CN114555976A - 起升装置的绳索扣紧布置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种起升装置(1)的绳索扣紧布置，该绳索扣紧布置包括：绳索筒(17)；扣紧装置(3)，该扣紧装置具有限定该扣紧装置的竖直边界尺寸(h1,h2)、水平边界尺寸(w1,w2)和深度方向边界尺寸(z1,z2)的室(14)；起升绳索(4)；和起升构件(5)，该起升构件使用起升绳索(4)上升和下降，该起升构件由扣紧装置(3)和绳索筒(17)支撑。该绳索扣紧布置还包括：起升绳索(4)通过楔入而锁定到扣紧装置(3)，由此扣紧装置(3)引导该起升绳索的第一端部(4‑1)远离，使得该起升绳索的第一端部(4‑1)不延伸到该室的竖直边界尺寸(h1,h2)之外。

Description

起升装置的绳索扣紧布置
背景技术
本发明涉及一种起升装置的绳索扣紧布置，用于锁定起升绳索的端部。
起升装置利用起升绳索来起升和降低起升构件。起升构件的起升高度受到起升绳索的自由端的扣紧布置的限制，该扣紧布置在已知的方案中占用空间以实现刚性扣紧并限制起升装置的起升高度。在一些方案中，绳索端部的扣紧存在于单独的结构中。
本文所公开的方案的目的是开发一种绳索扣紧布置，该绳索扣紧布置简单且紧凑并且使起升装置的起升高度最大化。
发明内容
因此，本发明的目的是开发一种起升装置的新型的绳索扣紧布置，使得可以解决前述问题。本发明的目的通过根据本发明的起升绳索布置来实现，其特征在于独立权利要求中所述的内容。本发明的优选实施方案公开于从属权利要求中。
当通过楔入将起升绳索锁定到扣紧装置，并且扣紧装置引导起升绳索的第一端部使得起升绳索的第一端部不延伸到室的竖直边界尺寸之外时，实现了一种紧凑且简单的绳索扣紧布置，该绳索扣紧布置允许使起升构件的起升高度最大化，从而利用可用的自由高度，并且相对于支撑该起升装置的结构提高起升装置的定位。在将绳索紧凑地扣紧到起升装置的情况下，起升力均匀地扩散在起升装置的滑轮上，并且起升装置的主体不经受旋转力或扭转力。当起升装置的滑轮均匀地承载负载，且与负载的大小无关时，起升活动变得更安全。
附图说明
现在将结合优选实施方案并且参考附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了在主体结构中具有本发明的绳索扣紧布置的起升装置；
图2示出了根据图1的起升装置的起升构件，本发明的绳索扣紧布置被扣紧到该起升构件上；
图3示出了本发明的绳索扣紧布置的第一实施方案；
图4是图3的实施方案的俯视图；
图5示出了图3的绳索扣紧布置的横截面；
图6示出了本发明的绳索扣紧布置的第二实施方案；
图7示出了图3的绳索扣紧布置，带有加宽的出口开口；
图8示出了本发明的绳索扣紧布置的第三实施方案；
图9是图8的位置的俯视图。
具体实施方式
图1示出了起升装置1，该起升装置包括绳索筒17、支撑主体结构2、位于该支撑主体结构内的至少一个绳索滑轮15-1、扣紧装置3、起升绳索4和起升构件5。起升构件5包括至少一个绳索滑轮15-2，并且起升构件5使用起升绳索上升和下降，该起升构件由扣紧装置3和绳索筒17支撑。
图1中所示的起升装置1使用偶数个绳索段。在该情况下，绳索段的数量是指支撑主体结构2与起升构件5之间悬挂的倍数。图1示出了使用一条绳索的四倍悬挂，其可以由1×4表示。
扣紧装置3可例如由铸铁或钢制成，并且起升绳索4可以是圆形钢绳索，因为钢在绳索的纵向方向上需要相对较小的摩擦表面。绳索的形状也可以不同于圆形。在图1所示的实施方案中，起升绳索的第一端部4-1保持自由，指向上方，并且第二端部4-2与绳索筒17接触，通过至少一个绳索滑轮15-1、15-2扣紧。绳索筒17位于支撑主体结构2后面，并且通过使用马达和齿轮旋转绳索筒17来产生起升绳索4的绳索力。通常，马达是被设计成产生所需扭矩以使绳索筒17旋转的电动马达。使用电动马达以电的方式使向上或向下的起升移动停止，并且起升装置另外具有机械制动器。
在该实施方案中，扣紧装置3具有圆形通孔6，并且该扣紧装置被扣紧在支撑主体结构2的一侧上。有利的是，扣紧被实现为使得起升装置具有轴16，并且至少一个绳索滑轮15-1、15-2与扣紧装置3的通孔6位于同一轴16上。在该情况下，扣紧装置3能够在第一移动方向上绕轴16旋转。另选地，扣紧装置3可以用一个或多个螺栓扣紧。通孔6还可以具有不同的形状，诸如鞍形表面(即环状圈的内圆上的表面的类型)或椭圆形(由此，椭圆形孔的内表面是弯曲的，并且轴16是圆柱形的)，这允许扣紧装置3在第二移动方向上倾斜。
