CN105829228B

CN105829228B - 用于电梯设备的促动器以及用于操作此类促动器的方法

Info

Publication number: CN105829228B
Application number: CN201480068632.XA
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·史都德; 拉法埃尔·比奇
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: EP3083474B1; AU2014365526A1; CA2931939A1; WO2015090840A1; US10023430B2; US20170001834A1; CN105829228A; AU2014365526B2; HK1226048B; EP3083474A1

Abstract

本发明涉及一种用于电梯设备的促动器1，所述促动器可以占据激活的状态和关断的状态，并具有复位元件15。借助所述复位元件使促动器从关断的状态进入激活的状态。在此，复位元件由形状记忆合金制造。在第一温度下，复位元件表现为第一长度，在第二温度下，复位元件表现为第二长度。复位元件设计用于：在促动器关断之后，从第一长度变为第二长度，并且再度变为第一长度。这样，复位元件将促动器复位至激活状态。

Description

用于电梯设备的促动器以及用于操作此类促动器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于电梯设备的可靠的制动器以及一种用于使这种促动器运行的方法。

背景技术

在这种电梯构造中，给出大量针对用于操作安全制动器、门锁、门开启机构的能够可靠操作的促动器的应用，或者用于提供临时的安全空间的系统。已知的解决方案通常基于电机械的结构元件，例如芯轴马达、升降磁体等，凭借其能够可靠操作促动器。这种结构元件基于单纯安全技术的考量需要非常可靠地运行，但是具有相对重的结构重量和相对高的能量消耗。此外，针对这些结构元件装入电梯设备的过程，需要设置相对较大的安装空间。最后，也不能排除产生一定的噪声，这种噪声可能搅扰到轿厢内部舒适的行驶品质。特别是结构重量和安装尺寸的改善是本领域技术人员在设计电梯设备时持续予以重视的因素。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种针对电梯设备中的安全应用的改进的促动器，这种促动器特别是具有相对小型的安装尺寸和轻质的结构重量。

所述目的利用具有按照本发明的特征的促动器来实现。

优选的是，用于电梯设备的、能够占据激活状态和关断状态的促动器包括复位元件。借助复位元件，促动器能够从关断状态进入激活状态。在此，复位元件由形状记忆合金制成。在第一温度下，复位元件表现为或者说占据第一长度，在第二温度下表现为或者说占据第二长度。复位元件设计用于：在促动器关断之后，从第一长度变为第二长度，并且再度变为第一长度。这样，复位元件将促动器复位至激活状态。

形状记忆合金被认为是如下的金属，其具有在发生很大的形变之后再次达到其原有造型的能力。这种“记忆效应”有赖于这种金属能够以两种不同的晶体结构存在的特性。形状转变是基于从奥氏体相向马氏体相(或者说高温相相对于低温相)的根据温度的晶格转变。两个相能够借助温度改变而相互过渡。形状转变的温度能够根据所选出的合金组份而在很宽的范围内调整。特别是基于钛和镍的合金(例如NiTi或Nitinol(镍钛诺))在实践中依赖其适当的特性来实现。

另外，对于长度在文字意义上能够理解为复位元件的如下尺寸，例如线材、棒材等的形体的大于例如宽度的尺寸。与本发明相关地，长度也应当理解为任意形体的任何尺寸的长度，所述长度与温度相关地可以具有足以使促动器复位的伸缩差别。

有利的是，由形状记忆合金制成的复位元件极为高效地发挥作用。其特殊的工作效率超出其他促动器材料的工作效率数倍。相应地，复位元件或促动器能够非常紧凑而且轻质地制造。此外，复位元件的长度改变是绝对无噪声的，而且显著地有助于改善所感受到的行驶舒适性。

优选的是，复位元件的第一长度比第二长度更短地设定尺寸。

在特别优选的实施方案中，复位元件呈线材状地设计。线材的直径能够根据使促动器复位需要设定多大的力而改变。也可以设置多根平行布置的、由形状记忆合金制成的线材。

优选的是，促动器具有保持装置和衔铁，衔铁在促动器的激活的状态下，能够克服牵拉力保持在保持装置上，其中，复位元件将牵拉力传递给衔铁。特别优选的是，保持装置以磁性的方式起作用。例如，保持装置设计为电磁体。衔铁本身特别优选地由铁磁性的材料制造。在促动器的激活的状态下，电磁体被通电并且将衔铁保持在激活的停用位置中。保持装置与衔铁之间的吸引力在促动器的激活状态下始终大于牵拉力。

对此可替换地，保持装置也能够以电磁的方式起作用。为此，保持装置具有钩部。衔铁优选设计为孔眼，钩部能够嵌入孔眼中。在促动器激活的状态下，保持装置被通电，其中，钩部能够由保持装置保持在第一位置中，在第一位置中，钩部嵌入衔铁的孔眼中并且由此将衔铁克服牵拉力地保持。相反在关断的状态下，保持装置不再被通电。在此，保持装置的钩部占据第二位置，在第二位置中，钩部放开衔铁的孔眼。

