CN101506083A - 不带对重的电梯中的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及不带对重的电梯中的一种装置，电梯包括至少控制装置(5)、曳引机(3)和连接于该曳引机的曳引轮(4)，以及电梯轿厢(1)，悬吊在曳引绳索(2)上，所述绳索在其第一端固定于基本上不动的位置，并在其第二端可调节地予以固定，此电梯轿厢(1)配装得可在基本上铅直的方向上下移动，而此电梯还包括张紧器件(15)，所述张紧器件作用在曳引绳索(2)的第二端。主动操作的驱动器(17，21，24，29)与张紧器件(15)相连接，借助于反馈配装以根据载荷的变化或减小或加大绳索张力而将绳索张力基本上保持在某一预定水平。

Description

不带对重的电梯中的装置
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分中限定的不带对重的电梯中的装置。
背景技术
在曳引轮式电梯中，电梯轿厢借助于曳引轮和曳引绳索移动。也可以使用提升带或其他类似的提升元件来代替曳引绳索。以下，任何提到的曳引绳索都指的是适于此用途的所有提升元件。
为了移动电梯轿厢而以设计好的方式运行，曳引轮的绳槽与曳引绳索之间必须具有充足的摩擦力，在这种情况下，绳索不在曳引轮上打滑。一种现有技术的方案是采用移动的对重，其总是与电梯轿厢同时运动，但方向相反。采用对重时的一个问题是至少对重所需的井道空间，该空间一般占据了贯穿井道全部长度的井道空间。这一空间是很昂贵的，而尤其是在高层建筑中，对重所需的总的空间是很大的。另一问题是对重和与之相连接的诸如导轨等构件的装设、维护和材料成本问题。
已研发出不带对重的电梯以克服上述问题，在不带对重的电梯中，由于舍去对重而省下的井道空间被用于比如增大建筑物的楼层面积，或者使得能够使用就其底板面积来说较大一些的电梯轿厢。
不过，不带对重的电梯中的问题是相应于所有载荷状况确定正确摩擦力。为此，在不带对重的电梯中的摩擦是通过将曳引绳索总是保持在一定张力下而予以维持的。必需的张力或张紧度在现有技术中是被动地予以维持的，或是利用标准大小的附加重物，或是利用弹簧，它们一般都固定在曳引绳索的端部之一处。出于安全的原因，前述的张力必须按照最大载荷计算，因为即使对于最大载荷曳引绳索必须能够不在曳引轮上打滑。适当的安全余量必须添加于最大载荷，在这种情况下，绳索张力实际上必须总是保持以安全余量的大小大于最大载荷。但是，由于电梯较少在最大载荷下驱动，所以上述解决方案中的张力经常是过大的。这就导致比如曳引绳索和绳轮的绳槽更快的磨损。
不带对重的电梯中一个现有装置在国际专利申请WO 2004/094287号中提出。在此装置中，绳索张力是用张紧器件来维持的，其中根据一个实施例，配重安放在绳索的下端，配重的质量在装设期间被设定为所需的大小，而此配重当电梯运动时基本上保持静止。所提出的其他实施例包括设置在曳引绳索端部的弹簧或液压缸体。由于在这种方案中没有以任何方式测量绳索的张力，由所述张紧器件获得的张力必须根据最大载荷计算，安全余量必须添加到所述最大载荷。因此在这种方案中也具有与以前提出的方案中同样的问题。
发明内容
本发明的目的是免除克服上述缺点并且在不带对重的电梯中实现一种可靠的装置，在该装置中所述电梯的曳引绳索的张力被测量，并且利用反馈所述曳引绳索的张力可以在所有载荷状态下保持为正好足以保持所需摩擦力的大小。本发明的装置的特征在于权利要求1的特征部分公开的内容。类似的，本发明的其他实施例的特征在于其他权利要求中所公开的内容。
一些发明实施例也在本申请的说明部分论述。本申请的发明内容也可以以不同于下述权利要求的方式予以限定。发明内容也可以由几项单独的发明组成，尤其是如果本发明按照表达方式或隐含的子任务，或者从所获得的优点或各类优点的观点出发，来予以考虑的话。在这种情况下，一些包含在以下权利要求之中的特性，从单独发明原理的角度来看，可能是多余的。同样，结合本发明的每一实施例所提出的不同细节也可以用在其他实施例之中。
根据本发明的解决方案的一个优点是，电梯在所有运行状况下对使用者来说都是安全的。另一优点是，不需要在曳引绳系中保持针对最大载荷确定的张力，在这种情况下，至少绳轮和绳索的磨损小于按照最大载荷确定的解决方案中的情形。此外，绳索的尺寸可以更好地进行优化，在这种情况下，可以使用更细的绳索或者例如比现有解决方案少用一根绳索。另外的优点是，在曳引轮的两侧的绳索张力比可以保持为基本恒定，在这种情况下，在悬吊的任何位置不存在多余的载荷。
