.
Aufzugsanlagen der erfindungsgemässen Art weisen üblicherweise eine Aufzugskabine und ein Gegengewicht auf, die in einem Aufzugsschacht oder entlang freistehender Führungseinrichtungen bewegbar sind. Zum Erzeugen der Bewegung weist die Aufzugsanlage mindestens einen Antrieb mit mindestens je einer Treibscheibe auf, die über Trag- und/oder Antriebsmittel die Aufzugkabine und das Gegengewicht tragen und die erforderlichen Antriebskräfte auf diese übertragen.
Im Folgenden werden der Einfachheit halber die Trag- und/oder Antriebsmittel nur noch als Tragmittel bezeichnet.
Aus WO 03/043926 ist ein maschinenraumloses Aufzugssystem bekannt, bei welchem als Tragmittel für die Aufzugskabine Keilrippenriemen verwendet werden. Diese umfassen einen aus einem elastischen Material (Gummi, Elastomere) hergestellten flachriemenartigen Riemenkörper, der auf seiner der Treibscheibe zugewandten Lauffläche mehrere in Riemenlängsrichtung verlaufende Rippen aufweist. Diese Rippen wirken mit zu ihnen komplementär geformten Rillen in der Peripherie von Treiboder Umlenkscheiben (im Folgenden als Riemenscheiben bezeichnet) zusammen, um einerseits den Keilrippenriemen auf den Riemenscheiben zu führen und andererseits die Traktionsfähigkeit zwischen der Treibscheibe und dem Tragmittel zu erhöhen. Die Rippen und Rillen haben dreieck- oder trapezförmige, d. h. keilförmige Querschnitte. In die Riemenkörper der Keilrippenriemen sind in Riemenlängsrichtung orientierte, aus metallischen oder nichtmetallischen Litzen bestehende Zugträger eingebettet, die dem Tragmittel die erforderliche Zugfestigkeit und Längssteifigkeit verleihen.
Die aus WO 03/043926 bekannten Keilrippenriemen weisen gewisse Nachteile auf, d. h., sie sind den Anforderungen an ein Tragmittel für Aufzugskabinen nicht optimal angepasst. Ein solches Tragmittel soll bei kleinstmöglichen Abmessungen und geringstmöglichem Eigengewicht eine hohe Tragfähigkeit und eine geringe Längselastizität aufweisen und dabei über Treib- und Umlenkscheiben mit möglichst geringen Durchmessern geführt werden können.
Die gemäss WO 03/043926 als Tragmittel verwendeten Keilrippenriemen zeigen im Verhältnis zu den Querschnitten der Zugträger relativ grosse Querschnitte der Riemenkörper, d. h. die Dicke der Riemenkörper ist gross in Bezug auf die Durchmesser der Zugträger, und die den Scheiben und Rollen zugewandten Randbereiche der Riemenkörper, insbesondere die Spitzen der keilförmigen Rippen sind verhältnismässig weit von den Zugträgern entfernt. Bei durch die erforderliche Tragkraft gegebenem Querschnitt der Zugträger bedeutet dies, dass die offenbarten Keilrippenriemen einerseits mehr als die unbedingt erforderliche Materialmenge für den Riemenkörper aufweisen und damit zu schwer und zu teuer sind. Andererseits wird das Material des in Biegerichtung relativ hohen Riemenkörpers unnötig stark durch Biege-Wechselspannungen beansprucht, wenn das Tragmittel eine Treibscheibe oder eine Umlenkrolle von geringem Durchmesser umläuft, was zu Rissbildungen und vorzeitigem Ausfall des Tragmittels führen kann. Starken Biege-Wechselspannungen sind insbesondere die weit von den Zugträgern entfernten Bereiche des Riemenkörpers, d. h. die Spitzen der keilförmigen Rippen ausgesetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufzugsanlage der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, bei der die genannten Nachteile nicht vorhanden sind, d. h., dass die Aufzugsanlage ein flachriemenartiges Tragmittel mit Rippen umfasst, welches beim Einsatz mit minimalen Riemenscheibendurchmessern und bei vorgegebener Tragfähigkeit minimale Abmessungen und minimales Gewicht aufweist, wobei die Zugträger und der Riemenkörper geringstmöglichen Belastungen ausgesetzt sind, so dass für das Tragmittel eine optimale Lebensdauer gewährleistet ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Massnahmen und Merkmale gelöst.
