WO2021105347A1 - Verfahren zum ermitteln eines verschleisszustands von komponenten einer tragmittelanordnung einer aufzuganlage - Google Patents

Verfahren zum ermitteln eines verschleisszustands von komponenten einer tragmittelanordnung einer aufzuganlage Download PDF

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WO2021105347A1
WO2021105347A1 PCT/EP2020/083617 EP2020083617W WO2021105347A1 WO 2021105347 A1 WO2021105347 A1 WO 2021105347A1 EP 2020083617 W EP2020083617 W EP 2020083617W WO 2021105347 A1 WO2021105347 A1 WO 2021105347A1
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parameter
wear
suspension element
monitored
state
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PCT/EP2020/083617
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Inventor
Florian Dold
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Inventio Ag
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Publication date
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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
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/0065—Roping
    • B66B11/008—Roping with hoisting rope or cable operated by frictional engagement with a winding drum or sheave
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method with the aid of which a state of wear of components of a suspension element arrangement in an elevator installation can be determined.
  • the invention also relates to a monitoring device for executing or controlling such a method, a computer program product for programming such a monitoring device and a computer-readable medium with such a computer program product.
  • a suspension element arrangement is used to move an elevator car and, if necessary, a counterweight within an elevator shaft and, as a rule, also to hold their weight.
  • the suspension element arrangement comprises a plurality of elongate, flexible suspension elements such as, for example, ropes, belts or belts.
  • Ropes can be composed of a large number of wires or strands, which are usually made of metal, in particular steel.
  • Belts or belts can also have wires or strands, for example made of steel or fiber materials, as load-bearing elements, which are accommodated in a matrix material such as for example a polymer or elastomer.
  • suspension elements can be anchored to the elevator car and / or the counterweight in order to hold them.
  • the support means can be anchored in the elevator shaft, for example on a shaft ceiling, and hold the elevator car and / or the counterweight via deflection pulleys attached to them, which are often also referred to as pulleys.
  • the suspension means are mostly moved by a drive machine in order to be able to move the elevator car held by them and the counterweight in opposite directions within the elevator shaft.
  • the suspension elements run in the Generally via a drive pulley driven in rotation by the drive machine.
  • the traction sheave can have a profiled surface.
  • the traction sheave for suspension elements can be designed in the form of ropes with circumferential grooves in which the ropes can engage in order to achieve sufficient traction between the traction sheave and the ropes.
  • suspension elements in the form of belts or belts these can have a profiled surface, for example a V-shaped toothed surface, and the traction sheave can have a complementarily profiled surface on its outer surface.
  • suspension elements i.e. in particular the suspension elements, the drive machine with its traction sheave, the deflection rollers and the anchorages of the suspension elements, as well as other components, can together form the suspension element arrangement.
  • the components of the suspension element arrangement usually wear.
  • suspension elements can gradually lose their mechanical strength due to friction with the traction sheave or the deflection rollers and / or as a result of frequent bending during deflection by the traction sheave or the deflection rollers.
  • the wear and tear can be the result of material abraded on the surface and / or material fatigue and possibly material breaks. Wear on suspension elements usually leads to a change in their physical properties. In particular, wear on the suspension elements can lead to a reduced load-bearing capacity of these suspension elements. In the worst case, suspension elements can tear.
  • wear and tear on suspension elements can affect their elasticity. For example, suspension means can become more elastic or softer over time, so that it can be difficult, for example, to precisely position an elevator car held thereon by means of these suspension means.
  • Signs of wear can also occur on the traction sheave and the deflection pulleys. For example, profiling a jacket surface of these components can change their structure over time, in particular due to abrasion. Wear-related changes to the traction sheave or the deflection pulleys can be added, among other things lead that a frictional connection between these components and the suspension means driven or guided by them changes. For example, a slip between the traction sheave and driven suspension elements can increase over time due to wear, especially if the expansion module changes. A lateral guidance of suspension elements caused by the traction sheave and / or the deflection rollers can also decrease due to wear. In addition, when the diameter of the suspension element decreases, the conveying radius is reduced and more revolutions of the traction sheave are required over the service life for the same route between two specific floors.
  • EP 2299251 A1 EP 0 849208 A1, JP 2011-126710, WO 2019/081412 A1
  • WO 2003/035531 A1 WO 2007/141371 A2, JP 2019-085242 A, EP 2 628 698 B1 and WO 2016/040452 A1 describe some of these approaches.
  • a method for determining a state of wear of components of a suspension element arrangement of an elevator system is proposed, the method having at least the following method steps, preferably in the specified order:
  • a monitoring device for determining the state of wear of components of a suspension element arrangement of an elevator installation is proposed, which is configured to execute or control an embodiment of the method according to the first aspect of the invention.
  • a computer program product which contains computer-readable instructions which, when executed on a computer, in particular a computer-like programmable monitoring device according to the second aspect of the invention, instruct the latter to carry out the method according to an embodiment of the first aspect of the invention or control.
  • a computer-readable medium is proposed on which a computer program product according to the third aspect of the invention is stored.
  • a parameter is typically that Conclusions about this wear enabled, monitored.
  • the dimensions of the suspension elements that is to say, for example, the diameter of a rope, are monitored.
  • surface structures on the traction sheave or the deflection pulleys, magnetic fluxes through suspension elements, an expansion behavior of suspension elements or a slip between suspension elements and, for example, the traction sheave can be monitored.
  • a current measured value of the parameter is used to infer a current state of wear of the respective component. For example, the current measured value is compared with a predetermined limit value and if the limit value is exceeded or undershot, a conclusion is drawn that the monitored component has reached a critical state of wear.
  • a single measurement of a parameter at a single point in time should not be used in order to determine the state of wear of a component of the suspension element arrangement. Instead, a parameter should be monitored over time.
  • the aim is to track how the monitored parameter changes over time. To this end, it is generally necessary to measure the monitored parameter continuously or at time intervals, for example periodically, and to keep track of the measured values obtained, i.e. to store them, for example.
  • the time course of the parameter determined in this way should then not be compared with a single limit value or the like, as is the case with conventional approaches. Instead, the determined time profile should be compared with a predetermined expected time profile of this parameter.
  • Such an expected time course of the parameter can have been determined beforehand, for example based on experiments, data that were collected from other elevator systems and their suspension element arrangements, simulations or the like.
  • an expected course of the parameter over time can also have been determined based on a course of the parameter observed earlier on the same component, that is to say for example by extrapolating a previously determined course of the parameter.
  • This approach is based on the observation that a state of wear of a component of the suspension arrangement is in some cases not necessarily reflected in the current physical properties of this component and can thus be determined by measuring a parameter that correlates with it, or that information about a future state of wear is found in some Do not allow cases to be deduced solely from parameters measured at a single point in time. Instead, it has been observed that monitoring a behavior over time with which the physical properties of these components change can enable more reliable and / or more precise conclusions to be drawn about current and, in particular, future wear states of the components.
  • the parameter to be monitored with regard to its actual temporal course within the scope of the approach described here is intended to correlate with the wear state of at least one first monitored component of the plurality of components in the suspension element arrangement. Such a correlation can be expressed in that the parameter changes its value as a function of the current state of wear of the monitored component, preferably changes in a clearly determined manner.
  • the parameter to be monitored in all embodiments is referred to herein as the first parameter and the further parameter to be monitored additionally in some embodiments is referred to as the second parameter.
  • the first parameter to be monitored is selected from the group of parameters comprising:
  • Temporal progression of vibrations or micro-accelerations which can be assigned to the suspension element based on its structure. e.g. a shift in the length of the rope lay, and in particular
  • Each of the parameters mentioned correlates to a certain extent with the current state of wear of a component of the suspension element arrangement. At best, a parameter or its course over time also correlates with a future state of wear of the component.
  • the individual parameters can be measured in different ways and can correlate in different ways with states of wear of the same component or different components of the suspension element arrangement.
  • the parameters mentioned can be measured in a relatively simple and / or precise manner, preferably using measuring devices that are structurally simple and thus more cost-effective and / or provided in any case in an elevator system.
  • the length of the suspension element that is to say a distance between ends of the suspension element that are anchored, for example, in the elevator shaft or on one of the components to be moved with the suspension element, often depends heavily on the state of wear of this suspension element. Typically, the length of the suspension element increases increasing wear.
  • the length of the suspension element can be measured in different ways, directly or indirectly. For example, a distance between the counterweight held by the suspension element and a buffer provided on the floor of the elevator shaft can be measured when the elevator car is on the top floor. This distance becomes smaller, the longer the suspension element is. This distance can be measured relatively easily and thus allows an exact conclusion about the current length of the suspension element.
  • the elongation properties of the suspension element i.e. a way in which the suspension element can be lengthened in response to the forces exerted on it, also depend heavily on the state of wear of the suspension element.
  • the elongation properties of the suspension element can be represented by its modulus of elasticity. They can refer to an elasticity of extension and / or an elasticity of bending.
  • the elongation properties can be measured directly, for example by measuring changes in length of the suspension element with known mechanical loads.
  • the elongation properties of suspension elements can also be determined directly, for example, with the aid of strain gauges or the like attached to the suspension elements.
  • the elongation properties can be measured indirectly, for example by monitoring how strongly and / or how often a so-called level compensation has to be carried out.
  • level compensation With such a level adjustment, the elevator car is stopped at a target position and then changes its level, that is to say its height in the elevator shaft, when the car is loaded or unloaded due to the associated changes in length of the suspension elements. The change in level is then compensated for by appropriately displacing the suspension elements with the drive machine. The strength and / or frequency with which such a level adjustment must be carried out can enable a conclusion to be drawn about the current expansion properties of the suspension elements.
  • the elongation and, accordingly, the modulus of elasticity also correlate with the natural frequency of the system.
  • conclusions can be drawn about the modulus of elasticity and, conversely, by determining the elastic modulus, conclusions can be drawn about the natural frequency.
  • the radial dimensions of suspension elements that is, for example, a diameter of a rope or a thickness of a belt, can decrease over time due to wear, in particular due to abrasion, and thus represent a suitable measure for determining the current state of wear of suspension elements Suspension means can be measured directly or indirectly.
  • the radial dimensions can be determined using optical sensors. A decrease in the radial dimensions of a suspension element beyond a certain amount can be an indication that the suspension element is ready for discard, ie that the suspension element should be replaced.
  • the optical properties of the suspension element can also change over time due to wear and tear. For example, increasing wear can change a color, reflectivity and / or optically recognizable structures such as surface roughness or macroscopic structures on the surface of the suspension element, for example in the form of protruding wires of a rope.
  • the measurement of the optical properties of the suspension element can thus enable a relatively simple conclusion to be drawn about its state of wear.
  • the optical properties of a suspension element can be monitored with suitable sensors such as light sensors, photodiodes, cameras, etc.
  • the magnetic properties of the suspension element also frequently correlate strongly with its state of wear.
  • increasing wear can have a considerable influence on the magnetic flux occurring in the suspension element.
  • a measurement of the magnetic flux through the suspension element which can be carried out relatively easily, can thus be used to draw conclusions about its state of wear.
  • the electrical properties of the suspension element are also influenced by its state of wear.
  • suspension elements with good electrical conductivity such as steel cables or belts with load-bearing steel strands
  • increasing wear can have a considerable influence on an electrical resistance caused by the suspension element.
  • breaks or cracks in individual strands of the many strands in a suspension element can lead to the electrical resistance that is passed through the suspension element electric current increases over time.
  • a measurement of the electrical resistance through the suspension element which is relatively easy to carry out, can thus be used to draw conclusions about its state of wear.
  • the mechanical tension acting in the suspension elements during the operation of the elevator installation can also depend on the state of wear of the suspension elements.
  • wear can have the effect that individual suspension elements change more in length than others.
  • the forces to be held by the individual suspension elements and thus the mechanical stresses acting in the suspension elements change accordingly over time.
  • Such mechanical stresses can be measured relatively easily and thus enable conclusions to be drawn about signs of wear.
  • the traction sheave can have structures such as, for example, grooves, grooves, webs, axial side boundaries, etc. on its contact surface, ie typically on its lateral surface where the suspension elements come into contact with the traction sheave. These structures can be designed to move the suspension elements with the aid of the traction sheave with a desired traction or a desired slip and / or to guide them laterally. Over time, these structures can wear out due to wear, ie change in their dimensions. For example, grooves on the outer surface of the traction sheave can wear out over time, in particular become rounded or change in terms of their depth.
  • a state of wear of the suspension elements can optionally also be inferred indirectly.
  • the slip that occurs between the suspension elements and the contact surface of the traction sheave can also change over time as a result of wear. This can result as a result of the aforementioned changes in the dimensions of the structures on the contact surface of the traction sheave.
  • there can also be other reasons due to wear such as an increasing occurrence of soiling on the drive pulley and / or the suspension elements, for example due to over-lubrication and / or the use of the wrong lubricant.
  • the mentioned slip can easily be measured directly or indirectly.
  • a car travel path covered by the elevator car during a movement can be compared with a traction sheave travel path or a pulley travel path, ie with the distance by which the outer surface of the traction sheave or the deflection roller shifts during the travel process.
  • the forces caused by the suspension elements on their anchorages can be determined, for example, with the help of so-called intelligent fixed points.
  • a fixation of the suspension elements for example on an elevator shaft ceiling, not only serves to hold the suspension elements mechanically. Instead, the fixation is also equipped with suitable technical means in order to be able to determine the forces exerted on the fixation by the suspension element.
