CN102239098A - 用于将电梯的载荷容纳装置或平衡物从防坠状态中松开的方法 - Google Patents

用于将电梯的载荷容纳装置或平衡物从防坠状态中松开的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于将电梯的载荷容纳装置(2)从位于向下行驶的抓持位置中的防坠装置(13)中松开的方法,其中,载荷容纳装置(2)通过承载装置(5)与平衡物(4)连接并且可借助于驱动单元(3)运动,驱动单元包括可切换的电机(40)和驱动轮(18),通过驱动轮引导承载装置(5)。在许多防坠装置的情况下载荷容纳装置(2)必须在被抓持之后以与被抓持之前的载荷容纳装置(2)的行驶方向相反的方向运动,用以松开载荷容纳装置,在向下行驶的抓持中则向上运动。为了能够轻易地松开防坠装置,根据本发明,驱动单元(3)反向于松开方向(即在向下的行驶方向中)针对时间(tmax1)或某一行程(smax)以预设的转矩操控且随后尽可能突然地在松开方向上(即在向上的行驶方向上)以预设的转矩(Mmax)操控。该方法可以类似地应用,以将平衡物从其抓持位置中松开。该方法可以类似地应用于将平衡物(4)从向下行驶的抓持中松开。

Description

用于将电梯的载荷容纳装置或平衡物从防坠状态中松开的方法
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的方法。
背景技术
电梯主要由载荷容纳装置和平衡物构成,其通过承载装置相互连接。承载装置主要由多个承载缆绳(钢丝绳)构成,但也存在合成纤维绳、扁平皮带、纵向带肋皮带等等。载荷容纳装置(特别是在运人电梯中)主要是电梯轿厢。
电梯、特别是载荷容纳装置必须装配防坠装置。如果在向下行驶中超过了预设的速度,则触发防坠装置并且将电梯制动。这种在向下行驶中作用的防坠装置特别是考虑针对承载装置断裂的情况。在这种情况下电梯以1g(g是重力加速度)向下加速。因此防坠装置必须施加比相应于重力(重力是质量乘以重力加速度)的力明显更多的力,因为否则电梯不会被减速。类似适用于这种情况,平衡物也配备防坠装置。
高速电梯必须配备也在向上行驶中起作用的防坠装置,其适合于过快的向上行驶。如果操控装置失灵并且向上行驶在到达最高的楼层之前没有及时地减速,在向上行驶中起作用的防坠装置比如在第三高的楼层中激活并且将电梯制动。在向上行驶中起作用的防坠装置必须明显更小程度地减速,因为在具有大于重力加速度的减速中乘客由于其自身的惯性朝电梯的天花板加速。相应地,防坠装置在向上行驶中必须施加的力相应地小于其在向下行驶中必须施加的力。
防坠装置必须是自锁的,一旦其触发,其将电梯保持直至其被松开。许多防坠装置被设计成,在电梯或其载荷容纳装置与防坠装置方向相反地运动时可以将防坠装置松开,因为由此无需用于松开防坠装置的专门的机构。也就是说,如果防坠装置在向下行驶或在向上行驶中响应,则电梯要么利用驱动装置要么利用辅助装置与防坠装置方向相反地运动,由此松开防坠装置。
问题在于,用于松开的力可能会非常大,从而使驱动装置无法施加该较高的力。如果防坠装置在向下行驶中响应,则用于松开防坠装置的力特别大,因为在这种情况下制动力也相应的大。
为了解决该问题在此类的专利文献EP1213247A1中建议,载荷容纳装置相对于防坠装置具有一定的间隙。因此驱动单元可以在触发防坠装置的情况下将载荷容纳装置首先加速几个厘米,然后载荷容纳装置止挡在防坠装置上并且将其松开,其中,不仅驱动单元的力起作用,而且电梯的实质上更大的惯性力也起作用。防坠装置如同利用锤子被击出。
在该方法中需要将防坠装置设计成,载荷容纳装置可以在位于抓持位置中的防坠装置的情况下稍作运动。没有此类的防坠装置就无法应用该方法。因此该方法需要对电梯进行机械改装。
此外通过EP1641700B1公开了一种用于从防坠状态中松开载荷容纳装置的方法,其中,在载荷容纳装置和在平衡物上固定钢丝绳,其在竖井下部通过以夹紧重物加载的松弛的滑轮换向。根据防坠装置是在向上行驶中或是在向下行驶中被触发的不同,钢丝绳借助于环链朝一个或另一个方向牵引。在该方法中可以将防坠装置任意设计,即无需防坠装置在抓持位置中允许载荷容纳装置的限定的可动性。当然该方法的缺点在于,为了将载荷容纳装置从防坠状态中松开必须将具有相应的驱动装置的额外的环链固定在钢丝绳上。
