WO2008155415A1

WO2008155415A1 - Aufzugselement zum antreiben oder umlenken eines aufzugstragmittels in einer aufzugsanlage

Info

Publication number: WO2008155415A1
Application number: PCT/EP2008/057891
Authority: WO
Inventors: Hans BLÖCHLE; Ernst Ach
Original assignee: Inventio Ag
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2008-12-24
Also published as: EP2006236B1; ATE526273T1; ES2374655T3; EP2162378A1; EP2006236A1

Abstract

Aufzugselement (1) und Aufzugsanlage mit einem Aufzugselement (1) zum Antreiben oder Umlenken eines Auf zugstragmittels (2) in der Aufzugsanlage, sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzugselementes. Das Aufzugselement ist aus einem untereutektoiden Stahl gefertigt und weist eine Kontaktfläche (4) zum Zusammenwirken mit einem Aufzugstragmittel auf.

Description

Aufzugselement zum Antreiben oder Umlenken eines Aufzugs- tragmittels in einer Aufzugsanlage

Die Erfindung betrifft ein Aufzugselement zum Antreiben und/oder Umlenken eines Aufzugstragmittels in einer Aufzugsanlage, eine Aufzugsanlage mit einem solchen Aufzugselement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzugselements .

Ein erfindungsgemässes Aufzugselement weist mindestens eine Kontaktfläche auf, über welche das Aufzugselement mit dem Aufzugstragmittel zusammenwirkt, um eine Antriebskraft von einer Antriebseinheit auf das Aufzugstragmittel zu übertragen oder ein solches Aufzugstragmittel innerhalb der Aufzugsanlage umzulenken. Bevorzugt ist ein solches Aufzugselement in der Form einer Treibscheibe oder einer Umlenkscheibe ausgeführt. Unter einem Aufzugstragmittel ist dabei ein flexibles, seil- oder riemenartiges Zugelement zu verstehen, das insbesondere einen oder mehrere Zugträger in einem Elastomermantel umfasst, wobei mit Hilfe des Aufzugstragmittels mindestens eine Aufzugskabine, vorzugsweise aber eine Aufzugskabine und ein Gegengewicht, in der Aufzugsanlage getragen und bewegt wird.

Für ältere Aufzugssysteme mit Stahlseilen als Aufzugstragmittel sind Aufzugselemente der oben genannten Art aus Gusseisen hergestellt worden. Mit den neueren Aufzugstragmitteln, die in der Regel sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckende Zugträger eingehüllt in eine Elastomerum- mantelung aufweisen, ist es bekannt, Treibscheiben aus Stahl herzustellen. Die Ausgestaltung der Treibscheiben zielt dabei darauf ab, im Zusammenwirken mit den Tragmitteln eine gute Traktion bei langer Lebensdauer des Tragmittels und der Treibscheibe zu erhalten. Ein wesentlicher Aspekt bei diesem Zusammenspiel sind die Eigenschaften jener Bereiche der Aufzugselemente die als Kontaktflächen unmittelbar mit einem Aufzugstragmittel in Wirkkontakt stehen.

Aus der WO00/59819 ist beispielsweise ein Aufzugssystem mit einer aus Stahl gefertigten Treibscheibe bekannt, die mit einem elastomerummantelten Flachriemen zusammenwirkt. Die besten Traktionseigenschaften werden gemäss WO00/59819 dadurch erreicht, dass die Treibscheibe im Bereich ihrer Kontaktflächen in Umfangsrichtung einen Rauheitswert von 1 bis 3 Mikrometer aufweist. Dieser Wert soll am besten durch Sand- oder Kugelstrahlen erreicht werden. Ein Rau- heitswert in axialer Richtung ist nicht angegeben. Um die

Kontaktflächen vor Verschleiss zu schützen, können diese mit einer Beschichtung versehen sein, die eine Härte von mehr als 40 HRC besitzt. Aufgrund der geringen Dicke der Beschichtung soll der Rauheitswert der Kontaktfläche in Umfangrichtung auch mit der Beschichtung unverändert im

Bereich von 1 bis 3 Mikrometer liegen. Umlenkrollen haben in einem Aufzugssystem gemäss der WO00/59819 keine Traktionsaufgaben, so dass sie aus einem Material mit geringer Reibung gefertigt oder im Bereich ihrer Kontaktflächen mit einem solchen Material beschichtet sein sollen. Als Beispiel für das Material ist Polyurethan genannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstige Aufzugsanlage mit geringem Wartungsaufwand zu Verfügung zu stellen, wobei insbesondere ein Aufzugselement zum

Einsatz kommen soll, das bei möglichst geringem Herstellungsaufwand eine Optimierung des Verschleissverhaltens zwischen Aufzugselement und Aufzugstragmittel ermöglicht. Ein erfindungsgemässes Verfahren soll die kostengünstige Herstellung eines solchen Aufzugselementes ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein

Aufzugselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1, hergestellt mit einem Verfahren gemäss den Merkmalen des Anspruches 11 bzw. mit einer Aufzugsanlage gemäss den Merkmalen des Anspruches 6.

