HK1030245B - Detection of damage to the sheath of a synthetic fiber rope - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schadenserkennung für den Seilmantel eines Kunstfaserseils, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Kunstfaserseil ist ein textiles Erzeugnis aus Seilgarnen aus Natur- oder Chemiefasern, das entweder durch Seilformung ohne Drehung, durch zwei- oder mehrstufiges Verseilen und/oder Ummanteln oder aber durch Verflechten hergestellt ist. Der Seilmantel umgibt schützend den Seilaufbau aus sogenannten Kunstfaserlitzen und erzeugt bei angetriebenen Seilen die notwendige Traktionsfähigkeit. Er besteht vorzugsweise aus abriebfestem Kunststoffmaterial und ist festhaftend und/ oder formschlüssig mit der äusseren Litzenlage verbunden. Dabei umhüllt der Seilmantel entweder das Seil als Ganzes oder die äussersten Seillitzen mit einem Kunststoffmantel und bilden gesamthaft den Seilmantel. Besonders bei über Rollen laufenden und/oder getriebenen Seilen unterliegt der Seilmantel hohem abrassiven Verschleiss.

Aus der EP 0 731 209 A1 der Anmelderin ist ein ummanteltes Kunstfaserseil als Tragorgan für Aufzüge bekannt. Um bei diesem Treibseil den Verschleisszustand des Seilmantels zu erkennen, ist der Seilmantel koaxial farblich unterteilt. Bei entsprechender Abnutzung des Mantels kommt die unterhalb liegende Farbe zum Vorschein, was dann als Vorliegen eines fortgeschrittenen Seilverschleisses gewertet wird. Diese Schadensanzeige hat sich bei Abnutzungserscheinungen des Seilmantels bewehrt, doch eignet sie sich nur bedingt dazu, lokal begrenzte Schäden, beispielsweise durch unbeabsichtigten Kontakt mit scharfen Kanten oder dergleichen, zuverlässig zu erkennen.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Einrichtung zur Schadenserkennung für einen Seilmantel anzugeben, die unabhängig von der Schadensursache Beschädigungen des Seilmantels zuverlässig erkennt. Diese Aufgabe wird mit der durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gegebenen Lehre gelöst.

Eine erfindungsgemässe Schadenserkennung weist verschiedene Vorteile auf. Aufgrund des in den Seilmantel eingelegten Sollbruchelements ist eine permanente messtechnische Überwachung des Seilmantels möglich. Dazu wird ein Signal über eine bestimmte Seillänge durch das Sollbruchelement übertragen. Wird diese Verbindung unterbrochen, wurde der Seilmantel von aussen beschädigt. Durch eine Echtzeit-Überwachung wird eine visuelle Kontrolle erst dann notwendig, wenn das Überwachungsgerät einen Seilmantelschaden detektiert.

Das Sollbruchelement kann als elektrischer Leiter, Lichtleiter oder dergleichen ausgebildet sein. Wesentlich bei der Wahl des hierbei verwendeten Leitermaterials ist eine Dauerbiegewechselfestigkeit die mindestens derjenigen des Seilaufbaus entspricht, so dass ein betriebsbedingtes Materialversagen ausgeschlossen ist.

Beispielsweise kann das Sollbruchelement als elektrischer Leiter in Form einer Kohlefaser oder eines Metalldrahts ausgebildet sein, durch den ein Kontrollsignal geschickt wird. Ist die leitende Verbindung unterbochen, wird keine Signal übertragen, was dann in geeigneter Weise angezeigt werden kann.

Im Zusammenwirken mit einer Kontrolleinrichtung können Seilmantelschäden von der Steuerung detektiert und ohne zeitliche Verzögerung geeignete Massnahmen zu Gewährleistung eines sicheren Aufzugsbetriebs veranlasst werden.