Die vorgeschlagene Lösung besteht im Wesentlichen darin, dass bei einer Aufzugsanlage ein flachriemenartiges Tragmittel verwendet wird, welches mindestens auf einer der Treibscheibe zugewandten Lauffläche mehrere in Riemen-Längsrichtung parallel verlaufende Rippen umfasst, wobei pro Rippe mindestens zwei in Riemen-Längsrichtung orientierte Zugträger vorhanden sind und die Summe der Querschnittsflächen aller Zugträger mindestens 25%, vorzugsweise 30% bis 40% der gesamten Querschnittsfläche des Tragmittels beträgt. Für die Ermittlung der gesamten Querschnittsfläche der Zugträger ist der durch deren Aussendurchmesser definierte Querschnitt zu berücksichtigen.
Durch die Aufteilung der Belastung auf zwei Zugträger (mit dem erforderlichen Querschnitt) pro Rippe wird erreicht, dass die Zugmittel beim Lauf des Tragmittels über Riemenscheiben mit kleinen Durchmessern geringeren Wechsel-Biegespannungen ausgesetzt sind, als wenn pro Rippe ein einziger Zugträger mit entsprechend grösserem Durchmesser verwendet würde.
Mit dem angegebenen Verhältnis zwischen der Summe der Querschnittsflächen aller Zugträger und der Querschnittsfläche des Tragmittels wird ein Tragmittel definiert, das optimal geringe Abmessungen und Materialmengen aufweist. Die optimal geringen Abmessungen haben auch entsprechend geringe Wechsel-Biegespannungen im Material des Riemenkörpers zur Folge. Für die Herstellung des Riemenkörpers können daher Materialien (Gummi, Elastomere) gewählt werden, die eine geringere zulässige Biegebeanspruchung aufweisen, jedoch höhere Flächenpressungen zwischen Zugträgern und Riemenkörper ertragen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den unabhängigen Ansprüchen 2 bis 10 hervor.
Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden im Tragmittel Zugträger mit im Wesentlichen rundem Querschnitt verwendet, deren Aussendurchmesser mindestens 30%, vorzugsweise 35% bis 40% des Rippenabstands beträgt. Als Rippenabstand ist der Abstand zwischen benachbarten Rippen eines Tragmittels zu verstehen, der üblicherweise zwischen allen Rippen eines bestimmten Tragmittels derselbe ist. Bei einem nach dieser Regel ausgebildeten Tragmittel ist gewährleistet, dass die von den Zugträgern über den Riemenkörper auf eine Treibscheibe oder eine Umlenkrolle zu übertragenden Kräfte optimal im Riemenkörper verteilt und die zwischen Zugträgern und Riemenkörper auftretenden Flächenpressungen optimal gering sind. Damit wird das Risiko minimiert, dass ein belasteter Zugträger den Riemenkörper durchschneidet.
Vorteilhafterweise weisen die Rippen einen keilförmigen Querschnitt mit einem Flankenwinkel von 60° bis 120° auf, wobei der Bereich von 80° bis 100° zu bevorzugen ist.
Als Flankenwinkel ist der zwischen beiden Seitenflächen (Flanken) einer keilförmigen Rippe vorhandene Winkel bezeichnet. Mit Flankenwinkeln von 60° bis 120° ist einerseits gewährleistet, dass beim Lauf des Tragmittels über Riemenscheiben kein Klemmen zwischen den Rippen und den zu ihnen komplementär geformten Rillen der Riemenscheiben auftritt. Dadurch werden Laufgeräusche wie auch die Anregung von Vibrationen des Keilrippenriemens reduziert. Andererseits kann mit solchen Flankenwinkeln eine ausreichende Führung des Tragmittels auf den Riemenscheiben erzielt werden, welche eine Seitwärtsverschiebung des Tragmittels gegenüber den Riemenscheiben verhindert.
Eine ideale Verteilung der vom Riemenkörper in die Zugträger eingeleiteten Kräfte wird unter anderem dadurch erreicht, dass die Abstände zwischen den Zentren von einer bestimmten Rippe zugeordneten Zugträgern höchstens 20% kleiner sind, als die Abstände zwischen Zentren benachbarter Zugträger, die nebeneinander liegenden Rippen zugeordnet sind.
