FI125113B - Hissi - Google Patents

Description

HISSI

KEKSINNÖN ALA

Keksinnön kohteena on hissi, edullisesti henkilöiden siirtämiseen soveltuva hissi.

KEKSINNÖN TAUSTA

Tunnetun tekniikan mukaisissa hisseissä hissikorin ja vastapainon lock-down on järjestetty vastapainon ja hissikorin yhdistävällä metallisella kompensaatioköydellä tai ketjulla, joka kiertää hissikuilun pohjaan tuetun taittopyörän. Näin järjestettynä köysi estää hissikorin jarrutustilanteessa vastapainon liikkeen jatkumi-sen. Köysi toimittaa tätä lock down-toimintoa sekä samalla hissin nostoköysien massojen kompensointitoimintoa eli kompensoi hissikorin ja vastapainon positioiden muutoksesta aiheutuvan nostoköysien epätasapainotilan. Ongelmana tässä ratkaisussa on ollut se, että kompensoin-titarkoitukseen mitoitetun köyden kiihdyttäminen hissikorin kiihdyttämisen mukana kuluttaa köyden suuren massan vuoksi runsaasti energiaa. Vastaavasti ongelmana on ollut työläs hissikorin jarruttaminen, sillä hidastuvuus täytyy aikaansaada hissikorin lisäksi samalla raskaaseen kompen-saatioköysistöön. Kaikenkaikkiaan liikkuvat massat ovat olleet suuria mikä on heijastunut lukuisiin muihin hissin osien mitoitukseen, esim. johteiden ja tarraajien mitoitukseen. Lisäksi on olemassa myös kompensaatioköysistöt-tömiä matalan nostokorkeuden hissejä. Näissä lock-down toiminto on voinut puuttua kokonaan. Toisaalta on myös ehdotettu, että toiminto järjestetään sisällyttämällä vastapainoon tarraustilanteessa aktivoituva jarru.

KEKSINNÖN TARKOITUS

Keksinnön tarkoituksena on tuottaa lock-down -järjestelyltään aiempaa parempi hissi. Keksinnön tarkoituksena on poistaa mm. edellä mainittuja tunnettujen ratkaisujen epäkohtia. Edelleen keksinnön tarkoitus on tuottaa mm. yksi tai useampi seuraavista eduista:

Saavutetaan turvallinen lock-down toiminto aiheuttamatta suurta liikuteltavaa massaa.

Saavutetaan energiatehokas hissi.

Saavutetaa tilatehokas hissi, jonka köysi on kevyt ja taivutussäteeltään pieni.

Saavutetaan hissi, jonka korin liikkeen mukana liikkuvien osien massa on aiempaa vähäisempi. Saavutetaan hissi, jonka köyden viruminen on vähäistä ja virumisen aiheuttamat korjaustyöt vähenevät. Saavutetaan hissi, jonka lock-down -köysi on pituussuunnassa jäykkä, mutta keveä ja edullinen.

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Keksintö perustuu ajatukseen, että jos hissin hissikorin ja vastapainon yhdistävä kannattelufunktiosta erillinen, hissikuilun alapäähän tuetun taittopyörän kiertävä köysi muodostetaan sellaiseksi, että sen pituussuuntainen voimanvälityskyky perustuu ei-metalliseen materiaaliin, edullisesti ei-metallisiin kuituihin, voidaan köyttä keventää ja keveyden ansiosta hissin energiatehokkuutta parantaa. Erityisesti voidaan hissin lock-down toiminto toteuttaa aiheuttaen ainoastaan vähäisen lisäyksen hissikorin mukana liikkuvaan massaan. Näin muodostamalla köysi määritellyllä tavalla, voidaan saavuttaa merkityksellisiä käytönaikaisia säästöjä vaikka hissin valmistuskustannukset nousevat kun edullinen metalli korvataan yllättäen kalliimmalla materiaalilla.

