DE69933107T2

DE69933107T2 - Bandkabel-verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE69933107T2
Application number: DE69933107T
Authority: DE
Inventors: J. Richard Southington ERICSON; J. Hugh Longmeadow O'DONNELL; O. Ary Farmington MELLO; R. Dale Berlin BARRETT
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2019-02-20
Also published as: DE69933107D1; ES2267249T3; EP1028911B1; WO1999043591A1; EP1028911A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Aufzugssysteme. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Abschlusselement für ein flexibles flaches Zugelement.
Hintergrund der Erfindung
Ein herkömmliches Traktions-Aufzugssystem weist eine Kabine, ein Gegengewicht, zwei oder mehr Seile (Zugelemente), die die Kabine und die Gegengewichte verbinden; Abschlusseelemente für jedes Ende der Seile an den Verbindungspunkten mit der Kabine und den Gegengewichten, eine Treibscheibe, um die Seile anzutreiben, und eine Maschine, um die Treibscheibe zu drehen, auf. Die Seile sind gewöhnlich aus gelegtem oder verdrilltem Stahldraht gebildet, die einfach und zuverlässig durch Mittel, wie zum Beispiel Kompressions-Abschlusseelemente und Hülsen-Abschlusseelemente, abgeschlossen sind.
Abschlusselemente vom Kompressionstyp für Stahlseile größerer Durchmesser (herkömmliche Stahl-Aufzugsseile) sind sehr effektiv und zuverlässig. Der Druckbereich, der auf solche Abschlusseelemente aufgebracht wird, ist ohne nachteilige Konsequenzen einigermaßen weit. Vorausgesetzt, der angelegte Druck ist irgendwo einigermaßen oberhalb des Grenzdruckes zum Festhalten der Seile, ist das Abschlusselement effektiv.
Mit einem Industrietrend hin zu Flachseilen, wobei solche Seile Litzen mit kleinen Querschnitten und Polymer-Mäntel aufweisen, ist es wesentlich kritischer, dieselben effektiv abzuschließen. Insbesondere kann sich der Polymer-Überzug sogar bis zu 50% seiner ursprünglichen Dicke Kriech-verformen, wenn er Druck unterworfen ist. Das Wissen aus dem Stand der Technik, das lehrt, einen Grenzwert zu überschreiten, ist nicht alles, was für flexible flache Zugelemente von Belang ist. Obergrenzen für die Kompressionskraft sind ebenfalls wichtig.
Da die gegenwärtige Kenntnis auf dem Fachgebiet der Zugelement-Abschlusselemente für flexible flache Zugelemente sowohl aufgrund des kleinen Litzendurchmessers als auch der Manteleigenschaften, die vorstehend erörtert wurden, weniger als komplett ist, hat das Fachgebiet ein Bedürfnis an einer Zugelement-Abschlussvorrichtung, die speziell Abschlusseelemente der flexiblen flachen Zugelemente optimiert, die gegenwärtig auf dem Gebiet aufkommen.
DD-A-115089 beschreibt eine Abschlussvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Beschreibung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Abschlussvorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt. Eine bevorzugte Abschlussvorrichtung weist eine Belastungsseiten-Platte, eine Schnittseiten-Platte und ein Basiselement auf, von dem ein Teil zwischen der Belastungsseiten-Platte und der Schnittseiten-Platte aufnehmbar ist und von dem ein Teil verdickt ist. Die Platten und das Basiselement haben eine ausreichende Breite, um ein flexibles flaches Zugelement einer ausgewählten Breite aufzunehmen, und können durch Befestigungselemente aneinander befestigt werden. In einem Zustand, in dem die Befestigungselemente gelöst sind, ist das Zugelement zwischen die Belastungsseiten-Platte und das Basiselement, in Richtung und um die Verdickung herum und zurück zwischen die Schnittseiten-Platte und das Basiselement einsetzbar, worauf ein Festziehen der Befestigungselemente signifikante Reibungskräfte an dem Zugelement erzeugt, um dasselbe festzuhalten, während Kompressions-Kräfte auf das Zugelement bewusst auf etwa 2 MPa auf der Belastungsseite der Vorrichtung und 5 MPa auf der Schnittseite der Vorrichtung begrenzt sind. Reibung wird durch Strukturieren der Oberflächen der Abschlussvorrichtung erhöht, mit denen das Zugelement Kontakt hat. Mit den angegebenen Kompressions-Kräften ist „Kriechen" minimiert, während das Abschlusselement eine ausreichende Haltekraft beibehält, um einen Sicherheitsfaktor (fos – factor of safety) von 12 bereitzustellen, um eine adäquate Festigkeit des Abschlusses beizubehalten.
Da Kriechen selbst bei MPa-Niveaus bei den angegebenen Grenzen möglich ist, beinhaltet die Erfindung wahlweise eine Struktur, die eine elastische Nachgiebigkeit derart bereitstellt, dass die Kompressions-Kraft auf das Zugelement in dem akzeptablen Bereich bleibt, selbst wenn es zu einem Kriechen kommt.
