DE10297799T5

DE10297799T5 - Aufzuggurtanordnung mit vorgedehnten Strängen aus Synthetikmaterial

Info

Publication number: DE10297799T5
Application number: DE2002197799
Authority: DE
Inventors: Hugh James Longmeadow O'Donnell
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2005-09-15
Also published as: US20060137896A1; US8100796B2; CN1668793B; AU2002337687A1; CN1668793A; JP2006500303A; HK1083230A1; WO2004029343A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Aufzuggurtanordnung, die eine Mehrzahl von Strängen innerhalb eines Mantels aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
(a) Ausrichten der Mehrzahl von Strängen in einer ausgewählten Anordnung;
(b) Spannen der Stränge in einem ausgewählten Ausmaß zum Dehnen der Stränge; und
(c) Aufbringen eines ausgewählten Mantelmaterials auf die Stränge, um die Stränge derart in den Mantel einzuschließen, dass die Stränge im Inneren des Mantels gedehnt bleiben.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Lasttrageelemente zur Verwendung in Aufzugsystemen. Im Spezielleren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Aufzuggurtanordnung, die vorgedehnte Polymer-Stränge aufweist, die in ein Polyurethanmaterial eingeschlossen sind.
Aufzugsysteme beinhalten typischerweise eine Kabine und ein Gegengewicht, die sich in einem Aufzugschacht bewegen, um z. B. Personen oder Frachtmaterial zu verschiedenen Landezonen innerhalb eines Gebäudes zu befördern. Ein Lasttrageelement, wie z. B. Seilmaterial oder ein Gurt, bewegt sich typischerweise über einen Satz von Seilscheiben bzw. Gurtscheiben und trägt die Last der Kabine und des Gegengewichts. Es gibt viele verschiedene Arten von Lasttrageelementen, die bei Aufzugsystemen verwendet werden.
Das traditionelle Lasttrageelement ist ein Stahlseil. Während sich diese Anordnung als nützlich erwiesen hat, suchen die Fachleute stets nach Verbesserungen. Geringeres Gewicht und größere Festigkeit sind zwei beispielhafte Eigenschaften von Lasttrageanordnungen, die äußerst wünschenswert sind. In höheren Gebäuden z. B. ist es notwendig, dass sich Aufzüge über größere Distanzen bewegen, so dass die erforderliche Länge der Lasttrageanordnung größer wird. Alternativen mit geringerem Gewicht würden die Wirtschaftlichkeit in Verbindung mit Aufzugsystemen in solchen Gebäuden verbessern.
Es sind zwar bereits einige alternative Gurtanordnungen vorgeschlagen worden, die Materialien mit geringerem Gewicht verwenden, jedoch besteht eine Notwendigkeit zum Erfüllen von typischen Sicherheitsvorschriften sowie Qualitätsstandards hinsichtlich des Transports von Personen. Typische Vorschriften schreiben vor, dass Gurte ausgewählte Festigkeitskriterien erfüllen, und die Fahrqualität bedingt ein Minimum an Dehnung. Bei Verwendung von alternativen Materialien werden die Konstruktionsanforderungen, die in Verbindung mit der Erfüllung der Festigkeits- und Dehnungsanforderungen bestehen, potentiell komplexer. Materialien mit geringerem Gewicht können anfälliger für Dehnung sein und in Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung verschiedene Bruchfestigkeiten aufweisen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Lösung für die Herstellung einer Lasttrageanordnung, die Stränge aus Polymermaterial anstelle von Stahl aufweist und die in der Lage ist, die Festigkeits- und Dehnungsanforderungen zu erfüllen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Allgemein ausgedrückt handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Aufzuggurtanordnung, die vorgedehnte Stränge aus Synthetikmaterial aufweist, die in einen Mantel eingeschlossen sind, der die Stränge in einem gedehnten Zustand hält. Die erfindungsgemäße Ausbildung schafft eine Gurtanordnung, die minimale elastische oder konstruktionsmäßige Dehnung aufweist.