实际上，利用本发明，考虑了适当的安全余量，绳索张力被保持在足够的大小，以防止绳索在曳引轮上打滑。保持绳索张力的需要也可以取决于电梯的功能或运动状态，以及载荷或者代之以取决于载荷，或者取决于这些的组合。比如，当加速电梯轿厢时，绳索张力在加速期间可以增大，在这种情况下，作用在曳引绳索的曳引轮上的法向力增大，并且同时曳引轮在曳引绳索上的抓握得到改善。同样，当制动电梯时，绳索张力可以通过制动曳引轮而增大。
附图说明
本发明以下将借助于其实施例的两个例子参照附图更详细地予以说明。
图1示出了一种电梯方案的简化示意侧视图，其中采用了根据本发明的一个实施例；
图2示出了一种电梯方案的简化示意侧视图，其中采用了根据本发明的第二实施例；
图3示出了一种电梯方案的简化示意侧视图，其中采用了根据本发明的第三实施例；以及
图4示出了一种电梯方案的简化示意侧视图，其中采用了根据本发明的第四实施例。
具体实施方式
图1示出了典型的曳引轮式电梯的简化示意侧视图，其中采用了根据本发明的一个实施例。电梯优选地是配有控制装置5的电梯，其中电梯轿厢1、由平行的曳引绳索2构成的曳引绳系、以及曳引机3连同其曳引轮4一起，都设置在电梯井道之中。曳引机3连同其曳引轮也可以位于井道之外。由于曳引轮4与曳引绳索2之间的摩擦，电梯从曳引机3获取其提升力。
在示于图1之中的布绳方案中，每一曳引绳索2在其第一端基本上不可移动地固定于电梯井道上部8之中的固定点7。从它们的固定点7起，曳引绳索2被引导向下经过电梯轿厢1上的一或多个转向滑轮10，在绕过其底部之后，曳引绳索2被向上引导到曳引机3的曳引轮4。为了实现曳引轮4与曳引绳索2之间最大可能的接触角，在曳引轮4附近有一转向滑轮6，围绕曳引轮4的顶部引导过来的绳索绕过所述转向滑轮而被引回曳引轮4。在第二次绕过曳引轮4之后，曳引绳索2被引导绕过转向滑轮6、从下面绕过位于电梯井道底端9附近的转向滑轮11，而后从下面绕过位于电梯井道底端9附近的第二转向滑轮12，并在绕过转向滑轮12之后，曳引绳索2朝向设置在电梯轿厢1下面并与电梯轿厢1一起运动的转向滑轮13向上引导。在绕过转向滑轮13的顶部之后，所述曳引绳索2进一步向下引导到设置在电梯井道的底端9附近的曳引绳索的主动张紧器件15，曳引绳索2的第二端可调节地固定于此器件。“可调节地”在此指的是，曳引绳索2的张力可予以改变，亦即，通过移动曳引绳索2的第二端来予以张紧或放松。
此装置还包括至少一个轿厢载荷称量装置，一或多个张力传感器或其他类似的测量装置18，其至少反馈连接于由控制件比如电梯的控制装置5控制的主动曳引绳索张紧器件15，，而根据来自测量装置18的测量数据，此时曳引绳索2之中的绳索张力借助于前述控制件基本上以实时方式确定。测量装置18在图中示意性地示出且位于轿厢上方，与随同轿厢一起移动的转向滑轮10相关联。不过，测量装置18可以设置在许多不同的地方。同样，当轿厢载荷称量装置用作前述测量装置时，轿厢载荷称量装置完全可以设置在适于此目的的任何位置。当测量装置18与电梯轿厢相关联或靠近曳引绳索2的第一端的固定点7时，测得的绳索张力取得数值T1。相应地，当测量装置18靠近曳引绳索2的第二端的固定点，即曳引绳索的主动张紧器件15时，测得的绳索张力取得数据T2。
示于图1-4之中的结构方案基本上是一样的，它们的彼此不同之处主要在于曳引绳索的主动张紧器件15的结构。
在根据图1的解决方案之中，曳引绳索的主动张紧器件15至少包括张紧鼓轮16和驱动器17，例如电动马达或其他适当的驱动器，所述驱动器转动鼓轮并由控制件予以控制。有关测量装置18的测量数据的反馈经由控制件，例如电梯的控制装置5，连接于驱动器17。曳引绳索2的第二端部固定于张紧鼓轮16，而驱动器17用以在张紧鼓轮16上施加转矩，基于获自测量装置18的测量数据将曳引绳索2的张力T1基本上保持在预定值或者处于某一数值范围内。在这种情况下，驱动器17根据需要配装得按照载荷的变化或是增大或是减小曳引绳索2的张力。
相应地，在根据示于图2之中的本发明第二实施例的方案中，曳引绳索的主动张紧器件15包括至少一个设置有外螺纹的螺纹件19，此后称作螺杆；以及设置有内螺纹的螺纹件20或类似零件，此后称作螺母，装设成在螺杆上转动并被锁定而在铅直方向上基本上不可移动。此外，在此实施例中张紧器件15包括驱动器21，例如使螺母20转动的电动马达或其他适当的驱动器。有关测量装置18的测量数据的反馈经由控制件，例如电梯的控制装置5，连接于驱动器21。曳引绳索2的第二端固定于螺杆19的第一端，在示于图中的情况下是螺杆的上端，而驱动器21配装得在螺母20上施加扭矩，其转动螺母20并因此在铅直方向上移动螺杆19，从而基于从测量装置18得到的测量数据将曳引绳索2的张力T1基本上保持在某一预定值。在此方案中，驱动器21同样根据需要配装得根据载荷的变化或是增大或是减小曳引绳索2的张力。
