EP4077192A1 - Aufzuganlage mit mehreren unterschiedlichen tragmitteln - Google Patents

Aufzuganlage mit mehreren unterschiedlichen tragmitteln

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EP4077192A1
EP4077192A1 EP20829938.8A EP20829938A EP4077192A1 EP 4077192 A1 EP4077192 A1 EP 4077192A1 EP 20829938 A EP20829938 A EP 20829938A EP 4077192 A1 EP4077192 A1 EP 4077192A1
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EP
European Patent Office
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suspension
different
suspension element
elements
suspension elements
Prior art date
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Granted
Application number
EP20829938.8A
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English (en)
French (fr)
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EP4077192B1 (de
Inventor
Florian Dold
Andreas Egger
Marcus Junig
Daniel Meierhans
Philipp Müller
Adrian Steiner
Volker Zapf
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Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
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Publication date
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Publication of EP4077192A1 publication Critical patent/EP4077192A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4077192B1 publication Critical patent/EP4077192B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/06—Arrangements of ropes or cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/0065—Roping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/0065—Roping
    • B66B11/008—Roping with hoisting rope or cable operated by frictional engagement with a winding drum or sheave

Definitions

  • the present invention relates to an elevator installation.
  • a car of an elevator system and its counterweight are connected with suspension means.
  • a suspension element can be elongated and bendable transversely to its longitudinal direction.
  • a suspension element can be a rope, a belt, a belt or the like.
  • Each suspension element can have a large number of suspension strands.
  • a rope-like suspension element can be composed of several suspension strands in the form of strands, usually steel strands.
  • a belt-like suspension element can have a plurality of suspension strands that are received in a matrix material.
  • the support means can be designed to hold the weight of the car and the counterweight.
  • the suspension means can be displaced by traction with a drive pulley driven by a drive machine in order to be able to displace the car and the counterweight along travel paths.
  • the suspension means can therefore also be referred to as support-traction means.
  • the suspension elements can all be of the same type and have the same physical properties. Costs of the elevator system can be optimized by using the same suspension means, since material procurement and storage are possible. Furthermore, the same suspension means have essentially identical lifetimes, so that any necessary maintenance or replacement of the suspension means can be easily planned.
  • EP 3 099 854 B1 describes a cable assembly.
  • an elevator installation with at least one car is proposed, with at least two suspension elements with different physical properties being arranged between the car and at least one counterweight of the car.
  • An elevator installation can be a passenger transport installation for transporting people.
  • a rail system of the elevator installation can be arranged in a vertical elevator shaft of a building. At least one car of the elevator system and at least one counterweight per car can be guided movably in the vertical direction through the rail system.
  • Suspension means of the elevator installation can run essentially parallel to the rail system. The suspension elements can be deflected by 180 ° at an upper end of the rail system.
  • the support means are designed to transfer a weight of the car and the counterweight to the rail system or the building. The support means can also be deflected on the cabin and / or the counterweight.
  • a suspension element can be a rope or a belt or belt.
  • a rope can be made up of several strands.
  • a strand can consist of a large number of filaments and / or wires. The strands can be laid in a lay direction opposite to that of the rope.
  • a belt can have several strands or cords embedded next to one another. The strands or cords can be embedded in a matrix material of the belt.
  • the belt or belt can be designed as a smooth belt.
  • the belt or belt can alternatively be designed as a belt profiled on a surface, for example as a V-ribbed belt be.
  • the strands or cords can transmit the load acting on the suspension element along a longitudinal direction of the suspension element.
  • a physical property of a suspension element can reflect or influence various properties and / or functionalities of the suspension element.
  • a physical property can influence the vibration behavior of the individual suspension element.
  • the physical property can also influence the load-bearing capacity of the individual suspension element.
  • the physical property can influence a rupture mechanism or a failure mechanism of the individual suspension element.
  • the physical property can also represent or influence an elongation behavior, a bending behavior, a weight, a material composition, a surface structure or other properties of the suspension element.
  • a physical property of a suspension element can also reflect or influence its chemical reactivity or other chemical properties.
  • the physical properties of the various suspension elements can differ significantly, i.e. for example by more than 10%, preferably more than 20%, more than 50% or even more than 100%, relative to one another.
  • the suspension means can be designed redundantly with regard to a maximum load-bearing capacity to be carried in the elevator system.
  • One of the suspension elements alone can have a load-bearing capacity or load-bearing capacity that is sufficient to securely connect the car and the counterweight without the other suspension element and to hold the loads that occur during normal operation of the elevator system. If one of the suspension elements fails, damage to the other suspension element can be prevented by the suspension elements being arranged, for example, mechanically independently of one another.
  • the support means can for example be attached separately to the cabin.
  • the suspension elements can also each have a separate guide or deflection.
  • the support means can be attached separately to the counterweight.
  • One of the suspension elements can have a greater safety reserve than the other suspension element.
  • a safety reserve such as must be kept at least by suspension means in an elevator system, can be specified by safety standards or regulations such as the European standard EN81.
  • a safety reserve can be represented by a safety factor. The safety factor can express how much the suspension element is overdimensioned in relation to an expected load.
  • One of the suspension elements can have a greater safety factor than the other suspension element. If one of the suspension elements or in one of the suspension elements breaks, the probability is very high that the suspension element with the smaller safety reserve is affected. Since the other suspension element is very likely not affected, the car can be safely stopped and evacuated. The elevator system can thus be safely taken out of operation.
  • the elevator system can be monitored in a targeted manner due to the specified probability of damage.
  • the elevator system can have two counterweights.
  • One of the suspension elements can be connected to the one counterweight.
  • the other support means can be connected to the other counterweight.