通孔6略大于配合在该通孔中的轴16，由此第一楔形结构9可以相对于轴16在一定程度上横向地倾斜。除了圆柱形表面外，通孔6与轴16的配合表面还可以为鞍形表面，诸如圆柱形轴和通孔6向内凸起的内表面。
图2示出了起升构件5，其中与图1的起升装置1的扣紧装置3相比，扣紧装置3被倒置地扣紧到起升构件5。在起升构件5的绳索滑轮15位于同一轴16上的情况下，扣紧到起升构件5的实现是有利的。另选地，也可以仅用螺栓来实现扣紧到起升构件5。
在该情况下，绳索段的数量是奇数。在图2的实施方案中，使用了三倍悬挂。绳索段的数量影响起升装置的起升速率和负载能力。在绳索段更少的情况下，起升构件5上升和下降更快，但承载能力降低。有利的是，当绳索段的数量是奇数并且起升绳索4终止于起升构件5时，起升绳索4的第一端部4-1被向下方引导。
另选地，悬挂可以是一条绳索的单倍，换句话说，绳索段可以表示为1×1，由此起升绳索4从绳索筒17直接下降到起升构件5，而无需起升绳索4围绕单个绳索滑轮15-1或15-2。扣紧装置3也可以处于与图1和图2中所示不同的定向，例如水平的。
图3至图5示出了扣紧装置3的第一优选实施方案，其可以用于图1所示的起升装置1中。图3是扣紧装置3的侧视图，并且图4是该扣紧装置的俯视图。图5示出了根据图3和图4的实施方案的扣紧装置3的xy方向上的横截面。扣紧装置3还可以位于电梯或另一起升装置中，其中使用绳索来提升或降低货物、人员或动物。
起升装置3具有室14，该室具有出口开口8，起升绳索4从该出口开口突出到室14之外。通孔6相对于出口开口8的方向处于垂直方向上并且延伸穿过扣紧装置3。通孔6和出口开口8相互位于垂直线上，由此起升绳索4仅在扣紧装置3下方经受拉伸应力。该结构试图通过重力作用转向该位置。室14包括弯曲壁12和直壁11，并限定扣紧装置3的竖直边界尺寸h1、h2、水平边界尺寸w1、w2和深度方向边界尺寸z1、z2。
起升绳索4通过楔入而锁定到扣紧装置3，由此扣紧装置3引导起升绳索4的第一端部4-1远离，使得起升绳索的第一端部4-1不延伸到室14的竖直边界尺寸h1、h2之外。在附图的示例性情况下，有利的是，第一端部4-1不延伸到室14的水平边界尺寸w1、w2或深度方向边界尺寸z1、z2之外，但这在所有实施方案中不是必需的。起升构件5可以被起升，使得随着起升构件5从起升装置1下方的表面下方接近，绳索的第一端部4-1不会成为起升的障碍物，并且也不限制起升构件5可以起升的高度。
图5示出了如何在相对较小的空间内形成足够长的摩擦长度以可靠地扣紧起升绳索4。另外，考虑到绳索的最小允许弯曲半径，将起升绳索4穿入就位以及将其分离同样容易。
如图5中所示，扣紧装置3包括第一楔形结构9和第二楔形结构10，该第一楔形结构具有圆形部分和三角形部分，该第一楔形结构的侧翼远离圆形部分朝向彼此变窄，该第二楔形结构具有圆形部分和三角形部分，该第二楔形结构的侧翼远离圆形部分朝向彼此变窄，由此第一楔形结构9和第二楔形结构10是并排的，使得它们的楔形部分被引导到几乎相反的方向，并且使得起升绳索4位于第一楔形结构9与第二楔形结构10之间。楔形结构9、10可以具有不同的大小，或者另选地具有相同的大小。在附图中所示的实施方案中，第一楔形结构9大于第二楔形结构10。第二楔形结构10可以是独立的且单独的构件，当起升绳索4在该构件周围收紧时，该构件被牢固地楔入到位，并且同时绳索可靠地锁定到扣紧装置3。在图5的布置中，绳索的第一端部4-1和第二端部4-2之间的起升绳索4上的拉力足以用于收紧锁定。
起升绳索4在第一楔形结构9的侧翼与室14的弯曲壁12之间进入扣紧装置3的室14，围绕第一楔形结构9从而接触该第一楔形结构的圆形部分，从第一楔形结构9与第二楔形结构10之间突出从而接触第一楔形结构9与第二楔形结构10的侧翼，围绕第二楔形结构10从而接触该第二楔形结构的圆形部分，并且从第二楔形结构10的侧翼与室14的直壁11之间突出到室14之外。在该实施方案中，通孔6延伸穿过第一楔形结构9，但是另选地，该通孔可以穿过在由扣紧装置3的室14限定的边界尺寸之内的任何点。
