CN106044470A - 用于电梯系统的载荷支承构件 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于电梯系统的载荷支承构件，所述载荷支承构件包括多个张紧构件，所述多个张紧构件沿着所述载荷支承构件的厚度以堆叠形式布置，每个张紧构件包括多个载荷承载纤维和其中布置有所述多个载荷承载纤维的基质材料。粘结介质使相邻张紧构件接合。本公开还提供了一种形成用于电梯系统的载荷支承构件的方法，所述方法包括将多个张紧构件和多个粘结介质层沿着所述载荷支承构件的厚度方向以层压结构交替地分层，每个张紧构件包括布置在基质材料中的多个载荷承载纤维。粘合剂和基质材料至少部分地固化，由此使所述相邻张紧构件接合以形成一体化的载荷支承构件。

Description

用于电梯系统的载荷支承构件

背景

本文所公开的实施方案涉及电梯系统，并且更具体来说，涉及被配置用于电梯系统的载荷支承构件。

电梯系统可用于在建筑物各层之间承载乘客、货物或两者。一些电梯是基于牵引力的并且利用载荷支承张紧构件(诸如绳索或皮带)用于支撑电梯轿厢并且实现电梯轿厢的所要移动和定位。

在绳索用作张紧构件的情况下，每条单独的绳索不仅仅是用于传递拉力的牵引装置，而且直接参与牵引力的传递。在皮带用作张紧构件的情况下，多个载荷支承元件被嵌入共同的弹性体皮带主体中。载荷支承元件专门负责传递拉力，而弹性体材料传递牵引力。由布置在刚性基质复合材料中的单向纤维形成的载荷支承构件由于其轻重量和高强度而在用于电梯系统尤其是高层建筑系统时提供显著的益处。然而，单向复合构造造成较高的弯曲刚度，这可能会在用于其中载荷支承构件缠绕在牵引滑轮周围的电梯系统时产生相当大的弯曲应力。虽然可通过减小载荷支承构件的厚度来降低弯曲应力，但必须增大宽度来实现具有相同载荷承载容量的载荷支承构件。由于大多数电梯系统存在空间约束，载荷支承构件宽度的这种增大可能会超过井道内的驱动机器可用的空间。

概述

在一个实施方案中，一种用于电梯系统的载荷支承构件包括多个张紧构件，该多个张紧构件沿着该载荷支承构件的厚度以堆叠形式布置，每个张紧构件包括多个载荷承载纤维和其中布置有该多个载荷承载纤维的基质材料。粘结介质使相邻张紧构件接合。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，多个张紧构件的至少一部分在载荷支承构件处于非紧张状态下时具有一定曲率半径。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，多个载荷承载纤维具有单向定向。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，粘结介质为热塑性粘合剂层。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，粘结介质为基质材料。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，粘结介质使相邻张紧构件电绝缘。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，多个张紧构件彼此相邻横向地定位在载荷支承构件的整个宽度上。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，横向相邻张紧构件通过横向粘结材料接合。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，涂层至少部分地包围多个张紧构件。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，载荷支承构件的至少一个张紧构件以拉挤方式形成。

在另一实施方案中，一种电梯系统包括：井道；驱动机器，该驱动机器具有联接至其的牵引滑轮；电梯轿厢，该电梯轿厢可在井道内移动；以及配重，该配重可在井道内移动。至少一个载荷支承构件使电梯轿厢与配重连接。载荷支承构件被布置成与牵引滑轮接触，以使得驱动机器的操作使电梯轿厢在多个层站之间移动。至少一个载荷支承构件包括多个张紧构件，该多个张紧构件沿着载荷支承构件的厚度以堆叠形式布置。每个张紧构件包括多个载荷承载纤维，该多个载荷承载纤维被布置在基质材料内。粘结介质用于使相邻张紧构件接合。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，载荷支承构件在处于非紧张状态下时的曲率所具有的直径介于牵引滑轮的直径的约1.5倍至约2.5倍之间。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，多个载荷承载纤维具有单向定向。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，粘结介质为热塑性粘合剂。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，多个张紧构件彼此相邻横向定位在载荷支承构件的整个宽度上。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，横向相邻张紧构件接合在一起。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，涂层至少部分地包围多个张紧构件。

在另一实施方案中，一种形成用于电梯系统的载荷支承构件的方法包括将多个张紧构件和多个粘结介质层沿着载荷支承构件的厚度方向以层压结构交替地分层，每个张紧构件包括布置在基质材料中的多个载荷承载纤维。粘结介质和基质材料至少部分地固化，从而使相邻张紧构件接合以形成一体化的载荷支承构件。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，当载荷支承构件处于非紧张状态下时，在张紧构件的至少一部分中形成一定曲率半径。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，通过以下步骤形成该曲率半径：加热张紧构件的至少一部分；在张紧构件的该部分中形成该曲率半径；以及使张紧构件硬化成最终形状。

