专利名称：识别合成纤维缆绳适于废弃的时间的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及识别电梯的合成纤维缆绳适于废弃的时间的设备。
迄今为止，在电梯结构中使用的是钢缆绳，钢缆绳与轿厢相连接，或者与负荷接受装置及配重相连接。这些运行钢缆绳并非经久不变的。由于存在冲击应力，并且这种应力由于磨损而逐渐加大，所以在弯曲部分要逐渐产生钢丝断裂。由于在电梯缆中的不同负荷和以高循环速率出现的低拉伸应变、但高压力的组合结果，就要产生故障。在电梯结构中，涉及一种可控的缆绳故障。这就是说，从缆绳的向外破损程度就可读出缆绳的剩余安全使用时间。仅从钢丝断裂数目、尤其是仅从钢丝的向外断裂的数目来推论缆绳的剩余抗断裂性是有条件的。在某些情况下，钢丝的向内断裂依然是未知数。为此，通过在一个缆绳部分上的一定数目的断裂钢丝来确定该失效钢丝的断裂数目。检验人员因此要去数钢丝断裂的数目。当通过这个钢丝断裂数在准确的时间识别出钢丝缆绳的废弃适宜时间时，超过所产生的缆绳张力的足够大的剩余抗断裂性仍能维持在正常情况下的使用。
合成纤维缆绳在这个意义上是不能和钢缆绳相比较的。由于合成纤维缆绳的制造方法不同，所以不可能利用上述的确定废弃时间的方法来判断合成纤维缆绳的可能磨损状态。因为新式的携带机构有外护套，所以不可能用肉眼观察识别纤维或绳股的断裂。
GB—PS2152088公开了一种合成纤维缆绳，其中将一个或多个导电的指示器纤维放入绳股中，以监视缆绳的状态。由于合成纤维包围的碳指示器纤维的机械性能和绳股的机械性能相同，因此它们在同一时间失效。通过给指示器纤维加工上一个电压源，就可检测出纤维的断裂情况。以此方式就可检查合成纤维缆绳的每一个绳股，并且可在断裂的绳股超过一定数目时更换缆绳。
对于上述的发明，要确定指示器纤维的尺寸，以使它们和携带绳股同时断裂。在极端情况下，因为一个指示器纤维的断裂不仅代表一个绳股的单根纤维的失效，而且代表整个携带绳股的失效，所以足够大的剩余抗断裂性能就难以继续利用。因此，按这种方法，在缆绳出现表观破损和必须更换缆绳之间相隔的时间极小。因此，磨损的进展情况是不可识别的。这种设备不可能满足电梯结构的安全要求。此外，在大量的弯曲循环后也不可能识别合成纤维缆绳的直径减小，或者不可能识别护套的磨损。
本发明基于如下的目的提出一种识别电梯的合成纤维缆绳适于废弃时间的方案，该识别方案不会出现上述的缺点，通过这个识别方案可在准确的时间可靠地更换缆绳，但并非进行不必要的早期更换。
通过下述方案解决以上问题。
提供一种识别电梯的合成纤维缆绳适于废弃的时间的设备，其中的合成纤维缆绳由几个绳股层构成，它的绳股由芳族酰胺(aramid)纤维和导电碳指示器纤维组成，其特征在于确定碳指示器纤维的尺寸，使它和芳族酰胺纤维相比具有较低的比延伸率和较低的弯曲疲劳强度。
本发明的优点主要在于能准确判断合成纤维缆绳的剩余抗断裂性，这是因为导电的指示器纤维和携带纤维具有不同的性质所得的结果。通过对上述方案增加附加特征，有可能使识别合成纤维缆绳适宜废弃的时间的识别方案得以有益的发展和改进。合成纤维缆绳的每个绳股应最好包括一个以上的指示器纤维，以便排除判断缆绳状态的偶发事故。可以对每一层与纤维扭结成绳股的碳指示器纤维指定一个相应的颜色，以便简化和电压源的连接。在至少每个绳股层中的指示器纤维能够预先估计出缆绳废弃的时间。借助于与指示器纤维相连的检查控制器可在一定的时间间隔自动检查缆绳。当超过一个限值时，将电梯自动驱动到某个停止位置并使电梯断开。此外，还可以给缆绳配备双层的具有不同颜色的护套，从而可用简单的方式对缆绳的磨损程度作光学检查。
