CN102099280A

CN102099280A - 具有自行的电梯轿厢的电梯设备

Info

Publication number: CN102099280A
Application number: CN2009801285265A
Authority: CN
Inventors: 汉斯·克歇尔; 卡尔·温伯格
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-06-15
Also published as: EP2303750A1; EP2303750B1; WO2010010023A1

Abstract

本发明涉及一种电梯设备(100)，具有电梯轿厢(5)、具有两个竖直的侧部的引导结构(10)、两个能够沿所述引导结构(10)行驶的对重(18)以及具有自驱动装置。电梯轿厢(5)通过承载机构(19)与对重(18)连接。扁平驱动装置(6)作为自驱动装置。扁平驱动装置(6)固定在电梯轿厢(5)的相对立的轿厢侧面(5.1、5.2)上，其中，每个扁平驱动装置(6)具有一个齿轮圈(7)，该齿轮圈啮合到互补的齿部(25)中，齿部设置在引导结构(10)上。如此将齿轮圈(7)的旋转运动转换成电梯轿厢(5)的竖直运动。

Description

具有自行的电梯轿厢的电梯设备

技术领域

本发明涉及一种电梯设备，具有两个竖直的侧部引导结构以及具有两个可沿引导结构行驶的对重，其中，电梯轿厢配有自驱动装置且通过承载机构与对重连接。

背景技术

常见的牵引电梯包括电梯轿厢，其通过承载机构与对重连接。承载机构(钢丝绳、皮带等等)通过固定的牵引驱动装置驱动。电梯轿厢和对重都通过刚性的引导装置在竖井中引导。

这种常见的牵引电梯的缺点在于：

·驱动装置在电梯竖井内的空间需求；

·承载机构上的摩擦系数不均匀，这有时会导致或者更大或者更小的牵引力。此外，牵引力还可能通过干扰因素、比如通过油受到影响。

·对重的较大的、未被利用的“无用质量(Totmasse)”；

·用于固定的驱动装置和对重引导装置的高安装费用。

技术上/机械上的部件比如仅设置在一个竖井壁上的其它配置结构也是公知的。此类配置结构被称作双肩背包式配置，电梯轿厢如同一个双肩背包不对称地安置在轿厢框架上，轿厢框架配有承载机构且单侧地悬挂在电梯竖井中以及在电梯竖井中引导。此类双肩背包式配置结构比如在EP1818305中公开。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种电梯设备，其比常见的牵引电梯需要更小的空间且尽可能简单地以及以最少的装置实现。

此外，这种电梯设备应该尽可能成本低廉且依然能够提供较高的行驶舒适性和较高的安全性。

本发明通过具有自行的电梯轿厢的电梯设备实现。为此，在两个轿厢侧的每一侧分别固定一个扁平驱动装置，其中，每个扁平驱动装置具有一个齿轮圈，其啮合到互补的、固定在竖井中的齿部上。这些互补的齿部设置在引导结构上。电梯轿厢的运动原理在于，将齿轮圈的旋转运动转化成电梯轿厢沿互补的齿部的竖直运动。

在一个优选的实施方式中，每个扁平驱动装置配有一个自身的制动器。

在一个优选的实施方式中，每个扁平驱动装置设置至少一个压紧滚轮，用以能够可靠地引导电梯轿厢。

特别优选的是这样一种结构，即在该结构中承载机构偏心地如下固定在电梯轿厢的上部区域中，即使得非对称产生的力偶得以均衡。此外，电梯轿厢的偏心的悬挂导致更可靠的啮合。

本发明的一个优点在于，在承载功能与驱动功能之间给出明显的区别。两种元件或其部件可以因此相互独立地进行优化。在轿厢与对重之间的弹性连接机构仅剩下承载机构且可以相应地设计。还可以采用更多的承载机构，用以比如提高安全性。

本发明导致了承载机构的更长的使用寿命，这是因为不向承载机构导入(表面)牵引力。

本发明的一个优点在于，在承载机构断裂时电梯轿厢可以通过扁平驱动装置的制动器制动以及停靠。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。其中，