Keksinnön mukaisen ajatuksen eräässä perussovellutuksessa hissi käsittää ainakin hissikorin ja välineet hissikorin liikuttamiseksi, edullisesti johteita pitkin, ja vastapainon, ja yhden tai useamman hissikorin ja vastapainon yhdistävän kannattelufunktiosta erillisen, hissikuilun alapäähän tuetun taittopyörän kiertävän köyden. Köysi käsittää voimanvälitysosan tai joukon voimanvälitysosia, voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa, joka voimanvälitysosa on olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia. Näin saavutetaan edellä mainittuja etuja.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa hissi käsittää hissikuilussa kaapelin, joka roikkuu hissikorin ja rakennuksen varassa, jonka kaapelin ensimmäinen pää on kiinnitetty hissikoriin ja toinen pää on kiinnitetty rakennuksen kiinteään rakenteeseen. Kori-position funktiona muuttuvan nostoköysien epätasapainon kompensointi voidaan näin järjestää kaapelin avulla ja lock-down järjestelyn kompensointivaikutus pitää pienenä. Vastapainosta roikkuvan massan määrän pieneneminen pienentää kokonaiskompensointitarvetta.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa köysi on järjestetty mainitulla voimanvä-litysosalla välittämään köyden pituussuuntaista voimaa hissikorin ja vastapainon välillä, erityisesti vastapainon ylöspäin suuntautuvan liikkeen hidastamiseksi hissi-korin alaspäin suuntautuvan liikkeen hätäjarrutustilan-teessa. Näin voidaan aikaansaada turvallinen vastapainon liikeen pysäyttävä lock-down toiminto.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainittu kaapeli on tiedon ja/tai sähkönsiirtokaapeli.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa köysi kiertää mainitun taittopyörän taipuen taittopyörän kohdalla köyden leveyssuuntaisen akselin ympäri, ja köyden leveys on suurempi kuin paksuus. Etuna on mm. se, että köyden taittosädettä voidaan pienentää menettämättä kantavaa pinta-alaa. Köysi voidaan tästä johtuen valmistaa jäykästä materiaalista, jonka venymisominaisuudet muutoin estäisivät edullisen taittosäteen.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa välineet hissikorin liikuttamiseksi käsittävät hissikoria ja vastapainoa liikuttavan nostoköysistön, joka käsittää joukon köysiä (Η,Η',Η''), joista kukin käsittää voimanvälitysosan (5) tai joukon voimanvälitysosia (5) , voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa, joka voimanvälitysosa (5) on olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa olennaisesti kaikki köyden (R,R',R'') voimanvälitysosat (2) , ja edullisesti myös olennaisesti kaikki köyden (Η,Η',Η'') voimanvälitysosat (5), voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa ovat olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia. Näin koko köyden pituussuuntainen voimanvälitys voidaan järjestää yksistään keveällä materiaalilla.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa kukin köyden (R,R',R'') voimanvälitysosa (2), ja edullisesti myös kukin köyden (Η,Η',Η'') voimanvälitysosa (5) , on materiaalia, joka käsittää olennaisesti köyden pituussuuntaisia ei-metallisia kuituja. Näin koko köyden pituussuuntainen voimanvälitys voidaan järjestää perustumaan ei-metallisiin kuituihin. Voimanvälitys on järjestettävissä näin keveäksi käyttäen keveitä kuituja.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainitun voimanvälitysosan (2) ja edullisesti myös voimanvälitysosan (5) materiaali on komposiittimateriaalia, joka käsittää ei-metallisia kuituja vahvistuskuituina polymeerimatriisissa.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainitut ei-metalliset osan 2 kuidut ovat hiilikuitua. Näin hissi on paloturvallinen ja energiatehokas.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainitut, ei-metalliset osan 2 kuidut ovat lasikuitua. Näin hissi on paloturvallinen, energia-tehokas ja edullinen, mutta köysi on kuitenkin jäykkä.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainitut, ei-metalliset osan 2 kuidut ovat aramidikuituja. Näin hissi on edullinen, turvallinen ja energiatehokas, mutta köysi on kuitenkin jäykkä.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainitut ei-metalliset kuidut ovat nostoköysistön köydessä ensimmäistä materiaalia, edullisesti hiilikuituja ja hissikuilun alapäähän tuetun taittopyörän kiertävässä köydessä toista materiaalia, edullisesti lasikuituja. Näin voidaan köysistöjen massat sovittaa sopiviksi yksinkertaisesti. Mainittu ensimmäinen materiaali on edullisesti kevyempää kuin mainittu toinen materiaali. Kannattelufunktion varmuuskerroin on oltava yleensä huomattavasti suurempi kuin lock-down -köyden, joten kannatteluköysityksen kokonaislujuuden on oltava suurempi kuin lock-down -köysityksen. Näin lock-down köysistössä riittävä lujuus saadaan pienemmällä määrällä köyttä kuin kannatusköysistössä. Näin lock-down köysistön voimanvälitysosan materiaali voi olla painavampaa ja sitä tarvitaan vähemmän kuin kannatteluköysistöön. Tästä johtuen edullisesti kaikkien nostoköysistön voimanvälitysosien 2 kokonaisopikkipinta-ala on suurempi kuin taittopyörän 11 kiertävän köysistön kaikkien voimanvälitysosien 5 kokonaispoikkipinta-ala.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainittu voimanvälitysosa (2) tai joukko voimanvälitysosia (2) , kattaa pääosan, edullisesti 60 % tai yli, edullisemmin 65 % tai yli, edullisemmin 70 % tai yli, edullisemmin 75% tai yli, edullisimmin 80 % tai yli, edullisimmin 85 % tai yli, köyden leveydestä. Näin vähin täänkin pääosa köyden leveydestä tulee hyödynnetyksi tehokkaasti ja köysi voidaan muodostaa kevyeksi ja ohueksi taivutussuunnassa taivutusttovastuksen pienentämiseksi.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainittu joukko voimanvälitysosia (2, 5) muodostuu joukosta rinnakkaisia voimanvälitysosia (2, 5) . Näin voidaan köyden taivutussädettä pienentää.