发明内容
本发明的目的在于,避免上述缺点并且提出一种文章开头所述的方法,即使负载容纳装置的较小的可移动性在防坠装置的抓持位置中应用,并且无需额外的装置。此外也应可以在平衡物的防坠装置中应用。
根据本发明,该目的在文章开头所述类型的方法中通过权利要求1的特征部分的特征实现。
通过所建议的措施确保了将载荷容纳装置从向下行驶中实施抓持(Fang)之后通过驱动装置向下行驶的操控将平衡物提升且因此将该平衡物带入更高的势能水平上。在驱动装置为了载荷容纳装置向上行驶进行反转以松开防坠装置之后平衡物下落,由此解除其势能并且该势能有助于驱动装置的转矩,从而施加为松开防坠装置所需的转矩。
如果平衡物向下行驶(即载荷容纳装置向上行驶),类似的也适用于平衡物的抓持:通过驱动装置为了载荷容纳装置向上行驶的操控将载荷容纳装置提升且因此将其带入更高的势能水平上。在驱动装置为了载荷容纳装置向下行驶进行反转以松开防坠装置之后载荷容纳装置下落,由此解除其势能并且该势能有助于驱动装置的转矩,从而施加为松开防坠装置所需的转矩。
下面的实施方式涉及载荷容纳装置(电梯轿厢)的抓持,因为这是更常见的情况;但有益的是这对于平衡物的抓持也同样有效。
只要防坠装置将电梯锁止,驱动装置就无法任意地提升平衡物。存在两种可能性:要么电机的强度不足以将平衡物提升直至用于电梯轿厢的承载装置完全松弛,从而电机锁止;要么电机的强度足够大,一旦用于轿厢的承载装置松弛,则承载装置开始在驱动轮上滑转,因为这样承载装置不再以足够的力贴靠在驱动轮上。
相应地按照本发明的设计可以提供两种可能性:
优选驱动单元以预设的转矩操控(用以如果防坠装置设置在载荷容纳装置上则将平衡物提升,如果防坠装置设置在平衡物上,则将载荷容纳装置提升)的时间是限定的,即预设的转矩仅被应用一定的时间。这在电机的力不足以将用于电梯轿厢的承载装置完全松弛的情况下是有利的。该时间选择为将平衡物最大的提升。
可替换的是可以设置成,驱动轮在驱动单元操控(用以如果防坠装置设置在载荷容纳装置上则将平衡物提升,如果防坠装置设置在平衡物上,则将载荷容纳装置提升)期间的旋转角是限定的。这在电机的力足以将承载装置带入在驱动轮上的滑转中的情况下是有利的。
当然有益的也可以是,设置两种措施并且采用预设的转矩,直至要么预设的时间已流逝要么驱动轮已经旋转相应的幅度,根据事先发生的情况不同。
似乎第一印象是,在这种情况下平衡物仅能够被最小程度地提升。但这不是在本发明的范畴中提出的情况,因为显然承载装置的弹性大到使得平衡物在任何情况下都能够被提升几个厘米,之后才发生两个所述的情况(电机锁定或承载装置在驱动轮上滑转)之一。但由此获得的能量在随后的驱动轮旋转方向的切换中起非常积极的作用,因为平衡物获得明显的速度直至承载装置重新完全张紧,该速度有助于松开防坠装置。如果该松开不是在第一次就成功,也可以重复地实施该过程,如下文中还将描述的那样。
如果电梯的驱动单元具有通过变频器控制的电机,则有益的是,借助于矢量控制器确定电机电压和电机电流并且独立地调节磁通量和转矩。由此获得在驱动装置的控制方面特别有利的比例关系:这不仅可以将转速(即电梯的速度)也可以将转矩相互独立地限定,这尤其在该应用中是重要的。
根据本发明的方法的一个特别的优点在于,其可以在无需机械改装的情况下实施,即在正常情况下无须在现场配备技术人员。为此控制装置必须识别朝哪个方向松开防坠装置。为此按照本发明的设计设置两种可能性,即用于确定松开方向的控制装置考虑最后预设的额定速度的正负号,或者用于确定松开方向的控制装置考虑最后显示的载荷容纳装置的速度的正负号。后一种可能性在行驶情况被连续地存储在运行控制装置中的情况下是有益的;如果不是这种情况,则采用额定速度。
如上面已经指出,载荷容纳装置或平衡物无须在第一次实施根据本发明的方法时就已经松开;在该情况下多次地接连实施该方法。为此需识别,防坠装置是否已被松开还是没有。为此按照本发明的设计也设置两种可能性,即在转矩作用在承载装置上(用以如果防坠装置设置在载荷容纳装置上则使平衡物向下运动,如果防坠装置设置在平衡物上,则使载荷容纳装置向下运动)期间测量载荷容纳装置或平衡物的行程或驱动轮的旋转角并且与额定值Smax比较,如果没有达到该额定值,则重复到此为止的方法步骤,或者测量实际施加的转矩(用以如果防坠装置设置在载荷容纳装置上则使平衡物向下运动,如果防坠装置设置在平衡物上,则使载荷容纳装置向下运动)并且与额定值比较,如果超过该额定值,则重复之前的方法步骤。