Optimal geringe Abmessungen und geringes Gewicht des Tragmittels sind erreichbar, wenn der minimale Abstand der Aussenkontur eines Zugträgers zu einer Oberfläche einer Rippe höchstens 20% der Gesamtdicke des Tragmittels beträgt. Als Gesamtdicke ist die gesamte Dicke des Riemenkörpers mit den Rillen zu verstehen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die einer Rippe zugeordneten Zugträger so angeordnet, dass jeweils ein äusserer Zugträger weitgehend im Bereich der senkrechten Projektion von jeweils einer Flanke der keilförmigen Rippe liegt.
Als senkrechte Projektion ist eine senkrecht auf die Ebene der Flachseite des Tragmittels gerichtete Projektion bezeichnet, und unter "weitgehend" ist zu verstehen, dass mindestens 90% der Querschnittsfläche des jeweiligen Zugträgers innerhalb der genannten Projektion liegen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist jeweils ein äusserer Zugträger vollständig im Bereich der senkrechten Projektion (P) von jeweils einer Flanke einer keilförmigen Rippe angeordnet.
Mit den beiden vorstehend definierten Anordnungen der Zugträger im Flankenbereich ist gewährleistet, dass beim Umlaufen einer Riemenscheibe kein Zugträger durch diejenige Stelle des Riemenkörpers abgestützt werden muss, welche die tiefste Einkerbung aufweist, die durch die zwischen den Rippen liegenden Rillen gebildet wird.
Um ein Tragmittel zu erhalten, das bei gegebener Zugbelastung eine möglichst geringe Längsdehnung aufweisen, werden Zugträger aus Stahldrahtseilen verwendet. Stahldrahtseile werden bei gleicher Belastung weniger gedehnt als beispielsweise Zugträger mit gleichem Querschnitt aus üblichen Kunstfasern.
Ein Tragmittel mit besonders geringen zulässigen Biegeradien, welches für die Anwendung in Kombination mit Riemenscheiben von geringem Durchmesser geeignet ist, kann dadurch erreicht werden, dass die Stahldrahtseile Aussendurchmesser von weniger als 2 mm aufweisen und aus mehreren Litzen verseilt sind, die insgesamt mehr als 50 Einzeldrähte enthalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
einen zu einer Aufzugskabinenfront parallelen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Aufzugsanlage.
Fig. 2
eine isometrische Ansicht der Rippenseite eines Tragmittels gemäss Erfindung in Form eines Keilrippenriemens.
Fig. 3
einen Schnitt durch einen ersten, das Tragmittel der Aufzugsanlage bildenden Keilrippenriemen.
Fig. 4
einen Schnitt durch einen zweiten, das Tragmittel der Aufzugsanlage bildenden Keilrippenriemen.
Fig. 5
einen Querschnitt durch einen Stahldraht-Zugträger des Keilrippenriemens.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein in einem Aufzugsschacht 1 installiertes erfindungsgemässes Aufzugssystem. Dargestellt sind im Wesentlichen:
  • eine im Aufzugsschacht 1 fixierte Antriebseinheit 2 mit einer Treibscheibe 4.1
  • eine an Kabinenführungsschienen 5 geführte Aufzugskabine 3 mit unterhalb des Kabinenbodens 6 angebrachten Kabinentragrollen 4.2
  • ein an Gegengewichtsführungsschienen 7 geführtes Gegengewicht 8 mit einer Gegengewichtstragrolle 4.3
  • ein als Keilrippenriemen 12 ausgebildetes Tragmittel für die Aufzugskabine 3 und das Gegengewicht 8, welches Tragmittel die Antriebskraft von der Treibscheibe 4.1 der Antriebseinheit 2 auf die Aufzugskabine und das Gegengewicht überträgt.
(Bei einer realen Aufzugsanlage sind mindestens zwei parallel angeordnete Keilrippenriemen vorhanden)
Der als Tragmittel dienende Keilrippenriemen 12 ist an einem seiner Enden unterhalb der Treibscheibe 4.1 an einem ersten Tragmittelfixpunkt 10 befestigt. Von diesem aus erstreckt er sich abwärts bis zu der Gegengewichtstragrolle 4.3, umschlingt diese und erstreckt sich von dieser aus zur Treibscheibe 4.1, umschlingt diese und verläuft entlang der gegengewichtsseitigen Kabinenwand abwärts, umschlingt auf beiden Seiten der Aufzugskabine je eine unterhalb der Aufzugskabine 3 angebrachte Kabinentragrolle 4.2 um je 90° und verläuft entlang der dem Gegengewicht 8 abgewandten Kabinenwand aufwärts zu einem zweiten Tragmittelfixpunkt 11.
