WO2009024452A1 - Aufzugsystem mit tragmittelzustanderfassungseinrichtung und verfahren zum erfassen eines zustandes eines tragmittels - Google Patents

Aufzugsystem mit tragmittelzustanderfassungseinrichtung und verfahren zum erfassen eines zustandes eines tragmittels Download PDF

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WO2009024452A1
WO2009024452A1 PCT/EP2008/060208 EP2008060208W WO2009024452A1 WO 2009024452 A1 WO2009024452 A1 WO 2009024452A1 EP 2008060208 W EP2008060208 W EP 2008060208W WO 2009024452 A1 WO2009024452 A1 WO 2009024452A1
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WO
WIPO (PCT)
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ultrasonic
support means
suspension element
ultrasonic waves
elevator system
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/060208
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Weinberger
Hans Kocher
Original Assignee
Inventio Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US12/672,629 priority Critical patent/US20110192683A1/en
Priority to EP08786821A priority patent/EP2185455A1/de
Priority to CN200880102584.6A priority patent/CN101778791A/zh
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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
    • B66B7/12—Checking, lubricating, or cleaning means for ropes, cables or guides
    • B66B7/1207—Checking means
    • B66B7/1215—Checking means specially adapted for ropes or cables
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/14—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable
    • D07B1/145—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable comprising elements for indicating or detecting the rope or cable status

Definitions

  • the present invention relates to an elevator system with an elevator car, a suspension device and a detection device for detecting a state of the suspension element and a method for detecting this state.
  • An elevator car is moved in an elevator shaft or along freestanding guide means by a power transmission means, i. raised or lowered.
  • a power transmission means i. raised or lowered.
  • the weight of the elevator car can be partially compensated by a counterweight, which is coupled to the elevator car via a coupling means.
  • Power transmission and coupling means may be formed separately.
  • the pulling force for lifting or lowering the elevator car is transmitted via the same transmission means with which the elevator car is also coupled to the counterweight.
  • Both such separate transmission or coupling means and those transmission means which serve both for holding and moving an elevator car are hereinafter referred to uniformly as suspension means.
  • bare steel cables are used as suspension elements in elevator systems.
  • the support means are subject in use a certain wear.
  • load peaks, vibrations or mechanical or thermal loads can lead to damage and thus to a weakening of the suspension element.
  • the condition of the suspension element should be detected and checked non-destructively. For this purpose, for example, a visual inspection is known, however, is both expensive and unreliable.
  • Object of the present invention is therefore to address an elevator system with a detection device or a method for easy and reliable detection of a state of the support means.
  • An elevator system comprises an elevator car and a suspension means for holding and / or moving the elevator car.
  • the suspension element can be guided from a first cable hinge point via one or more deflection elements, in particular deflection rollers, at least one drive roller to a second cable hinge point, wherein the elevator car and preferably a counterweight are attached to deflecting elements such that the elevator car and the counterweight by rotation of the drive roller that with a prime mover of the
  • Elevator system are connected and at least partially wrapped by the support means are raised or lowered in opposite directions.
  • the suspension element can also be fixed at one end to the elevator car and / or at another end to the counterweight.
  • this support means comprises one or more support straps with tension members, which essentially comprise the support straps
  • the tensile carriers can be made of single or multiple stranded strands of steel or aramid, but also be made of a different material.
  • the support belt body may consist of a plastic, a fabric or the like.
  • an elevator system further comprises a detection device for detecting a state of the suspension element, which comprises an ultrasonic transmitter for generating and coupling ultrasonic waves into the suspension element or for generating ultrasonic waves in the suspension element and an ultrasonic receiver for detecting ultrasonic waves of the suspension element.
  • a detection device for detecting a state of the suspension element, which comprises an ultrasonic transmitter for generating and coupling ultrasonic waves into the suspension element or for generating ultrasonic waves in the suspension element and an ultrasonic receiver for detecting ultrasonic waves of the suspension element.
  • Ultrasonic waves allow easy detection of a state of the suspension element.
  • a material state, in particular a state of wear or damage, of the suspension element can be detected by these ultrasonic waves.
  • the transit times that require the ultrasonic waves in the suspension the
  • Defects and / or the material thickness can further a strength state of the
  • a state of stress of the support means can be detected. If a state of wear and / or damage exceeds predetermined limit values and / or if a strength state falls below admissible minimum values, the suspension element must be replaced.
  • the ultrasonic waves thus also enable the detection of a change state of the suspension element, in detail, the assessment of whether the support means must be replaced or not.
  • the ultrasonic waves can equally be coupled as longitudinal or transverse waves, as surface waves, shear waves or bulk waves, directly into the suspension element or generated directly in the suspension element.
  • the ultrasonic waves can equally be present as continuous or impulsive sound. While continuous sound allows easier control of the ultrasonic transmitter, pulsed sound reduces the energy required to generate the ultrasonic waves and reduces the mutual influence of coupled and reflected ultrasonic waves.
  • the coupling or the generation of ultrasonic waves is not directly in the support means but indirectly in an axis of a deflection or drive roller, which is at least partially wrapped by the support means.
  • the ultrasonic receiver is arranged to accept ultrasonic waves capture, which propagate transversely to the longitudinal direction of the support means in the support means and / or in the axis of the deflection or drive roller.
  • the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver each comprise at least one piezoelectric crystal which directly or indirectly couples to at least one surface of the suspension element.
  • the control of the ultrasonic transmitter is effected by applying a time-varying electrical voltage, which deforms the piezoelectric crystal.
  • the piezoelectric crystal impresses ultrasonic waves on the suspension element, which are forwarded as mechanical waves on its surface or in its interior.
  • the ultrasonic receiver also comprises a piezoelectric crystal which directly or indirectly couples to at least one surface of the suspension element.
  • Ultrasonic waves in the suspension element thus cause a mechanical deformation of the piezoelectric crystal, which then reacts with a tappable electrical voltage.
  • the voltage change can be fed to an evaluation device, which thus detects the ultrasonic waves.
  • the piezoelectric crystals allow a simple and precise detection of ultrasonic waves.
  • an ultrasonic transmitter or ultrasonic receiver based on a piezoelectric transducer allows a simple and reliable inspection of the support means, which is not disturbed by magnetic fields, such as can cause a prime mover or control of the elevator system. Furthermore, they are not affected by static charges or the like. With them on the review of suspension components is possible in which only a small magnetic flux occurs.
  • the ultrasound transmitter and the ultrasound receiver each comprise at least one electromagnetic-acoustic ultrasound transducer (EMAT).
  • EMAT electromagnetic-acoustic ultrasound transducer
  • An electromagnetic-acoustic ultrasonic transducer generates ultrasonic waves by the Lorentz force and / or the magnetorestrictive effect in a solid, so that no coupling of ultrasonic waves in the solid body is necessary.
  • the solid can the suspension element itself and / or an axis of a deflection or drive roller, which is at least partially wrapped by the support means.
  • the electromagnetic-acoustic ultrasonic transducer is arranged at a small distance from the solid.
  • the control of the ultrasonic transmitter is effected for example by an electric current which is induced by an eddy current coil.
  • the ultrasound receiver also comprises an electromagnetic-acoustic ultrasound transducer, so that no decoupling of the ultrasound waves from the solid body is necessary.
  • the ultrasonic waves thus detected by the ultrasonic receiver can be tapped off as electric
  • the ultrasonic waves can be propagated in the support means spreading in the longitudinal direction of the support means in the support means or generated in the support means. This is preferably possible in fixed points of the suspension element in which the suspension element is attached inertially. If the support means, for example, at each of its two ends in each case inertially secured and guided in between over deflecting and driving rollers, so can the
  • Ultrasonic transmitter at one of the two ends of the support means may be arranged such that it engages in the longitudinal direction of the support means propagating ultrasonic waves in this or generated therein, wherein the ultrasonic receiver is arranged at the other of the two ends of the support means such that it is this Detected in the longitudinal direction of the support means in the support means propagating ultrasonic waves of the support means.
  • the ultrasound receiver can also be arranged together with the ultrasound transmitter at the same end of the suspension element and detect reflected ultrasonic waves of the suspension element propagating in the longitudinal direction of the suspension element in the suspension element.
  • the ultrasonic transmitter can also couple ultrasonic waves into the suspension element or generate it in the suspension element, which propagate in the width direction of the suspension element in the suspension element. This can preferably be done in areas in which the support means is guided. Accordingly, an ultrasonic receiver detects this in the width direction of the support means in the support means propagating ultrasonic waves of the suspension element. According to a further embodiment of the present invention, the transmission of the ultrasonic waves, ie their transmission in the suspension means, detected. Defects, in particular defects or cracks in the material, for example, cause an energy decrease of the forwarded ultrasound and can therefore be generated by a comparison of the coupled into the support means or in the support means
  • Ultrasonic wave energy and the detected ultrasonic wave energy of the suspension element can be determined.
  • reflected ultra-sound waves of the suspension element are detected.
  • Ultrasonic waves are at least partially reflected at interfaces of the support means, in particular on its surfaces.
  • Ultrasonic waves are also at least partially reflected at impurities of the suspension element.
  • Such impurities also shift the frequencies of the ultrasonic waves.
  • the detection of the transit time, the energy decrease or a frequency difference between ultrasound waves coupled into the suspension element or generated in the suspension element and detected ultrasonic waves of the suspension element in an evaluation device also permits a thickness measurement of the suspension element and thus a check of its wear state. Because in a thinner suspension means forwarded ultrasonic waves require a shorter duration and lose less energy.
  • the frequency difference between ultrasonic waves coupled into the suspension element or generated in the suspension element and reflected ultrasonic waves of the suspension element also changes as a function of the material thickness.
  • the state of tension and deformation of the suspension element influences its transmission properties for ultrasonic waves.
  • the sound receiver detected ultrasonic waves as a function of the load acting on the support means.
  • This makes it possible to detect the load state of the suspension element on the basis of the ultrasonic waves, in particular thus to detect a belt tension.
  • an equilibrium strand of the suspension element is checked by means of ultrasonic waves, ie ultrasound transmitters and ultrasonic receivers are arranged on an equilibrium strand whose state of stress does not change or only slightly.
  • a first ultrasonic receiver detect ultrasonic waves, which are forwarded by the support means
  • a second ultrasonic receiver can simultaneously or alternately detect ultrasonic waves, which are reflected in the support means.
  • the coupling into the suspension element or the generation in the suspension element and / or the detection of the ultrasonic waves of the suspension element can be limited locally.
  • the state of the suspension element can be determined, for example, at significant, for example, particularly stressed points.
  • ultrasonic waves or ultrasound receivers which cover only a narrowly defined area can be moved manually or automatically over larger areas of the suspension element, thus sequentially detecting the condition of the suspension element in this larger area.