Das Abschlusselement der Erfindung umfasst ferner wahlweise eine Sperrvorrichtung, die an dem Schnittende des Zugelements anbringbar ist. In dem unwahrscheinlichen Fall des Rutschens des Zugelements durch die Abschlussvorrichtung wird die Sperrvorrichtung in die Abschlussvorrichtung gezogen und verhindert das Hindurchziehen des Zugelement-Schnittendes durch die Abschlussvorrichtung:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht eines Aufzugssystems;
2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Abschlussvorrichtung der Erfindung;
3 ist eine Vorderansicht eines Basiselements der Erfindung;
4 ist eine Seitenansicht eines Basiselements der Erfindung;
5 ist eine Draufsicht eines Basiselements der Erfindung;
6 ist eine Ansicht ähnlich zu 3, jedoch mit darin angebrachten Stehbolzen;
7 ist eine Vorderansicht einer Zusammendrück-Platte der Erfindung;
8 ist eine Seitenansicht einer Zusammendrück-Platte der Erfindung;
9 ist eine Vorderansicht der Erfindung in einem zusammengesetzten und verschraubten Zustand;
10 ist eine Seitenansicht der Erfindung in einem zusammengesetzten und verschraubten Zustand;
11 ist eine schematische Ansicht einer Mutter und eines Bolzens mit Bellevillescheiben darauf in einem nicht zusammengedrückten Zustand;
12 ist eine schematische Ansicht einer Mutter und eines Bolzens mit Bellevillescheiben darauf in einem zusammengedrückten Zustand;
13 ist eine schematische Ansicht eines alternativen Vorspann-Mittels der Erfindung;
14 ist eine schematische Ansicht der Abschlussvorrichtung der Erfindung, die Kraftrichtungen für die hierin gegebenen Berechnungen erläutert;
15 ist eine Perspektivansicht des Schwenk-Verbinders der Abschlussvorrichtung der Erfindung;
16 ist eine perspektivische, zusammengesetzte Ansicht der Sperrvorrichtung der Erfindung;
17 ist eine Perspektivansicht des Innenteils einer Seite der Sperrvorrichtung; und
18 ist eine Perspektivansicht des Innenteils einer zweiten Seite der Sperrvorrichtung.
19 ist eine Teil-Seitenansicht einer Antriebsscheibe und einer Mehrzahl von Flachseilen, die jeweils eine Mehrzahl von Litzen aufweisen.
20 ist eine Schnittansicht eines der Flachseile.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
Es wird auf 1 Bezug genommen. Dort kann man die relative Lage der Zugelement-Abschlussvorrichtung der Erfindung erkennen. Zur Klarheit ist das Aufzugssystem 12 mit einer Kabine 10, einem Gegengewicht 16, einem Traktions-Antrieb 18 und einer Maschine 20 gezeigt. Der Traktions-Antrieb 18 beinhaltet ein Zugelement 22, das Kabine 10 und Gegengewicht 16 verbindet, wobei das Element von einer Treibscheibe 24 angetrieben wird. Beide Enden des Zugelements 22, das heißt Kabinenende 26 und Gegengewichtsende 28, müssen abgeschlossen sein. Es ist dieser Abschlusspunkt für ein flexibles flaches Zugelement, mit dem die Erfindung befasst ist. Ein beispielhaftes Zugelement des Typs, der in dieser Anmeldung betrachtet wird, ist detaillierter in U.S. Anmelde-Nummer 09/031,108, die am 26 Februar 1998 unter dem Titel Tension Member for an Elevator eingereicht wurde, und der Continuation-In-Part-Anmeldung, die am 22 Dezember 1998 unter dem Titel Tension Member for an Elevator unter dem Anwaltsaktenzeichen 98-2143 eingereicht wurde, beschrieben, die beide durch Bezugnahme vollständig hierin einbezogen werden. Das dargestellte Aufzugssystem ist als Beispiel vorgesehen, um die Anordnung der Vorrichtung der Erfindung zu erläutern.
Es wird auf 2 Bezug genommen. Das Augenmerk wird auf die Abschlussvorrichtung gerichtet und in Kenntnis dessen, dass beide Enden 26 und 28 ähnlich abgeschlossen sein können, weist die Vorrichtung der Erfindung hauptsächlich ein Basiselement 30, um das sich ein flaches flexibles Zugelement geht (nicht gezeigt), eine Belastungsseiten-Platte 80 und eine Schnittseiten-Platte 96 auf. Weiter weist die Erfindung ein elastisches Kompressions-Subsystem und einen Schwenkverbinder auf, der weiter unten beschrieben wird.
Wir kommen zum Hauptteil der Erfindung zurück und richten die Aufmerksamkeit auf 2–5. Das Basiselement 30 beinhaltet ein verjüngtes Ende 32 sowohl zum einfachen Einsetzen eines Zugelements in dem lose zusammengesetzten Zustand der Vorrichtung als auch zusätzlich und wesentlich, um eine scharfe Kante zu vermeiden, die ansonsten eine Ermüdung in dem Zugelement fördern würde, wo das Element in die Abschlussvorrichtung 10 hineinführt. Die Verjüngung ist auf beiden Hauptoberflächen des Basiselements 30, i. e. einer Belastungsoberfläche 34 und einer Schnittoberfläche 36. Das Basiselement 30 beinhaltet ferner Kanäle 38 beziehungsweise 40. Die Kanäle 38 und 40 sind bemessen, um ein Zugelement mit einer Breite aufzunehmen, die vor-ausgewählt worden ist. In jedem Kanal sitzt ein Abschnitt des Zugelements ineinander, wenn die Abschlussvorrichtung zusammengebaut ist. Man kann jeden Kanal glatt lassen, und die Abschlussvorrichtung wird effektiv bleiben. Es ist jedoch bevorzugt, jeden Kanal und die Verdickungsoberfläche 42 zu strukturieren, und so den Reibungskoeffizienten aller Oberflächen des Basiselements 30 erhöhen, die das abgeschlossene Zugelement kontaktiert. Ein bevorzugtes Verfahren zum Strukturieren der Kanäle 38 und 40 und der Oberfläche 42 besteht im Sand-Strahlen. Man sollte jedoch erkennen, dass andere Verfahen, wie zum Beispiel maschinelles Bearbeiten, chemisches Ätzen etc. ebenfalls verwendet werden könnten.
