CN1034799C - 牵引轮式电梯 - Google Patents

Abstract

牵引轮式电梯包括一个驱动装置(10)，一个与该驱动装置相联接的牵引轮(7)，两个转向滑轮(5，6)，一个电梯厢(1)，一个配重(2)和一个提升绳索具(3)，电梯厢及其配重悬挂在该绳索索具(3)上。绳索索具(3)中的提升绳沿着一条由牵引轮(7)或转向滑轮(5，6)上的绳槽所确定的环形路径相对于该牵引轮和转向滑轮的轴向总是在相同的方向上进行弯转。

Description

牵引轮式电梯

本发明涉及一种牵引轮式电梯，它包括一个驱动装置；一个其上设置有绳槽并通过轴与驱动装置相联结的牵引轮；至少两个其上设置有绳槽的转向滑轮，每一个转向滑轮可绕各自的轴旋转；一个沿电梯导轨运行的电梯厢；一个沿着配重导轨运行的配重和一个至少由一根起升绳组成的提升绳索具，电梯厢及其配重悬挂在该绳索索具上，该绳索索具的布局情况是这样的，即：该索具经过一个由牵引轮和转向滑轮组成的转动装置然后自身交叉延伸。

为节省空间，一般把安装于高层建筑中的电梯设计成高速重型的电梯。这些电梯需要具备高的运载的能力，在一年中电梯的启动次数甚至要达到几十万次。一般是用牵引轮式电梯来作用高速电梯和运送高度很高的电梯。牵引轮式电梯中与电梯厢及配重相连接的起升绳通常在牵引轮和至少一个转向滑轮上运行。该电梯的提升电机或直接地或借助于齿轮把旋转运动传递给牵引轮。借助于该牵引轮与绳子之间的磨擦作用，牵引轮的旋转运动被转化成绳子的纵向运动。加大牵引轮绳之间的磨擦作用可以提高电梯的使用能力。通过增加绳与牵引轮之间的接触角，可以很容易地获得大的磨擦作用。然而，增加接触角通常会导致绳子的弯转数增加，引起绳子磨损。当绳子的前后弯曲方向相反时，由绳子的弯曲引起的应变会更加急剧。这样一种弯曲被称为反向弯曲。这种弯曲发生在牵引轮的平面上或导引绳子用的转向滑轮的平面上。此外，当绳子进入到转向滑轮上或从转向滑轮上离开时，它们也可以在与转向滑轮的旋转平面不相垂直的方向上进行弯转。这一弯转角叫做倾斜牵引角。通过提高绳子与牵引轮之间的磨擦系数，或通过把牵引轮上的绳槽的形状做成可使绳子压紧在绳槽中，就可以提高绳子在牵引轮上的夹紧程度。然而，这样存在一个缺点，即：增大磨擦系数和通过成型绳槽的形状来对绳子施加压力会降低绳子及牵引轮的使用寿命。特别是降低牵引轮上的绳槽的使用寿命，通过增加牵引轮和转向滑轮的尺寸以及加大牵引轮与转向滑轮之间的距离，就可以减轻磨损，但这样的解决方案将会导致增加制造成本。另外，由电梯装置及其基座以及牵引轮、转向滑轮组装起来的组合体将会很大，以致很难或根本不可能将其放置到一个传统的电梯机房中。即使是现有尺寸的牵引轮和转向滑轮，也必须使用左旋式和右旋式的装置和机座，以使所有所需的设备都能安装在通常是很小的机房中。

在由芬兰专利561813记载的已知的牵引轮式电梯中，与配重及电梯厢相连接的绳子通过一转向滑轮弯转到牵引轮上，绳子绕着该牵引轮在相反的方向上弯曲延伸，然后从该牵引轮上返回到电梯井道中，有可能延伸到另一转向滑轮上。绳子的接触角为210～250°，绳子在进入牵引轮和离开牵引轮时其与牵引轮的旋转平面间的倾斜牵引角为1°，以确保绳子在相交点处不会彼此碰撞。将牵引滑轮上的绳槽作成下凹形的，这样可以进一步将绳子夹紧。在由芬兰专利56813记载的技术解决方案中由于可使用比以前更小的牵引轮，所以在节省空间方面是很经济的，这样还能进一步减轻装置的重量。芬兰专利No.84051中记载了一种牵引轮式电梯，在这种电梯中，绳子的绕法与上述专利56813中的绕法一样，由绳子的缠绕而形成的倾斜牵引角受驱动装置及其牵引轮的倾斜状态和运转情况的影响，从而使绳子在转向滑轮的旋转平面的方向上与转向滑轮相遇。

