CN104203792B - 电梯的运行电缆和电梯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电梯的运行电缆(T)，更特别地客运电梯和/或货运电梯的运行电缆(T)，所述运行电缆包括保护包层(9)、用于在电梯轿厢(1)和电梯井(S)之间传输电能和数据的导体(7，8)、以及基本上运行电缆长度的一个或多个承载的承载件部分(10)，该承载件部分(10)用于在其第一末端固定运行电缆(T)到电梯轿厢(1)，并在其第二末端固定到电梯井(S)，所述承载件部分(10)包括在聚合物基质材料中的玻璃纤维增强件和/或聚芳族酰胺纤维增强件和/或碳纤维增强件和/或聚苯并恶唑纤维增强件和/或聚乙烯纤维增强件和/或尼龙纤维增强件，以及涉及电梯。

Description

电梯的运行电缆和电梯
技术领域
本发明的目的是电梯的运行电缆以及具有这样的运行电缆的电梯。
背景技术
将提升装置的绳索，更特别地客运和货运电梯的提升绳索和悬挂绳索，制造为复合结构的是有利的。当绳索的纵向承载能力依靠非金属材料，更特别地非金属加强纤维时，绳索可以是轻质的，并且由于绳索质量轻，电梯的能量效率可以提高。通过将绳索形成为复合结构和带类型的，可以实现显著的节约，即便传统地用于电梯绳索的便宜的金属材料被更昂贵的材料替换。
运行电缆被固定到客运电梯和/或货运电梯的轿厢上，经由所述运行电缆，电梯轿厢与电梯控制中心相连。运行电缆为大致圆形的或者为平面的电缆并包括电导体和由保护包层围绕的载荷传送承载件。运行电缆是用于传输电力，并且通过它必要的电能被供应给电梯轿厢以及通过它数据在电梯轿厢的信号装置例如轿厢呼叫按钮、通信装置和显示器，以及电梯的控制***之间传输。运行电缆的承载部分根据现有技术为钢绳索承载件，典型地6股或者8股的钢绳，其包括钢芯部和围绕钢芯部通过的股线。运行电缆典型地在绳索承载件的第一末端固定到电梯轿厢，在第二末端固定到电梯井。
运行电缆还可以完全或者部分地用作补偿件以补偿由提升绳索引起的不平衡力矩，该不平衡力矩在当轿厢运动时产生。当利用复合结构的轻质提升绳索和悬挂绳索时，每米具有钢绳索承载件的运行电缆的质量对于实施最佳补偿来说太大。包括钢绳索承载件的运行电缆用于轻质复合绳索来说太重，在此情形下绳索的过度补偿成为问题。
此外，特别是在高层建筑和高层建筑中所用的高速电梯中的问题是由于电梯轿厢的空气阻力在电梯井中发生高速涡流，该涡流在电梯的运行电缆中，更特别地在所述电缆的底部环中产生横向运动。在高层建筑中的运行电缆的横向方向的侧向运动还由电梯轿厢自身的运动以及主要由风引起的建筑物摇摆而引起。这类型的横向摇摆是不期望的，因为它增大运行电缆的应力并且产生噪音和振动或者其它的对电梯轿厢的乘客的不适。此外，大的横向运动可能导致运行电缆撞击到电梯井的结构，从而破坏井装置或者使得电缆被井装置勾住。在此情形下，一个结果甚至会是电梯的急停。在现有技术中已知摇摆阻尼方案，其中电梯的运行电缆通过各种导引器导引以沿着某一路径行进，或者单独的阻尼装置用于运行电缆的底部环中。
发明内容
本发明的目标是要消除现有技术方案中的上述缺点。本发明的目标是要改进提升装置，更特别地客运电梯和/或货运电梯，的运行电缆的结构，以及借助于运行电缆实现电梯的复合结构的提升绳索和悬挂绳索的最佳补偿。
本发明的目标是要至少实现以下优点的一个或多个：
-运行电缆和电梯被实现，每米所述运行电缆的质量小于以前的。
-运行电缆和电梯被实现，所述运行电缆的承载件部分的刚度属性和强度属性相对于应用位置最佳。
-电梯被实现，所述电梯的随着轿厢运动的部件的质量比之前的更低。
-电梯被实现，所述电梯的复合结构的提升绳索和悬挂绳索具有最佳补偿。
-运行电缆和电梯被实现，所述运行电缆的底部环的尺寸最佳并且其摇摆阻尼属性更好。
-运行电缆和电梯被实现，所述运行电缆的承载件的状态可以通过与提升绳索和悬挂绳索相同的状态监测方法监测。
-运行电缆和电梯被实现，在所述运行电缆的承载件的制造中，用于状态监测的传感器可以集成到承载件中。
本发明是基于这样的构思：提升装置更特别地客运电梯和/或货运电梯的运行电缆包括一个或多个承载件部分，其横截面为大致圆形或者矩形，并且该承载件部分包括在聚合物基质材料中的玻璃纤维增强件和/或聚芳基酰胺纤维增强件和/或碳纤维增强件和/或聚苯并恶唑纤维增强件和/或聚乙烯纤维增强件和/或尼龙纤维增强件。
以这种方法，承载件部分和运行电缆的机械性能可以根据应用位置进行优化，并且结构在运行电缆的纵向变得结实。
优选地，运行电缆的底部环的尺寸可以减小，其优点是甚至更容易的布局设计。另一优点是更好的乘坐舒适性和安全性，因为稳定的运行电缆并会钩在电梯井中的井结构上，因此不会导致危险或者破坏性的情形。进一步的优点是通过调节承载件部分的刚度属性可以调节运行电缆的阻尼性。例如，运行电缆的承载件部分的横截面的宽度可以大于厚度。这样，承载件部分的横向刚度可以调节，在该情形下，在不同的结构方案中横向摇摆的最佳阻尼是可能的。
