CN102695665A - 用于升降机系统的调速器的致动器 - Google Patents

用于升降机系统的调速器的致动器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于升降机系统的调速器(300)的致动器(100)，包括调节轮(102)，所述调节轮具有至少两个飞锤(105a、105b)，所述调节轮由圆周的调节缆绳(103)驱动；致动轮(120)，所述致动轮在基本位置静止；联接装置(105a、105b)，当所述调节轮(102)获得致动速度时，所述联接装置作用于所述致动轮(120)且与所述调节轮(102)连接从而所述致动轮(120)旋转，其中弹性材料(121)，优选地提供高度摩擦，所述弹性材料(121)设在联接装置(105a、105b)和致动轮(120)之间。

Description

用于升降机系统的调速器的致动器
技术领域
本发明涉及一种用于升降机系统的调速器的致动器，还涉及一种具有所述致动器的调速器。
背景技术
众所周知，(法定的)用于升降机系统的调速器为本领域内所熟知，如果致动速度超速，所述调速器启动应急措施，例如安全停止装置的致动。
DE 34 46 337 A1公开了一种用于升降机系统的调速器，如果致动速度超速，该调速器致动升降机舱的安全停止器。该调速器包括缆绳绞轮，所述缆绳绞轮通过缆绳环连接至升降机舱，且当升降机舱移动时缆绳绞轮旋转。缆绳绞轮载有连接至可旋转地安装的偏心凸轮上的飞锤。如果致动速度超速，缆绳绞轮旋转飞锤向外摆，由此偏心凸轮旋转或偏转，以便偏心凸轮和飞锤可压靠制动轮。这样，由于缆绳绞轮的缆绳槽的牵引，缆绳绞轮以及缠绕其的缆绳被制动，由此安全停止设备被致动。
另外，调速器是已知的，其中提供了致动轮来代替制动轮。当致动速度超速时致动轮与联接装置接合且由此与联接装置同步旋转。由于致动轮的旋转，用于缠绕在缆绳绞轮上的缆绳的缆绳制动器被致动，由此依次致动升降机舱上的安全停止设备。这种调速器例如为维托公司(Wittur company)市场上销售的OL100调速器。
现有技术中已知的调速器具有以下缺点：缆绳绞轮、飞锤、联接装置以及致动和制动轮的配合需要很多单独的元件，这些单独的元件都服从特定的公差要求。由于在先的解决方案在结构上超过预定且具有冗余度，因此需要高的制造公差。该构造冗余可导致故障和很高的磨损度。由于在生产时应当保持那些单独的元件的某个最小公差，因此，整个系统相对而言较为昂贵。这同样起因于对称构造，即各个元件如飞锤和联接装置通常至少完全一样地设置，从而单个元件的公差和包括几个元件的公差一样起作用。因此，特别地，生产和维修被证明是困难的，因为不仅结构元件必须被确定在上述公差限制的范围内，而且它们的尺寸也必须互相配合。由于升降机通常须经受大力和高速，各个元件须用具有很高刚度常数的刚性固体材料，如钢，从而容许公差相对小。由于大的刚度常数，大力作用，这意味着元件、轴承和螺栓必须耐用。
由此，理想的是提供一种用于调速器的致动器，所述致动器更简单且由此生产更便宜，然而其中致动特性必须不会受到反面影响。
从现有技术出发，本发明由此根据权利要求1提出一种用于升降机系统的调速器的致动器。有利的修改是从属权利要求和以下描述的主题。
发明内容
特别地，本发明教导了弹性材料应该被设在联接装置和致动轮之间。由于弹性尺寸，结构元件之间的变化以及公差盈余可被补偿。因此，各个结构元件的公差要求不是很精确，从而降低了产品成本。
另外，减小了存在于现有技术中的夹紧机构的高刚度，该高刚度导致法向力大以及公差范围小。致动轮在其宽度方向上可被分成两个功能区域，即，与联接装置接触的夹紧区域，以及与致动杠杆邻接的致动区域。至少夹紧区域内设置一种(橡胶)弹性材料，特别地作为衬。这样，减小了刚度且增加了静摩擦力，由此小的法向力对于致动已足够。同时所述材料形成随着衬的厚度的增加而变得更软的弹簧元件。
有利地，所述材料具有与联接装置接触的高静摩擦力和高弹性变形度。同时，与基体连接的剪切强度和特性应该足够传递致动力矩。另外，在主环境影响下，该布置应同样具有高疲劳强度。由于类橡胶性质，在致动中另外产生了阻尼效应，该阻尼效应尤其在高速下有助于保护所述材料。