Das Übertragungselement ist vorzugsweise um das ganze Seil oder die Litzen der Aussenlage herumgewickelt und von dem vorzugsweise im Druckspritzverfahren ausgebrachten Seilmantel überdeckt. Darüberhinaus kann bei einer Ausführung mit zweischichtigem Seilmantel das Sollbruchelement auf die innenliegende Seilmantelschicht angeordnet und von der zweiten Seilmantelschicht überdeckt sein. Dabei ist das Sollbruchelement vollständig im Seilmantel eingebettet und auf die Kunstfaserlitzen wirkende zusätzliche Querkräfte beim Lauf des Seils über Rollen werden vermieden.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführung sind mehrere Sollbruchelemente parallel zu den Litzen und/oder in Seillängsrichtung um das Seil herum im Seilmantel eingebettet angeordnet. Diese bietet den Vorteil einer weitgehend flächendeckenden Überwachung des Seilmantel hinsichtlich von aussen einwirkenden mechanischen Beschädigungen.

Ausführungen der Erfindung, bei denen das Leiterelement aus hochfestem Werkstoff gebildet ist, bieten ferner den zusätzlichen Vorteil einer Verfestigung bzw. Verstärkung des Seilmantels. Damit können die Biegewechselfestigkeit wie auch das Abriebverhalten des Seilmantel verbessert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1,

ein mehrlagiges Aramidfaserseil mit einem schraubenlinienförmig um das Seil gewickelten, im Seilmantel eingelegten Übertragungselement,

Figur 2,

schematisch einen Überwachungsschaltkreis für das in Figur 1 dargestellte Aramidfaserseil,

Figur 3,

ein Schaltschema einer Kontrollschaltung.

Die perspektivische Darstellung in Figur 1 zeigt den Aufbau eines ummantelten Aramidfaserseils 1 aus Aramidfaserlitzen 2, die zusammen mit Füllitzen 3 um eine Seele 4 lagenweise angeordnet sind. Zwischen einer inneren Litzenlage 5 und einer äussersten Litzenlage 6 ist ein reibungsmindernder, vorzugsweise profilierter Zwischenmantel 7 angebracht. Die äusserste Litzenlage 6 ist durch den Seilmantel 8 , vorzugsweise aus Polyurethan oder Polyamid, abgedeckt. Um die äusserste Litzenlage 6 ist hier über die gesamte Seillänge ein Kupferdraht 9 schraubenlinienförmig beispielsweise mit einer Steigung 10 von 1-4 Windungen pro 60 mm Seillänge herumgewickelt. Über den Kupferdraht 9 ist der Seilmantel 8 aufextrudiert, so dass der Kupferdraht 9 in das Seilmantelmaterial eingebettet und damit überdeckt ist.

Bei Verwendung mehrerer Sollbruchelemente können diese grundsätzlich in beliebiger Weise im Seilmantel auf dem Seil angeordnet werden, solange diese eine signalübertragende Verbindung über eine bestimmte Seillänge herstellen und ein gegenseitiges Berühren der Sollbruchelemente durch sie umgebendes Seilmantelmaterial ausgeschlossen ist.

Anstatt den Kupferdraht 9 um das Seil 1 herumzuwickeln, kann dieser auch parallel zu den Aramidfaserlitzen 2 der äussersten Litzenlage 6 angeordnet im Seilmantel 8 eingelegt sein. Bei einer solchen parallelen Anordnung ist es allerdings zweckmässig eine Vielzahl von Kupferdrähten gleichmässig über den Umfang des Seils 1 verteilt vorzusehen, um so eine möglichst flächendeckende Überwachung des Seilmantels 8 zu erreichen. Besonders vorteilhaft diesbezüglich ist diese Anordnung bei einem gedrehten bzw. geschlagen Seilaufbau, weil dort bedingt durch den Schlagwinkel eine Schrägstellung der Kupferdrähte 9 - oder allgemein der Übertragungselemente - zur Bewegungsrichtung des angetriebenen Seils 1 erreicht wird, durch die ein am angetriebenen Seil 1 linienförmig schleifender Gegenstand, wie beispielsweise eine scharfe Kante, zwangsläufig den oder die Kupferdrähte durchtrennt und sofort als Schaden erkannt wird.

