WO2023046249A1 - Antriebssystem - Google Patents

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WO2023046249A1
WO2023046249A1 PCT/DE2022/200208 DE2022200208W WO2023046249A1 WO 2023046249 A1 WO2023046249 A1 WO 2023046249A1 DE 2022200208 W DE2022200208 W DE 2022200208W WO 2023046249 A1 WO2023046249 A1 WO 2023046249A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roller
drive system
suspension element
belt
suspension means
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/200208
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan-Henning Quass
Hubert Göser
Nico OLDE-KEIZER
Original Assignee
Contitech Antriebssysteme Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contitech Antriebssysteme Gmbh filed Critical Contitech Antriebssysteme Gmbh
Publication of WO2023046249A1 publication Critical patent/WO2023046249A1/de

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00Other common features of elevators
    • B66B7/06Arrangements of ropes or cables
    • B66B7/062Belts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B15/00Main component parts of mining-hoist winding devices
    • B66B15/02Rope or cable carriers
    • B66B15/04Friction sheaves; "Koepe" pulleys

Definitions

  • the invention relates to a drive system, in particular for use in elevator systems, having at least one roller that is rotatably mounted in a first direction and in a second direction and at least one belt-shaped suspension element that partially wraps around the roller on a circumference, with power transmission between the roller and belt-shaped suspension element at least essentially non-positively.
  • Traction drives are predominantly used as drive systems in elevator technology.
  • ropes, composite ropes, but also belts can be used as suspension means, with both flat belts and V-belts or V-ribbed belts or toothed belts being able to be used as belts.
  • DE 10 2019 203 727 A1 discloses a conventional elevator system with a profiled suspension belt.
  • Elevator systems are known from the prior art, which comprise an elevator car and a counterweight, which can be moved in opposite directions in an elevator shaft.
  • the counterweight is significantly heavier than the empty cabin, but correspondingly lighter than the full cabin.
  • the elevator system has at least one drive, each with at least one drive roller or drive shaft, which carry the elevator car and the counterweight via one or more belts and/or can transfer the required drive forces to them.
  • the required drive power is transmitted via friction from the drive roller to the suspension element.
  • the elevator car and the counterweight can be coupled to the drive via separate belts in such a way that the counterweight rises when the elevator car is lowered and vice versa.
  • the power transmission between the roller and the suspension element in the longitudinal direction of the suspension element or in the circumferential direction of the roller is constantly the same, regardless of the direction of movement.
  • the empty car can be pulled into the end stop by the counterweight when the drive is at a standstill. This can lead to a malfunction in the elevator system or, in the worst case, to personal injury during a maintenance trip by a person on the car roof. If the coefficient of friction between the roller and the suspension element is too high, there is a risk that excessive braking forces may occur when driving downhill in the event of an emergency stop. An abrupt stop of the cabin can lead to an increased risk of injury to passengers. Furthermore, if the coefficient of friction is too high, the risk of noise development increases.
  • the invention is therefore based on the object of providing a drive system, in particular for applications in elevator technology, in order to reduce the previously described disadvantageous effects of the coefficient of friction between the roller and the suspension element.
  • Claim 10 discloses an elevator system with a drive system according to the invention.
  • Claim 11 discloses a suspension means for use in a drive system according to the invention.
  • Claim 12 discloses a roller for use in a drive system according to the invention.
  • the drive system according to the invention disclosed in claim 1 is particularly suitable for use in elevator systems and has at least one roller rotatably mounted in a first direction and in a second direction and at least one belt-shaped suspension element that partially wraps around the roller on a circumference.
  • a power transmission between the roller and the belt-shaped suspension element takes place at least essentially in a non-positive manner.
  • the roller and/or the belt-shaped suspension element has a structured surface, so that the power transmission between the suspension element and the roller in the first direction is greater than the power transmission between the suspension element and the roller in the second direction, or vice versa.
  • an essentially non-positive force transmission takes place.
  • the first direction or the second direction can each correspond to an upward or downward movement of an elevator car.
  • the roller for non-positive transmission can have a profile that essentially corresponds to the profile of the at least one surface of the belt.
  • the roller therefore has a groove profile which essentially corresponds to the negative profiling of the ribbed V-belt, in which the ribbed V-belt is guided laterally.
  • So-called back rollers which are in contact with the non-profiled surface of the suspension opposite the surface of the suspension that is provided with a profile, and are designed to deflect and guide it, can also be designed without a profile.
  • the magnitude of the forces that can be transmitted in a non-positive manner is dependent on the coefficient of friction between the suspension element and the roller, which essentially depends on the materials selected for the suspension element and the roller, as well as the surface that is in contact with one another for force transmission.
  • the roller can be made of a metallic material, while the belt-shaped suspension means can be made of a polyurethane with reinforcements embedded therein. By simply structuring the surface of the suspension element, the power transmission capability between the roller and the suspension element can be increased by increasing the force-transmitting surface.
