DE10240988B4

DE10240988B4 - Aufzugsanlage mit einer aus Riemen und Scheiben bestehenden Antriebsübertragungsanordnung

Info

Publication number: DE10240988B4
Application number: DE10240988.9A
Authority: DE
Inventors: Hubert Göser; André Kucharczyk; Thomas Winkler
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: EP1396458A2; ES2344104T3; ATE464266T1; DE10240988A1; EP1396458B1; DE50312606D1; EP1396458A3

Abstract

Aufzugsanlage (2) mit einer aus Flachriemen (8) und Scheiben (10, 10a, 10b; 12a, 12b, 12c) bestehenden Antriebsübertragungsanordnung, wobei der als Meterware in beliebiger Länge hergestellte Flachriemen (8) aus einem elastomeren Material (18) besteht und mit Zugträgern (20a, 20b) verstärkt ist, wobei die Scheiben (10, 10a, 10b; 12a, 12b, 12c) Rillenscheiben/Flachscheiben sind und als Antriebsscheiben/Umlenkscheiben dienen, und wobei der Flachriemen (8) auf mindestens einer seiner Seiten, das heißt auf Unterseite (8a) und/oder Oberseite (8b), mit Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) versehen ist, die jeweils einen keilförmigen Querschnitt und geradlinige Flanken aufweisen, wobei die auf mindestens einer der beiden Seiten (8a, 8b) des Flachriemens (8) befindlichen Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) jeweils eine plane Auflagefläche (22a) aufweisen, wobei die planen Auflageflächen (22a) zu glatten Scheiben (10, 10a, 10b; 12a, 12b, 12c) und die zwischen den Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) befindlichen Nuten (24a) zu den Rillen von gerillten Scheiben (10, 10a, 10b; 12a, 12b, 12c) korrespondieren, und wobei die Summe der Breiten (a) der Auflageflächen (22a) der einzelnen Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) mindestens gleich der Hälfte der Gesamtbreite (b) des Flachriemens (8) ist, wobei zwischen Riemenoberfläche und Scheibenoberfläche sich parallel zur Richtung der Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) erstreckende Hohlräume vorhanden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufzugsanlage mit einer aus Riemen und Scheiben bestehenden Antriebsübertragungsanordnung, wobei der als Meterware in beliebiger Länge hergestellte Riemen aus einem elastomeren Material besteht und mit Zugträgern verstärkt ist.
Dabei soll über diverse Umlenk- und Antriebs-Scheiben mit Hilfe eines Riemens eine Verbindung zwischen Hebelast und Gegengewicht hergestellt und Lasten gehoben und gesenkt werden.
Stand der Technik
In der Aufzugstechnik ist außer der Verwendung von Seilen auch die Verwendung von Flachriemen (Glattriemen) bekannt.
Mit Glattriemen kann nur im begrenzten Maße Kraft übertragen werden. Auch ist bei Glattriemen eine seitliche Führung unumgänglich. Zwar ist bei Glattriemen in Verbindung mit balligen Scheiben ein gewisser Selbstzentrierungseffekt gegeben. In der Aufzugstechnik kann jedoch aus Sicherheitsgründen auf den Einsatz von Bordscheiben bei der Verwendung von Glattriemen nicht gänzlich verzichtet werden.
Keilrippenriemen sind bisher nur als endlose, umlaufende Antriebselemente in einer Länge von maximal 5 bis 7 Metern bekannt. Solche Riemen können in der Aufzugstechnik nicht als Zugelemente verwendet werden, denn 5 bis 7 m wären für einen Aufzugsriemen zu kurz, weil das nur ca. 2 m Aufzugshubhöhe bedeuten würde.
In EP 1 561 720 A2 ist eine Aufzugsanlage offenbart. Die Aufzugsanlage umfasst einen Keilrippenriemen und Scheiben, die eine Antriebsübertragungsanordnung bilden. Der Keilrippenriemen ist aus einem elastomeren Material als Meterware gefertigt und ist mit Zugträgern verstärkt. Die Scheiben sind Rillen- oder Flachscheiben und dienen als Antriebsscheiben oder Umlenkscheiben. Der Keilrippenriemen hat auf einer Seite Längsrippen. Die Längsrippen sind im Querschnitt keilförmig und weisen gerade Flanken auf.
Aus EP 1 061 172 A2 ist eine Aufzugsanlage bekannt, die eine von einem Zwillingsseil und mehreren Scheiben gebildete Antriebsübertragungsanordnung aufweist. Das Zwillingsseil umfasst zwei in entgegengesetzten Drehrichtungen verseilte Seile und einen aus einem elastisch verformbaren Material gebildeten Seilmantel. Die Scheiben sind Rillenscheiben und dienen als Antriebsscheiben und Umlenkscheiben.
Ein weiteres Beispiel für eine Aufzugsanlage ist aus US 6 401 871 B2 bekannt. Die Aufzugsanlage hat eine Antriebsübertragungsanordnung, die aus einem Glattriemen und Scheiben besteht. Der Glattriemen ist als Meterware gefertigt, besteht aus einem elastomeren Material und ist mit Zugträgern verstärkt. Die Scheiben sind Flach- oder Rillenscheiben und dienen als Antriebsscheiben oder Umlenkscheiben.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für eine Aufzugsanlage eine aus Riemen und Scheiben bestehende Antriebsübertragungsanordnung zu schaffen, bei der – verglichen mit Glattriemen – eine größere Kraftübertragung und verbesserte Laufeigenschaften erreicht werden.
Lösung und Vorteile
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
In Verbindung mit entsprechenden (Rillen-)Scheiben ist auch bei der in der Aufzugstechnik gegebenen komplizierten Umlenkgeometrie stets eine zuverlässige Führung gewährleistet.
Vorversuche haben gezeigt, dass mit der erfindungsgemäßen Flachrippenriemen/Rillenscheiben-Kombination – verglichen mit bisher in der Aufzugstechnik vorgesehenen glatten Flachriemen – eine um bis zu 80% höhere Kraftübertragung realisiert werden kann.
Bei der Auswahl der geometrischen Verhältnisse haben sich die folgenden Dimensionierungen und Relationen als besonders geeignet erwiesen:

