CN107000983A - 升降机制动器监控 - Google Patents

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Abstract

通过将电磁辐射(UV1)投射到可转动构件或轴上并且接收所反射的电磁辐射(UV2)，监控具有安装至轴(10)的可转动构件(90；92)的升降机制动器(14；16)的污染。如果被监控的区域(50)例如被油或油脂污染，则被从区域(50)反射的电磁辐射(UV2)的特性将显著地改变。

Description

升降机制动器监控
技术领域
本发明涉及升降机制动器并且特别涉及用于检测不安全的操作状态的方法和装置，不安全的操作状态可能潜在地导致制动转矩的损失并且随后可以导致不受控制的轿厢运动。
背景技术
通常地，鼓式制动器或盘式制动器被设置成停止牵引升降机中的马达轴的转动。在任一情况下，至少一个压缩弹簧通常用于将制动器偏压至其闭合或制动位置，并且通常地被电磁地、液压地或气动地驱动的致动器被提供以克服弹簧偏压并且将制动器移动至其打开或释放位置处，允许马达开始转动并且从而沿着井道抬高或降低升降机轿厢。因为如果致动器未被足够的动力驱动，则在偏压弹簧的作用下，制动器自动地位于制动或闭合位置处，例如，因此这些制动器被认为是故障安全系统。
盘或鼓通过花键或以其它方式安装到轴以与之同时转动。经由设置在一个或多个支撑托架中的轴承，轴自身可转动地被支撑。根据特定应用，轴的额定速度将根据应用而较大程度地改变，但是通常轴可以具有从数十转每分钟到数百转每分钟的额定速度。此外，大量载荷通过轴承被轴传输到支撑托架。如果轴承承载较大的工作载荷，则有利的是用油或油脂定期润滑轴承以确保准确的功能和延长的寿命。
通常，技术员在召集或日常维护过程中润滑轴承。然而，考虑到任务的手工特性，轴承可能被过润滑。这可以导致任何过多的油或油脂可能迁移到轴上的问题并且，考虑到作用在其上的较大离心力，可以因此污染盘或鼓，导致制动转矩的损失和不受控制的轿厢运动的可能性。
JP-A-2013147279公开了用于监控升降机或运输机中的制动衬片的厚度的系统。在第一示例中，特征是制动盘布置在电枢和侧板之间，激光由传感器从侧板轴向地投射到电枢的从制动盘向外圆周地延伸的区域上。传感器测量光被从区域反射返回至传感器所用的时间，并且从测量的时间可以确定电枢和侧板之间的轴向距离，和从而附接到盘的相反侧的制动衬片的厚度。在第二示例的制动鼓装置中，传感器外部地安装到制动靴，使得传感器将光投射通过靴和制动衬片中的孔，并且到鼓上的制动表面上。又通过测量光从传感器行进至鼓的制动表面和返回至传感器所用的时间，传感器可以确定制动衬片的厚度。
在与上述第二示例类似的装置中，WO-A1-2012/101091描述了安装至制动垫的距离传感器，距离传感器将电磁辐射投射到鼓的制动表面上并且根据所反射的辐射确定行进距离。传感器必须对于最常见的管道、湿度、油膜和油气不敏感。
由于JP-A-2013147279和WO-A1-2012/101091的传感器的位置，它们首先不能监控污染物，诸如任何过多的油或油脂可能迁移到轴上并且，考虑到作用在其上的较大离心力，过多的油或油脂可能因此污染盘或鼓，导致制动转矩的损失和不受控制的轿厢运动的可能性。此外，由于JP-A-2013147279和WO-A1-2012/101091中的传感器的特有的特性，传感器不能确定感测区域中是否已经发生污染，因为JP-A-2013147279中的传感器仅依赖光行进所用的时间以确定距离和同样地WO-A1-2012/101091的传感器需要对于污染物不敏感。
EP-A1-1930275描述了用于检测在升降机的操作中是否具有异常的装置，在一个实施例中，探测器被提供用于测量注入用于可转动地支撑转动轴的轴承中的油的压力或粘性的改变。
EP-A1-1930275中公开的压力传感器不适合于安装在现有升降机设备中。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用于检测不安全的操作状态的升降机设备中的可选的解决方案，不安全的操作状态可能潜在地导致制动转矩的损失并且随后可以导致不受控制的轿厢运动。本发明特别地适于检测升降机中的轴承的过润滑。