  • additional force can be transmitted through positive locking by structuring the surface of the roller or the roller and the belt-shaped suspension element, in that there is a form-locking toothing between the belt-shaped suspension element and the roller.
  • the shape of the surface structure is preferably chosen in such a way that the force is transmitted essentially in a non-positive manner.
  • Various drive belts which are designed for non-positive power transmission, can be understood as band-shaped suspension means.
  • Examples include flat, V-belts or V-ribbed belts. These can have an elastic material, for example an elastomer or a polyurethane, with reinforcements embedded therein.
  • the drive can be reversing, which means that the direction of the drive changes regularly between lifting and lowering movements.
  • a direction-dependent, also known as anisotropic surface structuring means that the power transmission between the suspension element and the roller in the first direction can be greater than the power transmission between the suspension element and the roller in the second direction.
  • the first direction can be the upward movement of the car.
  • the second direction can represent the lowering movement of the car when the drive is at a standstill.
  • at least 10%, preferably even more than 20% higher forces can be transmitted between the belt-shaped suspension element and the roller when the drive is stationary in the upward direction than in the downward direction. In this way it can be avoided in a particularly advantageous manner that an empty car is pushed up into the end stop by the counterweight can be pulled or the cab comes to an abrupt stop during an emergency stop.
  • the surface has a lamellar structure aligned essentially transversely to a circumferential direction.
  • An additional force can thus be transmitted in an advantageous manner without a lateral force component being able to cause the suspension element to run off the roller to the side.
  • the direction of the gradient or the direction of the inclination of the slats can result in direction-dependent power transmission, so that the power transmission between suspension element and roller in the first direction is greater than the power transmission between suspension element and roller in the second direction.
  • the flexible lamellae can be flattened in one direction and erected in another direction.
  • Straightening the slats of the suspension element can, especially if the surface of the roller is structured at the same time, cause mechanical gripping between the suspension element and the roller and thus higher power transmission.
  • the same working principle of a mechanical clawing of the lamellar structure in one running direction can take place with a profiled surface of the roller, in that the lamellae of the roller made of a harder material can press into the material of the suspension element with a lower hardness.
  • the lamellar structure is arranged at an angle of between 45° and 90° transversely to the circumferential direction. As the angle decreases, the transverse forces acting on the band-shaped suspension element increase, while the acoustic properties can be improved. Depending on the size of the forces to be transmitted, a helix angle can be selected that offers the best compromise between a tolerable lateral force and optimization of the acoustic properties.
  • the lamellar structure extends in an arc.
  • the arched structure can extend over the entire width of the surface of the roller and/or the belt-shaped suspension element.
  • the surface structure can also be arranged multiple times across the width as a scale-like structure. The scales can be round, semi-round or square.
  • At least 20% of a width of the roller and the belt-shaped suspension element or the roller or the belt-shaped suspension element has the structure. At least 20% of the contact surface between the roller and the suspension element wrapped around it can preferably be structured.
  • the structure on the surface in the contact area between the roller and the suspension element is repeated several times, preferably at least ten times, on an arc of wrap of 180° around the roller.
  • the belt-shaped suspension element is designed as a traction belt made from polymeric material. All traction belts that essentially work in a non-positive manner, such as flat belts, V-belts or V-ribbed belts, can be used here. Depending on the requirements, an advantageous selection can be made from a large number of different traction belts.
  • the suspension means is designed as a composite rope, in which parallel individual ropes with a first diameter are each sheathed with a layer of polymeric material of a predetermined thickness to form tension members, each with an overall diameter, and the tension members are sheathed by a polymeric connector layer on one side are connected to each other substantially over their entire length and the tension members engage in corresponding grooves of the surface of the roller, the polymeric connector layer being arranged on the side of the tension members which is remote from the side engaging in the grooves of the roller.
  • the tension members are designed to engage the grooves of the traction sheave by at least 25% of their overall diameter. This design is found to be particularly advantageous for applications in elevator technology, since high forces can be transmitted while at the same time requiring little installation space.
  • a further advantageous embodiment of the present invention consists in an elevator system with a drive system according to the invention. In this way, the previously explained advantages of the drive system can be transferred to an elevator system.
  • a further advantageous embodiment of the present invention consists in a suspension means for use in a drive system according to the invention.
  • the previously explained advantages of the suspension element can be used in a drive system.
  • a further advantageous embodiment of the present invention consists in a roller for use in a drive system according to the invention.
  • the previously explained advantages of the roller can be used in a drive system.
  • FIG. 1 shows an elevator system with a 2:1 suspension as a schematic diagram 2 shows a flat belt with a surface structure according to the invention.
  • 3 shows a flat belt with a further embodiment of the surface structure according to the invention.
  • Fig. 4a shows the cross section of a V-ribbed belt.
  • FIG. 4b shows a side view of a V-ribbed belt with a surface structure according to the invention.
  • FIG. 4c shows a plan view of a V-ribbed belt with a surface structure according to the invention.
  • Fig. 5a shows the cross section of a composite cable.
  • 5b shows a composite cable with a surface structure according to the invention in a side view.