Bei einem Beispiel sind die Stränge unter Verwendung von Zug vorgespannt, der in etwa 10% der Strang-Bruchfestigkeit beträgt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Aufzuggurtanordnung beinhaltet das Ausrichten einer Mehrzahl von Strängen aus Synthetikmaterial in einer ausgewählten Anordnung. Jeder der Stränge wird Zug ausgesetzt, um die Stränge vorzudehnen. Die gedehnten Stränge werden mit einem Mantel beschichtet, so dass die resultierende Gurtanordnung Stränge aufweist, die bereits in einem ausgewählten Ausmaß gedehnt sind.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich dem Fachmann aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele. Die Zeichnungen, die die ausführliche Beschreibung begleiten, lassen sich kurz wie folgt beschreiben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Bereichs einer exemplarischen Gurtanordnung, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 2-2 in 1;
3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen einer Gurtanordnung, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die 1 und 2 veranschaulichen in schematischer Weise einen Bereich einer Gurtanordnung 40, die zur Verwendung bei einem Aufzugsystem ausgebildet ist. Eine Mehrzahl von Strängen 42 ist allgemein parallel zu einer Längsachse der Gurtanordnung 40 ausgerichtet. Die Stränge 42 werden während des Gurtmontagevorgangs in einem gewünschten Ausmaß vorgedehnt, so dass die erfindungsgemäße Ausbildung eine Gurtanordnung schafft, die wenig oder gar keine elastische Dehnung oder konstruktionsmäßige Dehnung aufweist, wenn der Gurt nach der Installation in einem Aufzugsystem Betriebslasten ausgesetzt wird.
Eine flache Gurtanordnung mit gerundeten Strängen ist in den 1 und 2 als Beispiel dargestellt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Im Umfang der vorliegenden Erfindung sind auch andere Konfigurationen der Lasttrageanordnung möglich, wie z. B. eine Seilanordnung, die nicht flach ist, oder eine Anordnung, die flache Stränge bein haltet. Der Begriff "Gurt", wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, ist nicht in seinem strengsten Sinn auszulegen, sondern ist so zu verstehen, dass er viele verschiedene Ausbildungen von Lasttrageelementanordnungen umfasst.
Die Stränge 42 weisen vorzugsweise ein synthetisches Material (in am meisten bevorzugter Weise ein Polymermaterial) auf. Exemplarische Materialien beinhalten PBO, das unter der Handelsbezeichnung Zylon vertrieben wird; Flüssigkristallpolymere, wie z. B. ein Polyester-Polyarylat, das unter der Handelsbezeichnung Vectran vertrieben wird; Aramide vom P-Typ, wie z. B. solche, die unter den Handelsbezeichnungen Kevlar, Technora und Twaron vertrieben werden; oder ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, wobei ein Beispiel hiervon unter der Handelsbezeichnung Spectra vertrieben wird; sowie Nylon. Anhand dieser Beschreibung ist der Fachmann in der Lage, ein geeignetes Material oder eine geeignete Kombination von Materialien auszuwählen, um die Anforderungen seiner speziellen Situation zu erfüllen.
Die Verwendung eines Synthetikmaterials oder eines Polymermaterials ermöglicht die Schaffung eines Gurtes, der z. B. im Vergleich zu stahlbeschichteten Gurten ein höheres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweist.
Ein Mantel 44 überdeckt die Stränge 42. Der Mantel 44 weist vorzugsweise ein Material auf Polyurethanbasis auf, das sich im ausgehärteten Zustand nicht zusammendrücken lässt. In der Nutzung für Aufzuggurtanordnungen sind verschiedene solche Materialien im Handel erhältlich und in der Technik bekannt. Bei einem Beispiel handelt es sich bei dem bevorzugten Urethanmaterial um ein Polyurethan auf Etherbasis. Bei einem speziellen Beispiel ist ein Material auf MDI-Etherbasis für ein spezielles Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Das Mantelmaterial ist vorzugsweise im Wesentlichen nicht zusammendrückbar, wenn es ausgehärtet ist, und weist Eigenschaften auf, die die Gurtanordnung über lange Zeitdauern in einem Aufzugsystem verwendbar machen. Die Reibungseigenschaften des Mantelmaterials werden vorzugsweise exakt kon trolliert. Bei einem Beispiel handelt es sich bei einem Reibungskoeffizientenwert von 0,2 relativ zu dem Material der Traktionsscheibe um den minimalen bevorzugten Koeffizienten. Die Ausstattung des Mantels mit ausreichenden Reibungseigenschaften gewährleistet eine angemessene Traktion während des Betriebs des Aufzugsystems.