In Figur 2 ist die messtechnische Überwachung des in Figur 1 dargestellten Aramidfaserseils 1 gezeigt. Zur Kontrolle, ob die mittels Sollbruchelement(en), hier dem Kupferdraht 9, über die Seillänge 10 oder einen bestimmten Seillängenabschnitt hergestellte leitende Verbindung intakt ist, kann in einem Kontrollkreis 11 beispielsweise eine elektrische Spannung an die beiden Enden des Übertragungselementes angelegt werden. Als Spannungsquelle eignet sich hierzu beispielweise eine Batterie 12 oder ein Spannungsgenerator. Mit Hilfe eines Ampèremeters 13 kann dann erkannt werden, ob ein Strom durch den Kupferdraht 9 fliesst oder nicht.

An Stelle des Ampèremeters 13 kann eine Kontrolleuchte in den Stromkreis geschaltet sein, die im Schadensfall bei Unterbrechung der Übertragungsstrecke je nach Schaltungsart erlischt oder aufleuchtet.

Darüberhinaus kann ein Schaden des Seilmantels 8 mit Hilfe einer in den Überwachungskreis 11 geschalteten Kontrollschaltung 21 erkannt werden. Eine hierzu geeignete Schaltung ist beispielsweise aus der EP 0 731 209 A1 bekannt geworden. Bei dieser in Figur 3 dargestellten bekannten Kontrollschaltung 21 wird über eine Spannungsversorgung 14 ein konstanter Strom 15 in das oder die Übertragungselemente 9 eingespeist, für den jedes Übertragungselement 9 ein Widerstand R1 bis Rn darstellt. Ein Tiefpassfilter 16 filtert die ankommenden Impulse und führt diese einem Schwellwertschalter 17 zu. Der Schwellwertschalter 17 vergleicht die gemessenen Spannungen. Bei Überschreiten spezifischer Grenzwerte, d. h. aufgrund eines Durchtrennens der Übertragungselemente 9, wird der Widerstand so gross, das der zulässige Spannungswert überschritten wird. Diese Überschreitung des Grenzwertes wird von einem nicht flüchtigen Speicher 18 gespeichert. Dieser Speicher 18 kann mittels einer Reset-Taste 19 gelöscht werden oder er gibt seine Informationen an eine Logik 20 weiter, die mit der Aufzugssteuerung verbunden ist.

Jedes Übertragungselement 9 wird entsprechend verkabelt und ständig überprüft. Sobald ein Schaden aufgetreten ist, schaltet die Aufzugssteuerung den Aufzug ab, indem sie die Aufzugskabine in Evakuierposition fährt und festsetzt.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Schadenserkennung für einen Seilmantel (8) eines Kunstfaserseils, mit mindestens einem Sollbruchelement, welches schadensbedingt zerstörbar ist, und mit dem Sollbruchelement zusammenwirkende Kontrollmittel (11,12,13,21) zum Kenntlichmachen eines eingetretenen Schadens, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollbruchelement (9) in den Seilmantel (8) eingelegt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollbruchelement (9) um das Seil (1) herum angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollbruchelement (9) in Seillängsrichtung angeordnet sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstfaserseil (1) eine äusserste Litzenlage (6) aufweist und dass das Sollbruchelement (9) schraubenlinienförmig um die äusserste Litzenlage (6) und/oder parallel zu Aramidfaserlitzen (2) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Leiter oder optischer Leiter als Sollbruchelement (9) vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrollschaltung (11,21) zum Übertragen eines Kontrollsignal durch das Sollbruchelement (9) vorgesehen ist.
7. Aufzugsanlage mit einem Kunstfaserseil als eine Aufzugskabine mit einem Gegengewicht verbindendes Tragorgan, wobei das Kunstfaserseil einen Seilmantel (8) und eine Schadensanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst.