WO2018103922A1 - Verfahren zur detektion des zustands von tragriemen - Google Patents

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WO2018103922A1
WO2018103922A1 PCT/EP2017/076027 EP2017076027W WO2018103922A1 WO 2018103922 A1 WO2018103922 A1 WO 2018103922A1 EP 2017076027 W EP2017076027 W EP 2017076027W WO 2018103922 A1 WO2018103922 A1 WO 2018103922A1
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length
support
support means
elevator system
suspension element
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PCT/EP2017/076027
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English (en)
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Inventor
Hubert Göser
Jan-Henning Quass
Original Assignee
Contitech Antriebssysteme Gmbh
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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/06—Arrangements of ropes or cables
    • B66B7/062—Belts

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the condition or
  • Wear condition i. the so-called discard of carrying strap made of elastomeric material within a support or elevator system, wherein the support means in their longitudinal direction in the belt body embedded tensile or reinforcing elements, preferably formed as a twisted or beaten cords.
  • the suspension means of the cabins are subject to strict regulations with regard to their operational safety and tensile strength.
  • the tensile strength may be reduced during the life of an elevator due to subsidence, wear of material or fatigue within the suspension element.
  • Audit standards provide corresponding regulations. Lift installations are carefully checked by appropriate audit organizations for compliance with these regulations and statutory provisions.
  • an assessment of the state of the tensile strength can be carried out by optical control of the individual strands for breaks or by measuring a about the changing diameter of a steel cable.
  • optical control of the individual strands for breaks or by measuring a about the changing diameter of a steel cable.
  • the optical integrity of the suspension elements must first be checked and ensured.
  • the strength of metallic tension elements in the interior of the plastic matrix can, for. B. by means of resistance measurement.
  • the individual tension members are electrically connected to each other.
  • Resistance measurement usually can not be performed during operation.
  • the US 2004/0046540 AI discloses a method in which a wear of a rope or a ropes-containing elevator belt with a plurality of ferromagnetic strands or cords can be checked by the change of
  • EP 0 845 672 A1 also discloses a magnetic test method during operation which permits testing of the magnetic properties of a magnetizable elongate object, such as an elevator belt, in which Hall sensors may be used
  • the application is also limited to straps with ropes / cords made of magnetizable or electromagnetically influenced materials as tension members.
  • the object was to provide a method by which a reliable determination of the state of wear of traction or support means in the form of reinforced with tension straps, in particular of elevator belt is possible and which only a small apparatus / design effort for the associated devices includes.
  • a length L of the suspension element is set as a length list (Eini) measured after reaching a run-in new state relative to the respective measured actual length List of the suspension element or to the corresponding length Li s t ( n ) of the support means, wherein after reaching a predetermined ratio of the lengths (List / LEini) or (List (n) / LEÜÜ) given a warning signal or requested to replace the suspension element.
  • the term "broken-in new condition” is understood to mean the condition of the lift system and the traction means / belt which has arisen after a series of several hundred load cycles due to settling and running in.
  • the load cycle is understood to be a one-time up or down stroke
  • the connection between reinforcing elements or tension members and the rubber matrix and the entry into the deflection and drive rollers has then so far set that essential state changes only after much longer periods of training.
  • Tensile elements within the polymer matrix creates a change in length of the traction device.
  • the geometric change of the individual tension members / tension elements arises for
  • the length L of the suspension element is determined by markings applied to the suspension element at a predetermined distance and the markings can be detected by sensors within the suspension or elevator system.
  • Markings in this case color markings or black-and-white transitions, can be detected very simply by a camera, for example.
  • a further advantageous embodiment consists in that the length L of the suspension element is marked by internals arranged at a predetermined distance within the suspension element, preferably electromagnetically effective regions, inserts or transponders, and the markings can be detected by sensors within the support or elevator system.
  • internals arranged at a predetermined distance within the suspension element, preferably electromagnetically effective regions, inserts or transponders, and the markings can be detected by sensors within the support or elevator system.
  • Pull means to understand such as magnetizations of internal metal parts or cords. Such changes can also be detected very easily by the corresponding sensors. In particular, you can built in the pull strap
  • a further advantageous embodiment is that the length L of the support means is determined by the measured at a certain operating point heights or
  • Positions of at least two components of the support or elevator system in particular the positions or heights of lifting device or cubicle and counterweight. Again, simple approximation sensors are sufficient to a change in length of a
  • 1 is a schematic representation of a pull strap
  • Fig. 2 shows the geometric change of a tension member
  • Fig. 3 shows schematically an advantageous embodiment of the invention
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a pull belt 1 is provided with extending in the longitudinal direction of strength members 2.