  • the determined forces or stresses in the fixation or the anchoring can be determined with relatively little effort with sufficient precision to be able to draw conclusions about wear conditions within the suspension element arrangement, in particular conclusions about wear conditions on various components of the suspension element arrangement.
  • the proposed method additionally comprises the following steps:
  • Determination of the state of wear of the first monitored component based both on the result of comparing the actual time profile of the monitored first parameter with a predetermined expected time profile of the first parameter and on the result of monitoring the actual time profile of the monitored second parameter.
  • a further, second parameter can be monitored with regard to its actual time profile.
  • This second parameter can, for example, reproduce a physical property of one of the components of the suspension element arrangement, which, similar to the case of the first parameter, correlates with the state of wear of the relevant monitored component.
  • the second parameter can influence the state of wear of the monitored component, that is to say the second parameter can reproduce a physical property that has an influence on how the wear in the relevant component changes over time.
  • the second parameter can thus reproduce a physical property that is not necessarily a property of the relevant component itself, but rather a property of ambient conditions or boundary conditions in which the component is operated and which also influence wear and tear on the component.
  • the component whose state of wear is influenced by or correlates with the second parameter can be the same component as the first Component whose state of wear correlates with the first parameter monitored according to the method. However, the components can also differ.
  • the state of wear of the first monitored component can then be determined on the basis of the two monitored parameters, i.e. the actual time profile of the first parameter and the actual time profile of the second parameter.
  • information about the current and / or future wear state of the first component can be based both on the actual time profile of the first parameter and a comparison of this profile with the associated predetermined expected time profile of the first parameter and based on the actual time profile Course of the second parameter can be derived.
  • the first parameter and the second parameter can correlate in different ways with the state of wear of the first monitored components.
  • the state of wear of the first monitored component can have different effects on the first and second parameters or can be influenced by them. Both parameters then correlate with the state of wear of the monitored component or influence it, but a manner of qualitative and / or quantitative correlation can differ between the two parameters. Thus, by measuring both parameters, a certain redundancy can be achieved for the determination of the state of wear. On the other hand, the different types of correlation with the state of wear can lead to the fact that, overall, a more precise statement can be made about the state of wear. According to a further embodiment of the method, the first parameter and the second parameter can correlate in an interacting manner with the state of wear of the first of the monitored components.
  • the two parameters to be monitored in the method with regard to their actual temporal course can advantageously be selected in such a way that the properties they represent interact, i.e. influence one another.
  • the parameters can be selected in such a way that variations in the second parameter influence the wear occurring in the component monitored therewith in a way that can be recognized with the aid of the first parameter.
  • an ambient temperature in an elevator shaft accommodating the suspension element can be measured as a second parameter.
  • This ambient temperature generally influences the wear that occurs on the suspension element.
  • the state of wear of the suspension element can then be determined, for example, based on a first parameter that correlates with the state of wear of the suspension element, i.e. for example a length of the suspension element to be measured or a modulus of elasticity of the suspension element, and the ambient temperature can also be taken into account.
  • the ambient temperature and the slip behavior of a belt are correlated.
  • the predetermined expected time profile of the first parameter can be selected from a plurality of possible predetermined expected time profiles of the first parameter.
  • the physical properties reproduced by the second parameter generally influence the course over time of wear occurring in a component of the suspension element arrangement in a predetermined manner. This can be done in advance, for example, through experiments, observations on existing elevator systems, calculations or simulations have been determined. Accordingly, the expected time course of the first parameter, which correlates with this wear, can differ, depending on how the physical property reproduced by the second parameter actually occurs.
  • the second parameter to be monitored can be selected in concrete terms from the group of parameters comprising:
  • the second parameter to be monitored can be the temperature in the area of the suspension element arrangement, ie for example an air temperature prevailing in the elevator shaft or a temperature measured directly on one of the components of the suspension element arrangement.
  • This temperature generally influences the wear that occurs on the suspension element arrangement over time. The wear and tear often increases as the temperature rises.
  • it can be advantageous for the proposed method that the temperature is not measured at a single point in time and an attempt is then made to draw a conclusion about the wear from this, but instead that a time profile of the temperature is monitored.
  • Information about this temperature profile over time or an average temperature calculated therefrom during a period enables a more precise statement to be made about wear that is typically to be assumed within this time period and thus about an expected time profile of the first parameter.
  • statements about the current state of wear of the monitored component can then be determined with relatively high accuracy. For example, in particular the condition of the casing of plastic-coated suspension elements that are subject to aging phenomena can be determined in this way.
  • the second parameter to be monitored can be the air humidity in the area of the suspension element arrangement.
  • the prevailing air humidity also typically has an influence on wear that occurs in a suspension element arrangement. For example, increased air humidity can lead to greater wear, for example due to corrosion phenomena.
  • a conclusion can be drawn as to how wear will occur in the observed period and which temporal course of the first parameter is to be expected accordingly.
  • the actual time profile of the first parameter can then be compared again with the expected time profile of the first parameter, which is predetermined based on the second parameter.
  • the second parameter to be monitored can be the air pressure in the area of the suspension element arrangement.
  • the air pressure prevailing during an observation period can also have an influence on the wear that occurs in the suspension element arrangement, so that the information about the actual time
  • the course of the air pressure can in turn be used in order to be able to realistically pre-determine the expected course of the first parameter over time.
  • the second parameter to be monitored can specify a frequency of journeys by an elevator car moved by the suspension element arrangement.
  • the frequency with which the elevator car is displaced with the aid of the suspension element arrangement within an observation period naturally also has an influence on the occurrence of signs of wear on the suspension element arrangement.
  • information can be obtained on the basis of which, in turn, an expected temporal course of the first parameter can be predetermined so that the actually observed temporal course of the first parameter can again be compared with this expected time profile in order to be able to draw conclusions about the state of wear of the monitored component.
  • the observed journeys were, which payload was transported during the observed journeys and / or other variables that can influence the wear and tear that occurs with the journeys.
  • other parameters can be monitored as second parameters, such as the temperature, air humidity and / or air pressure already explained in the area of the suspension element arrangement.
  • the state of wear can be determined based on a deviation of the actual time profile of the monitored first parameter from a predetermined expected linear time profile of the first parameter.
  • the monitored actual time profile and the predetermined expected time profile of the first parameter can be compared with one another permanently or at certain time intervals.
  • a linear course can be assumed over time, ie it can be assumed that the properties of the monitored component of the suspension element arrangement, which are reproduced by the first parameter, change in a linear manner over time.
  • a way in which the actual time profile of the monitored first parameter differs from the predetermined expected linear time profile of this first parameter can make it possible to draw conclusions about prevailing or future wear conditions.
  • the monitored actual time profile of the first parameter will also change linearly over time.
  • a proportionality factor reflecting the time dependency of the changes can be the same or different for the actual time profile and the expected time profile.
  • conclusions can be drawn about a current state of wear of the monitored component.
  • the monitored actual temporal course of the first parameter can initially change linearly, but then change its temporal development and no longer change linearly as a function of time but, for example, disproportionately or disproportionately.
  • the discrepancy to be observed here between the actual time profile of the first parameter and the predetermined expected linear time profile of the first parameter can enable a conclusion to be drawn about current and / or future wear states.
  • the state of wear can be determined based on a reversal of a property of the actual time profile of the monitored first parameter compared to a previous time profile of the first parameter.
  • the monitored first parameter develops over a certain period of time in a certain direction, that is to say follows a trend. From a certain point in time, the direction in which the property reproduced by the first parameter changes can reverse, ie it comes to a trend reversal. If such a trend reversal is recognized by comparing the actual time profile of the first parameter with the expected time profile of the first parameter, this can contain information about the current and / or future wear state of the monitored component. In this case, the expected time profile of the first parameter can correspond to a previous time profile of the first parameter. In other words, the trend reversal can be recognized when the actual time profile of the first parameter differs significantly over time from a time extrapolation of a previous actual time profile of the first parameter.
  • the state of wear can be determined based on a change in sign of a second time derivative of the actual time profile of the monitored first parameter compared to a second time derivative of the previous actual time profile of the first parameter.
  • the changes that occur over time can be reproduced by a first time derivative of the actual time profile of the first parameter. In doing so, they can follow a trend, i.e. they can become successively smaller, for example, so that the physical property represented by the first parameter appears to be approaching a saturation value. If such a trend changes, this can mean that the changes in the first parameter, which originally became smaller and smaller as a function of time, suddenly become larger again. This can typically be accompanied by a change in sign in the second time derivative of the actual time profile of the monitored first parameter. Such a sudden change in the previous trend and the associated change in sign can be an indication of the existence of a certain state of wear on the component in question.
  • the state of wear can be based on an incipient decrease in a modulus of elasticity rope-like suspension element of the suspension element arrangement can be determined after a preceding successive increase in the modulus of elasticity of the rope-like suspension element.
  • the suspension element can be a rope with a large number of inner and outer strands.
  • the inner strands effect a large part of the load-bearing capacity of the rope and take over a major part of the mechanical stresses within the rope during use.
  • the outer strands surround the inner strands and protect them. Although the outer strands normally contribute to the flexural rigidity of the rope, they only take on a small part of the load-bearing capacity and thus the mechanical stresses in the rope.
  • the rope core inner strands
  • the rope core inner strands
  • the tension level of the outer strands is massively lower than that of the rope core due to the stranded structure.
  • the inner strands in particular may experience a gradual increase in the elasticity of the rope due to symptoms of fatigue, i.e. a decrease in the rope's modulus of elasticity.
  • the rope is apparently becoming increasingly softer, so that readjustments when approaching floors and level adjustments when loading and unloading the elevator car increase over time.
  • the trend reversal can provide an indication that a certain state of wear has set in the rope or will set in the future. For example, based on the trend reversal, it can be concluded that inside the rope The strands are no longer able to cope with the mechanical stresses that are normally to be absorbed there and therefore the rope should be discarded, ie replaced, in the near future.
  • the predetermined expected time profile of the first parameter can be predetermined based on a large number of measured values that were determined on different elevator systems.
  • the actual temporal progression of the first parameter can be compared with an expected temporal progression of this parameter, which was determined in advance in that measured values were recorded on a large number of elevator systems that correspond to this first parameter or at least correlate with it.
  • the actual temporal course of the first parameter recognized on a certain suspension element arrangement of an elevator installation can thus be compared, for example, with previously recorded actual temporal courses, as they were observed on other elevator installations. Based on such a comparison, in particular based on deviations between the actual temporal course observed on the specific elevator system and the actual temporal course of the first parameter previously observed on other elevator systems, the current or future wear conditions of the monitored component in the suspension element arrangement of the concrete Elevator system can be inferred.
  • a monitoring device is described which is configured to implement embodiments of the method described above.
  • the monitoring device can have one or a plurality of sensors, with the aid of which the first and / or the second and / or further parameters can be measured.
  • the monitoring device can have sensors for measuring the length of the suspension element, sensors for measuring expansion properties of the suspension element, sensors for measuring radial dimensions of the suspension element, sensors for measuring optical properties of the suspension element, sensors for measuring magnetic properties of the suspension element, sensors for measuring electrical properties of the suspension element, sensors for measuring mechanical stresses within the suspension element, sensors for measuring dimensions on a structure of the contact surface of the traction sheave, sensors for measuring any slip that occurs between the suspension element and the contact surface of the traction sheave and / or sensors for measuring forces, which are exerted on an anchorage by the suspension element.
  • Such sensors can include, for example, optical sensors such as photodiodes or cameras, electrical sensors, mechanical sensors, magnetic sensors, etc.
  • the sensors can generate and forward a measurement signal, in particular an electrical measurement signal, as a function of a currently measured parameter.
  • the monitoring device can have an evaluation device in which the measurement signals are received and evaluated.
  • the evaluation device can have a processor with which measurement signals or measurement data can be processed.
  • the monitoring device can have a data memory in which measurement signals can be temporarily stored.
  • the monitoring device can be configured to record measurement signals and ultimately to monitor the actual time course of a parameter by temporarily storing them.
  • the monitoring device can be connected to a control of the elevator installation in order to be able to exchange data with it.
  • information about the state of wear determined in the monitoring device can be passed on to the control of the elevator system.
  • the monitoring device of the elevator installation can be connected to a control center, for example, in order to be able to transmit the information about the determined state of wear to the control center.
  • the monitoring device of the elevator system can optionally be connected to monitoring devices of other elevator systems and can exchange data with them.
  • the proposed according to the third aspect of the invention computer program product contains software in the form of computer-readable instructions that a computer, for example part of the monitoring device described above may be, instructs to carry out or control embodiments of the method proposed herein.
  • the computer program product can be formulated in any computer language.
  • the computer program product can be stored on a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium can be implemented technically in different ways.
  • the computer-readable medium can be a flash memory, a CD, a DVD or other portable, volatile or non-volatile memory.
  • the computer-readable medium can be part of a network of computers or servers, in particular part of the Internet or part of a data cloud, from which the computer program product can be downloaded.
  • FIG. 1 shows a monitoring device for determining a state of wear of components of a suspension element arrangement in an elevator installation according to an embodiment of the present invention.
  • the elevator installation 1 has a car 7 and a counterweight 9, which can be moved vertically between different floors 13 within an elevator shaft 11.
  • the car 7 and the counterweight 9 can be held and moved with the aid of the support means arrangement 5.