  • 5c shows a composite cable with a surface structure according to the invention in a plan view.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of an elevator system 1 in a 2:1 suspension type, in which the cable ends are attached to the ceiling of an elevator shaft.
  • Cabin 3 and counterweight 5 are each suspended from suspension means 2 by means of deflection rollers 7a, 7b.
  • the suspension means 2 run around a traction or drive pulley 9 driven by a motor (not shown here), which is located between cabin 3 and counterweight 5 in the upper area of the Elevator shaft is arranged. This creates a simple pulley.
  • the running speed of the suspension element 2 is then twice as high as the driving speed of the car 3.
  • the traction force is transmitted to the drive pulley 9 by cable friction.
  • the car 3 can move up and down in the elevator shaft, with the direction of movement or the direction of rotation changing from a first direction 4 during the lifting movement to a second direction 6 during the lowering movement.
  • the power transmission between the suspension element 2, the drive pulley 9 and/or the deflection rollers 7a, 7b is greater in the upward direction 4 than in the downward direction 6 when the drive pulley 9 is stationary.
  • the scales 12 are multiply over a width B and in the circumferential direction U of the suspension element 2 .
  • the force to be transmitted by a roller 9 to the suspension element 2 is lower in the first direction 4 than in the second direction 6. If the suspension element 2 were to transmit the force to a roller 7a, 7b, 9, the force transmission capability would be in the first direction 4 is greater than in the second direction 6.
  • the scales 12 can be arranged on the surface 8 on both sides of the suspension element 2.
  • Fig. 3 shows the sectional representation of a suspension element 2 in the form of a flat belt with a lamellar structure 10 arranged on one surface 8 of the suspension element 2.
  • the lamellar structure 10 extends across the width B transversely to a circumferential direction U of the suspension element 2 and is in the circumferential direction U arranged multiple times.
  • the force to be transmitted through the roller 9 to the suspension element 2 is lower in the first direction 4 than in the second direction 6. If the suspension element 2 were to transmit the force to a roller 7a, 7b, 9, the force transmission capability would be in the first direction 4 is greater than in the second direction 6.
  • the lamellar structure 10 can be arranged on the surface 8 on both sides of the suspension element 2.
  • FIG. 4a shows the sectional representation of a suspension element 2 in the form of a V-ribbed belt in cross section.
  • 4b shows the sectional representation of a suspension element 2 in the form of a V-ribbed belt with a lamellar structure 10 arranged on one surface 8 of the suspension element 2 in a side view.
  • the lamellar structure 10 extends several times over the width B and in the circumferential direction U of the suspension element 2 and is arranged transversely to the circumferential direction U.
  • the lamellar structure 10 runs along ribs 14.
  • the force to be transmitted by the roller 9 to the suspension element 2 is lower in the first direction 4 than in the second direction 6. If the suspension element 2 were to exert the force on a roller 7a, 7b , 9, the power transmission capability in the first direction 4 would be greater than in the second direction 6.
  • FIG. 5a shows the sectional view of a suspension element 2 in the form of a composite cable.
  • Fig. 5b shows the sectional representation of a suspension element 2 in Shape of a composite cable with a lamellar structure 10 arranged on one surface 8 of the suspension element 2 in a side view.
  • the lamellar structure 10 extends several times over the width B and in the circumferential direction U of the suspension element 2 and is arranged transversely to the circumferential direction U.
  • the lamellar structure 10 runs along the ribs 14.
  • the force to be transmitted by the roller 9 to the suspension element 2 is lower in the first direction 4 than in the second direction 6. If the suspension element 2 were to exert the force on a roller 7a, 7b , 9, the power transmission capability in the first direction 4 would be greater than in the second direction 6.
  • All exemplary embodiments can be transferred analogously to the surface of the rollers 7a, 7b, 9.
  • a drive system either only the roller 7a, 7b, 9, only the support means 2 or the roller 7a, 7b, 9 and the support means 2 in combination with a surface structure 10 can be formed.

Landscapes

  • Lift-Guide Devices, And Elevator Ropes And Cables (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere für die Verwendung in Aufzugsanlagen, aufweisend mindestens eine in eine erste Richtung (4) und in eine zweite Richtung (6) drehbar gelagerte Rolle und mindestens ein die Rolle auf einem Umfang teilweise umschlingendes bandförmiges Tragmittel (2), wobei eine Kraftübertragung zwischen Rolle und bandförmigem Tragmittel (2) zumindest im Wesentlichen kraftschlüssig erfolgt. Erfindungsgemäß weisen die Rolle und/oder das bandförmige Tragmittel (2) eine strukturierte Oberfläche (8) auf, sodass die Kraftübertragung zwischen Tragmittel (2) und Rolle in der ersten Richtung (4) größer ist als die Kraftübertragung zwischen Tragmittel (2) und Rolle in der zweiten Richtung (6), oder umgekehrt.

