WO2020234172A1 - Aufzuglaufrolle für eine aufzuganlage, aufzuganlage mit zumindest einer solchen aufzuglaufrolle und verfahren zum herstellen einer aufzuglaufrolle - Google Patents

Aufzuglaufrolle für eine aufzuganlage, aufzuganlage mit zumindest einer solchen aufzuglaufrolle und verfahren zum herstellen einer aufzuglaufrolle Download PDF

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WO2020234172A1
WO2020234172A1 PCT/EP2020/063661 EP2020063661W WO2020234172A1 WO 2020234172 A1 WO2020234172 A1 WO 2020234172A1 EP 2020063661 W EP2020063661 W EP 2020063661W WO 2020234172 A1 WO2020234172 A1 WO 2020234172A1
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WO
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roller
elevator
profile
jacket
roller body
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/063661
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English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Dold
Gian-Reto PETRUZZI
Volker Zapf
Original Assignee
Inventio Ag
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B15/00—Main component parts of mining-hoist winding devices
    • B66B15/02—Rope or cable carriers

Definitions

  • Elevator roller for an elevator system, elevator system with at least one such elevator roller and method for producing an elevator roller
  • the invention relates to an elevator roller for an elevator system, an elevator system with at least one such elevator roller and a method for producing an elevator roller.
  • Movable components such as elevator cabs and
  • elevator rollers are often rotatably attached to the movable and stationary components, with the suspension means running along the outer circumferential surfaces of the elevator rollers.
  • the suspension element can completely carry a weight of the movable component.
  • the suspension element runs over at least one elevator roller.
  • the elevator roller can be referred to as a pulley.
  • the elevator rollers can be arranged below the car, above the car or the counterweight, and as a deflection pulley on the elevator drive.
  • An elevator system can have any number of elevator rollers in order to enable the desired suspension of the system. Such elevator suspension topologies are well known to those skilled in the art.
  • a conventional elevator roller for a suspension belt of an elevator system can have a flat or with circumferentially extending grooves, essentially profiled, for example cylindrical or smooth running surface, which is delimited on opposite sides by an edge disk.
  • the edge discs prevent the carrying belt from running off sideways in the event of an angular error between the elevator roller and the carrying belt.
  • the elevator roller can for example consist of metal.
  • the contact surfaces on the belt side can be specially machined, that is, for example, finely turned, ground, blasted or polished. Elevator rollers are known from EP2684831A1 and WO2016019135A1.
  • Elevator system presented wherein the elevator roller has a roller body made of a metal material and a jacket forming a running surface of the elevator roller made of a POM material, the jacket and the roller body each having a circumferential, opposite corrugation profile on a common contact surface, the jacket on the running surface has a V-ribbed profile which is aligned with the corrugated profile of the roller body and has a rib spacing which essentially corresponds to a corrugation spacing of the corrugated profile.
  • an elevator system with at least one elevator roller according to an embodiment of the first aspect of the invention is presented, wherein a belt with a wedge-ribbed surface made of a PU material is guided in the circumferential direction over the running surface of the elevator roller.
  • a method for producing an elevator roller for an elevator installation wherein a jacket made of a POM material forming a running surface of the elevator roller is connected to a contact surface of a roller body made of a metal material, the contact surface having a corrugated profile running in the circumferential direction and a V-ribbed profile of the casing running in the circumferential direction on the running surface has a rib spacing which essentially corresponds to a wave spacing of the wave profile.
  • an elevator roller from at least two components.
  • An inner roller body is provided on its outer circumference with a jacket which is intended to form an outer running surface of the elevator roller.
  • the roller body consists of a metal material, whereas the jacket should consist of a plastic in the form of a POM material selected especially for this purpose or should have such a POM material.
  • the POM material can be a polyoxymethylene material.
  • the POM material can comprise high molecular weight polyoxymethylene.
  • the POM material can be a POM copolymer (POM-C).
  • POM-C POM copolymer
  • Such a POM material can have a particularly low coefficient of friction when in contact with PU (polyurethane), for example.
  • the coefficient of friction of the POM material can be independent of a
  • the roller body can be essentially circular-cylindrical or have a circular-cylindrical peripheral surface.
  • the metal material from which the roller body consists or with which the roller body is constructed can be steel, for example.
  • the steel can be hardened.
  • the jacket can be annular.
  • the jacket can directly adjoin the roller body in the radial direction.
  • the outer circumferential surface of the jacket can form the running surface of the elevator roller.
  • the running surface can be rotationally symmetrical to an axis of rotation of the elevator roller.
  • the circumferential surface of the roller body forms the contact surface on which the roller body lying radially further inward adjoins the jacket lying radially further outward. At the contact surface, the roller body and the jacket are opposite
  • An opposite wave profile can have a positive side and a negative side.
  • the positive and negative sides can be accurate
  • a circumferential direction can be tangential to the axis of rotation.
  • a wave profile can have mountains running in the circumferential direction and valleys running in the circumferential direction between the mountains.
  • a V-rib profile can have wedge-shaped ribs running in the circumferential direction and wedge-shaped spaces between the ribs. The ribs can be aligned with the mountains.
  • a rib spacing can describe a distance between two ribs, in particular between the centers of two ribs. The rib spacing is also sometimes called
  • a wave spacing can describe a distance between two mountains or between two valleys, in particular between the centers of two mountains or valleys.
  • the wave spacing is sometimes also referred to as wave pitch.
  • the elevator roller can slip off. Instead, the shoulder strap is used by the
  • V-ribbed profile which the jacket forms on the running surface, out and on a
  • the profiled contact surface of the roller body also results in emergency running properties even if the jacket is destroyed, because the belt is also guided laterally in the corrugated profile of the roller body. It can have an advantageous effect that the V-ribbed profile formed on the running surface of the casing has a rib spacing that corresponds to the corrugation distance of the corrugated profile on the contact surface between the Coat and the roller body corresponds.
  • a support belt provided with ribs can therefore normally engage in the V-ribbed profile of the jacket and be guided by it. In the event that the jacket is destroyed or falls away, the V-ribbed profile can, however, also interact with the corrugated profile on the remaining roller body and be guided by it.
  • the corrugated profile also enables an increased durability of the jacket, since there is an approximately constant material thickness between the corrugated profile and the V-ribbed profile.
  • the jacket can be molded onto the roller body using an injection molding process.
  • the opposite wave profile can be formed by the wave profile of the roller body.
  • the V-ribbed profile of the foot surface can be formed by an injection molding tool used in the injection molding process.
  • the contact surface of the roller body can be a boundary surface of a mold cavity of the injection molding tool.
  • Plasticized POM material can have the positive wave profile of the roller body as the negative wave profile of the jacket and the positive V-ribbed profile in the
  • the jacket can have a material thickness between 1 mm and 5 mm in the area of the foot surface.
  • the material thickness of the jacket can be between 0.1% and 10%, preferably between 1% and 5%, of a diameter of the elevator roller.
  • the jacket is therefore not a thin coating of the roller body, but represents a component of substantial thickness and is therefore resistant to abrasion.
  • the jacket is a load-bearing part of the elevator roller.
  • the material thickness can vary at different positions along a catching direction of the jacket by less than 30%, preferably by less than 20% and more preferably by less than 10%.
  • the material thickness can thus be essentially uniform along the axial catches of the support surface of the jacket. Accumulations of material are avoided.
  • the uniform material thickness results in uniform thermal shrinkage of the POM material during cooling. As a result, the production of the elevator roller can be simplified or made more reliable Properties of the jacket with regard to, for example, a load capacity or its wear and tear are improved.
  • the POM material can have a material coefficient of friction against a PU material between 0.1 and 0.6. Due to the low material coefficient of friction, only a small proportion of the resulting normal force between the belt and the running surface acts as friction. Low friction leads to low abrasion and low warming of the partners involved. In addition, a run-up of the profiled belt on the complementarily profiled running surface of the elevator roller can be avoided, for example in the case of a slightly inclined belt, and thus an inclination of the oblique
  • the mountain gradients of the mountains can be smaller than the valley radii of the valleys.
  • Roll body and the mantle in the mountains are more curved than in the valleys.
  • a stress-increasing notch effect can be reduced by large valley radii.
  • the larger valley radii can prevent the formation of cracks.
  • An extrusion surface of the POM material can be untreated, at least in the area of the running surface. Under the extrusion surface there can be an exposed
  • An extrusion surface can be particularly smooth because, on the one hand, the mold cavity of the injection molding tool can be polished and, on the other hand, the solidification process on the plastic melt on the tool creates a smooth surface.
  • the extrusion surface can be pore-free.
  • Elevator roller can be used as it is removed from the injection molding tool.
  • the extrusion surface can have a low coefficient of friction.
  • the jacket can have at least one edge disk made of the POM material and laterally adjoining the running surface.