通过根据独立权利要求所述的方法和升降机设备实现该目标。
在方法中，通过将电磁辐射投射到可转动构件或轴上并且接收所反射的电磁辐射，监控具有安装至轴的可转动构件的升降机制动器的污染。如果通过这些步骤监控的区域或范围例如被油或油脂污染，则被从区域反射的电磁辐射的特性将显著地改变。
可以从所投射的和所反射的电磁辐射中的一个或两个的强度确定污染等级或程度。
优选地，指示所反射的电磁辐射的强度的信号与一个或多个阈值相比较。信号可以超过上阈值，指示存在油、油脂或其它污染物。信号可以低于下阈值，指示装备具有故障。
可选地，指示所反射的电磁辐射的强度的信号和指示所投射的电磁辐射的信号之间的差值可以被确定并且又与一个或多个阈值相比较。
在任一情况下，如果阈值已经被突破，则可以通知升降机控制器。这可以起到补救作用。例如，控制器可以安全地使升降机轿厢停在地面层处并且打开升降机门以能使轿厢中的任何乘客离开。此外，控制器还可以使被影响的升降机停止工作并且向远程监控中心发出指示了状态和需要维护的警报。
根据本发明的升降机设备包括被轴承可转动地支撑的轴、具有安装至轴的可转动构件和选择性地接合可转动构件上的制动表面的可移动构件的制动器、以及将电磁辐射投射到定位在轴承和制动表面之间的区域上并且从所述区域接收所反射的电磁辐射的传感器。并且，一旦监控区域被污染，被从区域反射的电磁辐射的特性将显著地和极大地改变。
通常地，区域可以在可转动构件或轴上。因此具有在较大范围内选择用于安装传感器的适当位置的可能性。
优选地，传感器包括发射器、接收器和比较器。比较器可以将指示所反射的电磁辐射的强度的信号与一个或多个阈值比较或将指示所反射的电磁辐射的强度的信号和指示所投射的电磁辐射的信号之间的差值与一个或多个阈值比较以检测不安全的操作状态。在该情况下，有利的是比较器连接到升降机控制器，使得控制器可以进行包括通知远程监控中心的补救行动。
升降机制动器可以通常采取任何常规形式。例如，在一个实施例中，可转动构件是制动盘并且可移动构件是制动垫。可选地，可转动构件可以是制动鼓，在制动鼓中，可移动构件是制动衬片。
优选地，可移动构件被弹簧偏压成接合制动表面。
可移动构件可以被液压致动器或电磁致动器移动以与制动表面脱离。
优选地，在传感器是紫外线传感器的情况下，电磁辐射成紫外光的形式。特别就反射率和冷光而言，紫外线辐射具有非常善于暴露监控区域的表面特性改变的优点。
附图说明
通过特定示例参照附图在本文中描述本发明，其中：
图1是包含根据本发明的方法和装置的典型的升降机设备的示例性实施例的示意图；并且
图2A和2B分别地图示了根据本发明的第一实施例的与传感器结合的液压致动升降机盘式制动器的示例性实施例的平面图和侧视图；
图3A和3B分别地图示了根据本发明的第二实施例的与传感器结合的电磁致动升降机鼓式制动器的示例性实施例的平面图和侧视图；
图4图示了根据本发明的示例性实施例的具有传感器的构件；
图5是从接收器到在图4中图示的比较器的信号经过一段时间的示例性示意图；并且
图6A和6B是图示根据本发明的示例性实施例的监控过程的流程图。
具体实施方式
图1示出了用于根据本发明的方法的典型的升降机设备1。设备1通常由建筑物中的壁所界定的井道限定，其中配重2和轿厢4可沿着导轨在相反方向上移动。适当的牵引机构6支撑和互连配重2与轿厢4。在本实施例中，配重2的重量等于轿厢加上额定负载的40％的重量，额定负载可以容纳在轿厢4中。牵引机构6在一个端部处紧固到配重2，经过定位在井道的上区中的偏转滑轮5，经过也定位在井道的上区中的牵引滑轮8，并且紧固至升降机轿厢4。自然地，技术人员将容易地认识到其它的拉运装置都是可以的。
牵引滑轮8经由驱动轴10被马达12驱动并且被至少一个升降机制动器14、16制动。至少两个制动器组的使用在大部分行政辖区中是强制性的(例如参见欧洲标准EN81-1:199812.4.2.1)。相应地，本示例利用两个独立的制动器14和16。每个制动器14、16都包括弹簧偏压制动靴，弹簧偏压制动靴能够抵抗安装至马达12的轴10的对应盘或鼓而释放。制动器可以被液压地致动以抵消偏压弹簧的力。可选地，制动器可以包括电磁体以抵抗弹簧打开制动器。
