CN1013190B - 电梯轿厢安装总成 - Google Patents

Abstract

电梯轿厢安置在一轿厢架内，该轿厢架在电梯井道里的导轨上运动。轿厢用摆型固定方式安装在轿厢架里以便轿厢在轿厢架内自由地摆动。轿厢在轿厢架内的横向振动和扭转振动都得到控制。弹簧/阻尼器组合装置把轿厢和轿厢架互相连接，以用来控制轿厢的这种横向运动，从而使轿厢在轿厢架里的减振过程平稳。

Description

本发明涉及一种电梯轿厢总成，更具体的说是一种把电梯轿厢配置在轿厢架上的安装总成，该轿厢架在穿过井道的导轨上运动。

用于把电梯轿厢安装到在井道中的导轨上运动的轿厢架上的摆型固定方式是公知的先有技术。这种安装总成的一个例子示于1975年9月24日出版的英国专利第1，407，158号中。之所以要用摆型固定方式是因为当轿厢架在井道中过往时会发生振动，而这种固定方式允许电梯轿厢在轿厢架内横向移动，包括直线的和扭转的两种移动。轿厢架通过安装在轿厢架上的导轮在井道中的导轨上上下运动。在这种运动中，由于井道中导轨的安装误差，由于导轨连续段之间接头的小台阶，由于在轿厢架上导轮的安装误差以及诸如此类的原因，轿厢架会产生振动。轿厢架的振动应该尽力限制，但如果把轿厢紧固在轿厢架上，由前述因素引起的突然的量变，便会传递到轿厢。过去采用橡胶缓冲垫以减小从轿厢架传给电梯轿厢的振动，借以使电梯内乘客乘坐较安静、较舒适。1987年4月28日批准的美国专利4，660，682公开了一种电梯轿厢支承装置，其轿厢是以摆的形式悬挂在轿厢架内。

摆型安装总成具有把传递给轿厢架的冲击型振动转变成轿厢横向的直线运动或扭转运动的功能。因为轿厢是以摆的形式悬挂在轿厢架里，轿厢与轿厢架之间的相对运动总是趋于让轿厢相对惯性空间的运动较小、较平缓。由于乘客只能感觉到对于惯性空间的加速运动，这种减少作用使乘坐更舒适。

然而，如果没有阻尼，这种的简单悬吊，在扰动作用下，会使轿厢相对于惯性空间的摆动以系统的自然频率重复很长时间。因此， 当采用摆型安装方式时，必须控制轿厢在轿厢架中的横向运动，以便减小这些运动的幅度和周期，并同时减小对轿厢和其乘客的影响。在前述的英国专利第1，407，158号中，在轿厢和轿厢架之间配置了橡胶缓冲垫，用以缓冲轿厢在轿厢架中横向和垂直方向上的运动。在上述美国专利4，660，682中，轿厢是由许多其上装有弹簧加载轴套的杆件置于轿厢架当中的。这种配置方式可以限制轿厢的横向摇摆，但是由于杆的刚性却不容许轿厢在轿厢架内有扭转运动，因此，该专利的支承装置对轿厢运动所能达到的阻尼作用是不完善的。

本发明涉及一种改进的将电梯轿厢安装在轿厢架里的摆型安装总成。轿厢相对轿厢架的横向运动由将轿厢和轿厢架连接起来的弹簧/阻尼器组合装置控制。因此，这种组合装置在轿厢轻微横向运动时具有阻尼器的特性。而当轿厢剧烈地横向摇晃时，还具有弹簧的特性。阻尼器的特性和尺寸是精心选定的，籍助一定体积的空气的可压缩性，产生适当的柔顺性和粘性阻尼作用，以减少传递到轿厢的加速度，并减小突然的扰动后持续的自然摆动。对轿厢横向运动的控制存在于整个横向，即360°圆弧上，同时，轿厢相对轿厢架的扭转运动也得到了控制。