对于激活的停用位置，理解为是如下的停用位置，其中，促动器例如将安全制动器保持在松闸的状态。一旦对保持装置的通电中断，则衔铁就被保持装置松开。相应地，衔铁沿保持装置的牵拉力的方向被拉开，安全制动器被激活。在此，特别有利的是，促动器不易失灵地可靠设计。

优选的是，衔铁在促动器关断的状态下，能够沿保持装置的牵拉力的方向松开。

优选的是，复位元件的长度以如下方式改变(特别是变长)，使得衔铁在促动器关断时能够再度与保持装置发生有效接触。特别优选的是，在此，促动器具有复位弹簧，衔铁能够利用复位弹簧与保持装置发生有效接触。

复位弹簧的复位力小于牵拉力，以便确保对促动器的可靠操作。复位弹簧的复位力以如下方式调整，使得复位弹簧的复位力大得足以夹紧处于第二长度的复位元件并且相应地与保持装置发生有效接触。

优选的是，第一温度高于第二温度，其中，复位元件的第一长度借助加热复位元件能够达到。特别优选的是，第一温度高于复位元件的环境温度，特别是高于50℃。例如电梯设备的竖井中的环境温度可能在一定带宽内波动。对于这种状况，就此考虑到第一温度以如下方式预先确定，使第一温度始终高于针对正常运行最高规定的环境温度。针对电梯设备的设计，由许可部门规定出针对电梯设备正常运行最高能够接受的温度。在欧洲，最高规定的温度为50℃。当然，这个温度值对于不同国家的许可部门可能不同地规定。

优选的是，用于加热复位元件的促动器具有下列热源中的一个：

复位元件布置于其中的感应线圈，

复位元件布置于其中的加热螺线管，

复位元件作为电阻接入电流回路中，或者

能够与复位元件发生接触的介质。

在此，有利的是，复位元件在促动器关断的状态下，即便在电流中断时，仍然能够达到其第二长度。

介质可以以气态、液态或固态的聚集状态存在，介质本身借助热源被加热至适当的温度，所述温度足够高，以使得复位元件能够至少达到第一温度。

可替换地，第二温度低于复位元件的环境温度，特别是低于-10℃。在此，复位元件的第二长度能够借助冷却复位元件来实现。环境温度可能在一定的带宽内波动。对于这种状况，就此考虑到第二温度以如下方式预先确定，使第二温度始终低于对于正常运行最低规定的环境温度。针对电梯设备的设计方案，由许可部门规定出针对电梯设备正常运行最低能够接受的温度。在欧洲，最低规定的温度为-10℃。当然，这个温度值对于不同地区或国家的许可部门可能不同地规定。

优选的是，促动器在可替换的实施方案中为了冷却复位元件而具有下列冷源：

与复位元件相连接的珀尔帖元件，或者

能够与复位元件发生接触的介质。

有利的是，在促动器的可替换的实施方案中，复位元件在促动器的激活状态下不消耗能量，这是因为高温相或者复位元件的第一长度在环境温度下就已经存在。也就是说，能量仅为了冷却复位元件而被耗用，以便将复位元件变为第二长度。

珀尔帖元件指的是如下的电热变换装置，其以珀尔帖效应为基础在通电的情况下产生温差。珀尔帖效应的基础在于两个具有不同导带能量水平的半导体发生接触。在此，n型掺杂的半导体具有比p型掺杂的半导体更低的能量水平。当对所述材料的两个彼此前后布置的接触部位通电时，则在从n型掺杂的半导体相对于p型掺杂的半导体的接触部位上吸收热能，由此，电子达到相邻接的半导体材料的能级较高的导带中。接触部位相应冷却。

介质可以以气态、液态或固态的聚集状态存在，接触本身借助冷源或者另外借助聚集状态变换以及吸走热量而被冷却到适当的温度，所述温度足够低，以使得复位元件至少能够达到第二温度。

优选的是，衔铁与衔铁引导件相连接，衔铁借助衔铁引导件在壳体内部引导。相应地，能够实现平移引导。在此，有利的是，衔铁按照定义方式朝向和远离保持装置运动。

在另一方面，本发明涉及一种用于使促动器运行的方法，并且包括下列步骤：

A)关断促动器，

B)在第二温度下，伸长复位元件的长度，以及

C)在第一温度下，缩短复位元件的长度，从而使促动器复位到激活的状态下。

附图说明

下面借助于实施例详细阐述本发明。其中：

图1以横截面示意示出促动器的基本结构；

图2a示意示出促动器在一个接通周期中的第一状态；

图2b示意示出促动器在该接通周期中的第二状态；以及

图2c示意示出促动器在该接通周期中的第三状态。

具体实施方式

图1示出促动器1的示意图。促动器1具有壳体11，在壳体中布置有保持装置12、衔铁13、衔铁引导件16以及复位弹簧14。衔铁13和衔铁引导件16相互固定连接。在此，衔铁引导件16或衔铁13本身的平移运动借助壳体11来预设。