  • Each of these reinforcements consists of beaten filaments, as shown in detail in Figure 2.
  • Fig. 2 shows the geometrical change of a tension member made of twisted / beaten metallic filaments within a tension belt.
  • the geometric change of the individual tension members / tension elements arises, for example, that through
  • Friction / wear of the beaten / twisted filaments as shown in the left part of Figure 2 in its original position, by taking place during operation movement of the individual filaments relative to each other and the resulting fretting already mentioned.
  • the change in the shape and the position of the individual filaments and strands of a tensile carrier arises approximately then, as it is then shown in the right part of Figure 2.
  • the difference of the then resulting Diameter of the tension member compared to the original existing
  • Diameter This change in diameter also creates a change in length of the tension belt that is detectable.
  • Fig. 3 shows schematically an advantageous embodiment of the method according to claim 4, wherein the length L of the support means is fixed by in a certain
  • a running over several pulleys L length of the support means is used as a reference length, wherein after reaching a predetermined ratio of the lengths (List / LEÜÜ) or (Li s t ( n ) / LEÜÜ) given a warning or exchange the suspension is requested.

Landscapes

  • Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)
  • Maintenance And Inspection Apparatuses For Elevators (AREA)

Abstract

Verfahren zur Detektion des Abnutzungszustands von Tragriemen aus elastomerem Material innerhalb eines Trag-bzw. Aufzugsystems, wobei die Tragmittel in ihrer Längsrichtung im Riemenkörper eingebettete Zugträger bzw. Verstärkungselemente aufweisen, vorzugsweise ausgebildet als getwistete oder geschlagene Corde, wobei eine Länge (L) des Tragmittels als nach dem Erreichen eines eingelaufenen Neuzustands gemessene Länge (List(Ein)) ins Verhältnis gesetzt wird zur jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebszeit oder Lastspielzahl gemessenen entsprechenden Länge des Tragmittels (List) oder (List(n)), wobei nach Erreichen eines vorgegebenen Verhältnisses der Längen (List/LEinl) bzw. (List(n)/LEinl) ein Warnsignal gegeben bzw. zum Austausch des Tragmittels aufgefordert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Detektion des Zustande von Tragriemen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion des Zustands bzw.
Abnutzungszustands, d.h. der so genannten Ablegereife von Tragriemen aus elastomerem Material innerhalb eines Trag- bzw. Aufzugsystems, wobei die Tragmittel in ihrer Längsrichtung im Riemenkörper eingebettete Zugträger bzw. Verstärkungselemente aufweisen, vorzugsweise ausgebildet als getwistete oder geschlagene Corde.
Insbesondere bei Personen- oder Lastenaufzügen unterliegen die Tragmittel der Kabinen, üblicherweise Stahlseile, strengen Regelungen in Bezug auf ihre Betriebssicherheit und Zugfestigkeit. Die Zugfestigkeit kann sich im Laufe der Lebensdauer eines Aufzugs durch Setzungen, Materialverschleiß oder durch Ermüdungserscheinungen innerhalb des Tragmittels reduzieren. Prüfungsnormen geben hierzu entsprechende Regelungen vor. Aufzugsanlagen werden von entsprechenden Prüfungsorganisationen sorgfältig auf die Einhaltung dieser Reglungen und gesetzlichen Vorschriften überprüft.
Sobald ein Tragmittel die gesetzlichen Anforderungen nicht mehr erfüllt, muss es ausgetauscht, d.h. abgelegt werden, was bedeutet, dass es aus dem Aufzugssystem entfernt und durch ein neues Tragmittel ersetzt wird. Dieser Zeitpunkt ist die sogenannte
Ablegereife.
Das Erreichen der Ablegereife bei den im Stand der Technik für Aufzüge häufig verwendeten Stahlseilen unter anderem durch eine optische Kontrolle ermittelt.
Hierzu kann bei Stahlseilen z.B. eine Beurteilung des Zustandes der Zugfestigkeit durch optische Kontrolle der einzelnen Litzen auf Brüche erfolgen oder durch Messung eines sich etwa verändernden Durchmessers eines Stahlseils. Solche Methoden sind in der Normung aufgenommen und gehören daher zum Stand der Technik.
Bei den heute mehr und mehr als Tragmittel verwendeten Aufzugsgurten, bei denen Stahlseile oder Stahlcorde als Zugträger in einer Gummimatrix eingebettet sind, ist eine solche Kontrolle mittels rein optischer Verfahren kaum möglich, so dass es zusätzlicher verfeinerter Messmethoden bedarf.