如果弹性材料被使用同时具有摩擦传递作用，则改进了响应性能且增加了响应的可靠性。所述材料的弹力以及摩擦力可被选择以便一旦致动轮和联接装置预定接合发生时，致动轮的旋转即可靠地发生。弹力和摩擦力的比率能够被预先设定以保证结构元件尺寸的公差补偿和致动轮的可靠致动。致动轮可依次致动致动杠杆以致动缆绳制动器和/或用于断开升降机驱动与电源的开关。
可认识到的是，与期望相反，弹性材料也可有意地用于升降机构造中，其中在升降机竖井中存在严格的环境条件，且大力作用，以得到特别的优势。例如，Vulcollan能够用作具有适宜特性的弹性材料。其他弹性体基的塑料也可被采用。
有利地，致动轮包括弹性材料制成的轮胎或衬。这样，所述材料可简单地设在致动轮和联接装置之间且还可被替换，例如当磨损和破裂时。可选地或另外地，联接装置也能够装备有弹性材料。
根据一个特别优选实施例，飞锤同时构成联接装置。在本优选解决方式中，至少两个附加的结构元件和他们的连接装置由此可被省略。致动器的构造更简单且更便宜。所述构造从运动学和静止角度上是确定的，增加了必须遵守的公差范围。方便地，用作飞锤的联接装置(或用作联接装置的飞锤)包括用于接合和接触致动轮的联接区域，以及重物区域。有利地，重物区域形成为重物区域不与致动轮接触且适于容纳独立的附加重物。这些独立的附加重物用于调整致动器的致动速度。
如果联接装置的边缘具有至少部分为阿基米德螺旋的形状，则发生致动轮的平缓接合，且具有缓和的力增加而没有突然震动。有利地，相应成形的联接装置的边缘位于作为联接区域的上述区域内。特别地，在本变型中，提供弹性材料带来了特别的优点，由于用作飞锤的联接装置，如有必要，能够根据致动速度具有不同形状，从而，联接装置的边缘与致动轮的距离可能取决于随调速器的设计。这些不同距离能够通过弹性材料补偿，同时保持其他所有结构上的距离量。
如果所述联接装置包括限定出末端止挡的耳部，则能够避免联接装置与致动轮的过度接合。在致动程序的开始，致动轮是静止的。然而联接装置以调节轮的速度绕致动轮旋转且由此——取决于调节轮的旋转速度——绕他们自己的轴偏转。就此而论，联接装置被方便地布置，从而在致动轮的接合上的旋转和绕它们轴的偏转导致所述接合自我增强。这种自我增强持续到所述致动轮获得调节轮的旋转速度为止。然而为了不引起任何联接装置的过度旋转的危险，有利地，联接装置上装配有端部止挡。当这个止挡装置与致动轮接合时，不再产生共转。
有利地，飞锤通过揽绳连接彼此连接且在张力下被弹簧加载，从而在弹簧加载量和飞锤的偏转之间具有线性关系。为了补偿重力影响，飞锤在调节轮上成对布置且通过揽绳连接连接。此外，飞锤逆着离心力作用被预拉伸(偏置)，从而当到达致动速度时，仅产生足以与致动轮接合的飞锤偏转。就此而言，有利地，飞锤和弹簧的尺寸设计为飞锤在致动速度以下不产生偏转。这样，上述结构元件在正常运行时保持静止，从而不存在磨损。由于弹性加载的缆绳连接，能够存在设在所述弹簧加载和所述飞锤的偏转之间的线性连接从而，可简单地调整想得到的致动速度。
有利地，飞锤布置在致动轮上从而每个飞锤的重心和调节轮的旋转轴之间的距离比飞锤的旋转轴和调节轮的旋转轴之间的距离短。换言之，每个飞锤的重心比其本身的旋转轴更靠近调节轮的旋转轴。这种布置意味着：调速器的响应速度取决于在所述调节轮的加速度导致致动器更快的响应情况下的旋转轮的旋转加速度。如果缆绳破损时，这种特性特别尤其有利，由于升降机舱产生大的向下加速度且尽可能快的致动是期望的。
如果调节轮具有中心共转轴，这例如能够作为其他单元的安装地点。由此，特别地，旋转编码器，除了其他单元之外，可简单地安装在升降机系统内。
根据本发明的用于升降机的调速器，具有根据本发明的致动器，用于接合缆绳制动器和/或用于致动用于停止升降机驱动的开关
有利的缆绳制动器包括四部件联接机构，特别地为止推曲柄。这样可产生一个大杠杆作用，从而产生例如可通过拉伸弹簧提供的大制动力，该制动力可通过小致动力保持。该小致动力由致动轮吸收。
有利地，缆绳制动器包括偏心止推曲柄，其中特别地，偏心度大于曲柄的长度。
就此而言，有利地，连接曲柄和连接杆的联接通过致动杠杆推压所述致动轮。致动杠杆保持在致动轮上的亚稳状态。由此联接被接合以释放缆绳制动器。如果致动器被释放，所述致动轮旋转地设置且由此推离致动杠杆。由此所述联接能够移动，从而所述连接杆缩回且停止所述缆绳制动器。