Das Mantelmaterial hat vorzugsweise hohe Verschleißbeständigkeit und ist beständig gegen Schneiden oder Reißen, so dass über die Lebensdauer der Gurtanordnung Abnutzung der Anordnung nicht so leicht auftritt. Es ist klar, dass Abnutzung des Mantels zu induzierten Vibrationen und vorzeitigem Gurtaustausch beiträgt, so dass aus diesem Grund eine ausreichende Schneidbeständigkeit oder Reißbeständigkeit wünschenswert ist.
Eine weitere gewünschte Eigenschaft hinsichtlich des Mantelmaterials besteht darin, eine angemessene Zugfestigkeit zu haben, um die Last zwischen den Strängen 42 und den Scheiben innerhalb des Aufzugsystems zu tragen. Da das Mantelmaterial mit den Scheiben in Berührung tritt, muss die auf die Stränge wirkende Last zwischen den Strängen und den Scheiben durch das Mantelmaterial aufgenommen werden.
Die Kompressions-Set-Eigenschaften des Mantelmaterials beeinflussen die Fahrqualität. Bei einem Beispiel beträgt das Kompressions-Set vorzugsweise etwa 40%.
Eine weitere bevorzugte Eigenschaft des Mantelmaterials besteht in einer hohen Hydrolysebeständigkeit, um eine Beeinträchtigung des Mantels zu vermeiden, die ansonsten aufgrund der relativ hohen Temperaturen und der relativ hohen Feuchtigkeitsniveaus auftreten kann, wie diese üblicherweise in einem Aufzugschacht vorhanden sind. Vorzugsweise wird das Material auch nicht durch andere Verunreinigungen, wie z. B. Schmierstoffe, nachteilig beeinflusst, die in manchen Aufzugschächten vorhanden sein können. Weiterhin ist es wünschenswert, ein Material derart auszuwählen, dass die Beständigkeit gegen UV-Strahlung maximiert ist.
Die nachfolgende Tabelle faßt die gewünschten Eigenschaften des Mantelmaterials bei einer gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten exemplarischen Anordnung zusammen.
Anhand dieser Beschreibung wird der Fachmann in der Lage sein, ein geeignetes Mantelmaterial auszuwählen, um die Anforderungen seiner speziellen Situation zu erfüllen.
3 veranschaulicht in schematischer Weise ein Verfahren zum Herstellen einer Gurtanordnung 40 gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Strang-Zufuhr 50 stellt die Stränge 42 bereit.
Bei einem Beispiel ist jeder Strang vorgefertigt und auf eine einzelne Spule gewickelt. Eine exemplarische Gurtanordnung beinhaltet zwölf einzelne Polymer-Stränge.
Eine Positioniervorrichtung 52 richtet die Stränge 42 in einer gewünschten Ausrichtung aus, so dass die Stränge parallel zu einer Längsachse der Gurtanordnung 40 verlaufen. Die Stränge werden unter Verwendung einer Last gedehnt, die derart ausgewählt wird, dass sie einem gewünschten Prozentsatz der Bruchfestigkeit der Stränge entspricht. Die erfindungsgemäße Verfah rensweise beinhaltet das Aufbringen einer Last, die die erwarteten Lasten bei Inbetriebnahme der Gurtanordnung in einem Aufzugsystem übersteigt. Bei einem Beispiel werden die Stränge unter Verwendung einer Last vorgedehnt, die mindestens etwa 10% der Bruchfestigkeit der Stränge beträgt. Die Zugspannung zum Vordehnen der Stränge auf das Niveau der Bruchfestigkeit von 10% ist bei dem vorliegenden Beispiel ausgewählt, da Aufzugsicherheitsvorschriften Sicherheitsfaktoren typischerweise im Bereich von 10:1 bis 12:1 vorschreiben. Das Vordehnen der Stränge auf das Niveau von 10% führt zu Gurten mit geringer oder keiner elastischen Dehnung und keiner konstruktionsmäßigen Dehnung. Mit anderen Worten erlaubt die Gurtausbildung typischerweise eine Dehnung von bis zu 10%, so dass die Gurtausbildung die Sicherheitsvorschriften erfüllt. Durch das Vordehnen auf das Niveau von 10% tritt bei Inbetriebnahme des Gurts nach dessen Montage in einem Aufzugsystem im Wesentlichen keine Dehnung während des Betriebs des Systems auf.