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa köyden (R,R',R'',H,H',H'') leveys/paksuus on ainakin 2 tai enemmän, edullisesti ainakin 4, vielä edullisemmin ainakin 5 tai yli, vielä edullisemmin ainakin 6, vielä edullisemmin ainakin 7 tai yli, vielä edullisemmin ainakin 8 tai yli, kaikkein edullisimmin enemmän kuin 10. Näin aikaansaadaan hyvä voimansiirtokyky pienellä taivutussäteellä. Tämä on edullisesti toteutettavissa hakemuksessa esitetyllä komposiittimateriaalilla, jolle on erityisen edullista suuri leveys/paksuus suhdeluku sen jäykkyyden vuoksi.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainittu voimanvälitysosa (2) tai joukko voimanvälitysosia (2) peittää yli 40% köyden (R,R',R'') poikkileikkauksen pinta-alasta, edullisesti 50% tai yli, vielä edullisemmin 60% tai yli, vielä edullisemmin 65% tai yli. Näin iso osa köyden poikkipinta-ala voidaan muodostaa kantavaksi. Tämä on erityisen hyvin toteutettavissa hakemuksessa esitetyllä komposiitilla.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainitun voimanvälitysosan (2) leveys on suurempi kuin paksuus, edullisesti niin, että mainitun voimanvälitysosan (2) leveys/paksuus on ainakin 2 tai enemmän, edullisesti ainakin 3 tai yli, vielä edullisemmin ainakin 4 tai yli, vielä edullisemmin ainakin 5, kaikkein edullisimmin enemmän kuin 5. Näin voidaan leveä köysi muodostaa yksinkertaisesti ja ohuena.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa köyttä R,R',R'' ei ole järjestetty siirtämään hissikoriin tai vastapainoon normaalikäytön-aikaiseen liikuttamiseen tarvittavaa voimaa. Köysi on näin muodostettavissa kevytrakenteiseksi, ensisijaisesti lock-down toimintoa varten.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa välineet hissikorin liikuttamiseksi käsittävät hissikoria ja vastapainoa liikuttavan nostoköysistön, joka käsittää joukon köysiä, joista kukin käsittää voimanvälitysosan (5) tai joukon voimanvälitysosia (5) , voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa, joka voimanvälitysosa (5) on metallista materiaalia.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainittu taittopyörä 11 on tuettu paikalleen niin, että se pääsee liikkumaan pystysuunnassa korkeintaan tietyn liikkumavaran verran, joka mainittu liike edullisesti estetään mainitun liikkeen nopeuden ylittäessä tietyn rajan. Näin se voi luotettavasti tuottaa vertikaalia tukivoimaa taittopyörän kiertävälle köysilenkille, esim. sen vapaan nousun estämiseksi lock-down toimintoa tarvittaessa.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa kaapeli ainakin 80 prosenttisesti, edullisesti olennaisesti kokonaan, kompensoi koriposition funktiona muuttuvan nostoköysien epätasapainon. Näin kompensointi on toteutettavissa lock-downista riippumattomasti. Ratkaisu on turvallinen ja sallii lock-down köyden muodostamisen keveäksi edellyttämättä nostoköysiltä tiettyä massaa.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa yksittäiset vahvistekuidut ovat tasaisesti jaettu mainittuun matriisiin. Näin voimansiirto-osan materiaaliominaisuuksiltaan tasainen ja pitkäikäinen ja komposiittiosa on kuiduilla tehokkaasti vahvistettu.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa mainitut vahvistuskuidut ovat köyden pituussuuntaisia jatkuvia kuituja, jotka edullisesti jatkuvat olennaisesti koko köyden pituuden matkalta. Näin syntyvä rakenne on jäykkä ja helppo muodostaa.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa yksittäiset vahvistuskuidut on sidottu toisiinsa yhtenäiseksi voimanvälitysosaksi mainitulla polymeerimatriisilla, edullisesti valmistusvaiheessa upottamalla vahvistuskuidut polymeerimatriisin materiaaliin. Näin voimanvälitysosan rakenne on yhtenäinen.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa kuidut, edullisesti olennaisesti kaikki voimanvälitysosan kuidut, ovat olennaisesti toistensa suhteen kietoutumattomia. Tällä tavoin suorien, köyden pituussuuntaisten kuitujen etuna on mm, niiden muodostaman voimanvälitysosan jäykkä käyttäytyminen ja vähäinen suhteellinen liike/sisäinen kuluminen. Näin viruminen on vähäistä ja keveäksi muodostettavissa oleva köysi pystyy myös nopeasti pysäyttämään liikettään jatkamaan pyrkivän vastapainon.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa polymeerimatriisi on ei-elastomeeria. Näin matriisi olennaisesti tukee vahvistuskuituja.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa polymeerimatriisin kimmomoduuli on yli 2 GPa, edullisimmin yli 2.5 GPa, vielä edullisemmin alueella 2.5-10GPa, kaikkein edullisimmin alueella 2.5- 3.5 GPa. Näin saavutetaan rakenne, jossa matriisi olennaisesti tukee vahvistuskuituja. Etuna on mm. pidempi käyttöikä sekä pienempien taivutussäteiden mahdollistuminen.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa polymeerimatriisi käsittää epoksia, polyesteriä, fenolimuovia tai vinyyliesteriä. Näin saavutetaan rakenne, jossa matriisi olennaisesti tukee vahvistuskuituja. Etuna on mm. pidempi käyttöikä sekä pienempien taivutussäteiden mahdollistuminen.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa voimanvälitysosan poikkileikkauksen pinta-alasta yli 50 % on mainittua vahvistuskuitua, edullisesti niin, että 50%-80% on mainittua vahvistuskuitua, edullisemmin niin että 55%-70% on mainittua vahvistuskuitua. Olennaisesti kaikki loppuosa pinta-alasta on polymeeri-matriisia. Edullisimmin niin, että pinta-alasta n. 60% on vahvistuskuitua ja n. 40% matriisimateriaalia. Tällä saavutetaan edulliset lujuusominaisuudet samalla kun matriisimateriaalin määrä riittää kuitenkin ympäröimään riittävästi yhteen sitomiaan kuituja.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa kukin mainittu voimanvälitysosa on ympäröity polymeeri-kerroksella, joka on edullisesti elastomee-ria, edullisimmin korkeakitkaista elastomeeria kuten esimerkiksi polyuretaania, joka kerros muodostaa köyden pinnan. Näin voimanvälitysosa(t) on suojattu kulumiselta.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa voimanvälitysosa koostuu mainitusta polymeerimatriisista, polymeerimatriisin toisiinsa sitomista vahvistuskuiduista, sekä mahdollisesti kuitujen ympärillä olevasta pinnoitteesta, sekä mahdollisesti polymeerimatriisin seassa olevista lisäaineista.