在附图中表示本发明的实施例的一个实例，下面对该实例作更加深入的说明。
图1示意表示一个电梯设备；图2和3表示带有指示器纤维的一个合成纤维缆绳；图4表示带有碳指示器纤维的合成纤维缆绳的一个绳股；图5表示在一个缆绳端的指示器纤维的接触状况；图6表示检查控制器的电路图；以及图7表示带有多色护套的合成纤维缆绳的剖面。
图1示意地表示了一个电梯设备。借助于合成纤维缆绳5驱动在电梯升降通道1中导向的轿厢2，缆绳5通过驱动滑轮4由驱动电机3驱动。在缆绳5的另一端悬吊一个用作平衡机构的配重6。通过绳端连接件7将缆绳5紧固到轿厢2和配重6上。确定缆绳5和驱动滑轮4之间的摩擦力的总体作用结果，以使在紧挨着缓冲垫8的配重6上不可能进一步向下输送轿厢2。
图2和3表示带有指示器纤维的合成纤维缆绳5。图中所示的合成纤维缆绳5是交错的分层结构，共有3层。护套12包围着最外边的绳股层13。在中间的绳股层14和最外边的绳股层13之间加上一个用于减小摩擦的支撑护套层15。接下去是内绳股层16和缆绳芯17。绳股18由单根的各个芳族酰胺纤维扭曲而成。每一根单根的绳股18要通过一种浸渍介质(如，聚氨酯溶液)进行处理，以便对芳族酰胺纤维进行保护。该识别缆绳废弃时机的原理的依据是，将两种具有不同性质的纤维组合成一个绳股18。一种纤维，即芳族酰胺纤维，具有高的弯曲疲劳强度和高的比延伸率。另一种纤维，即碳纤维19，具有较大的脆性，因此抗反复弯曲的性能较差并且断裂伸长度较小(同芳族酰胺纤维相比)。碳指示器纤维19的这些数值按照不同的应用场合可能是芳族酰胺纤维的这些数值的30％至75％。按照在缆绳5中产生的不同的缆绳拉伸应力，在缆绳5中定位具有不同断裂伸长度的碳指示器纤维19。出于制造缆绳的方式方面的原因，绳股长度在朝向缆绳5的绳芯17的方向要逐渐减小，使内绳股在运行操作中能表现出最小的伸长度。将朝向缆绳芯17断裂伸长度逐渐减小的导电纤维用作和伸长度对应的指示器19。借助于一个电压源可以确定已断裂的碳指示器纤维19的数目。
图4表示带有碳指示器纤维19的合成纤维缆绳5的一个绳股18。在绳股生产过程中，将两种纤维(即，芳族酰胺纤维20和碳纤维19)平行排列并扭结在一起。在这种情况下，还可以把碳纤维19准确放置在绳股18的中心，或者在此出点向外螺旋形地延伸。应该将碳纤维19放在浸渍介质中，以使针对压力和摩擦可得到足够的保护。否则，将会预先估计到碳指示器纤维19已早期失效，因此会错误地认为缆绳5已到废弃的时机。在运行操作中，或者因为伸长度太大，或者因为弯曲循环次数太多，碳指示器纤维19在每一种情况下发生断裂破损的时机都比绳股18的芳族酰胺纤维20早，碳指示器纤维19也正因为具有这种超常的优良动态特性而被选用。
图5表示出在缆绳5的一端的碳指示器纤维19的接触状况。碳指示器纤维19的优良导电性对于识别缆绳废弃时机来说起决定性作用。在每个绳股层13、14和16中，或者在最外和最内绳股层13和16中，至少在两个绳股18中放置指示器纤维19。在少数的几种情况下，在各个绳股层13、14和16中只有一根指示器纤维19也将是足够的了。对于1∶1悬吊的电梯，一个绳股层13、14、和16的两根指示器纤维19总是通过配重6上的连接件22连接或串接在一起。