CN106744191A - 电梯受拉构件 - Google Patents

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Abstract

一种用于悬挂和/或驱动电梯轿厢的带包括沿着所述带的长度延伸的受拉构件，所述受拉构件包括粘结在第一聚合物基体中的多个纤维，所述多个纤维平行于所述带的长度延伸并且沿着所述带的所述长度是不连续的，并且在纵向相邻的纤维之间布置有一个或多个纵向延伸的间隙。夹套实质上保持所述受拉构件。一种形成用于电梯系统带的受拉构件的方法包括将多个纤维布置到纤维束中。所述多个纤维平行于所述带的长度延伸并且在纵向延伸的纤维之间具有一个或多个纵向延伸的间隙。将所述多个纤维粘结到第一聚合物基体。

Description

电梯受拉构件
背景技术
本文公开的主题涉及用于悬挂和/或驱动电梯轿厢和/或对重装置的受拉构件，诸如电梯系统中所用的那些。
牵引驱动电梯带通常使用诸如钢索的受拉构件构造。复合材料领域中的最近发展包括使用连续的合成纤维，诸如碳纤维、玻璃纤维和/或有机芳族聚酰胺或聚酰亚胺纤维，以提供比钢相大的强度重量比。尽管具有连续碳纤维和热固性树脂的带将提供与钢索带相比改善的强度重量优势，但是仍存在显著的性能和耐久性挑战。例如，刚性结构与对本领域中能够进行数千次的弯曲周期而不易碎和疲劳破坏的柔性带的期望相反。
发明内容
在一个实施方案中，用于悬挂和/或驱动电梯轿厢的带包括沿着带的长度延伸的受拉构件，所述受拉构件包括粘结在第一聚合物基体中的多个纤维，所述多个纤维平行于带的长度延伸并且沿着带的长度是不连续的，并且在纵向相邻的纤维之间布置有一个或多个纵向延伸的间隙。夹套实质上保持受拉构件。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，受拉构件还包括通过第二聚合物基体固定到彼此的多个纤维束，每个纤维束包括粘结在第一聚合物基体中的多个纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，第二聚合物基体材料不同于第一聚合物基体材料。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，受拉构件具有按体积计在30％与70％之间的纤维密度。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，纤维束包括具有不均一截面大小和/或长度的纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，带包括不平行于带的长度延伸的一层或多层纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，一个或多个层设置在最外侧带表面处。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，多个纤维由碳、玻璃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺或其他聚酰亚胺材料中的一种或多种形成。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，第一聚合物基体由热固性材料或热塑性材料形成。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，带具有大于或等于3∶2的带宽度与带厚度的宽高比，其中多个受拉构件跨带宽度布置。
在另一个实施方案中，电梯系统包括电梯轿厢、一个或多个滑轮以及一根或多根带，所述一根或多根带可操作地连接到轿厢并且与一个或多个滑轮相互作用，用于悬挂和/或驱动电梯轿厢。一根或多根带中的每根带包括沿着带的长度延伸的受拉构件，所述受拉构件包括粘结在第一聚合物基体中的多个纤维。所述多个纤维平行于带的长度延伸并且沿着带的长度是不连续的，并且在纵向相邻的纤维之间布置有一个或多个纵向延伸的间隙。夹套实质上保持受拉构件。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，受拉构件还包括通过第二聚合物基体固定到彼此的多个纤维束，每个纤维束包括粘结在第一聚合物基体中的多个纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，第二聚合物基体材料不同于第一聚合物基体材料。