  • ultrasound transmitters and ultrasound receivers preferably cover a larger area, ie ultrasound waves are coupled into the suspension element and conducted over a larger area of the suspension element, preferably over the entire width or the entire length of the suspension element before the ultrasonic waves of the suspension element are detected .
  • Mixed forms are also possible such that an ultrasonic receiver receives the ultrasonic waves, which are coupled by different ultrasonic transmitters in the suspension means or generated in the suspension means or vice versa, that of an ultrasonic transmitter in the Tragstoff coupled or generated in the support means ultrasonic waves are detected by a plurality of spatially distributed ultrasonic receivers.
  • Detecting means for detecting the state of the suspension means may be formed as a mobile apparatus having a movable ultrasonic probe in which ultrasonic transmitters and ultrasonic receivers are integrated.
  • ultrasonic transmitters and ultrasonic receivers are integrated.
  • the ultrasound transmitter and / or the ultrasound receiver are preferably arranged stationarily on the suspension element in order to ensure a constant positioning to the suspension element and thus to improve the detection accuracy.
  • ultrasound transmitters or ultrasound receivers are preferably arranged such that during the movement of the elevator car, a part of the suspension element passes by the ultrasound transmitter or ultrasound receiver and thus enables a partial checking of the suspension element.
  • a detection device arranged stationarily on the suspension element, in a preferred embodiment it comprises a transmission device for transmitting at least one evaluation signal of the evaluation device, in which the ultrasonic waves detected by the ultrasonic receiver are evaluated, to a receiver which is mobile outside a hoistway, for example in a handheld device a maintenance personnel, or stationary, for example in a center of the elevator system, can be arranged.
  • a review of the suspension means can be done without maintenance personnel must climb into the elevator shaft.
  • the detection device can continuously detect the condition of the suspension element. Preferably, however, the check is only detected at predetermined time intervals and the result is transmitted via the transmission device. Additionally or alternatively, the detection device can also be activated remotely in order to carry out a check as required.
  • the transmission device comprises a receiver for receiving at least one triggering signal, which is output, for example, by a maintenance person through a mobile hand-held device or by the control center. is sent. If the receiver of the transmission device receives a triggering signal, the ultrasonic transmitter couples ultrasonic waves into the suspension element or generates ultrasonic waves in the daytime device which are detected by the ultrasonic receiver and evaluated by the evaluation device. At least one corresponding evaluation signal is then transmitted by the transmission device to the mobile receiver or the control center. This allows remote control of the suspension element.
  • Fig. 1 shows an elevator system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1 in a perspective partial section
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a support means of the elevator system according to
  • Fig. 4 shows a third embodiment of a support means of the elevator system according to
  • FIG. 5 shows a fourth embodiment of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1 in cross section
  • FIG. 6 shows a fifth embodiment of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1 in cross section
  • FIG. 7 shows a sixth embodiment of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1 in cross section; 8 shows a first embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, ultrasonic waves being coupled over the entire length of the suspension element;
  • FIG. 9 shows a second embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, wherein ultrasonic waves are coupled in the longitudinal direction of the suspension element;
  • FIG. 10 is a third embodiment of a detection device for detecting a state of a support means of the elevator system of Figure 1, wherein ultrasonic waves are coupled in the longitudinal direction of the support means ..;
  • FIG. 11 shows a fourth embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, wherein
  • Ultrasonic waves are coupled in the longitudinal direction of the support means
  • FIG. 12 shows a fifth embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, ultrasonic waves being coupled over the entire width of the suspension element;
  • FIG. 13 shows a sixth embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, in which ultrasonic waves are coupled in the longitudinal and the width direction of the suspension element;
  • FIG. 14 shows a seventh embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, in which ultrasonic waves are coupled in the longitudinal and the width direction of the suspension element;
  • 15 shows an eighth embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, wherein ultrasonic waves are coupled into the suspension element and reflected ultrasonic waves are detected;
  • FIG. 16 shows a ninth embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, in which ultrasonic waves are coupled into the suspension element and reflected ultrasonic waves are detected;
  • FIG. 17 shows a tenth embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, ultrasonic waves being coupled into the suspension element via a drive roller;
  • FIG. 18 shows an eleventh embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, ultrasonic waves being coupled into the suspension element via a deflection roller;
  • FIG. 19 shows a twelfth embodiment of a detection device for detecting a state of a suspension element of the elevator system according to FIG. 1, wherein ultrasonic waves are coupled into the suspension element via a deflection roller;
  • Fig. 20 shows a thirteenth embodiment of a detection device for
  • An elevator system comprises a in Fig. 2 to 7 in several embodiments shown in more detail support means 2 in the form of a support belt with at least one tension member 2.1 for the transmission of longitudinal forces, which are arranged in a support belt body 2.2 made of plastic.
  • the support means 2 is mounted inertially in a first fixed point 5.1, wherein an elastic, indicated by a spring suspension may be provided to compensate for load shocks. From there, the load means 2 is guided around a first deflection roller 6, on which a counterweight 3 hangs. From there, it is guided over at least one drive roller 7 further to two further deflection rollers 6 'and fixed inwardly with its other end in a second fixed point 5.2.
  • an elevator car 1 is attached. While the suspension element 2 wraps around the first deflection roller 6 and the drive roller 7 at an angle of approximately 180 °, the propellant 2 wraps around the further deflection rollers 6 'only at an angle of approximately 90 °. Further details of this 2: 1 suspension of the suspension element 2 are disclosed in the document WO03043922A1. Other embodiments of the suspension of the support means 2 are possible with knowledge of the present invention. Thus, a not shown 1: 1 suspension of the support means as disclosed in more detail WO03043926A1 possible in which the first and second fixed point of the support means are attached to the counterweight and to the elevator car.
  • a drive unit 4 can impose a torque on the deflection roller 7, which transmits frictionally corresponding longitudinal forces in the suspension element 2, which wraps around the drive roller 7 frictionally.
  • elevator car 1 and counterweight 3 can thus be raised or lowered in opposite directions.
  • FIGS. 2 to 20 are provided with xyz coordinates.
  • the width of the support means 2 extends in the x direction
  • the height of the support means 2 takes place in the z direction
  • the length of the support means 2 extends in the y direction.
  • the sides of the suspension element 2 extending in the x direction and y direction are referred to as broad sides
  • those in the y direction and z direction are referred to as longitudinal sides.
  • the plastic body 2.2 is formed on at least one broad side as a V-ribbed belt.
  • the broad side has V-ribbed surfaces, which are at different angles of 45 ° or 30 ° or even Extend 0 ° to the xy plane.
  • the plastic body 2.2 is designed to be flat or sinusoidal corrugated on its broad sides.
  • the flat broad side lies completely in the xy plane, the sinusoidally wavy broad side extends following the radius in the x-direction and in the y-direction.
  • the plastic body 2.2 of the embodiment of FIG. 1 is flat on a broad side and is fully in the xy plane.
  • the flat longitudinal sides of the plastic body 2.2 of the embodiments according to FIGS. 2 to 5 lie completely in the yz plane, while the sinusoidally corrugated longitudinal sides of the plastic body 2.2 of the embodiments according to FIGS. 6 and 7 follow the radius in the y-direction and extend in the z-direction.
  • the skilled person can of course use other embodiments of plastic bodies, not shown here, for example, he can use other angles and radii of the plastic body, he can also use a plastic body with a rectangular, square or round cross-section.
  • the plastic body 2.2 consists at least partially of polyurethane or EPDM (Ethylene Propylene Diene monomer) and optionally also partially of a nylon-based fabric. Of course, the use of other plastic materials is also possible.
  • the plastic body 2.2 encloses at least one tension member 2.1, which is arranged in a neutral phase of the suspension element 2.
  • Number and diameter of the tension members 2.1 per suspension element 2 vary. While thirteen or twelve tension members 2.1 are arranged in the plastic body 2.2 of the suspension element 2 in the embodiments according to FIGS. 2 and 3, the suspension element 2 of the embodiment according to FIG. 4 has only four tension members 2.1, in that according to FIG. 5 only one tension member 2.1 and in that according to FIGS. 6 and 7, two tension members 2.1. in the plastic body 2.2.
  • the tension members 2.1 Consist of metal such as steel or plastic such as aramid.
  • the diameters of the tension members 2.1 can be 1, 5 to 12 mm.
  • Each tension member 2.1 consists of several single or multiple stranded strands and a variety of metal wires or plastic filaments. Further details on tension members are known from the documents EP1555234A1 and EP0672781A1.
  • the thickness-to-width ratio of the support means 2 also varies greatly. Accordingly, the support means 2 in the embodiments according to FIGS. 3, 6 and 7 are wider than thick, while the support means 2 of the embodiments according to FIGS. 4 and 5 are as thick as they are wide or thicker than they are wide.
  • the deflection rollers 6, 6 'and the driving roller 7 have corresponding counter profiles (not shown) into which the V-ribs of the suspension element body 2.2 engage. This increases the traction capability of the drive roller 7 and improves the guidance of the propellant 2 on the deflection rollers 6, 6 'and the drive roller 7.
  • the support means 2 between the drive roller 7 and the other deflection rollers 6' is rotated about its longitudinal axis by 180 °, which is represented by a curved arrow. Further details of this embodiment are disclosed in document EP1550629A1.
  • the detection device for detecting a state of a suspension element 2 of the elevator system is explained in several embodiments according to FIGS. 8 to 20 in detail.
  • the detection device comprises an ultrasound transmitter 8.1, an ultrasound receiver 8.2 and an evaluation device 8.3.
  • both the ultrasound transmitter 8.1 and the ultrasound receiver 8.2 each have, for example, a piezoelectric transducer and / or an electromagnetic-acoustic ultrasound transducer.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 and the ultrasonic receiver 8.2 are arranged directly on the suspension element 2, in the embodiments according to FIGS. 17 to 19 the ultrasonic transmitter 8.1 and the ultrasonic receiver 8.2 are arranged indirectly on the suspension element 2.
  • an electrical voltage (for example a sinusoidal alternating voltage) is impressed on the piezoelectric crystal of the ultrasonic transmitter 8.1, so that this piezoelectric crystal mechanically deforms.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 and the support means 2 are mechanically coupled to each other, so that the mechanical deformation of the piezoelectric crystal as ultrasonic waves 8 couple into the support means 2.
  • the ultrasonic waves 8 pass through the suspension element 2 and reach the piezoelectric crystal of the ultrasonic receiver 8.2, which is located in mechanically deformed analog manner, which is tapped as electrical voltage.
  • ultrasonic waves are generated by the Lorentz force and / or the magnetorestrictive effect in a solid, such as the support means 2 or an axis of a guide rollers 6, 6 'and a drive roller 7, which is at least partially wrapped by the support means 2 .