  • the edge disk can be manufactured in an injection molding process.
  • the edge disk together with the rest of the Sheath can be produced in a common injection molding process.
  • the running surface and the edge disc can thus be made of one piece.
  • the edge disk can be used as
  • Safety element can be used to safely prevent the belt from running off sideways.
  • At least one edge disk of the jacket can be injection molded onto the roller body with an outward inclination.
  • the slope can be compensated for after removal from the injection molding tool by thermal shrinkage of the jacket during a cooling phase.
  • An extrusion surface of the POM material, at least in the area of an inside of the edge disk facing the running surface, can be unprocessed. The mutual compensation of the inclination and the shrinkage means that post-processing is not necessary.
  • An outer ring of a bearing of the winding roller can form the roller body.
  • the outer ring can have the wave profile.
  • a bearing can have an inner ring and an outer ring.
  • Rolling bodies of a rolling bearing can be arranged between the inner ring and the outer ring.
  • the rolling elements can, for example, balls,
  • outer ring Be tons or rollers or needles.
  • the outer ring can have a greater wall thickness than with a standard bearing.
  • the outer ring can be machined, for example by turning. The result is a two-part construction of the elevator roller, the first part being formed by the roller bearing and the second part being formed by the jacket.
  • the roller body can have a fitting surface to an outer ring of a bearing of the elevator roller on a side opposite the contact surface.
  • the bearing can be pressed into the roller body.
  • the reel body can be in
  • the bearing can be secured against lateral movement. In the case of a large elevator roller, there can be enough space between the running surface and the bearing to use a roller body that is easy to manufacture. The result is a three-part construction of the elevator reel, the first part being formed by the roller bearing, the second part by the outer ring, which is also referred to as a sleeve, and the third part being formed by the jacket.
  • the bearing can be a sealed, double row cage ball bearing in an O arrangement.
  • a sealed bearing can have two seals. The seals can close a gap between the outer ring and the inner ring on both sides.
  • a sealed bearing can be insensitive to dirt.
  • the sealed bearing can be filled with a lubricant.
  • a two-row rolling bearing can have two rows of rolling elements rolling one behind the other.
  • the double row roller bearing can support an axial force in addition to a radial force.
  • a cage roller bearing has a cage for the rolling elements.
  • the cage is arranged in the gap between the inner ring and the outer ring.
  • the cage has regularly arranged recesses for the rolling elements.
  • a ball bearing has balls as rolling elements.
  • An O-arrangement enables a double-row roller bearing to support an axial force and thus an increased torque.
  • the bearing can have a special bearing clearance.
  • a bearing play can occur when the bearing is relaxed. When the bearing is installed, the bearing play is reduced. When the jacket is applied to the contact surface, the bearing play is reduced.
  • a supported radial force reduces the bearing play on one side, while it increases on an opposite side.
  • the bearing play can be tailored to the expected radial force.
  • 1 shows an illustration of an elevator system with at least one elevator roller according to an exemplary embodiment
  • 2a shows a sectional illustration of an elevator roller according to a
  • Fig. 2b shows a detailed representation of an aligned on a wave profile
  • V-ribbed profile of an elevator roller according to an embodiment
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of a multi-part elevator roller according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows an illustration of an elevator system 100 with at least two
  • Elevator rollers 102 according to an embodiment.
  • the elevator rollers 102 can be referred to as pulleys of the elevator system 100.
  • the elevator system 100 has a car 104 which is suspended in an elevator shaft 106 on one or more belts 108 so that it can move vertically.
  • Guide rails for guiding the car 104 in the elevator shaft 106 are not shown here for the sake of simplicity.
  • the elevator rollers 102 are arranged in the area of a floor of the car 104 and the belt 108 runs over the elevator rollers 102.
  • the belt 108 connects the car 104 to a drive 110 of the elevator system 100 and a counterweight 112 of the elevator system 100.
  • the belt 108 is on both Ends each attached to a fixed point 114 of the elevator shaft 106.
  • the fixed points 114 are arranged in an upper end region of the elevator shaft 106.
  • the belt 108 runs vertically downward from the one fixed point 114 on one side of the car 104 to one of the elevator rollers 102.
  • the elevator roller 102 is arranged in a lateral lower corner region of the car 104.
  • the belt 108 is deflected to the horizontal and runs horizontally under the car 104 through to the other elevator roller 102.
  • the other elevator roller 102 is arranged at an opposite lateral lower corner area of the car 104.
  • the belt 108 is again deflected into the vertical and runs vertically upwards on the other side of the car 104 to a drive roller of the drive 110.
  • the belt 108 On the drive roller, the belt 108 is deflected by 180 ° and runs vertically downwards to a deflection roller 116 connected to the counterweight 112. On the deflection roller 116, the belt 108 is deflected again by 180 ° and runs vertically again up to the other anchor point 114.
  • the belt 108 is here a V-ribbed belt with at least one V-ribbed surface. Therefore, at least the elevator rollers 102 have a V-rib profile on a U-shaped surface. Due to the V-rib-shaped surface engaging in the V-rib profile, the belt 108 is guided laterally in the elevator rollers 102, that is, in an axial direction of the elevator rollers 102 and thus transversely to a longitudinal direction of the V-rib profile.
  • the elevator rollers 102 have edge disks as an additional lateral guide.
  • Figures 2a and 2b show a sectional view of an elevator roller 102 according to an embodiment.
  • Fig. 2a shows the sectional view of the entire
  • FIG. 2b shows an enlarged illustration of the detail A of FIG
  • the elevator roller 102 corresponds essentially to one of the elevator rollers in FIG. 1.
  • the elevator roller 102 is shown in section along an axis of rotation.
  • the elevator roller 102 has a roller body 200 and a jacket 202.
  • the jacket 202 forms a surface 204 of the elevator roller 102.
  • the roller body 200 consists of a metal material, in particular steel.
  • the jacket 202 is made of a POM material.
  • a polyoxymethylene material is referred to as POM material.
  • a contact surface 206 between the jacket 202 and the roller body 200 is profiled in some areas in a wave-like manner in a circumferential direction of the elevator roller 102.
  • the roller body 200 thus has a positive wave profile 208, while the jacket 202 has a negative wave profile 210 which is the opposite.
  • the POM material is referred to as PAS-U material, in particular PAS-U69.
  • PAS-U material is offered by Faigle (based in Hard, Austria). Information on this POM material is available at www.faigle.com, in particular at www.faigle.com/presse/die-pas-l-materialfamilie /.
  • a density of such POM material can be about 1.41 g / cm 3 .
  • a maximum permissible pressure load (permanent) can be 16 N / mm 2 (static).
  • the pv value i.e. the product of the specific load (p) and the sliding speed (v), determines the usability of the material.
  • Influencing variables interact with one another.
  • the value in dry running against steel can be between 0.1 and 0.15.
  • a dynamic coefficient of friction is, for example, 0.3, this value being an average value for dry running on steel.
  • the POM material is injected onto the roller body 200 to produce the elevator roller 102.
  • the roller body 200 is in a receptacle
  • Injection molding tool for producing the jacket 202 is arranged. By closing the injection molding tool, a mold cavity is formed for the jacket 202.
  • the POM material is injected into the mold cavity in plasticized form, forms it and connects to the contact surface 206.
  • the plasticized POM material can be injected into the mold cavity via at least three evenly distributed sprues. Alternatively, the POM material can be injected into the mold cavity via an annular shield gate. After the mold cavity has been completely filled, the POM material cools down below a plasticizing temperature and solidifies in the
  • the injection molding tool After solidification, the injection molding tool is opened and the elevator roller 102 is removed. The POM material continues to cool down after it has been removed and thus achieves its desired properties.
  • the positive wave profile 208 of the roller body 200 has mountains 212 and valleys 214.
  • the mountains 212 of the positive wave profile 208 have a smaller mountain radius than a valley radius of the valleys 214 of the positive wave profile 208. Mountain gradients and valley radii merge directly into one another.
  • the opposite negative wave profile 210 of the shell 202 also has peaks 215 and valleys 213, the peaks 215 of the negative wave profile 210 each having a mountain radius corresponding to the valley radius of the positive wave profile 208 and the valleys 213 of the negative wave profile 210 each having the mountain radius of the have positive wave profile 208 corresponding valley radius.
  • the mountains 215 of the negative wave profile 210 thus have a larger mountain radius than the valley radius of the valleys 213 of the negative wave profile 210.
  • the positive wave profile 208 of the roller body 200 has six valleys 214 and five mountains 212 here.
  • the outer valleys 214 each run in an unprofiled one
  • the jacket 202 has a V-rib profile 218 on the running surface 204.
  • V-rib profile 218 has five ribs 220.
  • the ribs 220 are aligned in the radial direction on the mountains 212 of the positive wave profile 108 of the roller body 200.
