绳索、电梯装置以及电梯
技术领域
本发明涉及电梯的带状绳索的引导。电梯优选地是用于竖直运输乘客和/或货物的电梯。
背景技术
在诸如电梯的提升设备中，使用一根或多根绳索作为悬挂待被提升的负载的装置。电梯的绳索通常是圆形的横截面或是带状的。每根电梯绳索通常包括一个或多个承载构件，该承载构件在绳索的纵向方向上是细长的，每个承载构件形成在绳索的整个长度上连续不断开的结构。承载构件是绳索的构件，其能够一起承受在其纵向方向被施加在绳索上的载荷。负载(诸如由绳索悬挂的重物)导致承载构件上的张力，该张力能够由所讨论的承载构件从绳索的一端一直传输到绳索的另一端。绳索还可包括非承载组件(诸如涂层)，非承载组件不能以上文所描述的方式传输张力。例如，涂层能够被用于保护承载构件和/或便于与绳索轮接触和/或用于将相邻的承载构件相对于彼此定位。涂层也可被用于产生受控摩擦条件的磨损表面。
在现有技术中，存在这种带肋的带状绳索。这些带状的带式绳索可以包括被成形为具有细长肋的宽侧，该细长肋在绳索的宽度方向上被相邻地设置并且平行于绳索的纵向方向延伸，以及细长的凹槽在平行于绳索的纵向方向的相邻肋之间延伸。肋的肋侧相对于彼此成大角度，并且材料柔软。绳索的肋和凹槽旨在用于与绳索所绕过的绳索轮的肋和凹槽相互作用。该相互作用可以旨在用于产生绳索的侧向引导和/或用于增加绳索与绳索轮之间的摩擦接触面积。
现有技术的解决方案的缺点在于，绳索的表现不是在所有情况下都稳定，特别是在整个绳索的寿命期。现在已经在已经使用了一段时间的绳索中和具有挑战性的绳索配置中注意到不稳定表现，在挑战性的绳索配置中在绳索轮之间延伸的绳索区段中产生扭曲或摇摆。
发明内容
本发明的目的是引入一种新的绳索和电梯，其中绳索表现的稳定性得到改善。一个目的是引入一种解决方案，其可以解决上文所定义的现有技术中的一个或多个问题和/或在说明书中其他地方所讨论或所暗示的问题。除此之外，提出了这样的实施例，通过这些实施例可以实现绳索的引导，使绳索牢固地保持在滑轮上，同时允许在绳索配置中存在偏离角(fleet angle)或绳索扭曲。
现在已经发现，在现有技术的解决方案中，新的绳索的摩擦系数不同于旧的绳索的摩擦系数，这使得绳索的表现不稳定、并且最糟糕的是不可预测，这归因于对摩擦系数改变的敏感性、归因于通常的磨损、以及在绳索的不同区域中不均匀地产生的磨损的变化。发明人现在已经得出结论，摩擦的带宽在绳索的整个使用寿命期将被维持更稳定，这能够利用下文所描述的构造切实可行地实现。
提出了一种电梯的新的带状绳索，该带状绳索具有面向绳索的厚度方向的相反的侧面，上述侧面中的至少一个侧面被成形为具有细长楔形肋，该细长楔形肋在绳索的宽度方向上彼此相邻设置、平行于绳索的纵向方向延伸，并且每个楔形肋具有相对于彼此成锐角(α)的第一肋侧面和第二肋侧面，并且上述肋侧面的表面材料具有大于85且小于100的肖氏A硬度。利用该解决方案，可以实现一个或多个上文所提及的目的。特别地，因此通过有目的地选择表面的材料硬度与凹槽拓扑结构组合来控制摩擦带宽。利用组合也可以促进解决与扭曲相关的挑战。在下文中引入了优选的进一步细节，该进一步的细节可以与绳索单独地组合或以任何方式组合。
在一个优选的实施例中，上述硬度为90肖氏A以上。更优选地，上述硬度为从91至94肖氏A，最优选则为92肖氏A。一般地，该范围在摩擦因子的带宽稳定的可维持性方面提供了良好的结果，仍然可以容易地获得实现牵引力的良好能力。
在一个优选实施例中，上述锐角小于80度。更优选地，上述锐角小于60度。当使角度变尖时，凹槽因子的增加开始首先显示低梯度，并且当上述锐角在低于60度的范围内时急剧增加。最优选地，上述锐角为从52至58度，诸如54度。
在一个优选的实施例中，上述锐角为从52至58度，并且上述硬度为从91至94肖氏A，最优选地为92。利用这种组合，获得了关于摩擦因子的带宽稳定的可维持性、也维持实现牵引的良好能力的最佳结果。
在一个优选的实施例中，上述表面材料包括聚合物。优选地，超过80％的上述表面材料是聚合物(重量比例)。优选地，上述聚合物是聚氨酯，诸如热塑性聚氨酯。表面材料的硬度特性可以利用被添加到聚合物(作为基础材料)中的添加剂或颗粒用来调整到期望的值。
在一个优选实施例中，肋是适合于延伸到绳索轮的凹槽中的肋，其中绳索轮是包括细长的楔形凹槽的绳索轮，上述细长的楔形凹槽在绳索轮的轴向方向上彼此相邻地设置、并且沿着绳索轮的圆周彼此平行地延伸。凹槽是适合于接收绳索轮的肋的凹槽。
在一个优选实施例中，上述侧面中的至少一个侧面被成形为具有一个或多个(数目取决于多少个肋)细长凹槽，每个细长凹槽在平行于绳索的纵向方向的相邻肋之间延伸，并且每个上述凹槽通过相对于彼此成锐角(α)的相邻肋的肋侧面来被界定。
在一个优选实施例中，每个上述肋侧面是平坦的。
在一个优选实施例中，每个上述平坦的肋侧面的高度大于肋的高度的一半，这些高度是在绳索的厚度方向上所测量的。
在一个优选实施例中，绳索的每个上述肋侧面是用于接触绳索轮的肋的肋侧面的肋侧面。