  • the activation of the ultrasonic transmitter is effected, for example, by an electric current which is induced by an eddy current coil and the ultrasonic waves detected by the ultrasonic receiver can be tapped off as electric current.
  • the electromagnetic-acoustic ultrasonic transducer While the ultrasonic waves 8 are generated in the piezoelectric crystal of the ultrasonic transmitter 8.1 and coupled via a mechanical coupling in the support means 2, the electromagnetic-acoustic ultrasonic transducer generates the ultrasonic waves directly in the support means 2, so that no mechanical coupling is necessary.
  • the electromagnetic-acoustic ultrasonic transducer is arranged at a small distance from the solid.
  • the ultrasonic waves 8 can equally be coupled as longitudinal or transverse waves, as surface waves, shear waves or bulk waves, into the suspension element 2 or generated in the suspension element 2. They can be coupled or generated equally as continuous or impulse sound. While a coupling as a continuous sound allows easier control of the ultrasonic transmitter 8.1, the coupling as impulse noise reduces the energy required to generate the ultrasonic waves and reduces the mutual influence of coupled ultrasonic waves and reflected ultrasonic waves 8 '. A typical pulse repetition rate is 100Hz. For a good coupling or for a good detection of the ultrasonic waves 8, 8 ', the ultrasonic transmitter 8.1 and the ultrasonic receiver 8.2 are clamped mechanically firmly against the suspension element 2.
  • the ultrasonic transmitter generates ultrasonic waves 8 in the frequency range from 20 kHz to 1 GHz, which are coupled into the suspension element 2 or generated in the suspension element 2.
  • An advantageous frequency of ultrasonic waves 8, 8 ' is 75 kHz, in the severed steel wires of a suspension element 2 in the Embodiment according to FIG. 2 are detected both in longitudinal transmission and in breadth.
  • Ultrasonic transmitter 8.1 and ultrasonic receiver 8.2 are connected via signal lines with an evaluation 8.3, which the impressed electrical
  • the at least one output signal of the ultrasonic receiver 8.2 is amplified and processed by suitable means and can be displayed on a screen of an oscilloscope and printed by a printer and stored in a digital memory as a digital file.
  • the ultrasonic waves 8 are partially absorbed or reflected. This reduces the energy of the forwarded ultrasonic waves 8.
  • a material state, in particular a damage state, of the suspension element 2 can thus be detected.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 and the ultrasonic receiver 8.2 is activated at regular intervals and stored the energy decreases between coupled and detected ultrasonic waves 8, 8 'in the various measurements. With increasing impurities increases the
  • the evaluation device 8.3 transmits at least one evaluation signal to a control center and thus automatically requests a more accurate check of the suspension element 2, for example by means of X-ray radiation.
  • the support means 2 expands depending on the load of the elevator car. Accordingly, the duration of the ultrasonic waves 8, which require them to change from the ultrasonic transmitter 8.1 to the ultrasonic receiver 8.2 changes. By comparing the times between coupling the ultrasonic waves 8 and their detection can thus be detected on the elongation of the support means 2 and thus its state of stress.
  • ultrasound transmitters 8.1 and ultrasound receivers 8.2 are arranged on the suspension element 2 and the ultrasound waves 8 pass through in the longitudinal direction (y direction) a length l, l 'of the suspension element 2.
  • a total longitudinal transmission or a partial longitudinal transmission of the transmission element 2 can be achieved
  • Carrying means 2 take place.
  • the entire length I of the suspension element 2 between the two fixed points 5.1, 5.2 is subjected to ultrasonic waves 8.
  • the entire length l of the suspension element 2 is, for example, 36 m.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 and the ultrasonic receiver 8.2 are mounted on the front side of the suspension element 2.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 is stationary in the first fixed point 5.1 and the ultrasonic receiver 8.2 is stationarily arranged in the second fixed point 5.2.
  • the ultrasound receiver 8.2 is arranged stationarily in the second fixed point 5.2 and the ultrasound transmitter 8.1 is arranged mobile on a broad side on the suspension element 2.
  • 10 and 11 show embodiments where the ultrasonic transmitter 8.1 and the
  • Ultrasonic receiver 8.2 mobile on the same broad sides (Fig. 10) or on different broad sides (Fig. 11) of the support means 2 are arranged.
  • the skilled person can of course realize other, not shown embodiments. So he can in a modification of the embodiment of FIG. 9, the ultrasonic transmitter 8.1 stationary in the first
  • ultrasonic waves 8 pass through the suspension element 2 in the width direction (x direction) over a width w, w 'of the suspension element 2. In this case, a total width transmission or a partial width transmission of the suspension element 2 can take place.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 and / or the ultrasonic receiver 8.2 are arranged either stationary or mobile on the suspension element 2. Referring to Figures 12 and 15, the ultrasonic transmitter 8.1 and the ultrasonic receiver 8.2 are arranged on the same longitudinal sides ( Figure 15) or on different longitudinal sides ( Figure 12).
  • the support means 2 coupled ultrasonic waves 8 are reflected not only on the longitudinal and broad sides of the support means 2, but also to any defects within the suspension means 2 and in particular in impurities within the tension members 2.1.
  • the transit time of the coupled-in and detected ultrasonic waves 8 is shortened in surface regions under which such defects are present.
  • the evaluation device 8.3 can therefore detect imperfections and thus a material condition of the suspension element 2.
  • the entire width w of the support means 2 is checked, ie the ultrasonic transmitter 8.1 coupled over the entire width w of the support means 2 ultrasonic waves 8 in the support means 2, which are detected by the ultrasonic receiver 8.2 and locally dissolved.
  • different transit times over the width w of the support means 2 can be detected in the evaluation device 8.3, which provide information about locally different defects, in particular in the tension carriers 2.1, but also in the interior of the plastic body 2.2.
  • ultrasonic waves 8 pass through the suspension element 2 in the longitudinal and width directions in the xy plane over a length l 'and a width w'.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 and / or the ultrasonic receiver 8.2 are arranged either stationary or mobile on the same broad sides (FIG. 13) or on different broad sides (FIG. 14) of the suspension element 2.
  • Ultrasonic receiver 8.2 arranged on the same longitudinal side of the support means 2. From the ultrasonic transmitter 8.1 in the support means 2 coupled ultrasonic waves. 8 are reflected in the suspension element 2 and these reflected ultrasonic waves 8 'are detected by the ultrasonic receiver 8.2.
  • the ultrasound transmitter 8.1 and the ultrasound receiver 8.2 are arranged on the same broad side of the suspension element 2 and pass through the thickness d of the suspension element 2.
  • Ultrasonic waves 8 coupled into the suspension element 2 by the ultrasound transmitter 8.1 or in the suspension element 2 are reflected in the suspension element 2 and these reflected ultrasonic waves 8 'are detected by the ultrasonic receiver 8.2.
  • the thickness of the support means 2 decreases.
  • the evaluation 8.3 can determine from this a decrease in the thickness of the material and thus a state of wear of the support means 2.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 and the ultrasonic receiver 8.2 are resiliently biased against the support means 2.
  • a stationarily fixed ultrasonic transmitter 8.1 and ultrasonic receiver 8.2 are clamped against an end face of an axis 6.1 of a deflection roller 6 or an axis 7.1 of a drive roller 7 or axle 6.1 'of a deflection roller 6'.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 couples ultrasonic waves 8 in the longitudinal direction of the axis 6.1, 6.1 ', 7.1 or generates ultrasonic waves 8 in the longitudinal direction of the axis 6.1, 6.1', 7.1.
  • the ultrasonic waves 8 propagate from the axis 6.1, 6.1 ', 7.1 into a roller body 6.2, 6.2' or a drive roller body 7.2.
  • the ultrasonic waves 8 are reflected on the support means 2 and the reflected ultrasonic waves 8 'are detected by the ultrasonic receiver 8.2.
  • a stationarily fixed ultrasonic transmitter 8.1 and ultrasonic receiver 8.2 are disposed against a longitudinal side of an axis 6.1 of a deflection roller 6 or an axis 7.1 of a drive roller 7.
  • the ultrasonic transmitter 8.1 couples ultrasonic waves 8 into the axis 6.1, 7.1 or generates ultrasonic waves 8 in the axis 6.1, 7.1.
  • the ultrasonic waves 8 propagate from the axis 6.1, 7.1 in the roller body 6.2 and the drive roller body 7.2.
  • the ultrasonic waves 8 are reflected on the support means 2 and the reflected ultrasonic waves 8 'are detected by the ultrasonic receiver 8.2.
  • the state of the support means 2 can be detected periodically and automatically reported to the control center, if a more accurate examination is required.
  • the detection device with stationarily mounted ultrasonic transmitter 8.1 and ultrasonic receiver 8.2 can remotely trigger a measurement.
  • a mobile receiver or a control center 9 transmits at least one trigger signal 9.1 to the evaluation device 8.3 in which a corresponding receiver receives the trigger signal 9.1, then activates the ultrasonic transmitter 8.1 and ultrasonic receiver 8.2 and at least one evaluation signal 8.4 , For example, based on the duration of the ultrasonic waves 8, 8 'to the mobile receiver or the control unit 9 returns.
  • the transmission of the trigger signal 9.1 and the evaluation signal 8.4 via landline or as shown by way of example in Fig. 20, by radio.
  • suspension means comprising a plurality of support straps, other support means guides and other ultrasonic transmitter or ultrasonic receiver possible.

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Ein Aufzugsystem weist eine Aufzugkabine (1), ein Tragmittel (2) zum Halten und/oder Bewegen der Aufzugkabine (1), und eine Erfassungseinrichtung (8.1, 8.2, 8.3) zur Erfassung eines Zustandes des Tragmittels (2) auf, wobei die Erfassungseinrichtung (8.1, 8.2, 8.3) einen Ultraschallsender (8.1) zum Erzeugen und Einkoppeln von Ultraschallwellen (8) in das Tragmittel (2) bzw. zum Erzeugen von Ultraschallwellen (8) im Tragmittel (2) und einen Ultraschallempfänger (8.2) zum Erfassen von Ultraschallwellen (8, 8') des Tragmittels (2) umfasst.

Description

Beschreibung
Aufzugsystem mit Tragmittelzustanderfassungseinrichtung und Verfahren zum Erfassen eines Zustandes eines Tragmittels
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzugsystem mit einer Aufzugkabine, einem Tragmittel und einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Zustandes des Tragmittels sowie ein Verfahren zum Erfassen dieses Zustandes.