  • the suspension arrangement 5 has several rope-like suspension elements 15 such as ropes, belts or belts.
  • the support means 15 can be driven with a drive pulley 17 of a drive machine 19.
  • the traction sheave 17 can have a structure adapted to a geometry of the suspension means 15, for example in the form of grooves, grooves or the like, on a contact surface 21 on which the suspension elements 15 rest on the traction sheave 17.
  • the support means 15 are fixed to a ceiling 25 of the elevator shaft 11 via anchors 23.
  • the support means 15 run down to pulleys 27, 29, which are attached to the cabin 7 or the counterweight 9, in order to then run up to the drive pulley 17 of the drive machine 19 again.
  • Operation of the drive machine 19 is controlled by an elevator control 31.
  • the elevator control 31 can communicate with the monitoring device 3.
  • a large number of sensors or sensor systems are provided in the elevator system 1, with the aid of which parameters can be monitored, which enable a conclusion to be drawn about states or properties within the elevator system 1 that correlate with or influence the wear states of components of the suspension element arrangement 5.
  • These sensors or sensor systems can be wired to the monitoring device 3 or designed to be able to communicate wirelessly with the monitoring device 3 in order to be able to transmit measurement data or measurement signals, which reflect parameters measured by them, to the monitoring device 3.
  • a length measuring sensor system 35 is provided at a lower end of the elevator shaft 11 in the vicinity of a buffer 33 adjoining a travel path of the counterweight 9.
  • a distance between the counterweight 9 and the buffer 33 can be determined when the counterweight 9 is in its lowest possible position, that is, when the car 7 is located on the highest possible floor 13. From the measurement of this distance, a current length of the suspension element 15, which can change over time, in particular due to material expansions, can be inferred indirectly.
  • Radial dimensions of the suspension element 15, that is to say, for example, a diameter of suspension cables or a thickness of suspension belts, can be measured with the aid of a sensor system specially adapted for this purpose.
  • a camera 37 can be used for this purpose, the field of view of which is directed onto the suspension element 15. If necessary, this camera 37 can alternatively or additionally also be used in order to be able to recognize optical properties of the suspension elements such as a change in surface textures on the suspension elements and / or a change in color, reflectivity, etc.
  • a sensor system 39 can be provided for measuring magnetic properties of the suspension elements 15. With the aid of this sensor system 39, for example, a magnetic flux through one of the suspension elements 15 can be measured.
  • a sensor system 41 for measuring electrical properties of the suspension element 15 can be provided.
  • This sensor system 39 can, for example, measure electrical current flows or an electrical resistance through one of the suspension elements 15.
  • the anchorages 23 can be designed as intelligent fixed points and can be configured to measure mechanical stresses on or in the suspension elements 15.
  • strain gauges can be provided in the anchors 23, which interact with the support means 15 or their anchored ends. If necessary, the anchors 23 can also be designed to measure forces caused by the suspension means on the anchors 23.
  • a sensor system 43 can be provided, with the aid of which dimensions on a structure of the contact surface 21 of the traction sheave 17 can be monitored.
  • a sensor system 43 can, for example, in turn with the aid of a camera or others optical sensors, but sensors that act differently can also be used.
  • the monitoring device 3 can receive data and information from the elevator control 31 and / or from further sensors 45, with the aid of which, for example, a current position of the elevator car 7 in the elevator shaft 11 can be determined, based on which additional parameters related to the wear of components correlate the suspension element arrangement 5, can be inferred.
  • a temperature sensor 47, an air humidity sensor 49 and / or an air pressure sensor 51 can be provided in the elevator shaft in order to be able to measure corresponding prevailing conditions in the area of the suspension elements 15.
  • the monitoring device 3 is configured to use measurement data such as can be provided by at least one of the sensors or sensor systems described above to carry out a method with the aid of which information about a current and / or future wear state of components of the suspension element arrangement 5 can be determined.
  • the monitoring device 3 typically has a data processing device such as a data processor and a data memory in which measurement data is stored and retrieved at a later point in time can be called up, and data interfaces via which the monitoring device 3 can exchange data with the various sensors and sensor systems, for example.
  • a data processing device such as a data processor and a data memory in which measurement data is stored and retrieved at a later point in time can be called up
  • data interfaces via which the monitoring device 3 can exchange data with the various sensors and sensor systems, for example.
  • an actual course of a first parameter is monitored continuously or at predetermined time intervals, for example by collecting and tracking measurement data from one or more of the sensors and sensor systems.
  • the first parameter is selected in such a way that it correlates with the state of wear of at least one of the components of the suspension element arrangement 5.
  • the actual time profile of the first parameter monitored in this way is then compared with a predetermined expected time profile of this parameter and, based on a result of this comparison, the state of wear of the monitored component is then determined.
  • the current length of the suspension element 15 can be determined as the first parameter.
  • information about the actual course of this parameter over time i.e. how the length of the suspension means 15 changes over time, can be derived.
  • an expected course over time can be predetermined, which indicates how the length of the suspension elements typically changes over time.
  • a second parameter is preferably also monitored. Similar to the first parameter, this second parameter can correlate with the state of wear of the monitored component. However, it can be preferred that the second parameter even influences the state of wear, ie a statement can be derived from it as to the way in which the state of wear changes over time.
  • first and second parameters to be monitored are conceivable or advantageous. It can be advantageous, for example, to select the two parameters to be monitored as a function of one another. In particular, it can be advantageous to determine the way in which the first parameter is monitored or evaluated as a function of a selection of the second parameter and / or as a function of actual time courses of the second parameter.
  • a temperature prevailing in the elevator shaft 11 or directly prevailing on the suspension elements 15 can be monitored as a second parameter, for example with the aid of the temperature sensor 47 Suspension means 15 and can also be determined on the actual course of the measured temperature. It can be used here that a temperature prevailing over a longer period of time has an influence on the wear that occurs in the suspension elements 15 and the wear can in turn manifest itself in a change in length of the suspension elements 15. In this case, on the basis of the actual course of the temperatures, an expected course of the length changes in the suspension elements 15 can be predetermined.
  • the expected time profile of the changes in length can be used to compare with the actual profile of the changes in length , which resulted for the actual temporal course of the temperature conditions.
  • information about the current and / or future state of wear of components of the suspension element arrangement 5 can be determined, in particular based on detected deviations of the actual time profile of the monitored first parameter from a predetermined expected time profile of this parameter, which is assumed to be linear, for example. Reversals of properties of the actual time profile of the monitored parameter or a change in sign of a second time derivative of the actual profile of the monitored parameter can also provide a good indication or a good database for determining the state of wear of the monitored component.
  • the expected course over time of the first parameter can be predetermined based on a large number of measured values that were measured at various other elevator systems 53.
  • the monitoring device 3 can communicate with a server 55, for example, which can receive such measured values from the other elevator systems 53 and, if necessary, evaluate and / or temporarily store them.
  • the server 55 can, for example, be part of a data cloud and / or be arranged in a control center which monitors a large number of elevator systems 53.

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Überwachungsvorrichtung zum Ermitteln eines Verschleisszustands von Komponenten wie einem seilartigen Tragmittel (5), einer Treibscheibe (17) einer Antriebsmaschine (19) und Umlenkrollen (27, 29) einer Tragmittelanordnung (5) einer Aufzuganlage (1) beschrieben. Das Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf: - Überwachen eines tatsächlichen zeitlichen Verlaufs eines ersten Parameters, der mit dem Verschleisszustand zumindest einer ersten überwachten der Komponenten korreliert - Vergleichen des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters mit einem vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters; - Ermitteln des Verschleisszustands der überwachten Komponente basierend auf einem Ergebnis des Vergleichens.

Description

Verfahren zum Ermitteln eines Verschleisszustands von Komponenten einer Tragmittelanordnung einer Aufzuganlage
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, mithilfe dessen ein Verschleisszustand von Komponenten einer Tragmittelanordnung in einer Aufzuganlage ermittelt werden kann. Ferner betrifft die Erfindung eine Überwachungsvorrichtung zum Ausfuhren oder Steuern eines solchen Verfahrens, ein Computerprogrammprodukt zum Programmieren einer solchen Überwachungsvorrichtung und ein computerlesbares Medium mit einem solchen Computerprogrammprodukt.
In einer Aufzuganlage dient eine Tragmittelanordnung dazu, eine Aufzugkabine und gegebenenfalls ein Gegengewicht innerhalb eines Aufzugschachts zu bewegen und dabei im Regelfall auch deren Gewicht zu halten.
Im Allgemeinen umfasst die Tragmittelanordnung mehrere längliche, biegbare Tragmittel wie beispielsweise Seile, Riemen oder Gurte. Seile können hierbei aus einer Vielzahl von Drähten oder Litzen zusammengesetzt sein, welche meist aus Metall, insbesondere Stahl, bestehen. Riemen oder Gurte können als lasttragende Elemente ebenfalls Drähte oder Litzen, beispielsweise aus Stahl oder Fasermaterialien, aufweisen, welche in einem Matrixmaterial wie beispielsweise einem Polymer oder Elastomer aufgenommen sind.
Je nach Art einer in einer Aufzuganlage implementierten Aufhängung können diese Tragmittel an der Aufzugkabine und/oder dem Gegengewicht verankert sein, um diese zu halten. Alternativ können die Tragmittel in dem Aufzugschacht, beispielsweise an einer Schachtdecke, verankert sein und die Aufzugkabine und/oder das Gegengewicht über an diesen angebrachte Umlenkrollen, welche oft auch als Pulleys bezeichnet werden, halten.
Die Tragmittel werden dabei meist von einer Antriebsmaschine bewegt, um die von ihnen gehaltene Aufzugkabine und das Gegengewicht in entgegengesetzte Richtungen innerhalb des Aufzugschachts bewegen zu können. Die Tragmittel verlaufen dabei im Allgemeinen über eine von der Antriebsmaschine rotierend angetriebene Treibscheibe. Je nach Art der verwendeten Tragmittel kann die Treibscheibe eine profilierte Oberfläche aufweisen. Beispielsweise kann die Treibscheibe für Tragmittel in Form von Seilen mit in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen ausgebildet sein, in die die Seile eingreifen können, um eine ausreichende Traktion zwischen der Treibscheibe und den Seilen zu erreichen. Bei Tragmitteln in Form von Riemen oder Gurten können diese eine profilierte Oberfläche aufweisen, beispielsweise eine V-förmig gezahnte Oberfläche, und die Treibscheibe kann an ihrer Mantelfläche eine komplementär profilierte Oberfläche aufweisen.
Die genannten Komponenten, d.h. insbesondere die Tragmittel, die Antriebsmaschine mit ihrer Treibscheibe, die Umlenkrollen und die Verankerungen der Tragmittel, sowie weitere Komponenten können zusammen die Tragmittelanordnung bilden.
Während des Betriebs einer Aufzuganlage tritt bei den Komponenten der Tragmittelanordnung im Regelfall Verschleiss auf.
Beispielsweise können Tragmittel durch Reibung mit der Treibscheibe oder den Umlenkrollen und/oder durch häufiges Biegen beim Umlenken durch die Treibscheibe bzw. die Umlenkrollen sukzessive an mechanischer Belastbarkeit verlieren. Der Verschleiss kann dabei Resultat von oberflächlich abgeriebenem Material und/oder Materialermüdung und gegebenenfalls Materialbrüchen sein. Verschleiss an Tragmitteln führt im Regelfall zu einer Veränderung von deren physikalischen Eigenschaften. Insbesondere kann Verschleiss an den Tragmitteln zu einer reduzierten Uasttragfähigkeit dieser Tragmittel führen. Schlimmstenfalls können Tragmittel reissen. Ausserdem kann Verschleiss an Tragmitteln deren Elastizität beeinflussen. Beispielsweise können Tragmittel mit der Zeit elastischer bzw. weicher werden, sodass es beispielsweise schwierig werden kann, über diese Tragmittel eine daran gehaltene Aufzugkabine exakt zu positionieren.
Auch an der Treibscheibe und den Umlenkrollen können Verschleisserscheinungen auftreten. Beispielsweise kann eine Profilierung einer Mantelfläche dieser Komponenten insbesondere aufgrund von Abrieb mit der Zeit ihre Struktur ändern. Verschleissbedingte Änderungen an der Treibscheibe oder den Umlenkrollen können unter anderem dazu führen, dass ein Kraftschluss zwischen diesen Komponenten und den von ihnen angetriebenen bzw. geführten Tragmitteln sich verändert. Beispielsweise kann ein Schlupf zwischen der Treibscheibe und angetriebenen Tragmitteln mit der Zeit verschleissbedingt grösser werden, insbesondere falls sich der Tragmitteldehnungsmodul ändert Auch eine von der Treibscheibe und/oder den Umlenkrollen bewirkte Seitenführung von Tragmitteln kann mit der Zeit verschleissbedingt abnehmen. Ausserdem reduziert sich bei Durchmesserabnahme der Tragmittel der Förderradius und für die gleiche Fahrstrecke zwischen zwei bestimmten Stockwerken werden über die Lebensdauer mehr Umdrehungen der Treibscheibe benötigt.
Es können noch diverse andere Arten von Verschleisserscheinungen auftreten, welche andere Arten von Veränderungen bei den physikalischen Eigenschaften der Tragmittelanordnung bewirken können.