在优选的实施方案中，保持装置12实施为电磁体，衔铁由铁磁性材料制造。保持装置12也可以将磁吸引力施加到衔铁13上，并且将衔铁保持在促动器1的激活的停用状态下。只要对保持装置12供给足够的电能，就能实现这一点。

另外，衔铁13与复位元件15连接。复位元件15例如可以设计为线材。复位元件15将牵拉力F1传递到衔铁13上。在所示的示例中，复位元件15借助杆件10被加载牵拉力F1。当然，复位元件15也能够直接被加载牵拉力F1。牵拉力F1例如表现为安全制动器的关断力，其能够储存在压力弹簧中，或者由重力作用给定。由保持装置12施加到衔铁13上的保持力大于牵拉力F1。由此，保持装置12能够将衔铁13在激活的停用状态下固定保持。在对保持装置12的供电中断的情况下，促动器1占据关断的状态，储存在压力弹簧中的能量为了激活安全制动器而被释放。

复位元件15本身例如由形状记忆合金制造，特别是由镍-钛合金、镍钛诺合金、镍-钛-铜合金、铜-锌合金、铜-锌-铝合金、铜-铝-镍合金、铁-镍-铝合金、铁-锰-硅合金、或锌-金-铜合金构成制造。复位元件15在第一温度T1下或者说在高温相中以第一长度存在，并且在第二温度T2下或者说在低温相中以第二长度存在，其中，第一长度短于第二长度地设定。在第一实施方案中，复位元件15的合金设计如下，温度T1处在环境温度以上，温度T2处在环境温度的范围内。相反，在第二实施方案中，复位元件的合金设计如下，温度T1处在环境温度的范围内，温度T2处在环境温度以下。

复位元件14将复位力施加到衔铁13或复位元件15上。能够借助复位力使复位元件15在其第二长度上张紧地得到保持。复位弹簧的复位力调整得小于牵拉力F1，使得安全制动器例如在促动器1的关断状态下被可靠激活。

在图2a、2b和2c中，示出促动器1的工作原理的完整周期。图2a示出处在激活的状态下的促动器1。该状态的特点在于：衔铁13由保持装置12克服牵拉力F1地保持在激活的停用状态下。在此，复位元件15占据第一温度T1，其中，复位元件15以其第一长度存在。复位元件15在第一实施方案中借助热源保持在第一温度T1上。在特别简单的构造方案中，复位元件15本身设计为热源，方式为：其作为电阻被整合到电路中。在此，复位元件15的温度借助流经电阻或复位元件15的电流强度来调整。当然，也可以使用各种开头提到的热源或其他适当的热源，以便将复位元件15至少保持在第一温度T1上。

对此可替换地，在复位元件15的第二实施方案中，复位元件T1处在环境温度的范围内。在此情况下，复位元件15在无热源的情况下占据其第一长度。

在第一步骤A中，促动器被关断。这通过基于控制单元的指示出电梯设备的不安全状态的信号而中断对保持装置12的供电来实现。因为在这种状态下保持装置12失去保持力，所以衔铁13基于起作用的牵拉力F1而与保持装置分离并且占据预先确定的距保持装置12的间距d。间距d能够通过壳体11、衔铁引导件16和/或复位弹簧15的适当尺寸设定而得以确定。复位元件15在该步骤期间优选保持在第一温度T1上。

图2b示出处于关断状态下的促动器1。

在第二步骤B中，复位元件15从第一温度T1达到第二温度T2，在第二温度下，复位元件15占据第二长度。在此，在复位元件15的第一实施方案中，切断热源，也就是例如中断流经复位元件15的电流。于是，复位元件15达到环境温度。在第一实施方案中，将复位元件15冷却至环境温度就足以达到第二温度T2。

对此可替换地，复位元件15在其第二实施方案中借助冷源从环境温度冷却至第二温度T2。例如，复位元件15能够与冷介质(诸如液氮)发生接触。当然，也可以使用各种开头提到的冷源或其他适当的冷源，以便将复位元件15至少保持在第二温度T2上。

在步骤B期间，复位元件15以如下方式伸长或占据第二长度，使得克服或者说越过衔铁13与保持装置12之间的间距d。借助复位弹簧14使衔铁13朝向保持装置12的方向复位，直至衔铁13达到保持装置12的作用区域中。在此，保持装置12再度被供给能量并且将磁吸引力施加到衔铁13上。