  • the support means can be arranged spatially separated from one another.
  • the one counterweight can be arranged on a first side of the cabin.
  • the other counterweight can be arranged on the other side of the cabin.
  • Each of the counterweights can be connected to at least one support means on the roof of the cabin.
  • the suspension means thus run essentially in the vertical direction within an elevator shaft of the elevator installation.
  • the suspension means run within the elevator shaft essentially parallel to a rail system for guiding the car and the counterweight in the vertical direction. In operation, the counterweights move in the opposite direction to the cabin.
  • Each of the counterweights can possibly be held with at least two suspension elements, wherein the suspension elements can have different physical properties.
  • the suspension elements can be part of different suspension element arrangements.
  • One of the suspension element arrangements can have a larger number of suspension elements than the other suspension element arrangement.
  • the suspension element arrangements can be composed of several essentially parallel suspension elements.
  • the suspension element arrangements can consist of several individual ropes.
  • the various physical properties can be adjusted using different numbers of individual ropes.
  • the Suspension means arrangements have different numbers of belts. If the suspension element arrangements have the same safety factors, one suspension element arrangement can have a smaller number of suspension elements each with a larger individual load-bearing capacity, while the other suspension element arrangement can have a larger number of suspension elements each with a smaller individual load-bearing capacity.
  • One of the suspension elements can have larger dimensions than the other suspension element.
  • Ropes can have different rope diameters.
  • Belts can have different belt widths and / or belt thicknesses. Due to different dimensions, the suspension means can have different maximum load capacities. Due to different dimensions, the suspension means can have different failure mechanisms. Due to different failure mechanisms, a simultaneous failure of both suspension elements can be very unlikely.
  • the suspension elements can have different vibration properties. The different vibration properties can be achieved through different internal structures. Due to the different internal structures, the suspension elements can have different resonance frequencies. Due to the different internal structures, the suspension elements can have different failure mechanisms.
  • the suspension means can have a different number of strands with the same load.
  • the strands can have different stiffnesses.
  • the strands can differ in terms of their material, their thickness and / or other physical properties. As a result, the resonance frequency of one suspension element can be higher than the resonance frequency of the other suspension element.
  • Ropes can have different lay directions. Different directions of impact can result in a stimulation in different stimulation planes. This allows vibrations to cancel each other out.
  • ropes can have different lay lengths. For example, a different lay length leads to different excitation frequencies due to contact points between the rope and the pulley at the same unwinding speed, since the Touch points have different distances due to the different lay lengths.
  • the different excitation frequencies can lead to a smooth running of the cabin or a low level of noise pollution in the cabin through vibration damping. The car can thus be moved at high speeds.
  • Ropes can also have different cores.
  • a rope with a fiber core or a core made of synthetic fibers can have a lower density than a rope with a conventional metal core or a metal core.
  • the resonance frequency of one rope can be higher than the resonance frequency of the other rope.
  • the different resonance frequencies can prevent a build-up to a common resonant oscillation.
  • the suspension elements can consist of different materials or material combinations. Different materials or material combinations can lead to different chemical failure mechanisms.
  • a material or a material combination can be damaged by an unexpectedly occurring substance, while the other material or the other material combination is not attacked by the substance.
  • the safety of the elevator system can be improved by different chemical failure mechanisms.
  • the different materials or different material combinations can also lead to different vibration behavior of the suspension elements.
  • the different materials or material combinations can influence a density and / or a bending behavior of the suspension elements and thus lead to different resonance frequencies.
  • a suspension element can for example have strands or cords made of a metal material, while the other suspension element has strands or cords made of another metal material or a fiber material such as plastic, glass, Kevlar or carbon.
  • the suspension elements can have differently shaped cross-sectional areas or be designed as different types of suspension elements.
  • One suspension element can for example have at least one belt.
  • the other suspension element can have at least one rope. Belts and ropes have fundamentally different failure mechanisms. This ensures that both suspension elements never fail at the same time.
  • the suspension elements can have essentially the same elongation properties. Despite different physical and / or chemical properties, the suspension elements can be matched to one another in such a way that they have an essentially identical increase in length with the same load. In this way, a load on the suspension element can be balanced.
  • FIG. 1 shows an illustration of an elevator installation according to an exemplary embodiment.
  • the elevator installation 100 has a car 102 and a counterweight 104 for the car 102.
  • the cabin 102 and the counterweight 104 are connected to one another via a first support means 106 and at least one second support means 108.
  • the suspension elements 106, 108 have different physical properties.
  • a car can be suspended from a large number of standard steel cables. Together, the steel cables can have a safety factor of 12, for example.
  • steel cables of identical strength and performance are used to distribute the load and braking forces evenly. Since all ropes are the same, all ropes can also be tensioned equally and together reach a breaking point.
  • the safety factor can be set significantly higher on one side than on the other side in order to ensure that, after an expected service life, the weaker side always reaches the breaking limit before the stronger side.
  • the weaker side can be defined as a predetermined breaking limit and monitored using simple methods. For example, a break in a rope on the weaker side can be detected by slack rope contact. When the cable break is detected, a brake on the car can be activated and the elevator system can be stopped and deactivated.
  • the second side is designed to be much stronger than the weak side, it can be ruled out that the break of the weak side also leads to a break of the strong side.
  • the elevator system can therefore be safely evacuated and taken out of service until it is repaired.
  • the ropes can alternatively or additionally have different failure mechanisms that cannot occur at the same time.
  • One side can break, but the elevator system can be safely moved into a safe position using the second side.
  • suspension means typically generates excitation frequencies. If these encounter systems of the elevator installation that can vibrate in response to this, there is a joint excitation and acoustic nuisance and / or vibration nuisance for the elevator users. This can be counteracted by suspension means, in particular ropes, with different physical properties. For example, ropes with different numbers of strands can be used to avoid a common excitation frequency.
