CN101395081A - 电磁驱动式导轨制动器 - Google Patents

Abstract

一种电梯的导轨制动器(1)和此制动器的控制方法，此制动器包括一框架部分，固定于电梯轿厢；以及一夹子部分，其包含：转动颚板(3，4)，当制动时通过制动表面与导轨(2)匹配；弹簧(10)，加载夹子部分以将制动表面推压于导轨；一可控制的促动器件，为电磁铁(15)，此电磁铁(15)包含个拉拽铁芯板片(17，18)，此电磁铁(15)在夹子部分上的作用力反向于弹簧，在该导轨制动器中，气隙(ag)在结构上布置在当制动器被充分激磁时导轨制动器电磁铁拉拽的铁芯(17，18)的中心部分(19，20)之间，一阻尼电路设置在导轨制动器电磁铁(15)的线圈(16)中以加速导轨制动器的运行。

Description

电磁驱动式导轨制动器

技术领域

本发明涉及一种权利要求1前序部分中限定的导轨制动器，以及一种权利要求11前序部分中限定的导轨制动器的控制方法。

背景技术

其中作用在导轨上的制动表面的压力借助于弹簧力实现的、抓握导轨的夹子式导轨制动器是应用普遍的一种制动装置。这种类型的制动装置往往是一种安全机构，如果速度变得过高或由于某种其他原因，该装置终止向上或向下运动的电梯。实践中，将制动器设置在电梯轿厢上，尤其是在现有的电梯添加制动器时，在空间利用上是成问题的，因为由于作用在制动器上的力很大，制动器必须十分大。夹子式制动器也可以是电梯的操作制动器。夹子式操作制动器已经用在比如线性马达电梯之中。近来，这些类型的制动器已经在出版物US 5518087和EP 0488809A2之中有所介绍。这些类型的制动器在夹子端部上包括制动表面或制动垫，它们位于离开导轨一段距离处。弹簧设置在夹子内，由弹簧实现的作用在夹子上的载荷企图将制动垫或制动表面压靠于导轨。阻止这一企图的是保持装置，通常是电磁铁。该或某一单独的电磁铁用于打开制动器。出版物FI 970390也提供了一种有效导轨制动器的很好的例子。

在现有导轨制动器中，制动器夹子的固定式铰接导致需要相应于每一制动器尺寸制作特定的制动器夹子。如果不这样作，当导轨制动器用于具有不同于此导轨制动器所适用的厚度的导轨时，导轨与制动表面之间就会出现对准误差。由于对准误差，制动表面与导轨之间的接触面减小，因此，接触面上的表面压力很大。由于很大的局部表面压力，制动表面磨损不均匀并且磨损很快。与制动表面与导轨表面对准的情况相比，导轨的磨损也增大。对准误差的另一后果是，非均匀的表面压力作用在导轨上，在此情况下，导轨不必要地磨损。制动器对导轨尺寸的依赖性降低了制造批量大小并增加了库存成本和其他成本。

在现有制动器中，导轨与制动表面之间存在相当大的间隙，以确保当制动器打开时制动表面不会接触导轨。作为导轨与制动表面之间较大间隙的结果是，需要较大的磁铁拉拽行程长度以打开制动器，这本身又造成了需要增大磁铁的尺寸。为较大间隙所需的较长行程还导致噪音问题，因为制动器的闭合是借助于弹簧实现的。较长行程过程中，在移动夹子时施加的弹簧能量比行程短时大。现有制动器的布置不方便，因为当设置在电梯轿厢下方或顶部时，它们增大了电梯轿厢的整体高度。尤其是在更新旧的电梯时，增大电梯轿厢的高度会导致需要加长电梯井道以确保充分的井道高度。然而，加长电梯井道具有一些不利的成本反弹。同样，现有电梯轿厢结构大的修改也会引起相当大的额外成本。其次，现有导轨制动器的问题是，操作延迟太大，因此它们只适用以防止向上和向下超速。在其最快时，延迟可以是比如大约500ms，并在此情况下现有的制动器会由于剩磁而根本不会释放并因此制动装置根本不操作。延迟往往太长且电梯不同制动装置的延迟分散很大。当载荷超过1000kg并采用个导轨制动器时，延迟的分散意味着这些装置是在不同时刻操作的。另一问题是，现有导轨制动器在被释放时不一定给出全部的制动力，因为剩余磁性会引起反力。