当绳索收紧到位时，楔形结构9、10的旋转中心或毂c9、c10之间的距离hC减小。在该上下文中，毂是指楔形结构的圆形部分中最宽部分的中心点。第一楔形结构9略大于第二楔形结构10。当毂c9、c10随着起升绳索4收紧到位而相互接近时，绳索凹槽的旋转方向相反，并且由于第二楔形结构10的体积小，在靠近该第二楔形结构处留有自由空间，这意味着起升绳索的第一端部4-1可以终止在自由空间中。自由空间是指由扣紧装置3的边界尺寸限定并且位于该扣紧装置的边界尺寸内的部分，该部分中没有其他结构部件，诸如楔形结构9、10。这意味着扣紧装置3的体积减小并且实现了节省空间的方案，这作为起升绳索4的扣紧是可靠的。
通孔6相对于出口开口8以相同的竖直位置放置，由此由负载引起的绳索力直接施加在通孔6中的轴16上。重力试图将结构转变为该竖直状态，但是通过定位和设计，可以看出，出口开口8可以在通孔6下方转动或倾斜，并且使起升绳索4直接向下引导而无需超过弯曲角α的此类大角度弯曲。弯曲角α是弯曲壁12与竖直起升绳索的第二端部4-2之间的角度，并且可以为例如15度或更大。
楔形结构9、10和室的壁11、12的侧面可以设有凹槽，起升绳索4沿着该凹槽行进。凹槽13基本上是圆形的，或至少是圆形的，并且凹槽13的形状是基本上半圆形的，并且凹槽13的尺寸与所使用的起升绳索4的外径接近匹配。为了增加摩擦，凹槽13的表面可用例如涂层进行处理，或者通过在制造阶段形成增加摩擦的突起进行处理。
由于摩擦表面，起升绳索4的第一端部4-1不需要单独的锁定部件，而起升绳索4仅通过摩擦保持锁定在扣紧装置3中。如果需要，可以将一个或多个应力消除夹放置在围绕绳索压紧的第一端部4-1上，以固定锁定。
起升绳索的第一端部4-1保持在室的竖直边界尺寸h1、h2内部，并且在一些情况下还尽可能紧凑地处于扣紧装置3的水平边界尺寸w1、w2和深度方向边界尺寸z1、z2内。在此类情况下，第一端部4-1使得可以将起升构件5提升到尽可能高以及将其降低到尽可能低，从而利用可用的自由起升高度。
在出口开口8之前，起升绳索4位于第一楔形结构9与室14的弯曲壁12之间。弯曲壁12增加起升绳索4的摩擦表面，并且同时向下引导起升绳索。当扣紧装置3位于起升构件5内时，顺序是相反的，即，起升绳索的第一端部4-1指向上方并且出口开口8指向下方。
起升绳索4易于穿入扣紧装置3，并且扣紧装置3的制造可以通过例如铸造或3D打印来执行。扣紧装置3的组装由于其简单的结构而成功实现。此外，通过将第二楔形结构10从其收窄的室14敲除，起升绳索4易于拆卸和更换。可以仅用上述轴16或另一扣紧布置(诸如螺栓)实现扣紧到起升装置1。
在图5所示的实施方案中，起升绳索4首先顺时针缠绕，然后逆时针缠绕。另选地，缠绕方向可以按相反的顺序进行，即首先逆时针缠绕，然后顺时针缠绕。扣紧装置3因此可以利用在两个不同方向上弯曲的绳索凹槽，该绳索凹槽可以被描述为字母S形。描述这些S形曲线的幅值的曲率半径可以在大小上不同。如果第一楔状结构9的曲率半径r9大于第二楔状结构10的曲率半径r10，则有利的是，可以在绳索凹槽在第二S形曲线之后变直之后形成上述自由空间。然后绳索的第一端部4-1可以终止在该自由空间中。这样，绳索可以以尽可能紧凑的方式设置在同一扣紧装置中，边界尺寸保持较小，并且绳索的第一端部4-1可以靠近扣紧装置3本身终止。有利的是，支撑扣紧装置3的轴16定位在曲率半径较大的S形曲线内。缠绕方向的缠绕量可以表示为围绕可旋转毂c9、c10的中心角的数量。例如，中心角的总和可以超过300度。
轴16可以仅在一个端部被支撑，作为突出销。在此类情况下，如图3和图5所示，起升绳索4可以以相对于轴16的半径大约两倍的半径围绕第一楔形结构9。如果轴16以双剪方式支撑为叉形悬挂，则轴16可以更薄，由此起升绳索4以相对于轴的半径的两倍以上的半径围绕第一楔形结构9。
在图3和图5中，通孔6基本上位于第一楔形结构9的中间，但是当考虑到起升绳索4可以在没有弯曲应力的情况下向下脱离时，该通孔也可以偏心地定位在第一楔形结构9中。通过偏心地定位通孔6，可以降低绳索扣紧的高度或高度位置，由此实现的益处是在结构下方有较大的起升高度。