  • the rope elongation modules and diameter of both rope types can advantageously be chosen to be identical.
  • the suspension elements 106, 108 run essentially in the vertical direction within an elevator shaft of the elevator system 100.
  • the suspension elements 106, 108 run within the elevator shaft essentially parallel to a rail system for guiding the car 104 and the counterweight 104 in the vertical direction.
  • the support means 106, 108 are deflected through 180 ° in order to connect the car 102 and the counterweight 104 to one another. In this way, the car 102 and the counterweight 104 are each moved in opposite directions by the support means 106, 108.
  • the support means 106, 108 are redundant in terms of their load capacity. Each support means 106, 108 alone is designed to carry a weight of the cabin 102 with passengers and a weight of the counterweight 104 with a safety reserve. Should the first support means 106 be damaged, the second support means 108 can safely support and move the car 102 and the counterweight 104.
  • the support means 106, 108 are guided over separate guide rollers.
  • the suspension elements 106, 108 can, however, also be guided over common guide rollers in order to ensure a synchronous movement of the suspension elements 106, 108.
  • the first suspension element 106 has a greater safety reserve than the second suspension element 108.
  • the first suspension element 106 has a safety factor of eight, while the second suspension element 108 has a safety factor of four.
  • the safety factor expresses how many times the respective suspension element 106, 108 is oversized in relation to a maximum permissible load of the elevator system 100. Together, the suspension elements 106, 108 have a safety factor of 12. Due to the different safety factors it is extremely unlikely that the first suspension element 106 will fail.
  • the second suspension element 108 has a significantly higher probability of failure due to the significantly lower safety factor of four. If one of the suspension elements 106, 108 should fail, there is a very high probability that it will be the second suspension element 108. In the exemplary embodiment shown here, in particular the second suspension element 108 can be monitored.
  • the elevator system 100 has a second counterweight 110.
  • the second counterweight 110 is connected to the first support means 106 here.
  • the first suspension element 106 is part of a first suspension element arrangement 112.
  • the first suspension element arrangement 112 has six suspension elements 106.
  • the second suspension element 108 is part of a second suspension element arrangement 114.
  • the second suspension element arrangement 114 has four suspension elements 108.
  • the suspension elements 106 of the first suspension element arrangement 112 all run over common guide rollers.
  • the support means 108 of the second support means arrangement 114 run together over common guide rollers.
  • the suspension element arrangements 112, 114 can have the same load-bearing capacity despite a different number of suspension elements 106, 108.
  • the first suspension element 106 has a larger cross-sectional area than the second suspension element 108. If the suspension elements 106, 108 are ropes, the suspension elements 106, 08 have different rope diameters. If the suspension elements 106, 108 are belts, the suspension elements 106, 108 have different belt widths. As a result of the different dimensions, the suspension elements 106, 108 can both have different safety factors and also have different vibration properties. For example, the first suspension element 106 with the larger cross-sectional area can have a lower natural frequency than the second suspension element 108 with the smaller cross-sectional area.
  • both suspension elements 106, 108 can have different failure mechanisms due to the different cross-sectional areas.
  • the second suspension element 108 can be more flexible than the first suspension element 106 with the larger cross-sectional area. Due to the greater flexibility, the second suspension element 108 can be less prone to fatigue fractures.
  • both suspension elements 106, 108 are ropes.
  • the first support means 106 has a first internal structure.
  • the second support means 108 has a second internal structure.
  • the internal structure can influence the vibration properties of the suspension elements 106, 108.
  • the first suspension element 106 has nine strands as the inner structure of the rope, while the second suspension element has eight strands as the inner structure. Both suspension elements have the same rope diameter and elongation properties.
  • the first suspension element 106 can have a shorter lay length than the second suspension element 108.
  • the lay length denotes a rope length in which a strand is wrapped completely around the rope or helically around the circumference of the rope.
  • the different lay lengths result in differently spaced contact points with the guide rollers.
  • the different distances between the contact points lead to different excitation frequencies of the suspension elements 106, 108 at the same movement speed.
  • the resulting vibrations are transmitted by the suspension elements 106, 108 to the car 102, where they weaken and even cancel each other out due to the different excitation frequencies due to destructive interference can.
  • the suspension elements 106, 108 have different materials or material combinations.
  • a core of the first suspension element 106 can consist of a synthetic fiber material and thus have a lower density than a core of the second suspension element 108 made of a metal material.
  • the first suspension element 106 can also have strands made of a lighter material than the strands of the second suspension element 108. Due to the different density, the suspension elements 106, 108 have different meter weights and thus different vibration properties. The lighter first suspension element 106 can have a higher natural frequency than the heavier second suspension element 108.
  • the different materials can lead to different corrosion properties. Due to the different corrosion properties, one of the suspension elements 106, 108 can be insensitive to a substance, while the other suspension element 106, 108 is attacked by the substance. The different corrosion properties can lead to different failure mechanisms.

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  • Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufzuganlage (100) mit zumindest einer Kabine (102), wobei zwischen der Kabine (102) und zumindest einem Gegengewicht (104) der Kabine (102) zumindest zwei Tragmittel (106, 108) mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften angeordnet sind.

Description

Aufzuganlage mit mehreren unterschiedlichen Tragmitteln
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzuganlage.