发明内容

为了解决上述问题并获得一种较好的导轨制动器，作为一项发明提出了新型的导轨制动器。本发明的目的是要获得一种适用于大部分通用的不同应用场合的导轨制动器结构。一方面，本发明的目的是要加速导轨制动器的操作而尤其是要减小导轨制动器的操作延迟。另一方面，本发明的目的是要获得一种适于用于防止电梯轿厢从楼台处滑离的导轨制动器。还有一个目标是要获得一种操作上可靠的导轨制动器。根据本发明的导轨制动器的特征在于披露在权利要求1特征部分中的内容，而根据本发明的方法的特征在于披露在权利要求11特征部分中的内容。本发明的其他实施例的特征在于披露在其他项权利要求之中的内容。一些发明实施例也在本申请的说明部分中予以讨论。本申请的发明内容也可以以不同于以下所述权利要求的方式予以限定。发明内容也可以由几项独立的发明组成，特别是如果本发明按照表述或隐含的子任务，或者从所获得的优点或优点的种类的观点来予以考虑的话。在此情况下，包含在以下权利要求中的一些特性从独立发明原理的观点来看，可能是多余的。

本发明可以实现的优点包括下述：

制动器在操作上是可靠的并相对较轻。本发明的导轨制动器适用于不同的电梯和不同的应用场合。根据本发明的导轨制动器在其组装方面而言简单，并具有简洁的结构和较少的单独部件，所以制造起来也不昂贵。实现了夹子的颚板的微小移动以及还有打开制动器和保持制动器打开所需的电磁铁的线圈和线圈铁芯的较小尺寸，因为气隙短小。在根据本发明的导轨制动器中，拉拽铁芯的中心部分之间的气隙确保了剩磁不会阻止制动装置的操作，以及导轨制动器的释放延迟很短。根据本发明的导轨制动器在操作上是可靠的，而且可以用作防止电梯轿厢从楼台滑移离开的制动器。在根据本发明的导轨制动器中，制动器的释放延迟显著地短于现有制动器，且电梯不同装置之间的操作延迟的分布范围较小，因此电梯运行更可靠。此外，通过将阻尼电路连接于导轨制动器的线圈，用该导轨制动器更快地获得全额制动力。在本发明导轨制动器中与制动力反向的剩磁可以经济地并且有时完全地消除。

显著的优点是，其中夹子的颚板的距离可以设定的同一夹子的力可以通过改变加载弹簧的刚度和磁铁的尺寸来予以改变。因而，单一夹子结构和夹子尺寸适于多种不同厚度的导轨和多种大小不同的负荷。

通过将电磁铁拉拽铁芯的中心部分之间的气隙设置在线圈内，磁铁回路内的漏磁减少并且磁通经由拉拽气隙更好地通过。这就在拉拽力和保持力方面获得更高的效率，反过来又有助于减轻结构。线圈的线圈主体可以用于控制铁芯在拉拽时的移动，这节省了零部件和重量。根据本发明的制动器在实践中不会增大电梯轿厢的高度，因为电梯的导引瓦可以整合其上。由于通常的目的是将电梯的上部轿厢导引件和下部轿厢导引件彼此间隔开地设置在电梯轿厢或电梯轿厢吊架的顶角和底角处，以便获得相当小的导引力，所以整合到制动器的导引瓦不会增大轿厢的高度。由于这种整合式导引件，制动器随后作为辅助部件改装到电梯的情形将妨碍电梯导引瓦的工作。虽然在新的电梯中，将制动器安装到电梯中可预先计划使得制动器的定位不会妨碍导引件的工作，比如更换导引垫，但制动器与导引瓦的整合却可节约制造成本。

根据本发明的导轨制动器也可以在铅直方向上挠性地支承在电梯轿厢上，以及此外结合导轨制动器夹子部分的支承来安排铅直力的测定。借助于这种安排，比如电梯负荷测量功能可以实施，以及/或者测量生成的数据可以用在电梯开始运动的准备之中。

因此，由于夹子的颚板铰接处的距离调节，根据本发明的导轨制动器适用于具有不同厚度的导轨。由于铰接处的距离调节，可以避免导轨与制动表面之间的对准误差，在此情况下，制动器较少地磨损导轨，而且也不易被磨损。由于制动器的紧凑结构、种功能的整合和相当少数量的制动零部件，安全机构是很耐久的。