Hier nutzt man eine Kombination aus optischer und messtechnischer bzw. statistischer Methoden. In der Regel ist dabei zunächst die optische Integrität der Tragmittel zu überprüfen und sicherzustellen. Die Festigkeit von metallischen Zugelementen im inneren der Kunststoffmatrix kann z. B. mittels Widerstandsmessung erfolgen. Hierzu werden die einzelnen Zugträger elektrisch miteinander verbunden. Eine Querschnittsänderung der Zugträger infolge von Reibung (Fretting) oder l.itzenbrüchen verändern z.B. den
Widerstand im elektrischen Leiter, was als Indikator für die Ablegereife herangezogen werden kann. Der Nachteil bei solchen Verfahren besteht darin, dass eine solche
Widerstandsmessung üblicherweise nicht im laufenden Betrieb durchgeführt werden kann.
Die US 2004/0046540 AI offenbart ein Verfahren, bei dem eine Abnutzung eines Seils oder auch eines Seile enthaltenden Aufzugsgurts mit einer Vielzahl von ferromagnetischen Litzen oder Corden dadurch überprüft werden kann, das die Veränderung der
magnetischen Feldstärke bzw. Veränderungen im magnetischen Fluss diktiert werden. Eine solche Überprüfung kann durch laufend während des Betriebes erfolgen, weist jedoch den Nachteil auf, dass relativ komplizierte Vorrichtungen und Apparate zur Magnetisierung bzw. zur Ermittlung der Feldstärkenveränderung eingesetzt werden müssen.
Die EP 0 845 672 AI offenbart ebenfalls ein magnetisches Prüfungsverfahren während des Betriebes eine Prüfung der magnetischen Eigenschaften eines magnetisierbaren länglichen Gegenstandes erlaubt, etwa eines Aufzuggurtes, bei dem Hall-Sensoren etwaige
Durchmesserveränderungen der Zugträger anhand der Veränderungen der magnetischen Eigenschaften ermitteln. Auch diese Einrichtung erfordert einen relativ hohen
konstruktiven Aufwand.
Bei beiden Offenbarungen ist die Anwendung zudem beschränkt auf Tragriemen mit Seilen/Corden aus magnetisierbaren bzw. elektromagnetisch beeinflussbaren Materialien als Zugträger.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine sichere Bestimmung des Abnutzungszustands von Zug- oder Tragmitteln in Form von mit Zugträgern verstärkten Tragriemen, insbesondere von Aufzugsriemen möglich wird und welches nur einen geringen apparativen/konstruktiven Aufwand für die dazugehörigen Vorrichtungen beinhaltet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Dabei wird eine Länge L des Tragmittels als nach dem Erreichen eines eingelaufenen Neuzustands gemessene Länge List(Eini) ins Verhältnis gesetzt zur jeweils aktuellen gemessenen entsprechenden Länge List des Tragmittels oder zur jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebszeit oder Lastspielzahl gemessenen entsprechenden Länge List(n) des Tragmittels, wobei nach Erreichen eines vorgegebenen Verhältnisses der Längen (List / LEini ) bzw. (List(n) / LEÜÜ ) ein Warnsignal gegeben bzw. zum Austausch des Tragmittels aufgefordert wird. Unter dem Begriff„eingelaufener Neuzustand" versteht man denjenigen Zustand des Tragbzw. Aufzugssystems und des Zugmittels/ Zugriemens, der nach einer Reihe von mehreren hundert Belastungszyklen durch Setzungen und Einlaufen des Systems entstanden ist. Als Belastungszyklus ist hier ein einmaliger Aufwärts- oder Abwärtshub zu verstehen. In Bezug auf den Zugriemen hat sich dann die Verbindung zwischen Festigkeitsträgern oder Zugträgern und der Gummimatrix und das Einlaufen in die Umlenk- und Antriebsrollen soweit gesetzt, dass wesentliche Zustandsveränderungen nur noch nach sehr viel längeren Zeiträumen sich ausbilden.
Hier dient also die Längenänderung des Tragmittels als Indikator für die Alterung bzw. den Abbau der Tragfähigkeit bzw. Zugfestigkeit. Mit dieser Methode kann im Gegensatz zur Messung des elektrischen Widerstands oder der Messung magnetischer Eigenschaften eine Positionsermittlung des ablegereifen Bereiches erfolgen. Zudem ist keine aufwendige „Aufmagnetisierung" oder eine im Tragmittel anliegende Spannung nötig. Ein vorsorglich zeitlich festgeschriebener und begrenzter Einsatz des Tragmittels ist hiermit auch nicht mehr nötig, da der Abnutzungs- oder Verschleißzustand, d.h. die Ablegereife permanent bzw. je nach Bedarf ermittelt werden können.