优选地，运行电缆的承载件部分的横截面的最大直径至少5毫米或更大，优选至少10毫米，或者甚至15毫米或者更大，或者甚至20毫米或者更大，或者甚至25毫米或者更大，或者甚至30毫米或者更大。以这种方法，良好的承载能力通过小的弯曲半径得以实现。这可以优选地通过如在本专利申请中提出的纤维加强复合材料予以实施。
优选地，运行电缆的承载件部分包括玻璃纤维增强件，更优选地聚芳族酰胺纤维增强件或者碳纤维增强件。这样，增强件的比刚度和比强度比金属纤维的更好。
优选地，运行电缆的承载件部分包括聚合物纤维增强件，例如聚苯并恶唑纤维增强件，或者聚乙烯纤维增强件，例如UHMWPE纤维增强件，或者尼龙纤维增强件。这样，全部的增强件比金属纤维更加轻质。
在一个实施例中，运行电缆的承载件部分包括在承载部分的相同结构中的不同的增强件，优选例如碳纤维增强件和聚苯并恶唑纤维增强件。这样，绳索的承载部分可以在其机械属性和成本方面被优化到期望值。
优选地，一个或多个光纤和/或光纤束在制造期间安置在运行电缆的承载件部分的内部和/或表面上，用于进行绳索的状态监测或者用于数据传送。
优选地，运行电缆的承载件部分的增强件比例按照体积计算为在承载部分中的加强纤维的至少50％。这样，上述承载件部分的纵向机械性能是足够的。
优选地，运行电缆的承载件部分的增强件比例按照重量计算为在承载部分中的加强纤维的至少50％。这样，上述承载件部分的纵向机械性能是足够的。
优选地，运行电缆的承载件部分的横截面的表面积的至少65％是加强纤维的。这样，上述承载件部分的纵向机械性能是足够的。
在一个实施例中，运行电缆的承载件部分包括在它内部和/或它表面上的一个或多个光纤，最优选地全部的光纤束或者光纤卷，所述光纤当在承载件部分的厚度方向观察时基本位于上述承载件部分的内部和/或上述承载件部分的表面附近。
优选地，用于运行电缆的承载件部分的状态监测以及用于测量目的的光纤包括用于测量所需的许多光纤以及除此之外的用于数据传送的光纤。
优选地，运行电缆的承载件部分的横截面的表面积的超过60％是上述加强纤维和光纤的，优选地以使得45％-85％的为上述加强纤维和光纤的，更优选地以使得60％-75％的为上述加强纤维和光纤的，最优选地以使得大约59％的表面积为加强纤维的并且至多大约1％的为光纤的并且大约40％的为基质材料。
在一个实施例中，用作光学Fabry-Pérot类型传感器的光纤结合到运行电缆的承载件部分中。
在一个实施例中，包括布拉格光栅的单一件式的光纤结合到运行电缆的承载件部分中，即，所谓的光纤布拉格光栅FBG方法应用到绳索的状态监测中。
在一个实施例中，用于基于传输时间TOF原理工作的传感器的光纤结合到运行电缆的承载件部分中。
在一个实施例中，用作基于Brillouin频谱测量的传感器的光纤结合到运行电缆的承载件部分中。
优选地，包含在运行电缆的承载件部分中的光纤和/或光纤束对于LED光或者激光为大致半透明的。这样，上述承载件部分的状态可以通过监测它的光学性质之一的变化而进行监测。
在一个实施例中，运行电缆的承载件部分的状态通过测量上述承载件部分的电性能的变化而监测。当承载件部分的复合结构的状态变差时例如当加强纤维断裂时以及当应变增大时，包括加强纤维更特别地碳纤维增强件的承载件部分的电阻或者电容变化。
优选地，运行电缆的承载件部分的加强纤维的密度小于4000kg/m3，和/或上述加强纤维的抗张强度大约1500N/mm2。优选地，运行电缆的承载件部分的加强纤维在受拉下的比强度大约500(MPa/g/cm3)。一个优点是纤维是轻质的，并不需要很多，因为它们很结实。
优选地，运行电缆的承载件部分是无中断的(unbroken)长型杆状件。
优选地，运行电缆的承载件部分对于运行电缆的纵向是基本单向的。
优选地，运行电缆的承载件部分的结构在运行电缆的整个长度上基本相同地延续。
优选地，运行电缆的承载件部分的各个加强纤维均一地分布到上述基质材料中。
优选地，运行电缆的承载件部分的加强纤维在制造阶段通过将加强纤维布置在聚合物基质材料中而由上述聚合物基质材料束缚为无中断的承载部分。
优选地，运行电缆的承载件部分的加强纤维和一个或者多个光纤和/或光纤束在制造阶段通过将加强纤维和光纤布置在聚合物基质材料中而通过上述聚合物基质材料被束缚为无中断的承载部分。
优选地，运行电缆的承载件部分由直的加强纤维和一个或多个光纤和/或光纤束形成，其中所述直的加强纤维关于运行电缆的纵向基本上是单向的，所述一个或多个光纤和/或光纤束由聚合物基质材料束缚为无中断的部分。
优选地，一个或多个光纤和/或光纤束沿着运行电缆的纵向被胶粘或者层合到运行电缆的承载件部分的表面或者表面附近。优选地，运行电缆的承载件部分的上述承载部分的基本全部的加强纤维和一个或者多个光纤和/或光纤束是沿着运行电缆的纵向方向的。
优选地，运行电缆的承载件部分的基质材料是非弹性体的。更优选地，运行电缆的承载件部分的基质材料包括环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂或者乙烯基酯。