Die Ebene der Treibscheibe 4.1 ist rechtwinklig zur gegengewichtsseitigen Kabinenwand angeordnet und ihre Vertikalprojektion liegt ausserhalb der Vertikalprojektion der Aufzugskabine 3. Es ist daher wichtig, dass die Treibscheibe 4.1 einen geringen Durchmesser aufweist, damit der Abstand zwischen der linksseitigen Kabinenwand und der dieser gegenüber liegenden Wand des Aufzugsschachts 1 möglichst klein sein kann. Ausserdem ermöglicht ein geringer Treibscheibendurchmesser die Verwendung eines getriebelosen Antriebsmotors mit relativ geringem Antriebsdrehmoment als Antriebseinheit 2.
Die Treibscheibe 4.1 und die Gegengewichtstragrolle 4.3 sind an ihrer Peripherie mit Rillen versehen, die komplementär zu den Rippen des Keilrippenriemens 12 geformt sind. Wo der Keilrippenriemen 12 eine der Riemenscheiben 4.1 und 4.3 umschlingt, liegen seine Rippen in korrespondierenden Rillen der Riemenscheibe, wodurch eine perfekte Führung des Keilrippenriemens auf diesen Riemenscheiben gewährleistet ist. Ausserdem wird durch eine zwischen den Rillen der als Treibscheibe dienenden Riemenscheibe 4.1 und den Rippen des Keilrippenriemens 12 entstehende Keilwirkung die Traktionsfähigkeit verbessert.
Bei der Tragmittel-Unterschlingung unterhalb der Aufzugskabine 3 ist keine seitliche Führung zwischen den Kabinentragrollen 4.2 und dem Keilrippenriemen 12 gegeben, da die Rippen des Keilrippenriemens sich auf seiner von den Kabinentragrollen 4.2 abgewandten Seite befinden. Um die Seitenführung des Keilrippenriemens dennoch zu gewährleisten, sind am Kabinenboden 6 zwei mit Rillen versehene Führungsrollen 4.4 angebracht, deren Rillen mit den Rippen des Keilrippenriemens 12 als Seitenführung zusammenwirken.
Fig. 2 zeigt einen Abschnitt eines als Tragmittel dienenden Keilrippenriemens 12.1 einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage. Zu erkennen sind der Riemenkörper 15.1, die keilförmigen Rippen 20.1 sowie die im Riemenkörper eingebetteten Zugträger 22.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Keilrippenriemen 12.1 gemäss vorliegender Erfindung, der einen Riemenkörper 15.1 und mehrere darin eingebettete Zugträger 22 umfasst. Der Riemenkörper 15.1 ist aus einem elastischen Material hergestellt. Verwendbar sind beispielsweise Naturgummi oder eine Vielzahl von synthetischen Elastomeren. Die Flachseite 17 des Riemenkörpers 15.1 kann mit einer zusätzlichen Deckschicht oder einer eingearbeiteten Gewebeschicht versehen sein. Die mindestens mit der Treibscheibe 4.1 der Antriebseinheit 2 zusammenwirkende Traktionsseite des Riemenkörpers 15.1 weist mehrere keilförmige Rippen 20.1 auf, die sich in Längsrichtung des Keilrippenriemens 12.1 erstrecken. Mittels Phantomlinien ist eine Riemenscheibe 4 angedeutet, in deren Peripherie zu den Rippen 20.1 des Keilrippenriemens 12.1 komplementäre Rillen eingearbeitet sind.
Jeder der keilförmigen Rippen 20.1 des Keilrippenriemens 12.1 sind zwei runde Zugträger 22 zugeordnet, die so dimensioniert sind, dass sie gemeinsam die im Keilrippenriemen pro Rippe auftretenden Riemenbelastungen übertragen können. Es handelt sich bei diesen Riemenbelastungen einerseits um die Übertragung reiner Zugkräfte in Riemenlängsrichtung. Andererseits werden bei der Umschlingung einer Riemenscheibe 4.1 - 4.4 von den Zugträgern Kräfte in radialer Richtung über den Riemenkörper auf die Riemenscheibe übertragen. Die Querschnitte der Zugträger 22 sind so dimensioniert, dass diese radialen Kräfte nicht den Riemenkörper 15.1 durchschneiden. Im Falle der Umschlingung einer Riemenscheibe treten in den Zugträgern zusätzliche Biegespannungen infolge der Krümmung des auf der Riemenscheibe aufliegenden Keilrippenriemens auf. Um diese zusätzlichen Biegespannungen in den Zugträgern 22 so gering wie möglich zu halten, werden die pro Rippe 20.1 zu übertragenden Kräfte auf zwei Zugträger verteilt, obwohl ein im Zentrum der Rippe angeordneter einziger Zugträger eine etwas geringere Gesamtdicke des Keilrippenriemens ermöglichen würde.