来自控制系统18的命令信号C控制和调节制动器14、16的释放和马达12的致动。另外地，表示马达12和制动器14、16的状态的信号S被连续地反馈至控制系统18。驱动轴10的运动和从而升降机轿厢4的运动被安装在制动器16上的编码器22监控。来自编码器22的信号V被进送至控制系统18，允许控制系统确定轿厢4的行进参数，诸如位置、速度和加速度。
控制系统18包括调制解调器和异频雷达收发机20，允许控制系统18与远程监控中心26通信。该通信可以通过商业蜂窝网无线地行进、常规的电话网络或借助于专用线路。
图2A和2B分别地图示了根据本发明的第一实施例的与传感器40结合的液压致动升降机盘式制动器14的示例性实施例的平面图和侧视图。在制动器14中，制动盘90通过花键或以其它方式安装到轴10以与之同时转动。经由设置在一个或多个托架30中的轴承32，轴10被可转动地支撑。多个液压制动器致动器70围绕盘90且与盘90重叠。
为释放制动器14，加压流体经由液压回路71供应至每个致动器70中的制动缸72。加压流体作用在制动活塞74的一侧以抵消作用在活塞74的另一侧上的压缩弹簧76的偏压力。相应地随着流体压力增加，活塞74移动以进一步地压缩弹簧76(在图2B中的左侧方向上)并且从而释放活塞安装制动靴80和相对的制动靴82以与制动盘90的相反侧脱离。
相反地，当液压回路71中的加压流体被排出时，流体用于制动缸72的压力不再足以抵消压缩弹簧76的偏压力，并且制动活塞74和制动靴80、82将恢复其初始位置以停止制动盘90的转动并且从而制动升降机驱动器的轴10。
盘90上的与活塞安装制动靴80和相反的制动靴82接合的制动表面A-B被限定为在图2A中指示的不连续圆形A和B之间的区域。
为检测可能污染盘90的制动表面A-B的任何材料，例如来自轴承32的朝向制动盘90迁移的过多的油或油脂，在该示例中安装在支撑托架30上的传感器40被设置。传感器40包括发射器42，发射器42生成紫外光并且将紫外光引导到盘90上的监控区域。在这种情况下，监控区域在图2A中以虚线圆50指示并且在盘90上定位在轴10和制动表面A-B之间。传感器40还包括接收器44以捕获从监控区域50反射的紫外光。
相应地，由于一旦监控区域50被污染，则从监控区域50反射到接收器44的紫外光的特性将显著地改变，所以任何油或油脂从轴承32沿着轴10并且在盘90上径向向外到监控区域50上的迁移将被传感器40检测到。
将参照图3A和3B描述本发明的另一示例性实施例，图3A和3B分别地图示与传感器40结合的电磁致动升降机鼓式制动器16的平面图和侧视图。
制动器16包括直接地安装在轴10上的制动鼓92，轴10直接地连接到马达12或可选地经由齿轮间接地连接到马达12。如在之前的实施例中所述，轴10经由设置在一个或多个托架30中的轴承32被可转动地支撑。
两个制动臂60设置在鼓92的相反侧并且在其下端部处安装在枢轴62上，枢轴62连接至马达12或齿轮的壳体。每个臂60装配有制动衬片63并且被预张紧压缩弹簧64朝鼓92偏压。由弹簧64施加在制动臂60上的力分别地被箭头Fs1和Fs2图示。电磁致动器65设置在制动臂60的上端部之间并且互连所述上端部。致动器65包括含有一系列螺线管线圈67的壳体66和从壳体66延伸的可移动螺线管柱塞68。
在制动器1的闭合位置处，电磁致动器65未被激励并且因此不能抵抗臂60上的制动弹簧64的向内偏压力Fs1和Fs2。相应地，制动衬片63摩擦地接合鼓92上的制动表面A-B(限定在图3B中的虚线A和B之间)以停止轴10的转动或将轴4保持在固定位置处。
当电磁致动器65被激活或通电时，这由升降机控制器18(见图1)发出指令，电流流过螺线管线圈67，这导致螺线管柱塞68从壳体66进一步延伸。这提供作用在相反的制动臂60上的分别地由箭头Fe1和Fe2图示的电磁体打开力。电磁打开力Fe1和Fe2通过进一步地压缩弹簧64以克服弹簧偏压Fs1和Fs2并且移动臂60和衬片63远离鼓92以打开制动器16，导致在制动衬片63和鼓92之间提供空气间隙并且从而允许轴10转动。
