KR100846944B1 - 엘리베이터 하중 지지 부재의 마모 및 고장 검출 - Google Patents

Abstract

엘리베이터 하중 지지 부재(22) 모니터링 장치(20)는 벨트의 적어도 하나의 인장 부재(24)에 제1 신호(40) 및 제2 신호(50)를 인가하는 컨트롤러(30)를 가진다. 일 예에서 제1 신호(40)는 선택된 진폭 및 지속 시간의 복수의 펄스(42)를 가진다. 제2 신호(50)는 더 짧은 제2 지속 시간 및 더 낮은 진폭을 가지는 일련의 펄스(52)를 포함한다. 제1 신호는 하중 지지 부재의 마모 상태에 대해 정보를 제공하는데 유용하다. 컨트롤러는 파단 하중 지지 부재와 같은 고장 상태를 판단하는데 제2 신호에 대한 응답을 이용한다.

엘리베이터 하중 지지 부재, 모니터링 장치, 인장 부재, 컨트롤러, 신호

Description

엘리베이터 하중 지지 부재의 마모 및 고장 검출{ELEVATOR LOAD BEARING MEMBER WEAR AND FAILURE DETECTION}

일반적으로 본 발명은 엘리베이터 하중 지지 부재의 상태를 모니터링하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 다른 신호를 사용하여 엘리베이터 하중 지지 부재의 마모 상태 및 잠재적 고장 상태를 각각 판단하는 것에 관한 것이다.

엘리베이터 시스템은 카(car) 및 균형추의 중량을 지지하고 승강구내에서 카가 원하는 대로 이동되도록 하는 로프 또는 벨트와 같은 하중 지지 부재를 통상적으로 포함한다. 오랫동안, 강철 로프가 사용되었다. 최근에, 재킷 내에 수용된 복수의 인장 부재를 포함하는 코팅된 강철 벨트 또는 재킷 로프가 도입되었다. 일 예에서, 인장 부재는 강철 스트랜드로 만들어진 강철 줄(cord)이다. 재킷은 폴리우레탄(polyurethane) 재료를 포함한다.

새로운 하중 지지 부재와 새로운 문제점이 제기된 이전의 강철 로프 사이의 하나의 차이점은 인장 부재 위를 커버하는 재킷이 인장 부재 상태의 시각적인 검사를 불가능하게 만든다는 점이다. 다양한 검사 기술이 제안되었다. 그 기술들 중 일부는 전기를 기초로 하고, 인장 부재의 상태에 관한 판단을 하기 위해 벨트 내의 인장 부재의 전도 품질에 의존한다.

새로운 타입의 벨트에 유용한 하나의 장치는 예를 들어 파단된 벨트를 표시하는 파단 벨트 스위치이다. 그런 스위치는 벨트의 심각한 결함 또는 고장 상태의 표시를 제공하기에 유용하다. 기계적 파단 벨트 스위치의 하나의 결점은 엘리베이터 벨트가 양호한 상태임에도 비정상적인 기계적 상태로 인해 잠재적으로 결합 및 작동될 수 있다는 점이다. 또한 그런 스위치는 파손될 수도 있다. 분리 파단 벨트 스위치를 사용함으로써 제기된 다른 하나의 이슈는 추가적인 하드웨어, 설치 및 잠재적 유지비가 있다는 점이다. 물론, 엘리베이터 시스템에 관련된 복잡성을 최소화 하는것이 바람직하다.

벨트의 마모 상태를 모니터링하고 벨트가 파단 또는 심각하게 파손되었는지를 판단하기 위해 향상된 기술이 필요하다. 본 발명은 종래의 파단 벨트 스위치 구성에 의존하지 않고 양 타입의 판단을 하는 특별한 방법을 제공한다.

일반적으로, 본 발명은 하중 지지 부재에 대해 두 개의 다른 타입의 판단을 하기 위해 두 개의 다른 타입의 신호를 사용하는 엘리베이터 하중 지지 부재 모니터링 배열체이다.

엘리베이터 벨트의 상태를 모니터링 하기 위한 일 예시적인 방법은 벨트의 인장 부재 중 적어도 하나에 대해 제1 특성을 가지는 제1 신호를 인가하는 단계를 포함한다. 다른 제2 특성을 가지는 제2 신호는 벨트의 인장 부재 중 적어도 하나에 인가된다. 벨트의 마모 상태는 제1 신호에 대한 응답을 기초로 판단된다. 벨트의 고장 상태는 제2 신호에 대한 응답을 기초로 판단된다.