图1示出了按照本发明的电梯设备的部分强烈简化的透视图。

图2示出了另一个按照本发明的电梯设备的简化俯视图。

图3示出了另一个按照本发明的电梯设备的简化侧视图。

图4示出了能够置入另一个按照本发明的电梯设备的扁平驱动装置的截面图。

图5示出了又一个按照本发明的电梯设备的简化侧视图。

具体实施方式

图1示出了第一个按照本发明的电梯设备100，具有竖直的、柱状的引导装置10，其竖立在竖井底板4上且比如通过固定模块(未示出)固定在大楼1的壁2上。大楼1具有多个楼层3。在引导装置10之间设置了具有按照本发明的自驱动装置的电梯轿厢5。引导装置10在下面比如与竖立在竖井底板4上的模块12以及在上面与仅部分示出的顶端模块封闭且侧面地相互连接。电梯轿厢5在其两个在引导侧相面对的轿厢侧5.1、5.2上分别具有一个扁平驱动装置6。扁平驱动装置6固定在电梯轿厢5上，或者其借助于特殊的固定机构与电梯轿厢5连接。每个扁平驱动装置6包括一个齿轮圈7，其啮入互补的齿部25，齿部设置在引导结构10上(参见比如图2)。通过这种结构形式，齿轮圈7的旋转运动被转化成电梯轿厢5的竖直运动。在齿轮圈7与互补的齿部25之间存在型面配合的连接。

根据两个扁平驱动装置6的旋转方向的不同，扁平驱动装置6与电梯轿厢5一起沿互补的齿部25向上或向下运行。

在电梯轿厢5的顶面上，在每一侧具有用于承载器械19的悬挂点8。承载器械19分别引导到电梯设备100的上端部，从而在那里经过换向轮14引导到在引导装置10中运行的对重18。在这一点上要注意的是，对重18可以在引导装置10的内部或外部运行。在图1中示出了一种实施方式，其中，对重18具有圆柱形的形状。另一个实施方式在图2中示出。在该实施方式中，对重18具有矩形的形状。

根据本发明可以采用不同的扁平驱动装置6。特别优选的是下列类型的扁平驱动装置6：

-无传动齿轮箱(getriebelos)的扁平驱动装置；

-无电刷(bürstenlos)的永磁电机，特别是无电刷的直流供给的电机，优选永磁同步电机；

-外转子电机；

-内转子电机。

扁平驱动装置6还被称作转矩电机。电梯轿厢5作为负载直接固定在扁平驱动装置6上。扁平驱动装置6的转子33支承在定子34中。齿轮圈7是转子33的部件。定子34直接固定在电梯轿厢5上或轿厢结构35上(参见比如图4)。不需要传输机构，比如传动装置、皮带、链条等等。因此，扁平驱动装置6还被称作直接驱动装置。

这种扁平驱动装置6的一个优点在于，其具有紧凑的、节省空间的设计且由此可以容易地在电梯轿厢5的侧部设置在电梯轿厢的行驶路径与竖井壁之间的空隙中。此外，此类扁平驱动装置6几乎不具有机械摩擦损耗且效率较高。特别优选的是，扁平驱动装置6具有无壳体或无框架的设计。此类扁平驱动装置6还可以根据需要被覆盖以及包覆。因此，其特别适用于当前的应用。

图2示出了本发明的另一个实施方式。在该图中可见电梯设备100的示意俯视图。电梯设备100包括一个电梯轿厢5、两个竖直的、在侧部的引导结构10和两个可沿引导结构10行驶的对重18。此外，电梯轿厢5配有自驱动装置。电梯轿厢5通过承载机构19与对重18连接。在该情况下涉及一种自行的电梯轿厢5，在其两个引导侧的轿厢侧面5.1、5.2在电梯轿厢的行驶路径与竖井壁之间的空隙中分别固定一个扁平驱动装置6。每个扁平驱动装置6具有一个齿轮圈7，其型面配合地啮合到互补的(比如以齿条形式的)齿部25中，齿部设置在引导结构10上。通过这种配置，齿轮圈7的旋转运动被转化成电梯轿厢5的竖直运动。