  • a rib spacing 222 between two ribs 220 of the V-ribbed profile 218 is within a processing tolerance equal to a corrugation distance 224 between two mountains 212 of the corrugated profile 208.
  • the V-ribbed profile 218 offers a lateral guide for the belt, which is accordingly designed with V-ribs.
  • the shaft spacing 224 and the rib spacing 222 are five millimeters.
  • the distance between the ribs can also be larger or smaller.
  • the rib spacing can be in a range from 1 mm to 20 mm.
  • the jacket 202 Due to the alignment of the spline profile 218 on the positive wave profile 108, the jacket 202 has an essentially constant material thickness in the sectional plane shown.
  • the elevator roller 102 has edge disks 226.
  • the edge disks 226 laterally delimit the running surface 104 in order to reliably prevent the belt from running off.
  • the peripheral disks 226 terminate in a narrow shoulder.
  • the V-rib profile 218 connects to the shoulder.
  • the edge disks 226 are injection molded with a corresponding incline during the injection molding process, that is, for example, injection molded with an outward incline.
  • the thermal shrinkage of the POM material from a solidification temperature to room temperature compensates for the tendency when cooling.
  • the inclination is in that
  • flanks of the ribs 220 have an angle of 45 °.
  • a rib head of the ribs 220 is vemmdet with a radius of 0.9 millimeters.
  • the jacket 202 has a material thickness of 3.5 millimeters.
  • a rounded groove 228 is arranged at a rib foot of the ribs 220. The groove 228 is rounded with radii of 0.5 millimeters.
  • the mountains 212 of the positive wave profile 108 have a radius of one millimeter.
  • the valleys 214 of the positive wave profile 108 have a radius of 1.85 millimeters.
  • an outer ring 230 of a bearing 232 of the elevator roller forms the roller body 200.
  • the positive wave profile 208 is formed directly in the outer ring 230.
  • This embodiment corresponds to a two-part embodiment.
  • the bearing 232 with the outer ring 230 forms the first part.
  • the jacket 202 forms the second part.
  • the roller body 200 has an internal cylindrical recess into which one or more bearings 232 of the elevator roller 102 are pressed.
  • the bearing 232 is a roller bearing.
  • the bearing 232 is designed as a two-row ball bearing in an O arrangement.
  • a gap between the outer ring 230 and an inner ring 234 of the bearing 232 is sealed.
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of a multi-part elevator roller 102 according to an exemplary embodiment.
  • the elevator roller 102 corresponds essentially to the elevator roller illustrated in FIG. 2.
  • the jacket 202 and the roller body 200 are firmly connected to one another as in FIG.
  • the elevator roller 102 has a larger diameter here.
  • Roller body 200 has a sufficient wall thickness to press in a conventional bearing 232.
  • the roller body 200 has an essentially cylindrical recess on the inside, into which one or more bearings 232 of the elevator roller 102 are pressed.
  • the outer ring 230 of the bearing 323 adjoins the roller body 200 directly via a press fit.
  • This exemplary embodiment corresponds to the winding roller 102 a three-part embodiment.
  • the three-part embodiment also has a separate roller body 200 that is not embodied on the outer ring 230 of the bearing 232.
  • the reel body 230 is in this
  • the jacket 202 forms the third part.
  • the outer ring 230 of the bearing 232 is additionally fixed in the axial direction by a collar 300 running around the recess in the circumferential direction and a snap ring 304 inserted in a groove 302 running around the recess in the circumferential direction.
  • the running surface 204 has a smaller width x than in FIG. 2.
  • the V-rib profile 218 has the same rib spacing as in FIG. 2. Therefore, the elevator roller in this embodiment has only three ribs.
  • the roller body 200 has the same width as in FIG. 2.
  • the edge disks 226 are therefore wider than designed in FIG. 2 in order to compensate for the difference in width between the running surface 204 and the roller body 200.
  • the positive wave profile 208 of the roller body 200 has five peaks and essentially the same wave spacing. The two outermost valleys of the positive wave profile 208 are therefore outside the running surface 204.
  • the width x can be varied within a variance 306.
  • Elevator roller explained again with a slightly different choice of words.
  • a pulley with a plastic coating is presented.
  • High molecular polyoxymethylene (POM) is used for the coating.
  • POM polyoxymethylene
  • the material friction coefficient is between 0.1 and 0.6. The material coefficient of friction compared to PU is essentially independent of the
  • the surface pressure against PU from the belt is 0.8 N / mm 2 to 5.0 N / mm 2 , the coating can be used at temperatures between 5-40 ° C and even at temperatures between -5 and 60 ° C without any problems.
  • the humidity can be up to 95% RH.
  • the POM material has a high level of toughness down to -40 ° C and excellent wear resistance. Furthermore, the POM Material has good sliding properties, great impact resistance and strength over a wide temperature range. Due to the toughness, it is resistant to repeated impact loads. The POM material has a very good
  • the POM material has a permanent creep resistance and a high flexural fatigue strength.
  • the POM material also has excellent resistance to moisture, chemicals and fuels.
  • the POM material can be processed by injection molding and extrusion and is suitable for 2K injection molding.
  • Two or more pulleys with different diameters can be produced.
  • a three-part structure consisting of a steel ring with a plastic running surface and a bearing is used to achieve the diameter.
  • roller bearing can also be used for the larger pulleys.
  • the same roller bearing can be used for different belt widths; only the plastic external geometry is varied for this.
  • pressures of up to 600 bar can occur. Due to the high pressure and the high temperature, the roller body is during the
  • the bearing clearance is narrowed.
  • the ball bearing Before the encapsulation, the ball bearing can have an enlarged bearing clearance that is matched to the compression during encapsulation.
  • the ball bearing can have an optimized bearing clearance after overmolding.
  • the roller body has rounded V-grooves, which results in an improved notch effect in the notch base.
  • the shrinkage behavior of the POM is included in the design.
  • the side flanges are inclined further outwards in order to compensate for the change that occurs during shrinkage. This has the advantage that no mechanical post-processing is necessary, which simplifies production and maintains the advantageous extrusion surface of the coating.
  • the wedge-rib profile aligned on the corrugated profile results in an essentially uniform material thickness of the plastic running surface.
  • Wave profile results in a profiled connection between the roller body or the bearing and the plastic running surface.
  • Injection points or alternatively a screen gate used for injection are or alternatively a screen gate used for injection.
  • the bearing can be overmolded fully assembled. With larger ones
  • the bearing can be pressed into the roller body as a sleeve.
  • the roller body can be coated prior to injection molding for better plastic connection.

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufzuglaufrolle (102) für eine Aufzuganlage (100), wobei die Aufzuglaufrolle (102) einen Rollenkörper (200) aus einem Metallmaterial und einen eine Lauffläche (204) der Aufzuglaufrolle (102) ausbildenden Mantel (202) aus einem POM-Material aufweist, wobei der Mantel (202) und der Rollenkörper (200) auf einer gemeinsamen Kontaktfläche (206) je ein in Umfangsrichtung verlaufendes, gegengleiches Wellenprofil (208, 210) aufweisen, wobei der Mantel (202) auf der Lauffläche (204) ein an dem Wellenprofil (208) des Rollenkörpers (200) ausgerichtetes Keilrippenprofil (218) aufweist, welches einen Rippenabstand (222) aufweist, der einem Wellenabstand (224) des Wellenprofils (208) im Wesentlichen entspricht. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Aufzuganlage (100) mit einer Aufzuglaufrolle (102) sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Aufzuglaufrolle (102).

Description

Aufzuglaufrolle für eine Aufzuganlage, Aufzuganlage mit zumindest einer solchen Aufzuglaufrolle und Verfahren zum Herstellen einer Aufzuglaufrolle
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Aufzuglaufrolle für eine Aufzuganlage, eine Aufzuganlage mit zumindest einer solchen Aufzuglaufrolle und ein Verfahren zum Herstellen einer Aufzuglaufrolle.
In Aufzuganlagen werden bewegbare Komponenten wie Aufzugkabinen und
Gegengewichte meist mithilfe von Tragmitteln beispielsweise in Form von Trageriemen gehalten und vertikal durch einen Aufzugschacht bewegt. Dabei sind an den bewegbaren und stehenden Komponenten oft Aufzuglaufrollen rotierfähig angebracht, wobei die Tragmittel entlang der Aussenumfangsflächen der Aufzuglaufrollen verlaufen. Das Tragmittel kann dabei ein Gewicht der bewegbaren Komponente vollständig tragen. Das Tragmittel läuft über zumindest eine Aufzuglaufrolle. Die Aufzuglaufrolle kann als Pulley bezeichnet werden. Die Aufzuglaufrollen können unterhalb der Kabine, oberhalb der Kabine oder des Gegengewichts, sowie als Umlenkscheibe am Antrieb des Aufzuges angeordnet sein. Eine Aufzugsanlage kann eine beliebige Anzahl Aufzuglaufrollen aufweisen um die gewünschte Aufhängung der Anlage zu ermöglichen. Dem Fachmann sind solche Aufzugaufhängungstopologien bestens bekannt.
