CN107337042B - 补偿电梯机械制动器中接近传感器温度变化效应的方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯的机械制动器，其中机械制动器包括：包括电磁体的框架部件、电枢部件，并且其中，机械制动器还包括电感接近传感器，其间接安装到下列其中一项：框架部件、电枢部件，其中机械制动器还包括用于建立间接安装的：温度变化补偿装置，其安装在电感接近传感器和下列其中一项之间：框架部件、电枢部件。一些方面涉及用于补偿电感接近传感器的切换点的变化的方法。

Description

补偿电梯机械制动器中接近传感器温度变化效应的方案

技术领域

本发明一般涉及电梯的技术领域。更具体地，本发明涉及对用于电梯的机械制动器解决方案中的温度变化效应的补偿。

技术背景

接近传感器是一种传感器，其配置为在传感器的操作范围内监测靶的存在或不存在。有不同类型的接近传感器可利用。例如，接近传感器的操作可以基于传感器和靶之间的电容或者传感器和靶之间的电感。此外，光电传感器也可以被当作是接近传感器，因为透射光的反射可以被监控和分析，以便监测靶的存在或不存在。其他类型的接近传感器也是已知的。接近传感器的选择通常取决于应用接近传感器的应用领域。更具体地，选择在很大程度上取决于靶的材料。举例来说，如果靶是金属，电感接近传感器是适用的。

接近传感器，特别是电感接近传感器，其包括由许多匝导线制成的导电线圈，例如，铜，以及用于储存电荷的电容器。向振荡器提供输入电流，该振荡器产生到线圈的交流电流，该交流电流在接近传感器前面产生磁场。现在，当由导电金属制成的靶被带入由磁场的边界限定的区域中时，一些能量被传递到靶中，导致在漩涡电流在靶表面流动。因此，功率损耗影响接近传感器的内部LC谐振电路中的电流，并且当在某一点靶远离该区域时，传感器的状态变化。换句话说，传感器可以表明在磁场内靶的存在，例如，通过输出信号以及当靶从磁场的边界移开足够远时，接近传感器改变其状态，并且输出信号不再出现。

接近传感器改变其状态的点被称为切换点。切换点一起形成三维表面，其限定了在空间中的层，在该层上，接近传感器的输出改变其状态。温度对空间内切换点的位置有影响。当传感器的温度变化时，切换点，以及因此切换点表面可以更靠近或更远离接近传感器。当接近传感器用于其中靶移动较小的应用时，这可能会导致问题。这是因为温度变化对于切换点的温度变化效应对总设计公差链有很大的影响。例如，接近传感器被应用在电梯的起重发动机制动器中，这是在其中温度变化需要被考虑的环境，因为靶，即致动器的移动非常小，并且设计中对于公差的余量很紧。此外，由于重压应用在发动机中，温度可能改变很多。

除了接近传感器中的切换点的位置的变化之外，由于热膨胀，温度变化也对在温度变化区域中的部件体积有效应。因此，接近传感器和靶中的两个元件，其中任何其他元件，可以沿着温度变化改变它们的体积。因此，热膨胀和切换点温度漂移一起造成问题，特别是在应用区域，其中接近传感器和靶之间的距离较小，而且温度可能改变很多。

因此，需要开发解决方案，用该解决方案，当接近传感器应用于电梯的机械制动器时，可以至少部分地缓和接近传感器的应用区域中的温度变化的效应。

发明内容

以下示出简化的总结，以便提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。总结不是对本发明的广泛概要。其既不旨在确定本发明的关键或决定元件，也不旨在描绘本发明的范围。以下总结仅以简化形式示出了本发明的一些概念，作为本发明的示例性实施例的具体实施方式的前序。

本发明的目的是提出一种电梯的机械制动器以及一种用于补偿温度变化效应的方法。本发明的另一个目的是该机械制动器和方法特别地至少部分补偿安装在机械制动器中的传感器由于温度变化导致的操作变化。

本发明的目的通过电梯的机械制动器和用于补偿由于机械制动器中温度变化导致的接近传感器切换点的变化的方法来实现。

根据第一方面，提供一种电梯的机械制动器，其中机械制动器包括：包括电磁体的框架部件；电枢部件；并且其中机械制动器还包括电感接近传感器，其间接地安装到下列其中一项上：框架部件、电枢部件和靶，该靶安装到下列另外一项上：框架部件、电枢部件，其中机械制动器还包括，用于建立间接安装的：温度变化补偿装置，其安装在电感接近传感器和下列其中一项之间：框架部件、电枢部件。