在一个优选实施例中，绳索的每个上述肋在绳索的纵向方向上看是V形的，优选地具有圆形尖端。
在一个优选实施例中，每个上述凹槽在绳索的纵向方向上看是V形的，优选地具有圆形底部。
在一个优选实施例中，上述锐角大于45度，特别优选地大于50度。
在一个优选的实施例中，上述锐角(α)大于45度，最优选地大于50度，并且小于60度，并且上述硬度为90以上且小于100。这是一种优选的组合，该组合在绳索表现中提供有利的结果，变量的正面和负面影响处于良好的工作平衡。上文和下文已经描述了度数和硬度的优选的更精确的值。
在一个优选实施例中，肋和凹槽是连续的。
在一个优选实施例中，肋侧面形成肋的相反侧，每一侧在绳索的宽度方向上倾斜地面对。
在一个优选实施例中，侧面中至少一个侧面的肋的数目与绳索的承载构件的数目不同(更小或更大)，优选更大。备选地，侧面的至少一个侧面的肋的数目可以与绳索的承载构件的数目相同。
在一个优选实施例中，侧面中的至少一个侧面的肋的数目是五个以上。
在一个优选实施例中，上述绳索是用于悬挂电梯的电梯轿厢的悬挂绳索。
在一个优选实施例中，绳索在其宽度方向上比在其厚度方向上基本上更大。
在一个优选实施例中，绳索的宽度/厚度比大于2，优选地大于4。
在一个优选实施例中，绳索包括由上述表面材料制成的涂层。这被优选地实施成使得绳索包括一个或多个承载构件以及形成绳索表面的涂层，并且一个或多个承载构件被嵌入涂层中、并且在被嵌入涂层中的绳索的整个绳索的长度上不间断地平行于绳索的纵向方向延伸。
在一个优选实施例中，上述一个或多个承载构件由复合材料制成，复合材料包括被嵌入聚合物基体中的增强纤维，上述增强纤维优选为碳纤维或玻璃纤维。
在一个优选的实施例中，聚合物基体的弹性模量E超过2GPa，更优选地超过2.5GPa，并且小于10GPa，最优选地在2.5GPa至4.5GPa的范围。
在一个优选的实施例中，表面材料的弹性模量为22MPa-200MPa。
在一个优选的实施例中，每个承载构件的增强纤维基本上均匀地分布在所讨论的承载构件的聚合物基体中。此外，优选地，超过50％的承载构件的横截面积由上述增强纤维构成。由此，能够促进高拉伸刚度。优选地，承载构件一起以超过绳索的横截面的50％的比例覆盖。
在一个优选实施例中，每个上述承载构件的增强纤维(最优选为基本上全部(尽可能地))平行于承载构件的纵向方向。因此，因为每个承载构件平行于绳索的纵向方向定向，纤维也平行于绳索的纵向方向。这进一步促进绳索的纵向刚度。在这种情况下，所公开的绳索端子装置是特别有利的，因为它确实需要绳索的急剧弯曲。
在一个优选实施例中，绳索包括多个上述承载构件，上述承载构件在绳索的宽度方向上被间隔开，涂层在相邻的承载构件之间延伸。
在一个优选实施例中，上述一个或多个承载构件中的每一个承载构件在绳索的宽度方向上比在绳索的厚度方向上更大。特别地，上述一个或多个承载构件中的每一个承载构件的宽度/厚度比优选地大于2。因此，绳索的抗弯性小，但负载承载总横截面积很大，而非承载面积最小。
在一个优选实施例中，绳索的两个侧面被成形为具有细长的楔形肋，这些细长的楔形肋在绳索的宽度方向上彼此相邻地设置、并且平行于绳索的纵向方向延伸，每个上述楔形肋具有相对于彼此成锐角的第一肋侧面和第二肋侧面，并且上述肋侧面的表面材料具有大于85且小于100的肖氏A硬度。上述表面材料的材料特性优选地对于绳索的两侧是相同的，表面材料优选地由相同的涂层形成。
在一个优选实施例中，绳索的肋侧面和/或绳索轮的表面是粗糙的。粗糙化不是必需的，但是有利于控制绳索轮接触件的摩擦特性。此外，粗糙化促进了摩擦的带宽从寿命期的开始到结束保持更稳定而没有问题。粗糙化还促进减少/防止粘滑噪声。绳索的粗糙化肋侧面和/或绳索轮表面的表面粗糙度Ra优选大于3.2微米。出于粗糙化绳索的肋侧面的目的，其表面材料可包括被嵌入表面材料的聚合物材料中的颗粒。颗粒尺寸优选为0.1微米-0.1毫米。出于粗糙化绳索轮的肋侧面的目的，其表面材料可包括被嵌入绳索轮的基础材料中的颗粒，其中基础材料优选为金属或聚合物材料。颗粒尺寸优选为0.1微米-0.1毫米。
还提出了一种新的电梯装置，其包括电梯的至少一个如上文所定义的带状绳索，以及被设置有用于绳索的配对形状的至少一个绳索轮，并且上述至少一个带状绳索被布置为绕过上述至少一个绳索轮，使得被成形为具有细长的楔形肋的绳索的侧面啮合绳索轮的配对形状。利用该解决方案，可以实现一个或多个上文所提及的目的。在下文中，引入了优选的进一步细节，该进一步的细节可以与电梯装置单独地组合或以任何方式组合。
在一个优选实施例中，绳索轮包括细长的楔形凹槽，这些凹槽在绳索轮的轴向方向上彼此相邻地设置、并且沿着绳索轮的圆周彼此平行地延伸，并且绳索的肋延伸到绳索轮的凹槽中。
在一个优选实施例中，绳索轮包括细长的楔形肋，这些肋在绳索轮的轴向方向上彼此相邻地设置、并且沿着绳索轮的圆周彼此平行地延伸，每个上述凹槽由相对于彼此成锐角(α)的相邻肋的肋侧面所界定。