일 예에서, 인장 부재의 저항은 인가된 신호를 기초로 판단된다. 제2 신호에 의해 제공된 정보는 파단 벨트 상황이 쉽게 판단될 수 있도록 연속적으로 모니터링 되는 것이 바람직하다. 엘리베이터 벨트 상에 일반적인 마모는 오랜 동안에 걸쳐 증가하면서 발생하므로 제1 신호에 대한 응답이 오버 타임될 수 있다.

일 예에서, 제1 신호 특성은 제1 주파수이고, 제2 신호는 더 고주파수인 제2 주파수를 가진다.

엘리베이터 벨트의 상태를 모니터링 하기 위한 예시적인 장치는 벨트의 인장 부재 중 적어도 하나에 제1 신호를 인가하는 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 또한 벨트의 인장 부재 중 적어도 하나에 제2 신호를 인가한다. 제1 신호는 제2 신호의 대응 특성과 다른 주파수와 같은 특성을 가지는 것이 바람직하다. 컨트롤러는 벨트의 마모 상태 및 고장 상태를 각각 판단하도록 제1 및 제2 신호에 대한 응답하여 인장 부재의 전기적 성능을 이용한다.

본 발명의 다양한 특징 및 장점은 현재의 양호한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 본 기술분야의 당업자들에게 명백해질 것이다.

도1은 벨트의 마모 상태 및 고장 상태를 모니터링하기 위해 본 발명의 실시예에 따라 설계된 장치를 포함하는 엘리베이터 벨트 조립체를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도2는 도1의 실시예에 사용된 예시적인 신호를 개략적으로 도시하는 타이밍 다이어그램이다.

도1은 모니터링 장치(20) 및 엘리베이터 벨트(22)를 포함하는 엘리베이터 하중 지지 부재 조립체를 개략적으로 도시한다. 이 예에는 벨트가 도시되었지만,본 발명은 하중 지지 부재의 특정 종류에 제한되지 않는다. 복수의 인장 부재(24)는 재킷 코팅부(26)에 수용된다. 일 예에서, 인장 부재(24)는 종래의 방식으로 굽어진 개별 강철 스트랜드로 만들어진 강철 줄을 포함한다. 일 예에서 재킷 코팅부(26)는 폴리우레탄 재료이다. 인장 부재(24)는 카 및 균형추와 관련된 엘리베이터 시스템의 하중을 지지하고 종래의 방식으로 승강구 내의 소정의 위치로 카를 이동시키는 성능을 제공한다.

모니터링 장치(20)는 인장 부재(24)에 전기 신호를 선택적으로 인가하는 컨트롤러(30)를 포함한다. 인장 부재(24)와의 전기 커플링이 도면 부호 32로 개략적으로 도시된다. 도1이 각각의 인장 부재(24) 및 컨트롤러(30) 사이에 전기 연결을 도시하지만, 하나 또는 선택된 갯수의 인장 부재(24)만을 모니터링함으로써 본 발명에 의해 제공된 기술을 이용하는 것이 가능할 수 있다. 일 예에서, 다중 인장 부재(24)는 모니터링을 위해 전기적으로 결합된다.

컨트롤러(30)는 엘리베이터 시스템 내 벨트의 서비스 기간 동안에 벨트(22) 상의 일반적인 마모 상태를 컨트롤러(30)가 모니터할 수 있도록 설계되는 제1 모듈(34)을 포함한다. 일 예에서, 저항 기초 검사(RBI)는 인장 부재(24)의 저항값이 인장 부재의 기계적 보존성의 표시를 제공하는데 사용된다. 예를 들어, 손상되거나 닳아진 와이어는 방해받지 않은 기계적 보존성을 가진 것보다 더 높은 저항을 가진다. 본 설명의 이익을 가진 본 기술분야의 당업자는 그들의 특정 상황에 대한 필요에 맞추기 위한 적절한 모니터링 기술(즉, 모니터할 가변값과 인장 부재의 상태에 대해 그것이 어떻게 관련되어 있는지)을 선택할 수 있다.