Erfindungsgemäss ist ein Aufzugselement zum Antreiben oder Umlenken mindestens eines Aufzugstragmittels in einer Aufzugsanlage, aus untereutektoidem Stahl gefertigt und weist mindestens eine Kontaktfläche auf, die mit dem mindestens einem Aufzugstragmittel zusammenwirkt. Die

Fertigung des Aufzugelementes aus untereutektoidem Stahl ermöglicht es, die Eigenschaften dieses Bauteils, wie Zähigkeit, Festigkeit, Oberflächengüte (Härte, Rauheit, Verschleisswiderstand) sehr gezielt auf die jeweiligen Bedürfnisse, insbesondere auf die Oberflächenbeschaffenheit des Aufzugstragmittels anzupassen. Dabei sind erfindungsgemäss verschiedene Bearbeitungsmethoden, besonders im Zusammenhang mit untereutektoiden Stählen mit Kohlenstoffgehalten von weniger als 0.8% vorgesehen. Hierzu sind insbesondere Warm- und Kaltumformen, spanabhebende Bearbeitungsformen, Schneiden, Schweissen, Löten verschiedene Wärmebehandlungen etc. vorgeschlagen. Was im Einzelnen in der Praxis sinnvoll eingesetzt werden kann, hängt jeweils von der genauen Legierungszusammensetzung des untereutektoi- den Stahles ab. Die Variationsmöglichkeit der Legierungszusammensetzung mit der grossen Anzahl Bearbeitungsmöglichkeiten eröffnet eine grosse Kombinationsvielfalt, die wiederum ein sehr gezieltes Ausgestalten des Aufzugselementes und seiner Eigenschaften erlaubt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kontaktfläche des Aufzugselements einen in seiner Umfangsrichtung gemessenen arithmetischen Mittenrauwert zwischen 0.1 und 0.8 Mikrometer auf. In einem solchen Rauheitsbereich ist der Abrieb auf Seiten des Aufzugtragmittels besonders gering und der Wartungsaufwand einer Aufzugsanlage mit einem solchen Aufzugselement ist entsprechend kleiner. Ein optimaler Kompromiss zwischen Fertigungsaufwand und Laufverhalten ergibt sich bei Rauheitswerten im Bereich von 0.2 bis 0.6 Mikrometer.

In einer andern bevorzugten Ausführungsform ist das Aufzugselement aus Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0.35% und 0.5% gefertigt. Bei diesen Kohlenstoffgehalten sind die Variationsmöglichkeiten, verschiedene Gefüge mit ihren entsprechenden Eigenschaften durch Wärmebehandlung erzielen zu können, am grössten. Insbesondere bei Kohlenstoffgehalten von 0.4% bis 0.45% lassen sich durch entsprechende Wärmebehandlung Festigkeit und Bruchdehnung sowie Härte in einem weiten Bereich durch Wärmebehandlung variieren. Durch die gute Einstellbarkeit des Gefüges dieses Stahls lässt sich leicht eine entsprechende Oberflächenbearbeitung finden, mit der im Bereich der Kontaktfläche des Aufzugselements ein in Achsrichtung gemessener arithmetischer Mittenrauwert von mehr als 0.4 Mikrometer, vorzugsweise 0.4 bis 0.95 Mikrometer erzielt werden kann, was sich positiv auswirkt auf die Möglichkeiten der Kontaktfläche, führend auf das Aufzugstragmittel einzuwirken. In einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die gemessenen arithmetischen Mittenrauwerte der Kontaktfläche eines Aufzugselementes in Umfangsrichtung und in Achsrichtung. Da die Rauheitswerte nicht nur Einfluss haben auf den Verschleiss des Aufzugstragmittels sondern beispielsweise auch auf die Fähigkeit der Kontaktfläche führend auf das Tragmittel einzuwirken, können über das gezielte Einsetzen der Rauheitsunterschiede zwischen Achsrichtung und Umfangs- richtung spezielle Effekte erzielt werden. Üblicherweise wurde bisher der Richtungsabhängigkeit der Rauheit keine