优选地，运行电缆的承载件部分的基质材料的弹性模量E超过1.5GPa，最优选地超过2GPa，甚至更优选地在2-10GPa范围内，最优选地在2.5-4GPa范围内。
优选地，运行电缆的承载件部分包括上述聚合物基质、通过聚合物基质彼此结合的加强纤维、一个或多个光纤和/或光纤束、以及可能的围绕纤维的胶料、以及可能的混合在聚合物基质中的添加剂。
在一个实施例中，运行电缆的承载件部分的光纤用作长的振动传感器。在振动测量设备中，单模光纤或者多模光纤用作传感器，半导体激光器用作光源。振动的检测是基于测量在光纤的第二末端(在远端)处发生的明暗斑点形成的斑点图的变化。
根据本发明，电梯包括用于监测运行电缆的承载件部分的光纤和/或光纤束的状态的装置，所述装置从运行电缆的承载件部分优选地监测上述一个或多个光纤和/或光纤束的状态。
优选地，通过上述状态监测装置，运行电缆的承载件部分的状态通过监测包括一个或多个光纤和/或光纤束的部分的状态以下面的方式之一进行监测：
-通过测量在光纤中光脉冲的传输时间中已经发生的变化；-通过监测被反射、偏斜或者散射光的光谱和/或相位和/或波长的变化；-通过可视地或者借助于光电二极管检测传输通过纤维的光量；-通过相互比较从不同的纤维和/或光纤束测量的值；和-通过观测测定值而不是绝对值之间的偏差。
以这种方法，可以评估运行电缆的一个或者多个承载件部分的应变的变化，从而评估上述承载件部分的状态。
根据本发明的电梯包括电梯轿厢、配重、悬挂绳索，所述悬挂绳索连接上述电梯轿厢和配重到彼此，并且所述悬挂绳索包括一个或多个绳索，所述绳索包括承载复合材料部分，该复合材料部分包括在聚合物基质中的加强纤维。电梯轿厢和配重安置为可以通过在至少电梯轿厢上或者在配重上施加竖直力而运动。
优选地，电梯包括在电梯轿厢的运动路径的顶端附近的绳索滑轮，通过支撑在所述绳索滑轮上，悬挂绕绳的绳索优选通过1:1的悬挂比或者2：1的悬挂比支撑电梯轿厢和配重。优选地，上述绳索滑轮是非驱动的绳索滑轮。以这种方法，机器不需要硬的复合绳索需要的大的转向滑轮的空间。
在一个实施例中，悬挂绕绳以1：1的悬挂比连接到电梯轿厢和配重，提升绕绳以2:1的悬挂比连接到电梯轿厢和配重。
优选地，悬挂绕绳连接到电梯轿厢和配重以使得当电梯轿厢向上运动时配重向下运动，反之亦然，并且悬挂绕绳在支撑在其合适位置的绳索滑轮上行进。
在一个实施例中，提升机布置在电梯轿厢的运动路径的顶端附近，在该情形下，上述绳索滑轮是从动牵引槽轮。这样，如有必要，由电梯的底部部分和由电梯井所需的空间可以保持为小的。
在一个实施例中，提升机布置在电梯轿厢的运动路径的底端的附近。以这种方法，提升机在安装和保养方面是易于接近的。提升机易于安装并且不会增大电梯的顶部部分的结构的尺寸。
优选地，提升机布置在电梯井中，在电梯轿厢的运动路径的底端附近。这样，不需要用于它的单独的空间。它可以支撑在电梯井的基部上或者在电梯井的壁和电梯轿厢的运动路径之间，例如在电梯井的壁结构上。优选地，提升机安置为经由提升绕绳施加向下的拉力在电梯轿厢或者配重上。这样，可以实现通过提升机施加竖直向下的拉力在电梯轿厢或者配重上，用于作用于它们之间的力平衡，从而用于调节它们的运动。
电梯最优选地为适用于运输人员和/或货物的电梯，该电梯安装在建筑物中，在竖直方向行进，或者至少基本在竖直方向行进，优选地基于停靠呼叫和/或轿厢呼叫而行进。电梯轿厢优选地具有内部空间，所述内部空间最优选地适于接收一名乘客或者许多乘客。电梯优选地包括至少两个，优选地更多的被服务的停靠层。
本申请的发明内容还可以限定在本申请的说明书部分和附图中。发明内容还可以由若干单独的发明组成，尤其是如果鉴于表达或者暗含的子任务或者从实现的优点或者优点类别来考虑本发明。在此情形中，包含在下面的一些特征从单独的发明构思的角度来看会是多余的。本发明的各个实施例的特征可以在本发明的基本构思的框架内连通其它的实施例一起进行应用。每个前面的实施例提及的额外的特征也可以单一地并且独立于其它实施例地形成单独的发明。
附图说明
现将参照附图并结合本发明的优选实施例更详细地描述本发明，其中
图1示出根据本发明的第一实施例的电梯；
图2示出根据本发明的第二实施例的电梯；
图3示出根据本发明的第一实施例的运行电缆的横截面；
图4示出根据本发明的第二实施例的运行电缆的横截面。
具体实施方式
图1和2示出根据本发明的电梯，其包括电梯轿厢1、配重2和悬挂绕绳3，所述悬挂绕绳3的绳索连接上述电梯轿厢1和上述配重2到彼此。电梯轿厢1和配重2安置为通过借助于装置M，6，3，4施加竖直力在至少电梯轿厢1上或者在配重2上而运动。悬挂绕绳3包括一个或多个绳索，所述绳索包括承载复合材料部分，该复合材料部分包括在聚合物基质中的加强纤维。电梯优选地为客运电梯和/或货运电梯，所述电梯安装来在建筑物中的电梯井S中行进。