在根据示于图3之中的本发明第三实施例的方案中，曳引绳索的主动张紧器件15包括至少一个动力缸，可以是比如带有活塞22的液压缸23。此外，此实施例之中的张紧器件15包括驱动器24，例如带有流动通路30和流体储器25的泵，其基本上沿着电梯绳索的纵向前后推动液压缸中的活塞22。流动通路包括：比如所需的内流通道和外流通道，以及阀门。有关测量装置18的测量数据的反馈经由控制件，例如电梯的控制装置5，连接于驱动器24。曳引绳索2的第二端固定于活塞22的杆的顶端，而驱动器24配装成移动液压缸23中的活塞22并因此基于从测量装置18得到的测量数据将曳引绳索2的张力T1基本上保持在预定值。在此方案中，驱动器21同样根据需要配装得按照载荷的变化或是增大或是减小曳引绳索2的张力。
图4示出了用于主动地将曳引绳索2的张力保持为所需的张力的另一方案。在此方案中，曳引绳索的主动张紧器件15至少包括配重26，以及第一转向滑轮27和第二转向滑轮28，这些转向滑轮设置得靠近电梯井道的底端9。曳引绳索2从设置在电梯轿厢1下面的转向滑轮13被引导经过第一转向滑轮27下面并进而在第二转向滑轮28下面绕过，而后在绕过转向滑轮28的顶部之后，曳引绳索2的第二端固定于配重26，所述配重的质量根据电梯的最大载荷以及随后加上前述安全余量来确定。也可以实施不带第一转向滑轮27的方案，在这种情况下，曳引绳索2在第二转向滑轮28边缘上的接触角基本上比在此所述方案中的大90°。此外，这个实施例中的张紧器件15包括驱动器29，例如电动马达或其他适当的驱动器，用于使第二转向滑轮转动。有关测量装置18的测量数据的反馈经由控制件，例如电梯的控制装置5，连接于驱动器29。驱动器29配装成在转向滑轮28上施加转矩，必要时克服由配重26产生的转矩转动转向滑轮28，并因此基于从测量装置18得到的测量数据将曳引绳索2的张力基本上保持在预定值。在此方案中，配重26配装成增大曳引绳索的张力而驱动器29配装成根据需要按照载荷的变化或多或少地减小曳引绳索2的张力。这种方案的好处是，除了其他事项之外，比如与电力中断相关联的安全性，因为重配26是按照最大载荷和安全余量来予以确定的。在电力中断期间，驱动器29不起松缓作用，在这种情况下，绳索的张紧尽可能地大，且即使载荷很大，曳引轮4上的打滑也不会发生。
在根据本发明的装置中，曳引绳索2利用反馈主动张紧或松缓，使得绳索张力在所有载荷状态下基本上保持处于预定水平。在这种情况下，绳索张力总是保持或是基本上不变，或是在一定的预定范围之内。在那样的情况下，在曳引绳索2与曳引轮4绳槽之间作用在曳引轮4上的摩擦力也在所有载荷状态下保持基本上不变或在一定的预定范围之内。同样，曳引轮4不同侧上的绳索张力的比值T1/T2在所有载荷状态下保持基本上不变或在一定的预定范围之内。为了绳索悬吊以预期的方式工作，绳索张力的比T1/T2必须大于1，即T1/T2>1。
对于本领域中的熟练人员来说，显然的是，本发明并不单独限于上述的例子，而是它可以在以下所述权利要求的范畴之内变动。因而，例如，绳索张力可以不借助于载荷称量信息而以另外方式进行测定，或者不是测自曳引绳索的第一端附近。测量绳索张力的一种方法是测量比如曳引轮不同侧上的张力差。在绳索第一端一侧，绳索张力是前述的T1，而相应地在绳索第二端一侧上，绳索张力是T2。相应于张力之差T1-T2或比值T1/T2的反馈值被确定而用于曳引绳索的主动张紧器件。测量装置在这种情况下是比如应变计，或者其他类似的测定张力的传感器，其设置在曳引绳索的端部附近。
对于本领域中的熟练人员来说，另外显然的是，曳引绳索的主动张紧器件也可以不同于以上所述者。设计理念是，测定绳索张力并根据绳索张力测定结果向主动张紧器件施加反馈，所述主动张紧器件配装成根据测量数据将绳索张力在所有载荷状态下基本上保持在预定水平的大小。
对于本领域中的熟练人员来说，另外显然的是，张紧器件的控制件可以不同于连接到电梯控制装置的控制件。控制件可以结合测量装置、结合张紧器件设置，或是它可以是一完全独立的单元，既连接于测量装置也连接于张紧器件。控制件至少包含用于处理测量数据和用于将控制数据发送给张紧器件的装置。