轿厢用四根金属杆悬挂在轿厢架中，金属杆在轿厢每个角各一根，其一端紧固到轿厢轿底上，另一端紧固到轿厢架顶部。所选择的金属杆的挠性应使轿厢在轿厢架里的摆动运动大体上不受影响。因此这些金属杆实际上的效果如同悬挂轿厢的吊绳。轿厢相对轿厢架的横向运动完全由弹簧/阻尼器装置控制，该装置把轿底和轿厢架的下部相互连接。弹簧/阻尼器装置最好是空气活塞-缸体组件，（一般称之为空气阻尼器），该组件已经过改进，能保证进、出缸体的气流总是层流，而与施加在活塞上的力的大小无关。这样，当活塞在缸体里快速进退以响应轿厢相对轿厢架的横向运动时，活塞和缸体之间形成的气流就总是层流而不是紊流。当然，该装置一定要 制作成在预定的横向力的范围内以上述方式工作，上述的预定的横向力是在通常的工作状态下，当轿厢在轿厢架中横向摆动时产生的。为了获得轿厢的这种受控制的运动，弹簧/阻尼器装置要成组布置，以便能在整个360°范围内抵消可能的横向直线运动，并抵消轿厢所经受的弧形扭转运动。弹簧/阻尼器装置最好按正交布置，与轿厢偏置成45°角。在阵列中至少有一套装置总会被轿厢的运动压缩。一般情况下，装置中的两套会被压缩，而余下的两套则被伸长。具体哪两套压缩或伸长，当然取决于轿厢运动的方向。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于电梯总成中的改进的电梯轿厢安装系统。

本发明的再一个目的是提供一种具有所描述特征的安装系统，它使用摆式装置把电梯轿厢悬挂在轿厢架中。

本发明还有一个目的是提供一种具有所描述特征的安装系统，它有一弹簧/阻尼器装置，用以控制摆式安装的电梯轿厢的横向运动。

本发明的另一个目的是提供一种具有所描述特征的安装系统，其中弹簧/阻尼器装置能用来减缓轿厢在所有可能方向上的横向运动。

本发明的这些目的及其他目的以及本发明的优点，可以从下面结合附图详述的优选实施例中很容易地看出来，其中：

图1是体现本发明的电梯轿厢安装总成的透视图，从稍低于轿厢的位置看轿厢门，门处于关闭的位置。

图2是与图1相似的透视图，只是已将轿厢固定件的靠下部分分开，以露出轿厢下部的构件。

图3是安装在轿厢底面下的弹簧/阻尼器装置的平面图。

图4是一个弹簧/阻尼器装置的轴向剖面图。

参照图1和2，数字8表示整个电梯轿厢总成，它包括一个立方体形的电梯轿厢10，该轿厢用四根悬吊杆14悬吊在两根平行的U型梁12上，其每根悬吊杆位于靠近轿厢10的一角。轿厢有四面壁16，其中的两面在图1和图2的透视图中可以看见。U型梁12和悬吊杆14是由数字15表示的轿厢架的零件，轿厢架15还包括与U型梁12焊接的侧边立梁18，上梁20及下梁22，也分别与侧边立梁18焊接。

轿厢壁16围接在一起形成一个立方体的轿厢，并安放在四根梁24上，这四根梁与四个垫板26（轿厢下面每个角一个）焊接在一起。每根悬吊杆14穿过垫板26，并穿过隔音橡胶垫27和第二垫板28。所述的两个垫板26和28夹着橡胶垫27。在轿厢的两个角的下面，垫板26和28间设有力传感器29。力传感器29产生表明轿厢负荷的电信号。多诺弗里奥（Donofrio）等人的美国专利第4，330，836号（该专利也转让给奥蒂斯（Otis）电梯公司），进行了使用力传感器测量轿厢负荷的讨论。每根悬吊杆14穿过梁12，穿过夹着另一个隔音橡胶垫32的两个上垫板30。每根悬吊杆14的两端33都折弯、卷弯或用其他方式卡紧，止动箍34附接在杆端33与垫板28或30之间的杆上。

悬吊杆14的选择，要考虑到轿厢的预期负荷、悬吊杆的刚度，以及与轿厢在电梯井道中运动时轿厢架横向振动的频率（此频率能够得知）相比较的轿厢振动的自然频率。如先前所讨论的那样，可以假设轿厢架带有沿着随电梯井道延伸的导轨滚动的导轨。在沿导轨运动时，轿厢架会产生横向颤动，即它会在与运动方向DD3垂直的DD1和DD2两个方向上振动，如图中箭头所示。轿厢10也会在轿厢架15中扭摆，因为后者把振动传递给前者。

因此，选择的悬吊杆14要有足够的挠性，以允许轿厢10随轿厢 架15的振动在轿厢架15中摆动。另外，悬吊杆14的挠性应不影响轿厢10在轿厢架15中的摆动。所以具体某吊杆的挠性要随总成中具体轿厢的大小和重量而变动。因此，使轿厢10的摆动不受顶梁12的限制的作法是可理解的。当然，实际的摆动非常小，然而也必须予以衰减。要做到这一点，轿厢要有一个包括阻尼装置40的底盘架。每个阻尼装置40由缸体42，在缸体42中滑动的活塞44和与活塞44连接的弹性杆46组成。图2表示出缸体42刚性地连接在位于轿厢底部的托架47上。另一方面，杆46刚性地连接到从板51上伸下的小托架50上，板51固定在轿厢架立梁18上。这样，缸体42连接到轿厢10的底板上，而活塞杆46则连到轿厢架侧边立梁18上。四套这种弹簧/阻尼器装置40大体上成对地布置在轿厢架中位于轿厢下面那部分的两侧（见图3）。