在如图1所示的实施例中，用于施加力在至少电梯轿厢1或者配重2上的装置包括连接到电梯轿厢和/或配重的悬挂绕绳3、和提升机M，所述提升机包括用于运动悬挂绕绳3的装置，所述用于运动悬挂绕绳3的装置优选地包括旋转设备，例如电机和待被旋转的牵引装置6，优选地牵引槽轮。提升机M布置在电梯轿厢1的运动路径的顶端附近。这样，提升机M经由悬挂绕绳3与电梯轿厢1和配重2处于力传递连接中，更特别地，提升机M安置为经由悬挂绕绳3施加向上的拉力在电梯轿厢1或者配重2上。补偿绳索C被固定到电梯轿厢1和配重2的底部部分以补偿由悬挂绳索所引起的不平衡力矩。
在如图2所示的实施例中，用于施加力在至少电梯轿厢1或者配重2上的装置包括连接到电梯轿厢和/或配重的悬挂绕绳4、和提升机M，所述提升机包括用于运动悬挂绕绳4的装置，所述用于运动悬挂绕绳4的装置优选地包括旋转设备，例如电机和待被旋转的牵引装置6，优选地牵引槽轮。提升机M布置在电梯轿厢1的运动路径的底端附近。这样，提升机M经由悬挂绕绳4与电梯轿厢1和配重2处于力传递连接中，更特别地，提升机M安置为经由悬挂绕绳6施加向下的拉力在电梯轿厢1或者配重2上。补偿绕绳3的绳索在电梯的正常运行中不需要经由绳索的外表面传递绳索的纵向力，并且在所述表面的方向的剪切力并不施加在承载复合材料部分上或者可能连接到该复合材料部分的涂层上。
悬挂绕绳3的绳索可以通过绕绳索滑轮弯曲而被悬挂，该绳索滑轮并不需要是从动绳索滑轮。如所示的，电梯包括在电梯轿厢1的运动路径的顶端和/或底端的附近的一个或多个绳索滑轮5。例如，当支撑在绳索滑轮5上时，悬挂绕绳3的绳索支撑电梯轿厢1和配重2。在所示实施例中，这实施为1:1的悬挂比，在该情形下悬挂绕绳3的绳索在它们的第一末端固定到电梯轿厢1并且在它们的第二末端固定到配重2。但是，悬挂比可以是其它的，例如，2:1，但是1：1的比率是有利的，因为当绳索结构包括指定方式的复合材料部分时，形成大量的弯曲部是不利的，因为这些弯曲占据空间。优选地，绳索滑轮是非从动的绳索滑轮，这样，电梯的顶部可以形成为宽敞的。绳索滑轮位于电梯井S中，在该情形下，并不需要单独的机房。
提升绕绳4可以在它的横截面和/或它的材料方面不同于悬挂绕绳3。提升绕绳4的绳索的结构可以例如从绳索方向的剪切力以及摩擦的角度进行优化，而悬挂绕绳3的绳索的结构可以从绳索的抗张强度和刚度以及轻度方面进行优化。悬挂绕绳3和提升绕绳4可以包括一个或多个绳索，所述绳索包括一个或多个复合结构的力传递部分。
用于电梯轿厢1的电力供应和/或用于数据传输的运行电缆T，例如，圆形横截面形状的电缆或者平面电缆，在它的第一末端固定到电梯轿厢1，例如固定到电梯轿厢1的底部，在它的第二末端固定到电梯井S的壁上的连接点，所述连接点典型地位于电梯井的高度方向的中点附近或者在中点上方。从电梯轿厢1，运行电缆首先向下离开，然后向着它的第二末端的固定点向上弯转从而在它的底部形成底部环，该底部环自由地悬挂在电梯井中并且在电梯井S中随着电梯轿厢1的运动向上或者向下运动。
图3和4示出根据本发明的电梯的运行电缆T的优选实施例的横截面。如之前所述的，电梯的运行电缆T包括用于电力输送的电导体，通过运行电缆，必要的电能被供应给电梯轿厢1，并且通过它，数据在电梯轿厢1的信号装置之间传输，例如在轿厢呼叫按钮、通信装置和显示器、以及电梯的控制***之间通信。图1的实施例示出电梯的平的横截面的运行电缆，所述运行电缆包括根据本发明的复合结构的承载件部分10以及在承载件部分10之间的优选在由PVC塑料制造的保护包层9内部的并排的电导体7和扭绞线对电缆8。根据本发明的承载件部分10，其包括在聚合物基质材料中的加强纤维，优选地玻璃纤维增强件，更优选地聚芳族酰胺纤维增强件或者碳纤维增强件，所述聚合物基质材料优选地为树脂，例如环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂或者乙烯基酯。优选地，运行电缆的承载件部分还可以包括在聚合物基质材料中的聚合物纤维增强件，例如，聚苯并恶唑纤维增强件，或者聚乙烯纤维增强件例如UHMWPE纤维增强件，或者尼龙纤维增强件。这样，纤维加强承载件部分的比刚度和比强度较钢绳索承载件更好。此外，纤维加强承载件部分的刚度属性和运行电缆的底部环的直径可以通过改变承载件部分的几何结构和直径或者横截面厚度而被修改为期望的。
上述承载件部分10的宽度优选地大于厚度，例如，承载件部分10的横截面可以为矩形形状的，如在图3中示出的，或者圆形的。这样，承载件部分在运行电缆的横向方向的刚度更大，用于降低横向摇摆。上述承载件部分还可以是由直的加强纤维或者加强光纤束编织而成的纤维绳索。承载件部分还可以包括芯部材料，其为不同于纤维加强表面材料的材料，或者其在中央是空心的。这样，更柔性的承载件部分通过每米更小的质量获得，但不会丧失承载件部分在运行电缆的纵向的良好的强度性能。