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，受拉构件具有按体积计在30％与70％之间的纤维密度。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，纤维束包括具有不均一截面大小和/或长度的纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，带包括不平行于带的长度延伸的一层或多层纤维。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，一个或多个层设置在最外侧带表面处。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，多个纤维由碳、玻璃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺或其他聚酰亚胺材料中的一种或多种形成。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，第一聚合物基体由热固性材料或热塑性材料形成。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，带具有大于或等于3∶2的带宽度与带厚度的宽高比，其中多个受拉构件跨带宽度布置。
在又一个实施方案中，形成用于电梯系统带的受拉构件的方法包括将多个纤维布置到纤维束中。所述多个纤维平行于带的长度延伸并且在纵向延伸的纤维之间具有一个或多个纵向延伸的间隙。将所述多个纤维粘结到第一聚合物基体。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，通过使纵向相邻的纤维断裂而形成一个或多个纵向延伸的间隙。
另外或可替代地，在这个或其他实施方案中，多个纤维由碳、玻璃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺或其他聚酰亚胺材料中的一种或多种形成。
附图说明
在随附于本说明书的权利要求书中特别指出并明确要求保护被认为是本公开的主题。通过以下结合附图而进行的详细描述，可以清楚了解本公开的上述和其他特征及优点，在附图中：
图1A是具有1∶1挂绳布置的示例性电梯系统的示意图；
图1B是具有不同挂绳布置的另一个示例性电梯系统的示意图；
图1C是具有悬臂布置的另一个示例性电梯系统的示意图；
图2是用于电梯系统的电梯带的一个实施方案的纵向截面视图；
图3是用于电梯系统的电梯带的一个实施方案的横向截面视图；
图4是用于电梯系统的电梯带的另一个实施方案的纵向截面视图；
图5是用于电梯系统的电梯带的又一个实施方案的纵向截面视图；
图6是用于电梯系统的电梯带的受拉构件的一个实施方案的纵向截面视图；并且
图7是用于电梯系统的电梯带的受拉构件的一个实施方案的平面视图。
具体实施方式
图1A、图1B和图1C示出示例性牵引电梯系统10的示意图。对于本发明的理解而言并不需要的电梯系统10的特征(诸如导轨、安全设施等)在本文中未予讨论。电梯系统10包括电梯轿厢12，所述电梯轿厢12利用一根或多根带16可操作地悬挂或支撑在电梯井14内。一根或多根带16与一个或多个滑轮18相互作用以途经电梯系统10的各种部件。一根或多根带16也可被连接到对重装置22，所述对重装置22用于帮助平衡电梯系统10并减少在操作期间处于牵引滑轮的两侧上的带张力的差值。
滑轮18各自具有直径20，所述直径20可与电梯系统10中的其他滑轮18的直径相同或不同。滑轮18中的至少一个可以是驱动滑轮。驱动滑轮由机器50驱动。驱动滑轮通过机器50的移动驱动、移动和/或推进(通过牵引)途经驱动滑轮的一根或多根带16。
滑轮18中的至少一个可以是转向器、偏转器或空转滑轮。转向器、偏转器或空转滑轮不由机器50驱动，但会帮助引导一根或多根带16绕过电梯系统10的各种部件。
在许多实施方案中，电梯系统10可利用多根带16以用于悬挂和/或驱动电梯轿厢12。另外，电梯系统10可具有各种构型，以使得一根或多根带16的两侧接合一个或多个滑轮18(诸如图1A、图1B或图1C中的示例性电梯系统所示)或一根或多根带16的仅一侧接合一个或多个滑轮18。