Eine Kabine einer Aufzuganlage und ihr Gegengewicht sind mit Tragmitteln verbunden. Ein Tragmittel kann hierbei länglich und quer zu seiner Längsrichtung biegbar sein. Beispielsweise kann ein Tragmittel ein Seil, ein Riemen, ein Gurt oder ähnliches sein. Jedes Tragmittel kann über eine Vielzahl von Tragsträngen verfügen. Beispielsweise kann ein seilartiges Tragmittel aus mehreren Tragsträngen in Form von Litzen, meist Stahllitzen, zusammengesetzt sein. Ein riemenartiges Tragmittel kann mehrere Tragstränge aufweisen, die in einem Matrixmaterial aufgenommen sind.
Die Tragmittel können einerseits dazu ausgelegt sein, das Gewicht der Kabine und des Gegengewichts zu halten. Andererseits können die Tragmittel durch Traktion mit einer von einer Antriebsmaschine angetriebenen Treibscheibe verlagert werden, um die Kabine und das Gegengewicht entlang von Verfahrwegen verlagern zu können. Die Tragmittel können daher auch als Trag-Traktions-Mittel bezeichnet werden.
Die Tragmittel können alle gleichartig sein und gleiche physikalische Eigenschaften aufweisen. Durch gleiche Tragmittel können Kosten der Aufzuganlage optimiert werden, da eine einfache Materialbeschaffung und Lagerhaltung möglich ist. Weiterhin weisen gleiche Tragmittel im Wesentlichen identische Lebensdauern auf, wodurch eine erforderliche Wartung beziehungsweise ein Austausch der Tragmittel einfach geplant werden kann.
Die EP 3 099 854 Bl beschreibt einen Seilverbund.
Es kann unter anderem ein Bedarf an einer verbesserten Aufzuganlage bestehen. Einem solchen Bedarf kann durch eine Aufzuganlage mit zumindest einer Kabine gemäss dem unabhängigen Anspruch entsprochen werden. Vorteilhafte Ausfiührungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird eine Aufzuganlage mit zumindest einer Kabine vorgeschlagen, wobei zwischen der Kabine und zumindest einem Gegengewicht der Kabine zumindest zwei Tragmittel mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften angeordnet sind.
Mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf nachfolgend beschriebenen Ideen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Eine Aufzuganlage kann eine Personentransportanlage zum Transportieren von Personen sein. In einem vertikalen Aufzugschacht eines Gebäudes kann ein Schienensystem der Aufzuganlage angeordnet sein. Zumindest eine Kabine der Aufzuganlage und pro Kabine zumindest ein Gegengewicht können durch das Schienensystem in vertikaler Richtung beweglich geführt sein. Im Wesentlichen parallel zu dem Schienensystem können Tragmittel der Aufzuganlage verlaufen. Die Tragmittel können an einem oberen Ende des Schienensystems um 180° umgelenkt werden. Die Tragmittel sind dazu ausgebildet, ein Gewicht der Kabine und des Gegengewichts auf das Schienensystem beziehungsweise das Gebäude zu übertragen. Die Tragmittel können auch an der Kabine und/oder dem Gegengewicht umgelenkt werden.
Ein Tragmittel kann ein Seil oder ein Riemen beziehungsweise Gurt sein. Ein Seil kann aus mehreren Litzen geschlagen sein. Eine Litze kann aus einer Vielzahl von Filamenten und/oder Drähten bestehen. Die Litzen können in einer zum Seil entgegengesetzten Schlagrichtung geschlagen sein. Ein Riemen kann mehrere nebeneinander eingebettete Litzen beziehungsweise Cords aufweisen. Die Litzen beziehungsweise Cords können in ein Matrixmaterial des Riemens eingebettet sein. Der Riemen beziehungsweise Gurt kann als Glattriemen ausgeführt sein. Der Riemen beziehungsweise Gurt kann alternativ als an einer Oberfläche profilierter Riemen, beispielsweise als Keilrippenriemen, ausgeführt sein. Die Litzen beziehungsweise Cords können die auf das Tragmittel wirkende Last entlang einer Längsrichtung des Tragmittels übertragen.
Eine physikalische Eigenschaft eines Tragmittels kann verschiedene Eigenschaften und/oder Funktionalitäten des Tragmittels wiedergeben bzw. beeinflussen. Beispielsweise kann eine solche physikalische Eigenschaft ein Schwingungsverhalten des einzelnen Tragmittels beeinflussen. Die physikalische Eigenschaft kann auch eine Tragfähigkeit des einzelnen Tragmittels beeinflussen. Die physikalische Eigenschaft kann einen Bruchmechanismus beziehungsweise einen Versagensmechanismus des einzelnen Tragmittels beeinflussen. Die physikalische Eigenschaft kann auch ein Dehnverhalten, ein Biegeverhalten, ein Gewicht, eine Materialzusammensetzung, eine Oberflächenstruktur oder andere Eigenschaften des Tragmittels repräsentieren bzw. beeinflussen. In einem weit ausgelegten Sinne kann eine physikalische Eigenschaft eines Tragmittels auch dessen chemische Reaktionsfähigkeiten oder andere chemische Eigenschaften wiedergeben bzw. beeinflussen. Die physikalischen Eigenschaften können sich bei den verschiedenen Tragmitteln signifikant, d.h. beispielsweise um mehr als 10%, vorzugsweise mehr als 20%, mehr als 50% oder sogar mehr als 100%, relativ zu einander unterscheiden.
Die Tragmittel können hinsichtlich einer in der Aufzuganlage maximal zu tragenden Lasttragfähigkeit redundant ausgeführt sein. Eines der Tragmittel kann allein eine Lasttragfähigkeit bzw. Tragkraft aufweisen, die ausreicht, um die Kabine und das Gegengewicht ohne das andere Tragmittel sicher zu verbinden und deren im Normalbetrieb der Aufzuganlage auftretende Lasten zu halten. Falls eines der Tragmittel versagt, kann eine Beschädigung des anderen Tragmittels verhindert werden, indem die Tragmittel beispielsweise mechanisch unabhängig voneinander angeordnet sind. Die Tragmittel können beispielsweise separat an der Kabine befestigt sein. Die Tragmittel können auch je eine separate Führung beziehungsweise Umlenkung aufweisen. Die Tragmittel können separat am Gegengewicht befestigt sein.