上述承载件部分10可以例如通过拉动用树脂浸湿的增强件或者预浸处理的增强件通过作为模具的热喷嘴而拉挤成型的方式进行制造，在所述模具中，承载件部分10接收它的形状并且树脂硬化。以这种方法，在运行电缆的纵向的良好强度性能被获得以用于承载件部分10。增强件还可以部分地或者完全地围绕用作芯部材料的预先形成件缠绕。这样，承载件部分10的刚度属性可以通过调节增强件的缠绕角度而进一步调节。芯部材料优选地为例如聚氯乙烯泡沫或者聚氨酯泡沫体塑料。拉挤成型是连续的高度自动化的型材制造方法，其达到高的生产速度，优选高达0.5-2米/分的生产速度，那就是说，拉挤成型特别适于大量系列的制造。拉挤成型产品的特征是具有高的加强含量和增强件的纵向对准。由此，轴向机械性能也是高的。增强件典型地为rover-类型的增强件。
运行电缆T的承载件部分10是在运行电缆T的纵向上长型的柔性构件，用于接收大致在运行电缆T的纵向的载荷。上述承载件部分能够承载施加在所述运行电缆上的相当大部分的载荷，例如在运行电缆的纵向上由运动根据图1的实施例的电梯轿厢1和配重2引起的张应力。运行电缆的导体7和扭绞线对电缆8在它们的第一末端连接到电梯轿厢1的底部的连接点以使得运行电缆T的承载件部分10固定到电梯轿厢1的底部的固定元件中，所述固定元件承载从运行电缆T施加的载荷。运行电缆的导体7和扭绞线对电缆8在它们的第二末端连接到在电梯井S的壁上的连接点11，并且运行电缆通过由固定到承载件部分10的末端的承载的承载件端子支撑而被悬挂在连接点11上。
根据本发明，上述承载件部分10的宽度优选地大于厚度。承载件部分10的宽度-厚度比优选地至少2或者更大，更优选地至少4，或者甚至5或者更大，或者甚至6或者更大，或者甚至7或者更大，或者甚至8或者更大。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，运行电缆T包括两个承载件部分10，其优选地为玻璃纤维增强的和/或聚芳族酰胺纤维增强的和/或碳纤维增强的和/或聚苯并恶唑纤维增强的和/或聚乙烯纤维增强的和/或尼龙纤维增强的塑性复合材料，其包括在聚合物基质材料中的玻璃加强纤维和/或聚芳族酰胺加强纤维和/或碳加强纤维和/或聚苯并恶唑加强纤维和/或聚乙烯加强纤维和/或尼龙加强纤维，最优选地碳纤维，以及一个或多个光纤O，更优选地一个或多个光纤束，用于监测绳索状态。光纤或者光纤束可以是布置在复合结构的内部或者在复合结构的表面附近的一条连续的光纤或者光纤束，以使得光纤在所述结构内部从运行电缆的第二末端开始，在运行电缆的第一末端处向后弯转，并从运行电缆的第二末端再次从所述结构中出来。光纤和/或光纤束可以被缠绕，也就是，光纤在所述结构的内部或者结构的表面上可以具有一个或多个弯转，以使得但是仅一个光纤和/或光纤束用于测量，并且上述光纤和/或光纤束可以从运行电缆的相同末端和/或不同末端进入和出来。这样，一个或多个光纤和/或光纤束结合到所述结构中作为传感器光纤和/或参照光纤，所述传感器光纤的状态被检测，例如通过测量在传感器光纤中的光脉冲的传输时间。光纤和/或光纤束优选地包括至少传感器光纤，优选地还还可参照光纤。参照光纤还可以安装在包层内部以使得要测量的由结构引起的应变不会施加在它上面。在图3中，光纤O在运行电缆的两个承载件10的仅一个中被画出，但是优选地光纤根据本发明的实施例的布置在结构相似的两个承载件10中，优选全部承载件中。
图3示出的根据本发明的上述承载件部分10的宽度优选地大于厚度。上述承载件部分10还可以包括在绳索的较宽的侧面的一个或多个上的在绳索的纵向和/或横向上的一个或多个凹槽，上述凹槽将承载件部分10在绳索的纵向和/或横向分为多个部分，用于优化承载件部分的纵向刚性。上述承载件部分10的横截面的形状还可以是二次曲线的。
根据根据本发明的运行电缆T的实施例，所述实施例示出在图4中并且横截面形状大致为圆形，上述承载件部分10包括大致在运行电缆的中心部分中的一个或多个承载件部分10，所述承载件包括在聚合物基质材料中的上述加强纤维。上述承载件部分10还可以是由直的加强纤维或者加强光纤束编织而成的纤维绳索。承载件部分10还可以包括芯部材料，其为不同于加强表面材料的材料，或者其在内部为中空的。根据如图4所示的实施例，大致在运行电缆的中心的是承载件部分10，所述承载件部分10由横截面形状为圆形的六个相似的承载件部分围绕。通过改变承载件部分的数量、增强件的直径、材料和可能的基质材料的材料，运行电缆的刚度属性和底部环的尺寸可以被调节到期望的。根据图4的实施例，一个光纤O被画出在承载件部分中，但是承载件部分还可以包括多个光纤。以这种方法，如有必要，测量精度可以被提高。运行电缆还可以包括填料纤维，例如黄麻填料纤维，以及在保护包层和导体之间的绝缘物和织物层，用于降低它们之间的摩擦。
电梯的运行电缆的承载件部分10的状态通过监测传感器光纤的状态而被监测，如图检测到传感器光纤的一部分已经短路或者它的状态已经下降到某一预定水平之下，则判断出需要更换或者大修运行电缆，运行电缆更换工作或者运行电缆维护工作启动。承载件部分10的状态还可以通过测量不同部分的传感器光纤中的光脉冲的传输时间以及通过相互比较光脉冲的传输时间而进行监测，当光脉冲的传输时间之间的差异增大到预定水平之上时，则判断出需要更换或者大修运行电缆，运行电缆更换工作或者运行电缆维护工作启动。状态监测装置可以安置来如果光脉冲传输时间没有落在期待值范围内或者充分地不同于正被测量的其它的传感器的光脉冲的传输时间的测量值时就启动警报。当取决于运行电缆的承载部分的状态例如应变或者位移的属性变化时，光脉冲的传输时间变化。例如，由于加强纤维的断裂，光脉冲的传输时间变化，从该变化可以推断出承载件部分10处于差的状态。