简单来说就是要么测量行程要么测量力;“较多的”行程或“较小的”力表示,防坠装置已被松开(电梯自由运动)。如果相反仅经过“较少的”行程或需要“较高的”力,则电梯还位于防坠状态中(即其仍被锁止)。
通过这种方式根据本发明的方法也可以在现场无技术人员的情况下实施,这相应地减少了维护费用。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明。其中:
图1为具有防坠装置的电梯的示意图;
图2为在载荷容纳装置的两个行驶方向上起作用的固持装置的实施例;
图3为仅在载荷容纳装置的向下的行驶方向上起作用的固持装置的实施例;
图4为相比于图1的另一种驱动方式的电梯的示意图;
图5为用于实施根据本发明的方法的控制的方框图;以及
图6为按照本发明的方法设置的驱动装置的转矩曲线和相应的行程的图表。
具体实施方式
图1展示了配备有防坠装置的电梯设备的示意图。该电梯主要由在导轨1上引导的载荷容纳装置2、驱动单元3、平衡物4、承载装置5(比如一定数量的承载缆绳)以及速度限制系统6组成。载荷容纳装置2包括轿厢10,其根据实施方式的不同可以具有额外的轿厢框架11,载荷容纳装置2还包括上部的导靴12以及两个防坠装置13。这种防坠装置13由固持装置14和与载荷容纳装置2连接的防坠角撑架(Fangkonsole)16组合而成,在防坠角撑架16上固定固持装置14并且其还承载两个下部的导靴17。
载荷容纳装置2和平衡物4悬挂在通过驱动单元3的驱动轮18引导的承载装置5上并且通过由这些部件形成的驱动系统沿导轨向上和向下运动。在超过速度极限的情况下将在正常情况中与载荷容纳装置同步运动的速度限制器缆绳20通过速度限制器21锁止,该速度限制器通过触发杠杆15激活通过耦接机构22相互连接的、两个防坠装置13的固持装置14。此外在防坠装置中包含的夹紧机构中在充分利用载荷容纳装置2的动能的情况下产生固持装置14和导轨1之间的夹紧作用。
图2展示了固持装置14的一种可能的实施方式。利用1表示出载荷容纳装置的导轨。基体23具有空处24,导轨1伸入该空处中。在空处24的一面上在基体23中设置通过预紧的弹簧元件25支撑的第一制动块26。在空处的另一面上设置第二制动块27,其支撑在支承在基体23中的偏心轮28上。该偏心轮与滚盘(Abrollscheibe)29抗扭连接,该滚盘的周边侧面地接触导轨,但在其圆周上具有平坦部分30,其在滚盘29的由弹簧定中的正常位置中阻止该接触。
在速度限制器缆绳20超速时通过触发杠杆15(图1)操作的触发机构31引起的偏心轮28连同滚盘29旋转,使得滚盘29的周边的未被削平的部分接触导轨1。由于导轨1和滚盘29之间的相对运动将滚盘与偏心轮28一起转动,直至这里未示出的止挡件停下该转动,由此迫使滚盘29在导轨1上滑动。偏心轮28的转动使得其将支撑在其上的第二制动块27朝导轨运动且将导轨在两个制动块26、27之间夹紧,其中,第一制动块26的弹性支撑根据偏心轮行程确定夹紧力。
根据载荷容纳装置2在触发时刻所具有的运动方向不同,将滚盘29连同偏心轮28在正的旋转方向29′上或在负的旋转方向29″上转动。“正的旋转方向”表示逆时针方向,“负的旋转方向”表示顺时针方向。通过止挡件限定的最大旋转角针对正的和负的旋转方向具有不同的大小,由此产生了不同的偏心轮行程连同相应不同的夹紧力和制动力,该夹紧力和制动力与从向下运动或向上运动中实施抓持(fangen)的需要相匹配。如上所述必须使在向上运动中的制动力小于在向下运动中的制动力,由此夹紧力也相应地较小。
为了解除固持装置14和导轨1之间在抓持状态之后存在的自锁定的夹紧,使固持装置14与防坠制动之前载荷容纳装置2具有的运动方向反向地运动,这通常通过借助于驱动单元3移动载荷容纳装置2实现。此外将偏心轮28通过滚盘29转回到其由弹簧定中的正常位置中,其中,不再产生夹紧力。该解锁运动需要巨大的力消耗,特别是如果要从向下运动中将防坠状态解锁。