Eine herkömmliche Aufzuglaufrolle für einen Tragriemen einer Aufzuganlage kann eine ebene oder mit in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen versehene, im wesentlichen profilierte, beispielsweise zylinderförmige oder glatte Lauffläche aufweisen, die an gegenüberliegenden Seiten durch je eine Randscheibe begrenzt wird. Die Randscheiben verhindern ein seitliches Ablaufen des Tragriemens bei einem Winkelfehler zwischen der Aufzuglaufrolle und dem Tragriemen. Die Aufzuglaufrolle kann beispielsweise aus Metall bestehen. Um eine möglichst geringe Reibung zwischen den Randscheiben und dem Tragriemen zu erreichen, können die Kontaktflächen zur Riemenseite speziell bearbeitet, das heisst beispielsweise fein-gedreht, geschliffen, gestrahlt oder poliert sein. Aufzugsrollen sind aus der EP2684831A1 und der W02016019135A1 bekannt.
Es kann unter anderem ein Bedarf an Aufzuglaufrollen bestehen, mithilfe derer sich Tragmittel effizient halten und führen lassen, welche verschleissarm und robust sind und/oder welche sich einfach und/oder kostengünstig hersteilen lassen. Ferner kann ein Bedarf an einer mit solchen Aufzuglaufrollen ausgestatteten Aufzuganlage sowie einem Verfahren zum Fertigen solcher Aufzuglaufrollen bestehen.
Einem solchen Bedarf kann durch den Gegenstand eines der unabhängigen Ansprüche entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen
Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung definiert.
Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Aufzuglaufrolle für eine
Aufzuganlage vorgestellt, wobei die Aufzuglaufrolle einen Rollenkörper aus einem Metallmaterial und einen eine Lauffläche der Aufzuglaufrolle ausbildenden Mantel aus einem POM-Material aufweist, wobei der Mantel und der Rollenkörper auf einer gemeinsamen Kontaktfläche je ein in Umfangsrichtung verlaufendes, gegengleiches Wellenprofil aufweisen, wobei der Mantel auf der Lauffläche ein an dem Wellenprofil des Rollenkörpers ausgerichtetes Keilrippenprofil aufweist, welches einen Rippenabstand aufweist, der einem Wellenabstand des Wellenprofils im Wesentlichen entspricht.
Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Aufzugsanlage mit zumindest einer Aufzuglaufrolle gemäss einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung vorgestellt, wobei ein Riemen mit einer keilrippenförmigen Oberfläche aus einem PU- Material in der Umfangsrichtung über die Lauffläche der Aufzuglaufrolle geführt ist.
Gemäss einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Aufzuglaufrolle für eine Aufzuganlage vorgestellt, wobei ein eine Lauffläche der Aufzuglaufrolle ausbildender Mantel aus einem POM-Material mit einer Kontaktfläche eines Rollenkörpers aus einem Metallmaterial verbunden wird, wobei die Kontaktfläche ein in Umfangsrichtung verlaufendes Wellenprofil aufweist und ein auf der Lauffläche in Umfangsrichtung verlaufendes Keilrippenprofil des Mantels einen Rippenabstand aufweist, der einem Wellenabstand des Wellenprofils im Wesentlichen entspricht. Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Verkürzend zusammengefasst wird vorgeschlagen, eine Aufzuglaufrolle aus zumindest zwei Bestandteilen zusammenzusetzen. Dabei wird ein innenhegender Rollenkörper an seinem Aussenumfang mit einem Mantel versehen, der eine aussenliegende Lauffläche der Aufzugrolle bilden soll. Der Rollenkörper besteht aus einem Metallmaterial, wohingegen der Mantel aus einem speziell für diesen Zweck ausgewählten Kunststoff in Form eines POM-Materials bestehen soll bzw. ein solches POM-Material aufweisen soll.
Das POM-Material kann ein Polyoxymethylen-Material sein. Insbesondere kann das POM-Material hoch-molekulares Polyoxymethylen umfassen. Insbesondere kann das POM-Material ein POM Copolymer (POM-C) sein. Ein solches POM-Material kann einen besonders kleinen Reibwert bei Kontakt mit beispielsweise PU (Polyurethan) aufweisen. Ferner kann der Reibwert des POM-Materials unabhängig von einer
Flächenpressung gegenüber PU weitgehend gleichbleibend sein und/oder weitgehend unabhängig von einer herrschenden Temperatur und Feuchte sein. Ausserdem kann bei Kontakt des POM-Materials mit PU wenig oder sogar keine elektrostatische Aufladung erfolgen.
Der Rollenkörper kann im Wesentlichen kreiszylindrisch sein bzw. eine kreiszylindrische Umfangsfläche aufweisen. Das Metallmaterial, aus dem der Rollenkörper besteht bzw. mit dem der Rollenkörper aufgebaut ist, kann beispielsweise Stahl sein. Der Stahl kann gehärtet sein.
Der Mantel kann ringförmig sein. Der Mantel kann sich in Radialrichtung unmittelbar an den Rollenkörper anschliessen. Die aussenliegende Umfangsfläche des Mantels kann die Lauffläche der Aufzuglaufrolle bilden. Die Lauffläche kann rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse der Aufzuglaufrolle sein.
Die Umfangsfläche des Rollenkörpers bildet die Kontaktfläche, an der der radial weiter innen liegende Rollenkörper an den radial weiter aussen hegenden Mantel angrenzt. An der Kontaktfläche weisen der Rollenkörper und der Mantel gegengleiche
Wellenprofile auf. Ein gegengleiches Wellenprofil kann eine positive Seite und eine negative Seite aufweisen. Die positive und negative Seite können genau
zusammenpassen. Eine Umfangsrichtung kann tangential zu der Rotationsachse sein. Ein Wellenprofil kann in der Umfangsrichtung verlaufende Berge und zwischen den Bergen in der Umfangsrichtung verlaufende Täler aufweisen. Ein Keilrippenprofil kann in der Umfangsrichtung verlaufende keilförmige Rippen und keilförmige Zwischenräume zwischen den Rippen aufweisen. Die Rippen können an den Bergen ausgerichtet sein. Ein Rippenabstand kann eine Distanz zwischen zwei Rippen, insbesondere zwischen den Mitten zweier Rippen, beschreiben. Der Rippenabstand wird teilweise auch als
Rippenteilung bezeichnet. Ein Wellenabstand kann eine Distanz zwischen zwei Bergen oder zwischen zwei Tälern, insbesondere zwischen den Mitten zweier Berge bzw. Täler, beschreiben. Der Wellenabstand wird teilweise auch als Wellenteilung bezeichnet.
Durch den hier vorgestellten Ansatz kann eine gute Seitenführung des Riemens auf der Aufzuglaufrolle erreicht werden. Falls ein Winkelfehler zwischen dem Riemen und der Aufzuglaufrolle eintritt, resultiert durch den Mantel aus dem POM-Material eine geringe Reibung zwischen dem Riemen und dem POM-Material. Durch die geringe Reibung können Rippen des Riemens mit einer geringen Reibkraft in die Zwischenräume zwischen den Rippen des Keilrippenprofils rutschen. Aufgrund der bewirkten geringen Reibkraft kann somit beispielsweise vermieden werden, dass ein eventuell leicht schräg über die Lauffläche der Aufzuglaufrolle angeordneter Tragriemen sich im Laufe der Zeit in einer Axialrichtung der Aufzuglaufrolle bewegt und letztendlich von der
Aufzuglaufrolle abrutschen kann. Stattdessen wird der Tragriemen von dem
Keilrippenprofil, das der Mantel an der Lauffläche bildet, geführt und an einer
Verlagerung in Axialrichtung der Aufzuglaufrolle gehindert. Die geringe Reibung und die dadurch bewirkte Unterdrückung des Schräglaufs führt ebenfalls zu einer Reduzierung der Geräuschentwicklung.
Durch die profilierte Kontaktfläche des Rollenkörpers ergeben sich ferner auch bei einer Zerstörung des Mantels Notlaufeigenschaften, denn der Riemen wird auch in dem Wellenprofil des Rollenkörpers seitlich geführt. Dabei kann sich vorteilhaft auswirken, dass das an der Lauffläche des Mantels gebildete Keilrippenprofil einen Rippenabstand aufweist, der dem Wellenabstand des Wellenprofils an der Kontaktfläche zwischen dem Mantel und dem Rollenkörper entspricht. Ein mit Rippen versehener Tragriemen kann somit im Normalfall in das Keilrippenprofd des Mantels eingreifen und von diesem geführt werden. Für den Fall, dass der Mantel zerstört wird bzw. wegfallt, kann das Keilrippenprofil jedoch auch mit dem Wellenprofil an dem verbleibenden Rollenkörper Zusammenwirken und von diesem geführt werden.