优选地，用于监测承载件部分10的状态的装置包括连接到承载件部分10的传感器光纤和参照光纤的状态监控装置，所述装置包括这样的设备，例如计算机，其包括激光发射机、接收器、时序鉴别器、测量时间间隔的电路、可编程序逻辑电路和处理器。上述设备包括一个或多个传感器，每个传感器例如反射器和处理器，当它们检测到变化，例如传感器光纤中的光脉冲的传输时间中的变化时，产生关于承载件部分10过度磨损的警报。
要观察的属性还可以为例如传输通过承载件部分10的光量的变化。在此情形下，光通过激光发射机或者LED发送器从一端馈送到光纤中，光通过承载件部分10的通过性可视地或者借助于在纤维的另一端的光电二极管进行评估。当传输通过承载件部分10的光量明显减少时，承载件部分10的状态被评估为已经恶化。
在本发明的一个实施例中，光纤用作光学Fabry-Pérot类型的传感器。Fabry-Pérot干涉仪FPI包括在光纤的末端的两个反射面，或者两个平行的高度反射的分色镜。当它撞击到镜时，一部分光通过，一部分光被反射回来。在镜后，通过去的光例如传输通过空气，之后它从第二镜被反射回来。一些光在不同的材料中已经行进了更长的距离，这导致光的属性的变化。应变导致例如光的相位的变化。改变了属性的光与初始光干涉，之后该变化被分析。在光已经组合后，它们结束于电梯的状态监控装置的接收器中以及信号处理装置中。在该实施例中，纤维的应变以及因此承载件部分10的状态被评估。
在本发明的一个实施例中，包括布拉格光栅的光纤被使用，也就是，所谓的光纤布拉格光栅FBG方法被应用在绳索的状态监测中。周期性的光栅结构被制造在用于FBG传感器的单模光纤中，所述光栅结构反射回对应光栅的某一波长的光。当光被引导到光纤中时，对应光栅的波长的光被反射回来。当应变施加在光栅结构上时，光纤的折射率变化。折射率的变化影响被反射回的光的波长。通过监测波长变化，施加在光栅上的应变的变化可以被确定，从而承载件部分10的状态被确定。可以在相同光纤的侧面上具有数十或者数百个光栅。
在本发明的一个实施例中，基于布里渊(Brillouin)光谱测定法的分布式传感器光纤用作光纤。普通的单模光纤或者多模光纤可被用作传感器。光纤用作分布式传感器，其可以用作传感器，该传感器几百米长，整个长度进行测量并且如有必要对应数千的点式传感器。当光在光纤中传播时，光的反向散射连续发生。这可以通过监测某些反向散射波长的强度而被利用。布里渊散射在制造阶段出现在光纤中产生的非均一点中。通过观测初始光信号和散射光信号的波长，光纤的应变以及因此承载件部分10的状态被确定。
在应变测量中的温度影响可以通过尤其是利用参照光纤作为辅助手段而被消除，所述参照光纤安装得以使得由要测量的结构所引起的应变不会施加到它上面。
在本发明的一个实施例中，运行电缆的承载件部分10包括传导电力的部分，优选地例如在聚合物基质材料中的碳纤维增强件。状态监测配置包括在其固定点附近连接到承载件部分的第二末端的状态监控装置，所述监控装置因此是导电的。该配置进一步包括固定到承载件部分10的导电的优选金属的第一连接点的导体，所述导体还连接到状态监测装置。状态监测装置连接承载件部分10和导体并安置为在它们之间产生电压。状态监测装置进一步包括用于观察由承载件部分10和导体形成的电路的电性能的装置。这些装置可以包括例如传感器和处理器，其在当它们监测到电性能的变化时产生关于承载件部分10过度磨损的警报。要观察的电性能可以是例如上述电路的电阻或者电容的变化。当增强件的状态恶化时以及当承载件部分的应变增大时，包括加强纤维，更特别地碳纤维增强件，的承载件部分10的电性能变化。
结构上，运行电缆的上述承载件部分10优选地为复合结构的，优选非金属的复合结构，其包括在聚合物基质材料中的加强纤维。加强纤维基本上均匀分布在基质材料中，所述基质材料围绕各个加强纤维并固定到其上。基质材料充填各个加强纤维之间的区域并作为无中断的固体粘合剂将基质材料内部的基本全部的加强纤维粘接到彼此。在此情形下，加强纤维之间的研磨运动和加强纤维和基质材料之间的运动被防止。化学粘接存在于各个加强纤维和基质材料之间，优选全部的加强纤维和基质材料之间，其优点之一是结构的凝聚性。为了加强化学粘接，由于加强纤维的表面处理所获得的胶料可以存在于加强纤维和基质材料之间，在该情形下，到纤维的上述粘接经由所述胶料形成。
加强纤维处于聚合物基质材料中的事实意味着，各个加强纤维以及可能的光纤在制造阶段通过基质材料例如树脂粘接到彼此。通过根据本发明的方法，在拉挤成型中，通过树脂润湿的增强件或者预浸处理的增强件被拉动通过作为模具的热喷嘴，在该模具中，物件接收其形状并且树脂硬化。在此情形下，在粘接到彼此的各个加强纤维之间具有树脂。因此，根据本发明，沿着绳索纵向粘接到彼此的大量的加强纤维分布在基质材料中，从而也均匀分布在运行电缆的承载件部分10中。加强纤维优选地基本均匀地分布在基质材料中以使得当在承载件部分10的横截面的方向观察时运行电缆的承载件部分10尽可能均匀。这样，加强件密度在运行电缆的承载件部分10中不会有大的变化。