另外地或可选地，在这个或其它实施方案中，形成涂层以包围多个张紧构件。

附图简述

在说明书的结束部分具体指出主题内容并对其明确要求保护。根据以下结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其它特征和优点是显而易见的，其中：

图1是牵引式电梯系统的一个例子的透视图；

图2是用于电梯系统的载荷支承构件的一个示例性实施方案的截面图；

图3是张紧构件的一个示例性实施方案的截面图；

图4是形成载荷支承构件的方法的一个实施方案的示意图；

图5是形成载荷支承构件的方法的另一实施方案的示意图；

图6是电梯系统的载荷支承构件的另一示例性实施方案的截面图；

图7是电梯系统的载荷支承构件的又一实施方案的截面图；以及

图8是电梯系统的载荷支承构件的再一实施方案的截面图。

该详细描述参照附图以举例的方式阐释了所公开的实施方案以及优点和特征。

详述

现在参照图1，示出了电梯系统10的一个示例性实施方案。电梯系统10包括电梯轿厢14，该电梯轿厢被配置成在井道12内沿着多个轿厢导轨(未示出)向上和向下垂直地移动。安装至电梯轿厢14的顶部和底部的引导组合件被配置成使轿厢导轨接合以在电梯轿厢14在井道12内移动时，保持该电梯轿厢的正确对准。

电梯系统10还包括配重16，该配重被配置成在井道12内向上和向下垂直地移动。配重16如在常规电梯系统中已知的那样，在与电梯轿厢14的移动大体上相反的方向上移动。配重16的移动由安装在井道12内的配重导轨(未示出)所引导。在所示出的非限制性实施方案中，联接至电梯轿厢14和配重16两者的至少一个载荷支承构件30(例如，皮带)与安装至驱动机器20的牵引滑轮18协同操作。为了与牵引滑轮18协同操作，至少一个载荷支承构件30在第一方向上绕着牵引滑轮18弯曲。在一个实施方案中，在至少一个载荷支承构件30中所形成的任何额外的弯曲也必须在同一第一方向上。

将电梯系统10的驱动机器20在井道12或机房的一部分中定位并且支撑在支撑构件22顶部的安装位置(诸如像台板)处。虽然本文所说明和描述的电梯系统10具有1∶1绕绳比配置，但具有其它绕绳比配置和井道布局的电梯系统10也属于本公开的范畴。在具有替代绕绳比配置的实施方案中，可如本领域已知在载荷支承构件30中布置扭转，以避免反向弯曲或其中载荷支承构件30的所有弯曲在同一方向上发生的其它布置。

现在参照图2，示出了示例性载荷支承构件30的截面图。载荷支承构件30包括多个张紧构件32，该多个张紧构件如图3所示各自由在基质材料36内单向布置的多个单独的载荷承载纤维34形成。如所示出的非限制性实施方案中所示，张紧构件32内的载荷承载纤维34随机分布在整个基质材料36中；然而载荷承载纤维34在张紧构件32的整个区域上的密度保持大致一致。然而，在其它实施方案中，纤维34的密度可能是不均匀的，以使得张紧构件32可能具有其它所要的性质。

用于形成张紧构件32的示例性载荷支承纤维34包括但不限于(例如)碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、尼龙纤维和聚合物纤维。单个张紧构件32内的每个纤维34可能基本上相同，或者可能有所不同。另外，基质材料36可由任何合适材料诸如像聚氨酯、乙烯酯和环氧树脂形成。对纤维34和基质材料36的材料进行选择以实现载荷支承构件30的所要刚度和强度。

再次参照图2，在一些实施方案中，张紧构件32通过拉挤过程而形成为薄层。在标准拉挤过程中，将纤维34以基质材料36浸渍并且牵拉穿过加热模具以及基质材料36在其中经历交联的额外的固化加热器。本领域技术人员应了解，被牵拉的纤维的受控移动和支撑可用于形成处于非紧张状态下的载荷支承构件30的所要线性或弯曲型态。

在一个示例性实施方案中，张紧构件32各自具有约0.1毫米至约1.0毫米的厚度。张紧构件32被布置为层压结构44，其中张紧构件32沿着载荷支承构件30的厚度38堆叠。张紧构件32的层经由插入在相邻张紧构件32之间的粘结介质40彼此固定。在一些实施方案中，粘结介质40为热塑性粘合剂或热固性粘合剂，具有类似于或低于基质材料36的固化刚度的固化刚度。

