CN110775772A - 复合型电梯系统张力部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合型电梯系统张力部件。一种电梯系统张力部件的张力元件包括：由第一材料构成的多根第一聚合物纤维，其沿着张力元件的长度延伸；以及多根第二聚合物纤维，其由与第一材料不同的第二材料构成。多根第二聚合物纤维具有比多根第一聚合物纤维的熔点更低的熔点。多根第二聚合物纤维熔合至多根第一聚合物纤维，以用作用于多根第一聚合物纤维的基体。

Description

复合型电梯系统张力部件
技术领域
示例性实施例涉及电梯系统的领域。更特别地，本公开涉及电梯系统的张力部件。
背景技术
电梯系统利用可操作地连接到电梯轿厢和对重的一个或多个张力部件以及例如机器和曳引轮来沿着井道悬挂且驱动电梯轿厢。在一些系统中，张力部件是具有保持于护套中的一个或多个张力元件的带。在典型的电梯系统中，张力元件为一条或多条钢索。然而，在一些电梯系统中，尤其是在高层电梯系统中，张力部件的重量成为显著的设计考虑因素。因此，期望重量较轻、刚性且强度高的张力元件构造，以在保持具有钢索张力元件的典型张力部件的性能特性的同时减轻张力部件的重量。
发明内容
在一个实施例中，一种电梯系统张力部件的张力元件包括：由第一材料构成的多根第一聚合物纤维，其沿着张力元件的长度延伸；以及多根第二聚合物纤维，其由与第一材料不同的第二材料构成。多根第二聚合物纤维具有比多根第一聚合物纤维的熔点更低的熔点。多根第二聚合物纤维熔合至多根第一聚合物纤维，以用作用于多根第一聚合物纤维的基体。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维和多根第二聚合物纤维是液晶聚合物纤维。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维和多根第二聚合物纤维是不同级别的同一基础材料。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维由Vectran®HS形成，且多根第二聚合物纤维由Vectran® M形成。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维与多根第二聚合物纤维交织。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维沿着张力元件的长度而是连续的。
在另一实施例中，一种用于电梯系统的张力部件包括一个或多个张力元件。各张力元件包括：由第一材料构成的多根第一聚合物纤维，其沿着张力部件的长度延伸；以及多根第二聚合物纤维，其由与第一材料不同的第二材料构成。多根第二聚合物纤维具有比多根第一聚合物纤维的熔点更低的熔点。多根第二聚合物纤维熔合至多根第一聚合物纤维，以用作用于多根第一聚合物纤维的基体。护套至少部分地包封一个或多个张力元件。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维和多根第二聚合物纤维是液晶聚合物纤维。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维和多根第二聚合物纤维是不同级别的同一基础材料。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维由Vectran®HS形成，且多根第二聚合物纤维由Vectran® M形成。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维与多根第二聚合物纤维交织。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维沿着张力元件的长度而是连续的。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，张力部件包括横跨张力部件的宽度而排列的多个张力元件。
在又一实施例中，一种形成用于电梯系统的张力部件的方法包括：布置由第一材料构成的多根第一聚合物纤维和由与第一材料不同的第二材料构成的多根第二聚合物纤维；将热和压力施加至多根第一聚合物纤维和多根第二聚合物纤维，以使多根第二聚合物纤维至少部分地熔化；以及经由施加热和压力而使多根第二聚合物纤维熔合至多根第一聚合物纤维，使得多根第二聚合物纤维用作用于多根第一聚合物纤维的基体。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，经由装护套过程而将多根第一聚合物纤维和多根第二聚合物纤维至少部分地包封在护套中。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，经由装护套过程而使多根第二聚合物纤维熔合至多根第一聚合物纤维。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维和多根第二聚合物纤维是液晶聚合物纤维。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维和多根第二聚合物纤维是不同级别的同一基础材料。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维由Vectran®HS形成，且多根第二聚合物纤维由Vectran® M形成。
另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，多根第一聚合物纤维与多根第二聚合物纤维交织。
附图说明
以下描述不应当被认为以任何方式而是限制性的。参考附图，相同的元件编号相同：
图1是电梯系统的示意性图示；
图2是电梯系统带的实施例的横截面视图；
图2A是电梯系统带的实施例的另一横截面视图；
图3是用于电梯带的张力元件的实施例的横截面视图；以及
图4是形成电梯带的方法的示意图。
具体实施方式