在一个优选实施例中，上述绳索是被布置为悬挂电梯轿厢的悬挂绳索。优选地，它属于包括用于悬挂电梯轿厢的一个或多个悬挂绳索的悬挂绳索。
在一个优选实施例中，上述至少一个绳索轮包括可由马达旋转的驱动轮。
在一个优选实施例中，每个上述绳索轮的直径优选地大于250mm。这是从凹槽的最低点所测量的。这对于绳索弯曲的表现是有利的。特别地，由此可以减少硬质表面材料和/或承载构件中的断裂或裂缝的形成。
在一个优选实施例中，带状绳索的肋的尖端是圆形的，使得当带状绳索和绳索轮被啮合时，在尖端与绳索轮的凹槽的底部之间形成气隙。优选地，根据在带状绳索的厚度方向上所测量的气隙的高度至少为0.2mm以上。
在一个优选实施例中，绳索轮的肋的尖端是圆形的或成形为平坦的，使得当带状绳索和绳索轮被啮合时，在尖端与带状绳索的凹槽的底部之间形成气隙。这可以实施为使得绳索轮的肋的尖端具有比绳索或成形平坦的凹槽的底部更小的圆角半径。优选地，在带状绳索的厚度方向上所测量的气隙的高度至少为0.2mm以上。
优选地，这些绳索轮中的一个优选地是被安装在固定结构上的绳索轮(最优选地是驱动轮)，而另一个是被安装在轿厢上的绳索轮。
在一个优选实施例中，上述至少一个绳索轮包括两个绳索轮，两个绳索轮中每个绳索轮被设置有用于绳索的配对形状，并且上述至少一个带状绳索被布置为绕过上述两个绳索轮中的每一个绳索轮，使得被成形为具有细长的楔形肋的绳索的侧面(相同的侧面或不同的侧面)啮合所讨论的绳索轮的配对形状。硬质表面材料和锐肋侧角的组合减轻了特别是在这种情况下存在的挑战，诸如摩擦带宽的可维持性以及由有意或无意地在系统中存在的扭曲所引起的问题。
在一个优选实施例中，前述两个绳索轮具有相互不平行的水平旋转轴。能够在旋转轴之间以大角度引导绳索而不会出现问题，从而赋予布局设计自由度。两个绳索轮可以具有相互不平行的水平旋转轴，使得绳索配置中存在绳索扭曲和/或偏离角。当存在扭曲时，两个绳索轮被布置成使得在上述两个绳索轮之间经过的绳索围绕其纵向轴线扭曲。然后，相互不平行的旋转轴可以成30-90度的角，由此电梯被设计成在带状绳索中有意地具有相当大的扭曲，并且在其他地方指定的肋设计对于消除问题变得特别关键。当存在偏离角时，两个绳索轮被布置成使得绳索从绳索轮中的一个从不完全垂直于绳索轮的轴线的方向到达绳索轮中的另一个。
在一个优选实施例中，绳索的两个侧面被成形为具有如上文所提及的细长楔形肋，并且上述至少一个绳索轮包括两个绳索轮，两个绳索轮被设置有用于绳索的配对形状，并且上述至少一个带状绳索被布置为绕过上述两个绳索轮，使得绳索的被成形为具有细长的楔形肋的侧面中的一个啮合绳索轮中的一个的配对形状，并且绳索的被成形为具有细长的楔形肋的侧面中的另一个啮合绳索轮中的另一个的配对形状。
还提出了一种新的电梯，该电梯包括如上文所描述的电梯装置以及电梯轿厢，并且上述至少一根绳索与该电梯轿厢连接。
该电梯是优选地，使得其轿厢被配置为服务两个以上竖直移位的楼层。电梯优选地被配置为响应于来自被定位于(一个或多个)楼层和/或轿厢之内的用户界面的信号来控制轿厢的移动，以便服务(一个或多个)楼层和/或电梯轿厢内的人。优选地，轿厢具有适合于接收一个或多个乘客的内部空间，并且轿厢可被设置有用于形成封闭的内部空间的门。
附图说明
在下文中，将通过示例并参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1图示了绳索的第一实施例的剖视图。
图2图示了绳索的第二实施例的剖视图。
图3a图示了实施图1或图2的绳索的电梯装置的第一实施例。
图3b图示了实施图1或图2的绳索的电梯装置的第二实施例。
图4图示了电梯装置的绳索轮的优选剖视图。
图5图示了图1的绳索和图4的绳索轮彼此啮合。
图6图示了图2的绳索和图4的绳索轮彼此啮合。
图7和8图示了绳索的承载构件的优选细节。
图9图示了存在绳索扭曲的滑轮装置。
图10图示了实施绳索和电梯装置的电梯的第一实施例。
图11图示了实施绳索和电梯装置的电梯的第二实施例。
根据附图和与其相关的详细描述，本发明的前述方面、特征和优点将显而易见。
具体实施方式
图1和图2均图示了电梯的带状绳索1、1’的一个优选实施例，带状绳索1、1’具有两个相反的宽侧面S1、S2，即在绳索1、1’的宽度方向上延伸并且面向绳索1、1’的厚度方向t的侧面。
在图1的实施例中，侧面S1、S2中的一个被成形为具有细长的楔形肋2，该楔形肋2在绳索1的宽度方向w上彼此相邻地设置、并且平行于绳索1的纵向方向l延伸。该实施例非常适于被用在绳索1的一侧需要肋的电梯装置中。例如在这样的电梯中就是这种情况，即，在沿着其路线行进时，电梯中绳索1的仅一侧与电梯的绳索轮接触。在图2的实施例中，两个侧面S1、S2均被成形为具有细长的楔形肋2，楔形肋2在绳索1’的宽度方向w上彼此相邻地设置、并且平行于绳索1’的纵向方向l延伸。该实施例非常适于被用于下面这样的电梯装置，即在绳索1’的两个相反侧上需要肋。例如在这样的电梯中就是这种情况，即，在沿着其路线行进时，绳索1’的两个相反侧与电梯的绳索轮接触。