Description

Beschreibung
Antriebssystem
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere für die Verwendung in Aufzugsanlagen, aufweisend mindestens eine in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung drehbar gelagerte Rolle und mindestens ein die Rolle auf einem Umfang teilweise umschlingendes bandförmiges Tragmittel, wobei eine Kraftübertragung zwischen Rolle und bandförmigem Tragmittel zumindest im Wesentlichen kraftschlüssig erfolgt.
Stand der Technik
In der Aufzugstechnik werden als Antriebssysteme überwiegend Traktionsantriebe eingesetzt. Hierbei können als Tragmittel Seile, Verbundseile aber auch Riemen verwendet werden, wobei als Riemen sowohl Flachriemen als auch Keil- oder Keilrippenriemen oder auch Zahnriemen Verwendung finden können. Die DE 10 2019 203 727 A1 offenbart beispielsweise ein übliches Aufzugssystem mit einem profiliertem Tragriemen.
Aus dem Stand der Technik sind Aufzugsanlagen bekannt, die eine Aufzugskabine und ein Gegengewicht umfassen, die in einem Aufzugsschacht einander entgegengesetzt bewegbar sind. Dabei ist das Gegengewicht deutlich schwerer als die leere Kabine, aber entsprechend leichter als die volle Kabine.
Die Aufzugsanlage weist mindestens einen Antrieb mit mindestens je einer Antriebsrolle bzw. Antriebswelle auf, die über einen oder mehrere Riemen die Aufzugskabine und das Gegengewicht tragen und bzw. oder die erforderlichen Antriebskräfte auf diese übertragen können. Die erforderliche Antriebsleistung über Reibung von der Antriebsrolle auf das Tragmittel übertragen werden. Die Aufzugkabine und das Gegengewicht können über separate Riemen mit dem Antrieb derart gekoppelt sein, so dass sich das Gegengewicht hebt, wenn die Aufzugkabine abgesenkt wird, und umgekehrt. Nachteiliger Weise ist aus dem bekannten Stand der Technik die Kraftübertragung zwischen Rolle und Tragmittel in Längsrichtung des Tragmittels bzw. in Umfangsrichtung der Rolle unabhängig von der Bewegungsrichtung konstant gleich. Die leere Kabine kann so bei einer zu geringen Kraftübertragung oder einem zu geringen Reibbeiwert zwischen Rolle und Tragmittel durch das Gegengewicht bei stillstehendem Antrieb in den Endanschlag gezogen werden kann. Dies kann zu einer Störung der Aufzugsanlage oder schlimmstenfalls zum Personenschaden im Zuge einer Wartungsfahrt einer Person auf dem Kabinendach führen. Bei einem zu hohen Reibwert zwischen Rolle und Tragmittel besteht wiederum die Gefahr, dass bei der Abwärtsfahrt im Falle eines Notstopps zu hohe Bremskräfte auftreten können. Ein abrupter Stopp der Kabine kann zu einer erhöhten Verletzungsgefahr der Passagiere führen. Ferner steigt bei einem zu hohen Reibbeiwert das Risiko von Geräuschentwicklungen.
Aufgabe
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem, insbesondere für Anwendungen in der Aufzugstechnik, bereitzustellen, um die zuvor beschriebenen nachteiligen Wirkungen des Reibbeiwertes zwischen Rolle und Tragmittel zu reduzieren.
Lösung der Aufgabe
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
Anspruch 10 offenbart eine Aufzugsanlage mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem.
Anspruch 11 offenbart ein Tragmittel zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Antriebssystem.
Anspruch 12 offenbart eine Rolle zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Antriebssystem.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart. Vorteile der Erfindung
Das in dem Anspruch 1 offenbarte erfindungsgemäße Antriebssystem ist insbesondere für die Verwendung in Aufzugsanlagen geeignet und weist mindestens eine in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung drehbar gelagerte Rolle und mindestens ein die Rolle auf einem Umfang teilweise umschlingendes bandförmiges Tragmittel auf. Eine Kraftübertragung zwischen Rolle und bandförmigem Tragmittel erfolgt hierbei zumindest im Wesentlichen kraftschlüssig.
Erfindungsgemäß weisen die Rolle und bzw. oder das bandförmige Tragmittel eine strukturierte Oberfläche auf, sodass die Kraftübertragung zwischen Tragmittel und Rolle in der ersten Richtung größer ist als die Kraftübertragung zwischen Tragmittel und Rolle in der zweiten Richtung, oder umgekehrt. Mit anderen Worten gesagt erfolgt in einem Kontaktbereich zwischen dem Tragmittel und der Rolle eine im Wesentlichen kraftschlüssige Kraftübertragung. Die erste Richtung oder die zweite Richtung kann dabei jeweils einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung einer Aufzugskabine entsprechen.