用于将温度变化补偿装置安装到相应部件的安装装置可能偏离用于将电感接近传感器安装到温度变化补偿装置的安装装置。安装装置可以是螺钉。

此外，温度变化补偿装置可以配置为，在框架部件和电枢部件相对于彼此的运动方向上，用安装装置在温度变化补偿装置的上部截面安装。

温度变化补偿装置的材料可以使得其向相对于电感接近传感器的切换点响应温度变化的位置的变化的相反方向膨胀。当电感接近传感器的壳体是渗杂有石墨烯的聚丙烯时，温度补偿装置的材料可以是渗杂有石墨烯的聚苯硫醚。

根据第二方面，提供了一种用于补偿由于机械制动器中的温度变化导致的接近传感器的切换点的变化的方法，其中该方法包括：布置温度变化补偿装置在接近传感器和下列其中一项之间：机械制动器的框架部件、机械制动器的电枢部件，其中温度变化补偿装置的材料使得其向相对于电感接近传感器的切换点响应温度变化的位置的变化的相反方向膨胀。

本发明的多个关于结构和操作方法的示例性和非限制实施例，与附加目的和其优点一起，将在结合附图阅读时，从下列对具体的示例性和非限制实施例的详细描述中更好地理解。

在本文件中，使用动词“包括”作为公开的限制，其既不排除也不要求存在未列出的特征。除非另有明确说明，优选实施例的特征是相互可自由组合的。此外，应当理解的是，在整个文件中使用“一”或“一个”，即，单数形式，不排除有复数。

附图说明

在附图中，以示例而非限制的方式示出了本发明的实施例。

图1示意性地示出了本发明实施的示例。

图2示意性地示出了本发明实施的另一示例。

具体实施方式

在下面给出的描述中提供的具体示例不应被解释为限制本发明的范围和/或适用性。除非另有明确说明，否则下列描述中提供的示例列表和组并非穷尽。

接下来，通过参考在电梯制动器中实施的电感接近传感器来描述本发明的至少一些方面。在图1中示意性地公开了这种实施，其中接近传感器用于监控机械制动器的操作状态。如图所示，该机械制动器包括电枢部件110、框架部件120和布置在电枢部件110和框架部件120之间的多个弹簧130。弹簧可以安装到电枢部件110或框架部件120，或安装到两者。框架部件120包括具有线圈的电磁体并且通过向电磁体的线圈提供电流可以产生磁场。当磁场产生时，由于电枢部件110包括磁性材料的芯，电枢部件被拉向框架部件120。通过最佳地衡量弹簧和电磁力，可以通过提供给电磁体的电流控制机械制动器在激活和非激活状态之间的触发。此外，制动衬垫112可以安装到电枢部件110，该制动衬垫112布置成撞击起重机器140的旋转部分的制动表面以便在发动机的控制未激活的情况下保持电梯轿厢静止。根据本发明的实施例，电感接近传感器122布置在框架部件120的孔中。电感接近传感器122包括线圈180，其中提供有电流，以便产生磁场，通过磁场可以监控靶124相对于电感接近传感器122的位置。本实施例中的靶124指的是安装或布置到电枢部件110的金属结构，并且其是可以挤进布置在框架部件中的孔的形状。在本实施例中，靶124布置成挤进布置在框架部件120中的孔洞，使得其达到电感接近传感器122的操作距离。自然地，靶124和电感接近传感器122被衡量并被布置使得接近传感器对于靶的布置不会妨碍机械制动器的操作。电感接近传感器122可以以已知的方法安装到框架部件和电枢部件，例如使用安装装置，例如螺钉172、174，并且电感接近传感器122的安装被间接执行，如将要描述的。靶124的安装在此不是具体的重点，并且根据示例，其可以安装在电枢部件上，例如，通过使用由钢制成的安装板160。作为非限制示例，靶本身可以用任何安装机构安装，例如，用螺钉175安装到安装板160上，安装板转而可以用螺钉173安装到电枢部件110。图1还示出了配置为向接近传感器提供电流的控制单元，其还监控接近传感器的输出以便监控其中的变化。