Eine Aufzugkabine wird in einem Aufzugschacht oder entlang freistehender Führungseinrichtungen durch ein Kraftübertragungsmittel bewegt, d.h. gehoben bzw. abgesenkt. Um dabei die notwendige Hubkraft zu reduzieren, kann die Gewichtskraft der Aufzugkabine teilweise durch ein Gegengewicht kompensiert sein, welches mit der Aufzugkabine über ein Kopplungsmittel gekoppelt ist. Kraftü bertrag ungs- und Kopplungsmittel können separat ausgebildet sein. Bevorzugt wird die Zugkraft zum Heben bzw. Senken der Aufzugkabine jedoch über dasselbe Übertragungsmittel übertragen, mit dem die Aufzugkabine auch mit dem Gegengewicht gekoppelt ist. Sowohl solche gesonderten Kraftü bertrag ungs- bzw. Kopplungsmittel als auch solche Übertragungsmittel, die sowohl zum Halten als auch Bewegen einer Aufzugka- bine dienen, werden nachfolgend einheitlich als Tragmittel bezeichnet.
Herkömmlicherweise werden als Tragmittel in Aufzugsystemen blanke Stahlseile verwendet. Die Tragmittel unterliegen im Einsatz einem gewissen Verschleiss. Zudem können beispielsweise Lastspitzen, Schwingungen oder mechanische oder thermische Belastungen zu Schäden und damit zu einer Schwächung des Tragmittels führen. Um ein Versagen des Tragmittels zu verhindern, soll der Zustand des Tragmittels zerstörungsfrei erfasst und überprüft werden. Hierzu ist beispielsweise eine Sichtprüfung bekannt, die jedoch gleichermassen aufwändig wie unzuverlässig ist.
Zur Überprüfung von Stahlseilen ist es aus der Schrift JP09290973A bekannt, den magnetischen Fluss des Stahlseiles zu erfassen, um einen Bruch einzelner Litzen zu erkennen. Dieses Verfahren ist jedoch, beispielsweise durch Magnetfelder, die von einer Antriebsmaschine des Aufzugsystems erzeugt werden, störanfällig und daher ungenau. Die Überprüfung von Tragmitteln, in denen nur ein geringer magnetischer Fluss auftritt, also insbesondere Tragmittel mit nicht-metallischen Komponenten, ist mit diesem Verfahren nur schwer möglich.
Aus der Schrift WO03043922A1 ist es bekannt, als Tagmittel einen oder mehrere Tragriemen mit Zugträgern zur Übertragung von Längskräften einzusetzen, die in einem Tragriemenkörper angeordnet und von diesem umhüllt sind. Dies schliesst eine Sichtprüfung der Zugträger aus. Statische Aufladungen, metallischer Abrieb auf dem Tragriemenkörper und dergleichen können den magnetischen Fluss verändern und so eine Überprüfung des Tragmittels und insbesondere der Zugträger, die im Wesentliche die Längskräfte übertragen, beeinträchtigen. Bei dünnen Zugträgern tritt nur ein verhältnismässig geringer magnetischer Fluss auf, der nur schwer zuverlässig und präzise zu erfassen ist. Sind die Zugträger aus nicht-metallischem Material, scheidet eine Überprüfung durch Messung des magnetischen Flusses aus.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Aufzugsystem mit einer Erfassungseinrichtung bzw. ein Verfahren zum einfachen und zuverlässigen Erfassen eines Zustandes des Tragmittels anzugehen.
Hierzu ist ein Aufzugsystem und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche durch deren kennzeichnende Merkmale weitergebildet.
Ein Aufzugsystem nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine Aufzugkabine und ein Tragmittel zum Halten und/oder Bewegen der Aufzugkabine. Das Tragmittel kann von einem ersten Seilfixpunkt über ein oder mehrere Umlenkelemente, insbesondere Umlenkrollen, mindestens eine Treibrolle zu einem zweiten Seilfixpunkt geführt sein, wobei die Aufzugkabine und bevorzugt ein Gegengewicht derart an Umlenkelementen befestigt sind, dass die Aufzugkabine und das Gegengewicht durch eine Drehung der Treibrolle, die mit einer Antriebsmaschine des
Aufzugsystems verbunden sind und wenigstens teilweise von dem Tragmittel umschlungen werden, gegensinnig angehoben bzw. abgesenkt werden. Gleichermassen kann das Tragmittel mit einem Ende auch an der Aufzugkabine und/oder mit einem anderen Ende an dem Gegengewicht fixiert sein.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst dieses Trag- mittel einen oder mehrere Tragriemen mit Zugträgern, die im Wesentlichen die
Längskräfte im Tragmittel übertragen und die wenigstens teilweise, vorteilhafterweise vollständig, in einem Tragriemenkörper angeordnet sind. Die Zugträger können dabei aus ein- oder mehrfach verseilten Litzen aus Stahl oder Aramid ausgebildet sein, aber auch aus einem anderen Werkstoff hergestellt sein. Der Tragriemenkörper kann aus einem Kunststoff, einem Gewebe oder dergleichen bestehen.
Erfindungsgemäss umfasst ein Aufzugsystem weiter eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Zustandes des Tragmittels, die einen Ultraschallsender zum Erzeugen und Einkoppeln von Ultraschallwellen in das Tragmittel bzw. zum Erzeugen von Ultraschallwellen im Tragmittel sowie einen Ultraschallempfänger zum Erfassen von Ultraschallwellen des Tragmittels umfasst.
Ultraschallwellen erlauben ein einfaches Erfassen eines Zustandes des Tragmittels.
Beispielsweise kann durch diese Ultraschallwellen ein Materialzustand, insbesondere ein Verschleiss- oder Schadenszustand, des Tragmittels erfasst werden. So kann anhand der Laufzeiten, die die Ultraschallwellen in dem Tragmittel benötigen, die
Materialdicke und damit der Verschleisszustand des Tragmittels erfasst werden.
Fehlstellen und Risse im Material verändern die in dem Tragmittel weitergeleiteten bzw. reflektierten Ultraschallwellen und gestatten so ein Erfassen von dessen Schadenszustand. Aus der Anzahl, Grosse und Verteilung solcher Risse bzw.
Fehlstellen und/oder der Materialdicke kann weiter ein Festigkeitszustand des
Tragmittels bestimmt werden.
Auf das Tragmittel einwirkende Spannungen, insbesondere Normalspannungen in Längsrichtung des Tragmittels, führen zu dessen Verformung und ändern damit ebenfalls dessen Übertragungseigenschaften für Ultraschallwellen. Daher kann anhand der Ultraschallwellen beispielsweise auch ein Spannungszustand des Tragmittels erfasst werden. Überschreitet ein Verschleiss- und/oder Schadenszustand vorbestimmte Grenzwerte und/oder unterschreitet ein Festigkeitszustand zulässige Mindestwerte, so muss das Tragmittel gewechselt werden. Die Ultraschallwellen ermöglichen damit auch das Erfassen eines Wechselzustandes des Tragmittels, im Einzelnen die Beurteilung, ob das Tragmittel ausgewechselt werden muss oder nicht. Nähern sich Verschleiss-, Schadens- und/oder Festigkeitszustand den vorbestimmten Grenz- bzw. Mindestwerten, ohne diese bereits zu erreichen bzw. zu über- bzw. unterschreiten, stellt dies ein Indiz dafür dar, dass das Tragmittel einer genaueren Prüfung, beispielsweise mittels Röntgenstrahlen, zerstörender Werkstoffprüfung oder dergleichen, unterzogen werden muss. Somit kann anhand der Ultraschallwellen auch ein Inspektionszustand des Tragmittels erfasst werden, im Einzelnen, ob das Tragmittel einer genaueren Inspektion unterzogen werden muss oder nicht.
Die Ultraschallwellen können gleichermassen als longitudinale oder transversale Wellen, als Oberflächen-, Scher- oder Volumenwellen, direkt in das Tragmittel eingekoppelt bzw. direkt im Tragmittel erzeugt werden. Dabei können die Ultraschallwellen gleichermassen als Dauer- oder Impulsschall vorliegen. Während Dauerschall eine einfachere Ansteuerung des Ultraschallssenders ermöglicht, reduziert Impulsschall die zur Erzeugung der Ultraschallwellen erforderliche Energie und verringert die gegenseitige Beeinflussung eingekoppelter und reflektierter Ultraschallwellen.
Nach einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Einkopplung bzw. das Erzeugen von Ultraschallwellen nicht direkt im Tragmittel sondern indirekt in einer Achse einer Umlenk- oder Treibrolle, welche vom Tragmittel zumindest teilweise umschlungen ist. Dabei können sich in Längsrichtung der Achse einer Umlenk- oder Treibrolle ausbreitende Ultraschallwellen und/oder sich senkrecht zur Längsrichtung der Achse der Umlenk- oder Treibrolle ausbreitende Ultraschallwellen in die Achse der Umlenk- oder Treibrolle eingekoppelt bzw. in der Achse der Umlenk- oder Treibrolle erzeugt werden. In beiden Fällen ist der Ultraschallempfänger entsprechend angeordnet, um sich Ultraschallwellen zu erfassen, die sich quer zur Längsrichtung des Tragmittels im Tragmittel und/oder in der Achse der Umlenk- oder Treibrolle ausbreiten.
Nach einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfassen der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger je mindestens einen Piezokristall, der an mindestens eine Oberfläche des Tragmittels direkt oder indirekt ankoppelt. Die Ansteuerung des Ultraschallsenders erfolgt durch Anlegen einer sich zeitlich ändernden elektrischen Spannung, welche den Piezokristall verformt. Damit prägt der Piezokristall Ultraschallwellen auf das Tragmittel auf, die als mechanische Wellen auf dessen Oberfläche bzw. in dessen Innerem weitergeleitet werden. Die
Verwendung eines piezoelektrischen Wandlers ermöglicht eine einfache, präzise Einkopplung auch komplexerer Ultraschallwellenmuster. Entsprechend umfasst auch der Ultraschallempfänger einen Piezokristall, der an mindestens eine Oberfläche des Tragmittels direkt oder indirekt ankoppelt. Ultraschallwellen in dem Tragmittel bewirken somit eine mechanische Verformung des Piezokristalls, der hierauf mit einer abgreifbaren elektrischen Spannung reagiert. Die Spannungsänderung kann einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden, die so die Ultraschallwellen erfasst. Hier gestatten die Piezokristalle ein einfaches und präzises Erfassen von Ultraschallwellen. Auch erlaubt die Verwendung eines Ultraschallsenders bzw. Ultraschallempfängers auf Basis eines piezoelektrischen Wandlers eine einfache und zuverlässige Überprüfung des Tragmittels, die insbesondere nicht durch Magnetfelder gestört wird, wie sie beispielsweise eine Antriebsmaschine oder eine Steuerung des Aufzugsystems verursachen können. Weiterhin werden sie auch nicht von statischen Aufladungen oder Ähnlichem beeinträchtigt. Mit ihnen ist auf die Überprüfung von Tragmittel komponenten möglich, in denen nur ein geringer magnetischer Fluss auftritt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfassen der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger je mindestens einen elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandler (EMAT). Ein elektromagnetischakustischer Ultraschallwandler erzeugt Ultraschallwellen durch die Lorentz-Kraft und/oder den magnetorestriktiven Effekt in einem Festkörper, so dass keine Einkopplung von Ultraschallwellen in den Festkörper nötig ist. Der Festkörper kann das Tragmittel selbst und/oder eine Achse einer Umlenk- oder Treibrolle sein, welche vom Tragmittel zumindest teilweise umschlungen ist. Der elektromagnetischakustische Ultraschallwandler ist im geringen Abstand zum Festkörper angeordnet. Die Ansteuerung des Ultraschallsenders erfolgt beispielsweise durch einen elektrischen Strom, der durch eine Wirbelstromspule induziert wird. Entsprechend umfasst auch der Ultraschallempfänger einen elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandler, so dass keine Auskopplung der Ultraschallwellen aus dem Festkörper nötig ist. Die so vom Ultraschallempfänger erfassten Ultraschallwellen sind als elektrischer Strom abgreifbar.