芬兰专利No.77207记载了一种牵引轮式电梯，在这种电梯中，绳子的绕法与芬兰专利56813中所记载的单绕式牵引轮式电梯相类似，所不同的是，绳子从牵引轮延伸到一个附加的转向滑轮上，然后，绳子在回到电梯井道中之前返回到上述牵引轮上。其结果是形成一种双绕式电梯，在这种电梯中接触角为400°～540°。这种大接触角保证了通过磨擦很好地将绳子夹紧，即使所使用的牵引轮上的绳槽是半圆形的也能很好地将绳子夹紧。

本发明的目的是提出了一种新型的牵引轮式电梯它可减轻绳子的磨损，同时又保证绳子在牵引轮上被充分地夹紧，还可使得电梯装置、机座与牵引轮和转向滑轮装配起来时该组合体的结构紧凑，小巧。

本发明的目的是通过这样一种牵引轮式电梯达到的，其中的绳索索具中的每一根提升绳沿着一条由牵引轮或转向滑轮上的绳槽确定的环形路径在相对于该牵引轮和转向滑轮的轴向而言基本相同的方向上进行弯转，每一根提升绳在牵引轮的绳槽中延伸，其在该牵引轮上的连续接触角为200°～270°，最好是230°～260°，而以约250°为最佳。

本发明的牵引轮式电梯的一个主要的优点是能够延长提升绳的使用寿命，这是因为绕着牵引轮和转向滑轮进行运行的绳子不反向弯转，而是绕着上述轮在相同的方向上运行。象这样一种绳子的布局-即在这种布局中绳子总是在相同的方向上连续弯转-叫做向前弯转。进一步说，采用本发明的技术解决方案可以使电梯机座的设计生产更加容易，这时不再需要分置的右旋式和左旋式装置及机座，而是对所有的传统的解决方案均可采用统一的装置和机座。本发明的技术解决方案可以在一个面积比上述已知的技术解决方案中的机房小的机房中得以实施。因此，在高层建筑中，将电梯的机房造得较小，就可以使剩余的更多的空间用于建筑中的其它用途。本发明的技术解决方案中的电梯装置及与之相关联的机座尺寸规格小巧、结构紧凑，因而特别适用于现代化的电梯。与其它几种具有相等接触角(提升绳与牵引滑轮之间的接触角)的电梯相比较，本发明的电梯的安装操作简单。

本发明的另一个值得注意的优点是，可将将牵引轮式电梯设计成：当绳子与转向滑轮相遇时，绳子将沿着转向滑轮的绳槽方向延伸。这是另一个用于减轻磨损的技术特征。在本发明的几个实施例中，绳子进入牵引轮，而后离开该牵引轮，延伸到下一个转向滑轮上，所以在这些实施例中，向下伸向电梯厢或伸向配重的这几段绳子所可能发生的摇摆不会象以往的惯例那样作用在牵引滑轮与提升绳相遇的地方。以此方式就可以在将绳子导入牵引轮以及将绳子导出牵引轮时使绳子排列准确，由此就可使绳子在随后的交叉点处彼此离得很近而不会彼此发生碰撞。因此，利用本发明可以很容易地获得1°的小倾斜牵引角。出于同样的原因，在电梯的装置安装中所要求的精确程度可以较低，这样就可以大大地缩短所需要的安装时间。