为检测可能污染鼓92的制动表面A-B的任何材料，例如来自轴承32的朝向制动鼓92迁移的过多的油或油脂，在该示例中安装在支撑托架30上的传感器40被设置。传感器40还包括发射器42，发射器42生成紫外光并且将紫外光引导到在该示例中设置在轴10上的监控区域。监控区域在图3B中以虚线圆50指示并且在轴10上定位在轴承32和制动表面A-B之间。传感器40还包括接收器44以捕获从监控区域50反射的紫外光。
相应地，由于一旦监控区域50被污染，则从监控区域50反射到接收器44的紫外光的特性将显著地改变，所以任何油或油脂从轴承32沿着轴10并且到监控区域50上的迁移将被传感器40检测到。
图4图示了根据本发明的示例性实施例的传感器40的构件。如前所述，紫外光UV1从发射器42发送并且入射到监控区域50上。随后，紫外光UV2从监控区域50反射至接收器44。被反射光UV2的强度将自然地依赖于监控区域50的主要表面特性。
接收器44生成信号UVin，信号UVin指示被从监控区域50反射返回至接收器44的光UV2的强度。该信号UVin从接收器44进送至比较器46，比较器46比较信号UVin与上阈值L1和下阈值L2以确定是否具有不安全操作状态，不安全操作状态可以潜在地导致制动转矩的损失。如果不安全操作状态被检测到，则比较器46向升降机控制器18发出信号X，如果需要，则升降机控制器18将进行补救行动。
示例被以图表图示在图5中，图5示出信号UVin经过一段时间的水平。首先，从时间T0至T1，信号UVin保持在由上阈值L2和下阈值L1限定的范围中。
然而，在时间T1时，信号UVin超过上阈值L2，可能地指示油或油脂已经迁移到监控区域50上。在这种情况下，比较器可以向升降机控制器18发出信号X，作为响应，升降机控制器18可以安全地使升降机轿厢4停在适当的地面层处并且打开升降机门以能使轿厢4中的任何乘客离开。控制器18还可以使被影响的升降机1停止工作并且向远程监控中心26发出指示了状态和需要维护的警报，例如由维修技术员清洗过多的油或油脂。
在图5的曲线图中的时间T2时，信号UVin低于下阈值L1，这可以指示发射器42和接收器44之间的光学路径也许被发射器42或接收器44的透镜的污染物掩盖。这还可以指示发射器42和接收器44中的至少一个有故障。在这种情况下，比较器可以向升降机控制器18发出信号X，作为响应，升降机控制器18可以向远程监控中心26发出指示了状态和需要维护的警报。
对于上述过程，可选地，通过确定指示所反射紫外光的强度的信号UVin和指示所投射紫外光的信号UVout之间的差值Δ可以确定是否具有不安全操作状态，不安全操作状态可以潜在地导致制动转矩的损失。并且，如前所述，如果差值Δ落到由上阈值和下阈值限定的边界外，则升降机控制器18可以被通知并且如果需要，进行补救行动。
用于监控制动器的上述两个可选过程被图示在图6A和6B的流程图中。当传感器40被启动以将紫外光UV1传输到监控区域50上并且接收从监控区域50被反射返回的紫外光UV2时，监控在步骤S1中开始。在步骤S2中，确定指示从监控区域50反射返回的紫外光UV2的强度的信号UVin。然后，在步骤S3中，信号UVin与上阈值L2和下阈值L1相比较。如果信号UVin位于阈值边界内，过程循环返回至步骤S2。如果不是这样，步骤S4中的过程通知控制器18，制动器已经出现不安全的状态。
在图6B示出的可选过程中，当传感器40被启动以将紫外光UV1传输到监控区域50上并且接收从监控区域50被反射返回的紫外光UV2时，监控在步骤S11中开始。在步骤S2中，确定指示被传输到监控区域50的紫外光UV2的强度的信号UVout和指示从监控区域50被反射返回的紫外光UV2的强度的信号UVin之间的差值Δ。然后，在步骤S3中，差值Δ与上阈值L2和下阈值L1相比较。如果差值Δ位于阈值边界内，则过程循环返回至步骤S2。如果不是这样，步骤S4中的过程通知控制器18，制动器已经出现不安全的状态。