Das Basiselement 30 beinhaltet ferner Verbindungsflügel 44 und 46 mit einer Mehrzahl von Befestigungselement-Spiellöcher 48 und, in einer bevorzugten Anordnung, einer Mehrzahl von Stehbolzen aufnehmenden Öffnungen 50. Die Anzahl an Löchern 48 hängt von der Länge des Basiselements 30 und dem zulässigen Druck auf das Zugelement ab. In der Ausführungsform der 3 und 4 sind vier Löcher 48 und drei Öffnungen 50 an jedem Flügel 44 und 46 vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Öffnungen 50 mit Gewinde versehen, um Stehbolzen 52 (6) aufzunehmen. Man sollte erkennen, dass sich Stehbolzen 52 nur zur Schnittseite 36 des Basiselements 30 hin erstrecken, wie in 6 gezeigt. Stehbolzen 52 ermöglichen das Aufbringen einer größeren Kompressions-Belastung auf Schnittseite 36 des Basiselements 30 verglichen mit der auf der Belastungsseite 34 des Basiselements 30 aufgebrachte Belastung, die durch Schrauben aufgebracht wird, die sich vollständig durch Vorrichtung 10 erstrecken. Mit anderen Worten: die Belastung, die auf den jeweiligen Seiten des Basiselements 30 (durch die nachstehend beschriebenen Platten) durch die Schrauben (die sich durch die Vorrichtung erstrecken) und Muttern aufgebracht ist, ist ungefähr gleich; Stehbolzen 52 ermöglichen, dass mehr Belastung auf der Schnittseite aufgebracht wird, wie es wünschenswert und nachfolgend weiter erläutert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Basiselement 30 (der Bereich, der zwischen den Platten begrenzt ist) etwa 9 bis etwa 12 Millimeter dick, um die darauf aufgebrachte Belastung auszuhalten.
Es wird auf 5 Bezug genommen. Die Oberfläche 42 ist als ein zurückgesetzter Bereich zwischen Schultern 54 und 56 veranschaulicht. Die Schultern sind vorzugsweise vorgesehen, um beim richtigen Aufnehmen eines Zugelements zu helfen, wenn das Abschlusselement zusammengebaut wird. Dies hilft sicherzustellen, dass die Last-tragenden Litzen des Zugelements keine signifikant ungleiche Führung erfahren. Eine signifikante Schulterhöhe ist nicht erforderlich, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Man hat herausgefunden, dass eine Höhe von etwa 1 Millimeter für jede Schulter adäquat funktioniert.
Ein letztes Merkmal des Basiselements 30 ist eine Zapfenaufnahme 58, die darin vorzugsweise eine Buchse 60 aufweist. Die Zapfenaufnahme 58 ist in der Verdickung 62 des Basiselements 30, jedoch von der Mittelachse der Verdickung 62 versetzt, angeordnet. Spezieller, und um Winkelspannung in dem Zugelement zu minimieren, ist die Aufnahme 58 zur Belastungsseite 34 des Basiselements 30 hin versetzt und angeordnet, um zentriert mit einem Zugelement ausgerichtet zu sein, das mit dem Abschlusselement zusammengebaut ist. Durch derartiges Anordnen der Aufnahme und folglich des Schwenkpunktes in dem System, ist die daran hängende Belastung mit der Belastungsseite des Zugelements ausgerichtet, das mit der Abschlussvorrichtung der Erfindung in Eingriff steht.
Das Basiselement 30 ist wichtig für die Funktionalität der Abschlussvorrichtung der Erfindung, hauptsächlich weil es drei unterschiedliche Reibungszonen und eine glatte gekrümmte Oberfläche für das Zugelement bereitstellt. Die Kombination reduziert die Kompressions-Kraft, die erforderlich ist, um ein Rutschen des Zugelements zu verhindern, was insbesondere hilfreich ist, wo flexible flache Zugelemente mit Polymer-Mänteln verwendet werden. Ein Reduzieren der Kompressions-Kraft, die andernfalls erforderlich wäre, vermindert Kriechen und reduziert Spannung in dem Zugelement. Dies ist erwünscht, da es die Anzahl der Neu-Beseilungen reduzieren kann, die während der Lebensdauer des Aufzugs ausgeführt werden.
Bis jetzt ist nur das Basiselement 30 beschrieben worden, und es ist für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das Basiselement allein das Zugelement nicht hält. Daher wird auf 7 und 8 Bezug genommen, in denen die Belastungsseiten- und Schnittseiten-Platten 80 beziehungsweise 96 beschrieben sind. Man sollte erkennen, dass Platte 80 und Platte 96 in einer bevorzugten Ausführungsform identisch und nur mit unterschiedlichen Bezugszeichen versehen sind, um jede Seite der Abschlussvorrichtung (die seitenabhängig ist) zu unterscheiden, und nicht, um irgend einen Unterschied zwischen den Platten selbst anzudeuten.