在适用于本发明的导轨制动器中，作用在夹子颚板上的、夹子颚板的铰接装置的支承力的方向在制动器的闭合动作和打开动作中基本上保持相同。因而，铰接装置中的间隙在制动器的打开和闭合之间不会改变偏向，在此情况下，打开制动器的磁铁的行程长度有所节省，并且打开动作和闭合动作更精准。同样，由偏向改变所造成冲击和绞节磨损得以避免。

一个重要的优点是，导轨制动器的同一基本结构适合于用作电梯的操作制动器、紧急制动器以及防止电梯轿厢从楼台滑移离开的制动器。紧急制动器用法是很重要的，因为通常安全机构用作抓握电梯导轨的紧急制动器。通常所用的安全机构仅通过制动电梯轿厢的向下运动来工作。控制根据本发明的导轨制动器来停止向上方向上的运动也很简单。当导轨制动器是紧急制动器时，通常对制动表面进行机加工以与导轨匹配，以便在不频繁发生的制动时在确保导轨上的适当抓握并且制动力较大。当导轨制动器是操作制动器时，停止可以利用电梯的驱动装置实现，此装置可以是比如传统的绳索曳引机、线性马达或位于电梯轿厢上并作用在电梯导轨上的驱动机器。

根据本发明的电梯导轨制动器包括固定于电梯轿厢的框架部分，以及夹子部分，该夹子部分包括当制动时通过制动表面贴合导轨的转动颚板。它另外包括弹簧，该弹簧加载夹子部分以将制动表面压靠于导轨；以及呈电磁铁形式的可控制的促动件，此电磁铁优选地包括至少两个拉拽铁芯件，而此电磁铁在夹子部分上的作用力效果相反于弹簧。此外，当制动器被完全激磁时，气隙在结构上配置在导轨制动器的电磁铁的拉拽铁芯件的中心部分之间。除此之外，阻尼电路配置在导轨制动器的电磁铁的线圈中以加速制动器的操作。

在根据本发明用于控制电梯导轨制动器的方法中，此导轨制动器包括固定于电梯轿厢的框架部分；以及包括当制动时通过制动表面贴合于导轨的转动颚板的夹子部分；对夹子部分加载以将制动表面压靠于导轨的弹簧；呈电磁铁形式的可控制的促动件，电磁铁包括两个拉拽铁芯件，此电磁铁在夹子部分上的力的效果相反于弹簧；当制动器被完全激磁时，气隙在结构上配置在电磁铁的拉拽铁芯件的中心部分之间。另外，在此方法中，阻尼电路配置在导轨制动器的电磁铁的线圈中以加速制动器的操作。

附图说明

以下，本发明将借助于其实施例的一些范例参照附图更详细地予以说明，这些范例本身并不限制本发明的应用范围，其中

图1示出了根据本发明的导轨制动器的顶视图；

图2示出了现有导轨制动器的绕组的示意图；

图3示出了根据本发明的导轨制动器的绕组的一个阻尼电路；

图4示出了根据本发明的导轨制动器的绕组的第二阻尼电路；

图5示出了根据本发明的导轨制动器的绕组的第三阻尼电路；以及

图6示出了根据本发明的导轨制动器的绕组的第四阻尼电路。

具体实施方式

图1示出了可用于本发明的导轨制动器的顶视图。在图1中，导轨2可见位于于制动垫5、6之间，后者固紧于制动器夹子的颚板3、4。颚板3、4借助于螺栓7、8彼此铰联。为清晰起见，螺栓7未显示在图7之中。颚板3、4由肋板9加大刚度。弹簧10对颚板加载，将颚板3，4进一步彼此推压开，在此情况下，制动垫5、6压靠导轨2，因为颚板借助于螺栓7、8铰联在制动垫5、6与弹簧10之间，使得颚板在螺栓的部位处不能彼此挪开。弹簧10由中心销柱44导引。