Die Ultraschallwellen können sich in Längsrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreitend in das Tragmittel eingekoppelt bzw. im Tragmittel erzeugt werden. Dies ist bevorzugt in Fixpunkten des Tragmittels möglich, in denen das Tragmittel inertial befestigt ist. Ist das Tragmittel beispielsweise an seinen beiden Enden jeweils inertial befestigt und dazwischen über Umlenk- und Treibrollen geführt, so kann der
Ultraschallsender an einem der beiden Enden des Tragmittels derart angeordnet sein, dass er sich in Längsrichtung des Tragmittels ausbreitende Ultraschallwellen in dieses einkoppelt bzw. in diesem erzeugt, wobei der Ultraschallempfänger an dem anderen von den beiden Enden des Tragmittels derart angeordnet ist, dass er diese sich in Längsrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreitenden Ultraschallwellen des Tragmittels erfasst. Alternativ kann der Ultraschallempfänger auch zusammen mit dem Ultraschallsender an demselben Ende des Tragmittels angeordnet sein und reflektierte, sich in Längsrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreitende Ultraschallwellen des Tragmittels erfassen.
Zusätzlich oder alternativ kann der Ultraschallsender auch Ultraschallwellen in das Tragmittel einkoppeln bzw. im Tragmittel erzeugen, die sich in Breitenrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreiten. Dies kann bevorzugt in Bereichen geschehen, in denen das Tragmittel geführt ist. Dementsprechend erfasst ein Ultraschall- empfänger diese sich in Breitenrichtung des Tragmittels im Tragmittel ausbreitenden Ultraschallwellen des Tragmittels. Nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die Transmission der Ultraschallwellen, d.h. ihre Weiterleitung im Tragmittel, erfasst. Störstellen, insbesondere Fehlstellen oder Risse im Material, bewirken beispielsweise eine Energieabnahme des weitergeleiteten Ultraschalls und können daher durch einen Vergleich der in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten
Ultraschallwellenenergie und der erfassten Ultraschallwellenenergie des Tragmittels ermittelt werden.
Nach einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung werden reflektierte Ultra- Schallwellen des Tragmittels erfasst. Ultraschallwellen werden an Grenzflächen des Tragmittels, insbesondere an dessen Oberflächen, zumindest teilweise reflektiert. Ultraschallwellen werden aber auch an Störstellen des Tragmittels zumindest teilweise reflektiert. Durch Vergleich der Laufzeiten der in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten und der im Tragmittel reflektierten Ultraschallwellen können so Ausmass und Lage solcher Störstellen ermittelt werden.
Durch solche Störstellen verschieben sich auch die Frequenzen der Ultraschallwellen. Somit kann auch aus Frequenzunterschieden zwischen den in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten und erfasste Ultraschallwellen des Tragmittels auf Störstellen geschlossen werden.
Das Erfassen der Laufzeit, der Energieabnahme oder eines Frequenzunterschiedes zwischen in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten Ultraschallwellen und erfassten Ultraschallwellen des Tragmittels in einer Auswerteeinrichtung gestattet auch eine Dickenmessung des Tragmittels und damit eine Überprüfung von dessen Verschleisszustand. Denn in einem dünneren Tragmittel benötigen weitergeleitete Ultraschallwellen eine geringere Laufzeit und verlieren weniger Energie. Auch der Frequenzunterschied zwischen in das Tragmittel eingekoppelter bzw. im Tragmittel erzeugter Ultraschallwellen und reflektierter Ultraschallwellen des Tragmittels ändert sich in Abhängigkeit der Materialdicke.
Der Spannungs- und Verformungszustand des Tragmittels beeinflusst dessen Wei- terleitungseigenschaften für Ultraschallwellen. Somit ändern sich die vom Ultra- schallempfänger erfassten Ultraschallwellen in Abhängigkeit der auf das Tragmittel wirkenden Last. Dies ermöglicht es, den Lastzustand des Tragmittels anhand der Ultraschallwellen zu erfassen, insbesondere also eine Riemenspannung zu erkennen. Um umgekehrt lastabhängige Einflüsse auf das Erfassen beispielsweise eines Materialzustandes des Tragmittels zu eliminieren, wird in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Gleichgewichtsstrang des Tragmittels mittels Ultraschallwellen überprüft, d.h. Ultraschallsender und Ultraschallempfänger an einem Gleichgewichtsstrang angeordnet, dessen Spannungszustand sich nicht oder nur geringfügig verändert.
Die vorgenannten Ausführungen können auch kombiniert sein. Hierzu kann beispielsweise ein erster Ultraschallempfänger Ultraschallwellen erfassen, die vom Tragmittel weitergeleitet werden, und ein zweiter Ultraschallempfänger kann gleichzeitig oder abwechselnd Ultraschallwellen erfassen, die im Tragmittel reflektiert werden.
Die Einkopplung in das Tragmittel bzw. das Erzeugen im Tragmittel und/oder das Erfassen der Ultraschallwellen des Tragmittels kann lokal eng begrenzt sein. Mit einer solchen Erfassungseinrichtung kann beispielsweise an signifikanten, beispielsweise besonders belasteten Stellen der Zustand des Tragmittels ermittelt werden. Alternativ können Ultraschallwellen bzw. Ultraschallempfänger, die nur einen eng begrenzten Bereich abdecken, manuell oder automatisch über grossere Bereiche des Tragmittels verfahren werden und so sequentiell den Zustand des Tragmittels in diesem grosseren Bereich erfassen. Bevorzugt decken Ultraschallsender und Ultraschallempfänger jedoch einen grosseren Bereich ab, d. h. werden Ultraschallwellen in das Tragmittel eingekoppelt bzw. im Tragmittel erzeugt und über einem grosseren Bereich des Tragmittels geleitet, vorzugsweise über die kompletten Breite oder die vollständige Länge des Tragmittels bevor die Ultraschallwellen des Tragmittels erfasst werden. Auch Mischformen sind möglich derart, dass ein Ultraschallempfänger die Ultraschallwellen empfängt, die von verschiedenen Ultraschallsendern in das Tragmittel eingekoppelt bzw. im Tragmittel erzeugt werden oder umgekehrt, dass die von einem Ultraschallsender in das Tragmittel eingekoppelten bzw. im Tragmittel erzeugten Ultraschallwellen von mehreren räumlich verteilten Ultraschallempfängern erfasst werden.
Eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Zustandes des Tragmittels nach der vorliegenden Erfindung kann als mobiles Gerät mit einem beweglichen Ultraschallprüfkopf ausgebildet sein, in dem Ultraschallsender und Ultraschallempfänger integriert sind. Solche Geräte sind beispielsweise aus der medizinischen Diagnostik oder der zerstörungsfreien Materialprüfung vor Ort bekannt. Bevorzugt sind jedoch der Ultraschallsender und/oder der Ultraschallempfänger stationär an dem Tragmittel angeordnet, um eine gleichbleibende Positionierung zum Tragmittel zu gewährleisten und so die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern. Bevorzugt sind Ultraschallsender bzw. Ultraschallempfänger dabei so angeordnet, dass beim Verfahren der Aufzugkabine ein Teil des Tragmittels an dem Ultraschallsender bzw. Ultraschallempfänger vorbeiläuft und so eine abschnittsweise Überprüfung des Tragmittels ermöglicht.
Insbesondere bei einer stationär an dem Tragmittel angeordneten Erfassungseinrichtung umfasst diese in einer bevorzugten Ausführungsform eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung mindestens eines Auswertesignals der Auswerteeinrichtung, in der die vom Ultraschallempfänger erfassten Ultraschallwellen ausgewertet werden, an einen Empfänger, der ausserhalb eines Aufzugschachtes mobil, beispielsweise in einem Handgerät für ein Wartungspersonal, oder stationär, beispielsweise in einer Zentrale des Aufzugsystems, angeordnet sein kann. Somit kann eine Überprüfung des Tragmittels erfolgen, ohne dass Wartungspersonal in den Aufzugschacht steigen muss.
Die Erfassungseinrichtung kann den Zustand des Tragmittels kontinuierlich erfassen. Bevorzugt wird die Überprüfung jedoch nur in vorbestimmten Zeitabständen erfasst und das Ergebnis über die Übertragungseinrichtung übertragen. Zusätzlich oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung auch ferngesteuert aktiviert werden, um je nach Bedarf eine Überprüfung durchzuführen. Hierzu umfasst die Übertragungseinrichtung nach einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung einen Empfänger zum Empfangen mindestens eines Auslösesignals, das beispielsweise von einem Wartungspersonal durch ein mobiles Handgerät oder von der Zentrale ausge- sendet wird. Empfängt der Empfänger der Übertragungseinrichtung ein Auslösesignal, so koppelt der Ultraschallsender Ultraschallwellen in das Tragmittel ein bzw. erzeugt Ultraschallwellen im Tagmittel, die von dem Ultraschallempfänger erfasst und von der Auswerteeinrichtung ausgewertet werden. Mindestens ein entsprechendes Auswertesignal wird dann durch die Übertragungseinrichtung an den mobilen Empfänger oder die Zentrale übertragen. Dies ermöglicht die ferngesteuerte Überprüfung des Tragmittels.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
Fig. 1 ein Aufzugsystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 im perspektivischen Teilschnitt;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach
Fig. 1 im Querschnitt;
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach
Fig. 1 im Querschnitt;
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 im Querschnitt;
Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 im Querschnitt;
Fig. 7 eine sechste Ausführungsform eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 im Querschnitt; Fig. 8 eine erste Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen über die gesamte Länge des Tragmittels eingekoppelt werden;
Fig. 9 eine zweite Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen in Längsrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
Fig. 10 eine dritte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen in Längsrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
Fig. 11 eine vierte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei
Ultraschallwellen in Längsrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
Fig. 12 eine fünfte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen über die gesamte Breite des Tragmittels eingekoppelt werden;
Fig. 13 eine sechste Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen in Längs- und Breitenrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden;
Fig. 14 eine siebte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen in Längs- und Breitenrichtung des Tragmittels eingekoppelt werden; Fig. 15 eine achte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen in das Tragmittel eingekoppelt werden und reflektierte Ultraschallwellen erfasst werden;
Fig. 16 eine neunte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen in das Tragmittel eingekoppelt werden und reflektierte Ultraschallwellen erfasst werden;
Fig. 17 eine zehnte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen über eine Treibrolle in das Tragmittel eingekoppelt werden;
Fig. 18 eine elfte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen über eine Umlenkrolle in das Tragmittel eingekoppelt werden;
Fig. 19 eine zwölfte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , wobei Ultraschallwellen über eine Umlenkrolle in das Tragmittel eingekoppelt werden; und
Fig. 20 eine dreizehnte Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung zur
Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels des Aufzugsystems nach Fig. 1 , mit Auslösesignal und Auswertesignal einer Zustandserfassung.