参考附图，所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述作为例示而非限制来呈现在本文中。
图1中显示了示例性的曳引式电梯系统10的示意图。本文中未讨论电梯系统10的对于理解本发明而言不需要的特征(诸如，导轨、安全设备等)。电梯系统10包括电梯轿厢14，利用一个或多个张力部件(例如，带16)来将电梯轿厢14操作性地悬挂或支承于井道12中。虽然在以下描述中，带16为在电梯系统10中利用的张力部件，但本领域技术人员将容易地认识到，可将本公开与其它张力部件(诸如，绳)一起来利用。一条或多条带16与轮18和轮52相互作用，以围绕电梯系统10的多种构件而被导引。轮18构造为转向轮、导向轮或空转轮，并且，轮52构造为由机器50驱动的曳引轮。由机器50引起的曳引轮52的运动(通过曳引)驱动、移动和/或推动围绕曳引轮52而被导引的一条或多条带16。转向轮、导向轮或空转轮18并不由机器50驱动，而是帮助围绕电梯系统10的多种构件来引导一条或多条带16。一条或多条带16还可连接到对重22，对重22用于帮助使电梯系统10平衡，且减小在操作期间的曳引轮的两侧上的带张力差。轮18和轮52各自具有可彼此相同或不同的直径。
在一些实施例中，电梯系统10可使用两条或更多条带16以用于悬挂和/或驱动电梯轿厢14。另外，电梯系统10可具有多种构造，使得一条或多条带16的两侧均接合轮18、52，或一条或多条带16的仅一侧接合轮18、52。图1的实施例显示了1:1的挂绳布置，其中一条或多条带16终止于轿厢14和对重22处，而其它实施例可利用其它挂绳布置。
带16构造成满足带寿命需求且具有平稳操作，同时强到足以能够满足针对悬挂和/或驱动电梯轿厢14和对重22的强度需求。
图2提供了示例性的带16的构造或设计的横截面示意图。带16包括多个张力元件24，这些张力元件24沿着带16纵向地延伸，并且横跨带宽26而布置。张力元件24至少部分地被包封在护套28中，以阻止张力元件24在带16中相对于彼此的移动，并且保护张力元件24。护套28限定构造成与曳引轮52的对应表面相互作用的曳引侧30。护套28的主要功能是在带16与曳引轮52之间提供足够的摩擦系数，以在其之间产生期望量的曳引力。护套28还应当将曳引负荷传递到张力元件24。另外，护套28应当为耐磨的，并且保护张力元件24免于例如冲击损伤、暴露于环境因素(诸如，化学制品)。
带16具有带宽26和带厚32，其中带宽26与带厚32的纵横比大于一。带16进一步包括与曳引侧30相反的背侧34和在曳引侧30与背侧34之间延伸的带边缘36。虽然在图2的实施例中示出了五个张力部件24，但其它实施例可包括其它数量的张力部件24(例如，6个、10个或12个张力元件24)。此外，虽然图2的实施例的张力元件24基本上相同，但在其它实施例中，张力元件24可彼此不同。虽然图2中示出了具有矩形横截面的带16，但要认识到的是，预想具有其它横截面形状的带16也处于本公开的范围内。
现在参考图3，张力元件24由多根第一聚合物纤维38与多根第二聚合物纤维40交织而形成。在一些实施例中，多根第一聚合物纤维38是第一液晶聚合物材料(诸如Vectran®)，且多根第二聚合物纤维40由与第一液晶聚合物材料不同的第二液晶聚合物材料形成。当张力元件24受到热和压力时，多根第一聚合物纤维38与多根第二聚合物纤维40熔合，其中多根第二聚合物纤维40充当用于张力元件24的基体，以保持和支承承载负荷的多根第一聚合物纤维38。在一些实施例中，多根第一聚合物纤维38和/或多根第二聚合物纤维40沿着张力元件24的长度而是连续的。
多根第一聚合物纤维38和多根第二聚合物纤维40的该复合结构消除了对于张力元件中的环氧基体材料的需要。多根第二聚合物纤维40在热和压力下熔合至多根第一聚合物纤维38，这是因为多根第二聚合物纤维40具有比多根第一聚合物纤维38更低的熔点温度。为了使多根第一聚合物纤维38和多根第二聚合物纤维40熔合，所施加的热足以使多根第二聚合物纤维40熔化，但不会使多根第一聚合物纤维38熔化。在一些实施例中，多根第一聚合物纤维38和多根第二聚合物纤维40由两种不同级别的同一基础材料形成。例如，多根第一聚合物纤维38由Vectran® HS形成，且多根第二聚合物纤维40由Vectran® M形成。虽然在该实施例中利用Vectran®，但本领域技术人员将认识到，可利用其它液晶聚合物材料。此外，要认识到的是，可利用其它聚合物，诸如尼龙或迪尼玛(dyneema)。
虽然在图3的实施例中示出了圆形横截面的张力元件几何形状，但其它实施例可包括不同的(诸如矩形(在图2A中显示)或椭圆形的)张力元件横截面几何形状。虽然图2中的张力元件24的横截面几何形状显示为相同的，但在其它实施例中，张力元件的横截面几何形状可彼此不同。
现在参考图4，示出了形成用于电梯系统10的张力部件(例如，带16)的方法100。在步骤102处，使多根第一聚合物纤维38与多根第二聚合物纤维40交织成张力元件24。本领域技术人员将容易地认识到，可利用其它过程(诸如捻合、编织等)来使多根第一聚合物纤维38和多根第二聚合物纤维40混合。在步骤104处，施加热和压力，其足以使多根第二聚合物纤维40至少部分地熔化，且使多根第二聚合物纤维40熔合至多根第一聚合物纤维38。在步骤106处，将多个张力元件24布置到针对带16的选定位置中，且在步骤108处，多个张力元件24经历装护套过程，在该过程中，护套28形成在多个张力元件24上。虽然在一个实施例中，在步骤104处使多根第二聚合物纤维40熔合至多根第一聚合物纤维38，但要认识到的是，在其它实施例中，纤维40和38可在步骤108的装护套过程中熔合。
本文中公开的由多根第一聚合物纤维38和多根第二聚合物纤维40构成的张力元件24造成重量相对低且强度高的用于在例如高层电梯系统10中使用的张力元件24。
用语“大约”旨在包括与基于在提交本申请时可用的设备来对特定量进行的测量相关联的误差度。