Das Wellenprofil ermöglicht weiterhin eine erhöhte Haltbarkeit des Mantels, da sich zwischen dem Wellenprofil und dem Keilrippenprofd eine näherungsweise konstante Materialstärke ergibt.
Der Mantel kann unter Verwendung eines Spritzgussprozesses an den Rollenkörper angespritzt werden. Auf der Kontaktfläche des Mantels zum Rollenkörper kann das gegengleiche Wellenprofil durch das Wellenprofil des Rollenkörpers geformt werden.
Das Keilrippenprofd der Fauffläche kann durch ein im Spritzgussprozess verwendetes Spritzgusswerkzeug geformt werden. Die Kontaktfläche des Rollenkörpers kann eine Begrenzungsfläche eines Formhohlraums des Spritzgusswerkzeugs sein. Ein
plastifiziertes POM-Material kann das positive Wellenprofil des Rollenkörpers als negatives Wellenprofil des Mantels und das positive Keilrippenprofd im
Spritzgusswerkzeug als negatives Keilrippenprofd des Mantels abformen.
Der Mantel kann im Bereich der Fauffläche eine Materialstärke zwischen 1mm und 5mm aufweisen. Insbesondere kann die Materialstärke des Mantels zwischen 0,1% und 10%, bevorzugt zwischen 1% und 5%, eines Durchmessers der Aufzuglaufrolle betragen. Der Mantel ist somit keine dünne Beschichtung des Rollenkörpers, sondern stellt eine Komponente substantieller Dicke dar und ist daher abriebfest. Der Mantel ist ein tragfähiger Bestandteil der Aufzuglaufrolle.
Die Materialstärke kann an verschiedenen Positionen entlang einer Fängsrichtung des Mantels um weniger als 30 %, vorzugsweise um weniger als 20 % und stärker bevorzugt um weniger als 10 %, variieren. Die Materialstärke kann somit entlang der axialen Fänge der Fauffläche des Mantels im Wesentlichen gleichmässig sein. Materialanhäufungen werden vermieden. Durch die gleichmässige Materialstärke ergibt sich ein gleichmässiger thermischer Schwund des POM-Materials beim Abkühlen. Hierdurch kann sowohl eine Fertigung der Aufzuglaufrolle vereinfacht werden bzw. zuverlässiger werden als auch Eigenschaften des Mantels hinsichtlich beispielsweise einer Belastbarkeit oder seines Verschleisses verbessert werden.
Das POM-Material kann einen Materialreibwert gegen ein PU-Material zwischen 0,1 und 0,6 aufweisen. Durch den niedrigen Materialreibwert wirkt nur ein geringer Anteil einer resultierenden Normalkraft zwischen dem Riemen und der Lauffläche als Reibung. Geringe Reibung führt zu geringem Abrieb und geringer Erwärmung der beteiligten Partner. Ausserdem kann ein Auflaufen des profilierten Riemens auf die komplementär profilierte Lauffläche der Aufzuglaufrolle beispielsweise bei einem leicht schräg angeordneten Riemen vermieden werden und somit eine Neigung des schräg
angeordneten Riemens, von der Aufzuglaufrolle in Axialrichtung abzugleiten, vermindert werden.
Im Rollenkörper können Bergradien der Berge kleiner als Talradien der Täler sein.
Anders ausgedrückt kann das Wellenprofil an der Kontaktfläche zwischen dem
Rollenkörper und dem Mantel im Bereich der Berge stärker gekrümmt sein als im Bereich der Täler. Durch grosse Talradien kann eine spannungserhöhende Kerbwirkung verringert werden. Insbesondere bei einem gehärteten Material des Rollenkörpers kann durch die grösseren Talradien eine Rissbildung verhindert werden.
Eine Extrusionsoberfläche des POM-Materials kann zumindest im Bereich der Lauffläche unbearbeitet sein. Unter der Extrusionsoberfläche kann dabei eine freiliegende
Oberfläche des POM-Materials verstanden werden, wie sie sich durch einen
Extrusionsvorgang, insbesondere einen zur Bildung des Mantels eingesetzten
Spritzgussvorgang, typischerweise bildet. Eine Extrusionsoberfläche kann besonders glatt sein, da zum einen der Formhohlraum des Spritzgusswerkzeugs poliert sein kann und zum anderen durch den Erstarrungsprozess an der Kunststoffschmelze am Werkzeug eine glatte Oberfläche entsteht. Die Extrusionsoberfläche kann porenfrei sein. Die
Aufzuglaufrolle kann so, wie sie aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen wird, verwendet werden. Die Extrusionsoberfläche kann einen geringen Reibwert aufweisen.
Der Mantel kann zumindest eine seitlich an die Lauffläche anschliessende Randscheibe aus dem POM-Material aufweisen. Die Randscheibe kann im Spritzgussprozess hergestellt werden. Insbesondere kann die Randscheibe zusammen mit dem Rest des Mantels in einem gemeinsamen Spritzgussprozess hergestellt werden. Die Lauffläche und die Randscheibe können somit aus einem Stück sein. Die Randscheibe kann als
Sicherheitselement verwendet werden, um das seitliche Ablaufen des Riemens sicher zu verhindern.
Zumindest eine Randscheibe des Mantels kann mit einer Vomeigung nach aussen an den Rollenkörper angespritzt werden. Die Vomeigung kann nach dem Entnehmen aus dem Spritzgusswerkzeug durch einen thermischen Schwund des Mantels während einer Abkühlphase kompensiert werden. Eine Extrusionsoberfläche des POM-Materials zumindest im Bereich einer der Lauffläche zugewandten Innenseite der Randscheibe kann unbearbeitet sein. Durch die gegenseitige Kompensation der Vomeigung und des Schwunds kann eine Nachbearbeitung entfallen.
Ein Aussenring eines Lagers der Aufzugsrolle kann den Rollenkörper ausbilden. Der Aussenring kann das Wellenprofil aufweisen. Ein Lager kann einen Innenring und einen Aussenring aufweisen. Zwischen dem Innenring und dem Aussenring können Wälzkörper eines Wälzlagers angeordnet sein. Die Wälzkörper können beispielsweise Kugeln,
Tonnen oder Walzen oder Nadeln sein. Durch die Verwendung des Aussenrings als Rollenkörper kann ein gross dimensioniertes Lager verwendet werden. Der Aussenring kann eine grössere Wandstärke aufweisen, als bei einem Standardlager. Der Aussenring kann beispielsweise durch Drehen mechanisch bearbeitet werden. Es ergibt sich so also ein zweiteiliger Aufbau der Aufzugsrolle, wobei der erste Teil durch das Wälzlager und der zweite Teil durch den Mantel ausgebildet wird.
Alternativ kann der Rollenkörper auf einer der Kontaktfläche gegenüberliegenden Seite eine Passungsfläche zu einem Aussenring eines Lagers der Aufzugrolle aufweisen. Das Lager kann in den Rollenkörper eingepresst werden. Der Rollenkörper kann im
Wesentlichen hohlzylindrisch sein. Das Lager kann gegen eine seitliche Bewegung gesichert werden. Bei einer grossen Aufzuglaufrolle kann genug Platz zwischen der Lauffläche und dem Lager sein, um einen einfach herstellbaren Rollenkörper zu verwenden. Es ergibt sich so also ein dreiteiliger Aufbau der Aufzugsrolle, wobei der erste Teil durch das Wälzlager, der zweite Teil durch den Aussenring, welcher auch als Hüsle bezeichnet wird und der dritte Teil durch den Mantel ausgebildet wird. Das Lager kann ein gedichtetes, zweireihiges Käfigkugellager in O-Anordnung sein. Ein gedichtetes Lager kann zwei Dichtungen aufweisen. Die Dichtungen können einen Spalt zwischen dem Aussenring und dem Innenring auf beiden Seiten verschliessen. Ein gedichtetes Lager kann schmutzunempfindlich sein. Das gedichtete Lager kann mit einem Schmierstoff gefüllt sein. Der Schmierstoff kann durch die Dichtungen im Spalt eingeschlossen sein. Ein zweireihiges Wälzlager kann zwei Reihen von hintereinander abrollenden Wälzkörpem aufweisen. Das zweireihige Wälzlager kann zusätzlich zu einer radialen Kraft eine axiale Kraft abstützen. Ein Käfigwälzlager weist einen Käfig für die Wälzkörper auf. Der Käfig ist in dem Spalt zwischen dem Innenring und dem Aussenring angeordnet. Der Käfig weist regelmässig angeordnete Aussparungen für die Wälzkörper auf. Ein Kugellager weist Kugeln als Wälzkörper auf. Eine O-Anordnung ermöglicht einem zweireihigen Wälzlager eine axiale Kraft und damit ein vergrössertes Drehmoment abzustützen. Das Lager kann ein spezielles Lagerspiel aufweisen. Ein Lagerspiel kann sich in entspanntem Zustand des Lagers einstellen. Wenn das Lager eingebaut wird, verkleinert sich das Lagerspiel. Wenn der Mantel auf die Kontaktfläche aufgebracht wird, verkleinert sich das Lagerspiel. Durch eine abgestützte radiale Kraft verringert sich das Lagerspiel einseitig, während es sich auf einer gegenüberliegenden Seite vergrössert. Das Lagerspiel kann auf die erwartete radiale Kraft abgestimmt sein.