Eine Spannvorrichtung 54 bringt die Dehnungsbelastung auf und steuert den Betrag der auf die Stränge 42 wirkenden Zugspannung während des Herstellungsvorgangs. Obwohl eine einzige Spannstation 54 schematisch dargestellt ist, können entlang der Fertigungslinie der Gurtanordnung 40 auch mehrere Spannvorrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel wird vorzugsweise die gleiche Zugspannung auf die Stränge beidseits einer Mantelanbringstation 56 aufgebracht. Die Spannstation 54 beinhaltet vorzugsweise eine geeignet programmierte Steuerung, die die Zugspannung überwacht und innerhalb eines gewünschten Bereichs zum Vordehnen des Strangs steuert.
Es ist zwar nicht speziell dargestellt, jedoch sind vorzugsweise Zugspannungs-Rückkopplungsvorrichtungen (wie sie in der Technik bekannt sind) in die Herstellungsgerätschaften integriert, so dass die Zugspannung an jedem einzelnen Strang während des gesamten Montagevorgangs überwacht und bei Bedarf justiert werden kann.
Die Mantelanbringstation 56 beinhaltet vorzugsweise eine geeignete Form oder eine andere Vorrichtung zum Aufbringen des Mantelmaterials auf die Stränge 42. Eine Zufuhr 58 liefert das gewählte Material in herkömmlicher Weise zu der Mantelanbringstation 56. Das Mantelmaterial kann druckgeformt, extrudiert oder in einer anderen Weise auf die Stränge 42 aufgebracht werden. Die vorgespannte Stränge 42 werden mit dem Mantel verbunden und in das Urethanmaterial derart eingebettet, dass jegliches Entspannen oder Entlasten der Stränge aus dem vorgedehnten Zustand verhindert ist.
Bei einem Beispiel sind Rollen 59 als Bestandteil oder unmittelbar hinter der Mantelanbringstation 56 vorhanden. Die Rollen 59 sind vorzugsweise Teflonbeschichtet. Die Rollen 59 nehmen eine Oberflächenbehandlung der Gurtanordnung unmittelbar nach der Anbringung des Mantelmaterials vor. Die Rollen 59 können z. B. ein Prägemuster auf den Manteloberflächen bilden. Die Rollen 59 erleichtern die dimensionsmäßige Steuerung des Manteläußeren.
Die gebildete Gurtanordnung 40 wird dann vorzugsweise in einer Fertigbearbeitungsstation 60 bearbeitet. Bei einem Beispiel beinhaltet die Fertigbearbeitungsstation 60 eine Formvorrichtung, eine Abmessungsinspektionsvorrichtung sowie ein härtendes Kaltwasserbad, in dem das Mantelmaterial und die Stränge im Inneren des Materials auf eine geeignete Temperatur gekühlt werden.
Nach dem Aushärten hält der Mantel 44 die Stränge 42 in dem vorgedehnten Zustand. Somit weist die erfindungsgemäße Gurtanordnung Stränge auf, die bereits gedehnt sind, bevor die Gurtanordnung in einem Aufzugsystem installiert wird. Wenn überhaupt, unterliegt die erfindungsgemäße Gurtanordnung nur wenig elastischer oder konstruktionsmäßiger Dehnung. Die Toleranzen dafür, wie viel Dehnung, wenn überhaupt, für eine bestimmte Situation erwünscht ist, können gesteuert werden, indem z. B. die Last gesteuert wird, die zum Dehnen der Stränge während der Montage aufgebracht wird. In Anbetracht der ausgewählten Materialien und der speziellen Erfordernisse einer Situation werden die Fachleute, die den Nutzen der vorliegenden Beschreibung haben, in der Lage sein, die Herstellungsparameter zu steuern, die zum Erzielen eines gewünschten Ausmaßes an Dehnungsbeständigkeit in einer fertigen Gurtanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlich sind.
