DE3912575C2

DE3912575C2 -

Info

Publication number: DE3912575C2
Application number: DE3912575A
Authority: DE
Inventors: Timo Hyvinkaeae Fi Vanhala
Original assignee: Kone Elevator GmbH
Current assignee: Kone Elevator GmbH
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1991-05-16
Also published as: FI881811A; FI881811A0; GB2217285B; FI84050C; AU616955B2; AU3306589A; US4936136A; DE3912575A1; CA1312391C; GB2217285A; GB8907439D0; FI84050B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen und Überwa chen des Schlupfes zwischen der Treibscheibe und den Tragseilen eines Aufzugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem der Schlupf zwischen der Treib scheibe und den Tragseilen gemessen wird. Der Aufzug weist die übliche Aufzugantriebsmaschine, den Schacht, den Fahr korb und ein Gegengewicht auf, die sich beide in dem Schacht bewegen. Die Sicherheit eines Treibscheibenaufzugs hängt unter anderem davon ab, ob die Reibung zwischen der Treibscheibe und den Tragseilen ausreichend ist. Es ist be kannt, daß die Reibung von vielen Faktoren abhängt und sich im Verlauf der Zeit ändert (Verschleiß der Seilrille, Ab nahme des Seildurchmessers, Änderungen in den Schmierungs bedingungen, Toleranzen im Zusammenhang mit Seilwechsel und Bearbeitung der Rillen usw.). Verringerte Reibung kann zu Gefahren führen, gleichgültig, ob die Sicherheitsausrüstung des Aufzugs so ausgelegt ist, daß sie bei der Abwärtsbewe gung oder sowohl bei der Abwärts- als auch bei der Auf wärtsbewegung funktioniert.

Aus der DD-PS 2 32 897 ist eine Vorrichtung zur Anzeige des Seilrutschens bei Schachtförderanlagen bekannt, bei welcher der Seilschlupf aus der Winkeldifferenz zwischen der Treibscheibe und einer Turmscheibe durch inkrementale Geber digital gemessen und bei Überschreiten eines Grenz wertes die Abschaltung der Schachtförderanlage bewirkt wird. Nachteilig ist dabei, daß diese Vorrichtung zwei Geber benö tigt, deren Signale getrennt ausgewertet werden müssen, um daraus den Schlupf an der Treibscheibe zu bestimmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zum Prüfen des Schlupfes zwischen der Treibscheibe und den Tragseilen eines Aufzugs zu schaffen, welches auf der Aus wertung des Signals nur eines einzigen Impulsgebers am Auf zugsantrieb beruht. Dies ist vorteilhaft, weil ein solcher Impulsgeber, z. B. zur Drehzahlmessung des Aufzugsmotors, im allgemeinen in einer Aufzugsanlage bereits vorhanden ist. Dabei soll das Verfahren Informationen darüber liefern, ob der Seilschlupf eine gefährliche Größenordnung erreicht hat. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ange geben.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Schlupf messung bei Probefahrten so durchgeführt wird, daß zwei Probefahrten unterschiedlicher Länge unternommen werden, einmal eine Kurzstrecke, die im wesentlichen nur Beschleu nigung und Verlangsamung des Aufzugs umfaßt, wobei der Be wegungsteil mit konstanter Geschwindigkeit minimal ist. Zum anderen wird eine erheblich längere Fahrt unternommen, bei der der Anteil mit konstanter Geschwindigkeit groß ist. Auf der Basis der von den Impulsvorrichtungen an den Rechner gelieferten Daten wird der Schlupf gemessen, der zwischen der Treibscheibe und den Tragseilen aufgetreten ist. Mit Hilfe des Rechners wird dann der relative Schlupf, das heißt das Verhältnis der Schlupfstrecke zur Antriebs strecke, welches in der einen Fahrt erhalten wurde, mit dem entsprechenden Verhältnis der anderen Fahrt verglichen.

Die Messung beruht vorzugsweise auf den Daten aus einem Zähler, in welchem die Impulse aus einem Impulsgeber gezählt werden, der die Drehbewegung des Aufzugsantriebs mißt. Ferner ist ein Impulsschalter vorgesehen, der die Ankunft des Fahrkorbes auf einem Stockwerksniveau überwacht, sowie eine Vorrichtung, beispielsweise eine Lastwiegevorrichtung, welche die Belastung im Fahrkorb mißt.