Keksinnön mukaisen ajatuksen pidemmälle jalostetussa sovellutuksessa köysi ei käsitä sellaista määrää metalli-lankoja, että ne yhdessä muodostaisivat olennaisen osan köyden pituussuuntaisesta voimanvälityskyvystä. Näin olennaisesti koko köyden pituussuuntainen voimanvälitys voidaan järjestää yksistään ei-metallisella materiaalilla.

Keksinnöllisiä sovellusmuotoja on myös esillä tämän hakemuksen selitysosassa ja piirustuksissa. Hakemuksessa oleva keksinnöllinen sisältö voidaan määritellä myös toisin kuin jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa tehdään. Keksinnöllinen sisältö voi muodostua myös useammasta erillisestä keksinnöstä, erityisesti jos keksintöä tarkastellaan ilmaistujen tai implisiittisten osatehtävien valossa tai saavutettujen hyötyjen tai hyötyryhmien kannalta. Tällöin jotkin jäljempänä olevien patenttivaatimusten sisältämät määritteet voivat olla erillisten keksinnöllisten ajatusten kannalta tarpeettomia. Keksinnön eri sovellutusmuotojen piirteitä voi keksinnöllisen perusajatuksen puitteissa soveltaa toisten sovellutusmuotoj en yhteydessä. Kukin sovellu-tusmuoto voi myös yksinään muista sovellutusmuodoissa erillään muodostaa erillisen keksinnön.

KUVIOLUETTELO

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti sovellutusesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää viitteellisesti keksinnön mukaisen hissin.

Kuviot 2a-2c esittävät keksinnön mukaisen hissin köyden edullisia poikkileikkauksia.

Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen hissin köyden poikkileikkauksen yksityiskohtaa suurennettuna.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen hissi, joka käsittää hissikorin C ja välineet hissikorin liikuttamiseksi, esim. johteita pitkin, jotka välineet käsittävät hissikoria C ja vastapainoa CW kannattelevan ja liikuttavan nostoköysistön, joka käsittää joukon hissikoria kannattelevia köysiä H. Köysiä H voidaan liikuttaa vaikkapa moottorikäyttöisellä vetopyörällä. Vetopyöränä voi toimia esim. taittopyörä 21. Edelleen hissi käsittää yhden tai useamman hissikorin ja vastapainon yhdistävän kannattelufunktiosta erillisen (i.e. ei kannattele koria tai vastapainoa), hissikuilun alapäähän tuetun taittopyörän 11 kiertävän köyden R,R',R''. Taittopyörä 11 on tuettu paikalleen ja pitää köyden kireänä. Köysi R,R',R'' käsittää voimanvälitysosan 2 tai joukon voimanvälitysosia 2, voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa, joka voimanvälitysosa 2 on olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia. Näin köysi voidaan pitää kevyenä sillä sen voimanvälityskyky pituussuunnassa voidaan muodostaa perustumaan ei-metallisiin kevyisiin kuituihin. Köysi (R,R',R'') on järjestetty mainitulla voimanvälitysosalla 2 välittämään köyden pituussuuntaista voimaa hissikorin C ja vastapainon CW välillä, erityisesti vastapainon CW ylöspäin suuntautuvan liikkeen hidastamiseksi hissikorin C alaspäin suuntautuvan liikkeen hätäjarrutustilanteessa. Näin vastapainon liikkeen jatkuminen voidaan estää esim. tilanteessa, jossa hissikorin nopeutta hidastetaan nopeasti, jopa 1 G:n kiihtyvyydellä tai nopeammin. Köyden R,R',R'' ollessa hyvin kevyt, nostoköysien massan kompensoiminen on järjestetty edullisesti kuviossa 1 esitetysti hissikuilussa 8 olevan kaapelin 6 avulla, joka roikkuu hissikorin C ja rakennuksen varassa, jonka kaapelin 6 ensimmäinen pää on kiinnitetty hissikoriin C ja toinen pää on kiinnitetty rakennuksen kiinteään rakenteeseen 9. Tämä kaapeli voidaan näin järjestää ainakin olennaisesti kompensoimaan koriposition funktiona muuttuvan vetopyörän 21 eri puolilla olevien nostoköysistön osien välisen epätasapainon. Koska kaapeli on määritellyllä tavoin ripustettu, sen hissikorin varassa olevan osuuden pituus ja siis hissikoriin kohdistama alaspäin vetävä voima muuttuu koriposition funktiona. Mainittu kaapeli 6 on edullisesti tiedon ja/tai sähkönsiirtokaapeli, jolloin siirtoon ei tarvita erillistä tapaa.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa mainittu ei-metallista materiaalia oleva voimanvälitysosa(t) 2 on edullisesti materiaalia, joka käsittää ainakin olennaisesti köyden pituussuuntaisia ei-metallisia kuituja. Erityisesti, mainitut ei-metalliset kuidut ovat hiilikuitua, lasikuitua tai aramidikuitua, jotka ovat kaikki keveitä kuituja. Voimanvälitysosan materiaali on tällöin edullisinta muodostaa komposiitti-materiaaliksi, joka käsittää mainittuja ei-metallisia kuituja vahvistuskuituina polymeerimat-riisissa. Näin voimanvälitysosa 2 on keveä, pituussuunnassa jäykkä ja sen ollessa hihnamainen se voidaan kuitenkin taivuttaa pienellä taittosäteellä. Erityisen edullisesti kuidut ovat hiilikuitua tai lasikuitua, joiden kuitujen edulli-set ominaisuudet käyvät ilmi seuraavasta taulukosta. Ne omaavat hyvät lujuus- ja jäykkyysominai-suudet ja samalla vielä sietävät hyvin korkeata lämpöä, mikä on tärkeää hisseissä, sillä nostoköysien huono lämmönsieto saattaisi aiheuttaa nostoköysien vaurioitumista tai jopa syttymistä, mikä on turvallisuusriski. Hyvä läm-mönjohtavuus edesauttaa lisäksi mm. kitkalämmön eteenpäin siirtymistä ja vähentää näin lämmön keräytymistä köyden osiin. Erityisesti hiilikuidun ominaisuudet ovat hissi-käytössä edulliset.