Aufmerksamkeit geschenkt. So konnte es passieren, dass trotz höherer Herstellungskosten Aufzugselemente geringen Rauheitswerten im Bereich ihrer Kontaktflächen gefertigt wurden zugunsten einer langen Lebensdauer der Tragmittel. Dies verringerte dann zwar den Verschleiss der Tragmittel, führte aber insbesondere bei Verwendung von Flachriemen dazu, dass das Aufzugstragmittel nicht mehr ausreichend mittig über die antreibenden und/oder umlenkenden Aufzugselemente geführt wurde. Die Folge war eine geringere Laufruhe bis hin zum Kontaktverlust zwischen Aufzugstragmittel und der zugeordneten Kontaktfläche. Verzichtete man angesichts dieses Problems auf die geringe Rauhigkeit, konnte man zwar die Herstellungskosten geringer halten und die Laufruhe zurückgewinnen, aber dafür erhöhte sich wieder der Verschleiss am Aufzugstragmittel. Mit unterschiedlichen Rauheitswerten in Achsrichtung und in Umfangsrichtung können Probleme dieser Art gelöst werden. Insbesondere dann, wenn der Unterschied der gemessenen arithmetischen Mittenrauwerte grösser als 0.2 Mikrometer ist. Das oben angesprochene Problem lässt sich insbesondere dadurch lösen, dass der gemessene arithmetische Mittenrauwert in Umfangsrichtung kleiner gewählt wird als derjenige in Achsrichtung. Das Aufzugselement gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zumindest bereichsweise aus einem Vergütungsstahl hergestellt. Vergütungsstähle sind in ihrer Zusammensetzung, insbesondere auch was den Anteil an Eisenbegleitern (wie Si, Mn, P) angeht, besonders gut für Wärmebehandlung geeignet. Sie können durch gezielte Wärmebehandlung gehärtet, in Bezug auf eine zerspanende Bearbeitung optimiert oder nach einer solchen Bearbeitung in ihrer Zähigkeit, Festigkeit und Bruchdehnung eingestellt werden. Somit ist es mit einem

Vergütungsstahl besonders einfach, ein Aufzugselement mit einer Kontaktfläche zu fertigen, die in Umfangrichtung einen gemessenen arithmetischen Mittenrauwert kleiner 1 Mikrometer hat sowie eine Härte zwischen 10 und 30 HRC aufweist. Letzteres ist besonders vorteilhaft im Zusammenwirken mit Aufzugstragmitteln, die einen Elastomermantel aufweisen. Insbesondere kann im Bereich dieser Härtewerte die Konfiguration durch eine optimierte Abstimmung zwischen den Härtewerten und dem Verschleisswiderstand des mit dem Stahl in Kontakt kommenden Elastomers so eingestellt werden, dass das Aufzugstragmittel und das Aufzugselement gemeinsam einem minimierten Verschleiss unterliegen.

Aufzugsanlagen mit wenigstens einem erfindungsgemässen Aufzugselement sind wartungsärmer ausführbar, wobei sich der Vorteil bei Verwendung mehrerer erfindungsgemässer Aufzugselemente vergrössert. Da die grösste Belastung beim Zusammenwirken eines Aufzugelementes mit einem Aufzugtragmittel im Bereich einer Treibscheibe erfolgt, ist es besonders vorteilhaft, wenn in einer Aufzuganlage, insbesondere in einer Aufzuganlage mit einer 1 : 1-Aufhängung von Kabine und Gegengewicht, wenigstens eine Treibscheibe erfindungsgemäss ausgeführt ist. In modifizierten Ausführungsbeispielen sind Aufzugsanlagen mit 2:1- oder 4 : 1-Aufhängungen vorgesehen, bei denen mehrere Umlenkrollen an Kabine und Gegengewicht vorgesehen sind, wobei alle Umlenkrollen als erfindungsge- mässe Aufzugselemente ausgestaltet sind.

Besonders vorteilhaft sind die erfindungsgemässen Aufzugselemente im Zusammenwirken mit Aufzugstragmitteln, die mindestens einen Zugträger aufweisen, der sich in Längsrich- tung des Tragmittels erstreckt und der von einem Elastomermantel wenigstens teilweise eingehüllt ist. Dabei kann der Zugträger aus Stahldrähten und/oder aus Kunstfasern, wie Aramidfasern, Nylon, etc. oder einem Gemisch der Fasern bzw. der Fasern und der Stahldrähte gebildet sein. Das Elastomer ist vorzugsweise ein Polyurethan oder EPM bzw. EPDM mit

Shore Härten von 65 A bis 95 A. Für gezielte Anpassungen an die gegebenen Bedingungen kann es auch vorteilhaft sein, verschiedene Elastomere in der Ummantelung zu verarbeiten, z.B. in verschiedenen Schichten oder als Umhüllung einzelner Zugträger aus einem ersten Elastomer, wobei sich die umhüllten Zugträger in einem gemeinsamen Mantel aus einem zweiten Elastomer befinden.

Im Zusammenwirken mit Aufzugstragmitteln der oben beschrie- benen Art können Durchmesserverhältnisse von Treibscheibendurchmessern D und Zugträgerdurchmessern d kleiner 40 (D/d ≤40) realisiert werden. Dies ist für die Herstellung erfindungsgemässer Treibscheiben und Umlenkscheiben besonders vorteilhaft, weil bei einer Wärmebehandlung ein Durchwärmen des Aufzugselementes dadurch besonders einfach wird. Erfindungsgemäss sind untereutektoide Stähle und insbesondere Vergütungsstähle sowohl für die Herstellung einer Antriebs-/Motorwelle als auch für die Herstellung einer Treibscheibe vorgesehen, so dass erfindungsgemässe Aufzugs- elemente einfach und kostengünstig als einstückige Einheit mit einer Antriebswelle einer Antriebseinheit einer Aufzugsanlage ausführbar sind.