在操作升降机的同时，可以连续执行，或可以周期性地执行，上述过程。
特别就反射率和冷光而言，紫外光具有如下的优点，即其非常善于暴露监控区域50的表面特性的改变。然而，将很容易地认识到本发明可以使用其它形式的电磁辐射。
虽然在图2B和3B具体地图示的示例性实施例中，传感器40安装到支撑托架30，但是将容易地认识到，只要传感器40所监控的区域50定位在轴承32和制动表面A-B之间，则传感器40可以安装在任何构件上。
已经图示和描述了公开技术的原理，对本领域的技术人员将显而易见的是，可以在没有脱离该原理的情况下在布置和细节方面改变公开的实施例。鉴于公开技术的原理可以被用于的许多可能的实施例，应该认为图示的实施例仅是技术的示例并且应该不被认为限制本发明的范围。而是，本发明的范围由所附权利要求和其等同物限定。

Claims (15)

1.一种监控升降机制动器(14；16)的污染的方法，所述升降机制动器具有安装到轴(10)的可转动构件(90；92)，所述方法包括以下步骤:
将电磁辐射(UV1)投射到可转动构件(90；92)或轴(10)上；以及
接收所反射的电磁辐射(UV2)。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：
根据所投射的和所反射的电磁辐射中的一个或两个的强度确定污染程度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
确定污染程度的步骤包括将指示所反射的电磁辐射(UV2)的强度的信号(UVin)与一个或多个阈值(L1；L2)比较的步骤。
4.根据权利要求2所述的方法，其中：
确定污染程度的步骤包括确定指示所反射的电磁辐射的强度的信号(UVin)与指示所投射的电磁辐射的信号(UVout)之间的差值的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
将所述差值与一个或多个阈值比较的步骤。
6.根据权利要求3或5所述的方法，还包括:
如果阈值(L1；L2)被突破则通知升降机控制器(18)的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
移动升降机轿厢(4)至地面层的步骤。
8.根据权利要求6或7所述的方法，进一步包括：
使升降机(1)停止工作的步骤。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的方法，进一步包括：
向远程监控中心(26)发出指示状态和需要维护的警报的步骤。
10.一种升降机设备(1)，包括:
轴(10)，所述轴被轴承(32)可转动地支撑；
制动器(14；16)，所述制动器具有安装到轴(10)的可转动构件(90；92)和在可转动构件(90；92)上选择性地接合制动表面(A-B)的可移动构件(80；82；63)；和
传感器(40)，所述传感器将电磁辐射投射到定位在轴承(32)和制动表面(A-B)之间的区域(50)上并且从所述区域接收所反射的电磁辐射。
11.根据权利要求10所述的升降机设备，其中：
区域(50)位于可转动构件(90；92)或轴(10)上。
12.根据权利要求10或11所述的升降机设备，其中：
传感器包括发射器(42)、接收器(44)和比较器(46)。
13.根据权利要求12所述的升降机设备，其中：
比较器(46)连接至优选地与远程监控中心(26)通信的升降机控制器(18)。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的升降机设备，其中：
可移动构件被弹簧(76；64)偏压成接合制动表面(A-B)。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的升降机设备，其中：
可移动构件被液压致动器(70)或电磁致动器(65)移动以与制动表面(A-B)脱离。
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