Ein Aufzugsystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein in den Fig. 2 bis 7 in mehreren Ausführungsformen näher dargestelltes Tragmittel 2 in Form eines Tragriemens mit mindestens einem Zugträger 2.1 zur Übertragung von Längskräften auf, die in einem Tragriemenkörper 2.2 aus Kunststoff angeordnet sind. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das Tragmittel 2 in einem ersten Fixpunkt 5.1 inertial befestigt, wobei zum Ausgleich von Laststössen eine elastische, durch eine Feder angedeutete Aufhängung vorgesehen sein kann. Von dort ist das Lastmittel 2 um eine erste Umlenkrolle 6 geführt, an der ein Gegengewicht 3 hängt. Von dort ist es über mindestens eine Treibrolle 7 weiter zu zwei weiteren Umlenkrollen 6' geführt und mit seinem anderen Ende in einem zweiten Fixpunkt 5.2 inertial festgelegt. An diesen weiteren Umlenkrollen 6' ist eine Aufzugkabine 1 befestigt. Während das Tragmittel 2 die erste Umlenkrolle 6 und die Treibrolle 7 mit einem Winkel von rund 180° umschlingt, umschlingt das Treibmittel 2 die weiteren Umlenkrollen 6' nur mit einem Winkel von rund 90°. Weitere Details zu dieser 2:1 Aufhängung des Tragmittels 2 sind in der Schrift WO03043922A1 offenbart. Andere Ausführungsformen der Aufhängung des Tragmittels 2 sind bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung möglich. So ist auch eine nicht dargestellte 1 :1 Aufhängung des Tragmittels wie in der Schrift WO03043926A1 näher offenbart möglich, bei welcher der erste und zweite Fixpunkt des Tragmittels am Gegengewicht und an der Aufzugskabine befestigt sind.
Eine Antriebseinheit 4 kann ein Drehmoment auf die Umlenkrolle 7 aufprägen, das reibschlüssig entsprechende Längskräfte in das Tragmittel 2 überträgt, welches die Treibrolle 7 reibschlüssig umschlingt. Durch entsprechende Drehung der Treibrolle 7 mittels der Antriebseinheit 4 können Aufzugkabine 1 und Gegengewicht 3 somit gegensinnig gehoben bzw. abgesenkt werden.
Zur besseren Orientierung sind die Fig. 2 bis 20 mit xyz-Koordinaten versehen. Dabei erstreckt sich die Breite des Tragmittels 2 in x-Richtung, die Höhe des Tragmittels 2 erfolgt in z-Richtung und die Länge des Tragmittels 2 verläuft in y- Richtung. Entsprechend werden die sich in x-Richtung und y-Richtung erstreckenden Seiten des Tragmittels 2 als Breitseiten bezeichnet und jene in y-Richtung und z- Richtung werden als Längsseiten bezeichnet.
In den Ausführungsformen gemäss der Fig. 2 bis 5 ist der Kunststoffkörper 2.2 auf mindestens einer Breitseite als Keilrippenriemen ausgebildet. Die Breitseite weist Keilrippenflächen auf, die sich in verschiedenen Winkeln von 45° oder 30° oder auch 0° zur xy-Ebene erstrecken. In den Ausführungsformen gemäss der Fig. 6 und 7 ist der Kunststoffkörper 2.2 auf seinen Breitseiten flach bzw. sinusförmig gewellt ausgeführt. Die flache Breitseite liegt vollumfänglich in der xy-Ebene, die sinusförmig gewellte Breitseite erstreckt dem Radius folgend in x-Richtung und in y-Richtung. Auch der Kunststoffkörper 2.2 der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist auf einer Breitseite flach ausgeführt und liegt vollumfänglich in der xy-Ebene. Dementsprechend liegen die flachen Längsseiten der Kunststoffkörper 2.2 der Ausführungsformen gemäss der Fig. 2 bis 5 vollumfänglich in der yz-Ebene, während die sinusförmig gewellten Längsseiten der Kunststoffkörper 2.2 der Ausführungsformen gemäss der Fig. 6 und 7 dem Radius folgend sich in y-Richtung und in z-Richtung erstrecken. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann natürlich weitere hier nicht gezeigte Ausführungsformen von Kunststoffkörpern verwenden, beispielsweise kann er andere Winkel und Radien der Kunststoffkörper verwenden, auch kann er einen Kunststoffkörper mit rechteckigem, quadratischem oder rundem Querschnitt verwenden. Der Kunststoffkörper 2.2 besteht zumindest teilweise aus Polyurethan oder EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) und optional ebenfalls teilweise aus einem Gewebe auf Nylonbasis. Die Verwendung anderer Kunststoffmaterialien ist natürlich ebenfalls möglich.
Der Kunststoffkörper 2.2 umschliesst mindestens einen Zugträger 2.1 , welcher in einer neutralen Phase des Tragmittels 2 angeordnet ist. Anzahl und Durchmesser der Zugträger 2.1 pro Tragmittel 2 variieren. Während in den Ausführungsformen gemäss der Fig. 2 und 3 dreizehn bzw. zwölf Zugträger 2.1 im Kunststoffkörper 2.2 des Tragmittels 2 angeordnet sind, weist das Tragmittel 2 der Ausführungsform gemäss Fig. 4 nur vier Zugträger 2.1 , in derjenigen gemäss Fig. 5 nur einen Zugträger 2.1 und in derjenigen gemäss der Fig. 6 und 7 zwei Zugträger 2.1. im Kunststoffkörper 2.2 auf. Die Zugträger 2.1.bestehen aus Metall wie Stahl oder aus Kunststoff wie Aramid. Die Durchmesser der Zugträger 2.1 können 1 ,5 bis 12 mm betragen. Jeder Zugträger 2.1 besteht aus mehreren ein- oder mehrfach verseilten Litzen und einer Vielzahl von Metalldrähten bzw. Kunststofffilamenten. Weitere Details zu Zugträgern sind aus den Schriften EP1555234A1 und EP0672781A1 bekannt. Das Dicke-zu-Breite Verhältnis der Tragmittel 2 variiert ebenfalls stark. Demnach sind die Tragmittel 2 in den Ausführungsformen gemäss der Fig. 3, 6 und 7 breiter als dick, während die Tragmittel 2 der Ausführungsformen gemäss der Fig. 4 und 5 genauso dick wie breit bzw. dicker als breit sind.
Die Umlenkrollen 6, 6' und die Treibrolle 7 weisen entsprechende Gegenprofile (nicht dargestellt) auf, in die die Keilrippen des Tragmittelkörpers 2.2 eingreifen. Dies erhöht die Traktionsfähigkeit der Treibrolle 7 und verbessert die Führung des Treibmittels 2 auf den Umlenkrollen 6, 6' bzw. der Treibrolle 7. Hierzu ist das Tragmittel 2 zwischen der Treibrolle 7 und den weiteren Umlenkrollen 6' um seine Längsachse um 180° verdreht, was durch einen gekrümmten Pfeil dargestellt ist. Weitere Details zu dieser Ausführungsform sind in der Schrift EP1550629A1 offenbart.
Die Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Zustandes eines Tragmittels 2 des Aufzugsystems wird in mehreren Ausführungsformen gemäss der Fig. 8 bis 20 im Detail erläutert. Die Erfassungseinrichtung umfasst einen Ultraschallsender 8.1 , einen Ultraschallempfänger 8.2 und eine Auswerteeinrichtung 8.3. Zur Erzeugung bzw. zum Empfang von Ultraschall weisen sowohl der Ultraschallsender 8.1 als auch der Ultraschallempfänger 8.2 beispielsweise je einen piezoelektrischen Wandler und/oder einen elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandler auf. In den Ausführungsformen gemäss der Fig. 8 bis 16 und 20 sind der Ultraschallsender 8.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 direkt am Tragmittel 2 angeordnet, in den Ausführungsformen gemäss der Fig. 17 bis 19 sind der Ultraschallsender 8.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 indirekt am Tragmittel 2 angeordnet.
Beim piezoelektrischen Wandler wird an den Piezokristall des Ultraschallsenders 8.1 eine elektrische Spannung (beispielsweise eine sinusförmige Wechselspannung) eingeprägt, so dass sich dieser Piezokristall mechanisch verformt. Der Ultraschallsender 8.1 und das Tragmittel 2 sind mechanisch miteinander gekoppelt, so dass die mechanische Verformung des Piezokristalls als Ultraschallwellen 8 in das Tragmittel 2 einkoppeln. Die Ultraschallwellen 8 durchlaufen das Tragmittel 2 und gelangen zum Piezokristall des Ultraschallempfängers 8.2, welcher sich in analoger Art und Weise mechanisch verformt, was als elektrische Spannung abgegriffen wird.
Beim elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandler werden Ultraschallwellen durch die Lorentz-Kraft und/oder den magnetorestriktiven Effekt in einem Festkörper, wie dem Tragmittel 2 oder einer Achse einer Umlenkrollen 6, 6' bzw. einer Treibrolle 7 erzeugt, welche vom Tragmittel 2 zumindest teilweise umschlungen wird. Die Ansteuerung des Ultraschallsenders erfolgt beispielsweise durch einen elektrischen Strom, der durch eine Wirbelstromspule induziert wird und die vom Ultraschall- empfänger erfassten Ultraschallwellen sind als elektrischer Strom abgreifbar.
Während beim piezoelektrischen Wandler die Ultraschallwellen 8 im Piezokristall des Ultraschallsenders 8.1 erzeugt und über eine mechanische Ankopplung in das Tragmittel 2 eingekoppelt werden, erzeugt der elektromagnetisch-akustische Ultraschallwandler die Ultraschallwellen direkt im Tragmittel 2, so dass keine mechanische Ankopplung notwendig ist. Hierzu ist der elektromagnetisch-akustische Ultraschallwandler im geringen Abstand zum Festkörper angeordnet.