1.) Die Summe Σ der Auflagebreiten a, insbesondere auf der Antriebsseite des Riemens, sollte mindestens die Hälfte der Gesamtbreite b des Riemens betragen;
2.) Das Verhältnis der Dicke c des ungerippten Riemenkernbereichs zur Dicke d des Gesamtriemens sollte für beidseitig gerippte Riemen im Bereich 1:1,5 bis 1:10 und für einseitig gerippte Riemen im Bereich 1:1,5 bis 1:5 liegen;
3.) Der Flankenwinkel α der Rippen sollte zwischen 30° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°, sein.

Bei Leistungsmessungen hat sich herausgestellt: Je spitzer der Winkel desto mehr Leistung kann übertragen werden. Um eine gute seitliche Abstützung zu gewährleisten, sollte die Abstützfläche möglichst groß und möglichst steil sein.
Bei der Ausgestaltung des Riemens ist man nicht an ein beidseitig gleichartiges Profil gebunden. Es können durchaus unterschiedliche geometrische Ausführungen der Rippen auf Innen- und Außenseite realisiert werden. Außerdem ist eine Kombination: Rippenprofil mit Glattprofil denkbar, wobei eine Seite ein Keilrippenprofil und die andere Seite ein glattes Profil aufweist.
Der erfindungsgemäß beidseitig mit Längsrippen versehene Flachriemen kann auch über glatte Scheiben laufen. Für diesen Fall ist der Riemen so ausgebildet, dass durch plane Stirnflächen auf den Riemenrippen eine ausreichend große Auflagefläche zwischen Riemen und Scheibe vorhanden ist. Die seitliche Führung erfolgt dann mittels Bordscheiben oder über weitere mit Rillen versehene Scheiben. Wegen der besseren Traktion erfolgt der Antrieb in jedem Fall über eine Rillenscheibe.
Die auf dem Riemen befindlichen Rippen können spitz sein oder in einem kleinen Radius auslaufen.
Auch sind unterschiedliche Materialeigenschaften innen und außen denkbar (Härte, Reibbeiwert, Festigkeit usw.). In jedem Fall weist das auf der Antriebsseite befindliche Material gute Traktion und Abriebfestigkeit auf.
Vorzugsweise wird der Riemen in Form von Meterware mit abgeflachtem Keilkopf hergestellt.
Zeichnungen
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Riemen/Scheiben-Anordnung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
1 den Prinzipaufbau einer Aufzugsanlage;
2 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flachrippenriemens;
3 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flachrippenriemens;
4 ausschnittsweise einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Flachrippenriemen mit Angabe geometrischer Details; und
5a bis 5d verschiedene Keilrippenriemen im Zusammenwirken mit unterschiedlichen Riemenscheiben.
Beschreibung
Der in 1 dargestellte Prinzipaufbau einer Aufzugsanlage 2 umfasst im wesentlichen eine Aufzugskabine 4 und ein Gegengewicht 6, die beide durch ein Zug- bzw. Tragmittel 8 über ortsfeste 10a, 10b und an den beweglichen Aufzugsteilen befestigten Scheiben 12a, 12b, 12c miteinander verbunden sind.
Das Zug- bzw. Tragmittel 8 ist kein endlos geschlossener Riemen, sondern das Tragmittel 8 weist zwei Enden 9a, 9b auf, die jeweils mit Hilfe einer Klemmbefestigung 11a, 11b ortsfest angebracht sind.
Eine 10a der beiden ortsfesten Scheiben 10a, 10b ist motorisch angetrieben (Motor M). Bei Linksdrehung der vom Motor M betriebenen Scheibe 10a senkt sich die Kabine 4, während gleichzeitig das Gegengewicht 6 angehoben wird. Bei Rechtsdrehung der motorbetriebenen Scheibe 10a wird die Kabine 4 angehoben und das Gegengewicht 6 senkt sich.