加强纤维和可能的光纤以及基质材料一起形成无中断的承载件部分10，在所述承载件部分10内部，在当绳索弯曲时不会发生大的形状变形。运行电缆的承载件部分10的各个纤维主要由基质材料围绕，但是纤维之间的接触会在某些地方发生，例如因为在基质材料中存在气孔。但是，如果期望减小纤维之间的随机接触的发生，各个纤维可以在各个纤维粘接到彼此之前进行表面处理。在本发明中，运行电缆的承载件部分10的各个纤维可以包括围绕它们的基质材料的材料以使得基质材料直接抵靠着纤维，但是纤维的薄的表面处理材料，例如在制造阶段设置在纤维的表面上的底漆以便改善到基质材料的附着，可以位于其间。基质材料可以包括基础聚合物以及作为补充的用于优化基质材料的属性以及用于硬化基质材料的添加剂。基质材料优选地为非弹性体的。最优选的基质材料为环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂或者乙烯基酯。基质材料的弹性模量E优选地超过1.5GPa，更优选地超过2GPa，更优选地在2-10GPa的范围内，优选地在2.5-4GPa的范围内。
优选地，上述加强纤维是非金属的纤维，其具有高的比刚度，也就是弹性模量与密度的比率，以及高的比强度，也就是强度与密度的比率。优选地，受拉的运行电缆的承载件部分10的加强纤维的比强度超过500(MPa/g/cm3)，比刚度超过20(GPa/g/cm3)。优选地，上述加强纤维是碳纤维、玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维或者聚合物纤维例如聚乙烯纤维例如UHMWPE纤维、聚苯并恶唑纤维或者尼龙纤维，它们全部是比金属增强件更轻质的。运行电缆的承载件部分10的加强纤维包括这些中的一个，例如，仅包括碳纤维，或者可以是这些纤维的组合，例如碳纤维和聚苯并恶唑纤维，或者可以包括这些纤维的至少一个。最优选地，上述加强纤维是碳纤维或者聚苯并恶唑纤维，它们在受拉时具有良好的比刚度和比强度，同时经得起非常高的温度。这在电梯中是重要的，因为运行电缆的承载件部分10的差的耐热性可能是安全风险。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，随着技术的发展，本发明的基本构思可以以许多不同方式来实施。本发明及其实施例因此并不限于上面描述的例子，而是替代地，它们可以在本发明的范围内变化。

Claims (26)

1.一种电梯的运行电缆(T)，所述运行电缆包括保护包层(9)、用于在电梯轿厢(1)和电梯井(S)之间传输电能和数据的导体(7，8)、以及基本上运行电缆长度的一个或多个承载的承载件部分(10)，该承载件部分(10)用于在其第一末端固定运行电缆(T)到电梯轿厢(1)，并在其第二末端固定到电梯井(S)，其特征在于，所述承载件部分(10)是复合结构的，并包括在聚合物基质材料中的玻璃加强纤维和/或碳加强纤维和/或聚苯并恶唑加强纤维和/或聚乙烯加强纤维和/或尼龙加强纤维。
2.根据权利要求1所述的运行电缆(T)，其特征在于，所述电梯是客运电梯和/或货运电梯，所述尼龙加强纤维为聚芳族酰胺加强纤维。
3.根据权利要求1所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)的横截面基本上是二次曲线形状的或者矩形形状的，在为矩形形状的情形下该横截面的宽度大于厚度。
4.根据权利要求1所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)的聚合物基质材料是非弹性体的，基质材料的弹性模量至少1.5GPa。
5.根据权利要求1所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)的加强纤维的密度小于4000kg/m3和/或上述加强纤维的抗张强度超过1500N/mm2。
6.根据权利要求1所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)的加强纤维是碳纤维、玻璃纤维、或者聚合物纤维、或者包括上述纤维的至少一个或多个。
7.根据权利要求6所述的运行电缆(T)，其特征在于，所述聚合物纤维为聚芳基酰胺纤维。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)的加强纤维是基本在承载件部分(10)的纵向上单向的加强件和/或围绕所述承载件部分(10)缠绕。
9.根据权利要求1-7中的任一项所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)包括一个或多个光纤(O)，或光纤束，其布置在所述承载件部分(10)的复合结构内部或者大致在该复合结构的表面附近。