Die Ultraschallwellen 8 können gleichermassen als longitudinale oder transversale Wellen, als Oberflächen-, Scher- oder Volumenwellen, in das Tragmittel 2 eingekoppelt bzw. im Tragmittel 2 erzeugt werden. Dabei können sie gleichermassen als Dauer- oder Impulsschall eingekoppelt bzw. erzeugt werden. Während eine Einkopplung als Dauerschall eine einfachere Ansteuerung des Ultraschallssenders 8.1 ermöglicht, reduziert die Einkopplung als Impulsschall die zur Erzeugung der Ultraschallwellen erforderliche Energie und verringert die gegenseitige Beeinflussung eingekoppelter Ultraschallwellen und reflektierter Ultraschallwellen 8'. Eine typische Pulsrepetitionsrate beträgt 100Hz. Für eine gute Einkopplung bzw. für ein gutes Erfassen der Ultraschallwellen 8, 8' sind der Ultraschallsender 8.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 mechanisch fest gegen das Tragmittel 2 gespannt. Beispielsweise erzeugt der Ultraschallsender 8.1 Ultraschallwellen 8 im Frequenzbereich von 20 kHz bis 1 GHz, die in das Tragmittel 2 eingekoppelt bzw. im Tragmittel 2 erzeugt werden. Eine vorteilhafte Frequenz von Ultraschallwellen 8, 8' beträgt 75kHz, bei der durchtrennte Stahldrähte eines Tragmittels 2 in der Ausführungsform gemäss Fig. 2 sowohl in Längsdurchschallung als auch in Breitendurchschallung erfasst werden.
Ultraschallsender 8.1 und Ultraschallempfänger 8.2 sind über Signalleitungen mit einer Auswerteeinrichtung 8.3 verbunden, welche die eingeprägte elektrische
Spannung des piezoelektrischen Wandlers bzw. der induzierte elektrische Strom des elektromagnetisch-akustischen Ultraschallwandlers mit der abgegriffenen elektrischen Spannung des piezoelektrischen Wandlers bzw. mit dem abgegriffenen elektrischen Strom des elektromagnetisch-akustischen Wandlers vergleicht. Das mindestens eine Ausgangssignal des Ultraschallempfänger 8.2 wird mit geeigneten Mitteln verstärkt und aufbereitet und ist auf einem Bildschirm eines Oszilloskops darstellbar und durch einen Drucker ausdruckbar und in einem digitalen Speicher als digitale Datei speicherbar.
An Störstellen, beispielsweise Fehlstellen im Material oder Rissen, die sich beispielsweise aufgrund von Herstellungsfehlern, Lastspitzen oder mechanischen oder thermischen Belastungen im Tragmittel 2 bilden, werden die Ultraschallwellen 8 teilweise absorbiert oder reflektiert. Damit vermindert sich die Energie der weitergeleiteten Ultraschallwellen 8. Durch den Vergleich der Energien der eingekoppelten und der erfassten Ultraschallwellen 8, 8' kann somit ein Materialzustand, insbesondere ein Schadenszustand, des Tragmittels 2 erfasst werden. Hierzu wird der Ultraschallsender 8.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 in regelmässigen Zeitabständen aktiviert und die Energieabnahmen zwischen eingekoppelten und erfassten Ultraschallwellen 8, 8' bei den verschiedenen Messungen gespeichert. Mit zunehmenden Störstellen erhöht sich die
Energieabnahme. Nähert sich diese Energieabnahme einem vorbestimmten Grenzwert, der beispielsweise experimentell bestimmt werden kann, zeigt dies an, dass das Tragmittel 2 einen bestimmten Schadenszustand erreicht hat und daher genauer überprüft werden sollte. In diesem Fall überträgt die Auswerteeinrichtung 8.3 mindestens ein Auswertesignal an eine Zentrale und fordert so automatisch zu einer genaueren Überprüfung des Tragmittels 2, beispielsweise mittels Röntgen- durchstrahlung, auf. Auch dehnt sich das Tragmittel 2 je nach Beladung der Aufzugkabine. Dementsprechend verändert sich die Laufzeit der Ultraschallwellen 8, die diese benötigen, um vom Ultraschallsender 8.1 zum Ultraschallempfänger 8.2 zu gelangen. Durch Vergleich der Zeitpunkte zwischen Einkoppeln der Ultraschallwellen 8 und deren Erfassen kann somit auf die Dehnung des Tragmittels 2 und damit sein Spannungszustand erfasst werden.
In den Ausführungsformen gemäss Fig. 8 bis 11 sind Ultraschallsender 8.1 und Ultraschallempfänger 8.2 am Tragmittel 2 angeordnet und die Ultraschallwellen 8 durchlaufen in Längsrichtung (y-Richtung) eine Länge I, I' des Tragmittels 2. Dabei kann eine Gesamtlängsdurchschallung oder um eine Teillängsdurchschallung des Tragmittels 2 erfolgen. Bei einer Gesamtlängsdurchschallung gemäss Fig. 8 wird die gesamte Länge I des Tragmittels 2 zwischen den beiden Fixpunkten 5.1 , 5.2 mit Ultraschallwellen 8 beaufschlagt. Bei einem fünfstöckigem Gebäude und einem Aufzugsystem mit 2:1 Aufhängung des Tragmittels 2 beträgt die gesamte Länge I des Tragmittels 2 beispielsweise 36m. Bei einer Teillängsdurchschallung gemäss Fig. 9 bis 11 wird nur eine Teillänge I' des Tragmittels 2 mit Ultraschallwellen 8 beaufschlagt. Die Teillänge I' des Tragmittels 2 kann wenige cm oder auch mehrere m lang sein. In Fig. 8 sind der Ultraschallsender 8.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 stirnseitig am Tragmittel 2 angebracht. Beispielsweise ist der Ultraschallsender 8.1 stationär im ersten Fixpunkt 5.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 ist stationär im zweiten Fixpunkt 5.2 angeordnet. In der Ausführungsform gemäss Fig. 9 ist nur der Ultraschallempfänger 8.2 stationär im zweiten Fixpunkt 5.2 angeordnet und der Ultraschallsender 8.1 ist mobil auf einer Breitseite am Tragmittel 2 angeordnet. Fig. 10 und 11 zeigen Ausführungsformen, wo der Ultraschallsender 8.1 und der
Ultraschallempfänger 8.2 mobil auf den gleichen Breitseiten (Fig. 10) oder auf unterschiedlichen Breitseiten (Fig. 11 ) des Tragmittels 2 angeordnet werden. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann natürlich weitere, nicht dargestellte Ausführungsformen realisieren. So kann er in Abwandlung der Ausführungsform gemäss Fig. 9 den Ultraschallsender 8.1 stationär im ersten
Fixpunkt 5.1 anordnen und den Ultraschallempfänger 8.2 mobil auf einer Breitseite am Tragmittel 2 anordnen. In den Ausführungsformen gemäss Fig. 12 bis 15 durchlaufen Ultraschallwellen 8 das Tragmittel 2 in Breitenrichtung (x-Richtung) über eine Breite w, w' des Tragmittels 2. Dabei kann eine Gesamtbreitendurchschallung oder um eine Teilbreitendurchschallung des Tragmittels 2 erfolgen. Für eine Gesamtbreiten- durchschallung gemäss Fig. 12 und 15 sind der Ultraschallsender 8.1 und/oder der Ultraschallempfänger 8.2 entweder stationär oder mobil am Tragmittel 2 angeordnet. Gemäss Fig. 12 und 15 sind der Ultraschallsender 8.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 an den gleichen Längsseiten (Fig. 15) oder an unterschiedlichen Längsseiten (Fig. 12) angeordnet. In das Tragmittel 2 eingekoppelte Ultraschallwellen 8 werden nicht nur an den Längs- und Breitseiten des Tragmittels 2, sondern auch an eventuellen Störstellen innerhalb des Tragmittels 2 und insbesondere in Störstellen innerhalb der Zugträger 2.1 reflektiert. Dementsprechend verkürzt sich in Oberflächenbereichen, unter denen solche Störstellen vorhanden sind, die Laufzeit der eingekoppelten und erfassten Ultraschallwellen 8. Die Auswerteeinrichtung 8.3 kann daher Störstellen und damit einen Materialzustand des Tragmittels 2 erfassen. Die gesamte Breite w des Tragmittels 2 wird überprüft, d.h. der Ultraschallsender 8.1 koppelt über die gesamte Breite w des Tragmittels 2 Ultraschallwellen 8 in das Tragmittel 2 ein, die vom Ultraschallempfänger 8.2 erfasst und lokal auflöst werden. Somit können in der Auswerteinrichtung 8.3 unterschiedliche Laufzeiten über der Breite w des Tragmittels 2 erfasst werden, die Aufschluss über lokal unterschiedliche Störstellen, insbesondere in den Zugträgern 2.1 , aber auch im Inneren des Kunststoffkörpers 2.2 geben.
In den Ausführungsformen gemäss Fig. 13 und 14 durchlaufen Ultraschallwellen 8 das Tragmittel 2 in Längs- und Breitenrichtung in der xy-Ebene über eine Länge I' und eine Breite w'. Dazu sind der Ultraschallsender 8.1 und/oder der Ultraschallempfänger 8.2 entweder stationär oder mobil auf der gleichen Breitseiten (Fig. 13) oder auf unterschiedlichen Breitseiten (Fig. 14) des Tragmittels 2 angeordnet.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 15 sind der Ultraschallsender 8.1 und der
Ultraschallempfänger 8.2 an der gleichen Längsseite des Tragmittels 2 angeordnet. Vom Ultraschallsender 8.1 in das Tragmittel 2 eingekoppelte Ultraschallwellen 8 werden im Tragmittel 2 reflektiert und diese reflektierten Ultraschallwellen 8' werden vom Ultraschallempfänger 8.2 erfasst.
Ganz ähnlich sind in der Ausführungsform gemäss Fig. 16 der Ultraschallsender 8.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 an der gleichen Breitseite des Tragmittels 2 angeordnet und durchlaufen die Dicke d des Tragmittels 2. Vom Ultraschallsender 8.1 in das Tragmittel 2 eingekoppelte bzw. im Tragmittel 2 erzeugte Ultraschallwellen 8 werden im Tragmittel 2 reflektiert und diese reflektierten Ultraschallwellen 8' werden vom Ultraschallempfänger 8.2 erfasst. Mit zunehmendem Verschleiss verringert sich die Dicke des Tragmittels 2. Somit verkürzt sich auch die Laufzeit zwischen den eingekoppelten und den empfangenen Wellen quer zur Längsrichtung. Die Auswerteeinrichtung 8.3 kann hieraus eine Abnahme der Materialdicke und damit einen Verschleisszustand des Tragmittels 2 bestimmen. Um ständig einen ausreichenden Kontakt mit dem Tragmittel 2 zu gewährleisten, sind der Ultraschallsender 8.1 und der Ultraschallempfänger 8.2 elastisch gegen das Tragmittel 2 vorgespannt.