在一些实施方案中，载荷支承构件30包括护套或涂层42，该护套或涂层至少部分地包围层压结构44以约束层压结构44相对于载荷支承构件30中的其它层压结构44的移动并且保护层压结构44免受冲击。在包括涂层42的实施方案中，涂层42界定接合表面，该接合表面被配置成接触牵引滑轮18的对应表面。用于涂层42的示例性材料包括(例如)热塑性和热固性聚氨酯、聚芳酰胺和橡胶的弹性体。如果其它材料足以满足载荷支承构件30的所需功能，那么可使用其它材料来形成涂层42。例如，涂层42的主要功能是在载荷支承构件30与牵引滑轮18之间提供足够的摩擦系数以在其之间产生所需量的牵引力。涂层42还应该将牵引载荷传递到层压结构44。另外，涂层42应该是耐磨损的并且保护层压结构44(例如)免受冲击损坏、免于暴露于环境因素，诸如化学品。

参照图4，示出了用于形成层压结构44的示例性过程。布置张紧构件层32并在其之间施加粘结介质40。张紧构件32的结构随后经由热量和/或压力的施加而至少部分地固化。在一些实施方案中，诸如图5所示，使载荷支承构件30形成而在处于非紧张状态下时包括一定曲率半径。载荷支承构件30在处于非紧张状态下时的曲率所具有的直径可介于牵引滑轮18的直径的约1.5倍至约2.5倍之间。因此，具有一定曲率半径的载荷支承构件30在对其施加张紧力时一定绕着绳轮18弯曲的距离显著小于常规线性载荷支承构件30在对其施加张紧力时一定绕着绳轮18弯曲的距离。因此，具有一定曲率半径的载荷支承构件30所经受的弯曲应力显著减小，由此提高了载荷支承构件30的载荷支承容量和寿命。

在其它实施方案中，载荷支承构件30的仅一部分(诸如像被配置成接触牵引滑轮18的传动部分)在载荷支承构件30处于非紧张状态下时包括一定曲率半径。由于形成了具有一定曲率半径的载荷支承构件30，因此张紧构件32的圆周长度可以变化。例如，布置在曲率外侧的张紧构件32大体上具有第一无应力的长度，并且邻近曲率内侧布置的张紧构件32将会具有比第一无应力的长度要短的第二无应力的长度。通过使张紧构件32的长度大体上从曲率的外侧到内侧减小，可以消除载荷承载构件30的内部应力。

在图6所示的替代实施方案中，除了沿着载荷承载构件30的厚度38堆叠的张紧构件32外，张紧构件32还沿着载荷承载构件30的宽度48一个接一个横向地布置。横向布置的张紧构件32经由定位在其之间的横向粘结材料46彼此接合，该横向粘结材料在一些实施方案中是与粘结介质40不同的材料。横向粘结材料46有助于在横向相邻张紧构件32之间分担载荷。这种配置允许通过例如利用具有不同的载荷承载纤维34密度的张紧构件32来在载荷承载构件30的整个宽度48上调整载荷承载构件30。

另外，如图7和图8所示，载荷支承构件30的替代实施方案包括沿着载荷支承构件30的厚度堆叠的张紧构件32的层压结构44。

通过形成具有初始曲率的复合载荷支承构件30，对于给定厚度来说，载荷支承构件的弯曲应力有所减小。因此，载荷支承构件30的厚度可能会增大，由此在达到最大容许弯曲应力之前，提高每单元宽度的载荷承载容量。另外，在所形成的具有初始曲率的载荷支承构件30的包装和运输期间，卷绕式载荷支承构件30的储能有所下降，从而降低了对船运集装箱的需求。

另外，通过使张紧构件32沿着载荷支承构件30的厚度38堆叠而形成载荷支承构件30增大了载荷支承构件30的强度并且允许载荷支承构件30形成到较小的曲率半径。另外，在使用了热塑性粘结介质40的实施方案中，可对载荷支承构件30的端部暂时加热，从而使粘结介质40软化，允许载荷支承构件30缠绕在电梯终端结构或其它结构周围，然后再硬化成最终形状。热塑性粘结介质40的使用进一步允许张紧构件32堆叠和涂层42同时形成。

另外，在一些实施方案中，粘结介质40为电绝缘材料，允许通过例如测量张紧构件32随时间推移和/或相对于彼此的电阻差异来监测单独张紧构件32的劣化情况。另外，堆叠式张紧构件32的结构防止在张紧构件32的层之间出现裂纹或断裂扩展，从而允许载荷支承构件30在断裂之前得到维修。