Die Schlupfmessung wird vorteilhaft durch Zählung der Impulse von einem Haltepunkt zu einem anderen durchgeführt, wobei die Impulse der Rückfahrt subtrahiert werden. Wenn der Fahrkorb sich nach Erreichen eines Zielstockwerks zurück bewegt, wird der Zählerstand entsprechend verringert. Wenn der Fahrkorb erneut das Ausgangsniveau erreicht hat, gibt der Zähler den Schlupf an, der während der Bewegung zum Ziel und zurück aufgetreten ist. Dieser Test wird mehrmals, sowohl für eine kurze als auch für eine lange Bewegungsentfernung, wiederholt.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 die Abhängigkeit des Seilschlupfes vom Seilkraft verhältnis;

Fig. 2a und 2b graphische Darstellungen des relativen Schlupfes für verschiedene Belastungsbedingungen der Seilkraft, das heißt bei Beschleunigung, Bewe gung mit konstanter Geschwindigkeit und Verlangsa mung;

Fig. 3a bis 3c Darstellungen einer einfacheren Aufzugauf hängung mit in verschiedenen Stellungen dargestell tem Fahrkorb und der Messung des Schlupfes;

Fig. 4a und 4b graphische Darstellungen der Änderung der Aufzuggeschwindigkeit gegenüber der zurückgelegten Strecke bei einer Kurzstrecken- und Langstrecken- Probefahrt;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Aufbaus eines herkömmlichen Treibscheibenaufzugs, bei dem das Verfahren gemäß der Erfindung anwendbar ist.

Die Kurven in Fig. 1 zeigen die Änderung im Ausmaß des Schlupfes S im Verhältnis zum Seilkraftverhältnis T. Das Seilkraftverhältnis bedeutet das Verhältnis der Kräfte, die auf Tragseile 3 wirken, welche zum Gegengewicht 2 und zum Fahrkorb 1 führen. Dies Verhältnis wird weiter unten noch mehr im einzelnen erläutert. Das Verhalten ähnelt dem eines Wechselstrommotors, bei dem der Schlupf zunächst linear zu nimmt, dann aber abrupt ansteigt, wenn das Drehmoment zu groß wird. Die Kurve in Fig. 1 wurde aus der Abhandlung von M. Molkow "Die Treibfähigkeit von gehärteten Treibscheiben mit Keilrillen" entnommen.

Der gesamte Schlupf S besteht aus der elastischen Längung S_e, dem Sitz S_r des Seils in der Rille und dem tatsächli chen Schlupf S_t. Wie Fig. 1 zeigt, steigt der Schlupf nach der linearen Phase steil an. Ein Aufzug sollte immer inner halb des linearen Teils der Kurven betrieben werden, das heißt, man sollte ihn nie in den Bereich starken Schlupfes gelangen lassen.

Beim Antrieb des Aufzugs wird nach drei Phasen unterschie den, nämlich der Beschleunigung, der Bewegung mit konstan ter Geschwindigkeit und der Verlangsamung. Das Seilkraft verhältnis ändert sich während der Bewegung wie folgt:

T = T₂ (g+a)/T₁ (g-a)

bei Beschleunigung
T_a = T_s * g_a
bei Verlangsamung	T_d = T_s * g_d
beim Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit	T_v = T_s * 1

wenn das statische Seilkraftverhältnis T_s = T₂/T₁ und die Beschleunigungsfaktoren g_a für die Beschleunigung und g_d für das Bremsen sind.

Der Beschleunigungsfaktor g_a oder g_d=(g+1)/(g-a) g=9,81 m/s², der Gravitationsbeschleunigungsfaktor, a=Beschleunigung oder Verlangsamung.

Wenn beispielsweise beim Aufwärtsfahren mit einem leeren Fahrkorb a=±0,9 m/s², g_a=1, 2 und g_d=0,83, so heißt das, die Beschleunigung verursacht 20% Schlupf. Wenn der Schlupf darüber hinaus ansteigt, funktioniert der Aufzug im nicht linearen Bereich und die sicheren Daten sind überschritten (Fig. 2b).

Die Reibung eines Treibscheibenaufzugs wird manuell mit einem einfachen Verfahren aufgrund eines Vergleiches von Meßergebnissen ermittelt. Das wird weiter unten anhand von Fig. 3a bis 3c erläutert. In diesen Figuren ist ein einfaches Aufhängungssystem für einen Aufzug gezeigt, bei dem ein Fahrkorb 1 und ein Gegengewicht 2 über Tragseile 3 miteinander verbunden sind, welche über eine Treibscheibe 4 und eine Umlenkscheibe 5 laufen. Bei Beginn des Versuchs wird ein Stück Band 6 an der Treibscheibe 4 und ein wei teres Stück Band 7 am Seil 3 befestigt (Fig. 3a), und zwar an der gleichen Stelle. Dann wird der Aufzug zu einem ande ren Stockwerk bewegt, so daß sich die Bandstücke an den in Fig. 3b gezeigten Stellen befinden, wenn der Aufzug anhält. Schließlich wird der Aufzug in die Ausgangsposition gemäß Fig. 3a zurückbewegt. Der bei der Bewegung erzeugte Schlupf dH kann nunmehr durch Messen der Entfernung zwischen den Bändern 6 und 7 festgestellt werden.