现在参看图3，弹簧/阻尼器装置的几何形状以平面图示出。轿厢和轿厢架的垂直对称轴用字母O表示。各个弹簧/阻尼器装置用40、40A、40B和40C表示，以便于对它们的动作进行说明。轿厢10的横向线性运动的方向用径向箭族A-H表示，轿厢10横向的扭摆运动用箭头I和J表示。如果轿厢10按箭头I的方向扭转运动，则弹簧/阻尼器40和40B就会收缩，而弹簧/阻尼器40A和40C会伸长。如果轿厢10以箭头J的方向扭动，那么弹簧/阻尼器40A和40C收缩，而40和40B伸长。这样，这套系统可完全控制和缓冲轿厢10的全部扭转运动。至于横向运动，当轿厢10按箭头A的方向运动时，弹簧/阻尼器40A和40B收缩，而弹簧阻尼器40和40C伸长。如果轿厢按箭头E的方向运动，弹簧/阻尼器的动作则相反。轿厢按箭头C的方向运动，则使弹簧/阻尼器40和40B收缩，同时使40B和40C伸长。而当轿厢按箭头G的方向运动时，则发生相反的情况。如果轿厢10按箭头B、D、F和H的方 向运动，则弹簧/阻尼器40A、40、40C和40B分别收缩，而弹簧/阻尼器40C、40B、40A和40则分别伸长。可以注意到，对于轴线0的360°圆弧的所有方向上的横向运动，都可以用这套装置予以缓冲。每个弹簧/阻尼器中的活塞杆46一定要有足够的挠性，以便在沿着接近对角线方向B、D、F和H运动时能够弯曲。因此，当轿厢10按箭头B或F的方向，或按接近B或F的方向运动时，弹簧/阻尼器40和40B上的杆46将会挠屈或弯曲。

现在参看图4，图4表示出了阻尼器40的细部结构。要注意缸体42的端壁43上没有任何泄放孔。活塞44的外径按照缸径的尺寸而定，以保证活塞与缸体之间的间隙52充分地小，使从缸体42经过活塞44的气流无论在活塞44进入或是退出缸体42时都产生层流。间隙52决不能大到在活塞进、出缸体时通过的气流产生紊流。给定轿厢的重量（负载的和空载的），给定轿厢架在井道中所受振动的范围，就可以计算出电梯在通常使用状况下活塞所受力的大小。这样间隙52就可以确定了，当所受的驱动力在这个范围内时，从缸体出来经过活塞的空气流将总是层流态。由于这种层流，阻尼器的缓冲力与从间隙中排出的空气流速成正比。这是保持稳定的阻尼和使四个阻尼器中缓冲力能以线性向量增加的关键。进而，这又使座台运动的所有方向上产生大体相等的缓冲力。当以这种方式保持气流为层流态时，在受到低于给定量级的较小振动时，装置40起阻尼器的作用，当受到大于给定量级的振动时，则起弹簧作用。这种双重模式的作用很重要，因为在受到扰动后发生摆动时需要阻尼功能阻止摆动，而在轿厢架突然运动时，需要弹簧功能限制传递过来的力。弹簧的作用如同一个力的限制器。

下面是用于说明该系统的该装置的一个特定的实施例的说明：

空轿厢和座台的重量    3000磅

载客重量    3500磅

承载负荷的范围    3000到6500磅

悬吊杆-4根钢吊杆    每根直径1/2英寸

悬吊杆长度-    118英寸

阻尼器-有效阻尼系数    每个22磅秒/英寸

等效弹性系数    100磅/英寸

四个阻尼器沿边长为50英寸正方形的边缘布置。

活塞直径    5英寸

活塞工作范围的中心约在距缸体端头2.5英寸处。

另一个可供选用的阻尼器设计是活塞间隙非常小，以使泄漏产生的缓冲力比系统的需的更大。以穿过活塞或气缸的长而细的泄放通道作为类似的空气泄放通道。通道的尺寸应该能产生层流。一种方便的方法是插入适当尺寸的“毛细”管，其长度不少于孔径的10倍。通过改变所用毛细管的长度来调整总阻尼值。选用这种设计，可以用气流管45（如部分剖视图4所示）穿过活塞44或穿过缸体42的端壁43，连通缸体42的空气空间。