Eines der Tragmittel kann eine grössere Sicherheitsreserve aufweisen als das andere Tragmittel. Eine Sicherheitsreserve, wie sie von Tragmitteln in einer Aufzuganlage mindestens vorzuhalten ist, kann durch Sicherheitsstandards oder Regularien wie beispielsweise die Europäische Norm EN81 vorgegeben sein. Eine Sicherheitsreserve kann durch einen Sicherheitsfaktor repräsentiert sein. Der Sicherheitsfaktor kann ausdrücken, wie stark das Tragmittel bezogen auf eine erwartete Last überdimensioniert ist. Eines der Tragmittel kann einen grösseren Sicherheitsfaktor aufweisen als das andere Tragmittel. Falls es zu einem Bruch eines der Tragmittel bzw. in einem der Tragmittel kommt, ist die Wahrscheinlichkeit sehr gross, dass das Tragmittel mit der kleineren Sicherheitsreserve betroffen ist. Da das andere Tragmittel mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit nicht betroffen ist, kann die Kabine sicher angehalten und evakuiert werden. Die Aufzuganlage kann damit sicher ausser Betrieb genommen werden.
Aufgrund der gegebenen Versagenswahrscheinlichkeit kann besonders das Tragmittel mit der kleineren Sicherheitsreserve auf Schäden überwacht werden. Durch die vorgegebene Schadenswahrscheinlichkeit kann die Aufzuganlage zielgerichtet überwacht werden.
Die Aufzuganlage kann zwei Gegengewichte aufweisen. Eines der Tragmittel kann mit dem einen Gegengewicht verbunden sein. Das andere Tragmittel kann mit dem anderen Gegengewicht verbunden sein. Durch doppelte Ausführung der Gegengewichte können die Tragmittel räumlich voneinander getrennt angeordnet sein. Das eine Gegengewicht kann auf einer ersten Seite der Kabine angeordnet sein. Das andere Gegengewicht kann auf der anderen Seite der Kabine angeordnet sein. Jedes der Gegengewichte kann mit wenigstens je einem Tragmittel auf das Dach der Kabine verbunden sein. Die Tragmittel verlaufen so im Wesentlichen in vertikaler Richtung innerhalb eines Aufzugschachts der Aufzuganlage. Die Tragmittel verlaufen innerhalb des Aufzugschachts im Wesentlichen parallel zu einem Schienensystem zum Führen der Kabine und des Gegengewichts in der vertikalen Richtung. Im Betrieb bewegen sich die Gegengewichte so in entgegengesetzter Richtung zur Kabine. Eventuell kann jedes der Gegengewichte jeweils mit wenigstens zwei Tragmitteln gehalten sein, wobei die Tragmittel unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen können.
Die Tragmittel können Bestandteil unterschiedlicher Tragmittelanordnungen sein. Eine der Tragmittelanordnungen kann eine grössere Anzahl an Tragmitteln aufweisen als die andere Tragmittelanordnung. Die Tragmittelanordnungen können aus mehreren im Wesentlichen parallelen Tragmitteln zusammengesetzt sein. Bei Tragmitteln in Seilform können die Tragmittelanordnungen aus mehreren Einzelseilen bestehen. Die verschiedenen physikalischen Eigenschaften können durch unterschiedliche Anzahlen an Einzelseilen eingestellt werden. Bei Tragmitteln in Riemenform können die Tragmittelanordnungen unterschiedliche Anzahlen an Riemen aufweisen. Wenn die Tragmittelanordnungen gleiche Sicherheitsfaktoren aufweisen, kann die eine Tragmittelanordnung eine kleinere Anzahl Tragmittel mit je einer grösseren Einzeltragkraft aufweisen, während die andere Tragmittelanordnung eine grössere Anzahl Tragmittel mit je einer kleineren Einzeltragkraft aufweisen kann.
Eines der Tragmittel kann grössere Abmessungen aufweisen als das andere Tragmittel. Seile können unterschiedliche Seildurchmesser aufweisen. Riemen können unterschiedliche Riemenbreiten und/oder Riemendicken aufweisen. Durch unterschiedliche Abmessungen können die Tragmittel unterschiedliche maximale Traglasten aufweisen. Durch unterschiedliche Abmessungen können die Tragmittel unterschiedliche Versagensmechanismen aufweisen. Durch unterschiedliche Versagensmechanismen kann ein gleichzeitiges Versagen beider Tragmittel sehr unwahrscheinlich sein.
Die Tragmittel können unterschiedliche Schwingungseigenschaften aufweisen. Die unterschiedlichen Schwingungseigenschaften können durch unterschiedliche innere Strukturen erreicht werden. Durch die unterschiedlichen inneren Strukturen können die Tragmittel unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen. Durch die unterschiedlichen inneren Strukturen können die Tragmittel unterschiedliche Versagensmechanismen aufweisen.
Beispielsweise können die Tragmittel bei gleicher Traglast eine unterschiedliche Anzahl Litzen aufweisen. Die Litzen können eine unterschiedliche Steifigkeit aufweisen. Ferner können sich die Litzen hinsichtlich ihres Materials, ihrer Dicke und/oder anderer physikalischer Eigenschaften unterscheiden. Dadurch kann die Resonanzfrequenz des einen Tragmittels höher sein als die Resonanzfrequenz des anderen Tragmittels.