In diesem Zusammenhang und bei Verwendung von elastomerum- mantelten Tragmitteln ist es besonders vorteilhaft, wenn die Antriebseinheit einen Permanentmagnetmotor, insbesondere einen Permanentmagnetmotor mit einem Innenläufer umfasst. Die Elastomerummantelung eines Aufzugstragmittels kann insbesondere, wenn ein Aufzug längere Zeit still steht, in seiner Haltbarkeit durch übermässige Hitzeeinwirkung ausgehend vom Motor beeinträchtigt werden. Permanentmagnetmotoren übertragen aber weniger Wärme als andere Motoren auf die Welle und somit auf die Treibscheibe und das über die Treibscheibe geführte Aufzugstragmittel, weshalb sie unter den genannten Umständen mit besonderem Vorteil eingesetzt werden .

Für die Herstellung von Aufzugselementen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen untereutektoiden Stahl als Grundwerkstoff für das Aufzugselement zu wählen. Der Vorteil liegt darin, dass sich dieses Material mit einer besonderen Vielzahl unterschiedlicher Bearbeitungsverfahren verarbeiten lässt und sich seine Eigenschaften abhängig von diesen Bearbeitungsverfahren in einer grossen Bandbreite variieren lassen. Ein Aufzugselement aus untereutektoidem Stahl kann daher sehr gezielt in seinen Eigenschaften an die jeweiligen Anforderungen angepasst hergestellt werden. Besonders genau lassen sich die Eigenschaften auf die jeweiligen Anforderungen anpassen, wenn die genaue Legierungszusammensetzung und insbesondere der Kohlenstoffgehalt des untereutektoiden Stahls in Abhängigkeit von der Dicke und dem Durchmesser des Aufzugselementes gewählt wird. Abhängig von diesen Grossen und der Oberflächengeometrie des Aufzugselementes werden dann die Art und die Abfolge der Bearbeitungsschritte bestimmt, wobei die Oberflächenbearbei- tung derart gewählt wird, dass die mindestens eine Kontaktfläche des Aufzugselementes in Umfangsrichtung des Aufzugselements einen gemessenen arithmetischen Mittenrauwert aufweist, der kleiner als 1 Mikrometer ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird als ein Bearbeitungsschritt eine Wärmebehandlung vorgesehen, wobei durch die Wärmebehandlung die Härte des Stahls zumindest im Kontaktflächenbereich eingestellt wird und wobei die Wärmebehandlung vorzugsweise nach der Oberflächen- bearbeitung erfolgt. Besonders einfach lässt sich dieses

Verfahren durchführen, wenn als untereutektoider Stahl ein Vergütungsstahl gewählt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Oberflächenbearbeitung im Bereich der mindestens einen Kontaktfläche derart festgelegt, dass die mindestens eine Kontaktfläche in Umfangsrichtung des Aufzugselements einen gemessenen arithmetischen Mittenrauwert aufweist, der zwischen 0.2 und 0.8 Mikrometer, bevorzugt zwischen 0.4 und 0.6 Mikrometer liegt. Ausserdem wird eine Wärmebehandlung derart vorgesehen, dass die Härte der mindestens einen Kontaktfläche zwischen 15 HRC und 30 HRC liegt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens, wird die Oberflächenbearbeitung im Bereich der mindestens einen Kontaktfläche aus den Bearbeitungsarten Drehen und/oder Fräsen und/oder Feindrehen und/oder Schleifen und/oder Beschichten, ausgewählt. Dabei wird vorzugsweise darauf geachtet, dass durch die Oberflächenbearbeitung, ein Unterschied zwischen den gemessenen arithmetischen Mittenrauwerten in Umfangsrichtung und in Achsrichtung des Aufzugselements erhalten wird. Durch die Wahl der Bearbeitungsrichtung kann bestimmt werden, ob der Mittenrauwert in Achsrichtung oder in Umfangrichtung grösser sein soll. Vielfach wird für eine Optimierung von Verschleisseigen- schaften und Führungseigenschaften die Bearbeitung der mindestens einen Kontaktfläche so gewählt, dass der in Umfangsrichtung gemessene arithmetische Mittenrauwert kleiner als der in Achsrichtung gemessene arithmetische Mittenrauwert ist, wobei die Bearbeitung vorzugsweise so durchgeführt wird, dass der Unterschied zwischen den beiden Mittenrauwerten grösser 0.2 Mikrometer ist.