导轨制动器1借助于动力部件15打开和保持打开，动力部件15优选地是磁铁，其实现可控制的移动。磁铁或其他促动器件的控制可以因带有单独操作装置或操作开关的电梯控制器的指令而发生。制动也可以比如由于电梯超速而触发超速调节器来予以实现。在超速导致超速调节器中的开关工作的时候，启动由触发超速调节器引发的制动。所述开关断开作为导轨制动器的动力装置的电磁铁的电力供应，因此保持制动器打开的电磁铁的力终止而制动垫压靠导轨。

磁铁包含线圈16和由两部分17、18构成的拉拽铁芯(pulling core)。构成拉拽铁芯的部分17、18优选的是通过叠置基本上为E形的板片制成，在此情况下，可以通过叠置不同数量的E形板片而组装出各种不同大小的拉拽铁芯。叠置的板片用螺栓31或其他适当的装置捆结在一起。如果磁铁由交流电控制，为避免不利的涡流现象，将拉拽铁芯的板片彼此绝缘是有利的。如果磁铁的线圈由直流电控制，则拉拽铁芯可以做成实心的铁块。控制磁铁的一种优选方法是：当打开制动器时采用较大的电流而当保持制动器打开时采用较小的电流。拉拽铁芯的E形板片的中心臂伸向线圈内部而其他臂伸向线圈外部。留在线圈内部的中心臂构成拉拽铁芯板片的中心部分19、20。位于拉拽铁芯的部分17、18的中心部分19、20之间的是气隙Ag。气隙Ag在磁铁完全激磁的情况下，换句话说，在制动器打开而电流供到电磁铁的情况下，确定尺寸，在此情况下，拉拽铁芯件17、18彼此充分接触并由于拉拽铁芯件的结构，预期大小的气隙Ag出现在中心件19、20之间。在拉拽铁芯件的中心部分之间的气隙，或是借助于拉拽铁芯件的形状，或是另外通过在相同拉拽铁芯件的E的最端头臂之间设置附加零件或支承元件，或通过适于此目的的其他方法，实现。气隙的量值优选的是在0-1mm之间。不过，在实践中，当气隙小于0.2mm时，它对导轨制动器的剩余磁性和操作延迟只具有小的作用。另一方面，如果气隙超过1mm，则磁铁的铁芯件之间的引力下降以及可实现的优点丧失并且影响导轨制动器操作的其他现象出现；其结果是，不同的部件可能需要用于制动器。非常优选的气隙是在0.3-0.8mm之间，而最优选的气隙大小是0.5mm，采用如此大小的气隙，本发明可获得的优势通过最优选的发明获得。当铁芯由板片制成而板片用某种固定零件，诸如用螺栓，压在一起时，在确定气隙尺寸时也必须考虑实际的气隙可能增大到大于制造时所确定的数值。这例如由于板片的长度不同造成，板片的长度不同会导致气隙的表面不齐整。如果在制造时板片叠设定为对应于比如0.2mm的距离，在此区域内的某些板片的气隙大于此值，并因而实际的有效气隙也会大一些。利用气隙Ag确保剩磁性不会阻止导轨制动器操作且导轨制动器的操作延迟更短。实际的拉拽气隙19在线圈16内。磁铁15利用吊环螺栓21和螺栓22固定于颚板3、4。为了节省长度，吊环螺栓与拉拽铁芯之间的接合处设置在拉拽铁芯上的凹槽23之中。这种结构允许拉拽铁芯17、18相对于夹子(prong)的颚板3、4有微小的活动。线圈16优选的是套绕于空心线圈芯体的绕组。线圈芯体是管件，其截面往往是矩形的，尤其是当磁铁的拉拽铁芯是由板件组装而成的时候，在制成的磁铁中线圈芯体套装在拉拽铁芯件的E形的中心臂上。在拉拽铁芯为实心铁块的情况下，圆形截面形状的拉拽铁芯可以是优选的。该线圈芯体可以用作移动的拉拽铁芯件的导引件。由于线圈芯体通常是塑料件，所以优选的是，尤其是在操作制动器的情况下，将不同的滑动表面连接于线圈芯体或另外使线圈芯体更加耐磨。