另一个值得注意的优点在于，虽然进入牵引轮的绳子和离开牵引轮的绳子都承受倾斜牵引力，但这些力是相等的并且是作用在牵引轮的旋转平面的不同侧的，所以这些力可以相互抵消。因此，没有轴向力旋加在牵引轮上或其轴上。另一个优点是，绳子和牵引轮的使用寿命被延长，这是因为绳子和滑轮上的绳槽将被更均匀地磨损，并且是从两侧进行磨损，而不是象在下列这种情形中那样—在所说的情形中只在牵引轮的旋转平面的一侧进行倾斜牵引—仅从一侧进行磨损。

另一个值得注意的优点是，绳子沿转向滑轮的旋转平面的方向进入牵引轮和离开牵引轮，这就意味转向滑轮的轴可以是彼此相互平行的。这使得提升机及绳子的安装大大地简化而更加容易。

下面参照附图、借助于实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明的牵引轮式电梯的示意图；

图2a～2d表示的是本发明的起升绳的布局情况；

图3是本发明的牵引轮电梯的俯视图。

在表示本发明的牵引轮电梯的示意图图1中，用电梯的起升绳3(索具)将电梯厢1与配重2连结起来。电梯厢和配重沿着安装于电梯井道中的导向轨道而移动。在所述电梯井道的上方，在一机房中，电梯驱动装置和带槽的转向滑轮5、6安装在一机座上。该驱动装置上具有带槽的牵引轮7，驱动装置使该牵引轮7转动，因此而将运动提供给起升绳。电梯井道、导轨、机房和机座均未在图中示出。起升绳索具由数根相邻的固定安装在系绳器4上的绳子组成，所述系绳器4装置在电梯厢和配重上。电梯厢和配重之间的起升绳3通过由牵引轮和转向滑轮组成的转动装置而运转，每一根绳子沿着由牵引轮和转向滑轮圆周上的绳槽所确定的环形路径而运转。牵引轮7位于转向滑轮5、6之间的水平线的下方。起升绳3的一端固定在配重2上，该起升绳3首先从电梯井道向上延伸，绕过转向滑轮5，然后再进一步绕过牵引轮7而伸向另一个转向滑轮6，经过该转向滑轮6，然后向下进入电梯井道，在此处该起升绳3的另一端联结到电梯厢1上。

使这些若干根绳子在牵引轮与转向滑轮之间自身交叉延伸，用这种排列方式可获得大于180°的接触角。牵引轮和转向滑轮彼此间的旋转平面的位置及其指向是这样确定的，即：使绳索自身不会发生碰撞，绳索彼此之间也不会发生碰撞。在牵引轮的每一根槽中运转的绳子从由该槽确定的平面的一侧进入该槽中并从所述平面的另一侧离开该槽，以此方式就可使得进入牵引轮的绳和离开该轮的绳都承受斜的牵引力，最好将所述的斜的牵引力调节使得两边等值，从而使它们彼此抵消，其结果是，没有力作用在该牵引轮的轴向方向上。在转向滑轮上，每根绳子沿槽的方向进入和离开绳槽，所以不存在斜的牵引力。牵引轮7上的绳槽和转向滑轮5、6上的绳槽之间的距离是这样确定的，即：使得相邻槽中运行的绳子彼此之间的间隙大于绳子的直径。

图1中所示的牵引轮电梯正处于一种电梯厢正在向下移动的状态，从该图中可以看出，牵引轮7和转向滑轮5、6沿顺时针方向转动；当电梯厢向上移动时，牵引轮7和转向滑轮5、6沿逆时针方向转动(从图1所示的视图角度看)。从图1和图2a～2d中可以很容易地看出，每根起升绳沿着由绳槽确定的环形路径而发生的每一处的转折的转折方向都与绳3的瞬时运动方向相同。换句话说也就是，索具3中的绳子的所有沿着由牵引轮7和转向滑轮5、6上的绳槽所形成的圆弧而进行的转折都是向前的转折，不会出现反向的转折。从图1中可以看出，牵引轮和转向滑轮位于绳距L的范围之内，也就是说，上述轮处于伸向电梯厢的绳子与伸向配重的绳子之间。