Seile können eine unterschiedliche Schlagrichtung aufweisen. Durch unterschiedliche Schlagrichtungen kann eine Anregung in unterschiedlichen Anregungsebenen erfolgen. Dadurch können sich Schwingungen gegenseitig tilgen. Insbesondere können Seile eine unterschiedliche Schlaglänge aufweisen. Eine unterschiedliche Schlaglänge führt beispielsweise bei gleicher Abrollgeschwindigkeit zu unterschiedlichen Anregungsfrequenzen durch Berührungspunkte zwischen dem Seil und der Rolle, da die Berührungspunkte aufgrund der verschiedenen Schlaglängen unterschiedliche Abstände aufweisen. Die unterschiedlichen Anregungsfrequenzen können durch Schwingungstilgung zu einem ruhigen Lauf der Kabine beziehungsweise einer geringen Geräuschbelastung in der Kabine führen. Die Kabine kann so mit hohen Geschwindigkeiten bewegt werden.
Seile können ebenso unterschiedliche Kerne aufweisen. Ein Seil mit einem Faserkem beziehungsweise einer Seele aus Kunstfasern kann eine geringere Dichte aufweisen als ein Seil mit einem konventionellen Metallkem beziehungsweise einer Metallseele. Dadurch kann die Resonanzfrequenz des einen Seils höher sein als die Resonanzfrequenz des anderen Seils. Die unterschiedlichen Resonanzfrequenzen können ein Aufschaukeln zu einer gemeinsamen resonanten Schwingung verhindern.
Die Tragmittel können aus unterschiedlichen Materialien beziehungsweise Materialkombinationen bestehen. Unterschiedliche Materialien beziehungsweise Materialkombinationen können zu unterschiedlichen chemischen Versagensmechanismen führen.
Beispielsweise kann ein Material beziehungsweise eine Materialkombination durch eine unerwartet auftretende Substanz geschädigt werden, während das andere Material beziehungsweise die andere Materialkombination von der Substanz nicht angegriffen wird. Durch unterschiedliche chemische Versagensmechanismen kann eine Sicherheit der Aufzuganlage verbessert werden. Ebenso können die unterschiedlichen Materialien beziehungsweise unterschiedlichen Materialkombinationen zu einem unterschiedlichen Schwingungsverhalten der Tragmittel führen. Die unterschiedlichen Materialien beziehungsweise Materialkombinationen können eine Dichte und/oder ein Biegeverhalten der Tragmittel beeinflussen und damit zu unterschiedlichen Resonanzfrequenzen führen. Ein Tragmittel kann beispielsweise Litzen oder Cords aus einem Metallmaterial aufweisen, während das andere Tragmittel Litzen oder Cords aus einem anderen Metallmaterial oder einem Fasermaterial, wie Kunststoff, Glas, Kevlar oder Carbon, aufweist.
Die Tragmittel können unterschiedlich geformte Querschnittsflächen aufweisen bzw. als unterschiedliche Tragmitteltypen ausgestaltet sein. Das eine Tragmittel kann beispielsweise zumindest einen Riemen aufweisen. Das andere Tragmittel kann zumindest ein Seil aufweisen. Riemen und Seil weisen grundlegend verschiedene Versagensmechanismen auf. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nie beide Tragmittel gleichzeitig versagen.
Die Tragmittel können im Wesentlichen gleiche Dehnungseigenschaften aufweisen. Trotz unterschiedlichen physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften können die Tragmittel so aufeinander abgestimmt sein, dass sie bei gleicher Belastung eine im Wesentlichen identische Längenzunahme aufweisen. So kann eine Belastung auf die Tragmittel ausglichen sein.
Es wird daraufhingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei weder die Zeichnung noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer Aufzuganlage gemäss einem Ausführungsbeispiel.
Die Figur ist lediglich schematisch und nicht massstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
Fig. 1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Aufzuganlage 100 gemäss einem Ausführungsbeispiel. Die Aufzuganlage 100 weist eine Kabine 102 und ein Gegengewicht 104 zu der Kabine 102 auf. Die Kabine 102 und das Gegengewicht 104 sind über ein erstes Tragmittel 106 und zumindest ein zweites Tragmittel 108 miteinander verbunden. Die Tragmittel 106, 108 weisen unterschiedliche physikalische Eigenschaften auf. Bei einer herkömmlichen Aufzuganlage kann eine Kabine an einer Vielzahl von Standard-Stahlseilen aufgehängt sein. Zusammen können die Stahlseile beispielsweise einen Sicherheitsfaktor von 12 aufweisen. Herkömmlicherweise werden dazu Stahlseile mit identischer Stärke und Leistungsfähigkeit verwendet, um die Last und Bremskräfte gleichmässig zu verteilen. Da dabei alle Seile gleich sind, können auch alle Seile gleich gespannt sein und gemeinsam eine Bruchgrenze erreichen.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird gezielt und konzeptionsmässig eine Asymmetrie in das System eingefügt. Dabei kann beispielsweise der Sicherheitsfaktor auf einer Seite deutlich grösser eingestellt werden als auf der anderen Seite, um sicherzustellen, dass nach einer erwarteten Lebensdauer die schwächere Seite immer vor der stärkeren Seite die Bruchgrenze erreicht.
Die schwächere Seite kann dabei als vorbestimmte Bruchgrenze definiert werden und über einfache Methoden überwacht werden. Beispielsweise kann ein Bruch eines Seils der schwächeren Seite durch einen Schlappseilkontakt erkannt werden. Beim Erkennen des Seilbruchs kann eine Bremse der Kabine aktiviert werden und die Aufzuganlage kann gestoppt und deaktiviert werden.