导轨制动器通过其支架(stand)24固定于电梯轿厢或电梯轿厢吊具(carsling)，导轨制动器1的框架25固紧在此支架上。框架25包含套筒11、12，后者在制动器浮动时用作螺栓7、8的导引件。套筒本身还在其连接框架的部件时加固框架25。一种结构用作夹子的绞节，其中夹子的颚板在外侧支承在相应锥形环32的球面垫圈31上，后者将螺栓7、8和固紧于螺栓的螺帽26保持就位且彼此隔开某一距离。设置有凹球形表面的垫圈也可以替代廉价的锥形环。锥形环32设置在导轨制动器2夹子的颚板3、4上的机加工成的凹槽33中，而螺栓7、8通过锥形环基体上的孔34固定所述结构。孔34与螺栓7、8之间是间隙，在此情况下，为螺栓的绞节操作所需的相对于颚板3、4的转动没有受到阻止。所述距离如此选定使得足够用于浮动的总合间隙保持在框架25与颚板3、4之间，该总合间隙包括组成间隙27和28。这一总合间隙是导轨制动器的游隙，在其范围内导轨制动器在水平方向上浮动。

由导轨制动器1中的制动引起的铅直力由框架25支承。支承是以如下方式实现的：由于颚板与框架之间的悬浮悬挂的间隙，颚板3、4能够些许地在铅直平面内转动并能够些许地移动；在此情况下，颚板能够对应于框架25上的指向下方的表面14或指向上方的表面13。指向上方的表面13和指向下方的表面14位于颚板3、4的抓握导轨2的端部附近，颚板下面的是指向上方的表面而颚板上方的是指向下方的表面。由悬浮悬挂的间隙允许的颚板的铅直移动大于指向下方的表面14或指向上方的表面13与颚板3、4之间的间隙允许的最大铅直移动。因而，在悬浮悬挂的间隙被用尽之前，颚板总是支撑在指向下方的表面14上或支撑在指向上方的表面13上，在此情况下，制动不会使悬浮悬挂受力。

导引瓦43在颚板3、4之间固紧于框架25，并用挠性的比如由橡胶制成的阻尼件40与框架25隔开。导引瓦的导引垫41在三个方向上与导轨2相对应。导轨制动器因而围绕着与导轨制动器建造在相同脚座上的导引瓦。这种嵌套结构不增加高度，并且导轨制动器和导引瓦容纳在一高度下，该高度与单独容纳导轨制动器或单独容纳导引瓦的高度基本上相同。导引瓦的导引垫可以通过将它们从导引瓦端部的方向插入而容易地进行更换。在铅直方向上，导引垫41借助于锁定件42支撑在其位置上，在此情况下，脚座24防止导引垫41在一个铅直方向上的移动和锁定件42在另一铅直方向上的移动。

导轨制动器1的夹子的水平位置用导引垫29从导轨处调节。导引垫29或是与制动垫5、6相结合地或是与制动垫/制动表面相独立地于夹子中设置在两个颚板3、4上。制动表面与导轨之间的总合间隙大于导引垫与导轨之间的。在调节夹子的位置时，导引垫以明确地小于制动期间夹子压力的相对轻微的力至少在一侧顺随导轨2，从而保持制动器的夹子相对于导轨基本上对中。在最优选的导轨2两侧上的导引垫29始终与导轨匹配，在此情况下，调节是连续的。在连续的调节中，容易在导轨2与制动表面之间获得很小的间隙，甚至明显低于1毫米的量值。在导引垫29中是可双向压缩的结构，因此在制动时导引垫不会阻止制动表面触靠导轨，也不妨碍夹子压在导轨上。为了缓和浮动，优选的是在套筒11、12中使用滑动轴承30，来减小为调节所需的并作用在导轨2的导引垫29上的力。

图2示意性地示出了现有导轨制动器的线圈的绕组。在图3、4、5和6中，阻尼电路被添加入根据本发明的导轨制动器中的导轨制动器的线圈。这些图示出了阻尼电路的不同实施例。在图3中，电阻器R1与线圈的绕组串联。在图4中，阻尼电路借助于与导轨制动器的绕组16并联的至少一个电阻器R和至少一个二极管D实现。在图4、5和6中，L表示绕组的电感，Ri表示绕组的电阻，而S1表示控制电路的开关，例如超速调节器的开关。在这些图中，D是阻尼电路的二极管。在图5中，绕组16的阻尼是借助于至少一个齐纳二极管Z和至少一个二极管D实现的。在图6中，绕组16的阻尼电路是借助于至少一个变阻器V和至少一个二极管D实现的。各阻尼电路和用在其中的各元件的尺寸确定是以自身是根据现有技术方法的现有技术的方式进行的。在此导轨制动器中，导轨制动器的全部制动力借助于连接于线圈的阻尼电路更快地获得。阻尼电路的不同连接可以以对应于图3、4、5和6中示出的例子中所示出的方式，或者通过采用相同的元件并将它们以适于此目的的方式与导轨制动器的绕组串联或并联来实现。