图1A提供1∶1挂绳布置，其中一根或多根带16端接在轿厢12和对重装置22处。图1B和图1C提供不同的挂绳布置。具体地，图1B和图1C示出轿厢12和/或对重装置22可具有在其上接合一根或多根带16的一个或多个滑轮18，并且一根或多根带16端接在别处，通常端接于电梯井14内的一对承重结构(诸如对于无机器间电梯系统)或机器间内的结构(对于利用机器间的电梯系统)。布置中使用的滑轮18的数量决定特定挂绳比率(例如，图1B和图1C中所示的2∶1挂绳比率或不同的比率)。图1C也提供了所谓的背包式或悬臂型电梯。本发明可用于除了图1A、图1B和图1C中所示的示例性类型以外的电梯系统。
图2提供了示例性带16构造或设计的示意性纵向截面视图。带16包括多个纤维24。纤维24在带长度26上是不连续的，沿着带长度26在纤维24之间具有多个断裂或间隙28。多个纤维24可沿着带宽度30和/或带厚度32布置或堆叠，被大体上定向成使得纤维长度34沿着带长度26指向。纤维24粘结到聚合物基体36以形成用于带16的受拉构件38。一个或多个这类受拉构件38可封入聚合物夹套40中以形成带16。例如，在图3所示的实施方案中，带16包括封入夹套40中的三个受拉构件38。
纤维24可由诸如碳、玻璃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺或其他聚酰亚胺材料的许多材料中的一种或多种形成。此外，纤维24可组织成组，诸如短纤纱。基体36可由例如热固性材料或热塑性材料形成，而夹套40可由诸如热塑性聚氨酯(TPU)的弹性体材料形成。受拉构件38被进一步构造成具有每单位体积的纤维24的30％至70％的纤维24密度。在一些实施方案中，纤维24的大小、长度或周长可改变，并且可进一步有意予以变化以提供所选择的最大纤维24密度。
再次参考图2，在布置纤维24时，纤维24是交错的以使得间隙28不会连续地延伸穿过整个带厚度32或者整个带宽度30，因此即使纤维24沿着带长度26是不连续的所述带也保持所需的纵向强度。此外，具有不连续纤维24的带16已沿着纵向方向减小了抗弯刚度，从而产生与具有连续纤维的带相比改善的带柔韧性和改善的阻尼特性。阻尼通过众多纤维端部42处的应力集中和因此间隙28以及纤维24之间的区域处的增加的滞回能量损耗而得到改善。改善的阻尼特性改善了电梯乘坐的舒适度，尤其是对于高层安装。
图4中示出另一个实施方案。在这个实施方案中，纤维24布置到包括多层纤维24的束44中。束44可沿着带长度26或沿着带宽度30或沿着带厚度32布置或堆叠。束44通过使纤维24与第一聚合物基体26a粘结形成。可随后通过将纤维束44布置成所选择构型然后利用第二聚合物基体26b将束44粘结到受拉构件38中而将束44形成到受拉构件38中。在一些实施方案中，第一聚合物基体26a与第二聚合物基体26b材料相同，而在其他实施方案中，第一聚合物基体26a和第二聚合物基体26b材料不同以实现受拉构件38的所选择性能。在其他实施方案中，如图5所示，非连续纤维24可与多个连续纤维46混合以形成混合受拉构件38。
在一些实施方案中，纤维24在与第一聚合物基体26粘结时是不连续的，而在其他实施方案中，连续纤维送入生产机械中并且在基体浸渍和/或部分固化(冷却)之后，纤维随后在最后固化(或凝固)之前断裂成短纤维24。
现参考图6和图7，带16或受拉构件38可包括随机定向纤维24的一个或多个层48，其中所述纤维的至少一部分被定向在除了沿着带长度26之外的方向上。纤维24的随机或偏离纵向的定向增加了跨带宽度30的带强度。层48可以是如图6所示的受拉构件38的最外侧部分，或者可替代地一个或多个层48可嵌入受拉构件38的内部中。此外，层48的纤维24可由与受拉构件38的其余部分的纤维24相同的材料形成，或者可由不同的材料形成。层48可以是连续的或不连续的或者二者的组合。
除了先前提及的减小的抗弯刚度产生更大的带柔韧性之外，并且还除了具有不连续纤维24的带16的更好的阻尼性能之外，带16改善了可修复性，因为不需要在进行修复时保持纤维连续性。
虽然仅仅结合有限数量的实施方案对本公开进行了详细描述，但应易于理解，本发明不限于这些所公开的实施方案。相反，本公开可进行修改来并入有之前并未描述但与本发明的精神和范围相符的任何数量的变化方案、替代方案、替换方案或等效布置。另外，尽管已描述本公开的各种实施方案，但应理解，本公开的各个方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此，本公开不应被视为受到前述描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (23)