为了节省空间，缆绳制动器通过至少一个圆盘弹簧被预拉伸。为了缆绳制动器的简单释放，提供了一种螺栓装置，其中例如通过旋入式螺栓或螺母，在其后定位有传递部件诸如接合的圆盘、夹具或张紧弹簧(例如圆盘弹簧、螺旋形弹簧等)。
有利地，致动轮在两侧被加载。具有用于致动缆绳制动器的致动轮的飞锤位于一侧，而飞锤和用于致动电开关的致动轮设在另一侧。由于两侧设置，用于缆绳制动器和电开关的不同致动速度是可得到且可调整的。特别地，由当前管理调速器的准则要求的参数“致动速度”(机械上的紧急停止)和“预停止速度”(电紧急停止)可彼此单独调整。
进一步地，下面从描述和附图示出本发明的优点和修改。
可理解的是，上述特征和后面将描述到的特征不仅可在每个特征的结合中使用，还可在其他结合中或单独特征使用，都落入本发明的范围之内。
本发明示意性地在借助于示例性的实施例的附图中示出，且在下面参考附图详细描述。
附图说明
图1示出了根据本发明的致动器的一个优选实施例的示意图；
图2示出了根据图1中的致动器的侧视示意图；
图3示出了根据本发明的具有致动器和缆绳制动器的调速器的一个优选实施例的示意图。
具体实施方式
在图1-图3中，相同的元件采用同样的参考标记。就此而论，图1和图2作为整体一起描述。根据本发明的致动器100的优选实施例的元件示意性地在图1的平面图和图2的侧视图中被示出。
致动器100包括支座101，特别地，要被致动的部件如缆绳制动器或电开关能够安装在支座101上。调节轮102可旋转地安装在支座101上，且在运行过程中通过调节缆绳103旋转。调节轮102可旋转地安装在轴承110上。调节轮102包括两个飞锤105a、105b，飞锤105a、105b可旋转地安装在轴104a、104b上，飞锤同时作为联接装置(联接手段)。
在图示的基本位置，飞锤未偏转且不与致动轮接合。飞锤105a、105b分别具有联接区域106a、106b和限定出止挡的耳部107a、107b。另外，飞锤105a、105b包括可拆卸的附加重物108a、108b以用于调节或预设致动器100的致动速度。
飞锤/联接装置105a、105b通过缆绳牵引连接器200连接，缆绳牵引连接器200通过弹簧201被预拉伸(偏置)。因此，为了克服弹簧预拉伸(偏置)力，必须达到预定的离心力。弹簧预拉伸力被方便地预设，从而飞锤/联接装置105a、105b在正常运行时静止地保持且不偏转。由此可避免了磨损和干扰噪音，特别是咔哒声。特别地，缆绳连接器200可作为重力补偿。
调节轮102以抗扭矩的方式连接至中心轴111，中心轴111与调节轮同步旋转且例如能够被用于容纳旋转编码器。因此，调节轮的旋转速度例如能够以简单的方式进行电子检测。
此外，致动轮120可旋转地安装在轴承110上，在非致动状态下在运行中致动轮静止。致动轮120包括弹性材料制成的环121，特别地，环121用于补偿公差且传递摩擦力。
在图示的非致动状态(基本位置)，飞锤/联接装置105a、105b未偏转且由此不与致动轮120接触。然而，如果致动轮120的旋转速度超出预定致动速度，飞锤/联接装置105a、105b克服弹簧201的弹力偏转且接近致动轮直到飞锤/联接装置105a、105b与致动轮接触。根据距离，不大于30度的旋转角度为此是必要的。最后，联接区域106a、106b与致动轮120的弹性材料环121接触。然后，进一步由于静摩擦力，飞锤/联接装置105a、105b独立地继续旋转，直到获得致动力矩。这样，调节轮102的旋转运动传递至致动轮120，由此致动轮120被促使执行旋转运动。从大约70°的旋转角开始，通过特别形状的耳部的作用，防止了进一步的旋转。由于最大旋转角的限制，防止了飞锤/联接装置进一步运动，同时，保护了系统避免过载。形成在致动轮120上的每个飞锤/联接装置上的耳部107a、107b的作用引起了显著的力作用点的移位。由此，用于进一步旋转所必要的法向力和静摩擦力的比率改变到发生打滑的程度。系统被设计成在这点处的致动力矩已经可靠地超出。由致动轮120的惯性导致的力矩的进一步增长由于弹性衬120的减震作用已经大大减小了，且通过滑动向上地被限制。
如以下借助于图3所示，致动轮120的旋转运动可依次用于启动不同的功能，例如电开关或缆绳制动器。