图2a、2b、2c和2d表示出了在本发明的牵引轮电梯中绳索索具的各种不同的布局情况。在图2a～2d中的每一幅附图中，用箭头表示绳子的走向，每一个箭头倚靠在一段被轮分隔开的绳子的旁边。上述这些箭头沿着绳子离开配重指向电梯厢。在图2a～2d中的每一幅附图中，箭头标示出了当电梯厢向下运行时每一段绳子的运行方向。这样，绳子绕着轮发生转折的瞬时转折方向是顺时针还是逆时针就取决于绳子是向着电梯厢这边运行还是向着配重这边运行。在电梯厢向上运行的情况下，图2a～2d中的箭头的指向将与绳子的动行方向相反。在每一幅图中，从来自配重的这段绳子开始到伸向电梯厢的这段绳子终止依次用字母a、b、c…来表示上述这些箭头。为清楚起见，在图2a～2d中用星号(*)标著牵引轮。图2a是图1中所示的转动装置的简化视图，它表示出了绳子绕着轮缠绕的路线。图2b表示的是发明的一个解决方案，在该解决方案中，转动装置是如此倾斜的，即：各转向滑轮处于不同的高度。用这种方式就可以在仍旧保持与图2a相同的轮尺寸以及保持与图2a相同的牵引轮与转向滑轮相互之间的距离的情况下获得比图2a所示方案更窄的绳距。就本发明来说，并不一定要保持如上文所述的相同尺寸和相同的距离，但如果在安装过程中用使机座翘起的方法来调节绳距的话，则保持相同尺寸和相同距离是一种显而易见的结果。在图2a和2b中，绳子从配重延伸到第一转向滑轮，进一步延伸到牵引轮，然后再延伸到第二转向滑轮，最后延伸到电梯厢。图2c表示的是本发明的一种变化方案，在该方案中通过增加一个第三转向滑轮而增大了接触角。在这种情况下，接触角不象图1、图2a、2b中那样是连续的，而是包括了两个单独部分。绳子从配重延伸到第一转向滑轮，进一步延伸到牵引轮，再延伸第三转向滑轮，然后返回到牵引轮，然后再延伸到第二转向滑轮，最后延伸到电梯厢。象这样采用双圈绕法就可以在本发明的基本结构设想的范围内增大接触角，使接触角的数值双倍于图1、2a、2b所示方案中的接触角的尺寸。双绕的电梯中的牵引轮上的绳槽的数量是单绕电梯的两倍。还可以采用下面这样一种结构来构成双绕电梯，即：达种结构中，除了牵引轮以外，还在如图1、2a和2b所示的转向滑轮之一上也设置双倍数量的绳槽，使来自牵引轮的绳子从上述这一转向滑轮返回到该牵引轮上，然后再从该牵引轮延伸到这一转向滑轮上，绳子从该转向滑轮进一步延伸到电梯井道当中。这绕着牵引轮和转向滑轮额外多卷绕的一圈绳子将使接触角增加180°。图2d表示的是本发明方案的一种变化形式，在这一方案中，来自电梯厢的绳子直接伸到牵引轮上，而不是象前述实施例那样伸到一转向滑轮上。绳子从该牵引轮开始经过两个转向滑轮延伸到配重上。在这种解决方案中，转动装置不完全位于绳距范围之内。

图3表示的是图1中所示的牵引轮电梯的俯视图。虚线表示电梯厢1和配重2相对于井道8的位置。在框架9上安装着为转向滑轮5、6配的轴承，该框架9也用作牵引轮7和驱动装置10的安装基座。当牵引轮7的轴11已从一个与转向滑轮的轴相平行的位置开始被水平地转动的时候，该轴11是被如此定向的，即：使得向着转向滑轮交叉延伸的起升绳在相交点处不会彼此相碰，也不会发生自身碰撞。转向滑轮的旋转平面是彼此平行的。转向滑轮的旋转平面与牵引轮的旋转平面相距的距离是这样的，即：使得起升绳在绳槽的方向上与转向滑轮相遇，并且使得朝向每一转向滑轮的倾斜牵引角度相等。在附图所示的情况下(此时，提升装置的轴直接延伸作为牵引轮的轴)，上文所述的情形就意味着，组装在一起的提升电机、提升装置、轴和牵引轮绕着牵引轮7的垂直中心线而作水平转动，然后被固定在机座9上。轴11上配置有轴承。