当起升绳索4被配合为围绕第一楔形结构9时，来自绳索的凹槽13的沿通孔6和轴16的半径的方向的压紧力施加在第一楔形结构9上。该压紧不会对第一楔形结构9施加剪应力，因此该方案在结构上是牢固的。起升绳索4围绕第一楔形结构9和保留用于该起升绳索的扣紧的轴16两者。如果第一楔形结构9断裂，则该结构会被固定，因为起升绳索4也围绕轴16本身。这意味着在至少一些情况下，由于起升绳索4被配合为围绕轴16，被起升的负载的下落减慢。
图6示出了扣紧装置的第二优选实施方案，其可以用于图1实施方案的起升装置中。图6的实施方案在很大程度上对应于图5的实施方案，这就是为什么将主要通过公开这些实施方案之间的差异来解释图6的实施方案。
在图6中，扣紧装置3的通孔6可以具有轴承7(诸如铰接轴承)，使扣紧装置3可以在第一移动方向上围绕延伸穿过通孔6的轴16旋转，并且另外，扣紧装置3可以在第二移动方向上相对于延伸穿过通孔6的轴16倾斜。在此类情况下，起升构件5可以在两个移动方向上自由移动，而不会使起升绳索4在出口开口8处弯曲。起升绳索4在起升装置1的扣紧装置3和起升构件5之间的长度还限制起升构件5相对于扣紧装置3的操作半径的大小。
图7示出了图3在出口开口8处的zy方向上的横截面视图。起升绳索下端的出口开口8加宽，也就是说，出口开口8的横截面面积向室14的外部(即，在图4中向下)增大，这允许起升绳索4相对于扣紧装置3在两个方向上移动。根据图5，一个开口表面能够以弯曲方式打开，并且另一个表面可以基本上是直的。出口开口8的相对侧的角β可以为20度或更大。弯曲壁12与图5所示的竖直起升绳索的第二端部4-2之间的角α可以为15度或更大，由此加宽的角α和β形成加宽的出口开口8。这可以是图3至图6的实施方案的一部分，或者是轴16和通孔6的轴承7的替代方案。
图8示出了扣紧装置3的第三优选实施方案。图8的实施方案在很大程度上对应于图3的实施方案，这就是为什么将主要通过公开这些实施方案之间的差异来解释图8的实施方案。
图8在同一附图中示出了三个替代位置，在该三个替代位置中可以形成第二楔形结构10。在这三个位置中，可以选择最适合于起升装置的结构的最合适的形式。与第一楔形结构9位于同一xy平面内的以实线呈现的位置是图3中所示的实施方案。在该实施方案中，起升绳索4的围绕楔形结构9、10的凹槽13位于xy平面内。
以虚线呈现的位置位于zy平面内，并且第二楔形结构10形成在相对于第一楔形结构9较低的点处。一旦起升绳索4结束围绕第一楔状结构9，该起升绳索就可以向一侧转动例如90度，由此第二楔状结构10的位置形成在相对于第一楔形结构9的平面的右侧(-z)或左侧(+z)。可以根据起升装置结构的结构来选择扣紧装置3的期望旋向性。取决于旋向性，可以利用在-z或+z方向上扩展的扣紧装置3。
图9是图8的在侧面上形成并且在zx平面中观察到的位置的俯视图。该图示出了绳索的第一端部4-1如何不延伸到水平边界尺寸w1、w2或深度方向边界尺寸z1、z2之外，由此扣紧装置3保持紧凑且简单。
本领域的技术人员将会发现，随着技术进步，本发明的基本理念可以多种不同方式来实现。因此，本发明及其实施方案不限于上述示例，而是可在权利要求书的范围内变化。

Claims (17)

1.一种起升装置(1)的绳索扣紧布置，所述绳索扣紧布置包括
绳索筒(17)
扣紧装置(3)，所述扣紧装置具有室(14)，所述室限定所述扣紧装置的竖直边界尺寸(h1,h2)、水平边界尺寸(w1,w2)和深度方向边界尺寸(z1,z2)，
起升绳索(4)，和
起升构件(5)，所述起升构件使用所述起升绳索(4)上升和下降，所述起升构件由所述扣紧装置(3)和所述绳索筒(17)支撑，其特征在于
所述起升绳索(4)通过楔入而锁定到所述扣紧装置，由此所述扣紧装置(3)引导所述起升绳索的第一端部(4-1)远离，使得所述起升绳索的所述第一端部(4-1)不延伸到所述室的所述竖直边界尺寸(h1,h2)之外。
2.根据权利要求1所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述扣紧装置(3)引导所述起升绳索的所述第一端部(4-1)远离，使得所述起升绳索的所述第一端部(4-1)不延伸到所述室的水平边界尺寸(w1,w2)或深度方向边界尺寸(z1,z2)之外。