Kuvion 1 köysi R,R',R'' on edullisesti jonkin kuvioissa 2a-2c esitetyn mukainen. Kuvioissa esitetysti keksinnön mukaisen hissin köysi R,R',R'' on edullisimmin hihnamai-nen. Sen leveys/paksuus-suhdeluku on edullisesti ainakin 2 tai enemmän, edulli-sesti ainakin 4, vielä edullisemmin ainakin 5 tai yli, vielä edullisemmin ainakin 6, vielä edullisemmin ainakin 7 tai yli, vielä edullisemmin ainakin 8 tai yli, kaikkein edullisimmin enemmän kuin 10. Näin aikaansaadaan suuri poikkipinta-ala köydelle, jonka paksuussuuntainen taipui-suus leveyssuun-täisen akselin ympäri on hyvä jäykilläkin voimanvälitys-osan materiaaleilla. Lisäksi edullisesti mainittu voimanvälitysosa 2 tai joukko voimanvälitysosia 2 yhdessä kattaa pääosan köyden poikkileikkauksen leveydestä olennaisesti koko köyden pituudelta. Edullisesti voimanvälitysosa(t) 2 kattaa näin 60 % tai yli, edullisemmin 65 % tai yli, edullisemmin 70 % tai yli, edullisemmin 75% tai yli, edullisimmin 80 % tai yli, edullisimmin 85 % tai yli köyden poikkileikkauksen leveydestä. Näin köyden kantokyky sen kokonaispoikittaismittoihin nähden on hyvä, eikä köyttä tarvitse muodostaa paksuksi. Tämä on yksinkertaisesti toteutettavissa jollakin edellä mainituista materiaaleilla, joilla köyden ohuus on erityisen edullista mm. käyttöiän ja taivutusjäykkyyden kannalta. Kun köysi käsittää joukon voimanvälitysosia 2 mainittu joukko voimanvälitysosia 2 muodostuu joukosta köyden leveyssuunnassa rinnakkaisia ainakin olennaisesti samassa tasossa olevia voimanvälitysosia 2. Näin niiden paksuussuuntainen taituvuksen vastustus on vähäistä.

Keksinnön mukaisen hissin köyden R,R',R'' voimanvälitysosa 2 tai mainitun joukon voimanvälitysosat 2 on edullisesti kokonaan ei-metallista materiaalia. Näin köysi on keveä. (Voimanvälityosat voisivat kuitenkin tarvittaessa muodostaa käsittämään yksittäisiä metallilankoja muuhun kuin pituussuuntaiseen voimanvälitystarkoitukseen vaikkapa kunnonvalvontatarkoituksessa, mutta niin, että niiden yhteenlaskettu voimanvälityskyky ei muodosta olennaista osaa köyden voimanvälityskyvystä.) Köysi voi käsittää yhden edellä mainitunlaisen voimanvälitysosan tai joukon niitä, jolloin tämä joukko voimanvälitysosia 2 muodostuu joukosta rinnakkaisia voimanvälitysosia 2. Tätä on havainnollistettu kuvioissa 2b-2c. Mainittu voimanvälitys-osa 2 yksin tai joukko voimanvälitysosia 2 yhdessä peittää yli 40% köyden R,R',R'' poikkileikkauksen pinta-alasta, edullisesti 50% tai yli, vielä edullisemmin 60% tai yli, vielä edullisemmin 65% tai yli. Näin aikaansaadaan suuri poikkipinta-ala köyden voimanvälitysosal-le/osille, ja edullinen voimien siirtokyky. Köyden jäykkyys mahdollistaa sen, että köyden R,R',R'' kiristys ei vaadi erityisjärjestelyjä, esim. kiristysvara ei tarvitse olla suuri ja sitä ei tarvitse uudelleensäätää esim. kiristyspuntin tuentapistettä siirtämällä.

Mainitun voimanvälitysosan 2 leveys on suurempi kuin paksuus. Tällöin edullisesti niin, että mainitun voimanvälitysosan 2 leveys/paksuus on ainakin 2 tai enemmän, edullisesti ainakin 3 tai yli, vielä edullisemmin ainakin 4 tai yli, vielä edullisemmin ainakin 5, kaikkein edullisimmin enemmän kuin 5. Näin aikaansaadaan suuri poikkipinta-ala voimanväli-tysosalle/osille, jonka paksuussuun-tainen taipuisuus leveyssuuntaisen akselin ympäri on hyvä jäykilläkin voimanvälitysosan materiaaleilla. Mainittu voimanväli-tysosa 2 tai joukko voimanvälitysosia 2 on ympäröity pinnoitteella p kuvioissa 2a-2c esitetyllä tavalla, joka on edullisesti polymeeriä, edullisimmin polyuretaania. Vaihtoehtoisesti yksi voimanvälitysosa 2 voisi muodostaa köyden yksinäänkin kanssa tai ilman polymeerikerrosta p.