当牵引轮7和转向滑轮5、6都和于绳距L的范围之内时，很容易将机座9的长度作得与绳距L基本相等，或是比绳距稍长一点，而其宽度小于长度。用作为机座的框架9甚至可以比绳距短。这样一种小巧型的机座特别适用于现代化的电梯，特别是如果该框架完全处于绳距范围之内的话。这是因为在这种情况下，可以很容易地将机座放置在一个很窄的机房中，如果需要可在水平面内将机座转180°。

为了借助于转向滑轮将电梯厢或配重悬挂在绳索索具上，在机座上装配了一个用于索具自由端的锚具12。索具中的每一根绳子在牵引轮上自己的绳槽中运行，使得在牵引轮上的连接触角在200°～270°范围内。如果该接触角在200°以下，则导致轮子之间的距离过大。一个超过270°的接触角将牵涉到这样大的绳相对于牵引轮的倾斜牵引角，即：这种大的倾斜牵引角将加快绳子磨损的，这是不合格的。考虑到磨损情况，合格的最大倾斜牵引角大约为2°，超过4°的倾斜牵引角是完全不合格的。如果接触角为250°左右，则可以在不会出现大的倾斜牵引角的情况下获得相当短的轮间距离。在一个传统尺寸的设备中，250°的接触角牵涉到一个对于正离开转向滑轮上的绳槽的绳子来说大约为1.2°的倾斜牵引角。在实际的技术解决方案中可实施的接触角最大为230°～260°，在这一角度范围内，无论是轮间距离还是倾斜牵引角都不是很大。当在机座9上可以很容易地配置一种通过采用这样一种布局-即多个转向滑轮或至少转向滑轮中的一个滑轮可在该机座的长度方向上移动-来调节绳距L的装置时，该机座及牵引轮和转向滑轮的规格尺寸以及牵引轮与转向滑轮相互间的距离最好是这样选定的，即：使科接触角将保持在230°～260°这一有利的范围之内，甚至在绳距的调节范围的极限位置上也是如此。

本发明的各种不同的实施方案并不局限于上文所述的这些例子，这些例子可被属于本发明的权利要求范围之内的各种变化的方案所替代。这对于所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。

利用本发明，除了可延长绳子的使用寿命，还能获得其它一些优点，这对于所属技术领域的技术人员来说也是显而易见的。例如，可以把绳子和牵引轮、转向滑轮设计得更小一点，以此来降低成本。减小牵引轮的尺寸还将能够减小所需的驱动装置的转动力矩，这就就能够在该装置的设计方面取得显著的经济效益。对于上述这种电梯可以选用较小的提升电机。使用较小的牵引轮就意味着齿轮的动比可以较低，这将进一步降低成本。通过改变一个转向滑轮相对于其它轮的相对位置，就可以调节由转动装置决定的绳距，这也是显而易见。

通过采用下凹形的绳槽或采用其它形状的绳槽，或者通过在绳槽中插置由聚氨基甲酸乙酯或其它具有相同性能的材料制成的插件，就可以改进本发明电梯的牵引轮上的绳子的夹紧情况。这对于所属技术领域的技术人员来说同样是显而易见的。对于本发明来说，在绳索索具中所使用的绳子的数量并不是很重要的，可以采用与上述所举例子中的绳数不同的数量。进一步说，虽然在附图中示出的牵引轮和转向滑轮具有相等的直径尺寸，但在实际的应用场合牵引轮和转向滑轮的直径可以彼此不同，转向滑轮通常比牵引轮小。这也是显而易见的。

在上述实施例中，绳子交叉运行而不会发生自身的或彼此间的碰撞，这一特性是通过使牵引轮水平地转过一定的角度并且使转向滑轮置于适当的位置上而获得的。很显然，牵引轮也可以是倾斜的，各转向滑轮的旋转平面并不一定是彼此相互平行的。