Hierzu kann die Rolle zur kraftschlüssigen Übertragung ein Profil aufweisen, das mit dem Profil der wenigstens einen Oberfläche des Riemens im Wesentlichen korrespondiert. Im Fall eines Keilrippenriemens weist die Rolle also ein Rillenprofil auf, welches im Wesentlichen der negativen Profilierung des Keilrippenriemens entspricht, in welchem der Keilrippenriemen seitlich geführt wird. Sogenannte Rückenrollen, welche auf der mit einer Profilierung versehenen Oberfläche des Tragmittels gegenüberliegenden und nicht profilierten Oberfläche des Tragmittels in Kontakt stehen und dazu ausgebildet sind, dieses umzulenken und zu führen, können ebenfalls unprofiliert ausgebildet sein. Die Größe der kraftschlüssig übertragbaren Kräfte ist hierbei abhängig von dem Reibbeiwert zwischen Tragmittel und Rolle, welcher im Wesentlichen abhängig von den gewählten Materialien des Tragmittels und der Rolle ist sowie der zur Kraftübertragung miteinander in Kontakt stehenden Oberfläche. Die Rolle kann einen metallischen Werkstoff aufweisen, während das bandförmige Tragmittel aus einem Polyurethan mit darin eingebetteten Festigkeitsträgem ausgebildet sein kann. Durch alleinige Strukturierung der Oberfläche des Tragmittels kann durch eine Vergrößerung der kraftübertragenden Oberfläche die Kraftübertragungsfähigkeit zwischen Rolle und Tragmittel vergrößert werden.
Neben der kraftschlüssigen Kraftübertragung kann durch Strukturierung der Oberfläche der Rolle oder der Rolle und des bandförmigen Tragmittels eine zusätzliche Kraft durch Formschluss übertragen werden, indem eine formschlüssige Verzahnung zwischen dem bandförmigen Tragmittel und der Rolle erfolgt. Die Ausprägung der Oberflächenstruktur ist hierbei vorzugsweise so gewählt, dass die Kraftübertragung jedoch im Wesentlichen kraftschlüssig erfolgt.
Als bandförmiges Tragmittel können verschiedene Antriebsriemen verstanden werden, die zur kraftschlüssigen Kraftübertragung ausgebildet sind. Beispielsweise seien Flach-, Keil- oder Keilrippenriemen genannt. Diese können einen elastischen Werkstoff, beispielsweise ein Elastomer oder ein Polyurethan, mit darin eingebetteten Festigkeitsträgern aufweisen.
Insbesondere bei der Verwendung von Tragmitteln in Aufzugsanlagen kann der Antrieb reversierend erfolgen, das heißt, dass die Antriebsrichtung regelmäßig zwischen Hub- und Senkbewegungen wechselt. Durch eine richtungsabhängige, auch anisotrop genannte Oberflächenstrukturierung kann die Kraftübertragung zwischen Tragmittel und Rolle in der ersten Richtung größer sein als die Kraftübertragung zwischen Tragmittel und Rolle in der zweiten Richtung. Als erste Richtung kann bei der Verwendung in einer Aufzugsanlage bei still stehendem Antrieb die Aufwärtsbewegung der Kabine, gemeint sein. Die zweite Richtung kann bei still stehendem Antrieb die Senkbewegung der Kabine repräsentieren. Durch die erfindungsgemäße Lösung können bei still stehendem Antrieb in der Aufwärtsrichtung mindestes 10 %, vorzugsweise sogar mehr als 20% höhere Kräfte zwischen bandförmigem Tragmittel und der Rolle übertragen werden als in der Abwärtsrichtung. So kann auf besonders vorteilhafte Weise vermieden werden, dass eine leere Kabine durch das Gegengewicht nach oben in den Endanschlag gezogen werden kann oder die Kabine bei einer Notbremsung zu abrupt zum Stillstand kommt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Oberfläche eine im Wesentlichen quer zu einer Umfangsrichtung ausgerichtete Lamellenstruktur auf. Es kann so auf vorteilhafte Weise eine zusätzliche Kraft übertragen werden, ohne dass eine laterale Kraftkomponente ein seitliches Ablaufen des Tragmittels von der Rolle bewirken kann. Durch die Richtung der Steigung bzw. die Richtung der Neigung der Lamellen kann eine richtungsabhängige Kraftübertragung erfolgen, sodass die Kraftübertragung zwischen Tragmittel und Rolle in der ersten Richtung größer ist als die Kraftübertragung zwischen Tragmittel und Rolle in der zweiten Richtung. Mit anderen Worten gesagt können bei der beispielhaften Betrachtung einer Lamellenstruktur auf der Oberfläche des Tragmittels die flexiblen Lamellen in einer Laufrichtung flachgedrückt und in einer anderen Laufrichtung aufgerichtet werden. Ein Aufrichten der Lamellen des Tragmittels kann, insbesondere bei einer gleichzeitig strukturierten Oberfläche der Rolle eine mechanische Verkrallung zwischen Tragmittel und Rolle und somit eine höhere Kraftübertragung bewirken. Das selbe Wirkprinzip einer mechanischen Verkrallung der Lamellenstruktur in einer Laufrichtung kann bei einer profilierten Oberfläche der Rolle erfolgen, indem sich die aus einem härteren Werkstoff ausgebildeten Lamellen der Rolle in das Material des Tragmittels mit geringerer Härte eindrücken können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Lamellenstruktur in einem Winkel zwischen 45° bis 90° quer zur Umfangsrichtung angeordnet. Mit kleiner werdendem Winkel steigen hierbei die auf das bandförmige Tragmittel wirkenden Querkräfte, während die akustischen Eigenschaften verbessert werden können. Es kann so abhängig von der Größe der zu übertragenen Kräfte ein Schrägungswinkel gewählt werden, der den besten Kompromiss zwischen einer tolerierbaren Querkraft und einer Optimierung der akustischen Eigenschaften bietet. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung verläuft die Lamellenstruktur bogenförmig. Die bogenförmige Struktur kann sich über die gesamte Breite der Oberfläche der Rolle und bzw. oder des bandförmigen Tragmittels erstrecken. Die Oberflächenstruktur kann auch als schuppenförmige Struktur mehrfach über der Breite angeordnet sein. Die Schuppen können rund, halbrund oder eckig ausgebildet sein. Hierdurch kann eine seitliche Führung des bandförmigen Tragmittels auf der Rolle gewährleistet werden, da Querkräfte kompensiert werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist wenigstens 20% einer Breite der Rolle und des bandförmigen Tragmittels oder der Rolle oder des bandförmigen Tragmittels die Struktur auf. Vorzugsweise können wenigstens 20 % der Kontaktfläche zwischen Rolle und dem diese umschlingenden Tragmittel strukturiert sein. Durch Variation der Erstreckung der Struktur über die Breite der Rolle und bzw. oder des bandförmigen Tragmittels kann auf vorteilhafte Weise der Anteil der formschlüssigen Kraftübertragung an der gesamten Kraftübertragung anwendungsspezifisch eingestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wiederholt sich die Struktur auf der Oberfläche in dem Kontaktbereich zwischen der Rolle und dem Tragmittel auf einem Umschlingungsbogen von 180° um die Rolle mehrfach, vorzugsweise wenigstens Zehn mal. Durch Variation der Erstreckung der Struktur über die Längsrichtung der Rolle und bzw. oder des bandförmigen Tragmittels kann auf vorteilhafte Weise der Anteil der formschlüssigen Kraftübertragung an der gesamten Kraftübertragung anwendungsspezifisch eingestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das bandförmige Tragmittel als ein Traktionsriemen aus polymerem Material ausgebildet. Hierbei können alle im Wesentlichen kraftschlüssig arbeitende Traktionsriemen, wie beispielsweise Flachriemen, Keilriemen oder Keilrippenriemen zum Einsatz kommen. Hierbei kann anforderungsspezifisch aus einer Vielzahl von verschiedenen Traktionsriemen eine vorteilhafte Auswahl getroffen werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Tragmittel als ein Verbundseil ausgebildet, bei dem parallel liegende Einzelseile mit einem ersten Durchmesser mit je einer Schicht aus polymerem Material einer vorbestimmten Dicke zu Zugträgern mit je einem Gesamtdurchmesser ummantelt sind und die Zugträger durch eine einseitige polymere Verbinderschicht im Wesentlichen über ihre gesamte Länge miteinander verbunden sind und die Zugträger in korrespondierende Rillen der Oberfläche der Rolle eingreifen, wobei die polymere Verbinderschicht auf der Seite der Zugträger angeordnet ist, die der in die Rillen der Rolle eingreifenden Seite abgewandt ist. Die Zugträger sind dazu ausgebildet, mindestens um 25 % ihres Gesamtdurchmessers in die Rillen der Traktionsscheibe einzugreifen. Diese Ausbildung zeigt sich für Anwendungen in der Aufzugstechnik als besonders vorteilhaft, da hohe Kräfte bei einem gleichzeitig geringen Bauraumbedarf übertragen werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der vorliegenden Erfindung besteht in einer Aufzugsanlage mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem. So können die zuvor erläuterten Vorteile des Antriebssystems auf eine Aufzugsanalage übertragen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der vorliegenden Erfindung besteht in einem Tragmittel zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Antriebssystem. So können die zuvor erläuterten Vorteile des Tragmittels in einem Antriebssystem angewendet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der vorliegenden Erfindung besteht in einer Rolle zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Antriebssystem. So können die zuvor erläuterten Vorteile der Rolle in einem Antriebssystem angewendet werden.
Erläuterung Figuren
Anhand der Figuren werden im Folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Aufzugsanlage mit einer 2:1 Aufhängung als Prinzipskizze Fig. 2 zeigt einen Flachriemen mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur. Fig. 3 zeigt einen Flachriemen mit einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur.
Fig. 4a zeigt den Querschnitt eines Keilrippenriemens.
Fig. 4b zeigt einen Keilrippenriemen mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur in der Seitenansicht.
Fig. 4c zeigt einen Keilrippenriemen mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur in der Draufsicht.
Fig. 5a zeigt den Querschnitt eines Verbundseils.
Fig. 5b zeigt ein Verbundseil mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur in der Seitenansicht.
Fig. 5c zeigt ein Verbundseil mit einer erfindungsgemäßen Oberflächenstruktur in der Draufsicht.
Die Fig. 1 zeigt als Prinzipskizze eine Aufzugsanlage 1 in einer 2:1 Aufhängungsart, bei der die Seilenden an der Decke eines Aufzugsschachts befestigt sind. Kabine 3 und Gegengewicht 5 hängen jeweils mittels Umlenkrollen 7a, 7b an Tragmitteln 2. Das bzw. die Tragmittel 2 um laufen eine von einem hier nicht näher dargestellten Motor angetriebene Traktions- oder Antriebsscheibe 9, welche zwischen Kabine 3 und Gegengewicht 5 im oberen Bereich des Aufzugschachtes angeordnet ist. So entsteht ein einfacher Flaschenzug. Die Laufgeschwindigkeit des Tragmittels 2 ist dann doppelt so hoch wie die Fahrgeschwindigkeit der Kabine 3. Die Zugkraft wird auf der Antriebsscheibe 9 durch Seilreibung übertragen. Die Kabine 3 kann in dem Aufzugschacht auf und ab fahren, wobei die Bewegungsrichtung bzw. die Drehrichtung von einer ersten Richtung 4 bei der Hubbewegung in eine zweite Richtung 6 bei der Senkbewegung wechselt. Erfindungsgemäß ist die Kraftübertragung zwischen Tragmittel 2, der Antriebsscheibe 9 und bzw. oder den Umlenkrollen 7a, 7b bei still stehender Antriebsscheibe 9 in Aufwärtsrichtung 4 größer als in Abwärtsrichtung 6.
Fig.2 zeigt die abschnittsweise Darstellung eines Tragmittels 2 in Form eines
Flachriemens 2 mit einer auf der einen Oberfläche 8 des Tragmittels 2 angeordneten schuppenförmigen Struktur 12. Die Schuppen 12 sind mehrfach über eine Breite B und in Umfangsrichtung U des Tragmittels 2 angeordnet. Die durch eine Rolle 9 auf das Tragmittel 2 zu übertragende Kraft ist in der ersten Richtung 4 geringer als in der zweiten Richtung 6. Würde das Tragmittel 2 die Kraft auf eine Rolle 7a, 7b, 9 übertragen, so wäre die Kraftübertragungsfähigkeit in der ersten Richtung 4 größer als in der zweiten Richtung 6. Die Schuppen 12 können beidseitig des Tragmittels 2 auf der Oberfläche 8 angeordnet sein.
Fig.3 zeigt die abschnittsweise Darstellung eines Tragmittels 2 in Form eines Flachriemens mit einer auf der einen Oberfläche 8 des Tragmittels 2 angeordneten Lamellenstruktur 10. Die Lamellenstruktur 10 erstreckt sich über die Breite B quer zu einer Umfangsrichtung U des Tragmittels 2 und ist in Umfangsrichtung U mehrfach angeordnet. Die durch die Rolle 9 auf das Tragmittel 2 zu übertragende Kraft ist in der ersten Richtung 4 geringer als in der zweiten Richtung 6. Würde das Tragmittel 2 die Kraft auf eine Rolle 7a, 7b, 9 übertragen, so wäre die Kraftübertragungsfähigkeit in der ersten Richtung 4 größer als in der zweiten Richtung 6. Die Lamellenstruktur 10 kann beidseitig des Tragmittels 2 auf der Oberfläche 8 angeordnet sein.
Fig. 4a zeigt die abschnittsweise Darstellung eines Tragmittels 2 in Form eines Keilrippenriemens im Querschnitt. Fig. 4b zeigt die abschnittsweise Darstellung eines Tragmittels 2 in Form eines Keilrippenriemens mit einer auf der einen Oberfläche 8 des Tragmittels 2 angeordneten Lamellenstruktur 10 in der Seitenansicht. Wie in Fig. 4c zu sehen ist, erstreckt sich die Lamellenstruktur 10 mehrfach über die Breite B und in Umfangsrichtung U des Tragmittels 2 und ist quer zur Umfangsrichtung U angeordnet. Die Lamellenstruktur 10 verläuft in diesem Ausführungsbeispiel entlang von Rippen 14. Die durch die Rolle 9 auf das Tragmittel 2 zu übertragende Kraft ist in der ersten Richtung 4 geringer als in der zweiten Richtung 6. Würde das Tragmittel 2 die Kraft auf eine Rolle 7a, 7b, 9 übertragen, so wäre die Kraftübertragungsfähigkeit in der ersten Richtung 4 größer als in der zweiten Richtung 6.