Die Platten 80 und 96 sind am oberen Längsende 82 und unteren Längsende 84 gekrümmt. Das Maß der Krümmung ist gewählt, um am Ende 82 Ermüdung des Zugelements an dem Punkt zu reduzieren, an dem es in die Abschlussvorrichtung hineinkommt. Die Krümmung bei 82 spiegelt vorzugsweise das verjüngte Ende 32 des Basiselements 30 wieder. Das untere Ende 84 ist gekrümmt, um den Übergang von dem Kompressions-Teil des Basiselements 30 zur Verdickung 62 anzupassen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Krümmungen bei 82 und 84 sowie die in der gegenüberliegenden Platte 96 identisch, so dass die Platten 80 und 96 austauschbar und in beiden Richtungen orientierbar sind. Dies erleichtert den Zusammenbau der Abschlussvorrichtung.
Auf der konvexen Seite 86 jeder Platte 80 und 96 (man sollte erkennen, dass die Unter-Bezugszeichen, die verwendet werden, um Merkmale jeder Platte zu beschreiben, identisch sind, weil die Merkmale identisch sind und keine Unterscheidung hinsichtlich der Seite der Abschlussvorrichtung erforderlich ist) ist ein Bereich 88 vorgesehen, in dem eine strukturierte Oberfläche erwünscht ist. Die Strukturierung kann von jedem Typ sein, der den Reibungskoeffizienten erhöht, ohne signifikant schädlich für den Mantel des Zugelements zu sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Sandstrahlen des Bereichs angezeigt. Man sollte jedoch erkennen, dass der Bereich strukturiert werden kann durch maschinelles Bearbeiten, chemisches Ätzen, Rändeln etc., wenn gewünscht oder sonstwie angezeigt. Ein bevorzugter Wertebereich der Reibung für die Vorrichtung der Erfindung ist etwa 0,15 bis etwa 0,5. Bereich 88 ist in 8 unterbrochenen Linien dargestellt.
Durch die Strukturierungs-Prozesse, und besonders den Sandstrahl-Prozess, kann die Abschlussvorrichtung anfälliger für Korrosion werden. Man hat festgestellt, dass man einen Zinkgelb-Überzug vorteilhaft verwenden kann, um solche Korrosion zu vermeiden oder zu verhindern. Alternativ kann Edelstahlmaterial oder Aluminiummaterial für die Vorrichtung der Erfindung verwendet werden.
Den Bereich 88 begrenzend gibt es an jeder Längsseite eine Mehrzahl von Spiellöchern 90. In einer bevorzugten Ausführungsform sind sieben Löcher 90 an jeder Seite des Bereichs 88 vorgesehen. Die Löcher 90 erlauben durch ein Durchführen von Schrauben und auch von den Bezug auf 6 beschriebenen Stehbolzen 52 das Zusammenbauen der Vorrichtung 10. Obwohl angegeben worden ist, dass Platten 80 und 96 vorzugsweise austauschbar sind, ist es möglich, Löcher auf der Belastungsseiten-Platte 80 wegzulassen, die Stehbolzen 52 entsprechen, die nur von der Schnittseite 36 von Basiselement 30 ausgehen. Die Löcher, die weggelassen werden können, können durch Bezugnahme auf 9 ermittelt werden, in der Schraube 100 als sich durch den gesamten Zusammenbau er streckend, und Stehbolzen 52, die sich nur durch eine Seite davon erstrecken veranschaulicht sind und so Spiellöcher 90 nur in der Schnittseiten-Platte erforderlich sind.
Es wird auf 9 und 10 Bezug genommen. Die Vorrichtung 10 ist in dem zusammengebauten Zustand veranschaulicht, wobei Schraube 100 und Stehbolzen 52 richtig verschraubt. Das angewandte Drehmoment ist weiter unten beschrieben, es ist jedoch durch den erlaubten Druck auf das Zugelement vorgegeben, der etwa 2 MPa auf der Belastungsseite und etwa 5 MPa auf der Schnittseite der Abschlussvorrichtung 10 beträgt.
Vorzugsweise ist eine Vorspann-Anordnung in der Anordnung der Vorrichtung 10 enthalten; insbesondere ist es wünschenswert, ein mögliches Kriechen des Zugelements zu verhindern und daher Mittel vorzusehen, um die vorgeschriebene Normalkraft auf das Zugelement beizubehalten, selbst wenn es durch den Einfluss von Kriechen in der Dicke reduziert ist. Eine derartige Anordnung ist in 11 und 12 veranschaulicht. In 11 ist die Vorspannanordnung eines Stapels von Belleville-Scheiben 102 in dem unkomprimierten Zustand veranschaulicht. 12 veranschaulicht andererseits denselben Stapel von Scheiben 102 nach Verschrauben der Schrauben 100. Verringert sich schließlich das Volumen von Material, das zwischen einem Schraubenkopf 194 und einer Mutter 106 (9) gebunden ist, nach Verschrauben infolge Kriechens des Zugelements, expandieren die Schrauben 102 und behalten den Druck auf das Zugelement bei. Der Normaldruck auf das Zugelement wird folglich beibehalten. Durch die Erfindung wird der zusätzliche Vorteil einfacher visueller Prüfung für Kriechen realisiert, da ein erneutes Anziehen erforderlich ist, wenn die Scheiben eine beabstandete Erscheinung zeigen, wie das in 11. Belleville-Scheiben sind dem Fachgebiet bekannt und benötigen keine nähere Erklärung. Andere Vorspann-Mittel sind ebenfalls mit der Vorrichtung der Erfindung verwendbar, wobei das Verbindungs-Konzept derart ist, dass die vorbestimmte Normalkraft auf das Zugelement beibehalten wird. Ein alternatives Vorspann-Mittel ist ein gewelltes Fe dermetall-Blech 100, das am oberen Ende der Schnittseiten-Platte 96 an Stelle der Scheiben 102 platziert werden würde. Je nach Lage hat Blech 110 Löcher 112 zum Durchführen von Schrauben 100 oder Stehbolzen 52. Löcher 112 sind vorzugsweise geschlitzt, um longitudinale Expansion des Federblechs während Anziehens von Befestigungselementen und daraus resultierende Kompression des Federblechs 110 zu ermöglichen.