在电梯轿厢5上可以设置轿厢门21以及在电梯竖井上可以设置竖井门22。承载机构19(比如绳索或皮带)的端部固定在电梯轿厢5上的所谓固定点8上。这些固定点8位于竖直平面BV上，其与安置导轨10.1的平面落到一起。竖直平面BV与轿厢重心K具有间距dS。该间距dS还可以被理解为针对悬挂的偏心度的大小。

优选在电梯轿厢5上设置轿厢结构35，其被设计用于固定和容纳扁平驱动装置6。该轿厢结构35可以比如与电梯轿厢5的支承框架连接，用以能够更好地引导产生的力。

竖直的引导结构10优选具有空腔，对重18在空腔中运动。在所示例子中，在引导结构10上安置导轨10.1，用以能够精确地引导电梯轿厢5。此外，在引导结构10上设置引导面10.2，压紧滚轮24沿引导面运行。这些引导面10.2优选平行于被用作互补的齿部25的齿条延伸。

在图3中示出了本发明的又一实施方式。在该图中可见电梯设备100的示意侧视图。电梯设备100包括一个电梯轿厢5、两个竖直的、在侧部的引导结构10和两个可沿引导结构10行驶的对重18。此外，电梯轿厢5配有自驱动装置。电梯轿厢5通过承载机构19(未在该图中示出)与对重18连接。在该情况下涉及一种自行的电梯轿厢5，在其两个轿厢侧面5.1、5.2上分别固定一个扁平驱动装置6。每个扁平驱动装置6具有一个齿轮圈7(未在该图中示出)，其啮合到互补的齿部25(未在该图中示出)中，齿部设置在引导结构10上。通过这种配置，齿轮圈7的旋转运动被转化成电梯轿厢5的竖直运动。在所示例子中，在引导结构10上安置导轨10.1，用以能够精确地引导电梯轿厢5。该引导在所示例子中借助于成对设置的引导靴36实现。此外，在图3中可见轿厢结构35的一个实施方式，在轿厢结构上固定扁平驱动装置6且扁平驱动装置又与电梯轿厢5连接。针对偏心度的大小dS也在图3中标出。

在图4中示出了按照本发明的特别优选的扁平驱动装置6的一种实施方式。所示扁平驱动装置6是一种被设计为外转子的永磁同步电机，其包括位于外部的齿轮圈7。永磁体31位于圆柱面上且叠片组和线圈32被永磁体31径向包围。转子33支承永磁体31以及齿轮圈7。此外，在转子33上固定制动盘36。定子34支承叠片组和线圈32且在扁平驱动装置6的内部延伸。定子34机械上与轿厢结构35连接。在轿厢结构35上或在定子34上设置盘式制动器，其作用到制动盘36上。

扁平驱动装置6的厚度D1优选小于100mm。该厚度D1优选小于80mm。直径D2典型地为大约600mm。

在优选的实施方式中，每个扁平驱动装置6配有一个制动器。特别优选的是这样一种设置方式，其中每个扁平驱动装置6设置一个盘式制动器23、36。相应的示例在图4中示出。此外，在各扁平驱动装置6的转子33上设置制动盘36，盘式制动器23作用到制动盘36上。

在一个优选的实施方式中，每个扁平驱动装置6设置至少一个压紧滚轮24(参见图2)，从而能够精确地引导电梯轿厢5。该压紧滚轮24确保了齿轮圈7精确地啮合到互补的齿部25中。

优选在每个轿厢侧面5.1、5.2上设置至少一个压紧滚轮24，其在引导结构10上滚动且引起齿轮圈7至互补的齿部25的可靠的啮合。此类压紧滚轮24的一种可能的设置方式在图2中示出。在该实施方式中，互补的齿部25以齿条的形式竖直地沿引导装置10延伸。压紧滚轮24沿平行于齿条的平面延伸，其中，所述平面位于相对立的侧面上。