Der Versuch kann normalerweise mit einem leeren Fahrkorb durchgeführt werden, weil in diesem Fall das Seilkraftver hältnis in bezug auf den Seilschlupf am schlechtesten ist.

Man kann sich das Verfahren gemäß der Erfindung leicht vor stellen, wenn man zwei Schlupfmessungen, wie oben beschrie ben, durchführt. Eine dieser Messungen wird bei einer Kurz streckenfahrt und die andere bei einer Langstreckenfahrt vorgenommen. Die Schlupfwerte werden dann mit den Bewe gungsentfernungen verglichen. Der tatsächliche echte Schlupf bei einer kurzen Bewegungsstrecke besteht aus dem Schlupf, der während der Beschleunigung und/oder Verlang samung aufgetreten ist. In Fig. 4a entspricht das Intervall a₁-b₁ der Beschleunigungsphase der Bewegung, das Intervall b₁-c₁ der Phase konstanter Geschwindigkeit und das Inter vall c₁-d₁ der Verlangsamungs- oder Bremsphase. Bei einer längeren Probefahrt (Fig. 4b) bildet die Beschleunigungs phase a₂-b₂ einen kleineren Teil der Gesamtbewegungsstrecke a₂-d₂. Wenn nun festgestellt wird, daß der durchschnittli che Schlupfprozentsatz für die längere Bewegungsstrecke ge ringer ist als für die kürzere Bewegungsstrecke, ist dies ein Zeichen dafür, daß der Aufzug im Bereich tatsächlichen Schlupfes arbeitete. Wenn der Prozentsatz des Schlupfes für beide Bewegungsstrecken gleich ist, bedeutet dies, daß die Reibung stets ausreichend war.

Wenn der Schlupf auf elastischer Längung des Seils beruht, gleichen sich die Unterschiede in den Prozentsätzen des Schlupfes bei der Beschleunigung und Verlangsamung aus, und der Durchschnittswert entspricht dem prozentualen Schlupf bei Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit, so daß die Prozentsätze des Schlupfes für verschiedene Bewegungsstrec ken gleich sind.

Wird der Aufzug im Bereich nichtlinearen Schlupfes betrie ben und ist ein exakterer Wert des prozentualen Schlupfes erwünscht, dann wird der Schlupf für die kurze Strecke vom Schlupf für die lange Strecke subtrahiert. Der Unterschied zwischen diesen prozentualen Werten gibt das Ausmaß des echten Schlupfes wieder.

Nunmehr ergeben sich folgende Prozentsätze für den Schlupf:

für eine kurze Strecke S_s = dH_s/H_s * 100 (%)
für Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit S_v = (dH₁-dH_s)/(H₁-H_s) * 100 (%)

worin

S_s = prozentualer Schlupf bei kurzer Bewegungsstrecke
S_v = prozentualer Schlupf bei Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit
dH_s = Schlupfstrecke bei kurzer Bewegung
dH₁ = Schlupfstrecke bei einer längeren Bewegung
H_s = Antriebsstrecke bei einer kurzen Bewegung
H₁ = Antriebsstrecke bei einer längeren Bewegung.

Wenn S_s < als S_v, dann gibt es bei der Beschleunigung Schlupf. Die Genauigkeit der Ergebnisse kann durch mehrfa ches Wiederholen des Probelaufs verbessert werden.

Messungen haben gezeigt, daß der größte Teil des Schlupfes bei der Beschleunigung auftritt, insbesondere, wenn hohe Beschleunigungswerte benutzt werden. In solchen Fällen ist der Schlupf für eine Fahrt vom Ausgangsniveau zum Ziel und zurück im Größenordnungsbereich von mehr als 40 mm/30 m Hubhöhe, während der normale Schlupfwert unterhalb 25 mm/30 m Hubhöhe liegt (wobei ein Hinterschneidungswinkel der Seilrille von 102° und ein Umschlingungswinkel von 180° zwischen den Tragseilen und der Treibscheibe besteht).

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Verfahren wie folgt angewandt. Die Messung wird mit Hilfe eines Impulswandlers 8 durchgeführt, der die Um drehung der Antriebsmaschine überwacht, wobei ein Impuls schalter 9 die Ankunft des Fahrkorbs 1 am Stockwerksniveau verzeichnet und eine Vorrichtung vorgesehen ist, beispiels weise eine Lastwiegevorrichtung (die in den Zeichnungen nicht zu sehen ist), welche die Fahrkorblast mißt. Die ein zelnen Impulsschalter auf den verschiedenen Stockwerkshöhen liefern exakte Informationen, welche die Stellung des Fahr korbes anzeigen. Wenn ein leerer Fahrkorb vom Ausgangsni veau abfährt, löst der Impulsschalter 9 einen Zähler aus, welcher die Impulse zählt, die der die Umdrehungen des An triebsmotors überwachende Impulswandler 8 liefert. Wenn der Fahrkorb das Zielniveau erreicht, und mit der Rückwärtsbe wegung beginnt, beginnt der Zähler die Impulszählung zu verringern. Hat der Fahrkorb wieder das Ausgangsniveau er reicht, so gibt die Impulszählung im Zähler den Schlupf an, der während des Antriebs zum Ziel und zurück aufgetreten ist. Wenn man auf diese Weise eine kurze und eine lange Strecke zurücklegt, kann mit diesem Verfahren festgestellt werden, ob der Aufzug in einem sicheren Bereich der Seil/Treibscheiben-Reibung arbeitet. Wird der Antrieb wie derholt, beispielsweise fünfmal vor Ablesen des Zählers, so ist das Meßergebnis beträchtlich genauer.

Wenn exakte Daten über die Entfernungen zwischen den ein zelnen Stockwerkshöhen zur Verfügung stehen, kann die Mes sung immer dann vorgenommen werden, wenn der Fahrkorb 1 leer bewegt wird. Der Impulsschalter 9 löst den Zähler aus, und wenn der Fahrkorb in einem anderen Stockwerk stehen bleibt, hält der Impulszähler dieses Stockwerks den Zähler an. Dann wird die erhaltene Impulszählung mit der Entfer nung zwischen den fraglichen Stockwerken verglichen, wobei diese Entfernungsdaten in einem Speicher gespeichert sind. Der angezeigte Unterschied gibt den Schlupf wieder, der wäh rend dieser Bewegung aufgetreten ist. Auf diese Weise kann der Schlupf immer dann gemessen werden, wenn der Fahrkorb leer bewegt wird, und die Messung kann zwischen beliebigen zwei Stockwerken des Gebäudes erfolgen.

Der Zähler ist mit einem Rechner verbunden, welcher den Be trieb des Aufzugs steuert und überwacht. Der Rechner über wacht den relativen Schlupf während kurzer und langer Bewe gungsstrecken und gibt eine Warnung ab, wenn gefährliche Schlupfwerte beobachtet werden. Der Rechner kann dies ent weder automatisch oder über eine Prüfanordnung erledigen. Wie schon gesagt, kann die Überwachung auch dadurch erfol gen, daß die ursprünglichen Schlupfwerte mit den Meßwerten verglichen werden.

Claims

1. Verfahren zum Prüfen und Überwachen des Schlupfes zwischen Treibscheibe (4) und den Tragseilen (3) eines Aufzugs mit einem Gegengewicht (2) mit Hilfe eines Impulsgebers (8) am Antrieb und eines Impulszählers, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Schlupfes bei Probeläufen unterschiedlicher Länge, über eine kurze Bewegungsstrecke, die im wesentlichen nur Beschleunigung und Verzögerung des Aufzuges bei minimalem Anteil konstanter Geschwindigkeit umfaßt, und über eine erheblich längere Strecke mit großem Anteil konstanter Geschwindigkeit durchgeführt wird und daß bei Unterschieden der ermittelten, jeweils auf die zurückgelegte Wegstrecke bezogenen Werte ein gefährlicher Schlupf angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung während der Fahrt von einem Haltepunkt zu einem anderen erfolgt, wobei ein Impulsschalter (9) bei Abfahrt und Ankunft am jeweiligen Stockwerkniveau den Impulszähler steuert, und das Zählergebnis mit einer gespeicherten, dem Weg entspre chenden Impulszahl verglichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß der Schlupf durch Zählung der Impulse von einem Haltepunkt zu einem anderen und zurück erfolgt, wobei die Impulse der Rückfahrt subtrahiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfmessung mit leerem Fahrkorb (1) durchgeführt wird, wobei zur Feststellung der Leerfahrt im Fahrkorb eine Lastwiege vorrichtung vorgesehen ist.