Infolge der jeweils vorliegenden Belastungskollektive eines Tragriemens kommt es im Laufe der Lebenszeit im Tragmittel und in den Zugträgern zu Verschleißerscheinungen. Betrachtet man das Zusammenspiel zwischen der Zugbeanspruchung des Tragmittels und der Anzahl an Biegungen an den Umlenkrollen und Antriebsscheiben, so ergibt sich ein typisches Verschleißbild, welches die Zugfestigkeit des Tragriemens so weit reduziert, dass die Ablegereife erreicht wird. Diese Verringerung der Zugfestigkeit entsteht im Wesentlichen durch eine Verringerung des tragenden Querschnitts infolge von
Reibung/Verschleiß der einzelnen Filamente zueinander (Fretting) und infolge von Sprödbrüchen einzelner Filamente infolge der Biegewechsel-Dauerbelastung.
Durch diese Vorgänge und durch eine geometrische Veränderung der einzelnen
Zugelemente innerhalb der Polymermatrix entsteht eine Längenänderung des Zugmittels. Die geometrische Veränderung der einzelnen Zugträger/Zugelemente entsteht zum
Beispiel dadurch, dass durch Reibung/V erschleiß der miteinander
geschlagenen/getwisteten Filamente, das heißt durch im Betrieb erfolgende Bewegung der einzelnen Filamente relativ zueinander und das dadurch entstehende bereits genannte Fretting eine Veränderung der Form und der Lage der einzelnen Filamente und Litzen eines Zugträger resultiert. Dies erzeugt eine Durchmesseränderung innerhalb der Zugträger und damit auch eine Längung des Zugriemens, die detektierbar ist. Die Längenänderung ist damit ein Maß für die Veränderung des Zug-Dehnungsverhalten des Zugriemens, d.h. für die Alterung des Zugriemens. Mit der entsprechenden Korrelation zwischen der Längung des Zugriemens einerseits und der Alterung bzw. verbliebenen Resttragfähigkeit des Zugriemens andereseits erreicht man durch das erfindungsgemäße Verfahren eine sichere und eindeutige Kontrolle der Tragfähigkeit des Zugriemens und kann den Ablegezeitpunkt / die Ablegereife mit hinreichender Genauigkeit bestimmen.
Es kann natürlich auch eine bestimmte Anzahl von Lastspielen oder eine bestimmte Betriebszeit vorgegeben werden, wonach jeweils das Verhältnis der ursprünglich gemessenen Länge und der dann vorhandenen entsprechenden Länge des Tragmittels gemessen wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Länge L des Tragmittels durch in einem vorgegebenen Abstand auf dem Tragmittel angebrachte Markierungen festgelegt ist und die Markierungen durch Sensoren innerhalb des Trag- bzw. Aufzugsystems detektierbar sind. Hierdurch ist eine sehr einfache Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. Markierungen, hier Farbmarkierungen oder Schwarz- Weiß- Übergänge, können beispielsweise sehr einfach durch eine Kamera detektiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Länge L des Tragmittels durch in einem vorgegebenen Abstand innerhalb des Tragmittels angeordnete Einbauten, vorzugsweise elektromagnetisch wirksame Bereiche, Einsätze oder Transponder, markiert ist und die Markierungen durch Sensoren innerhalb des Trag- bzw. Aufzugsystems detektierbar sind. Als„Einbauten" in diesem Sinne sind auch Beeinflussungen des
Zugmittels zu verstehen, wie etwa Magnetisierungen von innen liegenden Metallteilen oder Corden. Solche Veränderungen können ebenfalls sehr leicht durch die entsprechenden Sensoren die detektiert werden. Insbesondere kann man im Zugriemen eingebaute
Transponder ortsgenau und lagerichtig ermitteln. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Länge L des Tragmittels festgelegt ist durch die in einem bestimmten Betriebspunkt gemessenen Höhen bzw.
Positionen mindestens zweier Komponenten des Trag- bzw. Aufzugsystems, insbesondere der Positionen bzw. Höhen von Hubeinrichtung bzw. -kabine und Gegengewicht. Auch hier reichen einfache Näherung Sensoren aus, um eine Längenveränderung eines
Zugriemens im Aufzugsystem zu ermitteln.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 in prinzipieller Darstellung einen Zugriemen,
Fig. 2 die geometrische Veränderung eines Zugträgers aus
getwisteten/geschlagenen metallischen Filamenten innerhalb des Zugriemens nach Fig. 1,
Fig. 3 schematisch eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens nach Anspruch 4.