图1还示出了温度变化补偿装置150，其用于补偿由于电感接近传感器122操作环境的变化造成的电感接近传感器122的切换点位置的变化的至少一部分。考虑到温度变化对电感接近传感器122的效应，一个面对至少两个对切换点的位置有效应的来源。首先，温度变化造成传感器元件本身的切换点的所谓温度漂移，即，在线圈中，当温度变高，使得切换点漂移更接近电感接近传感器122，当温度变低时，切换点移动更远离电感接近传感器122。这是由于温度变化对线圈的电阻的效应。其次，由于线圈180驻留在形成电感接近传感器122的壳体中，温度的变化还造成壳体向一个方向或另一个方向的热膨胀，因此，接近传感器的切换点还相对于靶124移动。特别是在应用领域，例如机械制动器，由于致动器的移动小，由温度变化造成的效应可以产生很大的影响。如图2示出的实施例，在机械制动器背景下的致动器应被当作其中安装有靶的电枢部件110。由于电感接近传感器122和靶124相互定位，使得机械制动器的操作状态可以通过利用电感接近传感器的切换点被监控，由于切换点的变化，任何温度变化可能导致监控的不准确。根据图1的实施例，温度变化补偿装置150布置在机械制动器中，并且安装在电感接近传感器122和一部件之间，电感接近传感器122通过温度变化补偿装置150间接安装到该部件中。图1中，部件是机械制动器的框架部件120，温度变化补偿装置150用螺钉172在温度变化补偿装置的上部截面安装到框架部件。此外，接近传感器用螺钉174安装到温度变化补偿装置150。在图1的示例中，安装有靶124的部件是机械制动器的电枢部件110。

温度变化补偿装置150的安装有利地布置成使得其不限制热膨胀，或者至少限制很少。这可以通过将温度变化补偿装置150的螺钉172水平地布置在温度变化补偿装置150的一端来实现，在图1的示例中，从电枢点来看，该端是温度变化补偿装置150的更远的一端。因此，热膨胀可能发生，但是不会发生温度变化补偿装置150的变形，或者仅仅发生少许。安装装置的数量可以变化，从一个螺钉到多个螺钉。根本上，想法是用温度变化补偿装置150来补偿温度变化对切换点的效应，使得可以尽可能地维持接近切换的准确度。

图2示意性地从根据本发明的实施例的实现的角度示出了机械制动器。在图2的实施例中，电感接近传感器122在框架部件120的外表面间接安装到框架部件120。在本示例中，间接安装用布置在框架部件120和电感接近传感器122之间的温度变化补偿装置150来执行。安装布置为使得温度变化补偿装置150有利地用一个或多个安装装置，例如用螺钉，直接安装到框架部件120，并且电感接近传感器122用一个或多个安装装置，例如用螺钉，直接安装到温度变化补偿装置150。因此，没有安装装置，例如螺钉，将框架部件120直接联接到电感接近传感器122。以这种方式，温度变化补偿可以以最佳方式实施。安装装置，即螺钉，为了维持清晰度，未在图2中示出。靶124的安装在此不是具体的重点。在图2的示例中，靶124用安装板160安装到电枢部件110。

接下来讨论温度变化补偿装置。根据本发明，用于电感接近传感器122的温度变化补偿装置150是由适合材料制成的基垫。为了补偿由于温度变化造成的电感接近传感器122的切换点的变化，温度变化补偿装置150应由向相对于切换点的根据温度变化而发生的变化的相反方向膨胀的材料制成。换句话说，如果温度升高使切换点向电感接近传感器122更靠近，温度变化补偿装置150的材料应被选择为它的热膨胀使电感接近传感器122和靶也彼此更靠近，以使得该装配维持尽可能的接近。以这种方式，监控操作可以比在安装中不使用温度变化补偿装置150保持更准确。为了选择最佳材料，有必要了解切换点随着温度漂移多少。该信息通常可以从传感器说明书中获得。利用该信息，可以选择温度变化补偿装置150的材料，使得其热膨胀方向与切换点的变化的方向相反。换句话说，目的是为了使温度变化补偿装置150具有这样的材料，使得温度变化补偿装置用热膨胀尽可能地补偿传感器切换点位置的变化，特别是在电梯机械制动器的操作温度之内，例如在-5到+70摄氏度内。在材料的选择中，热膨胀系数有利地被用作参数，因为其代表了材料至少部分随温度的变化的表明其行为的特征。

如上所述，温度变化补偿装置150的材料应被选择，以使得其补偿接近传感器相应温度变化的切换点的变化的至少一部分。这种材料的一个示例是由塑料制成的基垫。更具体地，如果电感接近传感器122的壳体由包括20％石墨烯的聚丙烯制成，则用于温度变化补偿装置的适合材料可以是40％F2-1140(40％石墨烯)聚苯硫醚。换句话说，电感接近传感器122的切换点的变化是由于电感接近传感器122的壳体的热膨胀，但是也包括一些由于线圈温度漂移引起的效应，而且目的主要是用温度变化补偿装置150至少部分地补偿总效应。