Da die zweite Seite viel stärker als die schwache Seite ausgelegt ist, kann ausgeschlossen werden, dass der Bruch der schwachen Seite auch zu einem Bruch der starken Seite führt. Die Aufzuganlage kann also sicher evakuiert und bis zu einer Reparatur ausser Betrieb genommen werden.
Falls die starke Seite nach dem Bruch der schwachen Seite während des Stillstands der Aufzuganlage auch brechen sollte, ist zumindest sichergestellt, dass die Kabine leer ist.
Die Seile können alternativ oder ergänzend unterschiedliche Versagensmechanismen aufweisen, die nicht gleichzeitig eintreten können. Dabei kann eine Seite brechen, die Aufzuganlage aber unter Verwendung der zweiten Seite sicher in eine sichere Lage bewegt werden.
Ein weiterer Grund zur Anwendung von Ausführungsformen des hier vorgestellten Ansatzes ist, dass durch den Einsatz von Stahlseilen als Tragmittel durch die Seilschlaglänge typischerweise Anregungsfrequenzen entstehen. Treffen diese auf in Resonanz dazu schwingfähige Systeme der Aufzuganlage, kommt es zu einer gemeinsamen Anregung und zu Akustikbelästigungen und/oder Vibrationsbelästigungen der Aufzugnutzer. Durch Tragmittel, insbesondere Seile, mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften kann dem entgegengewirkt werden. Beispielsweise können Seile mit unterschiedlich vielen Litzen verwendet werden, um eine gemeinsame Anregungsfrequenz zu vermeiden. Die Seildehnungsmodule und Durchmesser beider Seiltypen können dabei vorteilhafterweise identisch gewählt werden.
Die Tragmittel 106, 108 verlaufen im Wesentlichen in vertikaler Richtung innerhalb eines Aufzugschachts der Aufzuganlage 100. Die Tragmittel 106, 108 verlaufen innerhalb des Aufzugschachts im Wesentlichen parallel zu einem Schienensystem zum Führen der Kabine 104 und des Gegengewichts 104 in der vertikalen Richtung. An einem oberen Ende des Aufzugschachts werden die Tragmittel 106, 108 um 180° umgelenkt, um die Kabine 102 und das Gegengewicht 104 miteinander zu verbinden. Damit werden die Kabine 102 und das Gegengewicht 104 von den Tragmitteln 106, 108 jeweils in entgegengesetzte Richtungen bewegt.
Die Tragmittel 106, 108 sind hinsichtlich ihrer Traglastfähigkeit redundant. Jedes Tragmittel 106, 108 allein ist dazu ausgelegt, ein Gewicht der Kabine 102 mit Passagieren und ein Gewicht des Gegengewichts 104 mit einer Sicherheitsreserve zu tragen. Sollte das erste Tragmittel 106 beschädigt werden, kann das zweite Tragmittel 108 die Kabine 102 und das Gegengewicht 104 sicher tragen und bewegen. Die Tragmittel 106, 108 sind dabei über separate Führungsrollen geführt. Die Tragmittel 106, 108 können jedoch auch über gemeinsame Führungsrollen geführt werden, um eine synchrone Bewegung der Tragmittel 106, 108 sicherzustellen.
In einem Ausführungsbeispiel weist das erste Tragmittel 106 eine grössere Sicherheitsreserve auf als das zweite Tragmittel 108. Beispielsweise weist das erste Tragmittel 106 einen Sicherheitsfaktor von acht auf, während das zweite Tragmittel 108 einen Sicherheitsfaktor von vier aufweist. Der Sicherheitsfaktor drückt dabei aus, um wievielmal das jeweilige Tragmittel 106, 108 bezogen auf eine zulässige Höchstlast der Aufzuganlage 100 überdimensioniert ist. Zusammen weisen die Tragmittel 106, 108 einen Sicherheitsfaktor von 12 auf. Aufgrund der unterschiedlichen Sicherheitsfaktoren ist es extrem unwahrscheinlich, dass das erste Tragmittel 106 versagt. Das zweite Tragmittel 108 weist aufgrund des deutlich geringeren Sicherheitsfaktors von vier demgegenüber eine wesentlich höhere Versagenswahrscheinlichkeit auf. Falls also eines der Tragmittel 106, 108 versagen sollte, wird es mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit das zweite Tragmittel 108 sein. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel kann insbesondere das zweite Tragmittel 108 überwacht werden.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Aufzuganlage 100 ein zweites Gegengewicht 110 auf. Das zweite Gegengewicht 110 ist hier mit dem ersten Tragmittel 106 verbunden.
In einem Ausführungsbeispiel ist das erste Tragmittel 106 Teil einer ersten Tragmittelanordnung 112. Die erste Tragmittelanordnung 112 weist sechs Tragmittel 106 auf. Das zweite Tragmittel 108 ist Teil einer zweiten Tragmittelanordnung 114. Die zweite Tragmittelanordnung 114 weist vier Tragmittel 108 auf. Die Tragmittel 106 der ersten Tragmittelanordnung 112 laufen alle über gemeinsame Führungsrollen. Ebenso laufen die Tragmittel 108 der zweiten Tragmittelanordnung 114 zusammen über gemeinsame Führungsrollen. Die Tragmittelanordnungen 112, 114 können trotz unterschiedlicher Anzahl von Tragmitteln 106, 108 die gleiche Tragfähigkeit aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel weist das erste Tragmittel 106 eine grössere Querschnittsfläche auf als das zweite Tragmittel 108. Wenn die Tragmittel 106, 108 Seile sind, weisen die Tragmittel 106, 08 unterschiedliche Seildurchmesser auf. Wenn die Tragmittel 106, 108 Riemen sind, weisen die Tragmittel 106, 108 unterschiedliche Riemenbreiten auf. Durch die unterschiedlichen Abmessungen können die Tragmittel 106, 108 sowohl unterschiedliche Sicherheitsfaktoren aufweisen, als auch unterschiedliche Schwingungseigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann das erste Tragmittel 106 mit der grösseren Querschnittsfläche eine niedrigere Eigenfrequenz aufweisen als das zweite Tragmittel 108 mit der kleineren Querschnittsfläche.