Voimanvälitysosan muodostamisen helpottamiseksi ja pituussuunnassa vakio ominaisuuksien aikaansaamiseksi on edullista, että voimanvälitysosan 2 rakenne jatkuu olennaisesti samanlaisena koko köyden matkan. Samoista syistä köyden rakenne jatkuu edullisesti olennaisesti samanlaisena koko köyden matkan.

Hissi käsittää edullisesti sellaisen nostoköysistön, jonka kukin köysi H käsittää voimanvälitysosan tai joukon voimanvälitysosia 2, voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa, joka voimanvälitysosa 2 on olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia. Nostoköysistön keveänä pitämiseksi kunkin köyden H olennaisesti kaikki voimanvä-litysosat 2 voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa ovat olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia. Vahvistuskuidultaan nostoköysistö on edullisesti hiili-kuitua. Muilta rakenteiltaan nostoköysistön kukin köysi H on edullisesti jonkin kuvioissa 2a-2c esitetyn mukainen.

Edellä mainittu voimanvälitysosa 2 on täsmällisemmin materiaaliltaan edullisesti seuraavanlainen. Se on ei-metallista komposiittia, joka käsittää ei-metallisia vahvistuskuituja, edullisesti hiilikuituja, lasikuituja tai aramidikuituja, edullisemmin hiilikuituja tai lasikuituja polymeerimatriisissa M. Osa 2 kuituineen on köyden pituussuuntainen, mistä syystä köysi säilyttää taivutuksessa rakenteensa. Yksittäiset kuidut ovat siis olennaisesti köyden pituussuuntaisesti orientoituneet. Tällöin kuidut ovat voiman suuntaisia köyttä vedettäessä. Mainitut vahvistuskuidut on sidottu yhtenäiseksi voiman-välitysosaksi mainitulla polymeerimatriisilla. Näin mainittu voimanvälitysosa 2 on yksi yhtenäinen pitkänomainen sauvamainen kappale. Mainitut vahvistuskuidut ovat edullisesti köyden pituussuuntaisia pitkiä jatkuvia kuituja, jotka edullisesti jatkuvat koko köyden pituuden matkalta. Edullisesti mahdollisimman moni kuiduista, edullisimmin olennaisesti kaikki mainitun voimanvälitysosan vahvistus-kuiduista ovat köyden pituussuuntaisia. Vahvistuskuidut ovat tällöin edullisesti olennaisesti toistensa suhteen kietoutumattomia. Näin voimanvälitysosan rakenne saadaan jatkumaan poikkileikkaukseltaan mahdollisimman samanlaisena koko köyden matkan. Mainitut vahvistuskuidut ovat jakautuneet mainittuun voimanvälitysosaan mahdollisimman tasaisesti, jotta voimanvälitysosa olisi mahdollisimman homogeeninen köyden poikkisuunnassa. Köyden taivutus- suunta on köyden leveyssuuntaisen akselin ympäri (kuviossa ylös tai alas). Kuvioissa 2a-c esitetysti kukin mainittu voimanvälitysosa 2 on ympäröity polymeerikerrok-sella 1, joka on edullisesti elastomeeria, edullisimmin korkeakitkaista elastomeeria kuten edullisesti polyuretaania, joka kerros muodostaa köyden pinnan. Esitetyn rakenteen etuna on, että vahvistuskuituja ympäröivä matriisi pitää vahvistuskuitujen keskinäisen aseman olennaisesti muuttumattomana. Se tasoittaa lievällä elastisuudellaan kuituihin kohdistuvan voimaa jakautumista, vähentää kuitu-kuitu -kohtakteja ja köyden sisäistä kulumista parantaen näin köyden käyttöikää. Vahvistuskuidut voivat olla lasikuituja, jolloin saadaan mm. hyvä säh-köneristys ja edullinen hinta. Vaihtoehtoisesti vahvistuskuidut voivat olla hiilikuitua, jolloin saavutetaan mm. hyvä vetojäykkyys ja keveä rakenne ja hyvät lämpöomi-naisuudet. Tällöin myös köyden vetojäykkyys on hieman alhaisempi, joten voidaan käyttää pienihalkaisijaisia vetopyöriä. Komposiitin matriisi, johon yksittäiset kuidut ovat mahdollisimman tasaisesti jaettu, on edullisimmin epoksia, jolla on hyvä tarttuvuus lujitteisiin ja joka on lujaa käyttäytyy edullisesti ainakin lasi- ja hiilikuidun kanssa. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää esimerkiksi polyesteriä tai vinyyliesteriä.