图3示出了根据本发明的调速器300的一个优选实施例的平面图，调速器300包括致动器100以及缆绳制动器的特别优选的构造400。缆绳制动器400包括形成为止推曲柄410的四部件联接机构，和由圆盘弹簧装置421预拉伸(偏置)的夹紧制动器420。夹紧制动器420包括固定的制动拉杆头424和可移动的制动拉杆头422，夹紧制动器420由止推曲柄的连接杆411克服圆盘弹簧421的弹力保持。
致动杠杆421位于在枢轴430和致动轮120上的亚稳(metastable)位置。曲柄413可旋转地安装在轴414上且在联接415处连接至连接杆411和致动杠杆412。在制动器400的释放位置，示意图中的致动杠杆412使联接415向下，从而连接杆411使制动拉杆头422向右。
然而，如果致动轮120通过与联接装置105a、105b的接合被促使(沿顺时针方向)旋转，在致动轮上适当位置处的致动杠杆412被促使回到图中的左边，由此联接415被释放且可向左向上运动。由此，圆盘弹簧421使制动拉杆头422逆靠制动拉杆头424且夹紧在制动拉杆头422和制动拉杆头424之间运动的缆绳103。
为了返回已被以简单的方式致动回到基本位置的调速器，圆盘弹簧组件421设有螺栓装置423，通过致动该螺栓装置，圆盘弹簧组件421能够被预拉伸(偏置)。这样，作用于制动拉杆头422的力被释放，由此连接杆411和致动杠杆412可又恢复到图示位置。出于安全原因，然后必须保证螺栓装置423被重新释放以便预拉伸制动拉杆头422。
根据本发明提供了用于升降机系统的调速器的致动器，该致动器具有很多优点。具体结构提供了允许传统制造公差而没有任何不利影响的坚固度。这是从运动学上和静止角度上确定的，且满足制造精度的要求。保证了可加工性。可使用更小和更轻的部件，简化了产品且降低了成本。相较于已知的调速器，本设备小、轻、具有长使用寿命且仅产生很少噪音。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于升降机系统的调速器(300)的致动器(100)，包括：
调节轮(102)，所述调节轮具有至少两个飞锤(105a、105b)，其中所述调节轮能够由缠绕在其上的致动缆绳(103)驱动；
致动轮(120)，所述致动轮在基本位置静止；
联接装置(105a、105b)，在所述调节轮(102)获得致动速度时所述联接装置与所述致动轮(120)接合并由此与所述调节轮(102)连接从而使所述致动轮(120)旋转；
其中优选地传递高度摩擦的弹性材料(121)设在所述联接装置(105a、105b)和所述致动轮(120)之间；
其中所述致动轮(120)具有弹性材料制成的衬或轮胎(121)，和/或所述联接装置(105a、105b)装备有弹性材料。
2.根据权利要求1所述的致动器(100)，其中所述飞锤(105a、105b)与所述联接装置(105a、105b)同步。
3.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述联接装置(105a、105b)的边缘的至少一个联接区域(106a、106b)为阿基米德螺旋形状。
4.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述联接装置(105a、105b)分别具有限定出端部止挡的耳部(107a、107b)。
5.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述飞锤(105a、105b)通过揽绳连接(200)彼此连接且在张力下被弹簧加载，从而在弹簧加载(102)和所述飞锤(105a、105b)的偏转之间具有线性关系。
6.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述飞锤(105a、105b)和所述弹簧(201)的尺寸设计为在致动速度以下所述飞锤没有偏转。
7.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述飞锤(105a、105b)的重心与所述调节轮(120)的旋转轴(111)之间的距离比所述飞锤的旋转轴(104a、104b)与所述调节轮(120)的旋转轴(111)之间的距离短。
8.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述调节轮(120)设有中心共转轴(111)。