轿厢总成8还包含有一个装置，用于限制轿厢10在位于楼层厅门处时的移动，这种限制很必要，因为轿厢10在轿厢架15内极易摆动。轿厢10受拉而卡在轿厢架15上的挡块54上（见图2）。挡块54（可以是橡胶块）固定在横梁56上，横梁56用桁杆58与轿厢架刚性固定，桁杆58又与底梁48刚性固定。支承架60与轿厢架，如横梁56焊接在一起。横梁56上焊有两个有“角度”的支杆61。从这些支杆上伸出的钢丝绳62与在臂64上的致动器连接，臂64与固定在底梁68上的致动器66连接，底梁68刚性地固定到桁杆58上而成为轿厢架15的组成 部分。当轿厢10停在厅门处时，致动器66起动，使臂64朝轿厢的前面转动。朝轿厢前面拉动钢丝绳62，将轿厢向前拉。此时在轿厢底部上的小立柱70可以卡入挡块54。这样，轿厢紧紧地抵在刚性档块支承上，使轿厢10在轿厢架15中保持在应有的位置上。这一过程发生在乘客进入或走出轿厢期间。

在共悬未决申请（委托书第OT-741号）中所示的任何形式的致动器均可用来把轿厢相对轿厢架朝前推动，让轿厢底部落在轿厢架的挡块上，使其相对轿厢架不动。致动器最好安成：在不受力时轿厢处于不可调动的状态，在受到力作用时，轿厢处于可调动的状态。这样当电力供给中断时就把轿厢锁死在一个适当的位置上，使门槛到轿厢的间隙得到控制，并使轿厢门的控制系统恰当地与厅门构件衔接。

通常使用这种类型的致动器是在轿厢启动加速时施力给致动器，在接近目的地的减速过程中取消施加的力。这种方法有助于减弱运动对乘客的作用。因为乘客一般可适应1/8重力加速度的垂直加速运动，所以在水平方向小于1/10重力加速度的加速度将不会引起注意。

以上是对执行本发明的最佳方式的一个说明，但对在这个领域中的技术熟练的人员，从以上的说明获益后可以对这里所描述的发明的整体或部分进行修改或变动，而并不离开本发明真正的范围和精神，正如权利要求书中所限定的那样。

Claims (7)

1、一种电梯轿厢总成，包括：

一个用于穿过电梯井道运动的轿厢架；

一个容纳乘客的电梯轿厢；

摆动装置，用于将所说的电梯轿厢以摆动的形式安装在所说的轿厢架中，而使所说的电梯轿厢在所说的轿厢架内横向摆动；和

阻尼装置，把所说的轿厢架与所说的电梯轿厢相互连接起来，用于缓冲所说电梯桥厢在360°横向圆弧上的横向运动，所说的阻尼装置包括当所说的轿厢架在井道中受到较大的冲击时具有弹簧功能，而当轿厢架在井道中受到较小振动时具有阻尼器作用的装置，其特征在于，所说的阻尼装置具有多个空气阻尼器，在电梯轿厢总成在井道中运行期间受到常规出现的全范围的横向力作用时，能够在只产生内部层流气流的状态下操作运行。

2、如权利要求1中所说的电梯轿厢总成，其特征在于，具有四个空气阻尼器，每个阻尼器沿着与电梯轿厢壁平面成45°角的轴线动作。

3、如权利要求1中所说的电梯轿厢总成，其特征在于，每个空气阻尼器具有相互配合的活塞和缸体，由活塞和缸体之间形成的足够狭窄的间隙而得到层流气流。

4、如权利要求3中所说的电梯轿厢总成，其特征在于，每个空气阻尼器具有相互配合的活塞和缸体，而层流的气流是通过使用管形的空气泄流装置而获得的，管形的空气泄流装置的大小要避免使由活塞和缸体封闭端形成的气阱中出来的气流形成紊流。

5、如权利要求1中所说的电梯轿厢总成，其特征在于，所说的摆动装置具有多根杆，杆靠近所说的电梯轿厢的每个角配置，所说的杆的一端与所说的轿厢架的上部连接，相对的一端与所说的电梯轿厢的下部连接。

6、如权利要求5中所说的电梯轿厢总成，其特征在于，所说的杆所具有的刚性能使所说的电梯轿厢在所说的轿厢架中的横向摆动基本上不受所说的杆影响。

7、如权利要求1中所说的电梯轿厢总成，其特征在于，该总成还包括一装置，当所说的电梯轿厢总成停在井道电梯中时，用来稳定所说的轿厢架中所说的电梯轿厢。

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