图3展示了固持装置14的又一种可能的实施方式。基体32具有空处34,导轨1伸入该空处。在空处的一面上,方形的制动板33植入基体32中,在相对立的一面上基体32包括夹紧坡道35。通过触发杠杆15(图1)与速度限制器缆绳20(图1)处于连接中的触发机构36承载圆柱形夹紧体37,其设置在夹紧坡道35和导轨1之间的空间中。在触发防坠装置时锁止的速度限制器绳索使得触发机构36将夹紧体37提升并且带入与导轨1和相对于导轨1运动的夹紧坡道35的接触中,从而使夹紧体37楔入导轨1和夹紧坡道35之间。通过导轨1的摩擦和变形将载荷容纳装置制动。
为了将固持装置14和导轨1之间的在抓持状态之后具有的自锁定的夹紧解锁,使固持装置14与在防坠制动之前载荷容纳装置2具有的运动方向反向地运动,这通常通过借助于驱动单元移动载荷容纳装置2实现。此外,圆柱形夹紧体37从楔形缝中移出,从而不再存在夹紧力。解锁运动需要巨大的力消耗。
图4展示了相对于图1稍微修改的电梯的驱动装置。相同的部件具有与图1相同的附图标记且不再描述。与图1相比,图4更大程度上示意性地展示,因为其仅涉及改变的驱动装置。特别是未示出上部的导靴12,且固持装置14不可见;固持装置可以集成到下部的导靴17中。
相对于图1主要的区别在于,这里不仅载荷容纳装置2(即轿厢10)而且平衡物4以松弛的滑轮保持。因此在承载装置5上仅作用一半大小的力,或承载装置5可以向轿厢10和平衡物4传递两倍大的力。另一个区别在于,驱动轮18具有180°的缠绕角,即比根据图1的实施方式大得多的缠绕角。由此可以传递更高的转矩,即以更多的力加载承载装置5。如果考虑通过松弛的滑轮将力额外地加倍,则在该实施方式中可传递到轿厢10或平衡物4上的力比根据图1的实施方式大得多。由于在这里要描述的根据本发明的方法中最大可传递的力具有决定性影响,根据图4的实施方式比根据图1的实施方式更适合。
如前所述,在从向上运动中实施抓持时夹紧力相对较小,从而使驱动电机可以通过在向下方向上的驱动松开防坠装置。在从向下运动中实施抓持的情况中为此所需的力大得多,这里正常的驱动经常会失灵。因此根据本发明电机在从向下行驶中实施抓持之后以特别的方式进行操控,如下面借助于图5和6所述。
方框41“电机转速测量装置”(见图5)提供电机转速(且因此提供针对电梯速度的值)。在差分放大器42中将电机转速与额定转速进行比较。将差分信号输送给方框43“速度控制器”,其根据偏差提供相应的输出信号:如果偏差为0,则其不提供信号,如果偏差较小,则其提供相应的修正信号,如果偏差特别大,则其停下电梯。
方框44“电机电流测量装置”提供电机电流(且因此提供用于电机转矩的值,即用于作用到载荷容纳装置或平衡物上的力的值)。在另一个差分放大器45中将转矩与额定转矩进行比较。该差分放大器45还获取方框“速度控制器”43的输出信号作为额外的输入信号。获取的输出信号被输送给方框46“电流调节器”。该输出信号在方框47“调制器”中拓展成用于切换“逆变器功率级”48的控制信号,其中,切换的切换持续时间决定电机40中的电流。
特别是在该切换上,针对额定转矩设置专门的方框49“转矩波形发生器”,其可以预设在根据本发明的方法中所需的转矩曲线(其借助于图6阐述)。
图6展示了在应用根据本发明的方法中根据时间t的驱动装置的转矩M(t)的曲线以及相应的行程s(t)。
从该图表中可见,驱动装置首先针对最大的持续时间tmax1在与防坠装置13的松开方向相反的方向(即为了向下行驶)被加载。(松开方向在图6中通过图表左侧的箭头表示。)此外由转矩波形发生器49预设转矩曲线并且通过方框46、47和48转换成电流值,使得电机40刚好提供预设的转矩曲线。略微的偏差通过电机电流测量装置识别且通过差分放大器45进行修正。
基于该转矩曲线获得相应的行程,该行程通过电机编码器探测到。此外负的计数方向对应于防坠装置13的松开方向。
利用Mmax表示预设的转矩,其通过转矩波形发生器49预设。利用Smax表示针对行程的安全极限值。在所示的情况下未达到该安全极限值Smax,因为如果时间tmax1过去了,电机40已经有被锁止的危险。如果承载装置在驱动轮18上滑转(durchrutschen),则在时间区间tmax1内超过了Smax。如果要么超过了Smax要么超过了tmax1,则将电机40切换到相反的方向,用以避免电机40的不安全状态、特别是锁止(tmax1)或承载装置在驱动轮18(Smax)上滑转。