Es wird jetzt auf 14 Bezug genommen. Angedeutet ist eine schematische Ansicht der Erfindung mit den von dem Basiselement getrennten Platten und mit den erforderlichen Kräften und Zugkräften. Die Erfindung stellt fünf Reibungsbereiche bereit, die zusammenwirken, um drei Reibungszonen zu bilden. Die Bereiche umfassen: (1) die Innenoberfläche der Belastungsseiten-Platte, die eine Seite des Zugelements kontaktiert; (2) die Belastungsseite des Basiselements (entspricht der Belastungsplatte), die Reibung auf einer gegenüberliegenden Seite des Zugelements von der Belastungsseiten-Platte bereitstellt; (3) der verdickte Bereich, der eine kontinuierliche Reibungsoberfläche bereitstellt, mit der das Zugelement Kontakt hat; (4) die Schnittseite des Basiselements und (5) die Innenoberfläche der Schnittseiten-Platte, wobei sich Oberflächen 4 und 5 gegenüberliegen. Diese fünf Bereiche bilden drei Reibungszonen, die in den folgenden Gleichungen analysiert werden, um die Eignung des Aufbaus zu bestimmen. Jede Zone ist mathematisch quantifizierbar. Die Summe der drei Reibungen muss ausreichend sein, um ein Rutschen zu verhindern. Praktisch gesprochen ist es wünschenswert, eine 100% Halte-Effizienz zu erzielen. Um diese Effizienz zu erhalten, muss die Summe der drei Reibungszonen gleich der Bruchfestigkeit des eingesetzten Zugelements sein oder darüber hinausgehen. Mit einem Aufbau, der eine 100% Halte-Effizienz hat, wird das Zugelement brechen, bevor die Abschlussvorrichtung dem Zugelement ermöglicht, zu rutschen. In den folgenden Gleichungen werden mehrere Annahmen gemacht: die Seil-Bruchfestigkeit beträgt 30.000 Newton; der Reibungskoeffizient (μ) für sandgestrahlte Oberflächen, die in der Erfindung bevorzugt sind, beträgt 0,25; und die Platten-Normalkraft ist eine Funktion der Anzahl verwendeter Schrauben, multipliziert mit 1540 Newton, was die erwartete Kraft ist, die von jeder Schraube geliefert wird. Diese Zahlen sind beispielhaft und können zweifellos je nach Umständen angepasst werden. Ein Durchschnittsfachmann, der der Darlegung in dieser Beschreibung folgt, sollte gänzlich in der Lage zum Anpassen der Berechnungen sein, um sie ohne übermäßiges Experimentieren an sämtliche gegebenen spezifischen Parameter anzupassen. 14 ist informativ und wird in Verbindung mit den folgenden Formeln verwendet, die verwendet werden, um Haltefestigkeit der Vorrichtung 10 und Spannung in verschiedenen Bauteilen zu bestimmen.
Angenommen, die Zugelementspannung ist in 3 Regionen aufgeteilt:
T₁ → T₂ (Region 1)
T₂ – T₃ (Region 2)
und T₃ – T₄ (Region 3)
wissen wir, T₁ = Bruchfestigkeit des flexiblen flachen Zugelements
und T₄ = 0,
da das Zugelement in die Abschlussvorrichtung rutscht, wenn T₄ > 0
Man nehme zum Beispiel an
Region 1:

T₁ = 30.000 N = Bruchfestigkeit des Zugelements
μ = 0,25 = Reibungskoeffizient
N₁ = Platten-Normalkraft = 12.320 N (8 Schrauben × 1540 N)

für Region 1 (Bezug nehmend auf 14) F₁ = μ N₁
F₁ = μ (N₁)·2 Platten
F₁ = 0,25 (12.320)·2 Platten
F₁ = 6160 N
und T₂ = T₁ – F₁
also T₂ = (30.000 – 6160) = = 23.840 N

Region 2:
Aus der Zug-Theorie wissen wir:
Region 3:
Aus vorstehenden Berechnungen,
T₃ = 10.405 N
und T₄ muss =< 0 sein (Werte größer als 0 zeigen Rutschen des Zugelements an)
Schnittseiten-Platte hat 14 Befestigungselemente × 1540 N (Stehbolzen 52 sind nur für die Schnittseiten-Platte verfügbar)
Man nehme an N₂ > N₁ = 21.560 N und berechne dann für das Rutschen
T₄ = T₃ – F₂
und F₂ = μ (N₂)·2 Platten
F₂ = 0,25 (21.560)·2
F₂ = 10.780 N
Kriterien:
Wenn F₂ ≥ T₃,
ist die Konstruktion adäquat, Zugelement rutscht nicht

F₂ > T₃ (ja)
10.780 N > 10.405 N, so
ist die Konstruktion adäquat
Druck auf Urethan-Zugelement:
Beispiel I:

125 mm lang
Zugelement ist 30 mm breit

In diesem Beispiel liegt der Druck über dem, was in der Erfindung gelehrt ist
Beispiel II:

Zugelement-Platten sind 190 mm lang
30 mm breit

In diesem Beispiel ist der auf das Zugelement ausgeübte Druck akzeptabel für beide Seiten der Abschlussvorrichtung. Folglich sind die Platten lang genug.