图2c示出处于如下状态下的促动器1，在所述状态下，促动器已经为复位做好准备。衔铁13有赖于复位元件15的第二长度而与保持装置12保持有效接触。

在第三步骤C中，最后使复位元件15达到第一温度T1，方式为：例如激活热源，或者可替换地关断冷源。在达到温度T1时，复位元件15占据第一长度并且以间距d缩短。相应地，促动器1复位到激活的状态。在复位元件长度改变时所施加的力大于牵拉力F1。

Claims

1.一种用于电梯设备的促动器(1)，所述促动器可以占据激活的状态和关断的状态，具有复位元件(15)，用以使促动器(1)从关断的状态进入激活的状态，

其特征在于，

复位元件(15)由形状记忆合金制造，在第一温度下，复位元件表现为第一长度，在第二温度下，复位元件表现为第二长度，其中，复位元件(15)设计用于：在促动器关断之后，从第一长度变为第二长度，并且再度变为第一长度，从而将促动器(1)复位至激活状态。

2.根据权利要求1所述的促动器(1)，

其特征在于，

第一长度设定得比第二长度短。

3.根据权利要求1或2所述的促动器(1)，

其特征在于，

复位元件(15)呈线材状地设计。

4.根据权利要求1或2所述的促动器(1)，

其特征在于，

促动器(1)具有：保持装置(12)和衔铁(13)，衔铁在促动器(1)激活的状态下能够克服牵拉力(F1)保持在保持装置(12)上，其中，复位元件(15)将牵拉力(F1)传递到衔铁(13)上。

5.根据权利要求4所述的促动器(1)，

其特征在于，

衔铁(13)在促动器(1)关断的状态下，能够沿牵拉力(F1)的方向与保持装置(12)分离。

6.根据权利要求4所述的促动器(1)，

其特征在于，

复位元件(15)的长度以如下方式改变：衔铁(13)在促动器(1)关断之后，能够再度与保持装置(12)发生有效接触。

7.根据权利要求6所述的促动器(1)，

其特征在于，

促动器(1)具有复位弹簧(14)，衔铁(13)能够借助复位弹簧与保持装置(12)发生有效接触。

8.根据权利要求7所述的促动器(1)，

其特征在于，

复位弹簧的复位力小于牵拉力(F1)。

9.根据权利要求1或2所述的促动器(1)，

其特征在于，

第一温度(T1)大于第二温度(T2)，其中，复位元件(15)的第一长度能够借助对复位元件(15)的加温达到，并且第一温度高于环境温度。

10.根据权利要求1或2所述的促动器(1)，

其特征在于，

第一温度(T1)大于第二温度(T2)，其中，复位元件(15)的第二长度能够借助对复位元件(15)的冷却达到，并且第二温度低于环境温度。

11.根据权利要求4所述的促动器(1)，

其特征在于，

衔铁(13)与衔铁引导件(16)相连接，衔铁(13)能够利用衔铁引导件在壳体(11)内部引导。

12.根据权利要求9所述的促动器(1)，

其特征在于，

促动器(1)为了对复位元件(15)加温而具有如下的热源：

感应线圈，复位元件(15)布置于其中，

加热螺线管，复位元件(15)布置于其中，

将复位元件(15)作为电阻接入电流回路中，或者

能够与复位元件(15)发生接触的介质。

13.根据权利要求10所述的促动器(1)，

其特征在于，

促动器(1)为了对复位元件(15)进行冷却而具有如下的冷源：

与复位元件(15)相连接的珀尔帖元件，或者

能够与复位元件(15)发生接触的介质。

14.根据权利要求4所述的促动器(1)，

其特征在于，

保持装置(12)是以磁性或电磁方式起作用的保持装置(12)。

15.根据权利要求4所述的促动器(1)，

其特征在于，

衔铁(13)由铁磁性材料制造或者被设计为孔眼。

16.根据权利要求6所述的促动器(1)，

其特征在于，

复位元件(15)的长度以如下方式延长：衔铁(13)在促动器(1)关断之后，能够再度与保持装置(12)发生有效接触。

17.根据权利要求9所述的促动器(1)，

其特征在于，

第一温度高于50℃。

18.根据权利要求10所述的促动器(1)，

其特征在于，

第二温度低于-10℃。

19.根据权利要求11所述的促动器(1)，

其特征在于，

衔铁(13)能够利用衔铁引导件在壳体(11)内部实现平移引导。

20.一种用于操作根据前述权利要求中任一项所述的促动器(1)的方法，包括如下步骤：

A)关断促动器(1)，

B)在第二温度(T2)下，伸长复位元件(15)的长度，以及

C)在第一温度(T1)下，缩短复位元件(15)的长度，从而使促动器(1)复位到激活的状态下。