Es wurden verschiedene Ansätze entwickelt, um den Verschleiss von Komponenten innerhalb einer Aufzuganlage, insbesondere den Verschleiss von Komponenten der Tragmittelanordnung, zu begrenzen bzw. zu überwachen. In der EP 3 130 555 Al,
CN 104627762 A, WO 2018/139434 Al, CN 109987480 A, JP 2011-132010 A,
EP 2299251 Al, EP 0 849208 Al, JP 2011-126710, WO 2019/081412 Al,
WO 2003/035531 Al, WO 2007/141371 A2, JP 2019-085242 A, EP 2 628 698 Bl und WO 2016/040452 Al sind einige solcher Ansätze beschrieben.
Es kann unter anderem ein Bedarf an einem Verfahren bestehen, mithilfe dessen ein Verschleiss an Komponenten einer Tragmittelanordnung effizienter, zuverlässiger und/oder kostengünstiger überwacht werden kann. Ferner kann ein Bedarf an einer zur Durchführung oder Steuerung eines solchen Verfahrens eingerichteten Überwachungs vorrichtung, einem entsprechenden Computerprogrammprodukt und einem dieses speichernden computerlesbaren Medium bestehen.
Einem solchen Bedarf kann durch die Gegenstände gemäss den unabhängigen Ansprüchen entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung definiert. Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Verschleisszustands von Komponenten einer Tragmittelanordnung einer Aufzuganlage vorgeschlagen, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Verfahrensschritte, vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge, aufweist:
- Überwachen eines tatsächlichen zeitlichen Verlaufs eines ersten Parameters, der mit dem Verschleisszustand zumindest einer ersten überwachten der Komponenten korreliert
- Vergleichen des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters mit einem vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters;
- Ermitteln des Verschleisszustands der überwachten Komponente basierend auf einem Ergebnis des Vergleichens.
Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Überwachungsvorrichtung zum Ermitteln des Verschleisszustands von Komponenten einer Tragmittelanordnung einer Aufzuganlage vorgeschlagen, welche dazu konfiguriert ist, eine Ausführungsform des Verfahrens gemäss dem ersten Aspekts der Erfindung auszuführen oder zu steuern.
Gemäss einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches computerlesbare Anweisungen enthält, welche bei Ausführung auf einem Computer, insbesondere einer computerartig programmierbaren Überwachungsvorrichtung gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung, diesen dazu anleiten, das Verfahren gemäss einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung auszuführen oder zu steuern.
Gemäss einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Medium vorgeschlagen, auf dem ein Computerprogrammprodukt gemäss dem dritten Aspekt der Erfindung gespeichert ist.
Mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf nachfolgend beschriebenen Ideen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Bei herkömmlichen Ansätzen, mit denen der Verschleiss von Komponenten einer Tragmittelanordnung überwacht werden soll, wird typischerweise ein Parameter, der Rückschlüsse über diesen Verschleiss ermöglicht, überwacht. Beispielsweise werden Abmessungen der Tragmittel, das heisst zum Beispiel der Durchmesser eines Seils, überwacht. Als weitere Beispiele können auch Oberflächenstrukturen an der Treibscheibe bzw. den Umlenkrollen, magnetische Flüsse durch Tragmittel, ein Dehnungsverhalten von Tragmitteln oder ein Schlupf zwischen Tragmitteln und beispielsweise der Treibscheibe überwacht werden. Im Regelfall wird dabei von einem aktuellen Messwert des Parameters auf einen aktuellen Verschleisszustand der jeweiligen Komponente rückgeschlossen. Beispielsweise wird der aktuelle Messwert mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen und bei Über- bzw. Unterschreiten des Grenzwerts darauf rückgeschlossen, dass die überwachte Komponente einen kritischen Verschleisszustand erreicht hat.
Bei dem hierin vorgestellten Ansatz soll hingegen nicht eine einzelne Messung eines Parameters zu einem einzelnen Zeitpunkt herangezogen werden, um den Verschleiss zustand einer Komponente der Tragmittelanordnung zu ermitteln. Stattdessen soll ein zeitlicher Verlauf eines Parameters überwacht werden. Mit anderen Worten soll nachverfolgt werden, wie sich der überwachte Parameter im Uaufe der Zeit verändert. Hierzu ist es im Allgemeinen notwendig, den überwachten Parameter kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen, beispielsweise periodisch, zu messen und dabei erhaltene Messwerte nachzuhalten, d.h. beispielsweise zu speichern.
Der hierbei ermittelte zeitliche Verlauf des Parameters soll dann auch nicht, wie bei herkömmlichen Ansätzen, mit einem einzelnen Grenzwert oder ähnlichem verglichen werden. Stattdessen soll der ermittelte zeitliche Verlauf mit einem vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf dieses Parameters verglichen werden.
Ein solcher erwarteter zeitlicher Verlauf des Parameters kann zuvor bestimmt worden sein, beispielsweise basierend auf Experimenten, Daten, die bei anderen Aufzuganlagen und deren Tragmittelanordnungen gesammelt wurden, Simulationen oder Ähnlichem. Alternativ oder ergänzend kann ein erwarteter zeitlicher Verlauf des Parameters auch basierend auf einem an derselben Komponente früher beobachteten Verlauf des Parameters, das heisst beispielsweise durch Extrapolation eines zuvor ermittelten Verlaufs des Parameters, bestimmt worden sein. Durch Vergleichen des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten Parameters mit dem vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des Parameters kann dann eine Information über den aktuellen Verschleisszustand und/oder gegebenenfalls auch eine Information über einen zukünftigen Verschleisszustand der beobachteten Komponente der Tragmittelanordnung ermittelt werden.
Diesem Ansatz hegt die Beobachtung zugrunde, dass sich ein Verschleisszustand einer Komponente der Tragmittelanordnung in manchen Fällen nicht zwangsläufig in den aktuellen physikalischen Eigenschaften dieser Komponente widerspiegelt und somit durch Messen eines damit korrelierenden Parameters ermittelt werden kann bzw. dass Informationen über einen zukünftigen Verschleisszustand sich in manchen Fällen nicht allein aus zu einem einzelnen Zeitpunkt gemessenen Parametern ableiten lassen. Stattdessen wurde beobachtet, dass ein Überwachen eines zeitlichen Verhaltens, mit dem sich physikalische Eigenschaften dieser Komponenten verändern, einen zuverlässigeren und/oder präziseren Rückschluss auf aktuelle und insbesondere auf zukünftige Verschleisszustände der Komponenten ermöglichen kann.
Der im Rahmen des hierin beschriebenen Ansatzes hinsichtlich seines tatsächlichen zeitlichen Verlaufs zu überwachende Parameter soll mit dem Verschleisszustand zumindest einer ersten überwachten Komponente der Mehrzahl von Komponenten in der Tragmittelanordnung korrelieren. Ein solches Korrelieren kann sich dadurch ausdrücken, dass der Parameter seinen Wert abhängig vom aktuellen Verschleisszustand der überwachten Komponente ändert, vorzugsweise in eindeutig determinierter Weise ändert.
Da es, wie weiter unten detaillierter erläutert, in manchen Ausführungsformen vorteilhaft sein kann, noch einen weiteren Parameter zu überwachen, wird der in allen Ausführungsformen zu überwachende Parameter hierin als erster Parameter und der in manchen Ausführungsformen ergänzend zu überwachende weitere Parameter als zweiter Parameter bezeichnet.
Gemäss einer Ausführungsform ist der erste zu überwachende Parameter ausgewählt aus der Gruppe von Parametern umfassend:
- eine Länge des Tragmittels,
- Dehnungseigenschaften (reversibel und/oder irreversible) des Tragmittels, - radiale Abmessungen des Tragmittels,
- optische Eigenschaften des Tragmittels,
- magnetische Eigenschaften des Tragmittels,
- elektrische Eigenschaften des Tragmittels,
- eine mechanische Spannung des Tragmittels,
- Abmessungen an einer Struktur der Kontaktoberfläche der Treibscheibe,
- ein auftretender Schlupf zwischen dem Tragmittel und der Kontaktoberfläche der Treibscheibe, und
- eine von dem Tragmittel auf die Verankerung bewirkte Kraft, insbesondere auch
- zeitliche Verlauf von Vibrationen bzw. Mikrobeschleunigungen, welche dem Tragmittel aufgrund seiner Struktur zugeordnet werden können. z.B. eine Verschiebung der Seilschlaglänge, und insbesondere
- Änderung der Eigenfrequenz des Aufzugsystemes (Kabine und/oder Gegengewicht) in Schachtlängsrichtung bei vorgegebener Position (durch Beschleunigungssensor, Kabinemasse bleibt gleich, daher Rückschluss auf Riemen), und insbesondere
- Auswertung der Nachregulierungen der Aufzugskabine, und insbesondere
- Umgebungstemperatur (Haupttreiber der Kunststoffalterung), und insbesondere
- Luftfeuchtigkeit (Hauptreiber der Kunststoffalterung).
Jeder der genannten Parameter korreliert in gewisserWeise mit dem aktuellen Verschleisszustand einer Komponente der Tragmittelanordnung. Bestenfalls korreliert ein Parameter bzw. dessen zeitlicher Verlauf dabei auch mit einem zukünftigen Verschleiss zustand der Komponente. Die einzelnen Parameter können dabei in unterschiedlicher Weise gemessen werden und können in unterschiedlicher Weise mit Verschleisszuständen einer selben Komponente oder unterschiedlicher Komponenten der Tragmittelanordnung korrelieren. Die genannten Parameter können dabei verhältnismässig einfach und/oder präzise gemessen werden, vorzugsweise unter Einsatz konstruktiv simpler und somit kostengünstiger und/oder ohnehin in einer Aufzuganlage vorgesehener Messeinrichtungen.
Die Länge des Tragmittels, das heisst eine Distanz zwischen Enden des Tragmittels, die beispielsweise in dem Aufzugschacht oder an einer der mit dem Tragmittel zu bewegenden Komponenten verankert sind, hängt oft stark von einem Verschleisszustand dieses Tragmittels ab. Typischerweise nimmt die Länge des Tragmittels mit zunehmendem Verschleiss zu. Die Länge des Tragmittels kann in unterschiedlicher Weise gemessen werden, direkt oder indirekt. Beispielsweise kann ein Abstand zwischen dem von dem Tragmittel gehaltenen Gegengewicht und einem am Boden des Aufzugschachts vorgesehenen Puffer gemessen werden, wenn sich die Aufzugkabine im obersten Stockwerk befindet. Dieser Abstand wird umso geringer, je länger das Tragmittel ist. Dieser Abstand kann verhältnismässig einfach gemessen werden und erlaubt somit einen genauen Rückschluss auf die aktuelle Länge des Tragmittels.
Die Dehnungseigenschaften des Tragmittels, d.h., eine Art und Weise, wie sich das Tragmittel in Reaktion auf darauf ausgeübte Kräfte längen lässt, hängen ebenfalls stark von einem Verschleisszustand des Tragmittels ab. Die Dehnungseigenschaften des Tragmittels können durch dessen Elastizitätsmodul wiedergegeben sein. Sie können sich auf eine Dehnelastizität und/oder eine Biegeelastizität beziehen. Die Dehnungseigen schaften können direkt gemessen werden, zum Beispiel indem Längenänderungen des Tragmittels bei bekannten mechanischen Belastungen gemessen werden. Die Dehnungseigenschaften von Tragmitteln können auch beispielsweise mithilfe von an den Tragmitteln angebrachten Dehnmessstreifen oder ähnlichem direkt ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend können die Dehnungseigenschaften indirekt gemessen werden, beispielsweise indem überwacht wird, wie stark und/oder wie häufig ein sogenannter Niveauausgleich durchgeführt werden muss. Bei einem solchen Niveauausgleich wird die Aufzugkabine an einer Zielposition angehalten und ändert dann bei Be- oder Entlastung der Kabine aufgrund von damit einhergehenden Längenänderungen der Tragmittel ihr Niveau, das heisst ihre Höhe im Aufzugschacht. Die Niveauänderung wird dann durch geeignetes Verlagern der Tragmittel mit der Antriebsmaschine ausgeglichen. Die Stärke und/oder Häufigkeit, mit der ein solcher Niveauausgleich durchgeführt werden muss, kann einen Rückschluss auf die aktuellen Dehnungseigenschaften der Tragmittel ermöglichen.
Weiter korreliert die Dehnung und entsprechend auch das Elastizitätsmodul mit der Eigenfrequenz des Systems. So kann durch eine Messung der Eigenfrequenz auf das Elastizitätsmodul und umgekehrt durch eine Bestimmung des Elastizitätsmoduls auf die Eigenfrequenz geschlossen werden. Die radialen Abmessungen von Tragmitteln, das heisst beispielsweise ein Durchmesser eines Seils oder eine Dicke eines Riemens, können durch Abnutzung, insbesondere durch Abrieb, mit der Zeit abnehmen und stellen somit einen probates Mass zum Ermitteln eines aktuellen Verschleisszustandes von Tragmitteln dar. Die radialen Abmessungen eines Tragmittels können direkt oder indirekt gemessen werden. Beispielsweise können die radialen Abmessungen mithilfe optischer Sensoren bestimmt werden. Eine Abnahme radialer Abmessungen eines Tragmittels über ein gewisses Mass hinaus kann ein Indiz für eine Ablegereife des Tragmittels sein, d.h., dass das Tragmittel ausgetauscht werden sollte.