Schrauben-Anzugsmoment-Berechnungen (nur für das erste Beispiel):
Beispiel I

125 mm Platten mit 8 Schrauben.
Belastung pro Schraube
N₁ = N₂ = 11.000 N

Schraubengröße/Gewinde:
M₈ – 8 mm grobes Gewinde
Ganghöhe = 1,25
Schrauben Klasse 8.8

Bossard Katalog-Tabelle, Vorspannungs-Auszugsmoment
Platten-Dimensions-Berechnungen
In 15 ist ein Gabelelement veranschaulicht. Das Gabelelement 120 ist in 2 (im auseinandergezogenen Zustand) mit dem Abschluss-Zusammenbau verbunden sichtbar. Das Gabelelement ist konventionell und wird von einem Fachmann leicht wieder erkannt werden. Das Gabelelement 120 wird verwendet, um einen Schwenkpunkt nahe einem Abschlussende des belasteten Zugelements bereitzustellen, um Schwingungs-Ermüdung darin zu reduzieren. Das Gabelelement 120 ist durch den Zapfen 122 der sich durch Aufnahme 58 hindurch erstreckt, mit dem Basiselement 30 verbunden.
In den 16–18 ist eine optionale Vorrichtung 130 zur Verwendung mit der Abschlussvorrichtung 10 gezeigt. Der Zweck von Vorrichtung 130 ist es, in dem unwahrscheinlichen Fall von Rutschen des Zugelements durch die Vorrichtung 10 mit der Abschlussvorrichtung 10 zu verklemmen. Die Vorrichtung 130 ist irgendwo jenseits Region T4 gegen das Schnittende des Zugelements geklemmt, wie oben beschrieben. Wenn sie mit dem Zugelement in Eingriff steht, kann sich Vorrichtung 130 nicht darauf bewegen. Wenn das Zugelement rutschte, würde es folglich die Vorrichtung 130 in Kontakt mit der Schnittseiten-Platte 96 und der Seite 36 des Basiselements 30 bringen und dort verklemmen, wobei es weiteres Rutschen verhindert würde.
Die Vorrichtung 130 umfasst ein weibliches Teil 132 (17) und ein männliches Teil 150 (18). Weibliches Teil 132 zeichnet sich durch eine Zugelement-Nut 134 von ungefähr der Dicke des Zugelements aus, das von Press-Nuten 136 und 138 durchdrungen ist. Bohrlöcher 140 sind zum Durchtritt von Befestigungselementen 142 vorgesehen. Das männliche Teil 150 stellt Deformationsstege für das Zugelement 152 und 154 bereit, die bestimmt sind, sich beim Zusammenbau der Vorrichtung 138 in die Nuten 136 beziehungsweise 138 zu erstrecken. Teil 150 umfasst ferner Löcher 156, die koaxial mit Löchern 140 sind, wenn die Vorrichtung 130 zusammengebaut ist, um den Durchtritt von Montageschraube 142 zu erleichtern.
In Gebrauch ist ein Schnittende des Zugelements, das heißt das Ende, das nicht verwendet wird, den Aufzug zu tragen, in die Nut 134 eingesetzt, und Teil 150 wird in Position angebracht. Wenn die Bolzen 142 festgezogen werden, zwingen Stege 152 und 154 das Zugelement, einem gekrümmten Weg um die Stege und in Nuten 136 und 138 hinein zu folgen. Auf diese Weise ist das Zugelement daran gehindert, sich relativ zur Vorrichtung 130 zu bewegen, und wenn die Vorrichtung 130 durch Rutschen des Zugelements in Kontakt mit Vorrichtung 10 kommt, wird das Rutschen gestoppt.
Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist die Flachheit der Seile, die in dem oben beschriebenen Aufzugssystem verwendet werden. Die Vergrößerung des Längenverhältnisses führt zu einem Seil, das eine durch die Breiten-Maß „w" definierte Eingriffs-Oberfläche hat, die optimiert ist, den Seildruck zu verteilen. Dadurch ist der maximale Seildruck innerhalb des Seils minimiert. Außerdem kann durch Vergrößern des Längenverhältnisses relativ zu einem runden Seil, das ein Längenverhältnisses gleich eins hat, die Dicke „t1" des Flachseils (siehe 19) reduziert werden, während eine konstante Querschnittsfläche der Teile des Seils beibehalten ist, der die Zugbelastung in dem Seil trägt.