In den Ausführungsformen gemäss der Fig. 17 bis 19 ist ein stationär fixierter Ultraschallsender 8.1 und Ultraschallempfänger 8.2 gegen eine Stirnseite einer Achse 6.1 einer Umlenkrolle 6 bzw. einer Achse 7.1 einer Treibrolle 7 bzw. Achse 6.1 ' einer Umlenkrolle 6' gespannt. Der Ultraschallsender 8.1 koppelt Ultraschallwellen 8 in die Längsrichtung der Achse 6.1 , 6.1 ', 7.1 bzw. erzeugt Ultraschallwellen 8 in der Längsrichtung der Achse 6.1 , 6.1 ', 7.1. Die Ultraschallwellen 8 breiten sich von der Achse 6.1 , 6.1 ', 7.1 in einen Rollenkörper 6.2, 6.2' bzw. einen Treibrollenkörper 7.2 aus. Die Ultraschallwellen 8 werden am Tragmittel 2 reflektiert und die reflektierten Ultraschallwellen 8' werden vom Ultraschallempfänger 8.2 erfasst. In der Ausführungsform gemäss Fig. 17 werden reflektierte Ultraschallwellen 8' von einem die Umlenkrolle 6 bzw. die Treibrolle 7 mit einem Winkel von rund 180° umschlingenden Tragmittel 2 erfasst. In der Ausführungsform gemäss Fig. 18 werden reflektierte Ultraschallwellen 8' von einem die Umlenkrolle 6' mit einem Winkel von rund 90° umschlingenden Tragmittel 2 erfasst. In der Ausführungsform gemäss Fig. 19 schliesslich sind ein stationär fixierter Ultraschallsender 8.1 und Ultraschallempfänger 8.2 gegen eine Längsseite einer Achse 6.1 einer Umlenkrolle 6 bzw. einer Achse 7.1 einer Treibrolle 7. Der Ultraschallsender 8.1 koppelt Ultraschallwellen 8 in die Achse 6.1 , 7.1 ein bzw. erzeugt Ultraschallwellen 8 in der Achse 6.1 , 7.1. Die Ultraschallwellen 8 breiten sich von der Achse 6.1 , 7.1 in den Rollenkörper 6.2 bzw. den Treibrollenkörper 7.2 aus. Die Ultraschallwellen 8 werden am Tragmittel 2 reflektiert und die reflektierten Ultraschallwellen 8' werden vom Ultraschallempfänger 8.2 erfasst.
Bei der Erfassungseinrichtung mit stationär angebrachtem Ultraschallsender 8.1 und Ultraschallempfänger 8.2 kann der Zustand des Tragmittels 2 periodisch erfasst und automatisch an die Zentrale gemeldet werden, wenn eine genauere Prüfung erforderlich ist. Es ist mit der Erfassungseinrichtung mit stationär angebrachtem Ultraschallsender 8.1 und Ultraschallempfänger 8.2 aber auch möglich, eine Messung fernauszulösen. Wie in der Ausführungsform gemäss Fig. 20 gezeigt, sendet ein mobiler Empfänger oder eine Zentrale 9 mindestens ein Auslösesignal 9.1 an die Auswerteeinrichtung 8.3, in der ein entsprechender Empfänger das Auslösesignal 9.1 empfängt, daraufhin den Ultraschallsender 8.1 und Ultraschallempfänger 8.2 aktiviert und mindestens ein Auswertesignal 8.4, beispielsweise auf Basis der Laufzeit der Ultraschallwellen 8, 8' an den mobilen Empfänger oder die Zentrale 9 zurücksendet. Die Übermittlung des Auslösesignals 9.1 und des Auswertesignal 8.4 erfolgt über Festnetzleitung oder wie beispielhaft in Fig. 20 gezeigt, per Funkleitung.
Weder das Tragmittel 2 noch dessen Führung oder die konkrete Ausgestaltung und Anordnung von Ultraschallsender 8.1 bzw. Ultraschallempfänger 8.2 in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränken den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Vielmehr sind bei Kenntnis der Erfindung auch andere Ausführungsformen, insbesondere Tragmittel, die mehrere Tragriemen umfassen, andere Tragmittelführungen und andere Ultraschallsender bzw. Ultraschallempfänger, möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Aufzugsystem mit einer Aufzugkabine (1 ), einem Tragmittel (2) zum Halten und/oder Bewegen der Aufzugkabine (1 ), und einer Erfassungseinrichtung (8.1 ,
8.2, 8.3) zur Erfassung eines Zustandes des Tragmittels (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (8.1 , 8.2, 8.3) einen Ultraschallsender (8.1 ) zum Erzeugen und Einkoppeln von Ultraschallwellen (8) in das Tragmittel (2) bzw. zum Erzeugen von Ultraschallwellen (8) im Tragmittel (2) und einen Ultraschallempfänger (8.2) zum Erfassen von Ultraschallwellen (8, 8') des Tragmittels (2) umfasst.
2. Aufzugsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallempfänger (8.2) die Transmission der Ultraschallwellen (8) im Tragmittel (2) und/oder reflektierte Ultraschallwellen (8') im Tragmittel (2) erfasst.
3. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellen (8, 8') eine Frequenz im Bereich zwischen 20 kHz und 1 GHz, vorzugsweise 75 kHz aufweisen.
4. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) die Ultraschallwellen (8) als Dauerschall oder als Impulsschall in das Tragmittel (2) einkoppelt bzw. im Tragmittel (2) erzeugt.
5. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) und der Ultraschallempfänger (8.2) je mindestens einen piezoelektrischen Wandler und/oder je mindestens einen elektromagnetisch-akustischen Wandler umfassen.
6. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) derart ausgebildet und angeordnet ist, Ultraschallwellen (8) in Längsrichtung des Tragmittels (2) und/oder in Breitenrichtung des Tragmittels (2) einzukoppeln. bzw. dass der Ultraschallsender (8.1 ) derart ausgebildet und angeordnet ist, sich in Längsrichtung des Tragmittels (2) im Tragmittel (2) ausbreitende Ultraschallwellen (8) im Tragmittel (2) zu erzeugen und/oder sich in Breitenrichtung des Tragmittels (2) im Tragmittel (2) ausbreitende
Ultraschallwellen (8) im Tragmittel (2) zu erzeugen.
7. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragmittel (2) einen Tragriemen mit Zugträgern (2.1 ) zur Übertragung von Längskräften umfasst, die wenigstens teilweise, bevorzugt vollständig in einem Tragriemenkörper (2.2) angeordnet sind.
8. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragmittel (2) Litzen aus Stahl aufweist.
9. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) und/oder der Ultraschallempfänger (8.2) stationär am Tragmittel (2) angeordnet ist/sind.
10. Aufzugsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
Ultraschallsender (8.1 ) und/oder der Ultraschallempfänger (8.2) in einem Fixpunkt (5.1 , 5.2) des Tragmittels (2) angeordnet ist/sind.
11.Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) und/oder der
Ultraschallempfänger (8.2) mobil am Tragmittel (2) angeordnet ist/sind.
12. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) und/oder der Ultraschallempfänger (8.2) direkt am Tragmittel (2) angeordnet ist/sind.
13.Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) und/oder Ultraschallempfänger (8.2) indirekt am Tragmittel (2) angeordnet ist/sind.
14. Aufzugsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der
Ultraschallsender (8.1 ) und/oder der Ultraschallempfänger (8.2) an einer Achse (6.1 , 6.1 ') einer Umlenkrolle (6, 6') bzw. einer Achse (7.1 ) einer Treibrolle (7) angeordnet ist/sind.
15. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter eine Auswerteeinrichtung (8.3) zur Auswertung der vom Ultraschallempfänger (8.2) erfassten Ultraschallwellen (8, 8'), insbesondere zum Erfassen einer Laufzeit zwischen Ultraschallsender (8.1 ) und Ultraschallempfänger (8.2), und/oder einer Energieabnahme zwischen in das Tragmittel (2) eingekoppelten Ultraschallwellen (8) bzw. im Tragmittel (2) erzeugten Ultraschallwellen (8) und erfassten Ultraschallwellen (8, 8') des Tragmittels (2) und/oder eines Frequenzunterschiedes zwischen in das Tragmittel (2) eingekoppelten Ultraschallwellen (8) bzw. im Tragmittel (2) erzeugten Ultraschallwellen (8) und erfassten Ultraschallwellen (8, 8') des Tragmittels (2) umfasst.
16. Aufzugsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (8.3) eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung eines Auswertesignals (8.4) und/oder eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Auswertesignals (8.4) umfasst.
17. Aufzugsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung (8.3) einen Empfänger zum Empfangen eines Auslösesignals (9.1 ) und zur Übertragung eines Auswertesignals (8.4) als Reaktion auf den Empfang des Auslösesignals (9.1 ) umfasst.
18. Aufzugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erfasste Zustand des Tragmittels (2) ein Materialzustand, insbesondere ein Verschleiss- und/oder Schadenszustand, ein Festigkeitszustand, ein Spannungszustand, ein Wechselzustand und/oder ein Inspektionszustand ist.
19. Verfahren zur Erfassung des Zustandes eines Tragmittels (2) eines
Aufzugsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten: Erzeugen und Einkoppeln von Ultraschallwellen (8) in das Tragmittel (2) bzw. Erzeugen von Ultraschallwellen (8) im Tragmittel (2) durch den Ultraschallsender (8.1 ); und - Erfassen von Ultraschallwellen (8, 8') des Tragmittels (2) durch den
Ultraschallempfänger (8.2).
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand des Tragmittels (2) permanent oder in vorbestimmten Zeitabständen erfasst wird.
21.Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20 zur Erfassung des Zustandes eines Tragmittels (2) eines Aufzugsystems nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des Zustandes das Auslösesignal (9.1 ) an den Empfänger gesendet und das daraufhin von der Übertragungseinrichtung übertragene Auswertesignal (8.4), insbesondere ausserhalb eines
Aufzugschachtes des Aufzugsystems, empfangen und verarbeitet wird.
22. Ultraschallsender (8.1 ) und Ultraschallempfänger (8.2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 19 oder 20 zur Erfassung des Zustandes eines Tragmittels (2) eines Aufzugsystems nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) und/oder der Ultraschallempfänger (8.2) direkt oder indirekt am Tragmittel (2) angeordnet sind.
23. Ultraschallsender (8.1 ) und Ultraschallempfänger (8.2) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender (8.1 ) und der
Ultraschallempfänger (8.2) je mindestens einen piezoelektrischen Wandler und/oder je mindestens einen elektromagnetisch-akustischen Wandler umfassen.
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