Auch optische Eigenschaften des Tragmittels können sich mit der Zeit aufgrund von Verschleiss verändern. Beispielsweise kann zunehmender Verschleiss eine Farbe, eine Reflektivität und/oder optisch erkennbare Strukturen wie beispielsweise eine Oberflächenrauigkeit oder makroskopische Strukturen an der Oberfläche des Tragmittels, beispielsweise in Form von abstehenden Drähten eines Seils, verändern. Die Messung optischer Eigenschaften des Tragmittels kann somit einen verhältnismässig einfachen Rückschluss auf dessen Verschleisszustand ermöglichen. Die optischen Eigenschaften eines Tragmittels können mit geeigneten Sensoren wie beispielsweise Lichtsensoren, Photodioden, Kameras etc. überwacht werden.
Die magnetischen Eigenschaften des Tragmittels korrelieren häufig ebenfalls stark mit dessen Verschleisszustand. Insbesondere bei ferromagnetischem Tragmitteln kann zunehmender Verschleiss einen erheblichen Einfluss auf den in dem Tragmittel auftretenden magnetischen Fluss haben. Über eine verhältnismässig einfach durchzuführende Messung des magnetischen Flusses durch das Tragmittel können somit Rückschlüsse über dessen Verschleisszustand erhalten werden.
Die elektrischen Eigenschaften des Tragmittels werden in vielen Fällen ebenfalls von dessen Verschleisszustand beeinflusst. Insbesondere bei elektrisch gut leitfähigen Tragmitteln wie Stahlseilen oder Riemen mit lasttragenden Stahllitzen kann zunehmender Verschleiss einen erheblichen Einfluss auf einen durch das Tragmittel bewirkten elektrischen Widerstand haben. Beispielsweise können mit zunehmendem Verschleiss auftretende Brüche oder Risse in einzelnen der vielen Litzen in einem Tragmittel dazu führen, dass der elektrische Widerstand, den ein durch das Tragmittel geleiteter elektrischer Strom erfahrt, mit der Zeit zunimmt. Über eine verhältnismässig einfach durchzuführende Messung des elektrischen Widerstands durch das Tragmittel können somit Rückschlüsse über dessen Verschleisszustand erhalten werden.
Auch die während des Betriebs der Aufzuganlage in den Tragmitteln wirkende mechanische Spannung kann von dem Verschleisszustand der Tragmittel abhängen. Insbesondere für den typischerweise vorliegenden Fall, dass die Aufzugkabine und das Gegengewicht mithilfe mehrerer Tragmittel gehalten und verlagert werden, kann sich Verschleiss dahingehend auswirken, dass einzelne der Tragmittel sich in ihrer Länge stärker verändern als andere. Dementsprechend verändern sich mit der Zeit die von den einzelnen Tragmitteln zu haltenden Kräfte und somit die in den Tragmitteln wirkenden mechanischen Spannungen. Solche mechanischen Spannungen können verhältnismässig einfach gemessen werden und damit einen Rückschluss auf Verschleisserscheinungen ermöglichen.
Während sich die zuvor erörterten Parameter hauptsächlich auf das Ermitteln eines Verschleisszustands der Tragmittel beziehen, können andere Parameter überwacht werden, um Verschleiss an anderen Komponenten der Tragmittelanordnung erkennen zu können.
Beispielsweise können Abmessungen an einer Struktur der Kontaktoberfläche der Treibscheibe sich mit zunehmendem Verschleiss ändern. Die Treibscheibe kann an ihrer Kontaktoberfläche, d.h. typischerweise an ihrer Mantelfläche, an der die Tragmittel mit der Treibscheibe in Kontakt kommen, Strukturen wie beispielsweise Rillen, Nuten, Stege, axiale Seitenbegrenzungen, etc. aufweisen. Diese Strukturen können dazu ausgebildet sein, die Tragmittel mithilfe der Treibscheibe mit einer gewünschten Traktion bzw. einem gewünschten Schlupf zu bewegen und/oder dabei seitlich zu führen. Mit der Zeit können sich diese Strukturen verschleissbedingt abnutzen, d.h. in ihren Abmessungen ändern. Beispielsweise können Rillen an der Mantelfläche der Treibscheibe mit der Zeit verschleissen, insbesondere verrundeten bzw. sich hinsichtlich ihrer Tiefe verändern. Ein Überwachen der Abmessungen solcher Strukturen kann somit einen Rückschluss auf einen Verschleisszustand der Treibscheibe ermöglichen. Da die Treibscheibe auch mit den Tragmitteln wechselwirkt, kann gegebenenfalls auch indirekt auf einen Verschleisszustand der Tragmittel rückgeschlossen werden. Auch der zwischen Tragmitteln und der Kontaktoberfläche der Treibscheibe auftretende Schlupf kann sich verschleissbedingt mit der Zeit ändern. Dies kann sich als Resultat aus den zuvor genannten Änderungen bei den Abmessungen der Strukturen an der Kontakt oberfläche der Treibscheibe ergeben. Es kann aber auch andere verschleissbedingte Gründe geben wie beispielsweise ein zunehmendes Auftreten von Verschmutzungen an der Treibscheibe und/oder den Tragmitteln, beispielsweise aufgrund einer Über schmierung und/oder einem Einsatz falschen Schmierstoffs. Der genannte Schlupf kann einfach direkt oder indirekt gemessen werden. Beispielsweise kann eine während eines Verfahrvorgangs von der Aufzugkabine zurückgelegte Kabinenfahrstrecke mit einer Treibscheibenfahrstrecke oder einer Pulleyfahrstrecke verglichen werden, d.h. mit derjenigen Distanz, um die sich die Mantelfläche der Treibscheibe bzw. der Umlenkrolle während des Verfahrvorgangs verlagert.
Verschleiss an der Tragmittelanordnung kann auch zu Änderungen der von den Tragmitteln auf deren Verankerung bewirkten Kräfte führen. Die bereits weiter oben genannten möglichen verschleissbedingten Änderungen bei den mechanischen Spannungen in Tragmitteln können sich auch auf deren Verankerung auswirken. Falls die Tragmittelspannung von einem Sollwert übermässig abweicht, kann es notwendig werden, die Tragmittel nachzuspannen. Ungleiche Tragmittelspannungen können ansonsten beispielsweise zu ungleichen bzw. inhomogenen Abnutzungserscheinungen innerhalb der Aufzuganlage, beispielsweise an Führungsschuhen der Aufzugkabine und/oder des Gegengewichts, führen. Ungleiche Tragmittelspannungen können ferner auch zu einem Springen von Tragmitteln an der Treibscheibe und/oder Umlenkrollen und/oder zu einer Schrägstellung von Umlenkrollen an der Aufzugkabine bzw. dem Gegengewicht führen. Letztendlich können hierdurch wiederum verstärkte Verschleisserscheinungen an den Komponenten der Tragmittelanordnung sowohl bewirkt als auch nachgewiesen werden.
Die von den Tragmitteln auf deren Verankerungen bewirkten Kräfte können beispielsweise mithilfe sogenannter intelligenter Fixpunkte ermittelt werden. Dabei dient eine Fixierung der Tragmittel beispielsweise an einer Aufzugschachtdecke nicht nur dazu, die Tragmittel mechanisch zu halten. Stattdessen ist die Fixierung auch mit geeigneten technischen Mitteln ausgestattet, um die von dem Tragmittel auf die Fixierung bewirkten Kräfte bestimmen zu können. Die ermittelten Kräfte bzw. Spannungen in der Fixierung bzw. der Verankerung können mit verhältnismässig wenig Aufwand ausreichend präzise ermittelt werden, um Rückschlüsse auf Verschleisszustände innerhalb der Tragmittel anordnung, insbesondere Rückschlüsse auf Verschleisszustände an verschiedenen Komponenten der Tragmittelanordnung, ziehen zu können.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das vorgeschlagene Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte:
- Überwachen eines tatsächlichen zeitlichen Verlaufs eines zweiten Parameters, der den Verschleisszustand zumindest einer überwachten der Komponenten beeinflusst und/oder mit dem Verschleisszustand zumindest einer überwachten der Komponenten korreliert , wobei der zweite Parameter sich von dem ersten Parameter unterscheidet;
- Ermitteln des Verschleisszustands der ersten überwachten Komponente basierend sowohl auf dem Ergebnis des Vergleichens des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters mit einem vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters als auch auf dem Ergebnis des Überwachens des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten zweiten Parameters.
Mit anderen Worten kann zusätzlich zu dem Überwachen des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des ersten Parameters ein weiterer, zweiter Parameter hinsichtlich seines tatsächlichen zeitlichen Verlaufs überwacht werden. Dieser zweite Parameter kann beispielsweise eine physikalische Eigenschaft einer der Komponenten der Tragmittel anordnung wiedergeben, welche, ähnlich wie im Falle des ersten Parameters, mit dem Verschleisszustand der betreffenden überwachten Komponente korreliert. Alternativ oder ergänzend kann der zweite Parameter den Verschleisszustand der überwachten Komponente beeinflussen, das heisst der zweite Parameter kann eine physikalische Eigenschaft wiedergeben, die einen Einfluss darauf hat, wie sich der Verschleiss in der betreffenden Komponente mit der Zeit verändert. Somit kann der zweite Parameter eine physikalische Eigenschaft wiedergeben, die nicht zwingend eine Eigenschaft der betreffenden Komponente selbst ist, sondern eine Eigenschaft von Umgebungs bedingungen bzw. Randbedingungen, in denen die Komponente betrieben wird und die einen Verschleiss der Komponente mitbeeinflussen, wiedergeben.
Die Komponente, deren Verschleisszustand von dem zweiten Parameter beeinflusst wird bzw. mit diesem korreliert, kann dabei die gleiche Komponente sein wie die erste Komponente, deren Verschleisszustand mit dem verfahrensgemäss überwachten ersten Parameter korreliert. Die Komponenten können sich aber auch unterscheiden.
Basierend auf beiden überwachten Parametern, d.h. dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters und dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf des zweiten Parameters, kann dann der Verschleisszustand der ersten überwachten Komponente ermittelt werden. Mit anderen Worten kann eine Information über den aktuellen und/oder den zukünftigen Verschleisszustand der ersten Komponente sowohl basierend auf dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters und einem Vergleich dieses Verlaufs mit dem zugehörigen vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters als auch basierend auf dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf des zweiten Parameters abgeleitet werden.
Durch die Berücksichtigung von tatsächlichen zeitlichen Verläufen zweier verschiedener Parameter können verschiedene vorteilhafte Effekte erreicht werden, welche sich positiv auf eine Zuverlässigkeit, eine Genauigkeit und/oder andere Eigenschaften der ermittelten Information über den Verschleisszustand der Komponente auswirken können.
Zum Beispiel können gemäss einer Ausführungsform der erste Parameter und der zweite Parameter auf unterschiedliche Weise mit dem Verschleisszustand der ersten überwachten Komponenten korrelieren.
Anders ausgedrückt kann sich der Verschleisszustand der ersten überwachten Komponente in unterschiedlicher Weise auf den ersten und den zweiten Parameter auswirken bzw. von diesem beeinflusst werden. Beide Parameter korrelieren dann zwar mit dem Verschleisszustand der überwachten Komponente bzw. beeinflussen diesen, eine Art und Weise einer qualitativen und/oder quantitativen Korrelation kann sich zwischen den beiden Parametern jedoch unterscheiden. Somit kann durch ein Messen beider Parameter einerseits eine gewisse Redundanz für die Ermittlung des Verschleisszustands erreicht werden. Andererseits können die unterschiedlichen Arten der Korrelation mit dem Verschleisszustand dazu führen, dass insgesamt eine genauere Aussage über den Verschleisszustand getroffen werden kann. Gemäss einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens können der erste Parameter und der zweite Parameter in einer miteinander wechselwirkenden Weise mit dem Verschleisszustand der ersten überwachten der Komponenten korrelieren.
Mit anderen Worten können die bei dem Verfahren hinsichtlich ihres tatsächlichen zeitlichen Verlaufs zu überwachenden beiden Parameter vorteilhafterweise derart gewählt sein, dass die von ihnen repräsentierten Eigenschaften wechselwirken, d.h. einander beeinflussen. Insbesondere können die Parameter derart gewählt sein, dass Variationen bei dem zweiten Parameter den bei der damit überwachten Komponente auftretenden Verschleiss in einer Weise beeinflussen, die mithilfe des ersten Parameters erkannt werden kann.
Beispielsweise kann als zweiter Parameter eine Umgebungstemperatur in einem das Tragmittel aufnehmenden Aufzugschacht gemessen werden. Diese Umgebungs temperatur beeinflusst im Allgemeinen den an dem Tragmittel auftretenden Verschleiss. Der Verschleisszustand des Tragmittels kann dann beispielsweise basierend auf einem ersten Parameter, der mit dem Verschleisszustand des Tragmittels korreliert, d.h. beispielsweise eine zu messenden Uänge des Tragmittels oder ein Elastizitätsmodul des Tragmittels, ermittelt werden und dabei ergänzend die Umgebungstemperatur berücksichtigt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird beispielsweise die Umgebungstemperatur und das SchlupfVerhalten eines Riemens korreliert.
Gemäss einer Ausführungsform kann basierend auf Messergebnissen des überwachten zweiten Parameters der vorbestimmte erwartete zeitliche Verlauf des ersten Parameters aus einer Mehrzahl möglicher vorbestimmter erwarteter zeitlicher Verläufe des ersten Parameters ausgewählt werden.