Zusammenfassend kann gesagt werden: Der in Umfangsrichtung des Aufzugselements gemessenen arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche und der in Achsrichtung der Aufzugselemen- te gemessenen Mittenrauwert der Kontaktfläche weisen erfindungsgemäss eine Differenz von mehr als 0.2 Mikrometer auf. Mit diesem Unterschied lassen sich einerseits geringere Herstellkosten erreichen, andererseits wird dadurch die seitliche Führung des Aufzugstragmittels auf dem Aufzugsele- ment verbessert. Der in Umfangsrichtung des Aufzugselements gemessene arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche beträgt weniger als 1 Mikrometer, bevorzugt 0.1 bis 0.8 Mikrometer, besonders bevorzugt 0.2 bis 0.6 Mikrometer. Einer der Vorteile von Kontaktflächen mit einer Rauheit gemäss diesen Vorgaben liegt in geringem Verschleiss des Aufzugstragmittels wie auch der Kontaktflächen des Aufzugselements selbst. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die maximale Traktionskraft zwischen dem Aufzugselement und dem Aufzugstragmit- tel relativ genau begrenzt ist, was insbesondere in Betriebssituationen wichtig ist, in welchen das Aufzugstragmittel während einer limitierten Zeit gegenüber dem Aufzugselement gleiten soll. Eine solche Betriebssituation kann beispielsweise auftreten, wenn infolge einer Steuerungspanne die Aufzugskabine oder das Gegengewicht auf ihre unteren

Bahnbegrenzungen auffahren, oder wenn die Aufzugskabine oder das Gegengewicht entlang ihrer Fahrbahnen aus anderen Gründen blockiert werden.

Erfindungsgemäss beträgt der in Achsrichtung des Aufzugselements gemessene arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche mehr als 0.4 Mikrometer, vorzugsweise 0.4 bis 0.95 Mikrometer. Diese Ausgestaltung dient dazu, die seitliche Führung des Aufzugstragmittels auf dem Aufzugselement zu verbessern und die Herstellungskosten des Aufzugselements zu reduzieren .

Mit einer Beschichtung, vorzugsweise einer chromhaltige Beschichtung der mindestens einen Kontaktfläche des Aufzugs- elements kann einerseits der Verschleisswiderstand verbessert werden, andererseits kann damit auf die zwischen dem Aufzugselement und dem Aufzugstragmittel auftretende maximale Traktionskraft Einfluss genommen werden.

Die Wahl eine Vergütungsstahls als Grundwerkstoff für die Hergestellt eines Aufzugelementes, ermöglicht eine gezielte Einstellung der Eigenschaften des Aufzugselementes. So sichert beispielsweise eine Härte von 15 bis 30 HRC im Bereich der mindestens einen Kontaktfläche einen ausreichenden Verschleisswiderstand.

Bildet das Aufzugselement eine einstückige Einheit mit einer Antriebswelle einer Antriebseinheit der Aufzugsanlage, so kann die Anlage mit Treibscheiben betrieben werden, die annähernd denselben Durchmesser haben wie die Antriebswelle. Ausserdem lassen sich durch die Integration der Aufzugsele- mente in die Antriebswelle die Herstellungskosten reduzieren .

Erfindungsgemäss ist das Aufzugselement zum Zusammenwirken mit mindestens einem Aufzugstragmittel ausgebildet, welches die Form eines Flachriemens oder eines Keilrippenriemens oder eines Keilriemens aufweist oder einen runden oder Polygonen Querschnitt hat. Beim Zusammenwirken des erfin- dungsgemässen Aufzugselements mit dem üblicherweise aus einem elastomeren Kunststoff bestehenden Mantel solcher Aufzugstragmittel resultiert eine definierte maximale

Traktionskraft sowie geringer Verschleiss am Aufzugstragmittel wie auch am Aufzugselement.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands gehen aus den Unteransprüchen hervor und sind im Folgenden anhand von in den beigefügten Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben: Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Aufzugselement in Kombination mit Aufzugstragmitteln in Form von Flachriemen .

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemässes Aufzugselement mit Aufzugstragmitteln in Form von Keilrippenriemen.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Aufzugselement 1 zum Antreiben und/oder Umlenken eines Aufzugstragmittels 2 in einer Aufzugsanlage, wobei das Aufzugselement 1 in Form einer auf einer Antriebswelle 3 einer Antriebseinheit fixierten Treibscheibe vorhanden ist. Dieses Aufzugselement 1 umfasst drei Kontaktflächen 4, die im Aufzugsbetrieb mit drei Aufzugstragmitteln 2 in Form von Flachriemen zusammenwirken, wobei diese Aufzugstragmittel 2 mit einer (nicht dargestellten) Aufzugskabine und einem Gegengewicht einer Aufzugsanlage in Verbindung stehen, um diese in einem Aufzugsschacht zu tragen und anzutreiben. Die Kontaktflächen 4 sind ballig ausgeführt, was dazu dient, die Aufzugstragmittel 2 (Flachriemen) während des Aufzugsbetriebs in der Mitte der jeweils zugeordneten Kontaktfläche 4 zu führen.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemässen Aufzugselements 11 zum Antreiben und/oder