而对于2∶1悬吊的电梯设备，这一连接操作是在机房中完成的。指示器纤维19是从紧固的并且总是成对连在一起的缆绳端中引出的缆绳端化合物中剥离出来的。类似地，在轿厢2上从缆绳端连接件7上引出缆绳端，并从缆绳化合物上剥离出指示器纤维19。这里，通过连续测量来搜寻出属于连在一起的碳指示器纤维，并用相同的电线把这些纤维连接起来。这些电线引入轿厢2上的一个检查控制器中。为了简化检查控制器的连接，针对各个绳股层13、14、和16分配不同的颜色。在该检查控制器中设置能够不断检查合成纤维缆绳5的所有必要的电子学元部件。
图6表示检查控制器的一个电路。借助于电压源25将一个恒定电流IK提供给相对于配重6运行的指示器纤维19。碳指示器纤维19表现为一个电阻R。低通滤波器TP对输入脉冲进行滤波，并引导这些脉冲至阈值开关SW。阈值开关SW比较所测到的电压。在由于指示器纤维19破裂超过特定的限值时，电阻变得非常大，因而超过了允许的电压值。通过一个非易失存贮器M来存贮这个限值超出量。借助于复位键T可清除这个存贮器件M，或者该存贮器件M将它的信息传递到设在轿厢2上的逻辑系统L。通过电梯控制器自动询问逻辑系统L。按照前述的安排对每一个指示器对进行连线，并且对每一个指示器对进行不间断的检查。电梯控制器不间断地检查这个逻辑系统，并且当逻辑系统通报纤维断裂过多时该控制器断开电梯。
为了保证缆绳5有一定的残留携带能力，只有一定百分数的指示器纤维19是可以失效的。按照碳指示器纤维19的尺寸，这个可以失效的百分数数值在所有的碳指示器纤维19中占20％至80％。然后，电梯自动地移动到一个预定的停止位置，而后被断开。可在一个显示器上传送故障报告，并且通过显示器显示该故障报告。可以借助来自任何希望位置的调制解调器来查询磨损状态。
这种确认缆绳废弃时机的方法还能够检查绳股18，绳股18设在缆绳5的中间的或最内的绳股层14和16中，其中对感应检查进行可见的判断是不必要的。为了计及合成纤维缆绳5中的绳股层13、14、和16中的不同的机械应力状态，使具有适当断裂伸长度的碳指示器纤维19与各个层13、14、和16相连接。断裂伸长度略高的指示器纤维19用于最外边的指示器纤维19，它们远离压力但必须承受最大的推力负荷。借此，可保证最佳控制的缆绳磨损检查。
图7表示带有一个多色护套的合成纤维缆绳的剖面。检查该可以利用的缆绳护套表面是为了对合成纤维缆绳5是否处于适宜废弃的磨损状态进行可视的检查。为此目的，必须能保证缆绳护套12的磨损发生在该表面上。这种磨损是由运行操作中产生的滑动量引起的。这种滑动量代表缆绳5和驱动滑轮4之间的相对运动的度量。将这一滑动量定义为缆绳5的速度和相对于缆绳速度的驱动滑轮4的速度之间的差。当缆绳5没有向驱动滑轮4运行时就涉及到滑动量了。当缆绳5在驱动滑轮4上运行时，吊在两侧的重量将会引起不同的缆绳张力，即使驱动能力足够大，在每种情况下都将发生伸长滑动。缆绳5在不同的缆绳张力的情况下在驱动滑轮4的前方和后方具有不同的应力。借此，在驱动滑轮的前方和后方产生不同的伸长度。缆绳5在驱动滑轮4上运行期间，因缆绳5的滑动使伸长度出现新的状态。对于小的缆绳力比例，在运行停止点附近由此产生滑动移动，借此在驱动能力全部消耗掉的情况下在整个环形弧上发生滑动。
缆绳5总是沿缆绳张力较大的方向在驱动滑轮4上滑动，和驱动滑轮4的旋转方向无关。伸长滑动的数量级按照缆绳护套12的驱动能力和驱动滑轮4的沟槽几何形状而变。