Die resultierende Gurtanordnung 40 wird dann bei dem Bezugszeichen 62 vorzugsweise gelagert, beispielsweise auf Spulen für den Versand zu verschiedenen Orten für die Installation in Aufzugsystemen. Die Gurtanordnung 40 kann auf bestimmte Längen vorgeschnitten sein oder kann in größeren Mengen vorgesehen sein, wobei ein Techniker an dem Installationsort die geeignete Menge an Gurtmaterial für eine bestimmte Anwendung auswählt.
Die vorstehende Beschreibung dient der Erläuterung und ist nicht einschränkend zu verstehen. Dem Fachmann können sich Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele erschließen, die nicht notwendigerweise den Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen. Der Umfang des rechtlichen Schutzes für die vorliegende Erfindung kann nur durch Studium der nachfolgenden Ansprüche bestimmt werden.
Zusammenfassung
Eine Aufzug-Lasttrageanordnung (40) beinhaltet eine Mehrzahl von Strängen (42) aus Synthetikmaterial oder Polymermaterial im Inneren eines Mantels (44) aus Urethanmaterial. Die Stränge sind vorgedehnt, und der Mantel verhindert ein Entspannen der gedehnten Stränge. Die erfindungsgemäße Ausbildung schafft eine Lasttrageanordnung (40), die wenig oder gar keine elastische oder konstruktionsmäßige Dehnung aufweist.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Aufzuggurtanordnung, die eine Mehrzahl von Strängen innerhalb eines Mantels aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Ausrichten der Mehrzahl von Strängen in einer ausgewählten Anordnung; (b) Spannen der Stränge in einem ausgewählten Ausmaß zum Dehnen der Stränge; und (c) Aufbringen eines ausgewählten Mantelmaterials auf die Stränge, um die Stränge derart in den Mantel einzuschließen, dass die Stränge im Inneren des Mantels gedehnt bleiben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stränge unter Verwendung einer Last gespannt werden, die eine erwartete Höchstlast übersteigt, der die Gurtanordnung nach der Installation in einem Aufzugsystem ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stränge unter Verwendung einer Last gespannt werden, die einem gewünschten Prozentsatz einer Bruchfestigkeit der Stränge entspricht.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Last mindestens ca. 10% der Bruchfestigkeit der Stränge entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mantelmaterial ein im Wesentlichen nicht zusammendrückbares Urethan aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Stränge unter Verwendung eines Synthetikmaterials hergestellt werden.
Aufzuggurtanordnung, die Folgendes aufweist: eine Mehrzahl von Strängen, die gedehnt sind; und einen Mantel über den gedehnten Strängen, der die Stränge in dem gewünschten Ausmaß gedehnt hält, ohne dass irgendeine externe Last auf die Gurtanordnung aufgebracht wird.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Gurtanordnung eine begrenzte elastische Dehnung aufweist.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Stränge ein Synthetikmaterial aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei der Mantel ein Polyurethan auf Etherbasis aufweist.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Stränge in einem Ausmaß gedehnt sind, das einer Last entspricht, die eine erwartete Höchstlast übersteigt, der die Anordnung nach der Installation in einem Aufzugsystem ausgesetzt ist.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Stränge in einem Ausmaß gedehnt sind, das einer Last entspricht, die mindestens ca. 10% der Bruchfestigkeit der Stränge beträgt.
Aufzuggurtanordnung, die hergestellt ist durch das Verfahren mit den folgenden Schritten: (a) Ausrichten einer Mehrzahl von Strängen in einer gewählten Anordnung; (b) Dehnen der Stränge durch Aufbringen eines gewählten Ausmaßes an Zugspannung; und (c) Aufbringen eines ausgewählten Mantelmaterials auf die gedehnten Stränge, um die Stränge derart in den Mantel einzuschließen, dass die Stränge in dem Mantel gedehnt bleiben.
Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Stränge ein Synthetikmaterial aufweisen und der Mantel ein im Wesentlichen nicht zusammendrückbares Urethanmaterial aufweist.