3.根据权利要求1或2所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述起升装置另外包括至少一个绳索滑轮(15-1,15-2)，所述起升绳索(4)经由所述至少一个绳索滑轮从所述绳索筒(17)行进至所述扣紧装置(3)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述室(14)包括弯曲壁(12)和直壁(11)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述扣紧装置(3)包括第一楔形结构(9)和第二楔形结构(10)，所述第一楔形结构具有圆形部分和三角形部分，所述第一楔形结构的侧翼远离所述圆形部分朝向彼此变窄，所述第二楔形结构具有圆形部分和三角形部分，所述第二楔形结构的侧翼远离所述圆形部分朝向彼此变窄，由此所述第一楔形结构(9)和所述第二楔形结构(10)是并排的，使得所述起升绳索(4)位于所述第一楔形结构(9)与所述第二楔形结构(10)之间并且被挤压在所述楔形部分(9,10)与所述室的所述壁(11,12)之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述起升绳索(4)在所述第一楔形结构(9)的侧翼与所述室(14)的所述弯曲壁(12)之间进入所述扣紧装置(3)的所述室(14)，围绕所述第一楔形结构(9)从而接触所述第一楔形结构的圆形部分，从所述第一楔形结构(9)与所述第二楔形结构(10)之间突出从而接触所述第一楔形结构(9)和所述第二楔形结构(10)的所述侧翼，围绕所述第二楔形结构(10)从而接触所述第二楔形结构的圆形部分并且从所述第二楔形结构(10)的所述侧翼与所述室(14)的所述直壁(11)之间突出到所述室(14)之外。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述起升绳索的所述第一端部(4-1)指向上方。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述起升绳索的所述第一端部(4-1)指向下方。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述第一楔形结构(9)和所述第二楔形结构(10)具有开槽侧(13)，所述起升绳索(4)沿所述开槽侧穿过。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述室具有出口开口(8)，所述起升绳索(4)从所述出口开口突出到所述室(14)之外，并且在所述出口开口(8)之前，所述起升绳索(4)位于所述第一楔形结构(9)与所述室(14)的所述弯曲壁(12)之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，当从所述室(14)向外行进时，所述扣紧装置(3)的所述出口开口(8)的横截面积增大。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述扣紧装置(3)具有垂直于所述出口开口(8)的方向的通孔(6)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述通孔(6)延伸穿过所述第一楔形结构(9)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述起升装置具有轴(16)，并且至少一个绳索滑轮(15-1)与所述扣紧装置(3)的所述通孔(6)位于同一轴(16)上。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述扣紧装置(3)的所述通孔(6)具有轴承，所述轴承允许所述扣紧装置(3)相对于延伸穿过所述通孔(6)的所述轴(16)倾斜。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述第二楔形结构(10)是独立且单独的构件，由此随着所述起升绳索(4)收紧，所述第一楔形构件(9)的毂(c9)与所述第二楔形构件(10)的毂(c10)之间的距离(hc)减小。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的绳索扣紧布置，其特征在于，所述起升绳索(4)是圆形钢绳。
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