缆绳护套12要有一个适应于绳股结构的表面。缆绳护套12可为凸、凹相间结构。因为这里是合成纤维缆绳和铸铁或钢的驱动滑轮4的材料组合，所以这个表面不会任何磨损，从而可以在理论上认为存在一个确定的运行表面30。因为缆绳护套12是凸、凹相间的结构，所以可以用这个确定的运行表面30替代可能加在驱动滑轮4上的液体。因而，这里可被认为是产生最大磨损的地方。表面磨损终究是由径向扩大的滑动产生的，但在一定程度上也是由滑动移动产生的。从钢缆的经验可以看出，在加速路径部分将会观察到最大的变化。为了确定磨损程度，检验人员可以采取一种可见检查措施，检查该缆绳在下次检查之前是否存在足够的护套厚度，缆绳护套12是否被挤入内色层33和外色层34。挤入缆绳内部(即，第二色层33)的厚度是一个特定的厚度，它还能保证足够大的运行能力。护套12保护绳股18并产生必要的牵引能力。当检验人员用肉眼检查确认已挤入护套12的第二色层33时，他就能知道必须在可以预见的时间更换缆绳5。
为了能对合成纤维缆绳的缆绳状态作出最佳的判断，应该使用两组检查方法的组合，即通过指示器纤维19的自动检查和使用双色护套的可见护套检查。
权利要求
1.一种识别电梯的合成纤维缆绳(5)适于废弃的时间的设备，其中的合成纤维缆绳(5)由几个绳股层(13、14、16)构成，它的绳股(18)由芳族酰胺纤维(20)和导电碳指示器纤维(19)组成，其特征在于确定碳指示器纤维(19)的尺寸，使它和芳族酰胺纤维(20)相比具有较低的比延伸率和较低的弯曲疲劳强度。
2.如权利要求1的设备，其特征在于碳指示器纤维(19)的断裂伸长度朝缆绳芯(17)逐渐变小。
3.如权利要求1和2中任何一个所述的设备，其特征在于每个绳股层(13、14、16)至少有一个碳指示器纤维(19)。
4.如权利要求1至3中任何一个所述的设备，其特征在于碳指示器纤维(19)和芳族酰胺纤维(20)扭曲或缠绕在一起，它们不是平行排列。
5.如权利要求1至4中任何一个所述的设备，其特征在于碳指示器纤维(19)在绳股(20)中居中延伸。
6.如权利要求1至4中任何一个所述的设备，其特征在于碳指示器纤维(19)在绳股(20)的表面上螺旋形延伸。
7.如权利要求1至6中任何一个所述的设备，其特征在于电梯控制器不间断地并且自动地询问来自逻辑系统(L)的缆绳(5)或绳股(18)的状态。
8.如权利要求1至7中任何一个所述的设备，其特征在于对于各个绳股层(13、14、16)指定不同的颜色。
9.如权利要求1至8中任何一个所述的设备，其特征在于合成纤维缆绳(5)的护套(12)有内护套色层(33)和外护套色层(34)。
10.如权利要求1至9中任何一个所述的设备，其特征在于护套(12)在内护套色层(33)附近的厚度能保证有足够大的运行能力。
全文摘要
借助于本设备可以确定电梯的合成纤维缆绳(5)适宜废弃的时间。确认缆绳废弃适宜时间的原理是依据把两种具有不同性质的纤维合成一个绳股(18)。即携带的芳族酰胺纤维，和导电的碳纤维(19)。将两种纤维扭曲成一个绳股(18)。在运行操作中，由于太大的伸长度或太多次数的弯曲循环，在每种情况下碳指示器纤维(19)的断裂总是比绳股(18)携带的芳族酰胺纤维的断裂更早一些。借助于一个电压源来确定已断裂的碳指示器纤维(19)的数目。
文档编号G01N3/56GK1134484SQ9610422
公开日1996年10月30日 申请日期1996年3月4日 优先权日1995年3月6日
发明者克劳蒂奥·德·安格里斯 申请人:英万蒂奥股份公司