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Patent Searching and Data


Title:
SUPPORT ELEMENT SYSTEM FOR ELEVATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/128224
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a support element system, in particular for elevators, having at least one support element (1) comprising two load-bearing traction members (11) disposed horizontally adjacent to each other, and enclosed in a common elastomeric encapsulation (12) separating the two traction members, wherein the traction members each comprise an opposite impact direction (z, s) and have a drive disc (2) for transmitting a drive force to the at least one support element, wherein the drive disc comprises a contoured traction surface (4) having two contact surfaces (5, 6) interacting with the support element (1) for transmitting the drive force.

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Inventors:
DE ANGELIS CLAUDIO (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/055243
Publication Date:
October 20, 2011
Filing Date:
April 05, 2011
Export Citation:
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Assignee:
INVENTIO AG (CH)
DE ANGELIS CLAUDIO (DE)
International Classes:
B66B7/06; D07B1/00; F16G9/00
Domestic Patent References:
WO2008135317A12008-11-13
Foreign References:
DE202008001786U12008-12-24
US20080116014A12008-05-22
DE102004047158A12006-03-30
EP1061172A22000-12-20
EP1061172A22000-12-20
Attorney, Agent or Firm:
INVENTIO AG (CH)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Tragelementsystenn, insbesondere für Aufzüge,

· mit mindestens einem Tragelement (1 ), welches genau zwei horizontal nebeneinander angeordnete lasttragende Zugträger (1 1 ) aufweist, die in einer gemeinsamen, die beiden Zugträger separierenden elastomeren Umhüllung (12) eingeschlossen sind, wobei die Zugträger jeweils eine entgegen gesetzte Schlagrichtung (z, s) aufweisen,

· bei dem die maximale Breite (b) und die maximale Höhe (h) des Querschnitts des Tragelements im Wesentlichen ein Verhältnis von 1 :1 aufweisen, wobei die vertikale Ausrichtung der Zugträger auf der halben Höhe des Querschnitts des Tragelements erfolgt und

• mit einer Treibscheibe (2) zur Übertragung einer Antriebskraft auf das mindestens eine Tragelement, wobei die Treibscheibe eine konturierte

Traktionsfläche (4) mit zwei für die Übertragung der Antriebskraft vorgesehenen, mit dem Tragelement (1 ) zusammenwirkenden Auflageflächen (5, 6) aufweist. 2. Tragelementsystem nach Anspruch 1 , bei dem die Oberfläche des Tragelements (1 ) mindestens zwei sich in Längsrichtung des Tragelements erstreckende, plan ausgebildete Bereiche (3) aufweist und bei dem die mindestens zwei plan ausgebildeten Bereiche (3) des Tragelements (1 ) mit den zwei Auflageflächen (5,6) der Traktionsfläche (4) zusammenwirken.

3. Tragelementsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Tragelement (1 ) derart mit den zwei Auflageflächen (5,6) der Traktionsfläche (4) zusammenwirkt, dass die von der Treibscheibe (2) auf das Tragelement (1 ) übertragenen Kräfte sich auf der Achse kreuzen, die durch die vertikale Achse des Tragelements bestimmt wird, vorzugsweise, dass die Kräfte im Wesentlichen durch den Schwerpunkt (S) des Tragelements (1 ) verlaufen.

4. Tragelementsystenn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Projektion des Querschnitts des mindestens einen Tragelements (1 ) horizontal und vertikal spiegelbildsymmetrisch ausgebildet ist.

5. Tragelementsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Oberfläche des Tragelements (1 ) ein im Wesentlichen quer zur Längsachse des Tragelements ausgerichtetes Profil (8) aufweist. 6. Tragelementsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Oberfläche des Tragelements (1 ) ein im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Tragelements ausgerichtetes Profil (7) aufweist.

7. Tragelementsystem nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Profil im Wesentlichen auf der der Traktionsfläche der Treibscheibe zugewandten O- berflächenseite (31 ) und der gegenüberliegenden Oberflächenseite (32) angeordnet ist.

8. Aufzug mit einem Tragelementsystem nach einem der vorhergehenden An- Sprüche 1 bis 7.

Description:
Tragelementsystem für Aufzüge

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Tragelementsystem, insbesondere für Aufzüge, mit einem Tragelement und einer mit dem Tragelement zusammenwirkenden Treibscheibe, sowie einen Aufzug mit einem entsprechenden Tragelementsystem.

Bei herkömmlichen Aufzugsanlagen sind die Aufzugskabine und ein Gegenge- wicht über mehrere Seile oder Riemen miteinander verbunden. Das Gegengewicht und die Kabine werden von den Seilen oder Riemen getragen und in der Regel auch bewegt. Hierzu wird von einem Antrieb erzeugte Antriebskraft über eine Treibscheibe auf die Seile oder Riemen übertragen. Dreht sich die Treibscheibe, so wird das Seil bzw. der Riemen über die Treibscheibe geführt und hebt bzw. senkt somit Aufzugskabine bzw. Gegengewicht. Hierbei wird das Antriebsmoment unter Reibschluss dem jeweils über den Überschlingungswinkel auf der Treibscheibe aufliegenden Seil- oder Riemenabschnitt aufgeprägt.

Um eine möglichst effiziente Kraftübertragung zu gewährleisten, können Materia- lien mit hohem Reibungskoeffizienten gewählt werden, die sowohl auf der Treibscheibe als auch als Seilmaterial eingesetzt werden können. Zudem wird eine gute Führung der Seile bzw. Riemen und eine effiziente Kraftübertragung durch eine Treibscheibe erzielt, die einer Kontur des Seils oder Riemens folgt, so dass grosse Teile der Seil- bzw. Riemenoberfläche mit der Treibscheibe in Kontakt stehen. Hierzu müssen Oberflächenform des Seils und der Treibscheibe genau aufeinander abgestimmt sein, da es sonst zu unterschiedlichen Drücken von der Treibscheibe auf das Seil bzw. den Riemen kommt, wodurch es im Seil oder Riemen zu unterschiedlichen Materialbelastungen und daher zu unterschiedlich hohen Verschleisserscheinungen kommt.

Zudem ist bei unterschiedlicher Belastung keine gleichmässige Kraftübertragung auf das Seil bzw. auf den Riemen möglich, so dass unter Umständen seitliche Kräfte oder Scherkräfte auftreten, die zu einer Seiltorsion bzw. Seilaufdreher- scheinungen führen können, welche wiederum das Seilgefüge in seiner Balance stören. Derartige Verdrehungserscheinungen können insbesondere entstehen, wenn Treibscheibe oder auch Seilrollen schräg stehen. Aus der EP 1 061 172 ist ein Seil mit zwei Zugträgern in einer elastomeren Umhüllung bekannt, wobei die elastomere Umhüllung eine Aussenkontur aufweist, die mit entsprechenden Rillen in der Treibscheibe zusammenwirkt. Speziell wird das Seil durch eine in Seillängsrichtung ausgebildete Rippe im Zusammenwirken mit einer komplementär dazu vorgesehenen Laufrillenform auf der Treibscheibe in der Spur gehalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gleichmässige und gezielte Kraftübertragung von der Treibscheibe auf das Tragelement zu gewährleisten. Tragelementsystem, insbesondere für Aufzüge, mit mindestens einem Tragelement, welches genau zwei horizontal nebeneinander angeordnete lasttragende Zugträger aufweist, die in einer gemeinsamen, die beiden Zugträger separierenden elastomeren Umhüllung eingeschlossen sind, wobei die Zugträger jeweils eine entgegen gesetzte Schlagrichtung aufweisen, bei dem die maximale Breite und die maximale Höhe des Querschnitts des Tragelements im Wesentlichen ein Verhältnis von 1 :1 aufweisen, wobei die vertikale Ausrichtung der Zugträger auf der halben Höhe des Querschnitts des Tragelements erfolgt und

mit einer Treibscheibe zur Übertragung einer Antriebskraft auf das mindestens eine Tragelement, wobei die Treibscheibe eine konturierte Traktionsfläche mit zwei für die Übertragung der Antriebskraft vorgesehenen, mit dem Tragelement zusammenwirkenden Auflageflächen aufweist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine gleichmässige Übertragung der Antriebskraft auf das Tragelement dadurch erfolgen kann, dass die Treibscheibe spezielle Bereiche aufweist, die für die Übertragung der Antriebskraft vorgesehen sind. Hierzu ist die Traktionsfläche der Treibscheibe konturiert, so dass spezielle Flächen entstehen, die mit dem Tragelement zusammenwirken, wenn es über die Treibscheibe läuft. Hierdurch wird erzielt, dass nicht die gesam- te Oberfläche der Treibscheibe für die Kraftübertragung mit dem Tragelement zusammenwirkt, sondern dass gezielt die Kraftübertragung an bestimmten Stellen erfolgt.

Das Tragelement weist für die gezielte Übertragung einen besonderen Aufbau auf. Die lasttragenden Zugträger, die horizontal nebeneinander angeordnet sind, weisen jeweils eine entgegengesetzte Schlagrichtung auf. Das heisst, dass die Drähte oder Fasern, aus denen die Zugträger gebildet sind, einmal links herum verseilt sind und einmal rechts herum. Durch die Schlagrichtung eines Zugträgers wird auf das Seil in der Regel ein Drehmoment ausgeübt. Dadurch, dass die Zug- träger in dem Tragelement entgegengesetzt geschlagen sind, heben sich die Drehmomente auf, da sie gegeneinander orientiert sind. Bei Überlaufen des Tragelements über die Tragscheibe wird somit das Tragelement justiert, so dass eine definierte Oberfläche des Tragelements mit der Oberfläche der Treibscheibe zusammenwirkt. Zudem ist das Tragelement ausbalanciert, so dass die Kraft von der Treibscheibe an den zwei Übertragungsflächen gleichmässig übertragen wird.

Hierbei sind die Zugträger, bzw. die Cords achssymmetrisch angeordnet. Die Zugträger sind dabei nebeneinander horizontal angeordnet. Das Tragelement, bzw. das Seil weist somit eine vertikale Symmetrieachse und eine horizontale Symmetrieachse auf. Durch diese Konfiguration justiert sich das Seil, bzw. Tragelement selbst auf der Treibscheibe ein, so dass es im Bezug auf die Kraftübertragung optimal ausgerichtet ist. Das Eigendrehmoment des Seils und das externe Drehmoment der Tragscheibe bzw. von Seilrollen werden hierbei ausgegli- chen. Insgesamt wird dadurch die Lebensdauer verlängert, da die Kraftübertragung optimiert ist und keine ungewollten unterschiedlichen und damit vorzeitigen Abriebe erfolgen. Ausserdem ist es vorteilhaft, dass die Seilrollen schräg positioniert werden können. Auch bei schräger Stellung der Seilrollen justiert das Tragelement sich in seiner Position.

Neben der Selbstjustage ist es ein Vorteil, dass sich die nebeneinander horizontal angeordneten Cords gegeneinander abstützen und somit für eine interne Seilstabilität sorgen, die eine gleichmässige Kraftübertragung gewährleistet. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Insbesondere kann die Umhüllung unterschiedlich ausgeformt sein. Die Oberfläche kann so ausgeformt sein, dass sie im Querschnitt des Seils ein Polygon bildet. Hierdurch entstehen speziell ausgebildete Bereiche im Tragelement, die mit den Auflageflächen der Traktionsfläche zusammenwirken können. Idealerweise ist die Oberfläche des Tragelements so ausgebildet, dass sie parallel zu den Auf- lageflächen der Traktionsfläche ausgerichtet ist. Hierbei können die Winkel im Verhältnis zur Horizontalen zwischen 30 und 60° ausgebildet sein. Die Umhüllung kann aus einem elastomeren Polymer wie beispielsweise Polyurethan oder EPDM ausgebildet sein. Der Vorteil einer derartigen Oberfläche besteht darin, dass eine hohe Traktionsfähigkeit gegeben ist.

Da s Trag e l e m e n t h at i m Q u e rs ch n itt i m Wese n tl i ch e n e i n H ö h e n- /Breitenverhältnis von 1 :1 . Hierbei bilden die beiden entgegengesetzt geschlagenen Zugträger die stabilisierende horizontale Achse und auf der horizontalen O- berfläche des Tragelements können Profile beispielsweise Längs- oder Querpro- file ausgebildet sein . Die Längsprofile können beispielsweise dazu dienen, Feuchtigkeit und Schmutz abzuführen. Die Querprofile sorgen für einen geringeren Biegestress im Tragelement, was zu einem insgesamt geringeren Verschleiss führt. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Querprofile kann auch der Reibwert verringert werden. Ein sich über der Tragscheibe aufbauendes Reibelement wird durch die Querprofile unterbrochen, wodurch insgesamt ein geringerer Reibwert entsteht. Dies hat den Vorteil, dass das Seil über die Treibscheibe rutschen kann. Gleichzeitig wird jedoch auf das Tragelement durch die Auflageflächen ein hoher Druck erzeugt, der gut für die Traktion ist. Hierbei wird die Kraft vom elastomeren Polymer übernommen. Das Polymer kann unterschiedliche Härten aufweisen, je nachdem welche Eigenschaft gewünscht ist. Aufgrund der Querprofile kann die Härte des Polymers erhöht werden, da trotzdem eine gute Biegung erzielt werden kann. Insgesamt kann durch Variation des Querschnitts des Tragelements sowie der Treibscheibe und der Härte des Polymers die Traktionsfähigkeit im Gesamtsystem justiert werden. Die Ablagereife der Tragelemente kann vorteilhafterweise über die Profiltiefenmessung der Profile erfolgen. Die Profile selbst können in ih- rer Dimension und in ihrem Abstand auf den Treibscheibendurchmesser abgestimmt werden. Hierbei können die Profile auf den gegenüberliegenden Seiten des Seils auch alternierend angeordnet sein.

Das Tragelement wirkt mit den zwei Auflageflächen derart zusammen, dass die von der Treibscheibe auf das Tragelement übertragenen Kräfte sich auf der senkrechten Achse kreuzen, die durch das Tragelement selbst bestimmt wird. Die senkrechte Achse des Tragelements verläuft hierbei genau zwischen den beiden Zugträgern. Die Kräfte wirken somit zu jedem Zeitpunkt symmetrisch auf das an sich symmetrische Tragelement, so dass eine optimale Justage erfolgen kann.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Tragelement mit rundem Querschnitt und eine konturierte Treibscheibe;

Fig. 2 ein Tragelement mit polygonem Querschnitt und eine Treibscheibe;

Fig. 3 ein Tragelement mit einem längs ausgerichtetem Oberflächenprofil;

Fig. 4 ein Tragelement mit einem längs ausgerichtetem Oberflächenprofil; Fig. 5 ein Tragelement mit einem quer zur Längsrichtung ausgerichtetem

Oberflächenprofil. Figur 1 zeigt ein Tragelement 1 , welches im Querschnitt dargestellt ist. Das Tragelement weist zwei Zugträger 1 1 auf, die von einer elastomeren Umhüllung 12 umgeben sind. Die Zugträger 1 1 sind im Querschnitt im Tragelement horizontal angeordnet. Die beiden Zugträger sind durch das elastomere Material 12 vonein- ander separiert. Das Tragelement weist sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung einen im Querschnitt gesehen symmetrischen Aufbau auf. Die Zugträger 1 1 sind in entgegengesetzter Richtung S, Z geschlagen. Das heisst, eine Verseilung von Metalldrähten zu Litzen, bzw. dann von Litzen zu Cords, ist in den beiden Zugträgern jeweils in entgegengesetzer Richtung erfolgt. Sind die Zugträ- ger aus Fasermaterial, so erfolgt die Verseilung ebenfalls in der angegebenen Konfiguration. Hierbei sind beliebige Seilkonfigurationen mit Drähten, Litzen, die zu Cords verseilt werden, vorstellbar. Die entgegengesetzte Schlagrichtung S, Z führt dazu, dass die Drehmomente der Zugträger sich gegenseitig aufheben. Die Position des Seils wird dadurch beim Überlaufen der Tragscheibe stabilisiert und das Seil, bzw. Tragelement justiert sich automatisch auf den Auflageflächen 5, 6 der Traktionsfläche 4 der Treibscheibe ein. Vorzugsweise sind innerhalb eines Zugträgers die Drähte bzw. Kunststofffasern alle parallel geschlagen, also beispielsweise alle in S- oder alle in Z-Richtung. Hierdurch wird eine Maximierung der möglichen Biegewechsel während des Betriebs des Aufzugs erzielt. Zur optimalen Ausrichtung ist das Seil symmetrisch aufgebaut, so dass die beiden Zugträger 1 1 derart gestaltet sind, dass die Anzahl der verwendeten Drähte, bzw. Garne oder Litzen in beiden Cords identisch sind. Das Seil, bzw. Tragelement 1 läuft nun beim Lauf über die Treibscheibe 2 auf den beiden Auflageflächen 5 und 6 und justiert sich in seiner horizontalen Position dort automatisch ein. Die Kraftübertragung erfolgt zwischen der Oberfläche des Tragelements und den beiden Auflageflächen 5 und 6. Hierbei wirken die Kräfte symmetrisch auf das Seil, so dass sie sich auf der vertikalen Symmetrieachse, die durch das Seil gebildet wird, kreuzen. Eine gleichmässige und gezielte Kraftübertragung von der Treibscheibe auf das Tragelement wird so gewährleistet.