电梯厢和配重在绳索索具上的悬挂方式可以与上文所述方式不同(在上文所述方式中，至少电梯厢或配重这两者之一是借助于一转向滑轮来悬挂的)。在这种悬挂方式中，绳索索具的自由端被固定到电梯井道的上方部位上或被固定到机房中的一适当位置处，例如固定到机座上。在这种情况下，与借助于转向滑轮而悬挂的电梯厢或配重的速度相比较，绳子的速度提高了一倍。与电梯厢或配重相连结的转向滑轮的旋转方向可以与牵引转动装置中的轮子的旋转方向大不相同，因为随着转向滑轮间的距离的增加，由反向转折导致的对绳索索具的损害减弱。

Claims (8)

1.一种牵引轮式电梯，它包括：一个驱动装置(10)；一个其上设置有绳槽并通过轴与驱动装置(10)相联结的牵引轮(7)；至少两个其上设置有绳槽的转向滑轮(5，6)，每一个转向滑轮可绕各自的轴旋转；一个沿电梯导轨运行的电梯厢(1)；一个沿着配重导轨运行的配重(2)和一个至少由一根起升绳组成的提升绳索具，电梯厢及其配重悬挂在该绳索索具上，该绳索索具的布局情况是这样的，即：该索具经过一个由牵引轮和转向滑轮组成的转动装置然后自身交叉延伸，其特征在于，绳索索具(3)中的每一根提升绳沿着一条由牵引轮(7)或转向滑轮(5，6)上的绳槽确定的环形路径在相对于该牵引轮和转向滑轮的轴向而言基本相同的方向上进行弯转，绳索索具(3)中的每一根绳子在牵引轮(7)的绳槽中延伸，其在该牵引轮上的连续接触角为200°～270°。

2.如权利要求1所述的牵引轮式电梯，其特征在于所述的接触角为230°～260°。

3.如权利要求2所述的牵引轮式电梯，其特征是所述的接触角约为250°。

4.按照权利要求1或2或3所述的牵引轮式电梯，其特征在于，绳索(3)从转向滑轮(5、6)向下连续延伸到电梯井道中，这些转向滑轮(5、6)的旋转平面是如此布置的，即：绳索(3)中的一根绳子在基本沿着该转向滑轮(5、6)的旋转平面的方向运行时与该转向滑轮(5、6)上的绳槽相遇。

5.按照权利要求1所述的牵引轮式电梯，其特征在于，从牵引轮(7)伸向电梯厢(1)的这段绳索(3)首先伸到转向滑轮之一(6)上，与此同时，伸向配重(2)的这段绳索(3)首先伸到另一转向滑轮(5)上。

6.按照权利要求1所述的牵引轮式电梯，其特征在于，绳索索具(3)包括一个如此安置的转向滑轮，即：为了获得双圈接触，绳子从电梯的牵引轮(7)进入这一转向滑轮，然后绕过所说的转向滑轮继续返回到牵引轮(7)上。

7.按照权利要求1所述的牵引轮式电梯，其特征在于，为了调节绳距(L)，至少转向滑轮(5、6)中的一个滑轮是这样安装在机座(9)上的，即：该转向滑轮(5、6)的位置可以相对于机座(9)而变化，而绳索(3)从该转向滑轮继续向下延伸到电梯井道中。

8.按照权利要求1所述的牵引轮式电梯，其特征在于，转向滑轮(5、6)借助轴承安装在同一框架(9)上，该框架(9)也用作为牵引轮(7)和驱动装置(10)的安装机座(9)；牵引轮(7)和转向滑轮(5、6)的旋转平面以及这些平面的方向是这样彼此相对确定的，即：使得从牵引轮向着转向滑轮交叉延伸的绳子不会彼此碰撞；牵引轮(7)和转向滑轮(5、6)都处于绳距(L)的范围之内；安装机座(9)上配置有用于绳子自由端的锚具(12)，用以使电梯厢(1)借助于转向滑轮而悬挂在绳索索具上。

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