Durch umfangreiche Tests wurde eine Anordnung von Riemenkörper 15.1 und Zugträgern 22 ermittelt, die bei einem gegebenem Riemenscheibendurchmesser D von etwa 90 mm, einer gegebenen Zugbelastung und gegebener zulässiger Wechsel-Biegebeanspruchung der Zugträger und des Riemenkörper-Materials einen geringstmöglichen Gesamtquerschnitt bei geringstmöglichem Gewicht des Keilrippenriemens ergibt. Als wichtiges Kriterium für einen Keilrippenriemen mit den genannten Eigenschaften hat sich dabei ergeben, dass der Anteil der Gesamt-Querschnittsfläche aller Zugträger an der Querschnittsfläche des Keilrippenriemens mindestens 25%, vorzugsweise 30% bis 40% betragen soll.
Der in Fig. 2 dargestellte Keilrippenriemen erfüllt dieses Kriterium. Für die Ermittlung der Gesamt-Querschnittsfläche aller Zugträger ist der durch den in Fig. 5 gezeigten Aussendurchmesser DA definierte Querschnitt der Drahtseile zu berücksichtigen.
Bei einem Keilrippenriemen 12.1 mit zwei Zugträgern pro Rippe 20.1 werden vorstehend genannte Eigenschaften besonders optimal erreicht, wenn der Aussendurchmesser eines Zugträgers mindestens 30% des Rippenabstands beträgt. Als Rippenabstand wird der regelmässige Teilungsabstand T der Rippen bezeichnet.
Fig. 4 zeigt eine Variante 12.2 des Keilrippenriemens, bei der die keilförmigen Rippen 20.2 breiter als bei der in Fig. 2 dargestellten Variante 12.1 sind und jeweils drei zugeordnete Zugträger aufweisen. Alle andern im Zusammenhang mit der Variante gemäss Fig. 2 genannten Eigenschaften sind bei dieser Variante ebenfalls vorhanden. Ein solcher Keilrippenriemen hat den Vorteil, dass die korrespondierenden Riemenscheiben 4.1, 4.3, 4.4 etwas einfacher herzustellen sind.
Die in Fig. 3 und 4 dargestellten, als Tragmittel dienenden Keilrippenriemen weisen einen bevorzugten Flankenwinkel β von etwa 90° auf. Als Flankenwinkel wird der zwischen beiden Flanken einer keilförmigen Rippe des Riemenkörpers vorhandene Winkel bezeichnet. Wie bereits in der Vorteilsbeschreibung erläutert, haben Versuche ergeben, dass der Flankenwinkel einen entscheidenden Einfluss auf die Geräuschentwicklung und die Entstehung von Vibrationen hat, und dass für einen als Aufzugs-Tragmittel vorgesehenen Keilrippenriemen Flankenwinkel β von 80° bis 100° optimal und von 60° bis 120° anwendbar sind.
In Fig. 3 und 4 ist auch erkennbar, dass die Abstände A zwischen Zentren der einer bestimmten Rippe zugeordneten Zugträger 22 geringfügig kleiner sind als die Abstände B zwischen Zentren von benachbarten Zugträgern nebeneinander liegender Rippen. Dies ist durch die Einhaltung eines minimal erforderlichen Abstands der Zugträger 22 zu den Rändern der Rippen 20.1, 20.2 bedingt. Indem die Unterschiede in diesen Abständen so geringfügig wie möglich gehalten sind, wird eine homogene Verteilung der vom Riemenkörper in die Zugträger eingeleiteten Kräfte gewährleistet. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Abstände A nicht mehr als 20% kleiner als die Abstände B sind.