特别优选的是这样一种设置方式，其中的承载机构19偏心地如此固定在电梯轿厢5的上部区域中，即承载机构19的固定点8位于竖直面VE的一侧，该竖直面穿过引导结构10延伸(aufgespannt)。在图2中竖直面VE由虚线示出，其穿过引导结构10的中央延伸。扁平驱动装置6在偏心悬挂的情况下位于该竖直面VE的相对立的一侧。偏心悬挂要考虑的实际情况是，通过由扁平驱动装置6引起的驱动力将转矩施加到整个结构上。这种转矩可以(至少部分地)均衡通过此类偏心悬挂产生的力偶。

在又一个实施方式中，有利地在引导结构10上置入导轨10.1，用以能够精确地引导电梯轿厢5，这导致了更高的行驶舒适性和更小的磨损。

在图5中以简化视图示出了另一个按照本发明的电梯设备100。这种实施方式的特点在于，被用作互补的齿部25的齿条具有斜齿啮合。左齿条的齿与右齿条的齿优选如下定向，即其形成位于180度(在这种情况下两个齿条具有直齿啮合(Gradverzahnung))与45度之间的角度。在图5中示出了扁平驱动装置的相应地斜齿啮合的齿轮圈7且还可见电梯轿厢5。通过采用斜齿啮合，由齿条和齿轮圈7组成的对除了驱动功能外还接管了用于电梯轿厢5的引导功能。

按照本发明，向电梯轿厢5上的扁平驱动装置6的能量输送和信号输送通过电梯竖井中的特殊的(悬挂)线缆实现，或者可以在引导结构10上设置滑动接点或集电器。除了扁平驱动装置6本身之外还可以在电梯轿厢5上安装附属的功率电子部件。但这会导致需运动的重量有所增大。

优选如下选择对重18的重量，即其大致平衡电梯轿厢5的重量。通过此类平衡减小了由扁平驱动装置6产生的驱动力。

在特别优选的实施方式中，电梯轿厢5的自重相对于对重18的重量的比例如下确定，即两种状态中的一种给出：

(A)电梯轿厢5的自重大于对重18的重量；

(B)对重18的重量大于电梯轿厢5的自重。

在实施方式(A)中，空载的以及装载的电梯轿厢5总是具有在电梯竖井中向下牵引的趋势，而对重18具有被向上牵引的趋势。在这种情况下，扁平驱动装置6必须如下设计，即其能够以自驱动装置使具有最大负载的电梯轿厢5在竖井中向上行驶。该实施方式(A)的一个优点在于，扁平驱动装置6仅需在一个方向上进行驱动。对于电梯轿厢5的下行，扁平驱动装置6不必进行驱动。在优选的实施方式(A^*)中，扁平驱动装置6被用于制动(比如作为涡流制动器)或切换到发电机运行中。

在实施方式(A)或(A^*)中，电梯轿厢5的自重比对重18的重量大1％至10％。优选电梯轿厢5的自重比对重的重量大5％。

在实施方式(B)中，空载的以及装载的电梯轿厢5总是在电梯竖井中被向上牵引，而对重18被向下牵引。在这种情况下，扁平驱动装置6必须如下设计，即其能够以自驱动装置使具有最大负载的电梯轿厢5在竖井中向下行驶。该实施方式(B)的一个优点在于，扁平驱动装置6仅需在一个方向上进行驱动。对于电梯轿厢5的上行，扁平驱动装置6不必进行驱动。在优选的实施方式(B^*)中，扁平驱动装置6被用于电梯轿厢5向上行驶时对于对重18的制动(比如作为涡流制动器)或切换到发电机运行中。

在实施方式(B)或(B^*)中，电梯轿厢5的自重比对重18的重量小1％至10％。优选电梯轿厢5的自重比对重的重量小5％。

在实施方式(A)、(A^*)、(B)、(B^*)中，齿隙不算入重量中，这是因为扁平驱动装置6仅需在一个方向上驱动。特别要避免在电梯轿厢与对重之间重量相同的状态，在所述状态下扁平驱动装置6必须产生在零点左右波动的力矩。由此使得扁平驱动装置的调节和控制更加简单，这是因为不会出现从一个力矩方向向另一个力矩方向的过渡。