컨트롤러(30)는 벨트 조립체(22)의 마모 상태에 대한 판단을 하기 위해 제1 타입 신호를 인장 부재(24) 중 적어도 하나에 인가하는데 제1 모듈(34)을 사용한다. 제2 모듈(36)은 벨트(22)의 심각한 고장 또는 파단 상태에 대해 컨트롤러(30)가 판단하게 한다. 제2 모듈(36)은 분리, 기계적 파단 벨트 스위치를 대체하거나 파단 벨트 스위치를 포함하는 시스템의 보충의 표시를 제공할 수 있다. 제2 모듈(36)은 벨트(22)의 고장 상태에 대해 분리 판단을 하도록 컨트롤러(30)가 인장 부재(24)에 제2 타입 신호를 인가하게 한다. 제2 모듈(36)은 컨트롤러(30)가 벨트(22)의 전체 길이, 심지어 다른 타입의 검사 시스템에는 보이지 않는 벨트의 부분을 따라서 인장 부재 연속성을 즉각적으로 확인할 수 있도록 한다.

일 예에서, 컨트롤러(30)의 적어도 일 부분으로써 역할을 하는 제1 모듈(34) 및 제2 모듈(36)은 마이크로프로세서 상의 소프트웨어 프로그래밍을 포함한다. 다른 예에서, 제1 및 제2 모듈(34)은 하드웨어 또는 펌웨어를 포함한다. 또 다른 예에서, 소프트웨어, 하드웨어 및 펌웨어의 결합은 도시된 모듈의 기능성을 제공한다.

도2는 두 개의 다른 타입의 벨트 상태 판단을 하기 위해 컨트롤러(30)에 의해 인가된 두 개의 예시적인 신호를 개략적으로 도시한다. 제1 모듈(34)을 사용하는 컨트롤러(30)에 의해 인가된 제1 신호를 대표하는 제1 신호 트레이스는 도면부 호 40으로 도시된다. 신호(40)는 선택된 지속 시간 및 진폭을 가지는 복수의 펄스(42)를 포함한다.

제1 신호(40)의 주파수는 도2에 도시된 제2 신호(50)의 주파수와 비교하여 상대적으로 낮다. 일 예에서 제2 모듈(36) 내에 프로그래밍에 의해 유도된 바와 같이 제2 신호(50)는 컨트롤러(30)에 의해 인장 부재(24) 중 적어도 하나에 인가된다. 제2 신호(50)는 제1 신호(40)의 펄스(42)와 비교하여 더 짧은 지속 시간 및 더 낮은 진폭을 가지는 복수의 펄스(52)를 포함한다. 제2 신호(50)의 주파수는 제1 신호(40)의 주파수보다 더 높다. 제1 신호(40)는 컨트롤러(30)가 마모 상태 판단을 하게 하고, 제2 신호(50)는 컨트롤러(30)가 파단 벨트 또는 고장 상태 판단을 하게 한다.

제2 신호(50)의 더 높은 주파수, 더 낮은 진폭 및 더 짧은 펄스 지속 시간은 벨트(22)가 파단 또는 심각한 고장 상태인지 아닌지를 컨트롤러가 연속적이고 즉각적으로 모니터하게 한다. 제2 신호(50)용으로 더 낮은 전류를 사용하는 것은 벨트를 모니터하는 시스템의 성능을 향상시키면서, 코드에 인가된 전압의 존재로 인한 코드(24, 즉 인장부재)의 부식을 가속화하는 가능성을 증가시키지 않는다. 일 예에서, 제2 신호(50)의 사용은 제1 신호(40)의 펄스들 사이에 간격을 더 길게 하며 이것은 잠재적인 부식을 감소시킨다.

벨트가 파단 또는 고장 상태에 있는지 여부에 대해 즉각적인 판단을 하는 것이 중요하기 때문에 제2 신호(50)에 대한 더 높은 주파수가 바람직하다. 파단 인장 부재의 판단은 인장 부재를 따라서 전기적 연속성을 판단하는 것이 본질적으로 요구되기 때문에, 더 낮은 진폭 펄스(52)는 파단 벨트를 판단하기에 충분한 정보를 제공한다.

제1 신호(40)를 사용하여 관찰할 수 있는 일반적인 마모는 인장 부재(24)의 전기적 특성의 변화율을 기초로 한다. 인장 부재(24)의 강철 코드의 전기적 저항은 일 실시예에 사용된다. 그런 벨트는 일반 기계 및 환경 작동 상태에서 아주 긴 서비스 기간을 갖는다고 믿어진다. 오랜 기간에 걸친 경우를 제외하고는 피로 및 마모의 가능성은 낮다. 따라서, 제1 신호(40)의 낮은 주파수는 시간에 걸친 벨트의 마모 상태에 대한 판단을 하기에 충분한 정보를 제공한다[즉, 인장 부재(24)의 결과적인 마모로 인한 저항의 결과적인 증가]. 더 큰 펄스(42)는 실제 저항값에 대해 더 정확한 정보를 제공하는데, 이것은 약한 마모라는 판단을 내리기 위해 오랜 시간에 걸쳐 통합될 수 있다.