Fig. 1 zeigt in prinzipieller Darstellung einen Zugriemen 1 der mit in Längsrichtung verlaufenden Festigkeitsträgern 2 versehen ist. Jeder dieser Festigkeitsträger besteht aus geschlagenen Filamenten, wie sie im Detail in der Figur 2 dargestellt sind.
Fig. 2 zeigt die geometrische Veränderung eines Zugträgers aus getwisteten/geschlagenen metallischen Filamenten innerhalb eines Zugriemens. Die geometrische Veränderung der einzelnen Zugträger/Zugelemente entsteht zum Beispiel dadurch, dass durch
Reibung/Verschleiß der miteinander geschlagenen/getwisteten Filamente, wie sie im linken Teil der Figur 2 in ihrer Ursprungslage dargestellt sind, durch im Betrieb erfolgende Bewegung der einzelnen Filamente relativ zueinander und das dadurch entstehende bereits genannte Fretting. Die Veränderung der Form und der Lage der einzelnen Filamente und Litzen eines Zugträger entsteht etwa dann so, wie sie dann im rechten Teil der Figur 2 gezeigt ist. Deutlich erkennt man hier den Unterschied des dann entstandenen Durchmessers des Zugträgers im Vergleich zu dem ursprünglich vorhandenen
Durchmesser. Diese Durchmesseränderung erzeugt auch eine Längenänderung des Zugriemens, die detektierbar ist.
Fig. 3 zeigt schematisch eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 4, bei der die Länge L des Tragmittels festgelegt ist durch die in einem bestimmten
Betriebspunkt gemessenen Höhen bzw. Positionen mindestens zweier Komponenten des Trag- bzw. Aufzugsystems 7. In einem bestimmten Betriebszustand ist hier die Höhe der Aufzugskabine 3 durch einen Sensor 4 gemessen und gleichzeitig die Höhe des
Gegengewichts 5 durch einen Sensor 6.
So wird bei dieser Ausbildung eine über mehrere Umlenkrollen laufende Länge L des Tragmittels als Referenzlänge genutzt, wobei nach Erreichen eines vorgegebenen Verhältnisses der Längen (List / LEÜÜ ) bzw. (List(n) / LEÜÜ ) ein Warnsignal gegeben bzw. zum Austausch des Tragmittels aufgefordert wird.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1. Zugriemen
2. Festigkeitsträger / Cord
3. Aufzugskabine
4. Sensor
5. Gegengewicht
6. Sensor
7. Aufzugssystem

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Detektion des Abnutzungszustands von Tragriemen aus elastomerem Material innerhalb eines Trag- bzw. Aufzugsystems, wobei die Tragmittel in ihrer Längsrichtung im Riemenkörper eingebettete Zugträger bzw. Verstärkungselemente aufweisen, vorzugsweise ausgebildet als getwistete oder geschlagene Corde, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge L des Tragmittels als nach dem Erreichen eines eingelaufenen Neuzustands gemessene Länge List(Eini) ins Verhältnis gesetzt wird zur jeweils aktuellen gemessenen entsprechenden Länge List des Tragmittels oder zur jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebszeit oder Lastspielzahl gemessenen entsprechenden Länge List(n) des Tragmittels, wobei nach Erreichen eines
vorgegebenen Verhältnisses der Längen (List / LEW ) bzw. (List(n) / LEW ) ein
Warnsignal gegeben bzw. zum Austausch des Tragmittels aufgefordert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die Länge L des Tragmittels durch in einem vorgegebenen Abstand auf dem Tragmittel angebrachte Markierungen festgelegt ist und die Markierungen durch Sensoren innerhalb des Trag- bzw. Aufzugsystems detektierbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Länge L des Tragmittels durch in einem vorgegebenen Abstand innerhalb des Tragmittels angeordnete Einbauten (auch Magnetisierungen sind Einbauten), vorzugsweise elektromagnetisch wirksame Bereiche, Einsätze oder Transponder, markiert ist und die Markierungen durch Sensoren innerhalb des Trag- bzw. Aufzugsystems detektierbar sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Länge L des Tragmittels festgelegt ist durch die in einem bestimmten Betriebspunkt gemessenen Höhen bzw. Positionen mindestens zweier Komponenten des Trag- bzw. Aufzugsystems, insbesondere der Positionen bzw. Höhen von Hubeinrichtung bzw. -kabine und Gegengewicht.
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