Umlenken eines Aufzugstragmittels 12 in einer Aufzugsanlage gezeigt. Das in Fig. 2 dargestellte Aufzugselement 11 ist in die Antriebswelle 13 einer Antriebseinheit integriert und bildet mit dieser eine einstückige Einheit. Das Aufzugsele- ment 11 wirkt hier mit zwei Aufzugstragmitteln 12 zusammen, die mit einer (nicht dargestellten) Aufzugskabine und einem (nicht dargestellten) Gegengewicht einer Aufzugsanlage in Verbindung stehen, um diese in einem Aufzugsschacht zu tragen und anzutreiben. Die dargestellten Aufzugstragmittel 12 haben die Form von drahtseilverstärkten Keilrippenriemen, deren Keilrippenprofil in korrespondierende Keilnuten 15 des zweiten Aufzugselements 11 eingreifen. Die Flanken dieser Keilnuten bilden Kontaktflächen 14, über welche das zweite Aufzugselement 11 mit den zweiten Aufzugstragmitteln 12 zusammenwirkt. Die Aufzugstragmittel 12 umfassen je einen Riemenkörper 12.1 aus einem abriebfesten Elastomer, in welche zur Gewährleistung ausreichender Zugfestigkeit Zugträger 12.2 aus Stahldraht- oder Kunstfaserlitzen eingebettet sind. Die Integration des in Fig. 2 gezeigten Aufzugselements 11 in eine Antriebs- oder Umlenkwelle 13 ermöglicht die Verwendung von Aufzugselementen mit sehr geringen Durchmessern in Kombination mit grösstmöglichen zugeordneten Wellendurchmessern.

Es versteht sich, dass angepasst an die Ausgestaltung des Tragmittels 2 die Kontaktflächen 4, 14 auch eben oder innerhalb von Nuten anderer als der hier gezeigten Geometrien ausgeführt sein können. Dabei können die Nuten in ihrer Kontur mehr oder weniger stark an die Kontur des Tragmittels angepasst sein und sie können entsprechend der zu erwartenden Flächenpressung und/oder der zu erwartenden Verschmut- zung auch in Form von unterschnittenen Nuten vorgesehen sein .

Erfindungsgemässe Aufzugselemente, wie sie beispielsweise in Fig. 1 und 2 gezeigt sind, sind vorzugsweise aus untereutek- toidem Stahl, insbesondere aus Vergütungsstahl, hergestellt, der - mindestens im Bereich der Kontaktfläche 4; 14 - eine Zugfestigkeit von 600 - 1000 N/mm² und/oder eine Rockwell C- Härte von mindestens 15 HRC aufweist.

Die Herstellung solcher Aufzugselemente 1; 11, insbesondere die Bearbeitung ihrer Kontaktflächen 4; 14, erfolgt zweck- mässigerweise durch Drehen, Feindrehen oder Profilrundschleifen auf Werkzeugmaschinen, die für die Erzeugung von Oberflächen mit geringer Rauheit geeignet sind. Durch die Wahl von untereutektoidem Stahl ist es möglich, den Stahl durch Wärmebehandlung zunächst für die Oberflächenbearbeitung zu optimieren. Das kann beispielsweise heissen, dass der Stahl für eine spanabhebende Bearbeitung durch Wärmebehandlung in einen Zustand gebracht wird, in dem er beim Fräsen/Drehen/Bohren kurze, gut brechende Späne erzeugt. Nach der Oberflächenbearbeitung kann durch eine weitere Wärmebehandlung die gewünschte Härte im Bereich der Kontaktfläche bei gleichzeitger guter Zähigkeit im Kern des Aufzugselementes eingestellt werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die

Kontaktflächen 4; 14 der Aufzugselemente 1; 11 mit Beschich- tungen versehen, die eine Oberflächenstruktur mit den erfindungsgemässen Rauheitseigenschaften aufweisen und ausreichend verschleissfest sind. Als zweckmässig haben sich chromhaltige Beschichtungen, insbesondere Hartchromschichten erwiesen .

Die Kontaktflächen 4; 14 der Aufzugselemente 1; 11 sind so bearbeitet oder beschichtet, dass der in Umfangsrichtung der Aufzugselemente gemessene arithmetische Mittenrauwert der Kontaktflächen und der in Achsrichtung der Aufzugselemente gemessene Mittenrauwert der Kontaktflächen unterschiedlich sind. Dadurch können Herstellkosten eingespart werden. Ausserdem kann durch eine in Achsrichtung des Aufzugselements erhöhte Rauheit der Kontaktflächen die seitliche Führung des Aufzugstragmittels durch die Kontaktfläche des Aufzugselements verbessert werden, insbesondere wenn es sich bei dem Aufzugstragmittel um einen Flachriemen oder einen Keilrippenriemen handelt. In den Fig. 1 und 2 sind die Messrichtungen für die Rauheitsmessung in Umfangsrichtung mit A und die Messrichtungen für die Rauheitsmessung in Axialrichtung mit B bezeichnet.