对于本领域中的熟练人员来说，另外显然的是，本发明也可以应用于其他不同于图中所示的2:1悬吊方案的绳索悬吊方案。同样，电梯的曳引机的定位和结构以及转向滑轮的数量可以不同于以上所示者。

Claims (11)

1.一种不带对重的电梯中的装置，所述电梯至少包括控制装置(5)、曳引机(3)和连接于曳引机的曳引轮(4)，以及电梯轿厢(1)，所述电梯轿厢悬吊在曳引绳索(2)上，所述曳引绳索在其第一端固定于基本上不可移动的部位而在其第二端可调节地固定，所述电梯轿厢(1)配装成在基本上铅直方向上下移动，且该电梯还包括作用于曳引绳索(2)第二端的张紧器件(15)，其特征在于，主动操作驱动器(17，21，24，29)与张紧器件(15)相关联，此驱动器配设成借助于电梯中检测的信息或借助于电梯的控制数据、通过根据载荷的变化减小或是加大绳索张力来改变至少一个绳索张力(T1，T2)以及/或者将电梯轿厢上方和电梯轿厢下方的绳索张力的比(T1/T2)基本上保持在预定量值。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，有关载荷的信息被反馈给绳索张力大小的控制装置。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，施加给驱动器(17，21，24，29)的反馈信息是诸如轿厢载荷称量器等测定电梯载荷的测量装置(18的载荷称量信息。
4.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，施加给驱动器(17，21，24，29)的反馈信息是利用测量装置(18)测定的电梯曳引绳索的张力的张力信息。
5.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，施加给驱动器(17，21，24，29)的反馈信息是根据绳索张力之间的差T1-T2或根据曳引轮(4)不同侧测得的比值T1/T2确定的反馈信息。
6.按照前述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，曳引绳索的主动张紧器件(15)包括至少一个鼓轮(16)，曳引绳索(2)的第二端固定于该鼓轮，且驱动器(17)配装成使鼓轮(16)转动，有关当时载荷状态下曳引绳索(2)张力的基本上实时反馈信息被施加给所述驱动器。
7.按照以上权利要求1-5中任何一项所述的装置，其特征在于，曳引绳索的主动张紧器件(15)包括至少一个设置有外螺纹的螺纹件，例如螺杆，曳引绳索(2)的第二端固定于该螺纹件的第一端，并且在此螺杆上可转动地配装有带内螺纹的螺纹件(20)，例如螺母或类似零件，此螺母铅直方向上锁定不动；以及张紧器件(15)包括驱动器(21)，例如电动马达或其他适当的驱动器，用以转动螺母，有关当时载荷状态下曳引绳索(2)张力的基本上实时反馈信息被施加给所述驱动器。
8.按照以上权利要求1-5中任何一项所述的装置，其特征在于，曳引绳索的主动张紧器件(15)包括配设有至少一个缸(23)的动力装置、在缸中运动的活塞(22)、流动通路(30)、用作促动缸的驱动器(24)的泵，以及压力介质储器(25)；有关当时载荷状态下曳引绳索(2)张力的基本上实时反馈信息被施加给所述驱动器(24)。
9.按照以上权利要求1-5中任何一项所述的装置，其特征在于，曳引绳索的主动张紧器件(15)至少包括配重(26)和至少一个转向滑轮(28)，曳引绳索(2)的第二端被引导绕过转向滑轮(18)的底部，且配重(26)固定于曳引绳索(2)的第二端；而张紧器件(15)包括驱动器(29)，例如电动马达或其他适当的驱动器，配设用来转动转向滑轮(28)，有关当时载荷状态下曳引绳索(2)张力的基本上实时反馈信息被施加给所述驱动器；且驱动器(29)配设用来松缓由对重(26)引起的张紧。
10.按照前述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，用于张紧器件的控制数据是工作状态和/或运动状态。
11.按照前述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，绳索张力(T1，T2)的比值(T1/T2)是不变的。
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