Figur 2 zeigt eine Ausführung des Tragelements, bei dem das Tragelement eine polygone Form im Querschnitt aufweist. Das Tragelement hat dadurch auf der Oberfläche plane, bzw. ebene Bereiche, die sich über die gesamte Länge des Tragelements erstrecken. Die Auflage auf der Treibscheibe wird dadurch verbessert, denn Treibscheibe und Tragelement wirken über einen grösseren Bereich zusammen. Dies ist jedoch nur gewährleistet, wenn die Oberfläche des Tragele- ments parallel zu der Oberfläche der Treibscheibe ausgebildet ist. Durch die definierte Auflagefläche ist auch eine definierte und einheitliche Kraftübertragung möglich. Die Höhe h ist dabei im wesentlichen gleich der breite b des Tragelements. Figur 3 zeigt ebenfalls ein im Querschnitt polygonförmiges Tragelement, welches auf einer Treibscheibe aufliegt. An der Oberseite 32 und der Unterseite weist das Tragelement in Längsrichtung ausgebildete Profile aus. Diese können einfach bei der Herstellung in die elastomere Ummantellung, beispielsweise das PU, eingebracht werden. Die Profile haben den Vorteil, dass sie Schmutz und Dreck, wel- ches sich gegebenenfalls unter der Tragelementoberfläche aufhält, aufnehmen können. Zudem können sie als Indikator für die Abnutzung des Tragelements dienen. Vorteilhaft ist hierbei, dass das Tragelement ein Höhen-/Breitenverhältnis von 1 :1 aufweist. Dadurch ist es möglich, die Breite im Wesentlichen durch die im Tragelement angeordneten Zugträger auszunutzen und die obere und untere Oberfläche entsprechend zu profilieren. Es ist für die Ausbildung des Profils genug Material in der elastomeren Hülle vorhanden.

Figur 4 zeigt ein weiteres im Querschnitt polygonförmiges Tragelement. Hierbei sind die Seitenflächen jedoch nicht gleich lang ausgebildet, sondern die waage- rechten und senkrechten Seiten haben eine grössere Fläche als die diagonalen Seitenflächen. Die obere und untere Oberfläche weisen eine Vertiefung auf, die im Zusammenwirken mit einer Führungsschiene 9 auf der der Treibscheibe für eine optimale Positionierung des Tragelements sorgt. Dabei wird von der Führungsschiene keine Kraft auf das Tragelement übertragen. Dies erfolgt vielmehr über die Auflageflächen 5, 6 der Traktionsfläche 4 der Treibscheibe. Die Ausgestaltung der polygonen Querschnittsform in Fig 4 ist lediglich ein Beispiel. Es sind weitere Ausführungen möglich mit unterschiedlichen Verhältnissen der waage- rechten zu den diagonalen Seitenflächen, sowie unterschiedliche Ausgestaltung der Vertiefungen 7 auf der Ober- und Unterseite 32, 31 des Tragelements.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Tragelements, bei dem ebenfalls ein polygoner Querschnitt gewählt wurde, bei dem die Oberfläche 32 und 31 jedoch mit einem in Querrichtung ausgerichteten Profil versehen ist. Die Profilvertiefungen können hierbei auf der Oberfläche 31 und 32 jeweils gegenüber voneinander liegen, sie können auch in alternierenden Abständen angebracht sein. Der Abstand ist abhängig von der Grösse der Treibscheibe. Beispielsweise werden pro halbem Treibscheibenumfang 4 - 6 derartige Profilaussparungen angebracht. Die Profilierung hat den Vorteil, dass das Tragelement besser biegbar ist, so dass man bei gleicher Biegefähigkeit eine höhere Härte des elastomeren Materials, beispielsweise des Polyurethans wählen kann. Dies erhöht die Lebensdauer und verbessert auch die Kraftübertragung von der Treibscheibe auf das Tragelement. Man hat einen geringeren Verschleiss und auch einen geringeren Reibwert. Zusätzlich wird ein aufbauendes Reibelement, welches entsteht, wenn das Tragelement über die Treibscheibe läuft unterbrochen. Insgesamt wird so durch eine geringe Reibfläche ein niedriger Reibwert erzielt. Das heisst, das Seil kann über die Treibscheibe rutschen. Durch die gezielt ausgebildeten Auflageflächen ist je- doch der Druck, der von der Treibscheibe auf das Tragelement ausgeübt werden kann, hoch, so dass eine gute Traktion erzielt wird. Das Tragelement weist durch seine besondere Konfiguration eine lange Lebensdauer auf und kann vorteilhaft durch die Selbstjustage eingesetzt werden, vor allem in Seilrollen, die schräg positioniert sind, weil durch die Stabilisierung der Position des Seils durch die Zug- träger ein aufdrehendes Seils auch in schräger Position verhindert wird.