1.一种用于悬挂和/或驱动电梯轿厢的带，其包括：
受拉构件，所述受拉构件沿着所述带的长度延伸，所述受拉构件包括粘结在第一聚合物基体中的多个纤维，所述多个纤维平行于所述带的长度延伸并且沿着所述带的所述长度是不连续的，并且在纵向相邻的纤维之间布置有一个或多个纵向延伸的间隙；以及
夹套，所述夹套实质上保持所述受拉构件。
2.如权利要求1所述的带，其中所述受拉构件还包括通过第二聚合物基体固定到彼此的多个纤维束，每个纤维束包括粘结在所述第一聚合物基体中的多个纤维。
3.如权利要求2所述的带，其中所述第二聚合物基体材料不同于所述第一聚合物基体材料。
4.如权利要求1-3中任一项所述的带，其中所述受拉构件具有按体积计在30％与70％之间的纤维密度。
5.如权利要求1-4中任一项所述的带，其中所述纤维束包括具有不均一大小的纤维。
6.如权利要求1-5中任一项所述的带，其中所述带包括不平行于所述带的所述长度延伸的一层或多层纤维。
7.如权利要求6所述的带，其中所述一个或多个层设置在最外侧带表面处。
8.如权利要求1-7中任一项所述的带，其中所述多个纤维由碳、玻璃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺或其他聚酰亚胺材料中的一种或多种形成。
9.如权利要求1-8中任一项所述的带，其中所述第一聚合物基体由热固性材料或热塑性材料形成。
10.如权利要求1-9中任一项所述的带，其中所述带具有大于或等于3∶2的带宽度与带厚度的宽高比，其中多个受拉构件跨所述带宽度布置。
11.一种电梯系统，其包括：
电梯轿厢；
一个或多个滑轮；以及
一根或多根带，所述一根或多根带可操作地连接到所述轿厢并且与所述一个或多个滑轮相互作用，用于悬挂和/或驱动所述电梯轿厢，所述一根或多根带中的每根带包括：
受拉构件，所述受拉构件沿着所述带的长度延伸，所述受拉构件包括粘结在第一聚合物基体中的多个纤维，所述多个纤维平行于所述带的长度延伸并且沿着所述带的所述长度是不连续的，并且在纵向相邻的纤维之间布置有一个或多个纵向延伸的间隙；以及
夹套，所述夹套实质上保持所述受拉构件。
12.如权利要求11所述的电梯系统，其中所述受拉构件还包括通过第二聚合物基体固定到彼此的多个纤维束，每个纤维束包括粘结在所述第一聚合物基体中的多个纤维。
13.如权利要求12所述的电梯系统，其中所述第二聚合物基体材料不同于所述第一聚合物基体材料。
14.如权利要求11至13中任一项所述的电梯系统，其中所述受拉构件具有按体积计在30％与70％之间的纤维密度。
15.如权利要求11-14中任一项所述的电梯系统，其中所述纤维束包括具有不均一大小的纤维。
16.如权利要求11-15中任一项所述的电梯系统，其中所述带包括不平行于所述带的所述长度延伸的一层或多层纤维。
17.如权利要求16所述的电梯系统，其中所述一个或多个层设置在最外侧带表面处。
18.如权利要求11-17中任一项所述的电梯系统，其中所述多个纤维由碳、玻璃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺或其他聚酰亚胺材料中的一种或多种形成。
19.如权利要求11-18中任一项所述的电梯系统，其中所述第一聚合物基体由热固性材料或热塑性材料形成。
20.如权利要求11-19中任一项所述的电梯系统，其中所述带具有大于或等于3∶2的带宽度与带厚度的宽高比，其中所述多个受拉构件跨所述带宽度布置。
21.一种形成用于电梯系统带的受拉构件的方法，其包括：
将多个纤维布置到纤维束中，所述多个纤维平行于所述带的长度延伸并且在纵向延伸的纤维之间具有一个或多个纵向延伸的间隙；以及
将所述多个纤维粘结到第一聚合物基体。
22.如权利要求21所述的方法，其还包括通过使纵向相邻的纤维断裂形成所述一个或多个纵向延伸的间隙。
23.如权利要求21或22所述的方法，其中所述多个纤维由碳、玻璃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺或其他聚酰亚胺材料中的一种或多种形成。
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