본 발명은 오랜 시간 동안(즉, 10년 내지 20년)에 걸쳐 인장 부재의 저항과 같은 전기적 특성의 작은 백분율 변화와 인장 부재(24)가 파단될 때의 저항의 즉각적이고 무한한 변화 사이의 차이점을 이용한다. 이러한 이질적인 변화는 두 개의 상이한 형태의 벨트 상태 판단을 하기 위해 두 개의 상이한 형태의 신호를 사용하는 단일 컨트롤러(30)가 이질적인 기능을 수행하도록 한다.

일 예에서, 컨트롤러(30) 및 모듈(34, 36)은 컨트롤러에 의해 만들어질 판단들이 그 사이에서 임의의 방해받는 것를 피하기 위해 신호(40, 50)가 동기화되도록 프로그램된다. 도2의 예에서, 펄스(42)는 펄스(52)가 인가되는 것과 동시에 임의의 인장 부재에 인가되지 않는다. 펄스(42)는 펄스(52)의 오프 타임 동안에 온(on)된다.

일 예에서, 벨트의 고장 상태가 있는 것을 컨트롤러(30)가 판단하기 전에, 컨트롤러(30)는 벨트의 적어도 하나의 다른 인장 부재가 파단된 것을 판단하여 파단 인장 부재의 판단이 입증되는 것을 요구함으로써 고장 상태 판단의 체크를 이용한다.

다른 예에서, 컨트롤러(30)는 엘리베이터 시스템이 사용중에 있을 때를 판단하도록 프로그램된다. 많이 사용되는 기간 중에, 본 예의 컨트롤러(30)는 더 연속적인 고장 상태 검사를 하도록 제2 신호(50)의 주파수를 증가시킨다. 제2 신호로부터 제1 신호를 절연시키는 것이 바람직한 상황에서, 제1 신호 주파수는 제1 신호(50)의 오프 타임 내에 맞추도록 펄스(42)의 특성을 조정하면서 또한 조정될 수 있다.

다른 예에서, 컨트롤러(30)는 마모 검출의 결과가 하나 이상의 인장 부재(24)의 마모 상태를 나타낼 때마다, 제2 신호(50)에 의해 제공되는 모니터링을 증가시키도록 프로그램된다. 마모가 증가되면 고장 상태에 대한 가능성이 증가하는 것에 대응될 수 있고, 따라서 본 예의 컨트롤러는 고장 검출을 조정한다.

본 설명의 이익을 가지는 본 기술분야의 당업자는 본 설명의 컨트롤러에 의해 제공되는 기능을 인식하기 위해 상업적으로 이용가능한 마이크로프로세서 및 전자 장치로부터 선택될 수 있고 설계 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 또는 그것들의 결합으로 맞춰질 수 있다. 두 개의 다른 모듈을 가진 단일 컨트롤러(30)가 도1에 개략적으로 도시되었지만, 개별 구성요소는 마모 상태 및 고장 상태 모니터링을 제공할 수 있다.

본 발명에 따라 설계된 검사 장치는 엘리베이터 벨트의 상태를 모니터링하는 것과 관련된 경제성을 향상시키는 이중의 기능성을 제공한다. 본 발명의 구성은 예를 들어 기계적 파단 벨트 스위치와 비교하여 더 정교함과 유연성을 허용한다. 파단 벨트 스위치를 생략하는 것과 관련된 비용절감을 할 수 있다.

전술한 설명은 제한이 아닌 예시적인 것이다. 개시된 예에 대한 변경 및 수정은 본 발명의 본질에서 멀어지지 않고 본 기술분야의 당업자에게 명백해 질 것이다. 본 발명에 주어진 법적 보호 범주는 다음의 청구 범위를 고려하여 결정될 수 있다.