在图1和图2的实施例中，被成形为具有细长的楔形肋2的每个上述侧面S1；S1、S2也被成形为具有一个或多个细长的楔形凹槽3，每个凹槽在平行于绳索1、1’的纵向方向l上在相邻的肋2之间延伸，并且每个上述凹槽3由相邻肋2相对于彼此成锐角(α)的肋侧面2a、2b界定。凹槽的数目取决于绳索被设计成包括多少个肋2。每个上述楔形肋2具有第一肋侧面2a和第二肋侧面2b。形成上述肋侧面2a、2b的绳索1、1’的表面材料具有大于85肖氏A硬度，更优选硬度为90以上但小于100。第一肋侧面2a和第二肋侧面2b相对于彼此成锐角(α)。材料相对较硬并且肋侧角是尖的，这使得摩擦带宽可以在绳索的整个寿命期维持稳定，同时维持实现牵引的良好能力。已经注意到，对于硬质材料，绳索1、1’与绳索轮之间的牵引条件的变化可以维持较低。归因于相对较硬的材料，表面的摩擦系数变得适中或至少相对较低，另一方面摩擦系数通过锐角设计而被消除以用于增加凹槽因子。凹槽因子指示绳索轮的肋的凹槽在绳索的肋的肋侧面上产生法向力和表面压力的能力。硬质表面材料和肋侧锐角的组合还通过减少绳索1、1’沿着绳索轮的凹槽的任一肋侧面(绳索在使用期间被装配在其中)随机发生的绳索1、1’的攀爬来促进绳索系统的稳定性，由于系统变得更能容忍扭曲或偏离角(无论是无意还是故意被设计在系统中)，这使得绳索1、1’更稳定。因此，该解决方案非常适用于可能发生扭曲和/或偏离角的电梯。
肋侧面2a、2b形成肋2的相反侧面，每个侧面在绳索1、1’的宽度方向w上倾斜地面对。绳索1、1’的肋2和凹槽3适合用于与绳索轮的肋和凹槽相互作用，绳索1、1’被布置为绕过绳索轮的肋和凹槽。该相互作用旨在产生绳索1、1’的侧向引导和/或用于增加绳索1、1’与绳索轮之间的摩擦接触面积。因此，绳索1、1’的肋2是适用于延伸到绳索轮的凹槽中的肋，其中绳索轮被设置有针对绳索1、1’配对形状的绳索轮、并且包括细长的楔形凹槽，细长的楔形凹槽在绳索轮的轴向方向x上彼此相邻地设置并且沿着绳索轮的圆周彼此平行地延伸。另一方面，绳索1、1’的凹槽3是适用于接收上述绳索轮的肋的凹槽。
上述表面材料优选地包含聚合物。优选地，其中超过80％是聚合物(重量比例)。优选地，上述聚合物是聚氨酯，诸如热塑性聚氨酯。作为另一备选方案，上述聚合物可以是橡胶或硅氧烷。也可以使用其他备选的聚合物材料。
在下文中，描述了绳索1、1’的优选的进一步细节。在优选实施例中，每个上述肋侧面2a、2b是平坦的。在图1和图2中，均图示了绳索1、1’的横截面，可见的是，肋侧面2a、2b的轮廓是直的。绳索1、1’的横截面在其纵向方向l上延续相同、至少达到肋侧面2a、2b的轮廓在绳索1、1’的纵向方向l上继续相同的量。进一步优选的是，每个上述平坦的肋侧面2a、2b的高度h1大于肋2的高度h2的一半，高度h1和高度h2是根据在绳索1、1’的厚度方向上所测量的。以这种方式，可以在绳索轮4的肋的平坦肋侧面与肋侧面之间产生大的接触面积。
至于楔形肋2的更具体的形状，优选的是，每个上述肋在绳索1的纵向方向上看是V形的，优选地具有圆形尖端，如图1所示。至于楔形凹槽3的更具体的形状，同样优选的是，每个上述凹槽在绳索1、1’的纵向方向上看是V形的，优选地具有圆形底部。圆形底部使得凹槽3不易于形成裂缝，这特别是归因于硬度相对较高、并且材料均匀内部张力的能力由此受到更多限制而是有利的。
如上所述，上述肖氏A硬度值至少高达硬度大于85的程度。当硬度大于85时，开始出现在整个绳索寿命期可维持稳定的摩擦因子带宽的有利影响。效果逐渐变得更加显著，并且当上述硬度值高达90肖氏A以上时，有利效果显得强烈。在最佳状态下，上述硬度为91至94肖氏A，最优选为92肖氏A。一般地，这种窄的子范围在摩擦因子带宽的可维持性方面提供了良好的结果，但仍然可以很容易地获得实现良好牵引能力，并且相对硬质的材料的负面影响仍然是适中的、并且可以利用锐角消除。当硬度变得非常高时，其他负面影响开始逐渐出现，诸如过大的转向半径和对开裂的敏感性。归因于此，一般优选的是上述硬度小于100肖氏A。
对于锐角α，优选的是该角基本上小于90度，诸如小于80度。角α越尖，就越好地消除由硬质表面材料所引起的挑战。凹槽因子的增加开始首先显示低梯度，并且当上述锐角在低于60度的范围内时强烈增加。当旨在达到最佳时，表面材料越硬，角α应该更尖。因此，在高肖氏A硬度值的情况下，并且特别地当上述硬度值高达90肖氏A以上时，优选的是上述锐角小于60度。注意到具有高的肖氏A硬度值、并且特别地当上述硬度值高达90肖氏A以上时，上述锐角的最佳范围为从52至58度。
当角α非常小时，其他负面影响开始逐渐出现。绳索上的摩擦和表面压力可能变得过高并且导致与绳索表面的强度、以及电梯绳索与绳索轮之间的一般摩擦相互作用有关的问题。因此，一般优选的是上述锐角大于45度，特别优选地大于50度。
一般地，在上述高硬度为91至94肖氏A并且角α为52至58度的情况下，获得关于摩擦因子的带宽稳定的可维持性但维持实现良好牵引能力的最佳结果。其中特定角α为54度并且上述肖氏A硬度为92，得到最佳结果。