在切换之后再次将电机40以预设的转矩Mmax加载,且针对时间区间tmax2。即如果在该时间区间内电梯获得自由(且s接受相应较大的负值,如在图表中所示),则可以正常地继续行驶直至下一楼层。如果不是,则必须重复根据本发明的方法。
根据本发明的方法将驱动单元首先在与防坠装置13的松开方向相反的方向上加载,由此将载荷容纳装置2向下加载,从而使驱动轮18和载荷容纳装置2之间的承载装置5松弛并且导致平衡物4提升。在驱动单元3换向之后其旋转方向改变,且存储在平衡物4中的能量有助于驱动单元3将载荷容纳装置2在防坠装置13的松开方向上(即向上)运动且将防坠装置松开。

Claims (8)

1.一种用于将设置在电梯的载荷容纳装置(2)或平衡物(4)上的防坠装置(13)从向下行驶的防坠状态中松开的方法,其中,载荷容纳装置(2)通过承载装置(5)与平衡物(4)连接并且载荷容纳装置(2)和载荷容纳装置(2)能够共同借助于驱动单元(3)运动,所述驱动单元包括能够换向的电机(40)以及驱动轮(18),通过所述驱动轮(18)引导承载装置(5),其特征在于,所述驱动单元(3)首先以预设的转矩(Mmax)作用到承载装置(5)上,如果防坠装置(13)设置在载荷容纳装置(2)上则提升平衡物,或者如果防坠装置(13)设置在平衡物(4)上则提升载荷容纳装置(2),随后所述驱动单元(3)在相反的旋转方向上以预设的转矩(Mmax)作用到承载装置(5)上,其中,提升的平衡物(4)或提升的载荷容纳装置(2)向下运动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,驱动单元(3)以预设的转矩(Mmax)操控的时间是限定的(tmax1),所述操控用于如果防坠装置(13)设置在载荷容纳装置(2)上则提升平衡物,或者如果防坠装置(13)设置在平衡物(4)上则提升载荷容纳装置(2)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在驱动单元(3)操控期间驱动轮(18)的旋转角是限定的(smax),所述操控用于如果防坠装置(13)设置在载荷容纳装置(2)上则提升平衡物,或者如果防坠装置(13)设置在平衡物(4)上则提升载荷容纳装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,电梯的驱动单元(3)具有通过变频器控制的电机(40),其特征在于,借助于矢量调节器确定电机电压和电机电流并且独立地调节磁通量和转矩。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,设置控制装置,其根据最后一次预设的额定速度的正负号确定松开方向。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,设置控制装置,其根据最后一次显示的载荷容纳装置(2)的速度的正负号确定松开的方向。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,在将转矩作用到承载装置(5)上期间测量载荷容纳装置(2)或平衡物(4)的行程或驱动轮(18)的旋转角并且与额定值(smax)进行比较,如果未达到额定值,则重复之前的方法步骤,其中,将转矩作用到承载装置(5)上是为了如果防坠装置(13)设置在载荷容纳装置(2)上则使平衡物向下运动,或者如果防坠装置(13)设置在平衡物(4)上则使载荷容纳装置向下运动。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,测量实际施加的转矩并且与额定值进行比较,如果超过额定值,则重复之前的方法步骤,其中,实际施加的转矩是为了如果防坠装置(13)设置在载荷容纳装置(2)上则使平衡物向下运动,或者如果防坠装置(13)设置在平衡物(4)上则使载荷容纳装置向下运动。
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