Fig. 5a zeigt die abschnittsweise Darstellung eines Tragmittels 2 in Form eines Verbundseils. Fig. 5b zeigt die abschnittsweise Darstellung eines Tragmittels 2 in Form eines Verbundseils mit einer auf der einen Oberfläche 8 des Tragmittels 2 angeordneten Lamellenstruktur 10 in der Seitenansicht. Wie in Fig. 5c zu sehen ist, erstreckt sich die Lamellenstruktur 10 mehrfach über die Breite B und in Umfangsrichtung U des Tragmittels 2 und ist quer zur Umfangsrichtung U angeordnet. Die Lamellenstruktur 10 verläuft in diesem Ausführungsbeispiel entlang der Rippen 14. Die durch die Rolle 9 auf das Tragmittel 2 zu übertragende Kraft ist in der ersten Richtung 4 geringer als in der zweiten Richtung 6. Würde das Tragmittel 2 die Kraft auf eine Rolle 7a, 7b, 9 übertragen, so wäre die Kraftübertragungsfähigkeit in der ersten Richtung 4 größer als in der zweiten Richtung 6.
Alle Ausführungsbeispiele lassen sich analog auf die Oberfläche der Rollen 7a, 7b, 9 übertragen. In einem Antriebssystem können so entweder nur die Rolle 7a, 7b, 9, nur das Tragmittel 2 oder die Rolle 7a, 7b, 9 und das Tragmittel 2 in Kombination mit einer Oberflächenstruktur 10 ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)
1 Aufzugsanlage
2 Tragmittel; Flachriemen 3 Kabine
4 Erste Richtung
5 Gegengewicht
6 Zweite Richtung
7a, 7b Umlenkrollen 8 Oberfläche
9 Rolle, Antriebsscheibe
10 Lamellenstruktur
12 schuppenförmige Struktur
14 Rippe
B Breite
U Umfangsrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Antriebssystem, insbesondere für die Verwendung in Aufzugsanlagen (1 ), aufweisend mindestens eine in eine erste Richtung (4) und in eine zweite Richtung (6) drehbar gelagerte Rolle (7a, 7b, 9) und mindestens ein die Rolle (7a, 7b, 9) auf einem Umfang teilweise umschlingendes bandförmiges Tragmittel (2), wobei eine Kraftübertragung zwischen Rolle (7a, 7b, 9) und bandförmigem Tragmittel (2) zumindest im Wesentlichen kraftschlüssig erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (7a, 7b, 9) und / oder das bandförmige Tragmittel (2) eine strukturierte Oberfläche (8) aufweisen, sodass die Kraftübertragung zwischen Tragmittel (2) und Rolle (7a, 7b, 9) in der ersten Richtung (4) größer ist als die Kraftübertragung zwischen Tragmittel (2) und Rolle (7a, 7b, 9) in der zweiten Richtung (6), oder umgekehrt.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (8) eine im Wesentlichen quer zu einer Umfangsrichtung (U) ausgerichtete Lamellenstruktur (10) aufweist.
3. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenstruktur (10) in einem Winkel zwischen 45° bis 90° quer zur Umfangsrichtung angeordnet ist.
4. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenstruktur (10) bogenförmig verläuft.
5. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (8) eine schuppenförmige Struktur (12) aufweist. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 20% einer Breite (B) der Rolle (7a, 7b, 9) und / oder des bandförmigen Tragmittels (2) die Struktur (10, 12) aufweist. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Struktur (10, 12) auf der Oberfläche (8) in dem Kontaktbereich zwischen der Rolle (7a, 7b, 9) und dem Tragmittel (2) auf einem Umschlingungsbogen von 180° um die Rolle (7a, 7b, 9) mehrfach, vorzugsweise wenigstens Zehn mal, wiederholt. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bandförmige Tragmittel (2) als ein Traktionsriemen aus polymerem Material ausgebildet ist. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragmittel (2) als ein Verbundseil ausgebildet ist, bei dem parallel liegende Einzelseile mit einem ersten Durchmesser mit je einer Schicht aus polymerem Material einer vorbestimmten Dicke zu Zugträgern mit je einem Gesamtdurchmesser ummantelt sind und die Zugträger durch eine einseitige polymere Verbinderschicht im Wesentlichen über ihre gesamte Länge miteinander verbunden sind und die Zugträger in korrespondierende Rillen der Oberfläche (8) der Rolle (7a, 7b, 9) eingreifen, wobei die polymere Verbinderschicht auf der Seite der Zugträger angeordnet ist, die der in die Rillen der Rolle (7a, 7b, 9) eingreifenden Seite abgewandt ist. 14 Aufzugsanlage (1 ) mit einem Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Bandförmiges Tragmittel (2) zur Verwendung in einem Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9. Rolle (7a, 7b, 9) zur Verwendung in einem Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1947048A1 (de) * 2007-01-17 2008-07-23 Motala Hissar AB Antriebsmittel für einen Aufzug
WO2008110241A2 (de) * 2007-03-12 2008-09-18 Inventio Ag Aufzugsanlage, tragmittel für eine aufzugsanlage und verfahren zur herstellung eines tragmittels
DE102019203727A1 (de) 2019-03-19 2020-09-24 Contitech Antriebssysteme Gmbh Aufzugsystem mit profiliertem Tragriemen

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