Um Verschleiss an den Aufzugstragmitteln - insbesondere bei relativ lange andauerndem Schlupf zwischen den Aufzugselementen 1; 11 und den Aufzugstragmitteln 2; 12 - zu reduzie- ren, sind die Kontaktflächen 4; 14 so bearbeitet bzw. beschichtet, dass der in Umfangsrichtung A des Aufzugselements 1; 11 gemessene arithmetische Mittenrauwert R_a der Kontaktflächen 4; 14 weniger als 1 Mikrometer beträgt. Eine noch weitergehende Verhinderung von Verschleiss kann erreicht werden, wenn der genannte Mittenrauwert R_a zwischen 0.1 und 0.8 Mikrometer, besonders bevorzugt zwischen 0.2 und 0.6 Mikrometer beträgt. Relativ lange anhaltender Schlupf von bis zu 60 Sekunden Dauer kann in einer Aufzugsanlage beispielsweise auftreten, wenn infolge eines Steuerungsde- fekts die Aufzugskabine oder das Gegengewicht auf ihre Fahrwegbegrenzungen auffahren oder sonst wie blockiert werden .

Als Mittenrauwert ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der in der Norm DIN EN ISO 4287 definierte Mittenrauwert R_a zu verstehen. Ein vorteilhafter Kompromiss zwischen der Forderung nach Verschleissreduzierung und der Forderung nach geringen Herstellkosten bzw. nach vorteilhaften Seitenführungseigenschaften ist mit einer Ausführungsform der Aufzugselemente 1; 11 erreichbar, bei welcher zwischen dem in Umfangsrich- tung der Aufzugselemente 1; 11 gemessenen arithmetischen Mittenrauwert R_a der Kontaktflächen 4; 14 und dem in Achsrichtung der Aufzugselemente gemessenen Mittenrauwert R_a der Kontaktflächen eine Differenz von mehr als 0.2 Mikrome- ter vorhanden ist.

Vorteilhafte Ergebnisse in Bezug auf Herstellkosten und Seitenführungseigenschaften beim Zusammenwirken mit Aufzugstragmitteln in Form von Flachriemen oder Keilrippenriemen sind erzielbar, wenn der in Achsrichtung des Aufzugselements gemessene arithmetische Mittenrauwert R_a der Kontaktflächen 4; 14 mehr als 0.4 Mikrometer, vorzugsweise 0.4 bis 0.95 Mikrometer beträgt.

Selbstverständlich sind weitere Ausführungsformen erfin- dungsgemässer Aufzugselemente realisierbar, die beispielsweise jeweils mit mindestens einem Keilriemen, Rundriemen oder mit mindestens einem runden Stahldrahtseil zusammenwirken. Die riemenartigen Aufzugstragmittel umfassen vorzugs- weise Riemenkörper aus einem abriebfesten Elastomer, vorzugsweise aus Polyurethan (PU) oder Ethylen-Propylen (- Dien) -Copolymer (EPM, EPDM) , wobei diese Riemenkörper durch Zugträger aus Stahldraht- oder Kunstfaserlitzen in Längsrichtung verstärkt sind. Bei solchen Aufzugstragmitteln wirken die Kontaktflächen der Aufzugselemente mit elastome- ren Materialien der Aufzugstragmittel zusammen. Wenn Stahldrahtseile als Aufzugstragmittel verwendet werden, können diese Stahldrahtseile mit oder ohne Ummantelung mit den erfindungsgemässen Aufzugselementen zusammenwirken, wobei Ummantelungen vorzugsweise ebenfalls aus einem elastomeren Werkstoff, beispielsweise aus Polyurethan, bestehen.

Claims

Patentansprüche

1. Aufzugselement (1; 11) zum Antreiben oder Umlenken mindestens eines Aufzugstragmittels (2; 12) in einer Aufzugsanlage, mit mindestens einer Kontaktfläche (4; 14), die mit dem Aufzugstragmittel (2; 12) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzugselement aus untereutektoidem Stahl gefertigt ist.

2. Aufzugselement (1; 11) insbesondere nach Anspruch 1, bei dem der in Umfangsrichtung (A) des Aufzugselements (1; 11) gemessene arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche (4; 14) 0.1 bis 0.8 Mikrometer, bevorzugt 0.2 bis 0.6 Mikrometer beträgt .

3. Aufzugselement (1; 11) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Aufzugselement aus Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0.35% und 0.5%, insbesondere zwischen 0.4% bis 0.45% gefertigt ist, und der in Achsrichtung (B) des Aufzugselements (1; 11) gemessene arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche (4; 14) mehr als 0.4 Mikrometer, vorzugsweise 0.4 bis 0.95 Mikrometer beträgt.

4. Aufzugselement (1; 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der in Umfangsrichtung (A) des Aufzugselements (1;

11) gemessene arithmetische Mittenrauwert der Kontaktfläche (4; 14) und der in Achsrichtung (B) des Aufzugselements gemessene Mittenrauwert der Kontaktfläche (4; 14) unterschiedlich sind, diese beiden Mittenrauwerte vorzugsweise eine Differenz von mehr als 0.2 Mikrometer aufweisen und insbesondere der in Umfangsrichtung (A) gemessene arithmeti- sehe Mittenrauwert kleiner ist als der in Achsrichtung (B) gemessene arithmetische Mittenrauwert.

5. Aufzugselement (1; 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das aus einem Vergütungsstahl hergestellt ist und dessen

Kontaktfläche (4; 14) einen in Umfangrichtung (A) gemessenen arithmetischen Mittenrauwert kleiner 1 Mikrometer sowie eine Härte zwischen 10 und 30 HRC aufweist.