虽然已经仅结合有限数量的实施方案详细描述了本公开，但应当很容易理解的是，本公开并不限于这些所公开的实施方案。而是，可以修改本公开以使其合并有许多以上未描述但在精神和/或范畴上相称的变化、变更、替换或等效布置。另外，虽然已描述了各种实施方案，但应了解，本公开各方面可能仅包括所描述实施方案中的一些。因此，本公开不应被认为限于前面的描述，而是只受随附权利要求的范畴限制。

Claims (21)

1.一种用于电梯系统的载荷支承构件，所述载荷支承构件包括：

多个张紧构件，所述多个张紧构件沿着所述载荷支承构件的厚度以堆叠形式布置，每个张紧构件包括：

多个载荷承载纤维；以及

基质材料，其中布置有所述多个载荷承载纤维；以及

粘结介质，所述粘结介质用于使相邻张紧构件接合。

2.如权利要求1所述的载荷支承构件，其中所述多个张紧构件的至少一部分在所述载荷支承构件处于非紧张状态下时具有一定曲率半径。

3.如权利要求1或2所述的载荷支承构件，其中所述多个载荷承载纤维具有单向定向。

4.如权利要求1至3中任一项所述的载荷支承构件，其中所述粘结介质为热塑性粘合剂层。

5.如权利要求1至3中任一项所述的载荷支承构件，其中所述粘结介质为所述基质材料。

6.如权利要求1至5中任一项所述的载荷支承构件，其中所述粘结介质使所述相邻张紧构件电绝缘。

7.如权利要求1至6中任一项所述的载荷支承构件，进一步包括多个张紧构件，所述多个张紧构件彼此相邻横向地设置在所述载荷支承构件的整个宽度上。

8.如权利要求7所述的载荷支承构件，其中所述横向相邻张紧构件通过粘合剂层接合。

9.如权利要求1至8中任一项所述的载荷支承构件，进一步包括涂层，所述涂层至少部分地包围所述多个张紧构件。

10.如权利要求1至9中任一项所述的载荷支承构件，其中所述载荷支承构件的至少一个张紧构件以拉挤方式形成。

11.一种电梯系统，包括：

井道；

驱动机器，所述驱动机器具有联接至其的牵引滑轮；

电梯轿厢，所述电梯轿厢可在所述井道内移动；

配重，所述配重可在所述井道内移动；

至少一个载荷支承构件，所述至少一个载荷支承构件使所述电梯轿厢与所述配重连接，所述载荷支承构件被布置成与所述牵引滑轮接触，以使得所述驱动机器的操作使所述电梯轿厢在多个层站之间移动，所述至少一个载荷支承构件包括：

多个张紧构件，所述多个张紧构件沿着所述载荷支承构件的厚度以堆叠形式布置，每个张紧构件包括布置在基质材料内的多个载荷承载纤维；以及

粘结介质，所述粘结介质用于使相邻张紧构件接合。

12.根据权利要求11所述的电梯系统，其中所述载荷支承构件在处于非紧张状态下时的曲率所具有的直径介于所述牵引滑轮的直径的约1.5倍至约2.5倍之间。

13.如权利要求11或12所述的电梯系统，其中所述多个载荷承载纤维具有单向定向。

14.如权利要求11至13中任一项所述的电梯系统，其中所述粘结介质为热塑性粘合剂。

15.如权利要求11至14中任一项所述的电梯系统，进一步包括多个张紧构件，所述多个张紧构件彼此相邻横向地设置在所述载荷支承构件的整个宽度上。

16.如权利要求14所述的电梯系统，其中所述横向相邻张紧构件接合在一起。

17.如权利要求11至16中任一项所述的电梯系统，进一步包括涂层，所述涂层至少部分地包围所述多个张紧构件。

18.一种形成用于电梯系统的载荷支承构件的方法，所述方法包括：

将多个张紧构件和多个粘结介质层沿着所述载荷支承构件的厚度方向以层压结构交替地分层，每个张紧构件包括布置在基质材料中的多个载荷承载纤维；以及

使所述粘合剂和基质材料至少部分地固化，由此使所述相邻张紧构件接合以形成一体化的载荷支承构件。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包括当所述载荷支承构件处于非紧张状态下时，在所述载荷支承构件的至少一部分中形成一定曲率半径。

20.如权利要求18或19所述的方法，进一步包括通过以下步骤形成所述曲率半径：

加热所述载荷支承构件的至少一部分；

在所述载荷支承构件的所述部分中形成所述曲率半径；以及

使所述载荷支承构件硬化成最终形状。

21.如权利要求18至20中任一项所述的方法，进一步包括形成涂层，所述涂层包围所述多个张紧构件。