对于本领域技术人员来说，显然的是，本发明并不单独限于以上所述的项范例，而是可以在以下所示的权利要求的范围内变化。因而，比如，显而易见的是，制动器可以通过直接制成在颚板上的制动表面而非不同制动垫上的制动表面与导轨匹配。

Claims (11)

1.一种电梯的导轨制动器(1)，包括固定于电梯轿厢的框架部分，以及夹子部分，该夹子部分包括在制动时通过制动表面与导轨(2)匹配接合的转动颚板(3，4)，对夹子部分加载以将制动表面压靠于导轨的弹簧(10)，呈电磁铁(15)形式的可控制的促动件，该电磁铁(15)包括两个拉拽铁芯件(17，18)，电磁铁(15)在夹子部分上的作用力效果与弹簧相反，其特征在于，当制动器被充分激磁时气隙(ag)在结构上配置在导轨制动器电磁铁的拉拽铁芯件(17，18)的中心部分(19，20)之间，且阻尼电路设置在导轨制动器的电磁铁(15)的线圈(16)中以加速导轨制动器的操作。

2.根据权利要求1所述的导轨制动器，其特征在于，拉拽铁芯(17，18)中心部分(19，20)的中心部分(19，20)之间的有效气隙(ag)大于大约0.2mm并最多大约为1.0mm。

3.根据权利要求1所述的导轨制动器，其特征在于，拉拽铁芯的中心部分之间的有效气隙(ag)在0.3-0.8mm之间，优选地大约为0.5mm。

4.根据前述项权利要求中任何一项所述的导轨制动器(1)，其特征在于，制动器的电磁铁线圈的阻尼电路利用至少一个电阻(R)和/或至少一个二极管(D)与导轨制动器的线圈绕组串联或并联实现。

5.根据权利要求1-3中任何一项所述的导轨制动器(1)，其特征在于，制动器电磁铁的线圈的阻尼电路利用至少一个齐纳二极管(Z)和/或至少一个二极管(D)与导轨制动器线圈的绕组串联或并联实现。

6.根据权利要求1-3中任何一项所述的导轨制动器(1)，其特征在于，制动器电磁铁的线圈的阻尼电路利用至少一个变阻器(V)和/或至少一个二极管(D)与导轨制动器线圈的绕组串联或并联实现。

7.按照前述权利要求中任何一项所述的导轨制动器(1)，其特征在于，导轨制动器电磁铁的拉拽铁芯件呈E形并在结构上受到支撑，使得在拉拽铁芯件(17，18)的中心部分之间具有气隙。

8.根据权利要求7所述的导轨制动器(1)，其特征在于，拉拽铁芯件用独立的支撑构件支撑以在拉拽铁芯件的中心部分之间形成气隙。

9.根据前述项权利要求中任何一项所述的导轨制动器(1)，其特征在于，导轨制动器(1)在铅直方向上受到挠性支撑。

10.按照前述项权利要求中任何一项所述的导轨制动器(1)，其特征在于，铅直力的测定结合夹子部分的支撑进行安排。

11.一种电梯的导轨制动器的控制方法，导轨制动器(1)包括固定于电梯轿厢的框架部分，以及夹子部分，该夹子部分包括在制动时通过制动表面与导轨(2)匹配接合的转动颚板(3，4)，对夹子部分加载以将制动表面压靠于导轨的弹簧(10)，呈电磁铁(15)形式的可控制的促动件，该电磁铁(15)包括两个拉拽铁芯件(17，18)，所述电磁铁(15)在夹子部分上的作用力效果与弹簧相反，其特征在于，当制动器被充分激磁时气隙(ag)在结构上配置在电磁铁(15)的拉拽铁芯件(17，18)的中心部分(19，20)之间，且阻尼电路设置在导轨制动器(1)的电磁铁(15)的线圈(16)中以加速制动器的操作。

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