一般地，绳索1、1’的结构优选地使得绳索1、1’的横截面在其纵向方向l上继续至少与肋2和凹槽3继续的量相同。因此，它们继续地延伸绳索1、1’的整个长度。因此，它们可以达到它们目的，例如，在绳索1、1’的整个长度上产生绳索的侧向引导和/或增加绳索与绳索轮之间的摩擦接触面积，没有困难地与绳索轮的配对形状适配和相互作用。
绳索1、1’可以以各种不同的电梯装置实施。图3a和图3b均图示了包括并实施如参考图1或图2所描述的带状绳索1、1’的电梯装置，以及设置有用于绳索1、1’的配对形状的至少一个绳索轮4，特别是对于绳索1、1’的肋侧面S1、S2，肋侧面被成形为具有如上文所描述的细长的楔形肋2。带状绳索1、1’被布置为绕过上述至少一个绳索轮4，使得被成形为具有细长的楔形肋的绳索的侧面啮合绳索轮4的配对形状。绳索轮4可以是自由旋转的绳索轮或可与马达一起旋转的驱动轮。图3a和图3b还图示了另外的绳索轮40、41，每个绳索轮可对应地设置有绳索1、1’的配对形状。
图4图示了上述绳索轮4、40、41的优选细节。绳索轮4、40、41更具体地在于，它包括细长的楔形凹槽5，细长的楔形凹槽5在绳索轮4、40、41的轴向方向x上(即在其旋转轴线的方向上)被彼此相邻地设置、并且沿着绳索轮4、40、41的圆周彼此平行地延伸。
图5图示了图1的绳索1和图4的绳索轮4、40、41彼此啮合。图6图示了图2的绳索1’和图4的绳索轮4、40彼此啮合。如图5和图6所图示，绳索1的肋2延伸到绳索轮4、40、41的凹槽5中。绳索轮4、40、41包括细长的楔形肋6，细长的楔形肋6在绳索轮4的轴向方向x上彼此相邻地设置、并且沿着绳索轮4、40、41的圆周彼此平行地延伸，每个上述凹槽5由相邻肋6的肋侧面6a，6b界定，上述肋侧面相对于彼此成锐角α。对应地，如上所述，对于绳索结构，优选地是每个上述肋侧面6a，6b是平坦的。在图4中图示了绳索轮4、40、41的横截面，可见的是，肋侧面6a，6b的轮廓是直的。进一步优选的是，每个上述平坦的肋侧面6a，6b的高度大于肋6的高度的一半，高度是根据在绳索轮4的径向方向上(即在对应绳索1、1’的厚度方向的方向上)所测量的。
在图5和6所图示的优选实施例中，绳索轮4、40、41的肋6的尖端可以被成形为平坦的(如图所示)或者备选地为圆形的(未示出)，使得当带状绳索1、1’和绳索轮4、40、41被啮合时，气隙g被成形在带状绳索1、1’的凹槽3的尖端与底部之间。气隙g使得凹槽底部结构处的分裂力和变形在较大的材料量内均匀化、并且对裂缝的敏感性降低，这特别地归因于硬度相对较高并且材料屈服和均匀内部张力的能力因此受到更多限制。间隙g也可以接收污垢，使得污垢不会在凹槽底部与肋尖端之间楔入。绳索轮的肋尖是平坦的，这意味着肋尖的横截面是平坦的。平坦肋的尖端的横截面的轮廓在绳索轮4、40、41的轴向方向上笔直地延伸。平坦肋顶部的优点在于绳索轮制造简单并且可以简单地确保气隙g。肋6的尖端与带状绳索1、1’的凹槽3的底部之间的该气隙g的高度至少为0.2mm以上，高度是根据在带状绳索1、1’的厚度方向所测量的。
在图5和图6所图示的优选实施例中，带状绳索1、1’的肋2的尖端是圆形的，使得当带状绳索1、1’和绳索轮4、40、41被啮合时，气隙g被形成在绳索轮4、40、41的凹槽5的尖端与底部之间。
图1和图2还图示了绳索1、1’的内部结构的优选细节。绳索1、1’优选地在于它包括一个或多个承载构件10，以及由上述表面材料制成并形成绳索1、1’的表面的涂层11，并且一个或多个承载构件10被嵌入涂层11中、并且在嵌入涂层11中的绳索1、1’的整个长度上不间断地延伸。以这种方式，可以简单地获得表面材料的最佳和精确的硬度，而不会损害承载的功能。如果存在多个承载构件10，则它们优选地在绳索1、1’的宽度方向w上彼此相邻，如图所示。如上所述，上述表面材料优选地包含聚合物，优选其超过80％为聚合物(重量比例)。因此，涂层11对应地包括聚合物。
在下文中参考图7和图8进一步描述绳索1、1’的承载构件10的优选细节。绳索1、1’是带状的，使得它围绕在绳索1、1’的宽度方向w上延伸的轴线、绕电梯的绳索轮转动。绳索1、1’的宽度/厚度比优选为至少2，更优选为至少4，或甚至更大。以这种方式，实现了绳索1、1’的大横截面积，而绕宽度方向轴线的弯曲能力对于(一个或多个)承载构件10的刚性材料(诸如稍后所描述的复合材料)也仍然是可行的。因此，绳索1、1’非常适合被用于提升装置，特别是用于电梯中，其中绳索1、1’需要被引导以高速绕过一个或多个绳索轮。而且，优选地是承载构件10是宽的。因此，上述一个或多个承载构件10中的每一个优选地在绳索的宽度方向w上比在绳索1、1’的厚度方向t上的更大。特别地，上述一个或多个承载构件中的每一个的宽度/厚度比优选地大于2。因此，绳索1、1’的抗弯性小，但承载总横截面积很大，而非承载区域最小。