Claims (20)

1. 엘리베이터 시스템의 하중 지지 부재의 상태를 모니터링하기 위한 방법이며,

   하중 지지 부재의 적어도 하나의 인장 부재에 제1 특성을 가지는 제1 신호를 인가하는 단계와,

   하중 지지 부재의 적어도 하나의 인장 부재에 상이한 제2 특성을 가지는 제2 신호를 인가하는 단계와,

   제1 신호에 대한 응답을 기초로 하중 지지 부재의 마모 상태를 판단하는 단계와,

   제2 신호에 대한 응답을 기초로 하중 지지 부재의 고장 상태를 판단하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 특성은 주파수이고 제2 주파수는 제1 주파수보다 더 높은 방법.
3. 제2항에 있어서, 제1 신호는 제1 진폭을 가지고 제2 신호는 더 낮은 제2 진폭을 가지는 방법.
4. 제2항에 있어서, 제1 신호는 제1 지속 시간을 가지는 일련의 펄스를 포함하고, 제2 신호는 더 짧은 제2 지속 시간을 가지는 일련의 펄스를 포함하는 방법.
5. 제2항에 있어서, 엘리베이터 시스템의 사용 상태를 판단하여, 사용 빈도가 높은 기간에는 제2 주파수를 증가시키는 단계를 포함하는 방법.
6. 제2항에 있어서, 제1 신호에 대한 응답이 증가된 마모 상태를 표시하면 제2 주파수를 증가시키는 단계를 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 각각의 신호는 일련의 펄스를 포함하고 제1 신호 펄스가 제2 신호 펄스와 동시에 온(on) 되지 않도록 신호를 동기화하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 선택된 갯수의 인장 부재가 고장을 표시하는 제2 신호에 대한 응답을 제공할 때만 하중 지지 부재의 고장 상태가 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 신호를 복수의 인장 부재로 각각 인가하는 단계와, 신호에 대한 각각의 인장 부재의 개별 응답을 판단하는 단계를 포함하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 연장된 시간에 걸쳐 제1 신호에 대한 응답을 모니터링함으로써 마모 상태를 정기적으로 판단하는 단계와 제2 신호에 대한 응답을 연속적으로 모니터링함으로써 고장 상태를 판단하는 단계를 포함하는 방법.
11. 엘리베이터 시스템의 하중 지지 부재의 상태를 모니터링 하기 위한 장치이며,

    하중 지지 부재의 적어도 하나의 인장 부재에 제1 특성을 가지는 제1 신호를 인가하고, 하중 지지 부재의 적어도 하나의 인장 부재에 다른 제2 특성을 가지는 제2 신호를 인가하는 컨트롤러를 포함하고,

    상기 컨트롤러는 제1 신호에 대한 응답을 기초로 하중 지지 부재의 마모 상태를 판단하고, 제2 신호에 대한 응답을 기초로 하중 지지 부재의 고장 상태를 판단하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 각각의 신호는 일련의 펄스를 포함하고 컨트롤러는 제1 신호 펄스가 제2 신호 펄스와 동시에 온(on) 되지 않도록 신호를 동기화하는 장치.
13. 제11항에 있어서, 제1 신호는 제1 지속 시간을 가지는 일련의 펄스를 포함하고, 제2 신호는 더 짧은 제2 지속 시간을 가지는 일련의 펄스를 포함하는 장치.
14. 제11항에 있어서, 제1 특성은 제1 주파수이고 제2 특성은 더 높은 제2 주파수인 장치.
15. 제14항에 있어서, 제1 신호는 제1 진폭을 가지고 제2 신호는 더 낮은 제2 진폭을 가지는 장치.
16. 제14항에 있어서, 컨트롤러는 엘리베이터 시스템의 사용 상태를 판단하여, 사용 빈도가 높은 기간에는 제2 주파수를 증가시키는 장치.
17. 제14항에 있어서, 컨트롤러는 제1 신호에 대한 응답이 증가된 마모 상태를 표시할 때 제2 주파수를 증가시키는 장치.
18. 제11항에 있어서, 컨트롤러는 마모 상태 판단을 하도록 제1 신호에 대한 응답을 시간에 걸쳐 통합하고, 즉각적으로 고장 상태 판단을 하도록 제2 신호에 대한 응답을 연속적으로 모니터링하는 장치.
19. 엘리베이터 하중 지지 부재 조립체이며,

    복수의 전기 전도 인장 부재와,

    인장 부재 위의 비전도 코팅부와,

    인장 부재 중 적어도 하나와 전기적으로 결합된 컨트롤러를 포함하고,

    컨트롤러는 하중 지지 부재의 적어도 하나의 인장 부재에 제1 특성을 가지는 제1 신호를 인가하고, 인장 부재에 다른 제2 특성을 가지는 제2 신호를 인가하고, 제1 신호에 대한 응답을 기초로 하중 지지 부재의 마모 상태를 판단하고, 제2 신호에 대한 응답을 기초로 하중 지지 부재의 고장 상태를 판단하는 조립체.
20. 제19항에 있어서, 제1 특성은 제1 주파수이고 제2 특성은 더 높은 제2 주파수인 조립체.

Images