9.一种具有根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)的升降机的调速器(300)，用于致动缆绳制动器(400)和/或用于致动停止升降机驱动的开关。
10.根据权利要求9所述的调速器(300)，其中所述缆绳制动器(400)包括四部件联接机构，特别地为止推曲柄(410)。
11.根据权利要求10所述的调速器(300)，其中所述缆绳制动器(400)包括偏心止推曲柄(410)，特别地所述偏心度比所述曲柄的长度大。
12.根据权利要求10或11所述的调速器(300)，其中连接曲柄(413)和连接杆(411)的联接通过致动杠杆(412)推压所述致动轮(120)。
13.根据权利要求10-12中任一所述的调速器(300)，其中所述缆绳制动器(400)能够通过螺栓装置(423)被释放。

Claims (14)

1.用于升降机系统的调速器(300)的致动器(100)，包括：
调节轮(102)，所述调节轮具有至少两个飞锤(105a、105b)，其中所述调节轮能够由缠绕在其上的致动缆绳(103)驱动；
致动轮(120)，所述致动轮在基本位置静止；
联接装置(105a、105b)，在所述调节轮(102)获得致动速度时所述联接装置与所述致动轮(120)接合并由此与所述调节轮(102)连接从而使所述致动轮(120)旋转；
其特征在于，
弹性材料(121)，所述弹性材料优选地传递高度的摩擦，所述弹性材料(121)设在联接装置(105a、105b)和致动轮(120)之间。
2.根据权利要求1所述的致动器(100)，其中所述致动轮(120)具有弹性材料制成的衬或轮胎(121)。
3.根据权利要求1或2所述的致动器(100)，其中所述飞锤(105a、105b)与所述联接装置(105a、105b)同步。
4.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述联接装置(105a、105b)的边缘的至少一个联接区域(106a、106b)为阿基米德螺旋形状。
5.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述联接装置(105a、105b)分别具有限定出端部止挡的耳部(107a、107b)。
6.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述飞锤(105a、105b)通过揽绳连接(200)彼此连接且在张力下被弹簧加载，从而在弹簧加载(102)和所述飞锤(105a、105b)的偏转之间具有线性关系。
7.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述飞锤(105a、105b)和所述弹簧(201)的尺寸设计为在致动速度以下所述飞锤没有偏转。
8.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述飞锤(105a、105b)的重心与所述调节轮(120)的旋转轴(111)之间的距离比所述飞锤的旋转轴(104a、104b)与所述调节轮(120)的旋转轴(111)之间的距离短。
9.根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)，其中所述调节轮(120)设有中心共转轴(111)。
10.一种具有根据前述权利要求中任一所述的致动器(100)的升降机的调速器(300)，用于致动缆绳制动器(400)和/或用于致动停止升降机驱动的开关。
11.根据权利要求10所述的调速器(300)，其中所述缆绳制动器(400)包括四部件联接机构，特别地为止推曲柄(410)。
12.根据权利要求11所述的调速器(300)，其中所述缆绳制动器(400)包括偏心止推曲柄(410)，特别地所述偏心度比所述曲柄的长度大。
13.根据权利要求11或12所述的调速器(300)，其中连接曲柄(413)和连接杆(411)的联接通过致动杠杆(412)推压所述致动轮(120)。
14.根据权利要求11-13中任一所述的调速器(300)，其中所述缆绳制动器(400)能够通过螺栓装置(423)被释放。
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