图7图示了用于上述承载构件10的优选内结构，在圆圈内示出了在承载构件10的纵向方向l上观察的、承载构件10靠近其表面的横截面的放大视图。图7中承载构件10的未示出的部分具有类似的结构。图8以三维方式图示了承载构件10。承载构件10由复合材料制成，包括被嵌入聚合物基体m中的增强纤维f。在聚合物基体中的增强纤维f在此意指单独增强纤维f与聚合物基体m彼此结合。这例如在制造阶段、通过将它们一起浸入聚合物基体的流体材料中、流体材料随后被固化来实现。增强纤维f基本上被均匀地分布在聚合物基体m中并通过聚合物基体m彼此结合。所形成的承载构件10是实心细长的杆状单件结构。上述增强纤维f最优选为碳纤维，但备选地它们可以是玻璃纤维，或者可以是一些其他纤维。优选地，每个承载构件10的基本上所有增强纤维f平行于承载构件10的纵向方向。因此，当每个承载构件10平行于绳索1、1’的纵向方向被定向时，纤维f也平行于绳索1、1’的纵向方向。这对于刚性以及弯曲表现是有利的。由于平行结构，利用绳索1、1’被拉时的力，绳索1、1’中的纤维将被对齐，这确保了该结构提供高拉伸刚度。因此，在优选实施例中所使用的纤维f相对于彼此基本上是非扭曲的，这使得它们的上述定向平行于绳索1、1’的纵向方向。这与常规扭曲的电梯绳索相反，常规绳索中金属线或纤维被强烈扭曲、并且通常具有15至40度的扭转角，这些常规扭曲的电梯绳索的纤维/金属线束因此具有在张力下转向更直配置的可能性，这使得这些绳索在张力下具有高伸长率、以及导致非整体结构。增强纤维f优选地是在承载构件10的纵向方向上的长连续纤维，优选地在承载构件10的整个长度上连续。
如上所述，优选地，增强纤维f基本上均匀地被分布在承载构件10的聚合物基体中。然后纤维f被布置成使得承载构件10在其横向方向上尽可能均匀。所呈现的结构的优点在于围绕增强纤维f的基体m保持增强纤维f的插入位置基本不变。它平衡被施加在纤维上的力的分布的轻微的弹性、减少了纤维-纤维接触和绳索的内部磨损，从而改善了绳索1、1’的使用寿命。由于均匀分布，承载构件10的横截面中的纤维密度基本上是恒定的。单独纤维f被分布于其中的复合基体m最优选由环氧树脂制成，它对增强纤维f具有良好的粘合性，并且已知其对增强纤维(特别地，诸如碳纤维)表现有利。备选地，例如可以使用聚酯或乙烯基酯，但也可以使用任何其他合适的备选材料。
基体m已经被施加在纤维f上，使得在每个单独的增强纤维f与基体m之间存在化学键。从而实现均匀的结构。为了改善增强纤维与基体m的化学粘合性，特别是为了增强在增强纤维f与基体m之间的化学键，每种纤维可以具有薄的涂层，例如，在增强纤维结构与聚合物基体m之间的实际纤维结构上的底漆(未示出)。然而，这种薄涂层不是必需的。聚合物基体m的特性也可以被优化，因为它在聚合物技术中是常见的。例如，基体m可包括基础聚合物材料(例如，环氧树脂)以及添加剂，其微调基础聚合物的特性，使得基体的特性被优化。聚合物基体m优选是硬质非弹性体(诸如上述环氧树脂)，因为在这种情况下，例如可以降低屈曲(buckling)的风险。然而，聚合物基体不一定必须是非弹性体，例如，如果这种材料的缺点被认为是可接受的或与预期用途无关。在这种情况下，聚合物基体m例如可以由弹性体材料(诸如聚氨酯或橡胶)制成。
增强纤维f与基体m一起形成均匀的承载构件，当绳索被弯曲时，在该承载构件内不会发生显著的磨蚀相对运动。承载构件10的单独增强纤维f主要被聚合物基体m围绕，但是由于在同时浸渍聚合物时控制纤维相对于彼此的位置是困难的，因此可能发生随机纤维-纤维接触，并且另一方面，根据溶液的功能的观点，不需要消除随机纤维-纤维接触。然而，如果期望减少它们的随机发生，可以利用基体m的材料预先涂覆单独增强纤维f，使得上述基体的聚合物材料的涂层在它们与基体材料接触并且结合在一起之前(例如，在它们被浸入流体基体材料之前)已经在它们中的每一个的周围。
如上所述，承载构件10的基体m最优选是其材料特性坚硬。硬质基体m有助于支撑增强纤维f，特别是当绳索弯曲时，防止弯曲绳索的增强纤维f屈曲，因为硬质材料有效地支撑纤维f。为了减少屈曲并且促进承载构件10的小弯曲半径，除其他外，因此优选的是聚合物基体m为硬质的，特别是非弹性的。用于基体的最优选材料是环氧树脂、聚酯、酚醛塑料或乙烯基酯。聚合物基体m优选地在于其弹性模量(E)超过2GPa，更优选超过2.5GPa，并且小于10OGPa。最优选地，弹性模量E在2.5-4.5GPa的范围内。对于基体m，存在可商购的各种材料备选，这可以提供这些材料特性和可根据需要调整的值的装置。优选地，超过50％比例的承载构件10的横截面的表面积是上述增强纤维，优选地使得50％-80％的比例是上述增强纤维，更优选地使得55％-70％的比例是上述增强纤维，并且基本上所有剩余的表面积是聚合物基体m。最优选地，这被执行使得约60％的表面积是增强纤维，并且约为40％是基体材料(优选环氧树脂材料)。以这种方式，实现了承载构件10的良好纵向刚度。如上所述，碳纤维是最优选的被用作为上述增强纤维的纤维，归因于它在提升装置中(特别是在电梯中)的优异特性。然而，这不是必需的，因为可以使用备选纤维(诸如玻璃纤维)，已经发现其也适合用于提升绳索。承载构件10优选地是完全非金属的，即被制成不包括金属。