Wie in 19 und 20 gezeigt, beinhalten die Flachseile 722 eine Vielzahl individueller Last-tragender Litzen 726, die innerhalb einer gemeinsamen Schicht einer Ummantelung 728 eingeschlossen sind. Die Mantelschicht 728 trennt die individuellen Litzen 726 und definiert eine Eingriffoberfläche 730 zum Zusammenwirken der Traktions-Treibscheibe 724. Die Last-tragenden Litzen 726 können aus einem hochfesten, leichten nicht-metallischen Material, wie z. B. Aramidfasern, oder aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel hoch kohlenstoffhaltigen Stahlfasern, gebildet sein. Es ist wünschenswert, die Dicke „d" der Litzen 726 so dünn wie möglich beizubehalten, um die Flexibilität zu maximieren und die Spannung in den Litzen 726 zu minimieren. Für Litzen, die aus Stahlfasern gebildet sind, sollten außerdem die Faserdurchmesser kleiner als 0,25 Millimeter im Durchmesser und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,10 Millimetern bis 0,20 Millimetern im Durchmesser sein. Stahlfasern mit einem derartigen Durchmesser verbessern die Flexibilität der Litzen und des Seils. Durch Integrieren von Litzen mit den Gewichts-, Stärke-, Dauerhaftigkeit- und insbesondere den Flexibilitäts-Eigenschaften solcher Materialien in die Flachseile kann der Durchmesser „D" der Traktions-Treibscheibe reduziert werden, während der maximale Seildruck innerhalb akzeptabler Grenzen beibehalten wird.
Die Kontaktoberfläche 730 ist in Kontakt mit einer korrespondierenden Oberfläche 750 der Traktions-Treibscheibe 724. Die Mantelschicht 728 ist aus einem Polyurethan-Material gebildet, vorzugsweise einem thermoplastischen Urethan, das derart auf und durch die Vielzahl von Litzen 726 hindurch extrudiert ist, dass jedes der einzelnen Litzen 726 von einer longitudinalen Bewegung relativ zu den anderen Litzen 726 abgehalten ist. Andere Materialien können auch für die Mantelschicht verwendet werden, wenn sie tauglich sind, die erforderlichen Funktionen der Mantelschicht zu erfüllen: Traktion, Haltbarkeit, Übertragung von Zugbelastungen auf die Litzen und Widerstandsfähigkeit gegen Umweltfaktoren. Man sollte jedoch erkennen, dass, obwohl andere Materialien für die Mantelschicht verwendet werden können, der Nutzen, der aus der Verwendung von Flachseilen resultiert, dann verringert sein kann, wenn sie den mechanischen Eigenschaften eines thermoplastischen Urethans nicht genügen oder diese überschreiten. Mit den mechanischen Eigenschaften eines thermoplastischen Urethans ist der Durchmesser der Traktions-Treibscheibe 724 auf 100 Millimeter oder weniger reduzierbar.
Als Folge der Konfiguration des Flachseils 722 kann der Seildruck gleichmäßiger in dem ganzen Seil 722 verteilt sein. Aufgrund der Integration einer Vielzahl kleiner Litzen 726 in die Elastomer-Mantelschicht 728 des Flachseils ist der Druck auf jede Litze 726 signifikant vermindert gegenüber Seilen gemäß des Standes der Technik. Der Litzendruck ist für eine gegebene Belastung und einen gegebenen Drahtquerschnitt mindestens wie n^–1/2 verringert, wobei n die Anzahl paralleler Litzen in dem Flachseil ist. Folglich ist der maximale Seildruck in dem Flachseil signifikant reduziert, verglichen mit einem konventionell beseilten Aufzug, der eine ähnliche Lasttrage-Kapazität hat. Darüber hinaus ist der effektive Seildurchmesser ,d' (gemessen in der Biegerichtung) für die äquivalente Lasttrage-Kapazität reduziert, und kleinere Werte für den Treibscheiben-Durchmesser ,D' können ohne eine Reduzierung in dem D/d-Verhältnis erzielt werden. Außerdem ermöglicht ein Minimieren des Durchmessers D der Treibscheibe die Verwendung von weniger kostspieligen, kompakteren Hochgeschwindigkeits-Motoren als Antriebsmaschine.
In 19 ist auch eine Traktions-Treibscheibe 724 mit einer Kontakt-Oberfläche 750 gezeigt, die konfiguriert ist, um das Flachseil 722 aufzunehmen. Die Eingriffs-Oberfläche 750 ist komplementär geformt, um Traktion bereitzustellen und das Zusammenwirken zwischen dem Flachseil 722 und der Treibscheibe 724 zu führen. Die Traktions-Treibscheibe 724 beinhaltet ein Paar von Rändern 744, die an gegenüberliegenden Seiten der Treibscheibe 724 angeordnet sind, und einen oder mehr Teiler 745, die zwischen benachbarten Flachseilen angeordnet sind. Die Traktions-Treibscheibe 724 beinhaltet ferner Belagelemente 742, die in den Räumen zwischen den Rändern 744 und Teilern 745 aufgenommen sind. Die Belagelemente 742 definieren die Eingriffs-Oberfläche 750 derart, dass es dort late rale Spalte 754 zwischen den Seiten der Flachseile 722 und den Belagelementen 742 gibt. Das Paar von Rändern 744 und die Teiler führen in Verbindung mit den Belagelementen die Funktion des Führens der Flachseile 722 aus, um im Falle von Zuständen schlaffer Seile etc. grobe Ausrichtungsprobleme zu verhindern. Obwohl als Belagelemente beinhaltend gezeigt, sollte man zur Kenntnis nehmen, dass eine Traktions-Treibscheibe ohne Belagelemente verwendet werden kann.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden sind, können daran verschiedene Modifikationen und Substitutionen gemacht werden, ohne von dem Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß sollte man erkennen, dass die vorliegende Erfindung im Wege der Veranschaulichung und nicht der Beschränkung beschrieben worden ist.