Es wird daraufhingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein E achmann erkennt, dass die Merkmale der Aufzuglaufrolle, der Aufzuganlage und des Verfahrens zum Herstellen der Aufzuglaufrolle in geeigneterWeise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die
Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer Aufzuganlage mit zumindest einer Aufzuglaufrolle gemäss einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2a zeigt eine Schnittdarstellung einer Aufzuglaufrolle gemäss einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 2b zeigt eine Detaildarstellung eines an einem Wellenprofil ausgerichteten
Keilrippenprofils einer Aufzuglaufrolle gemäss einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer mehrteiligen Aufzuglaufrolle gemäß einem Ausführungsbeispiel .
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht massstabsgetreu. Gleiche
Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer Aufzuganlage 100 mit zumindest zwei
Aufzuglaufrollen 102 gemäss einem Ausführungsbeispiel. Die Aufzuglaufrollen 102 können als Pulleys der Aufzuganlage 100 bezeichnet werden. Die Aufzuganlage 100 weist eine Kabine 104 auf, die in einem Aufzugschacht 106 an einem oder mehreren Riemen 108 vertikal beweglich aufgehängt ist. Führungsschienen zum Führen der Kabine 104 im Aufzugschacht 106 sind hier zur Vereinfachung nicht dargestellt.
Die Aufzuglaufrollen 102 sind im Bereich eines Bodens der Kabine 104 angeordnet und der Riemen 108 läuft über die Aufzuglaufrollen 102. Der Riemen 108 verbindet die Kabine 104 mit einem Antrieb 110 der Aufzuganlage 100 und einem Gegengewicht 112 der Aufzuganlage 100. Der Riemen 108 ist an beiden Enden an je einem Fixpunkt 114 des Aufzugschachts 106 befestigt. Die Fixpunkte 114 sind in einem oberen Endbereich des Aufzugschachts 106 angeordnet.
Der Riemen 108 verläuft von dem einen Fixpunkt 114 auf einer Seite der Kabine 104 vertikal nach unten zu einer der Aufzuglaufrollen 102. Die Aufzuglaufrolle 102 ist in einem seitlichen unteren Eckbereich der Kabine 104 angeordnet. An der Aufzuglaufrolle 102 wird der Riemen 108 in die Horizontale umgelenkt und verläuft horizontal unter der Kabine 104 hindurch zu der anderen Aufzuglaufrolle 102. Die andere Aufzuglaufrolle 102 ist an einem gegenüberliegenden seitlichen unteren Eckbereich der Kabine 104 angeordnet. An der anderen Aufzuglaufrolle 102 wird der Riemen 108 wieder in die Vertikale umgelenkt und verläuft vertikal auf der anderen Seite der Kabine 104 nach oben zu einer Antriebsrolle des Antriebs 110. An der Antriebsrolle wird der Riemen 108 um 180° umgelenkt und verläuft vertikal nach unten zu einer mit dem Gegengewicht 112 verbundenen Umlenkrolle 116. An der Umlenkrolle 116 wird der Riemen 108 erneut um 180° umgelenkt und verläuft wieder vertikal nach oben zum anderen Fixpunkt 114.
Der Riemen 108 ist hier ein Keilrippenriemen mit zumindest einer keilrippenförmigen Oberfläche. Daher weisen zumindest die Aufzuglaufrollen 102 auf einer Uauffläche ein Keilrippenprofil auf. Durch die in das Keilrippenprofil eingreifende keilrippenförmige Oberfläche wird der Riemen 108 in den Aufzuglaufrollen 102 seitlich, das heisst in einer Axialrichtung der Aufzuglaufrollen 102 und somit quer zu einer Uängsrichtung des Keilrippenprofils, geführt. Als zusätzliche seitliche Führung weisen die Aufzuglaufrollen 102 Randscheiben auf.
Die Figuren 2a und 2b zeigen eine Schnittdarstellung einer Aufzuglaufrolle 102 gemäss einem Ausführungsbeispiel. Fig. 2a zeigt die Schnittdarstellung der gesamten
Aufzuglaufrolle. Fig. 2b zeigt eine vergrösserte Darstellung des Details A der
Schnittdarstellung in Fig. 2a. Die Aufzuglaufrolle 102 entspricht dabei im Wesentlichen einer der Aufzuglaufrollen in Fig. 1. Die Aufzuglaufrolle 102 ist mittig entlang einer Rotationsachse geschnitten dargestellt.
Die Aufzuglaufrolle 102 weist einen Rollenkörper 200 und einen Mantel 202 auf. Der Mantel 202 bildet eine Uauffläche 204 der Aufzuglaufrolle 102 aus. Der Rollenkörper 200 besteht aus einem Metallmaterial, insbesondere Stahl. Der Mantel 202 besteht aus einem POM-Material. Als POM-Material wird ein Polyoxymethylen-Material bezeichnet. Eine Kontaktfläche 206 zwischen dem Mantel 202 und dem Rollenkörper 200 ist in einer Umfangsrichtung der Aufzuglaufrolle 102 bereichsweise wellenförmig profiliert. Der Rollenkörper 200 weist also ein positives Wellenprofil 208 auf, während der Mantel 202 ein dazu gegengleiches negatives Wellenprofil 210 aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel wird das POM-Material als PAS-U-Material, insbesondere PAS-U69, bezeichnet. Ein solches POM-Material wird von der Firma Faigle (ansässig in Hard, Österreich) angeboten. Informationen zu diesem POM-Material sind unter anderem erhältlich unter www.faigle.com, insbesondere unter www.faigle.com/presse/die-pas-l- materialfamilie/. Eine Dichte von solchem POM-Material kann etwa 1,41 g/cm3 betragen. Eine maximal zulässige Druckbelastung (dauernd) kann 16 N/mm2 (statisch) betragen. Der p-v-Wert, das heisst das Produkt aus der spezifischen Belastung (p) und der Gleitgeschwindigkeit (v) bestimmt die Einsetzbarkeit des Materials. Beide
Einflussgrössen stehen zueinander in Wechselwirkung. Je nach Gleitgeschwindigkeit kann der Wert im Trockenlauf gegen Stahl zwischen 0.1 und 0.15 betragen. Ein dynamischer Reibwert liegt bei beispielsweise bei 0.3, wobei dieser Wert ein Mittelwert bei Trockenlauf auf Stahl ist.
Das POM-Material wird zur Herstellung der Aufzuglaufrolle 102 an den Rollenkörper 200 angespritzt. Dazu wird der Rollenkörper 200 in einer Aufnahme eines
Spritzgusswerkzeugs zum Herstellen des Mantels 202 angeordnet. Durch Schliessen des Spritzgusswerkzeugs wird ein Formhohlraum für den Mantel 202 ausgebildet. Das POM- Material wird in plastifizierter Form in den Formhohlraum gespritzt, bildet diesen ab und verbindet sich mit der Kontaktfläche 206. Das plastifizierte POM-Material kann über zumindest drei gleichmässig verteilte Angüsse in den Formhohlraum gespritzt werden. Alternativ kann das POM-Material über einen ringförmigen Schirmanguss in den Formhohlraum gespritzt werden. Nach dem vollständigen Füllen des Formhohlraums kühlt das POM-Material unter eine Plastifizierungstemperatur ab und erstarrt im
Formhohlraum. Nach dem Erstarren wird das Spritzgusswerkzeug geöffnet und die Aufzuglaufrolle 102 entnommen. Das POM-Material kühlt nach dem Entnehmen weiter aus und erreicht so seine gewünschten Eigenschaften.