Weiterhin können die Tragmittel 106, 108 aufgrund der unterschiedlichen Querschnittsfläche unterschiedliche Versagensmechanismen aufweisen. Beispielsweise kann das zweite Tragmittel 108 aufgrund der geringeren Querschnittsfläche biegsamer sein als das erste Tragmittel 106 mit der grösseren Querschnittsfläche. Durch die grössere Biegsamkeit kann das zweite Tragmittel 108 weniger anfällig für Ermüdungsbrüche sein. In einem Ausführungsbeispiel sind beide Tragmittel 106, 108 Seile. Das erste Tragmittel 106 weist eine erste innere Struktur auf. Das zweite Tragmittel 108 weist eine zweite innere Struktur auf. Die innere Struktur kann Schwingungseigenschaften der Tragmittel 106, 108 beeinflussen. Beispielsweise weist das erste Tragmittel 106 als innere Struktur des Seils neun Litzen auf, während das zweite Tragmittel als innere Struktur acht Litzen aufweist. Dabei weisen beide Tragmittel gleiche Seildurchmesser und Dehnungseigenschaften auf.
Alternativ oder ergänzend kann das erste Tragmittel 106 eine kürzere Schlaglänge aufweisen, als das zweite Tragmittel 108. Die Schlaglänge bezeichnet dabei eine Seillänge, in der eine Litze einmal vollständig um das Seil bzw. helixartig um den Seilumfang geschlagen ist. Durch die unterschiedliche Schlaglänge ergeben sich unterschiedlich voneinander beabstandete Berührungspunkte mit den Führungsrollen. Die unterschiedlichen Abstände zwischen den Berührungspunkten führen bei gleicher Bewegungsgeschwindigkeit zu unterschiedlichen Anregungsfrequenzen der Tragmittel 106, 108. Die resultierenden Schwingungen werden durch die Tragmittel 106, 108 auf die Kabine 102 übertragen, wo sie sich aufgrund der unterschiedlichen Anregungsfrequenzen durch destruktive Interferenz abschwächen und sogar gegenseitig auslöschen können.
In einem Ausführungsbeispiel weisen die Tragmittel 106, 108 unterschiedliche Materialien beziehungsweise Materialkombinationen auf. Beispielsweise kann eine Seele des ersten Tragmittels 106 aus einem Kunstfasermaterial bestehen und dadurch eine geringere Dichte aufweisen als eine Seele des zweiten Tragmittels 108 aus einem Metallmaterial.
Das erste Tragmittel 106 kann auch Litzen aus einem leichteren Material als die Litzen des zweiten Tragmittels 108 aufweisen. Durch die unterschiedliche Dichte weisen die Tragmittel 106, 108 unterschiedliche Metergewichte und somit unterschiedliche Schwingungseigenschaften auf. Das leichtere erste Tragmittel 106 kann eine grössere Eigenfrequenz aufweisen als das schwerere zweite Tragmittel 108.
Zusätzlich können die unterschiedlichen Materialien zu unterschiedlichen Korrosionseigenschaften führen. Durch die unterschiedlichen Korrosionseigenschaften kann eines der Tragmittel 106, 108 unempfindlich gegen eine Substanz sein, während das andere Tragmittel 106, 108 von der Substanz angegriffen wird. Die unterschiedlichen Korrosionseigenschaften können zu unterschiedlichen Versagensmechanismen führen.
Abschliessend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschliessen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschliessen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Aufzuganlage (100) mit zumindest einer Kabine (102), wobei zwischen der Kabine (102) und zumindest einem Gegengewicht (104) der Kabine (102) zumindest zwei Tragmittel (106, 108) mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften angeordnet sind, wobei die Aufzuganlage (100) mit zwei Gegengewichten (104, 110) ausgeführt ist, wobei eines der Tragmittel (106) mit dem einen Gegengewicht (110) verbunden ist und das andere Tragmittel (108) mit dem anderen Gegengewicht (104) verbunden ist, wobei die Tragmittel (106, 108) hinsichtlich einer in der Aufzuganlage maximal zu tragenden Lasttragfahigkeit redundant ausgeführt sind.
2. Aufzuganlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eines der Tragmittel (106) eine grössere Sicherheitsreserve aufweist als das andere Tragmittel (108).
3. Aufzuganlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tragmittel (106, 108) Bestandteil unterschiedlicher Tragmittelanordnungen (112, 114) sind, wobei eine der Tragmittelanordnungen (112) eine grössere Anzahl an Tragmitteln (106) aufweist als die andere Tragmittelanordnung (114).
4. Aufzuganlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eines der Tragmittel (106) grössere Abmessungen aufweist als das andere Tragmittel (108).
5. Aufzuganlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tragmittel (106, 108) unterschiedliche Schwingungseigenschaften aufweisen.
6. Aufzuganlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tragmittel (106, 108) aus unterschiedlichen Materialien beziehungsweise Materialkombinationen bestehen.
7. Aufzuganlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tragmittel (106, 108) unterschiedlich geformte Querschnittsflächen aufweisen.
8. Aufzuganlage (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tragmittel (106, 108) gleiche Dehnungseigenschaften aufweisen.
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