10.根据权利要求1-7中的任一项所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)包括一个或多个光纤(O)，或光纤束，所述光纤或者光纤束大致从运行电缆(T)的第一末端进入所述复合结构内部，并大致从运行电缆(T)的第二末端出来，或者在所述承载件部分(10)内形成一个或多个弯转，并大致从所述运行电缆(T)的第一末端或者从第二末端从所述复合结构出来。
11.根据权利要求1-7中的任一项所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)包括光纤(O)和/或光纤束，所述光纤(O)和/或光纤束包括Fabry-Pérot类型的传感器光纤，用于所述承载件部分(10)的状态监测。
12.根据权利要求1-7中的任一项所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)包括光纤(O)和/或光纤束，所述光纤(O)和/或光纤束包括具有布拉格栅格结构的传感器光纤，用于所述承载件部分(10)的状态监测。
13.根据权利要求1-7中的任一项所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)包括光纤(O)和/或光纤束，所述光纤(O)和/或光纤束包括用作布里渊分布式光纤传感器的传感器光纤，用于所述承载件部分(10)的状态监测。
14.根据权利要求1-7中的任一项所述的运行电缆(T)，其特征在于，上述承载件部分(10)包括光纤(O)和/或光纤束，所述光纤(O)和/或光纤束包括传感器光纤，在该传感器光纤中，光脉冲的传输时间被测量，用于所述承载件部分(10)的状态监测。
15.根据权利要求1所述的运行电缆(T)，其特征在于，前述的承载件部分(10)包括一个或多个光纤(O)，和/或光纤束，用于数据传送。
16.根据权利要求1所述的运行电缆(T)，其特征在于，前述的承载件部分(10)包括一个或多个光纤和/或光纤束，该一个或多个光纤和/或光纤束沿着所述运行电缆的纵向被胶粘或者层合到所述运行电缆的承载件部分。
17.根据权利要求1所述的运行电缆(T)，其特征在于，前述的承载件部分(10)包括一个或多个光纤和/或光纤束，该一个或多个光纤和/或光纤束沿着所述运行电缆的纵向被胶粘或者层合到所述运行电缆的承载件部分的表面或者表面附近。
18.一种电梯，包括：
电梯轿厢(1)，
配重(2)，
一个或者多个悬挂绳索(3)，该悬挂绳索(3)包括承载的复合材料部分，所述复合材料部分包括在聚合物基质中的加强纤维，并且所述悬挂绳索(3)连接上述电梯轿厢(1)和配重(2)到彼此，和
用于使电梯轿厢(1)和/或配重(2)运动的装置(M，6，3)，该装置包括提升机(M)，所述提升机包括用于使悬挂绳索(3)运动的装置，该装置包括旋转设备和要被旋转的牵引装置(6)，
其特征在于，所述电梯包括根据权利要求1-15之一所述的运行电缆(T)，用于在电梯轿厢(1)和电梯井(S)之间传递电能和数据。
19.根据前述权利要求18所述的电梯，其特征在于，所述电梯是客运电梯和/或货运电梯。
20.根据前述权利要求18-19之一所述的电梯，其特征在于，运行电缆(T)的承载件部分(10)包括光纤和/或光纤束，其包括多个光纤，以及所述电梯包括用于监测运行电缆(T)的上述承载件部分(10)的状态的装置，以及所述装置监测在承载件部分(10)的上述光纤(O)和/或光纤束的光学性质中已经发生的变化。
21.根据前述权利要求20所述的电梯，其特征在于，所述光学性质中已经发生的变化为光脉冲的传输时间的变化，光谱的变化，光信号的相位或者波长的变化。
22.根据前述权利要求18-19之一所述的电梯，其特征在于，运行电缆(T)的承载件部分(10)包括用于监测运行电缆(T)的上述承载件部分(10)的状态的装置，并且所述装置监测在所述承载件部分(10)的电性能方面已经发生的变化。
23.根据前述权利要求22所述的电梯，其特征在于，所述电性能方面已经发生的变化为电阻或者电容的变化。
24.根据权利要求18所述的电梯，其特征在于，所述运行电缆(T)的承载的复合材料部分包括一个或多个光纤和/或具有一个或多个光纤的光纤束，用于数据传送。
25.根据权利要求18所述的电梯，其特征在于，所述运行电缆(T)的承载的复合材料部分包括一个或多个光纤和/或具有若干光纤的光纤束，该一个或多个光纤和/或光纤束沿着所述运行电缆的纵向被胶粘或者层合到所述运行电缆的承载的复合材料部分。
26.根据权利要求18所述的电梯，其特征在于，所述运行电缆(T)的承载的复合材料部分包括一个或多个光纤和/或具有若干光纤的光纤束，该一个或多个光纤和/或光纤束沿着所述运行电缆的纵向被胶粘或者层合到所述运行电缆的承载的复合材料部分的表面或者表面附近。
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