Das positive Wellenprofil 208 des Rollenkörpers 200 weist Berge 212 und Täler 214 auf. Die Berge 212 des positiven Wellenprofils 208 weisen einen geringeren Bergradius auf, als ein Talradius der Täler 214 des positiven Wellenprofils 208. Bergradien und Talradien gehen unmittelbar ineinander über. Dementsprechend weist das gegengleiche negative Wellenprofil 210 des Mantels 202 ebenso Berge 215 und Täler 213 auf, wobei die Berge 215 des negativen Wellenprofils 210 je einen dem Talradius des positiven Wellenprofils 208 entsprechenden Bergradius aufweisen und die Täler 213 des negativen Wellenprofils 210 je einen dem Bergradius des positiven Wellenprofils 208 entsprechenden Talradius aufweisen. Die Berge 215 des negativen Wellenprofils 210 weisen also einen grösseren Bergradius auf, als der Talradius der Täler 213 des negativen Wellenprofils 210. Das positive Wellenprofil 208 des Rollenkörpers 200 weist hier sechs Täler 214 und fünf Berge 212 auf. Die Aussenliegenden Täler 214 laufen je in einem unprofilierten
Schulterbereich 216 des Rollenkörpers 200 aus.
Der Mantel 202 weist auf der Lauffläche 204 ein Keilrippenprofil 218 auf. Das
Keilrippenprofil 218 weist fünf Rippen 220 auf. Die Rippen 220 sind in radialer Richtung an den Bergen 212 des positiven Wellenprofils 108 des Rollenkörpers 200 ausgerichtet. Ein Rippenabstand 222 zwischen zwei Rippen 220 des Keilrippenprofils 218 ist innerhalb einer Verarbeitungstoleranz gleich einem Wellenabstand 224 zwischen zwei Bergen 212 des Wellenprofils 208. Das Keilrippenprofd 218 bietet eine seitliche Führung für den entsprechend mit Keilrippen ausgeführten Riemen.
In einem Ausführungsbeispiel betragen der Wellenabstand 224 und der Rippenabstand 222 fünf Millimeter. Der Rippenabstand kann jedoch auch grösser oder kleiner sein. Beispielsweise kann der Rippenabstand in einem Bereich von 1 mm bis 20 mm hegen.
Aufgrund der Ausrichtung des Keilwellenprofils 218 am positiven Wellenprofil 108 weist der Mantel 202 in der dargestellten Schnittebene eine im Wesentlichen gleichbleibende Materialstärke auf.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Aufzuglaufrolle 102 Randscheiben 226 auf. Die Randscheiben 226 begrenzen die Lauffläche 104 seitlich, um ein Ablaufen des Riemens sicher zu verhindern. Die Randscheiben 226 laufen in einer schmalen Schulter aus. Das Keilrippenprofd 218 schliesst an die Schulter an.
Um eine Nachbearbeitung der Randscheiben 226 unnötig zu machen, werden die Randscheiben beim Spritzgussprozess mit einer Vomeigung entsprechend angespritzt, das heisst beispielsweise mit einer Vomeigung nach aussen angespritzt. Der thermische Schwund des POM-Materials von einer Erstarrungstemperatur bis zur Raumtemperatur kompensiert die Vomeigung beim Erkalten. Die Vomeigung ist in das
Spritzgusswerkzeug eingearbeitet.
In einem Ausführungsbeispiel weisen Flanken der Rippen 220 einen Winkel von 45° auf. Ein Rippenkopf der Rippen 220 ist mit einem Radius von 0,9 Millimetern vemmdet. Am Rippenkopf weist der Mantel 202 eine Materialstärke von 3,5 Millimetern auf. An einem Rippenfüss der Rippen 220 ist eine verrundete Nut 228 angeordnet. Die Nut 228 ist mit Radien von 0,5 Millimetern verrundet.
In einem Ausführungsbeispiel weisen die Berge 212 des positiven Wellenprofils 108 einen Radius von einem Millimeter auf. Die Täler 214 des positiven Wellenprofils 108 weisen einen Radius von 1,85 Millimetern auf.
In einem Ausführungsbeispiel (siehe Figur 2a) bildet ein Aussenring 230 eines Lagers 232 der Aufzuglaufrolle den Rollenkörper 200 aus. Dabei ist das positive Wellenprofil 208 unmittelbar im Aussenring 230 ausgebildet. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einer zweiteiligen Ausfürhungsform. Das Lager 232 mit dem Aussenring 230 bildet den ersten Teil. Der Mantel 202 bildet den zweiten Teil.
Alternativ dazu weist der Rollenkörper 200 in einem Ausführungsbeispiel eine innenliegende zylindrische Aussparung auf, in die eines oder mehrere Lager 232 der Aufzuglaufrolle 102 eingepresst sind.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Lager 232 ein Wälzlager. Hier ist das Lager 232 als zweireihiges Kugellager in O-Anordnung ausgeführt. Ein Spalt zwischen dem Aussenring 230 und einem Innenring 234 des Lagers 232 ist abgedichtet.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer mehrteiligen Aufzuglaufrolle 102 gemäss einem Ausführungsbeispiel. Die Aufzuglaufrolle 102 entspricht dabei im Wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten Aufzuglaufrolle. Der Mantel 202 und der Rollenkörper 200 sind wie in Fig. 2 fest miteinander verbunden. Im Gegensatz zur Darstellung in Fig. 2 weist die Aufzuglaufrolle 102 hier einen grösseren Durchmesser auf. Dadurch weist der
Rollenkörper 200 eine ausreichende Wandstärke auf, um ein herkömmliches Lager 232 einzupressen. Dazu weist der Rollenkörper 200 eine innenhegende, im Wesentlichen zylindrische Aussparung auf, in die eines oder mehrere Lager 232 der Aufzuglaufrolle 102 eingepresst sind.
Der Aussenring 230 des Lagers 323 schliesst dabei über eine Presspassung unmittelbar an den Rollenkörper 200 an. Dieses Ausführungsbeispiel der Aufzugsrolle 102 entspricht einer dreiteiligen Ausführungsform. Das Lager 323, inklusive Aussenring 230, bilden den ersten Teil. Als Unterschied zur zweiteiligen Ausführungsform weist die dreiteilige Ausführungsform weiter einen separaten, nicht auf dem Aussenring 230 des Lagers 232 ausgeführten Rollenkörper 200 auf. Der Rollenkörper 230 ist in diesem
Ausfürhungsbeispiel als eine Art Hülse ausgeführt. Der Mantel 202 bildet den dritten Teil. Der Aussenring 230 des Lagers 232 ist in einem Ausführungsbeispiel in axialer Richtung zusätzlich durch einen um die Aussparung in Umfangsrichtung umlaufenden Bund 300 und einen in eine um die Aussparung in Umfangsrichtung umlaufende Nut 302 eingesetzten Sprengring 304 fixiert.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Lauffläche 204 eine geringere Breite x auf, als in Fig. 2. Das Keilrippenprofil 218 weist den gleichen Rippenabstand auf, wie in Fig. 2. Daher weist die Aufzuglaufrolle in diesem Ausführungsbeispiel nur drei Rippen auf. Der Rollenkörper 200 weist jedoch die gleiche Breite auf, wie in Fig. 2. Daher sind die Randscheiben 226 breiter, als in Fig. 2 ausgeführt, um den Breitenunterschied zwischen der Lauffläche 204 und dem Rollenkörper 200 auszugleichen. Das positive Wellenprofil 208 des Rollenkörpers 200 weist aber wie in Fig. 2 fünf Berge und im Wesentlichen den gleichen Wellenabstand auf. Die zwei äussersten Täler des positiven Wellenprofils 208 liegen daher ausserhalb der Lauffläche 204. Durch Anpassungen des
Spritzgusswerkzeugs kann die Breite x innerhalb einer Varianz 306 variiert werden.
Abschliessend werden mögliche Ausgestaltungen der hierin vorgeschlagenen
Aufzuglaufrolle nochmals mit einer leicht differierenden Wortwahl erläutert.
Es wird ein Pulley mit einer Plastikbeschichtung vorgestellt. Für die Beschichtung wird dabei high molecular Polyoxymethylene (POM)verwendet. In Kombination mit einem Riemen aus Polyurethan (PU) ergibt sich ein Materialreibwert zwischen 0.1 und 0.6. Der Materialreibwert gegenüber PU ist dabei im Wesentlichen unabhängig von der
Flächenpressung, Temperatur und Feuchte. Die Flächenpressung gegen PU vom Riemen liegt bei 0.8 N/mm2 bis 5.0 N/mm2, die Beschichtung kann problemlos bei Temperaturen zwischen 5-40° C und sogar bei Temperaturen zwischen-5 bis 60°C verwendet werden. Die Luftfeuchtigkeit kann kann bis 95% rF betragen. Es erfolgt wenig bis keine elektrostatische Aufladung gegen PU. Das POM-Material weist eine hohe Zähigkeit bis zu -40°C und eine herausragende Verschleissfestigkeit auf. Weiterhin weist das POM- Material gute Gleiteigenschaften, eine grosse Stossfestigkeit und Festigkeit über einen weiten Temperaturbereich auf. Aufgrund der Zähigkeit ergibt sich eine Beständigkeit gegenüber wiederholter Stossbelastung. Das POM-Material weist eine sehr gute
Temperaturbeständigkeit und eine ausserordentliche Dimensionsstabilität auf. Weiterhin weist das POM-Material einen dauerhaften Kriechwiderstand und eine hohe Biege- Dauerschwingfestigkeit auf. Ferner weist das POM-Material eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Chemikalien und Treibstoffe auf. Das POM-Material kann durch Spritzgiessen und Extrusion verarbeitet werden und ist für 2K-Spritzguss geeignet.