总结以上，本发明可以有利地实现，使得比起具有如上描述的相对于彼此的特征的传感器壳体，温度变化补偿装置由另一种塑料材料制成。在电梯机械制动器的一些有利实施中，安装在接近传感器下方的温度变化补偿装置的长度相对于标称温度下传感器和靶之间的气隙被优化。例如，标称切换点可以是0.3mm，这意味着最佳长度(垂直)为21.8mm+/-0.3mm。因此，温度变化的效应与温度变化补偿装置的长度的比例为1/73。

如上所述，本发明基于通过将温度变化补偿装置布置在接近传感器和接近传感器间接安装在其中的部件之间、来补偿由于温度变化的电感接近传感器的切换点的变化的想法。在本发明的一些实施例中，其它的温度变化补偿装置还可以布置在致动器(即，靶)和在电梯的机械制动装置中间接安装有致动器的部件之间，以便提高由布置在接近传感器和安装部件之间的温度变化补偿装置实现的所公开的效应。自然地，在这种实施中，温度变化补偿装置的总效应当被考虑以实现预期的结果。

如上所述，温度变化补偿装置通过热膨胀，即膨胀或收缩，至少部分地缓和了切换点位置的变化，旨在维持切换点，即切换点表面，相对于接近传感器和靶尽可能靠近地在同一位置。以这种方式，可以补偿在使用接近传感器实施的环境中的温度变化导致的效应的至少一部分。

本发明的一些示例性实施例在电感接近传感器122安装在框架部件120中，并且靶安装、或布置在机械制动器的电枢部件110中的实施的背景在上文中描述。然而，本发明的创造性想法还可以应用在其中电感接近传感器122安装在电枢部件110中，靶124安装在框架部件120中的实施中。温度变化补偿装置150以与上述的相同方式安装在至少在接近传感器和电枢部件之间。自然地，应当考虑任何调整温度变化补偿装置的尺寸的需要。

本发明在电梯机械制动器背景下在上文中描述，其中操作元件的相互距离(即气隙)非常小。在这种环境下，需要开发至少部分缓和由于温度变化引起的任何效应的解决方案。

上文描述中提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的适用性和/或解释。除非另有明确说明，否则上面描述中提供的示例列表和组并不是穷尽的。

Claims (7)

1.一种电梯的机械制动器，该机械制动器包括：

框架部件(120)，其包括电磁体；

电枢部件(110)；

其中机械制动器还包括电感接近传感器(122)，其间接安装到下列其中一项：框架部件(120)、电枢部件(110)，以及靶(124)，其安装到下列另一项：框架部件(120)、电枢部件(110)，其中机械制动器还包括用于建立间接安装的：

温度变化补偿装置(150)，其安装在电感接近传感器(122)和下列其中一项之间：框架部件(120)、电枢部件(110)。

2.根据权利要求1所述的机械制动器，其中用于将温度变化补偿装置(150)安装到框架部件(120)或电枢部件(110)的安装装置(172)偏离用于将电感接近传感器(122)安装到温度变化补偿装置(150)的安装装置(174)。

3.根据权利要求2所述的机械制动器，其中安装装置(172、174)为螺钉。

4.根据权利要求2或3所述的机械制动器，其中温度变化补偿装置(150)配置为，安在框架部件(120)和电枢部件(110)相对于彼此的运动方向上，用安装装置(172、174)在温度变化补偿装置(150)上部截面安装。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的机械制动器，其中温度变化补偿装置(150)的材料使得温度变化补偿装置向相对于电感接近传感器(122)的切换点响应温度变化的位置的变化的相反方向膨胀。

6.根据权利要求5所述的机械制动器，其中当电感接近传感器(122)的壳体是渗杂有石墨烯的聚丙烯时，温度变化补偿装置(150)的材料是渗杂有石墨烯的聚苯硫醚。

7.一种用于补偿由于机械制动器中温度变化导致的接近传感器切换点的变化的方法，该方法包括：

将温度变化补偿装置布置在接近传感器和下列其中一项之间：机械制动器的框架部件、机械制动器的电枢部件，其中温度变化补偿装置的材料使得温度变化补偿装置向相对于电感接近传感器(122)的切换点响应温度变化的位置的变化的相反方向膨胀。

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