基体m的硬度和/或平行于绳索1、1’的纵向方向的纤维f的定向和/或特定的纤维选择(碳)都对承载构件10抗弯曲的刚性具有增大的影响。归因于复合材料导致的高刚性，比现有解决方案更硬的表面材料与其良好相容。当绳索1、1’是刚性时，特别是归因于由包含一个或多个上述特征的倾向于增加抗弯曲刚度的复合材料制成，绳索1、1’将利用相对大半径的绳索轮4被引导。大半径有利于承载构件10和表面材料，因为硬质表面材料易于对由表面材料抗弯曲刚度所引起的问题敏感。因此，刚性承载构件10与具有90肖氏A以上硬度的表面材料组合是特别有利的。具有复合材料和绳索1、1’的硬质表面材料的绳索轮4的直径优选地大于250mm。
绳索1、1’还优选地使得上述承载构件10或包括在绳索1、1’中的多个承载构件10一起覆盖绳索1、1’(本质上针对绳索1、1’的整个长度)的横截面宽度的大部分，优选地为70％或更多，更优选地为75％或更多，最优选地为80％或更多，最优选地为85％或更多。因此，绳索1、1’相对于其总横向尺度的支撑能力良好，并且绳索1、1’不需要被形成为厚的。
图9图示了电梯装置，其中在绳索配置中存在偏离角和绳索扭曲。如上所述，硬质表面材料和尖的肋侧角的组合通过减少随机发生的、沿着绳索轮4、40、41的凹槽的任一肋侧面的绳索1、1’的攀爬来促进了这种绳索系统的稳定性，其中绳索在使用期间被装配。由硬质材料和锐角所引起的相对低的摩擦系数一起降低了绳索沿肋侧面攀爬并且能够从绳索轮4、40、41的凹槽中脱出的能力和可能性。结果，绳索1、1’的表现更稳定，因为系统有意或无意地更容忍系统中存在的扭曲或偏离角。
图10示出了包括上文参考图1、图3a和图5所描述的电梯装置的电梯。电梯包括电梯轿厢C和配重CW，它们都可在井道H中竖直移动，并且上述绳索1与电梯轿厢C和配重CW连接。在该电梯中，仅在绳索1的一侧存在有肋2，因为当沿着其路线行进时，绳索1的仅一侧与电梯的绳索轮4、40接触。电梯包括电梯装置，该电梯装置包括如图1所图示的带状绳索1，以及一个或多个绳索轮4、40(在这种情况下为两个)，一个或多个绳索轮4、40被设置有用于绳索1(特别是用于其侧面S1)的配对形状，侧面S1被成形为具有细长的楔形肋2。带状绳索1被布置为绕过绳索轮4、40，使得被成形为具有细长的楔形肋2的绳索1的侧面S1啮合每个绳索轮4、40的配对形状。在所示的情况下，电梯包括马达M，并且上述绳索轮4、40包括可与马达M一起旋转的驱动轮4。当绳索1通过驱动轮4的旋转待被移动时，与摩擦和凹槽因子相关的优点特别重要，因为从动轮的牵引取决于摩擦和凹槽因子，并且一般地取决于驱动绳索轮4与绳索1之间的所有相互作用。在所示的情况下，绳索轮4、40被安装在井道H的上端附近。驱动轮4和马达M可以被安装在井道H的上端内，由此电梯是无机房的，但是，备选地，它们也可以被安装在井道H的上端旁边或上方的空间内，例如，其中上述空间可以形成电梯的机房。
图11图示了包括根据上文参考图2、图3b和图6所描述的电梯装置的电梯。电梯包括电梯轿厢C和配重CW，它们都可在井道H中竖直移动，并且上述至少一根绳索1’与电梯轿厢C和配重CW连接。
电梯包括绳索轮4、40、41，绳索轮4、40、41被设置有用于绳索1’的侧面S1、S2的配对形状，绳索1’的侧面S1、S2被成形为具有细长的楔形肋2。带状绳索1’被布置为绕过绳索轮4、40、41，使得被成形为具有细长的楔形肋2的绳索1’的侧面S1、S2啮合绳索轮4、40、41的配对形状。
图11中所示的电梯特别是这样的类型，其中绳索轮4、40、41包括两个绳索轮4、41，它们具有相互不平行的旋转轴，由此在这两个绳索轮4、41之间经过的绳索1、1’具有绕其纵轴的扭曲。如图11可见，这些绳索轮中的一个是被安装在固定结构上的驱动轮4(诸如被安装在建筑物上或被安装在其上的结构，例如导轨)，另一个是被安装在轿厢C上的绳索轮。上述两个绳索轮4、41中的每一个被设置有用于绳索1、1’的配对形状，并且带状绳索1、1’被布置为绕过上述两个绳索轮4、41中的每一个，使得被成形为具有细长的楔形肋2的侧面S1、S2啮合所讨论的绳索轮4、41的配对形状。相互不平行的旋转轴成相当大的角，该角特别地在30至90度的范围内，由此电梯被设计成在带状绳索中有意地具有相当大的扭曲。能够在旋转轴之间以大角度引导绳索而不会出现问题，赋予布局设计的自由度。在所示的情况下，上述范围使得绳索可以沿着在轿厢C旁边延伸的平面绕绳索轮4转动，并且仍然经过轿厢C、并且被转向以经过轿厢C的竖直投影的中心区域。这使得悬架更加集中。硬质表面材料和尖的肋侧角的组合有助于具有如上文参考图9所描述的扭曲的绳索系统的稳定性。