Es können zwei oder mehr Pulleys mit unterschiedlichen Durchmessern (zwischen D85mm und D147mm), zum Beispiel D95, D105, D110, D125, hergestellt werden. . Beim den grösseren Pulleys wird zur Erreichung des Durchmessers ein dreiteiliger Aufbau aus einem Stahlring mit Kunststofflauffläche und einem Lager verwendet.
Dadurch kann auch für die grösseren Pulleys dasselbeWälzlager eingesetzt werden. Für verschiedene Riemenbreiten kann das gleiche Wälzlager verwendet werden, hierzu wird nur die Kunststoff Aussengeometrie variiert. Dies hat den Vorteil, dass die Varianz bei den Wälzlagern wegfallt oder zuminest sehr klein ist, das heisst, dass das selbe Wälzlager bei einer Mehrzahl von Pulleydurchmessem verwendet werden kann. So kann die Anzahl von Wälzlagemtypen klein gehalten werden und der Aufwände für das Umrüsten im Produktionsprozess und den Platzbedarf und die Kosten für die Lagerhaltung deutlich verringert werden. Beim Spritzguss können Drücke bis zu 600 bar auftreten. Durch den hohen Druck und die hohe Temperatur wird der Rollenkörper während dem
Produktionsvorgang belastet (beispielsweise wird das Lagerspiel eingeengt). Das Kugellager kann vor dem Umspritzen ein auf die Kompression beim Umspritzen abgestimmtes, vergrössertes Lagerspiel aufweisen. Das Kugellager kann nach dem Umspritzen ein optimiertes Lagerspiel aufweisen.
Der Rollenkörper weist abgerundete V-Rillen auf, woraus eine verbesserte Kerbwirkung im Kerbgrund entsteht.
Bei dem vorgestellten Herstellungsverfahren wird das SchrumpfVerhalten des POMs bei der Formgestaltung einbezogen. Beispielsweise werden die Seitenflansche weiter nach aussen geneigt um die beim Schrumpfen auftretende Veränderung zu kompensieren. Dies hat den Vorteil, dass keine mechanische Nachbearbeitung nötig ist, was die Herstellung vereinfacht und die vorteilhafte Extrusionsoberfläche der Beschichtung erhält.
Durch das an dem Wellenprofil ausgerichtete Keilrippenprofil ergibt sich eine im Wesentlichen gleichmässige Materialstärke der Kunststofflauffläche. Durch Das
Wellenprofil ergibt sich eine profilierte Verbindung zwischen dem Rollenkörper beziehungsweise dem Lager und der Kunststofflauffläche.
Bei der Herstellung werden für einen gleichmässigen Rundlauf wenigstens drei
Anspritzpunkte oder alternativ ein Schirmanguss zum Anspritzen verwendet. Bei kleinen
Durchmessern kann das Lager fertig montiert umspritzt werden. Bei grösseren
Durchmessern kann das Lager in den Rollenkörper als Hülse eingepresst werden. Der Rollenkörper kann zur besseren Kunststoffanbindung vor dem Spritzguss beschichtet werden.
Abschliessend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend“,„umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschliessen und Begriffe wie„eine“ oder„ein“ keine Vielzahl ausschliessen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als
Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
1. Aufzuglaufrolle (102) für eine Aufzuganlage (100), wobei die Aufzuglaufrolle (102) einen Rollenkörper (200) aus einem Metallmaterial und einen eine Lauffläche (204) der Aufzuglaufrolle (102) ausbildenden Mantel (202) aus einem POM-Material aufweist, wobei der Mantel (202) und der Rollenkörper (200) auf einer gemeinsamen
Kontaktfläche (206) je ein in Umfangsrichtung verlaufendes, gegengleiches Wellenprofil (208, 210) aufweisen, wobei der Mantel (202) auf der Lauffläche (204) ein an dem Wellenprofil (208) des Rollenkörpers (200) ausgerichtetes Keilrippenprofil (218) aufweist, welches einen Rippenabstand (222) aufweist, der einem Wellenabstand (224) des Wellenprofils (208) im Wesentlichen entspricht.
2. Aufzuglaufrolle (102) gemäss Anspruch 1, bei der der Mantel (202) im Bereich der Lauffläche (204) eine Materialstärke zwischen 1mm und 5mm aufweist.
3. Aufzuglaufrolle (102) gemäss Anspruch 2, bei der die Materialstärke an verschiedenen Positionen entlang einer Längsrichtung des Mantels (202) um weniger als 30% variiert.
4. Aufzuglaufrolle (102) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das POM-Material einen Materialreibwert gegen ein PU-Material zwischen 0,1 und 0,6 aufweist.
5. Aufzuglaufrolle (102) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Wellenprofil (208) des Rollenkörpers (200) in der Umfangsrichtung verlaufende Berge (212) und zwischen den Bergen (212) in der Umfangsrichtung verlaufende Täler (214) aufweist, wobei Bergradien der Berge (212) kleiner als Talradien der Täler (214) sind.
6. Aufzuglaufrolle (102) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Extrusionsoberfläche des POM-Materials zumindest im Bereich der Lauffläche (204) unbearbeitet ist.
7. Aufzuglaufrolle (102) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Mantel (202) zumindest eine seitlich an die Lauffläche (204) anschliessende Randscheibe (226) aus dem POM-Material aufweist.
8. Aufzuglaufrolle (102) gemäss Anspruch 7, bei der eine Extrusionsoberfläche des POM-Materials zumindest im Bereich einer der Lauffläche (204) zugewandten Innenseite der Randscheibe (226) unbearbeitet ist.
9. Aufzuglaufrolle (102) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Aussenring (230) eines Lagers (232) der Aufzugsrolle (102) den Rollenkörper (200) ausbildet, wobei der Aussenring (230) das Wellenprofil (208) aufweist.
10. Aufzuglaufrolle (102) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der
Rollenkörper (200) auf einer der Kontaktfläche (206) gegenüberliegenden Seite eine Passungsfläche zu einem Aussenring (230) eines Lagers (232) der Aufzugrolle (102) aufweist.
11. Aufzuglaufrolle ( 102) gemäss einem der Ansprüche 8 bis 9, bei der das Lager (232) ein gedichtetes, zweireihiges Käfigkugellager in O-Anordnung ist.
12. Aufzuganlage (100) mit zumindest einer Aufzuglaufrolle (102) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Riemen (108) mit einer keilrippenförmigen Oberfläche aus einem PU-Material in der Umfangsrichtung über die Lauffläche (204) der
Aufzuglaufrolle (102) geführt ist.
13. Verfahren zum Herstellen einer Aufzuglaufrolle ( 102) für eine Aufzuganlage (100), wobei ein eine Lauffläche (204) der Aufzuglaufrolle (102) ausbildender Mantel (202) aus einem POM-Material mit einer Kontaktfläche (206) eines Rollenkörpers (200) aus einem Metallmaterial verbunden wird, wobei die Kontaktfläche (206) ein in
Umfangsrichtung verlaufendes Wellenprofil (208) aufweist und ein auf der Lauffläche (204) in Umfangsrichtung verlaufendes Keilrippenprofil (218) des Mantels (202) einen Rippenabstand (222) aufweist, der einem Wellenabstand (224) des Wellenprofils (208) im Wesentlichen entspricht.
14. Verfahren gemäss Anspruch 13, bei dem der Mantel (202) unter Verwendung eines Spritzgussprozesses an den Rollenkörper (200) angespritzt wird, wobei auf einer Kontaktfläche (206) des Mantels zum Rollenkörper (200) ein gegengleiches Wellenprofil (210) durch das Wellenprofil (208) des Rollenkörpers (200) geformt wird, und das Keilrippenprofil (218) der Lauffläche (204) durch ein im Spritzgussprozess verwendetes
Spritzgusswerkzeug geformt wird.
15. Verfahren gemäss Anspruch 14, bei dem zumindest eine Randscheibe (226) des Mantels (202) mit einer Vomeigung nach aussen an den Rollenkörper (200) angespritzt wird, wobei die Vomeigung nach dem Entnehmen aus dem Spritzgusswerkzeug durch einen thermischen Schwund des Mantels (202) während einer Abkühlphase kompensiert wird.
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