本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而并不旨在限制本公开。如本文中使用的那样，单数形式“一”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。将进一步理解的是，用语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”在其用于本说明书中时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件构件和/或其组合。
虽然参考一个或多个示例性实施例而描述了本公开，但本领域技术人员将理解的是，可作出多种改变，并且可用等效体来替代其元件，而不脱离本公开的范围。另外，可作出许多修改，以使特定情形或材料适应于本公开的教导，而不脱离本公开的基本范围。因此，意图的是，本公开不限于作为针对实施本公开而预想的最佳模式来公开的特定实施例，而是本公开将包括落在权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种电梯系统张力部件的张力元件，包括：
由第一材料构成的多根第一聚合物纤维，其沿着所述张力元件的长度延伸；以及
多根第二聚合物纤维，其由与所述第一材料不同的第二材料构成，所述多根第二聚合物纤维具有比所述多根第一聚合物纤维的熔点更低的熔点；
其中，所述多根第二聚合物纤维熔合至所述多根第一聚合物纤维，以用作用于所述多根第一聚合物纤维的基体。
2.根据权利要求1所述的张力元件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维和所述多根第二聚合物纤维是液晶聚合物纤维。
3.根据权利要求1所述的张力元件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维和所述多根第二聚合物纤维是不同级别的同一基础材料。
4.根据权利要求3所述的张力元件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维由Vectran® HS形成，且所述多根第二聚合物纤维由Vectran® M形成。
5.根据权利要求1所述的张力元件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维与所述多根第二聚合物纤维交织。
6.根据权利要求1所述的张力元件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维沿着所述张力元件的所述长度而是连续的。
7.一种用于电梯系统的张力部件，包括：
一个或多个张力元件，各张力元件包括：
由第一材料构成的多根第一聚合物纤维，其沿着所述张力部件的长度延伸；以及
多根第二聚合物纤维，其由与所述第一材料不同的第二材料构成，所述多根第二聚合物纤维具有比所述多根第一聚合物纤维的熔点更低的熔点；
其中，所述多根第二聚合物纤维熔合至所述多根第一聚合物纤维，以用作用于所述多根第一聚合物纤维的基体；以及
护套，其至少部分地包封所述一个或多个张力元件。
8.根据权利要求7所述的张力部件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维和所述多根第二聚合物纤维是液晶聚合物纤维。
9.根据权利要求7所述的张力部件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维和所述多根第二聚合物纤维是不同级别的同一基础材料。
10.根据权利要求9所述的张力部件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维由Vectran® HS形成，且所述多根第二聚合物纤维由Vectran® M形成。
11.根据权利要求7所述的张力部件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维与所述多根第二聚合物纤维交织。
12.根据权利要求7所述的张力部件，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维沿着所述张力元件的所述长度而是连续的。
13.根据权利要求7所述的张力部件，其特征在于，所述张力部件包括横跨所述张力部件的宽度而排列的多个张力元件。
14.一种形成用于电梯系统的张力部件的方法，包括：
布置由第一材料构成的多根第一聚合物纤维和由与所述第一材料不同的第二材料构成的多根第二聚合物纤维；
将热和压力施加至所述多根第一聚合物纤维和所述多根第二聚合物纤维，以使所述多根第二聚合物纤维至少部分地熔化；以及
经由热和压力的所述施加而使所述多根第二聚合物纤维熔合至所述多根第一聚合物纤维，使得所述多根第二聚合物纤维用作用于所述多根第一聚合物纤维的基体。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括经由装护套过程而将所述多根第一聚合物纤维和所述多根第二聚合物纤维至少部分地包封在护套中。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，经由所述装护套过程而使所述多根第二聚合物纤维熔合至所述多根第一聚合物纤维。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维和所述多根第二聚合物纤维是液晶聚合物纤维。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维和所述多根第二聚合物纤维是不同级别的同一基础材料。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维由Vectran®HS形成，且所述多根第二聚合物纤维由Vectran® M形成。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多根第一聚合物纤维与所述多根第二聚合物纤维交织。
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