Anders ausgedrückt kann vorab bekannt sein, dass die von dem zweiten Parameter wiedergegebenen physikalischen Eigenschaften den zeitlichen Verlauf eines sich in einer Komponente der Tragmittelanordnung vollziehenden Verschleisses im Regelfall in einer vorbestimmten Weise beeinflussen. Dies kann beispielsweise vorab durch Experimente, Beobachtungen an existierenden Aufzuganlagen, Berechnungen oder Simulationen ermittelt worden sein. Dementsprechend kann sich der erwartete zeitliche Verlauf des ersten Parameters, der mit diesem Verschleiss korreliert, unterscheiden, je nachdem wie sich die von dem zweiten Parameter wiedergegebene physikalische Eigenschaft real einstellt.
Indem der zweite Parameter gemessen und dessen tatsächlicher zeitlicher Verlauf überwacht werden, kann somit eine genauere Aussage bzw. eine genauere Annahme hinsichtlich des erwarteten zeitlichen Verlaufs des ersten Parameters getroffen werden. Indem der überwachte tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters mit einem auf diese Weise genauer vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters verglichen werden kann, kann insgesamt eine zuverlässigere und/oder genauere Information über den Verschleisszustand der überwachten Komponente abgeleitet werden.
Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen kann konkretisiert der zweite zu überwachende Parameter ausgewählt sein aus der Gruppe von Parametern umfassend:
- eine Temperatur im Bereich der Tragmittelanordnung,
- eine Luftfeuchtigkeit im Bereich der Tragmittelanordnung, und
- ein Luftdruck im Bereich der Tragmittelanordnung.
Anders ausgedrückt kann als eine Variante dieser Ausführungsform der zweite zu überwachende Parameter die Temperatur im Bereich der Tragmittelanordnung, d.h. beispielsweise eine im Aufzugschacht vorherrschende Lufttemperatur oder eine direkt an einer der Komponenten der Tragmittelanordnung gemessene Temperatur, sein. Diese Temperatur beeinflusst im Allgemeinen den mit der Zeit an der Tragmittelanordnung auftretenden Verschleiss. Häufig nimmt der Verschleiss mit steigender Temperatur zu. Hierbei kann es für das vorgeschlagene Verfahren vorteilhaft sein, dass die Temperatur nicht zu einem einzelnen Zeitpunkt gemessen wird und daraus dann versucht wird, einen Rückschluss auf den Verschleiss zu ziehen, sondern dass stattdessen ein zeitlicher Verlauf der Temperatur überwacht wird. Eine Information über diesen zeitlichen Temperaturverlauf oder eine hieraus berechnete Durchschnittstemperatur während eines Zeitraums ermöglicht eine genauere Aussage über einen typischerweise anzunehmenden Verschleiss innerhalb dieses Zeitraums und somit über einen erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters. Indem der ermittelte tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters mit dem temperaturabhängig erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters verglichen wird, können dann Aussagen über den aktuellen Verschleisszustand der überwachten Komponente mit verhältnismässig hoher Genauigkeit ermittelt werden. Beispielsweise kann so insbesondere der Zustand des Mantels kunststoffummantelter Tragmittel, die Alterungserscheinungen unterworfen sind ermittelt werden.
Eventuell können sogar Aussagen über einen zukünftigen Verschleisszustand dieser Komponente ermittelt werden. Beispielsweise kann, wenn der tatsächliche zeitliche Verlauf mit dem erwarteten zeitlichen Verlauf innerhalb einer akzeptablen Toleranz übereinstimmt, durch eine zeitliche Extrapolation auf einen zukünftigen Zeitpunkt rückgeschlossen werden, zudem der Verschleiss ein akzeptables Mass überschreiten wird. Diese Information kann genutzt werden, um beispielsweise Wartungsarbeiten an der Aufzuganlage im Voraus planen zu können. Hierdurch können Arbeitsaufwand und/oder Kosten eingespart werden.
Alternativ oder ergänzend kann der zweite zu überwachende Parameter die Luftfeuchtigkeit im Bereich der Tragmittelanordnung sein. Auch eine vorherrschende Luftfeuchtigkeit hat typischerweise einen Einfluss auf einen sich in einer Tragmittelanordnung einstellenden Verschleiss. Beispielsweise kann eine erhöhte Luftfeuchtigkeit zu höherem Verschleiss, beispielsweise aufgrund von Korrosionserscheinungen, führen. Auch in diesem Fall kann basierend auf dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf der Luftfeuchtigkeit bzw. einem daraus abgeleiteten Mittelwert einen Rückschluss darauf gezogen werden, wie sich ein Verschleiss im beobachteten Zeitraum einstellen wird und welcher zeitlicher Verlauf des ersten Parameters dementsprechend zu erwarten ist. Der tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters kann dann wieder mit dem basierend auf dem zweiten Parameter vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters verglichen werden.
Als weitere Möglichkeit kann der zweite zu überwachende Parameter der Luftdruck im Bereich der Tragmittelanordnung sein. Auch der während eines Beobachtungszeitraums herrschende Luftdruck kann einen Einfluss auf den sich in der Tragmittelanordnung einstellenden Verschleiss haben, sodass die Information über den tatsächlichen zeitlichen Verlauf des Luftdrucks wiederum genutzt werden kann, um den erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters realitätsnah vorbestimmen zu können.
Alternativ oder ergänzend kann bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen konkretisierend der zweite zu überwachende Parameter eine Häufigkeit von Fahrten einer von der Tragmittelanordnung bewegten Aufzugkabine angeben.
Die Häufigkeit, mit der die Aufzugkabine innerhalb eines Beobachtungszeitraums mithilfe der Tragmittelanordnung verlagert wird, hat selbstverständlich auch einen Einfluss auf auftretende Verschleisserscheinungen an der Tragmittelanordnung. Indem als zweiter Parameter beobachtet wird, wie häufig die Aufzugkabine bezogen auf eine Zeiteinheit oder innerhalb eines Zeitraums seit Beobachtungsbeginn verfahren wurde, kann eine Information gewonnen werden, anhand derer wiederum ein erwarteter zeitlicher Verlauf des ersten Parameters vorbestimmt werden kann, sodass der tatsächlich beobachtete zeitliche Verlauf des ersten Parameters wieder mit diesem erwarteten zeitlichen Verlauf verglichen werden kann, um Rückschlüsse auf den Verschleisszustand der überwachten Komponente ziehen zu können.
Eventuell kann dabei auch berücksichtigt werden, wie weit, das heisst über welche Verfahrdistanz, die beobachteten Fahrten jeweils waren, welche Nutzlast bei den beobachteten Fahrten jeweils transportiert wurde und/oder andere Grössen, die Einfluss auf den sich mit den Fahrten einstellenden Verschleiss haben können. Ferner können ergänzend zu der Überwachung der Häufigkeit der Fahrten noch andere Parameter als zweiter Parameter wie beispielsweise die bereits erläuterte Temperatur, Luftfeuchtigkeit und/oder Luftdruck im Bereich der Tragmittelanordnung, überwacht werden.
Gemäss einer Ausführungsform kann der Verschleisszustand basierend auf einer Abweichung des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters von einem vorbestimmten erwarteten linearen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters ermittelt werden.
Mit anderen Worten können der überwachte tatsächliche zeitliche Verlauf und der vorbestimmte erwartete zeitliche Verlauf des ersten Parameters permanent oder in gewissen zeitlichen Abständen miteinander verglichen werden. Für den vorbestimmten zeitlichen Verlauf kann dabei ein linearer Verlauf angenommen werden, d.h., es kann davon ausgegangen werden, dass sich die von dem ersten Parameter wiedergegebenen Eigenschaften der überwachten Komponente der Tragmittelanordnung in linearer Weise mit der Zeit verändern. Eine Art und Weise, wie sich der tatsächliche zeitliche Verlauf des überwachten ersten Parameters von dem vorbestimmten erwarteten linearen zeitlichen Verlauf dieses ersten Parameters unterscheidet, kann dabei einen Rückschluss über vorherrschende oder zukünftige Verschleisszustände ermöglichen.
In vielen Fällen bzw. über längere Zeiträume hin wird sich beispielsweise der überwachte tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters mit der Zeit ebenfalls linear verändern. Ein die zeitliche Abhängigkeit der Veränderungen wiedergebender Proportionalitätsfaktor kann dabei bei dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf und dem erwarteten zeitlichen Verlauf gleich oder unterschiedlich sein. Je nachdem wie sich die beiden Proportionalitätsfaktoren voneinander unterscheiden, kann dabei auf einen aktuellen Verschleisszustand der überwachten Komponente rückgeschlossen werden.
In einem alternativen Szenario kann sich der überwachte tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters zwar zunächst linear verändern, dann aber seine zeitliche Entwicklung ändern und sich nicht mehr linear abhängig von der Zeit sondern beispielsweise unterproportional oder überproportional verändern. Die dabei zu beobachtende Abweichung zwischen dem tatsächlichen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters und dem vorbestimmten erwarteten linearen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters kann einen Rückschluss über aktuelle und/oder zukünftige Verschleisszustände ermöglichen.
Gemäss einer Ausführungsform kann der Verschleisszustand basierend auf einer Umkehrung einer Eigenschaft des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters im Vergleich zu einem bisherigen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters ermittelt werden.
Anders ausgedrückt kann beobachtet werden, dass sich der überwachte erste Parameter über einen gewissen Zeitraum hin in einer bestimmten Richtung entwickelt, das heisst einem Trend folgt. Ab einem gewissen Zeitpunkt kann sich die Richtung, mit der sich die von dem ersten Parameter wiedergegebene Eigenschaft ändert, umkehren, d.h., es kommt zu einer Trendumkehr. Wenn eine solche Trendumkehr durch Vergleichen des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des ersten Parameters mit dem erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters erkannt wird, kann dies eine Information über den aktuellen und/oder zukünftigen Verschleisszustand der überwachten Komponente beinhalten. Der erwartete zeitliche Verlauf des ersten Parameters kann in diesem Fall einem bisherigen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters entsprechen. Anders ausgedrückt kann die Trendumkehr erkannt werden, wenn sich der tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters mit der Zeit signifikant von einer zeitlichen Extrapolation eines vorangehenden tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des ersten Parameters unterscheidet.
Gemäss einer Ausführungsform kann der Verschleisszustand basierend auf einem Vorzeichenwechsel einer zweiten zeitlichen Ableitung des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters im Vergleich zu einer zweiten zeitlichen Ableitung des bisherigen tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des ersten Parameters ermittelt werden.
Mit anderen Worten kann beobachtet werden, wie sich der tatsächliche zeitliche Verlauf des überwachten ersten Parameters mit der Zeit verändert. Die sich mit der Zeit einstellenden Veränderungen können dabei durch eine erste zeitliche Ableitung des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des ersten Parameters wiedergegeben sein. Sie können dabei einem Trend folgen, d.h. beispielsweise sukzessive kleiner werden, sodass die von dem ersten Parameter wiedergegebene physikalische Eigenschaft sich einem Sättigungswert zu nähern scheint. Wenn sich ein solcher Trend ändert, kann dies bedeuten, dass die zeitabhängig ursprünglich immer kleiner werdenden Veränderungen beim ersten Parameter plötzlich wieder grösser werden. Dies kann typischerweise mit einem Vorzeichenwechsel bei der zweiten zeitlichen Ableitung des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters einhergehen. Eine solche plötzliche Änderung des bisherigen Trends und der damit einhergehende Vorzeichen wechsel können ein Indiz für das Vorhegen eines bestimmten Verschleisszustandes bei der betreffenden Komponente sein.
Gemäss einer Ausführungsform anhand eines konkreten Beispiels kann der Verschleiss zustand basierend auf einer einsetzenden Abnahme eines Elastizitätsmoduls eines seilartigen Tragmittels der Tragmittelanordnung nach einer vorangehenden sukzessiven Zunahme des Elastizitätsmoduls des seilartigen Tragmittels ermittelt werden.
In diesem konkreten Beispiel kann das Tragmittel ein Seil sein mit einer Vielzahl von innenliegenden und aussenliegenden Litzen. Typischerweise bewirken die innenliegenden Litzen einen Grossteil der Lasttragfähigkeit des Seils und übernehmen im Einsatz einen überwiegenden Anteil der mechanischen Spannungen innerhalb des Seils. Die äusseren Litzen umgeben die inneren Litzen und schützen diese. Die äusseren Litzen tragen zwar im Normalfall zu einer Biegesteifigkeit des Seils bei, übernehmen aber lediglich einen geringen Teil der Lasttragfähigkeit und somit der mechanischen Spannungen in dem Seil. Die Seileinlage (innere Litzen) weisst bei Vollstahlseilen (im aufzugstypischen Lastbereich zwischen 2 und 8,33 % minimalen Seilbruchlast) einen höhere mechanische Längsspannung als die Aussenlitzen auf. Das Spannungsniveau der Aussenlitzen ist aufgrund der verseilten Struktur massiv niedriger als das der Seileinlage.
Im Laufe der Zeit kann es insbesondere bei den inneren Litzen aufgrund von Ermüdungs erscheinungen zu einer sukzessiven Zunahme der Elastizität des Seils, d.h. zu einer Abnahme des Elastizitätsmoduls des Seils, kommen. Das Seil wird zunehmend scheinbar immer weicher, sodass Nachregulierungen beim Anfahren von Stockwerken und Niveauausgleiche beim Be- und Entladen der Aufzugkabine mit der Zeit zunehmen.