由于在齿轮圈7与齿条25之间存在型面配合，可以可选地采用扁平驱动装置6上的制动器作为防坠器/自由滑落保护装置。由此可以节省在电梯轿厢5上的通常的防坠制动器。在这里，扁平驱动装置6上的制动器也作为用于所有功能的制动器。

又一个按照本发明的实施方式的特点在于，齿轮圈7完全或部分地以塑料设计，用以在与齿条啮合时改进运转性能。

Claims

1.一种电梯设备(100)，具有电梯轿厢(5)、具有两个竖直的侧部的引导结构(10)、两个能够沿所述引导结构(10)行驶的对重(18)以及具有自驱动装置，其中，电梯轿厢(5)通过承载机构(19)与对重(18)连接，其特征在于，在电梯轿厢(5)的引导侧的、相对立的轿厢侧面(5.1、5.2)上分别固定一个扁平驱动装置(6)作为自驱动装置，其中，每个扁平驱动装置(6)具有一个齿轮圈(7)，所述齿轮圈啮合到互补的齿部(25)中，所述齿部设置在引导结构(10)上，从而将齿轮圈(7)的旋转运动转换成电梯轿厢(5)的竖直运动。

2.如权利要求1所述的电梯设备(100)，其特征在于，所述扁平驱动装置(6)是无传动齿轮箱的扁平驱动装置。

3.如权利要求1所述的电梯设备(100)，其特征在于，所述扁平驱动装置(6)是无电刷的永磁电机，特别是无电刷的直流供给的电机，优选永磁同步电机。

4.如权利要求1所述的电梯设备(100)，其特征在于，所述扁平驱动装置(6)是外转子电机。

5.如前述权利要求中任一项所述的电梯设备(100)，其特征在于，在每个扁平驱动装置(6)的转子(33)上设置与盘式制动器(23)配合工作的制动盘(36)。

6.如前述权利要求中任一项所述的电梯设备(100)，其特征在于，在每个引导侧的轿厢侧面(5.1、5.2)上设置至少一个压紧滚轮(24)，所述压紧滚轮在引导结构(10)上滚动且引起齿轮圈(7)至互补的齿部(25)的可靠的啮合。

7.如前述权利要求中任一项所述的电梯设备(100)，其特征在于，承载机构(19)如下偏心地固定在电梯轿厢(5)的上部区域中，即使得承载机构(19)的固定点(8)位于竖直面(VE)的一侧，所述竖直面穿过引导结构(10)延伸，扁平驱动装置(6)位于所述竖直面(VE)的相对立的一侧。

8.如前述权利要求中任一项所述的电梯设备(100)，其特征在于，对重(18)能够在引导结构(10)的内部行驶。

9.如前述权利要求中任一项所述的电梯设备(100)，其特征在于，在引导结构(10)上安装导轨(10)，用以引导电梯轿厢(5)。

10.如前述权利要求中任一项所述的电梯设备(100)，其特征在于，齿轮圈(7)与被用作互补的齿部(25)的齿条倾斜地啮合。

11.如前述权利要求中任一项所述的电梯设备(100)，其特征在于，在每个扁平驱动装置(6)上分别采用一个制动器(23、36)作为防坠器或自由坠落保护器。

12.一种用于运行电梯设备(100)中的电梯轿厢(5)的方法，所述电梯设备具有竖直的引导结构(10)，电梯轿厢(5)能够在引导结构之间借助于自驱动装置行驶以及对重(18)能够在引导结构上借助于自驱动装置行驶，电梯轿厢(5)通过承载机构(19)与对重(18)连接，其中，所述方法具有如下步骤：

操控自驱动装置，

产生转子的旋转运动，其中，借助于在引导结构上的型面配合连接将电梯轿厢(5)和对重(18)置于沿引导结构(10)的线性运动中，

从而使自驱动装置沿引导结构(10)升降。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在引导结构(10)的引导面(10.2)上引导压紧滚轮(24)，从而确保型面配合的连接。

14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，型面配合的连接借助于转子或引导结构(10)的水平啮合或倾斜啮合的齿部得以保证。

15.如权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，激活一个作用到自驱动装置上的制动器(23)，其中，电梯轿厢(5)借助于型面配合的连接固持在引导结构(10)上。