电梯的带状绳索1’是如图2所示。因此，带状绳索1’的相反的侧面S1、S2都被成形为具有细长的楔形肋2，细长的楔形肋2在绳索1’的宽度方向w上彼此相邻地设置、并且平行于绳索1’的纵向方向l延伸，每个上述楔形肋2具有相对于彼此成锐角α的第一肋侧面2a和第二肋侧面2b，并且上述肋侧面2a、2b的表面材料具有大于85且小于100的肖氏A硬度。因此，在该电梯中，在绳索1’的两个相反侧S1、S2上存在肋2。这是有利的，因为在该电梯中，绳索1’的两个相反侧在沿着其路线行进时与电梯的绳索轮4、40接触。如图11中可见，电梯包括两个绳索轮4、40，两个绳索轮4、40被设置有用于绳索1、1’的配对形状，并且上述带状绳索1、1’被布置为绕过上述两根绳索轮4、40，使得被成形为具有细长的楔形肋2的侧面S1、S2的其中一个啮合绳索轮4、40中的一个的配对形状，并且被成形为具有细长的楔形肋2的侧边S1、S2的另一个啮合绳索轮4、40中的另一个的配对形状。
在图11的电梯中，电梯包括马达M，并且上述绳索轮4、40、41包括可与马达M一起旋转的驱动轮4。在所示的情况下，绳索轮4被安装在井道H的上端内，这是有利的，因为由此电梯是无机房的。如上所述，在该优选实施例中，电梯的带状绳索1’是如图2所示的，因为这对于在绳索轮4与绳索轮40之间实现的反向弯曲配置是有利的。然而，备选地，该电梯也可以使用图1的绳索l来实施。无论绳索是否符合图1或图2，都可以获得与绳索轮4与绳索轮41之间发生扭曲有关的优点。这是因为被抵靠绳索轮41的轮缘放置的绳索1’的侧面优选地与被抵靠绳索轮4的轮缘放置的侧面相同。
图10和图11的电梯优选地还包括用于自动控制马达M的旋转的控制单元(未示出)，由此轿厢C的运动也可自动控制。在图10和图11的电梯中，绳索1、1’是被布置为悬挂电梯轿厢C的悬挂绳索1、1’，并且属于包括一个或多个悬挂绳索的、用于悬挂电梯轿厢C的悬挂绳索。
绳索轮4包括细长的楔形凹槽5，它们在绳索轮4的轴向x上彼此相邻地设置、并且沿着绳索轮4的圆周彼此平行地延伸，并且绳索1的肋2延伸到绳索轮4的凹槽5中。每个上述凹槽5由相邻肋6的肋侧面6a、6b界定，肋侧面6a、6b相对于彼此成锐角(α)。
在优选实施例中，已经公开了用于承载构件10和绳索1的有利结构。然而，本发明也可以与其他种的承载构件和绳索构造(诸如与不同材料和/或形状)一起使用。(一个或多个)承载构件10最优选地由所描述的复合材料制成。然而，它们原则上可以由备选材料制成，诸如以扭曲的钢丝芯线或扭曲的芳族聚酰胺纤维芯线的形式。
至少一个侧面的肋2的数目优选地为五个以上。由此，可以确保牢固的啮合，并且凹槽和肋的尺寸维持很小。然而，数目当然也可以被设计为更小，诸如2、3或4。
在所示实施例中，承载构件10基本上是矩形的、并且在宽度方向上比厚度方向上更大。然而，这不是必需的，因为可以使用备选形状。同样地，承载构件的数目不必是四个，使用四个是出于示例的目的。绳索1当然可以被修改为具有一些其他数目的上述承载构件1，例如1个、2个、3个、5个或6个以上。
在图10和图11中，已经图示了悬挂比1:1和2:1。绳索1、1’可以备选地在任何其他类型的电梯中实施，诸如4:1悬挂比的电梯。
如上所述，绳索1、1’优选地是悬挂绳索。然而，每根绳索1、1’备选地可以被用作补偿绳索或超速限制器绳索或电梯。优选的是，绳索轮的凹槽和肋的角与绳索的凹槽和肋的角完全相同。然而，这不是绝对必要的，因为即使形状不完全匹配，也可以至少部分地获得一个或多个优点。例如，当配合面的角度或形状略有不同时，这也适用。
在图2的实施例中，在侧面S1、S2上存在相同数目的肋。然而，这不是必需的，因为备选地在上述侧面S1、S2上可以存在不同数目的肋。
在这些示例中，每个绳索轮4、40、41适合用于与至少一根绳索1、1’啮合。图4至图6中左右两侧的竖直线以虚线绘制，以指示绳索轮4、40、41的肋状形状可以向左和/或向右继续，使得几根绳索1、1’可以与同一个绳索轮4、40、41啮合。
如前所述，表面材料的硬度特性可以利用被添加到聚合物(作为基础材料)中的添加剂或颗粒来调整到所期望的值。任选地，颗粒也可以被设置在表面材料中，以便使绳索1、1’的表面粗糙化，这对于进一步调整摩擦特性是有利的。
上述绳索轮4、40、41可以是金属的或非金属的。绳索轮4、40、41的肋侧面6a、6b可以是光滑的，或者在肋侧面6a、6b上可以存在横向凹槽(深度>0.2mm)以收集污垢，如果绳索轮4、40、41收集灰尘、颗粒等，则能够产生良好的摩擦。归因于收集污垢的凹槽，尽管绳索轮变脏，但由于污垢积聚在凹槽的底部上，因此仍然接触。
本申请中所定义的硬度值是指在温度20℃和压力1atm(101.325kPa)的标准大气条件下所测量的值。
应理解的是，上文描述和附图仅旨在教导发明人已知的制造和使用本发明的最佳方式。对于本领域技术人员显而易见的是，本发明构思可以以各种方式实施。因此，在不脱离本发明的情况下，如本领域技术人员根据上述教导所理解的，可以修改或改变本发明的上文所描述的实施例。因此，应理解的是，本发明及其实施例不限于上文所描述的示例，而是可以在权利要求的范围内变化。