Ab einem gewissen Zeitpunkt kann es aufgrund der häufiger und stärker auftretenden Dehnung des Seils zu Rissen oder Brüchen bei den innenliegenden Litzen kommen. Hierdurch kann bewirkt werden, dass die Traglastfähigkeit des Seils nicht mehr, wie zuvor, hauptsächlich von den innenliegenden Litzen, sondern in zunehmendem Masse auch von den aussenliegenden Litzen übernommen wird. Dies kann zu einer Trendumkehr beim wirkenden Elastizitätsmodul des gesamten Seils führen, d.h., nachdem der Elastizitätsmodul des Seils zunächst sukzessive abgenommen hat, kann er plötzlich wieder zunehmen. Diese Trendumkehr kann sich in einem Vorzeichenwechsel der zweiten zeitlichen Ableitung des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs eines zu messenden Elastizitätsmoduls bzw. einer damit korrelierenden Messgrösse erkennen lassen. Die Trendumkehr kann ein Indiz dafür bilden, dass sich in dem Seil ein bestimmter Verschleisszustand eingestellt hat oder zukünftig einstellen wird. Beispielsweise kann aufgrund der Trendumkehr darauf rückgeschlossen werden, dass im Innern des Seils Litzen nicht mehr den dort normalerweise aufzunehmenden mechanischen Spannungen gewachsen sind und somit das Seil in nahe Zukunft abgelegt, d.h. ausgetauscht werden sollte.
Gemäss einer Ausführungsform kann der vorbestimmte erwartete zeitliche Verlauf des ersten Parameters basierend auf einer Vielzahl von Messwerten, die an verschiedenen Aufzuganlagen ermittelt wurden, vorbestimmt werden.
Anders ausgedrückt kann der tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters mit einem erwarteten zeitlichen Verlauf dieses Parameters verglichen werden, der vorab dadurch bestimmt wurde, dass an einer Vielzahl von Aufzuganlagen Messwerte aufgenommen wurden, die diesem ersten Parameter entsprechen oder zumindest mit diesem korrelieren. Der an einer bestimmten Tragmittelanordnung einer Aufzuganlage erkannte tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters kann somit beispielsweise mit zuvor aufgezeichneten tatsächlichen zeitlichen Verläufen, wie sie an anderen Aufzuganlagen beobachtet wurden, verglichen werden. Basierend auf einem solchen Vergleich, insbesondere basierend auf Abweichungen zwischen dem an der konkreten Aufzuganlage beobachteten tatsächlichen zeitlichen Verlauf und dem an anderen Aufzuganlagen zuvor beobachteten tatsächlichen zeitlichen Verläufen des ersten Parameters, kann dann auf den aktuellen oder zukünftige Verschleisszustände der überwachten Komponente in der Tragmittelanordnung der konkreten Aufzuganlage rückgeschlossen werden.
Gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Überwachungsvorrichtung beschrieben, die dazu konfiguriert ist, Ausführungsformen des zuvor beschriebenen Verfahrens zu implementieren.
Die Überwachungsvorrichtung kann hierfür einen oder eine Mehrzahl von Sensoren aufweisen, mithilfe derer der erste und/oder der zweite und/oder weitere Parameter gemessen werden können. Beispielsweise kann die Überwachungsvorrichtung Sensoren zum Messen der Länge des Tragmittels, Sensoren zum Messen von Dehnungs eigenschaften des Tragmittels, Sensoren zum Messen radialer Abmessungen des Tragmittels, Sensoren zum Messen optischer Eigenschaften des Tragmittels, Sensoren zum Messen magnetischer Eigenschaften des Tragmittels, Sensoren zum Messen elektrischer Eigenschaften des Tragmittels, Sensoren zum Messen mechanischer Spannungen innerhalb des Tragmittels, Sensoren zum Messen von Abmessungen an einer Struktur der Kontaktoberfläche der Treibscheibe, Sensoren zum Messen eines auftretenden Schlupfes zwischen dem Tragmittel und der Kontaktoberfläche der Treibscheibe und/oder Sensoren zum Messen von Kräften, die von dem Tragmittel auf eine Verankerung ausgeübt werden, aufweisen. Solche Sensoren können beispielsweise optische Sensoren wie Photodioden oder Kameras, elektrische Sensoren, mechanische Sensoren, magnetische Sensoren, etc. umfassen.
Die Sensoren können abhängig von einem aktuell gemessenen Parameter ein Messsignal, insbesondere ein elektrisches Messsignal, generieren und weiterleiten. Die Überwachungsvorrichtung kann eine Auswerteeinrichtung aufweisen, in der die Messsignale empfangen und ausgewertet werden. Die Auswerteeinrichtung kann einen Prozessor aufweisen, mit dem Messsignale bzw. Messdaten verarbeitet werden können. Insbesondere kann die Überwachungsvorrichtung einen Datenspeicher aufweisen, in dem Messsignale temporär gespeichert werden können. Konkret kann die Überwachungs vorrichtung dazu konfiguriert sein, Messsignale aufzunehmen und durch deren Zwischen speicherung letztendlich den tatsächlichen zeitlichen Verlauf eines Parameters zu überwachen.
Die Überwachungsvorrichtung kann mit einer Steuerung der Aufzuganlage verbunden sein, um mit dieser Daten austauschen zu können. Insbesondere kann eine Information über den in der Überwachungseinrichtung ermittelten Verschleisszustand an die Steuerung der Aufzuganlage weitergeleitet werden können. Alternativ oder ergänzend kann die Überwachungseinrichtung der Aufzuganlage beispielsweise mit einem Kontrollcenter verbunden sein, um die Information über den ermittelten Verschleisszustand an das Kontrollcenter übermitteln zu können. Ferner kann die Überwachungseinrichtung der Aufzuganlage gegebenenfalls mit Überwachungseinrichtungen anderer Aufzuganlagen verbunden sein und mit diesen Daten austauschen können.
Das gemäss dem dritten Aspekt der Erfindung vorgeschlagene Computerprogramm produkt enthält Software in Form von computerlesbaren Anweisungen, die einen Computer, der beispielsweise Teil der zuvor beschriebenen Überwachungsvorrichtung sein kann, dazu anleitet, Ausführungsformen des hierin vorgeschlagenen Verfahrens auszuführen oder zu steuern. Das Computerprogrammprodukt kann dabei in einer beliebigen Computersprache formuliert sein.
Gemäss dem vierten Aspekt der Erfindung kann das Computerprogrammprodukt auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein. Das computerlesbare Medium kann technisch in unterschiedlicher Weise implementiert sein. Beispielsweise kann das computerlesbare Medium ein Flashspeicher, eine CD, eine DVD oder ein anderer portabler, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher sein. Alternativ kann das computerlesbare Medium Teil eines Netzwerks aus Computern oder Servern, insbesondere Teil des Internets oder Teil einer Datenwolke (Cloud) sein, aus dem das Computerprogrammprodukt heruntergeladen werden kann.
Es wird daraufhingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen einerseits des hierin beschriebenen Verfahrens und andererseits der zu dessen Ausführung implementierten Überwachungsvorrichtung beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, übertragen, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei weder die Zeichnung noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Überwachungsvorrichtung zum Ermitteln eines Verschleisszustands von Komponenten einer Tragmittelanordnung in einer Aufzuganlage gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Figur ist lediglich schematisch und nicht massstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Merkmale Fig. 1 zeigt eine Aufzuganlage 1, in der mithilfe einer Überwachungsvorrichtung 3 ein Verschleisszustand von Komponenten einer Tragmittelanordnung 5 ermittelt werden kann.
Die Aufzuganlage 1 verfügt über eine Kabine 7 und ein Gegengewicht 9, welche innerhalb eines Aufzugschachts 11 vertikal zwischen verschiedenen Stockwerken 13 bewegt werden können. Die Kabine 7 und das Gegengewicht 9 können mithilfe der Tragmittelanordnung 5 gehalten und bewegt werden. Hierzu verfügt die Tragmittel anordnung 5 über mehrere seilartige Tragmittel 15 wie Seile, Gurte oder Riemen. Die Tragmittel 15 können mit einer Treibscheibe 17 einer Antriebsmaschine 19 angetrieben werden. Hierzu kann die Treibscheibe 17 an einer Kontaktoberfläche 21, an der die Tragmittel 15 an der Treibscheibe 17 anliegen, eine an eine Geometrie der Tragmittel 15 angepasste Struktur, beispielsweise in Form von Rillen, Nuten oder ähnlichem, aufweisen. Die Tragmittel 15 sind im dargestellten Beispiel über Verankerungen 23 an einer Decke 25 des Aufzugschachts 11 fixiert. Von dort aus verlaufen die Tragmittel 15 hinab zu Umlenkrollen 27, 29, welche an der Kabine 7 bzw. dem Gegengewicht 9 angebracht sind, um anschliessend wieder hoch zu der Treibscheibe 17 der Antriebs maschine 19 zu verlaufen. Ein Betrieb der Antriebsmaschine 19 wird von einer Aufzugsteuerung 31 gesteuert. Die Aufzugsteuerung 31 kann mit der Überwachungs vorrichtung 3 kommunizieren.
In der Aufzuganlage 1 sind eine Vielzahl von Sensoren bzw. Sensoriken vorgesehen, mithilfe derer Parameter überwacht werden können, welche einen Rückschluss auf Zustände bzw. Eigenschaften innerhalb der Aufzuganlage 1 ermöglichen, die mit Verschleisszuständen von Komponenten der Tragmittelanordnung 5 korrelieren bzw. diese beeinflussen. Diese Sensoren bzw. Sensoriken können mit der Überwachungs vorrichtung 3 verdrahtet sein oder dazu ausgelegt sein, mit der Überwachungsvorrichtung 3 drahtlos kommunizieren zu können, um Messdaten bzw. Messsignale, welche von ihnen gemessene Parameter wiedergeben, an die Überwachungsvorrichtung 3 übermitteln zu können.
Zum Beispiel ist an einem unteren Ende des Aufzugschachts 11 in der Nähe eines an einen Verfahrweg des Gegengewichts 9 angrenzenden Puffers 33 eine Längenmess sensorik 35 vorgesehen. Mithilfe dieser Längenmesssensorik 35 kann ein Abstand zwischen dem Gegengewicht 9 und dem Puffer 33 ermittelt werden, wenn das Gegengewicht 9 an seiner niedrigsmöglichen Position, das heisst wenn die Kabine 7 im höchstmöglichen Stockwerk 13, angeordnet ist. Indirekt kann aus der Messung dieses Abstands auf eine aktuelle Länge der Tragmittel 15, welche sich im Laufe der Zeit insbesondere aufgrund von Materialdehnungen verändern kann, rückgeschlossen werden.
Radiale Abmessungen der Tragmittel 15, das heisst beispielsweise ein Durchmesser von Tragseilen oder eine Dicke von Tragriemen, können mithilfe einer hierfür speziell angepassten Sensorik gemessen werden. Beispielsweise kann hierfür eine Kamera 37 eingesetzt werden, deren Sichtfeld auf die Tragmittel 15 gerichtet ist. Gegebenenfalls kann diese Kamera 37 alternativ oder ergänzend auch dazu eingesetzt werden, um optische Eigenschaften der Tragmittel wie beispielsweise eine Veränderung von Oberflächentexturen an den Tragmitteln und/oder eine Veränderung einer Farbe, Reflektivität, etc. erkennen zu können.
Ferner kann eine Sensorik 39 zum Messen magnetischer Eigenschaften der Tragmittel 15 vorgesehen sein. Mithilfe dieser Sensorik 39 kann beispielsweise ein magnetischer Fluss durch eines der Tragmittel 15 gemessen werden.
Ergänzend oder alternativ kann eine Sensorik 41 zum Messen elektrischer Eigenschaften der Tragmittel 15 vorgesehen sein. Dieser Sensorik 39 kann beispielsweise elektrische Stromflüsse oder einen elektrischen Widerstand durch eines der Tragmittel 15 messen.
Die Verankerungen 23 können als intelligente Fixpunkte ausgelegt sein und dazu konfiguriert sein, mechanische Spannungen an bzw. in den Tragmitteln 15 zu messen. Beispielsweise können in den Verankerungen 23 Dehnmessstreifen vorgesehen sein, die mit den Tragmitteln 15 bzw. deren verankerten Enden Zusammenwirken. Gegebenenfalls können die Verankerungen 23 auch dazu ausgelegt sein, von den Tragmitteln auf die Verankerungen 23 bewirkte Kräfte zu messen.
Ferner kann eine Sensorik 43 vorgesehen sein, mithilfe derer Abmessungen an einer Struktur der Kontaktoberfläche 21 der Treibscheibe 17 überwacht werden können. Eine solche Sensorik 43 kann beispielsweise wiederum mithilfe einer Kamera oder anderer optischer Sensoren ausgeführt sein, es können jedoch auch andersartig wirkende Sensoren eingesetzt werden.
Ausserdem kann die Überwachungsvorrichtung 3 von der Aufzugsteuerung 31 und/oder von weiteren Sensoren 45, mithilfe derer beispielsweise eine aktuelle Position der Aufzugkabine 7 im Aufzugschacht 11 ermittelt werden kann, Daten und Informationen erhalten, anhand derer auf weitere Parameter, die mit dem Verschleiss von Komponenten der Tragmittelanordnung 5 korrelieren, rückgeschlossen werden kann.