Erfindungsgemäß ist das verwendete Zug- bzw. Tragmittel 8 ein mit Längsrippen versehener Flachriemen, ein sogenannter Keilrippenriemen, und die zugeordneten Scheiben 10; 10a, ...; 12a, ... sind vorzugsweise Rillenscheiben. Wegen der komplizierten Umlenkung des Riemens 8 kommen die Riemen-Seiten 8a, 8b mit verschiedenen Scheiben 10; 10a: 19b; 12a, ... in Kontakt. Erfindungsgemäß ist der Flachriemen 8 mindestens an einer 8a und/oder 8b seiner beiden Seiten 8a, 8b mit Längsrippen 14a, ...; 16a, ... (2, 3 und 4) versehen. Wegen der wechselseitigen Umschlingung von diversen Scheiben 10; 10a, 10b; 12a, ... erfolgt somit zumindest an einigen der Scheiben 10; 10a, 10b; 12a, ... eine Führung des Riemens 8 mit Hilfe von Rippen 14a ... und/oder 16a, .... Auf Bordscheiben 26a, 26b (5b/5c) kann deshalb auch bei kompliziertester Umlenkung verzichtet werden.
Die erfindungsgemäßen Riemen 8 bestehen aus elastomerem Material 18 und sind mit Zugträgern 20a, 20b, ... verstärkt.
Wie aus einem Vergleich der 2 und 3 ersichtlich ist, können beide Riemenseiten 8a, 8b gleichartig (2) oder ungleichartig (3) ausgebildet sein.
Den Riemenseiten 8a, 8b sind jeweils Rillenscheiben 10; 10a, 10b; 12a, ... zugeordnet, wobei die Geometrie der Scheiben-Rillen auf die Geometrie der diesbezüglichen Riemenrippen 14a, ...; 16a, ... und der Geometrie der zwischen den Riemenrippen 14a, ...; 16a, ... befindlichen Nuten 24a, ... abgestimmt ist.
Weisen beide Riemenseiten 8a, 8b unterschiedliche Geometrien (3) auf, so sind auch die den Riemenseiten 8a, 8b jeweils zugeordneten Rillenscheiben 10; 10a, 10b; 12a, ... entsprechend unterschiedlich strukturiert.
Weisen die auf einer Riemenseite 8a und/oder 8b befindlichen Rippen 14a, ...; 16a, ... jeweils plane Oberflächen (Auflageflächen 22a, ...) auf, so können die mit dieser Riemenseite 8a und/oder 8b in Eingriff stehenden Scheiben 10; 10b; 12a, ... auch glatt sein (5b).
Bei Verwendung von Rillenscheiben brauchen die Riemenrippen 14a, ...; 16a, ... keine Auflageflächen 22a, ... aufzuweisen sondern können spitz zulaufen oder in einem kleinen Radius auslaufen.
4 gibt nähere Angaben über eine optimale Gestaltung der Rillengeometrie. Vorzugsweise ist die Summe der Breiten a der Auflageflächen 22a, ... der einzelnen Rippen 14a, ... bzw. 16a, ... mindestens gleich der Hälfte der Gesamtbreite b des Riemens 8. Außerdem ist das Verhältnis der Dicke c des Riemenkerns zur Dicke d des Gesamtriemens 8 vorzugsweise 1:1,5 bis 1:10. Der Flankenwinkel α der Rippen 14a, ... bzw. 16a, ... liegt zwischen 30° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°.
Aus 5a bis 5d ist das Zusammenwirken von verschiedenen Keilrippenriemen 8 mit unterschiedlichen Scheiben 10 zu ersehen.
Gemäß 5a sind Riemenoberfläche und Scheibenoberfläche zueinander kongruent, d. h. der Riemen 8 passt sich exakt der Scheibenoberfläche an.
Da die Rippen 14 von sämtlichen in den 5a bis 5d dargestellten Riemen 8 abgeplattete Stirnflächen 22 aufweisen, können diese Riemen 8 auch auf glatten Scheiben 10 ablaufen (5b). Selbstverständlich können einseitig glatte Keilrippenriemen 8 (siehe z. B. 5b, 5c und 5d) mit ihrer glatten Seite auch auf glatten Scheiben 10 laufen. Zur Erzeugung eines seitlichen Halts weisen die in 5b und 5c dargestellten glatten Scheiben 10 Bordkanten 26a, 26b auf. Die in 5d dargestellte glatte Scheibe 10 ist ballig ausgebildet. Beim Ablaufen auf der balligen Scheibenoberfläche wölbt sich der Riemen 8.
Bezugszeichenliste