Kuviossa 3 on edullista sisäistä rakennetta voimanväli-tysosalle 2. Kuviossa ympyrän sisällä on esitetty osittainen poikkileikkaus voimanvälitysosan pintarakenteesta (köyden pituussuunnassa tarkasteltuna), jonka poikkileikkauksen mukaisesti muualla hakemuksessa esitettyjen voi-manvälitysosien vahvistuskuidut edullisesti ovat polymee-rimatriisissa. Kuviossa on esitetty miten vahvistuskuidut F ovat olennaisen tasaisesti jakautuneet polymeerimat-riisiin M, joka ympäröi kuituja ja on kiinnittynyt kuituihin. Polymeerimatriisi M täyttää yksittäisten vahvistuskuitujen F väliset alueet ja sitoo yhtenäisenä kiinteänä aineksena olennaisesti kaikki matriisin M sisällä olevat vahvistuskuidut F toisiinsa. Tällöin vahvistuskuitujen F keskinäinen hankaava liike ja vah-vistuskuitujen F ja matriisin M välinen hankaava liike olennaisesti estyy. Yksittäisten, edullisesti kaikkien, vahvistuskuitujen F ja matriisin M välillä on kemiallinen sidos, minkä etuna on mm. rakenteen yhtenäisyys. Kemiallisen sidoksen vahvistamiseksi voi tarvittaessa, mutta ei välttämättä, vahvistuskuitujen ja polymeerimatriisin M välillä olla varsinaisten kuitujen pinnoite (ei esitetty) . Polymeerimatriisi M on muualla hakemuksessa kuvatun lainen ja voi siis käsittää peruspolymeerin lisänä lisäaineita matriisin ominaisuuksien hienosäätämiseksi. Polymeerimatriisi M on edullisesti kovaa ei-elastomeeria. Sillä, että vahvistekuidut ovat polymeerimatriisissa tarkoitetaan, että yksittäiset vahvistekuidut ovat keksinnössä sidottu toisiinsa polymeerimatriisilla, esimerkiksi valmistusvaiheessa upottamalla ne yhdessä sulaan polymeerimatriisin materiaaliin. Tällöin toisiinsa polymeerimatriisilla sidottujen yksittäisten vahvistekuitujen väleissä on matriisin polymeeriä. Keksinnössä siis edullisesti suuri määrä toisiinsa sidottuja köyden pituussuuntaisia vahvistekuituja on jakautuneena polymeerimatriisiin. Vahvistekuidut on edullisesti jaettu polymeerimatriisiin olennaisen tasaisesti niin, että voimanvälitysosa on mahdollisimman homogeeninen köyden poikkileikkauksen suunnassa tarkasteltuna. Toisin sanoen kuitutiheys voimanvälitysosan poikkileikkauksessa ei siis vaihtele voimakkaasti. Vahvistekuidut yhdessä matriisin kanssa muodostaa yhtenäisen voimanvälitysosan, jonka sisällä ei tapahdu hankaavaa suhteellista liikettä köyttä taivutettaessa. Voimanvälitysosan yksittäiset vahvistekuidut ovat pääosin ympäröityjä polymeerimatriisilla, mutta kuitu-kuitu -kontakteja voi esiintyä paikoittain, koska kuitujen aseman kontrolloiminen toistensa suhteen niiden yhtäaikaisessa impreg-noinnissa polymeerimatriisilla on vaikeaa, eikä toisaalta satunnaisten kuitu-kuitu-kontaktien aivan täydellinen eliminoiminen ole täysin välttämätöntä keksinnön toiminnan kannalta. Mikäli kuitenkin niiden satunnaista esiin- tyrnistä halutaan vähentää, voivat yksittäiset vahviste-kuidut olla esipäällystettyjä niin, että niiden ympärillä on polymeeripinnoite jo ennen yksittäisten vahvistekui-tujen toisiinsa sitomista. Keksinnössä voimanvälitysosan yksittäiset vahvistekuidut voivat käsittää ympärillään polymeerimatriisin materiaalia niin, että polymeerimat-riisi on välittömästi vahvistekuitua vasten, mutta vaihtoehtoisesti välissä voi olla vahvistekuidun ohut pinnoite, esim. vahvistuskuidun pintaan valmistusvaiheessa järjestetty primeri kemiallisen tarttuvuuden matriisiimate-riaaliin parantamiseksi. Yksittäiset vahvistekuidut ovat jaettu tasaisesti voimanvälitysosaan niin, että yksittäisten vahvistekuitujen väleissä on matriisin polymeeriä. Edullisesti enemmistö, edullisimmin olennaisesti kaikkien, voimanvälitysosassa olevien yksittäisten vahvistekuituj en väleistä on täyttynyt matriisin polymeerillä. Voimanvälitysosan matriisi on edullisimmin materiaaliominaisuuksiltaan kovaa. Kova matriisi auttaa tukemaan vahvistuskuituja erityisesti köyden taipuessa ehkäisten taipuneen köyden vahvistuskuitujen nurjahtamista, sillä kova materiaali tukee kuituja. Mm. köyden taivutussäteen pienentämiseksi on siis edullista, että polymeerimatriisi on kovaa, ja siis jotain muuta kuin elastomeeria (esimerkki elastomeerista: kumi) tai muuta hyvin elastisesti käyt-täytyvää tai periksi antavaa. Edullisimpia materiaaleja ovat epoksi, polyesteri, feno-limuovi tai vinyyli-esteri. Polymeerimatriisi on edulli-sesti niin kovaa, että sen kimmomoduuli (E) on yli 2 GPa, edullisimmin yli 2.5 GPa. Tällöin kimmomoduuli (E) on edullisesti alueella 2.5-10GPa, edullisimmin alueella 2.5-3.5 GPa. Voimanvälitysosan poikkileikkauksen pinta-alasta edullisesti yli 50 % on mainittua vahvistuskuitua, edullisesti niin, että 50%-80% on mainittua vahvistus-kuitua, edullisemmin niin että 55%-70% on mainittua vahvistuskuitua, ja olennaisesti kaikki loppuosa pinta-alasta on polymeerimatriisia. Edullisimmin niin, että pinta-alasta n. 60% on vahvistus-kuitua ja n.40% matriisimateriaalia (edull.epoksia). Näin saadaan köyden pituussuuntainen lujuus hyväksi. Voiman- välitysosan ollessa ei-metallisia vahvistuskuituja käsittävää komposiittia mainittu voimanvälitysosa on yhtenäinen pitkänomainen jäykkä kappale. Eräänä etuna on mm, että se palautuu muotoonsa taipuneesta asemasta suoraksi.