Beispielsweise kann aus einer Art und Weise, wie, d.h. zum Beispiel wie häufig und/oder über welche Distanz hin, von der Aufzugsteuerung 31 Niveauregulierungen bei einem Stopp der Aufzugkabine 7 an einem Stockwerk 13 durchgeführt werden, auf Dehnungseigenschaften der Tragmittel 15 rückgeschlossen werden.
Durch einen Vergleich einer angesteuerten Verlagerungsdistanz, die von der Antriebsmaschine 19 gesteuert durch die Aufzugsteuerung 31 angesteuert wurde, mit einer tatsächlichen Verlagerungsdistanz der Kabine 7 oder des Gegengewichts 9, wie sie beispielsweise anhand der Signale der Sensoren 45 erkannt werden können, kann ferner auf einen auftretenden Schlupf zwischen den Tragmitteln 15 und der Kontaktoberfläche 21 der Treibscheibe 17 rückgeschlossen werden.
Ferner können im Aufzugschacht ein Temperatursensor 47, ein Luftfeuchtigkeitssensor 49 und/oder einen Luftdrucksensor 51 vorgesehen sein, um entsprechende vorherrschende Bedingungen im Bereich der Tragmittel 15 messen zu können.
Die Überwachungsvorrichtung 3 ist dazu konfiguriert, unter Verwendung von Messdaten, wie sie von zu mindestens einem der zuvor beschriebenen Sensoren bzw. Sensoriken bereitgestellt werden können, ein Verfahren durchzuführen, mithilfe dessen eine Information über einen aktuellen und/oder einen zukünftigen Verschleisszustand von Komponenten der Tragmittelanordnung 5 ermittelt werden kann.
Hierzu verfügt die Überwachungsvorrichtung 3 typischerweise über eine Daten verarbeitungseinrichtung wie beispielsweise ein Datenprozessor sowie über einen Datenspeicher, in dem Messdaten abgespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgerufen werden können, und Datenschnittstellen, über die die Überwachungs- Vorrichtung 3 zum Beispiel mit den verschiedenen Sensoren und Sensoriken Daten austauschen kann.
Im Rahmen des Verfahrens wird kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen ein tatsächlicher Verlauf eines ersten Parameters überwacht, indem zum Beispiel Messdaten von einem oder mehreren der Sensoren und Sensoriken gesammelt und nachverfolgt werden. Der erste Parameter ist dabei so gewählt, dass er mit dem Verschleisszustand zumindest einer der Komponenten der Tragmittelanordnung 5 korreliert. Anschliessend wird der auf diese Weise überwachte tatsächliche zeitliche Verlauf des ersten Parameters mit einem vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf dieses Parameters verglichen und basierend auf einem Ergebnis dieses Vergleichens dann der Verschleisszustand der überwachten Komponente ermittelt.
Beispielsweise kann basierend auf den von der Längenmesssensorik 35 zur Verfügung gestellten Daten als erster Parameter die aktuelle Länge der Tragmittel 15 ermittelt werden. Indem die Daten über einen gewissen Zeitraum hin akkumuliert werden, kann hierdurch eine Information über den tatsächlichen zeitlichen Verlauf dieses Parameters, d.h., wie sich die Länge der Tragmittel 15 im Laufe der Zeit verändert, abgeleitet werden.
Aus vorangehend durchgeführten Experimenten, Simulationen und/oder von anderen Aufzuganlagen erhaltenen Erkenntnissen kann ein erwarteter zeitlicher Verlauf vorbestimmt werden, der angibt, wie sich die Länge der Tragmittel typischerweise im Laufe der Zeit verändert. Durch Vergleichen des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des Längenverhaltens der Tragmittel 15 mit dem erwarteten zeitlichen Verlauf kann dann eine Aussage über den aktuellen und/oder einen zukünftigen Verschleisszustand der Tragmittel 15 ermittelt werden.
Beispielsweise kann erkannt werden, dass die beobachteten Tragmittel 15 sich mit der Zeit schneller längen, als dies von als Referenz dienenden Tragmitteln bekannt ist und somit erwartet würde. Diese Information kann genutzt werden, um auf einen fortschreitenden Verschleisszustand und/oder beispielsweise einen Zeitpunkt, zu dem die Tragmittel 15 eine zulässige Verschleissgrenze erreicht haben werden, rückschliessen zu können. Vorzugsweise wird ergänzend zu dem Überwachen des ersten Parameters auch ein zweiter Parameter überwacht. Dieser zweite Parameter kann ähnlich wie der erste Parameter mit dem Verschleisszustand der überwachten Komponente korrelieren. Es kann jedoch bevorzugt sein, dass der zweite Parameter den Verschleisszustand sogar beeinflusst, d.h. aus ihm eine Aussage abgeleitet werden kann, in welcher Weise sich der Verschleisszustand mit der Zeit verändert.
Es sind viele verschiedene Kombinationen aus zu überwachenden ersten und zweiten Parametern vorstellbar bzw. vorteilhaft. Dabei kann es zum Beispiel vorteilhaft sein, die beiden zu überwachenden Parameter abhängig voneinander auszuwählen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, die Art und Weise, wie der erste Parameter überwacht bzw. ausgewertet wird, abhängig von einer Auswahl des zweiten Parameters und/oder abhängig von tatsächlichen zeitlichen Verläufen des zweiten Parameters zu treffen.
Beispielsweise kann als zweiter Parameter eine in dem Aufzugschacht 11 vorherrschende oder direkt an den Tragmitteln 15 vorherrschende Temperatur überwacht werden, beispielsweise mithilfe des Temperatursensors 47. Der Verschleisszustand der Tragmittel 15 kann dann in dem zuvor genannten Beispiel basierend auf dem Vergleich des tatsächlichen Verlaufs der Länge der Tragmittel 15 und ergänzend auf dem tatsächlichen Verlauf der gemessenen Temperatur ermittelt werden. Dabei kann genutzt werden, dass sich eine über einen längeren Zeitraum vorherrschende Temperatur auf den sich in den Tragmitteln 15 einstellenden Verschleiss Einfluss hat und der Verschleiss sich wiederum in einer Längenänderung der Tragmittel 15 zeigen kann. Anhand des tatsächlichen Verlaufs der Temperaturen kann in diesem Fall ein erwarteter zeitlicher Verlauf der Längenänderungen in den Tragmitteln 15 vorbestimmt werden.
Hierbei kann aus einer Mehrzahl möglicher vorbestimmter erwarteter zeitlicher Verläufe der Längenänderungen, die für verschiedene während eines Überwachungszeitraums vorherrschende Temperaturen berechnet, simuliert, experimentell ermittelt oder an anderen Anlagen beobachtet wurden, deqenige erwartete zeitliche Verlauf der Längenänderungen zum Vergleichen mit dem tatsächlichen Verlauf der Längenänderungen herangezogen werden, der sich für den tatsächlichen zeitlichen Verlauf der Temperaturgegebenheiten ergeben hat. Generell lassen sich Informationen über den aktuellen und/oder den zukünftigen Verschleisszustand von Komponenten der Tragmittelanordnung 5 insbesondere basierend auf erkannten Abweichungen des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters von einem beispielsweise als linear anzunehmenden vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf dieses Parameters ermitteln. Auch Umkehrungen von Eigenschaften des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten Parameters oder Vorzeichenwechsel einer zweiten zeitlichen Ableitung des tatsächlichen Verlaufs des überwachten Parameters können einen guten Hinweis bzw. eine gute Datengrundlage zur Ermittlung des Verschleisszustands der überwachten Komponente bieten.
In einer speziellen Variante des vorgeschlagenen Verfahrens kann der erwartete zeitliche Verlauf des ersten Parameters basierend auf einer Vielzahl von Messwerten, die an verschiedenen anderen Aufzuganlagen 53 gemessen wurden, vorbestimmt werden.
Hierzu kann die Überwachungseinrichtung 3 beispielsweise mit einem Server 55 kommunizieren, der solche Messwerte von den anderen Aufzuganlagen 53 erhalten und gegebenenfalls auswerten und/oder Zwischenspeichern kann. Der Server 55 kann beispielsweise Teil einer Datenwolke (Cloud) sein und/oder in einem Kontrollzentrum angeordnet sein, welches eine Vielzahl von Aufzuganlagen 53 überwacht.
Abschliessend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschliessen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschliessen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln eines Verschleisszustands von Komponenten einer Tragmittelanordnung (5) einer Aufzuganlage (1), wobei das Verfahren aufweist:
- Überwachen eines tatsächlichen zeitlichen Verlaufs eines ersten Parameters, der mit dem Verschleisszustand zumindest einer ersten überwachten der Komponenten korreliert;
- Vergleichen des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters mit einem vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters;
- Ermitteln des Verschleisszustands der überwachten Komponente basierend auf einem Ergebnis des Vergleichens, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleisszustand basierend auf einer einsetzenden Abnahme eines Elastizitätsmoduls eines seilartigen Tragmittels (15) der Tragmittelanordnung (5) nach einer vorangehenden sukzessiven Zunahme des Elastizitätsmoduls des seilartigen Tragmittels (15) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tragmittelanordnung zumindest folgende Komponenten aufweist:
- zumindest ein seilartiges Tragmittel (15),
- eine von einer Antriebsmaschine (19) angetriebene Treibscheibe (17) zum Verlagern des an einer Kontaktoberfläche (21) der Treibscheibe (17) anliegenden Tragmittels (15),
- zumindest eine Verankerung (23) des Tragmittels (15) an einer durch die Tragmittelanordnung (5) zu verlagernden Aufzugkabine (7) und/oder in einem die Tragmittelanordnung (5) aufhehmenden Aufzugschacht (11), wobei der erste zu überwachende Parameter ausgewählt ist aus der Gruppe von Parametern umfassend:
- eine Länge des Tragmittels (15),
- Dehnungseigenschaften des Tragmittels (15),
- radiale Abmessungen des Tragmittels (15),
- optische Eigenschaften des Tragmittels (15),
- magnetische Eigenschaften des Tragmittels (15),
- elektrische Eigenschaften des Tragmittels (15),
- eine mechanische Spannung des Tragmittels (15),
- Abmessungen an einer Struktur der Kontaktoberfläche (21) der Treibscheibe
(17), - ein auftretender Schlupf zwischen dem Tragmittel (15) und der Kontaktoberfläche (21) der Treibscheibe (17), und
- eine von dem Tragmittel (15) auf die Verankerung (23) bewirkte Kraft.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend:
- Überwachen eines tatsächlichen zeitlichen Verlaufs eines zweiten Parameters, der den Verschleisszustand zumindest einer überwachten der Komponenten beeinflusst und/oder mit dem Verschleisszustand zumindest einer überwachten der Komponenten korreliert , wobei der zweite Parameter sich von dem ersten Parameter unterscheidet;
- Ermitteln des Verschleisszustands der ersten überwachten Komponente basierend sowohl auf dem Ergebnis des Vergleichens des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters mit einem vorbestimmten erwarteten zeitlichen Verlauf des ersten Parameters als auch auf dem Ergebnis des Überwachens des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten zweiten Parameters.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erste Parameter und der zweite Parameter auf unterschiedliche Weise mit dem Verschleisszustand der ersten überwachten Komponenten korrelieren.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, wobei erste Parameter und der zweite Parameter in einer miteinander wechselwirkenden Weise mit dem Verschleisszustand der ersten überwachten der Komponenten korrelieren.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei basierend auf Messergebnissen des überwachten zweiten Parameters der vorbestimmte erwartete zeitliche Verlauf des ersten Parameters aus einer Mehrzahl möglicher vorbestimmter erwarteter zeitlicher Verläufe des ersten Parameters ausgewählt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der zweite zu überwachende Parameter ausgewählt ist aus der Gruppe von Parametern umfassend:
- eine Temperatur im Bereich der Tragmittelanordnung (5),
- eine Luftfeuchtigkeit im Bereich der Tragmittelanordnung (5), und
- ein Luftdruck im Bereich der Tragmittelanordnung (5).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der zweite zu überwachende Parameter eine Häufigkeit von Fahrten einer von der Tragmittelanordnung (5) bewegten Aufzugkabine (7) angibt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verschleisszustand basierend auf einer Abweichung des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters von einem vorbestimmten erwarteten linearen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verschleisszustand basierend auf einer Umkehrung einer Eigenschaft des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters im Vergleich zu einem bisherigen zeitlichen Verlauf des ersten Parameters ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verschleisszustand basierend auf einem Vorzeichenwechsel einer zweiten zeitlichen Ableitung des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des überwachten ersten Parameters im Vergleich zu einer zweiten zeitlichen Ableitung des bisherigen tatsächlichen zeitlichen Verlaufs des ersten Parameters ermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte erwartete zeitliche Verlauf des ersten Parameters basierend auf einer Vielzahl von Messwerten, die an verschiedenen Aufzuganlagen (1) ermittelt wurden, vorbestimmt wird.
13. Überwachungsvorrichtung zum Ermitteln eines Verschleisszustands von Komponenten einer Tragmittelanordnung (5) einer Aufzuganlage (1), wobei die Überwachungsvorrichtung (3) dazu konfiguriert ist, das Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen oder zu steuern.
14. Computerprogrammprodukt, welches computerlesbare Anweisungen enthält, welche bei Ausführung auf einem Computer diesen dazu anleiten, das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen oder zu steuern.
15. Computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt gemäss Anspruch 14.
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