Claims

Zugelement-Abschlussvorrichtung (10) für ein Aufzugssystem, aufweisend ein Zusammendrückelement (30), über das sich im Gebrauch ein Zugelement (22) erstreckt und zusammendrückbar ist; eine Belastungsebene, die durch das Zugelement in dem Zusammendrückelement definiert ist; und ein Schwenkelement (60), das dem Zusammendrückelement (30) zugeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkelement (60) einen Mittelpunkt aufweist, der mit der Belastungsebene ausgerichtet und auf dem Zusammendrückelement angeordnet ist.
Zugelement-Abschlussvorrichtung (10) für ein Aufzugssystem nach Anspruch 1, aufweisend ein Basiselement (30) mit einem verdickten Ende, wobei das Basiselement da herum einen Zugelement-Weg definiert; eine Belastungsseiten-Platte (80), die an dem Basiselement (30) befestigbar ist, um einen Normaldruck auf eine Belastungsseite eines Endes des Zugelements zwischen dem Basiselement (30) und der Belastungsseiten-Platte (80) aufzubringen; eine Schnittseiten-Platte (96), die an dem Basiselement (30) befestigbar ist, um einen Normaldruck auf eine Schnittseite des Endes des Zugelements zwischen dem Basiselement (30) und der Schnittseiten-Platte (96) aufzubringen.
Zugelement-Abschlussvorrichtung für ein Aufzugssystem nach Anspruch 2, wobei der durch das Basiselement definierte Weg eine Oberfläche aufweist, die strukturiert ist, um deren Reibungskoeffizienten zu erhöhen.
Zugelement-Abschlussvorrichtung für ein Aufzugssystem nach Anspruch 3, wobei die Oberfläche sandgestrahlt ist.
Zugelement-Abschlussvorrichtung für ein Aufzugssystem nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Belastungsseiten-Platte (80) und die Schnittseiten-Platte (96) durch eine Vielzahl von beiden Platten gemeinsamen Befestigungselementen (100) an dem Basiselement (30) befestigt sind.
Zugelement-Abschlussvorrichtung für ein Aufzugssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Basiselement (30) ferner Stehbolzen (52) aufweist, die sich von dem Basiselement (30) in eine Richtung erstrecken, um die Schnittseiten-Platte (96) zu durchdringen, wodurch eine größere Zusammendrückbelastung auf die Schnittseiten-Platte (96) ausgeübt werden kann als auf die Belastungsseiten-Platte (80).
Zugelement-Abschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 1 aufweisend: ein Zugelement-Zusammendrückelement mit wenigstens einem Bereich, der das Zugelement (22) berührt, das eine Traktions-erhöhende Oberfläche darauf aufweist.
Zugelement-Abschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 1 mit: einem Vorspannelement (102; 110), um eine ausgewählte Zusammendrück-Kraft auf das Zugelement (22) beizubehalten.
Aufzugssystem mit einer Aufzugskabine (14), einer Maschine (20), einem Gegengewicht (16) und einem flexiblen flachen Zugelement (14), das sich zwischen dem Gegengewicht (16) und der Aufzugskabine (14) erstreckt, wobei das Zugelement mindestens an der Kabine oder dem Gegengewicht durch eine Abschlussvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 abgeschlossen ist, wobei die Abschlussvorrichtung (10) aufweist: ein Basiselement (30) mit einem relativ schmalen Bereich und einem relativ verdickten Bereich (62), wobei das Basiselement da herum einen Zugelement-Weg definiert und einen Befestigungsmittel-Bereich zum Durchgang von Befestigungselementen (100) definiert; eine Belastungsseiten-Platte (80), die an dem Basiselement (30) durch die Befestigungselemente (100) befestigbar ist, wobei sich die Belastungsseiten-Platte (80) entlang des relativ schmalen Bereichs des Basiselements an dessen Belastungsseite erstreckt; einer Schnittseiten-Platte (96), die an dem Basiselement (30) durch die Befestigungselemente (100) befestigbar ist, wobei sich die Schnittseiten-Platte (86) entlang des relativ schmalen Bereichs des Basiselements (30) an dessen Schnittseite erstreckt.
Aufzugssystem nach Anspruch 9, wobei das flexible flache Zugelement (22) zwischen der Belastungsseiten-Platte (80) und dem Basiselement (30) angeordnet ist, um den verdickten Abschnitt herum in Kontakt damit geht und sich zwischen der Schnittseiten-Platte (96) und dem Basiselement (30) erstreckt.
Aufzugssystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Basiselement (30) ferner Stehbolzen (52) aufweist, die sich von dem relativ schmalen Bereich und in Richtung der Schnittseiten-Platte (96) erstrecken, um für die Schnittseiten-Platte (96) zusätzliche Fähigkeit zum Zusammendrücken bereitzustellen.
Aufzugssystem nach Anspruch 11, wobei die Belastungsseiten-Platte (80) das Zugelement (22) mit etwa 2 MPa zusammendrückt.
Aufzugssystem nach Anspruch 11, wobei die Schnittseiten-Platte (96) das Zugelement (22) mit etwa 5 MPa zusammendrückt.
Aufzugssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Basiselement (30) und die Belastungsseiten-Platte (80) und die Schnittseiten-Platte (96) jeweils eine strukturierte Oberfläche aufweisen, die mit Oberflächen korrespondiert, die das Zugelement (22) berührt.
Aufzugssystem nach Anspruch 14, wobei die Oberflächen sandgestrahlt sind.
Aufzugssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei das Basiselement (30) ferner eine Schwenkzapfen-Aufnahme (58) in dem verdickten Bereich (62) aufweist.