6. Aufzugsanlage mit wenigstens einer Plattform für den

Transport von Gütern oder Personen in einer Transportrichtung, wobei die Plattform durch das Aufzugstragmittel getragen und bewegbar ist, und das Aufzugstragmittel mindestens über ein Aufzugselement (1; 11) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 geführt ist.

7. Aufzugsanlage nach Anspruch 6, wobei mindestens eine Treibscheibe und/oder eine Umlenkscheibe der Anlage gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind und alle gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildeten Treibscheibe (n) und Umlenkscheibe (n) insbesondere gleichartig gefertigt sind.

8. Aufzugsanlage nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Aufzugs- tragmittel mindestens einen Zugträger mit einem Durchmesser

(d) aufweist, der sich in Längsrichtung des Tragmittels erstreckt und aus Stahldrähten und/oder aus Kunstfasern gefertigt ist, und wobei der mindestens eine Zugträger wenigstens teilweise in einen Elastomermantel gehüllt ist, wobei das Elastomer vorzugsweise ein Polyurethan oder EPM bzw. EPDM ist.

9. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das mindestens eine Aufzugselement (1; 11) eine Treibscheibe

(13) mit Durchmesser (D) einer Antriebseinheit der Aufzugsanlage bildet, und das Verhältnis des Durchmessers (D) der Treibscheibe zum Durchmesser (d) des Zugträgers des Tragmittels vorzugsweise D/d ≤ 40 ist.

10. Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei mindestens ein Aufzugselement gemäss den Ansprüchen 1 bis 6 als Treibscheibe einer Antriebseinheit der Aufzugsanlage zugeordnet ist, wobei die Antriebseinheit insbesondere einen Permanentmagnetmotor umfasst und/oder die Treibscheibe eine einstückige Einheit mit einer Antriebswelle dieser Antriebseinheit bildet.

11. Verfahren zur Herstellung eines Aufzugselements (1; 11) zum Umlenken oder Antreiben eines Aufzugtragmittels (2; 12) in einer Aufzugsanlage, mit mindestens einer Kontaktfläche (4; 14), die zum Zusammenwirken mit dem Aufzugstragmittel (2; 12) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als

Grundwerkstoff für das Aufzugselement ein untereutektoider Stahl gewählt wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines Aufzugselements (1; 11) insbesondere nach Anspruch 11, wobei in Abhängigkeit von der

Dicke und dem Durchmesser des Aufzugselementes die Legierungszusammensetzung und insbesondere der Kohlenstoffgehalt des untereutektoiden Stahls gewählt wird, und dass abhängig von diesen Grossen und der Oberflächengeometrie des Aufzugs- elementes die Art und Abfolge der Bearbeitungsschritte festgelegt werden, wobei eine Oberflächenbearbeitung derart gewählt wird, dass die mindestens eine Kontaktfläche (4; 14) in Umfangsrichtung (A) des Aufzugselements (1; 11) einen gemessenen arithmetischen Mittenrauwert erhält, der kleiner als 1 Mikrometer ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem als ein Bearbeitungsschritt eine Wärmebehandlung vorgesehen wird, mittels derer die Härte des Stahls zumindest im Bereich der mindestens einen Kontaktfläche (4; 14) eingestellt wird, und wobei die Wärmebehandlung vorzugsweise nach einer Oberflä- chenbearbeitung erfolgt, und bei dem als Stahl insbesondere ein Vergütungsstahl gewählt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines Aufzugselements (1; 11) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem eine Oberflä- chenbearbeitung im Bereich der mindestens einen Kontaktfläche (4; 14) derart festgelegt wird, dass die mindestens eine Kontaktfläche (4; 14) in Umfangsrichtung (A) des Aufzugselements (1; 11) einen gemessenen arithmetischen Mittenrauwert aufweist, der zwischen 0.2 und 0.8 Mikrometer, bevorzugt zwischen 0.4 und 0.6 Mikrometer liegt und bei dem eine

Wärmebehandlung derart festgelegt wird, dass die Härte der mindestens einen Kontaktfläche zwischen 15 HRC und 30 HRC liegt .

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem eine Oberflächenbearbeitung im Bereich der mindestens einen Kontaktfläche (4; 14) aus den Bearbeitungsarten Drehen und/oder Fräsen und/oder Feindrehen und/oder Schleifen und/oder Beschichten, ausgewählt wird, wobei die Wahl der Bearbeitungsart insbesondere zu einem Unterschied zwischen den gemessenen arithmetischen Mittenrauwerten in Umfangs- richtung (A) und in Achsrichtung (B) des Aufzugselements (1; 11) führt, der vorzugsweise grösser 0.2 Mikrometer ist und wobei der in Umfangsrichtung (A) gemessene arithmetische Mittenrauwert insbesondere kleiner als der in Achsrichtung (B) gemessene arithmetische Mittenrauwert ist.