Voimanvälitysosalla hakemuksessa tarkoitetaan köyden pituussuuntaista pitkänomaista osaa, joka kykenee kantamaan rikkoutumatta merkittävän osan kyseiseen köyteen aiheutuvasta köyden pituussuuntaisesta kuormasta, joka koostuu esim. köyden omasta massasta ja vastapainon tai hissiko-rin pysäyttämiseen kyseiseltä köydeltä vaadittavasta voimasta. Mainittu kuorma aiheuttaa voimanvälitysosaan köyden pituussuuntaisen jännityksen, joka jännitys välittyy kyseisen voimanvälitysosan sisällä köyden pituussuunnassa eteenpäin olennaisen pitkän matkan. Köyden R,R'R'' voimanvälitysosa ei kannattele hissikoria tai sen kuormaa hissin normaalikäytön aikana. Köyttä R,R',R'' ei edullisesti myöskään ole järjestetty siirtämään hissikoriin tai vastapainoon normaalikäytön-aikaiseen liikuttamiseen tarvittavaa voimaa.

Mainitut kuidut F ovat ainakin olennaisesti köyden pituussuuntaisia, edullisesti niin pituussuuntaisia kuin mahdollista ja olennaisesti toisiinsa kietoutumattomia. Keksintöä voitaisiin soveltaa kuitenkin myös punotuilla kuiduilla. Vaikka keksinnön köysi onkin edullisesti hihnamainen voitaisiin sen sisäistä rakennetta hyödyntää myös muilla köysien poikkileikkauksen muodoilla.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei rajoitu edellä selostettuihin sovellutusmuotoihin, joissa keksintöä on selostettu esimerkinomaisesti, vaan monet muunnokset ja keksinnön eri sovellutukset ovat mahdollisia jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Esimerkiksi on selvää, että taittopyörä 11 voi olla kiinteästi paikallaan pyörivä.

Claims (12)

1. Hissi, joka käsittää ainakin hissikorin (C) ja välineet hissikorin liikuttamiseksi, edullisesti johteita pitkin, ja vastapainon (CW), ja yhden tai useamman hissi-korin ja vastapainon (CW) yhdistävän kannattelufunktiosta erillisen, hissikuilun alapäähän tuetun taittopyörän (11) kiertävän köyden (R,R',R''), tunnettu siitä, että köysi (R,R',R'') käsittää voimanvälitysosan (2) tai joukon voimanvälitysosia (2) , voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa, joka voimanvälitysosa (2) on olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia.

2. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että se käsittää hissikuilussa (8) kaapelin (6), joka roikkuu hissikorin (C) ja rakennuksen varassa, jonka kaapelin (6) ensimmäinen pää on kiinnitetty hissikoriin (C) ja toinen pää on kiinnitetty rakennuksen kiinteään rakenteeseen (9).

3. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että köysi (R,R',R'') on järjestetty mainitulla voimanvälitysosalla (2) tai joukolla voimanvälitysosia (2) välittämään köyden pituussuuntaista voimaa hissikorin (C) ja vastapainon (CW) välillä, erityisesti vastapainon (CW) ylöspäin suuntautuvan liikkeen hidastamiseksi hissikorin (C) alaspäin suuntautuvan liikkeen hätäjarrutustilanteessa.

4. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että mainittu kaapeli (6) on tiedon ja/tai sähkönsiirtokaapeli.

5. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että välineet hissikorin liikuttamiseksi käsittävät hissikoria ja vastapainoa liikuttavan nostoköysistön, joka käsittää joukon köysiä (H,H',H''), joista kukin käsittää voimanvälitysosan (5) tai joukon voimanvälitysosia (5), voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa, joka voimanvälitysosa (5) on olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia.

6. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että olennaisesti kaikki köyden (R,R',R'') voimanvälitysosat (2), ja edullisesti myös olennaisesti kaikki köyden (H,H',H'') voimanvälitysosat (5), voiman välittämiseksi köyden pituussuunnassa ovat olennaisesti kokonaan ei-metallista materiaalia.

7. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että kukin köyden (R,R',R'') voimanvälitysosa (2) , ja edullisesti myös kukin köyden (H,H',H'') voimanvälitysosa (5), on materiaalia, joka käsittää olennaisesti köyden (R,R',R'',H,H',H'') pituussuuntaisia ei-metallisia kuituja (F).

8. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että köysi (R^^R'') kiertää mainitun taittopyörän (11) taipuen taittopyörän kohdalla köyden leveyssuuntaisen akselin ympäri, ja että köyden (R,R',R'')leveys on suurempi kuin paksuus.

9. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että mainitun voimanvälitysosan (2) ja edullisesti myös voimanvälitysosan (5) materiaali on komposiittimateriaalia, joka käsittää ei-metallisia kuituja (F) vahvistuskuituina polymeerimatriisissa (M).

10. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että mainitut ei-metalliset kuidut (F) ovat hiilikuituja tai lasikuituja tai aramidikuituja.

11. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että mainitut ei-metalliset kuidut (F) ovat nostoköysistön köydessä (H) ensimmäistä materiaalia, edullisesti hiilikuituja ja hissikuilun (8) alapäähän tuetun taittopyörän (11) kiertävässä köydessä toista materiaalia, edullisesti lasikuituja.

12. Jonkin aiemman patenttivaatimuksen mukainen hissi, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen materiaali on kevyempää kuin mainittu toinen materiaali.