Den Fig. 3 und 4 ist ausserdem zu entnehmen, dass geringe Abmessungen und geringes Gewicht des Keilrippenriemens dadurch erreicht werden, dass die Abstände X zwischen den Aussenkonturen der Zugträger und den Oberflächen der Rippen so gering wie möglich ausgeführt sind. Optimale Eigenschaften haben die Versuchen für Keilrippenriemen ergeben, bei denen diese Abstände X höchstens 20% der Gesamtdicke s des Tragmittels oder höchstens 17% des zwischen den Rippen 20.1, 20.2 vorhandenen Teilungsabstands T betragen. Als Gesamtdicke s ist die gesamte Dicke des Riemenkörpers 15.1, 15.2 mit den Rippen 20.1, 20.2 zu verstehen.
Besonders geringe Abmessungen und gute Laufeigenschaften haben sich für Keilrippenriemen 12.1, 12.2 ergeben, wenn die einer Rippe 20.1, 20.2 zugeordneten Zugträger 22 so angeordnet sind, dass jeweils ein äusserer Zugträger weitgehend oder vollständig im Bereich der senkrechten Projektion P von jeweils einer Flanke der keilförmigen Rippe 20.1, 20.2 liegt.
Fig. 5 zeigt in vergrösserter Darstellung einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Zugträgers 22, der sich hervorragend für einen Keilrippenriemen zur Anwendung in einer erfindungsgemässen Aufzugsanlage eignet. Der Zugträger 22 ist ein Stahldrahtseil, das aus insgesamt 75 Einzeldrähten 23 mit extrem geringen Durchmessern verseilt sind.
Um eine lange Lebensdauer des Tragmittels in Aufzugsanlagen mit Riemenscheiben von geringem Durchmesser zu erreichen, ist es von wesentlichem Vorteil, wenn die als Zugträger 22 verwendeten Stahldrahtseile aus mindestens 50 Einzeldrähten bestehen.

Claims (10)

  1. Aufzugsanlage mit einer Antriebsmaschine (2), welche über eine Treibscheibe (4.1) mindestens ein eine Aufzugskabine (3) tragendes flachriemenartiges Tragmittel (12.1, 12.2) antreibt, wobei das Tragmittel mindestens auf einer der Treibscheibe (4.1) zugewandten Lauffläche mehrere in Längsrichtung des Tragmittels parallel verlaufende Rippen (20.1, 20.2) und pro Rippe mindestens zwei in Längsrichtung des Tragmittels orientierte Zugträger (22) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamt-Querschnittsfläche aller Zugträger (22) mindestens 25% einer Querschnittsfläche des Tragmittels (12.1, 12.2) beträgt.
  2. Aufzugsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamt-Querschnittsfläche aller Zugträger (22) 30% bis 40% der Querschnittsfläche des Tragmittels (12.1, 12.2) beträgt.
  3. Aufzugsanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein Aussendurchmesser eines Zugträgers mindestens 30% eines Rippenabstands (T) beträgt.
  4. Aufzugsanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (20.1, 20.2) einen keilförmigen Querschnitt mit einem Flankenwinkel (β) von 60° bis 120° aufweisen.
  5. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (A) zwischen Zentren von einer bestimmten Rippe zugeordneten, benachbarten Zugträgern (22) höchstens 20% kleiner ist als ein Abstand (B) zwischen Zentren von benachbarten Zugträgern (22) nebeneinander liegender Rippen.
  6. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein minimaler Abstand (X) zwischen einer Aussenkontur eines Zugträgers (22) und einer Oberfläche einer Rippe (20.1, 20.2) höchstens 20% der Gesamtdicke (s) des Tragmittels (12.1, 12.2) beträgt.
  7. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von den einer Rippe (20.1, 20.2) zugeordneten Zugträgern (22) jeweils ein äusserer Zugträger weitgehend im Bereich einer senkrechten Projektion (P) von jeweils einer Flanke der Rippe angeordnet ist.
  8. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von den einer Rippe (20.1, 20.2) zugeordneten Zugträgern (22) jeweils ein äusserer Zugträger vollständig im Bereich der senkrechten Projektion (P) von jeweils einer Flanke der Rippe angeordnet ist.
  9. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugträger (22) aus Stahldrahtseilen bestehen.
  10. Aufzugsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahldrahtseile (22) aus mehreren Litzen verseilt sind, die insgesamt mehr als 50 Einzeldrähte (23) enthalten.
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