2: Aufzugsanlage
4: Aufzugskabine
6: Gegengewicht
8: Flachriemen
8a, 8b: Seiten des Riemens
8a: Antriebsseite des Riemens
9a, 9b: Enden des Tragmittels 8
10: (Riemen-)Scheibe
10a, 10b: ortsfeste Scheibe(n), Rillenscheibe(n)
11a, 11b: Klemmbefestigung des Tragmittels 8
12a, 12b, 12c: an den beweglichen Aufzugsteilen befestigte Scheibe(n), Rillenscheibe(n)
14; 14a, 14b, ...: Rippen
16a, 16b, ...: Rippen
18: elastomeres Material
20a, 20b, ...: Zugträger
22; 22a, ...: Auflagefläche(n) der einzelnen Rippen, Stirnflache(n)
24a, ...: Nuten zwischen den Rippen
26a, 26b: Bordscheibe(n), Bordkante(n)
a: Auflagebreite einer einzelnen Rippe
b: Gesamtbreite des Riemens
c: Dicke des gerippten Riemenbereichs
d: Dicke des Gesamtriemens
α: Flankenwinkel der einzelnen Rippen

Claims

Aufzugsanlage (2) mit einer aus Flachriemen (8) und Scheiben (10, 10a, 10b; 12a, 12b, 12c) bestehenden Antriebsübertragungsanordnung, wobei der als Meterware in beliebiger Länge hergestellte Flachriemen (8) aus einem elastomeren Material (18) besteht und mit Zugträgern (20a, 20b) verstärkt ist, wobei die Scheiben (10, 10a, 10b; 12a, 12b, 12c) Rillenscheiben/Flachscheiben sind und als Antriebsscheiben/Umlenkscheiben dienen, und wobei der Flachriemen (8) auf mindestens einer seiner Seiten, das heißt auf Unterseite (8a) und/oder Oberseite (8b), mit Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) versehen ist, die jeweils einen keilförmigen Querschnitt und geradlinige Flanken aufweisen, wobei die auf mindestens einer der beiden Seiten (8a, 8b) des Flachriemens (8) befindlichen Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) jeweils eine plane Auflagefläche (22a) aufweisen, wobei die planen Auflageflächen (22a) zu glatten Scheiben (10, 10a, 10b; 12a, 12b, 12c) und die zwischen den Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) befindlichen Nuten (24a) zu den Rillen von gerillten Scheiben (10, 10a, 10b; 12a, 12b, 12c) korrespondieren, und wobei die Summe der Breiten (a) der Auflageflächen (22a) der einzelnen Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) mindestens gleich der Hälfte der Gesamtbreite (b) des Flachriemens (8) ist, wobei zwischen Riemenoberfläche und Scheibenoberfläche sich parallel zur Richtung der Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) erstreckende Hohlräume vorhanden sind.
Aufzugsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines beidseitig (8a und 8b) mit Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) versehenen Flachriemens (8) die auf beiden Seiten (8a, 8b) befindlichen Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) geometrisch unterschiedlich ausgebildet sind, wobei die den unterschiedlichen Riemenseiten (8a, 8b) zugeordneten Rillenscheiben (10; 10a; 12a) jeweils zu den unterschiedlichen Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) entsprechend strukturierte Rillen aufweisen.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf mindestens einer der beiden Seiten (8a, 8b) des Flachriemens (8) befindlichen Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) spitz ausgebildet sind oder in einem kleinen Radius auslaufen.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsscheibe (10a) stets eine Rillenscheibe ist und dass die der Antriebsscheibe (10a) zugeordnete Seite (8a oder 8b) des Flachriemens (8) stets mit Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) versehen ist.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke (c) des ungerippten Flachriemenkerns zur Dicke (d) des Gesamtriemens (8) für beidseitig gerippte Riemen im Bereich 1:1,5 bis 1:10 und für einseitig gerippte Riemen im Bereich 1:1,5 bis 1:5 liegt, und dass der Flankenwinkel (a) der einzelnen Längsrippen (14, 14a, 14b; 16a, 16b) zwischen 30° und 90° liegt.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachriemen (8) auf seinen beiden Seiten (8a, 8b) unterschiedliche Materialeigenschaften aufweist.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der als Meterware hergestellte Flachriemen (8) einen abgeflachten Riemenkopf aufweist.